XI. МАЛЫЙ КОММЕНТАРИЙ
XI. МАЛЫЙ КОММЕНТАРИЙ
За год до своей смерти, в 1542 году, Коперник писал в предисловии к завершенному тогда великому творению «Об обращениях небесных сфер», что «четыре раза по девяти лет» держал он свои идеи под спудом, пока, поддавшись настоянию друзей, не решился опубликовать книгу. Это замечание дает возможность установить важную дату: Коперник заложил фундамент своей системы мироздания уже в 1506 году, в первый год жизни в Лицбарке.
Будучи студентом, Коперник часто слышал от профессоров-гуманистов о Пифагоре и его учениках, умевших ревниво охранять научные знания от проникновения за пределы тесного круга ученых-единомышленников. В Пруссии Коперник и сам не раз вспоминал об этой древнегреческой школе, клятвою обязывавшей учеников передавать тайны философии только изустно, близким людям.
В этих «пифагорейских настроениях» великий человек следовал за своим временем. Однако, может быть, за этой аристократической позой торунец скрывал и нечто совсем другое — боязнь оказаться в опасном разладе с церковными властями?
На долю Коперника выпала немалая удача — он творил в короткую пору свободомыслия высших иереев католической церкви. Копернику, конечно, трудно было бы представить себе, что на римской площади Кампо деи Фиори, по которой он так часто проходил в год юбилея, ровно через сто лет церковь сожжет ученого[140] именно за свободомыслие. Приверженность к его, Коперника, астрономической системе будет одной из главных причин мученического конца Бруно.
Но все же разве мог Коперник забыть кровавый разгул инквизиции в Испании? Как раз ко времени его возвращения в Пруссию германские инквизиторы начали поход на печатное слово, устроили в Кельне дикий шабаш вокруг костров из неугодных им книг.
В таких условиях приходилось, опасаться широкой огласки и возлюбить пифагорейскую скрытность. Ведь, неровен час, занятиями фромборкского каноника, потрясавшего основы мира, могли заинтересоваться и вездесущие слуги Святой Коллегии…
Коперник задумал свое обращение к друзьям, письмо-трактат, уже в 1507 году[141]. Десять страничек, густо исписанных четким круглым почерком — так выглядит эта ученая записка, первый набросок коперниковской системы мироздания. Записка называется: «Малый Комментарий Николая Коперника к его гипотезам небесных движений».
Слово «гипотезы» вызвало среди исследователей нескончаемые споры. Некоторые с полным основанием полагают, что этому слову нельзя придавать смысла, какой оно приобрело в последующие века, что во времена Коперника оно равносильно было понятию «положение», «тезис». Другим кажется более правдоподобным, что в своей записке Коперник предлагал друзьям лишь логически обоснованную схему, удобную для разрешения не разрешимых дотоле трудностей. Это было пока что только допущение, гипотеза. И лишь впоследствии, утверждают они, через тридцать шесть лет, после длительных размышлений и наблюдений неба, в книге «Об обращениях небесных сфер» Коперник станет смело рассматривать свою гелиоцентрическую систему как величайшую физическую реальность.
Начинается записка так:
«Я полагаю, что наши предки вводили большое количество небесных сфер главным образом для того, чтобы объяснить видимые небесные движения на основе движения равномерного. Они полагали бессмысленным допущение, что небесное тело может двигаться с неравномерной скоростью и по несовершенной окружности. Они знали», что при помощи сочетания ряда равномерных круговых движений они могут представить любое движение.
Калипп[142] и Эвдокс стремились разрешить задачу при помощи концентрических кругов. Однако их усилия оказались тщетными, так как они не сумели дать объяснение всем планетным движениям. Не смогли они объяснить и того, почему мы видим небесные тела то ближе, то дальше от нас. В системе концентрических кругов это обстоятельство нельзя никак объяснить. Поэтому оказалось более целесообразным применить эксцентры и эпициклы, которые и были приняты большинством ученых.
Однако планетные теории Птолемея и многих других астрономов хотя и давали удовлетворительные числовые объяснения небесным явлениям, все же наталкивались на немалые трудности во многих других отношениях. Так, они могли объяснить явления только при помощи введения еще третьего вида вспомогательных окружностей, так называемых эквантов. И все же даже при этом планеты у — них не двигались с равномерной скоростью ни по деферентам, ни вокруг центра их эпициклов. Такая система не была поэтому ни хорошо обоснованной, ни достаточно удовлетворительной с логической стороны.
Убедившись в этих недостатках, я проникся уверенностью, что может быть найдено лучшее сочетание кругов, из которых могут быть изгнаны эти недостатки и в которых все движения будут происходить равномерно вокруг центров, как того требует закон об абсолютном движении.
После того как я принялся за эту трудную, почти неразрешимую задачу, мне стало ясно, что она может быть разрешена при помощи меньшего числа более простых построений, если при этом исходить из следующих аксиом, изложенных по порядку…» Далее Коперник излагает семь своих аксиом, разрушающих старое Птолемеево геоцентрическое учение. Аксиомы выражены сжато и предельно
«Первая аксиома: Нет единого центра для всех небесных окружностей или сфер.
Вторая аксиома: Центр, Земли не есть центр вселенной, но только центр тяжести и центр лунной орбиты.
Третья аксиома: Все сферы обращаются вокруг Солнца, как их центра, и, таким образом, Солнце является центром вселенной.
Четвертая аксиома: Соотношение между расстоянием Земли от Солнца и расстоянием до сферы неподвижных звезд настолько меньше,»ежели соотношение между земным-радиусом и расстоянием от Земли до Солнца, что расстояние от Земли до Солнца совсем ничтожно в сравнении с дальностью небесного свода.
Пятая аксиома: То, что нам видно, как движение на небесном своде, не есть следствие движения на небе, а результат движения Земли. Земля вместе с окружающими ее стихиями оборачивается раз в сутки вокруг самой себя. При этом оба ее полюса сохраняют неизменное положение, а небесный свод и внешние пределы неба остаются недвижимы.
Шестая аксиома: То, что представляется нам как передвижение Солнца среди звезд, не есть следствие действительного его передвижения, но зависит от движения Земли и ее сферы, с которой мы обращаемся вокруг Солнца, как всякая другая планета. Таким образом, Земля имеет не одно только движение.
Седьмая аксиома: Видимые нам прямые и обратные движения планет проистекают не от их собственных движений, но из-за движения Земли. Таким образом, достаточно одних движений Земли, чтобы объяснить многообразие и различность большого ряда небесных явлений».
Каждый из этих тезисов потрясал фундамент старой acтрономии.
Птолемеева система не знала спутников у планет. Все семь планет, включая Луну и Солнце, представляли собой, по Птолемею, небесные тела, обращавшиеся вокруг единого центра — Земли. Коперник долгое время мучительно искал возможности сохранить и в своей новой системе единый центр, но наблюдения Луны заставили его отказаться от этого. В его системе Земля — спутник Солнца — становится центром для своего собственного спутника — Луны. Единый для всех планетных обращений центр перестает, таким образом, существовать, о чем и говорит первая аксиома.
Вторая аксиома Коперника существенно отступает от аристотелевской физики. По Аристотелю все тела должны устремляться к центру вселенной. Если же Земля не есть центр вселенной, то как происходит, что «свободные», то-есть неприкрепленные к Земле тела держатся на ее поверхности, а поднятые над Землей даже падают на нее? После тяжелых раздумий и колебаний великий ученый пришел к выводу, что, вопреки Аристотелю, центр вселенной не есть центр тяжести для тел, находящихся на поверхности Земли. Это важное открытие: во второй своей аксиоме Коперник делает шаг от древних воззрений в сторону позднейших ньютоновских идей.
Третья аксиома, главная, провозглашает принцип гелиоцентризма. Она перекликается с учением Аристарха Самосского.
Из четвертой аксиомы мы усматриваем, что для Коперника мир представлялся замкнутым в шаровидную оболочку сферы неподвижных звезд. Коперник, следовательно, представлял себе мировое пространство за пределами планетной системы так же, как оно рисовалось средневековым астрономам и до него. Но, подобно Аристарху, он вынужден был отодвинуть «восьмую сферу» неподвижных звезд на грандиозное от планетной системы удаление. Необходимость эта вызвана была тем, что с земли никогда не усматривалось углового смещения, так называемого параллакса неподвижных звезд при наблюдении их в любое время года. А ведь, согласно Копернику, Земля, обегая за год вокруг Солнца, передвигается в мировом пространстве на колоссальные расстояния. Отсутствие параллакса возможно было объяснить только так, как это сделал ранее Аристарх, а затем Коперник в четвертой своей аксиоме.
Главное возражение против гелиоцентрической системы, исходившее из среды ученых-астрономов, заключалось в несогласии допустить вслед за Коперником возможность такого трудно постижимого человеческим сознанием отдаления, при котором даже диаметр земной орбиты оказывается ничтожной величиной, недостаточной, чтобы изменить видимое взаиморасположение звезд. Это возражение против гелиоцентрической системы окончательно отпало лишь в XIX веке, когда астрономы, значительно повысив точность наблюдений, установили, что некоторые звезды при наблюдении их с противоположных точек земной орбиты все же смещаются — хоть и на весьма малый угол.
Следует сказать, что основные положения системы Коперника оставались в течение трех столетий теоретическими положениями, ждущими своего подтверждения на опыте. И только XIX век доставил, наконец, опытное доказательство гелиоцентрическому учению. Как писал Энгельс: «Солнечная система Коперника в течение трехсот лет оставалась гипотезой, в высшей степени вероятной, но все-таки гипотезой. Когда же Леверье, на основании данных этой системы, не только доказал, что должна существовать еще одна, неизвестная до тех пор, планета, но и определил посредством вычисления место, занимаемое ею в небесном пространстве, и когда после этого Галле действительно нашел эту планету[143] система Коперника была доказана»[144].
Великолепным было открытие Коперника, выраженное пятой, шестой и седьмой его аксиомах. В них он устанавливает принцип «оптической относительности» наших зрительных восприятий. То ощущение, которое каждому приходилось испытывать при быстрой езде или плавании, когда кажется, что движешься не ты, а бегут тебе навстречу земля, берега, Коперник использовал для объяснения небесных явлений. Не небесный свод оборачивается вокруг Земли раз в сутки с востока на запад, а за сутки вокруг оси с запада на восток оборачивается Земля. Не планеты петлят по небу вокруг Земли, а Земля, свершая свой годичный путь около Солнца, сдвигается в отношении планет, также обегающих дневное светило, но по иным путям и с иными скоростями.
В своих аксиомах тридцатитрехлетний ученый революционным образом сокрушил тысячелетнее астрономическое наследие. Самое поразительное в этом акте — его интеллектуальная смелость. Гениальный торунец дерзновенной рукой срывает Землю с вековечных основ и бросает ее в круговой бег по мировому пространству. Земля становится рядовой планетой, обращающейся вместе с другими вокруг Солнца. Населяющий Землю человек — «царь природы» — «образ и подобие божие» — перестает пребывать в центре мира. Вся вселенная не вращается больше для него, перестает быть огромным календарем, созданным господом ради человека.
Постигал ли молодой Коперник, к каким неисчислимым последствиям для науки, для человеческих воззрений на мир и прежде всего для церкви приведет его астрономическая система? Потрясая столь глубоко учение, господствовавшее над умами в течение полутора тысячелетий, имел ли он перед собой одну лишь узкую задачу в области практической астрономии? Иными словами — был ли слеп его гений?
Все дальнейшее крайне осторожное поведение Коперника, более трех десятилетий хранившего свои работы под спудом, говорит о том, что понимал он значение своих аксиом прекрасно и провидел, предчувствовал, какое впечатление они произведут на мир ученых и на церковную клику.
***
Коперниковское учение о суточном вращении Земли вокруг оси и о годовом ее обращении около Солнца, несомненно, уходит корнями в эллинскую древность. Трудно установить, в какой мере повлияли на Коперника намеки, заключенные в древнегреческих источниках.
Однако то, что было недоказанным утверждением у Аристарха Самосского, стало у Коперника стройной, разработанной в деталях системой.
Но гениальный торунец открыл и третье движеІние Земли, и это открытие принадлежало ему — и долько ему.
Для определения местонахождения светил на небесном своде астрономы с древних времен пользовались двумя окружностями большого круга. Одна из них — это небесный экватор, опоясывающий небо на расстоянии в 90 дуговых градусов от неподвижной Полярной звезды. Вторая — есть путь видимого годового движения Солнца среди звезд; древние установили, что, этот путь пролегает на небе по большому кругу, и дали этому кругу название эклиптики. Солнце в этом своем видимом движении по эклиптике пересекает большой круг небесного экватора в двух точках. Это те точки, которые Солнце проходит в дни весеннего и осеннего равноденствий, почему древние и назвали их точками равноденствий. С давних времен точку весеннего равноденствия сделали отправной для отсчетов угловых расстояний в эклиптике. Полагали, что эта точка в отношении звезд неподвижна.
Но уже астроном древности Гиппарх обнаружил, что большой круг небесного экватора в момент весеннего равноденствия каждый следующий год пересекает большой круг эклиптики в новой точке. Каждый год, незначительно, но неизменно, точка пересечения — точка весеннего равноденствия — равномерно смещается по эклиптике в одну и ту же сторону, именно в сторону, обратную видимому движению Солнца. Гиппарх определил величину этого смещения равной приблизительно одной дуговой минуте в год (точнее 50 дуговых секунд). Древние назвали это смещение предварением равноденствий. По-латыни оно именуется прецессией.
Для древних астрономов обоснование этого явления представляло труднейшую задачу. Они давали ему самые различные истолкования. Происходило, говорили они, медленное движение восьмой сферы неподвижных звезд. Но как и отчего?
Замечательное объяснение этого астрономического явления дал Коперник. Он открыл третье движение Земли — очень медленное обращение ее по конусу. Это обращение земной оси и приводит к явлению предварения равноденствий.
Это третье движение Земли «стучалось в дверь» коперниканской системы. Оно представляло, в сущности, почти что логическое следствие приложения к явлению предварения двух других движений.
Что такое линия эклиптики в коперниканской системе? Это линия кажущегося передвижения Солнца среди звезд, вызванного действительным движением Земли вокруг Солнца. Следовательно, линию эклиптики должно рассматривать, как путь Земли, а не Солнца.
Почему небесный экватор пересекает эклиптику под углом в 231/2 градуса? Система Коперника может легко ответить и на этот вопрос: это потому, что ось, вокруг которой вращается Земля, наклонена под этим углом к плоскости движения Земли вокруг Солнца, то-есть к плоскости эклиптики.
Почему же происходит явление прецессии? При достаточном творческом воображении ответ может быть найден — и Коперник нашел его: он ввел третье движение Земли — заставил земную ось описывать конусообразное движение. Земная ось замыкает один конус в Гиппархов период — примерно в 25 тысяч лет.
И все же сознанием этого революционера науки владели некоторые старые представления.
Из вводной части «Малого Комментария» видно, что движущей силой этой работы была неудовлетворенность Коперника тем, что Птолемей и его последователи в своих построениях не сумели придать планетам строго равномерного и строго кругового движения. Птолемей, по мнению Коперника, плох был тем, что погрешал против этой святая святых Аристотеля.
Недостаточная точность наблюдений не давала возможности Копернику убедиться с несомненностью в несоответствии аристотелевской идеи круговых орбит реальным движением планет. Только после точных наблюдений Тихо Браге Кеплер смог установить эллиптическую форму планетных орбит.
Коперник еще верил в существование сфер, пользовался ими в своем труде постоянно. Едва ли можно этому удивляться, ибо чем мот заменить он эту древнюю идею? На что мог опереть небесные тела?
В конце «Малого Комментария» молодой Коперник гордится тем, что ему удалось число планетных сфер, больших и малых деферентов, эксцентров и эпициклов свести к тридцати четырем кругам:
«Меркурий движется всего по семи кругам, Венера — по пяти, Земля — по трем, а вокруг нее Луна — по четырем. Марс, Юпитер и Сатурн движутся по пяти кругам каждый. Таким образом, всего лишь тридцать четыре круга было мне достаточно, чтобы объяснить все строение вселенной и всю пляску планет».
Привести видимые движения планет к аристотелевским положениям можно было только через сложные комбинации эксцентров и эпициклов. Так, Луна у Коперника в «Комментарии» двигалась по эпициклу на эпицикле. Позже он несколько упростил свои построения. Но они всегда были и оставались подобием небесной геометрии Гиппарха — Птолемея.