Другая история науки. От Аристотеля до Ньютона

В 1543 году в Нюрнберге вышло в свет знаменитое сочинение Николая Коперника «Об обращении небесных кругов».

Николай Коперник

Коперник родился 19 февраля 1473 года в Торне. Воспитывался сначала в Кракове, а потом в Италии, где прожил около девяти лет, изучая математику, юриспруденцию и медицину. Возвратившись в свое отечество, получил должность каноника в Вармии, где и прожил до самой смерти, постигшей его 24 мая 1543 года.

Занятый самыми разнообразными делами, он не прекращал давно задуманной им переработки системы Птолемея. Свое сочинение, начатое еще в 1506 году, он закончил только к 1530-му. Через три года после этого было объявлено о предстоящем выходе книги, однако печатание задержалось и было начато только в 1541 году. Первый экземпляр отпечатанной книги, как гласит предание, был принесен автору, когда он лежал на смертном одре.

Основная идея Коперника: Земля вращается вокруг своей оси и вместе с пятью планетами обращается вокруг Солнца, стоящего неподвижно. Аналогичные взгляды Аристарха Самосского (о котором Коперник мог не знать) излагались в виде гипотезы в некоторых отношениях довольно удобной, но которую никак нельзя было доказать. Даже после Коперника гелиоцентрическая система оставалась гипотезой, пока не были установлены принципы небесной механики, а это было сделано только Ньютоном. Если бы Коперник ограничился поиском аргументов в пользу правдоподобия своей системы, то старания его остались бы такими же бесплодными, как бесплодны были попытки его византийского предшественника.

Главнейший недостаток астрономии Птолемея заключался в том, что гипотезы этого астронома относительно движения Луны и планет были не только запутанны и произвольны, но и несовместимы друг с другом; они не совпадали с данными наблюдений (в особенности с данными, касающимися изменения видимого диаметра Луны). Вот из-за чего возникла необходимость исправить все гипотезы Птолемея и установить новые правила для вычисления астрономических таблиц. В этом и заключалась самая важная часть работы Коперника. Он сумел выполнить ее с таким успехом, что предложенные им правила вычислений были тотчас же приняты астрономами; первые таблицы, вычисленные по принципам Коперника, были выполнены в 1551 году.

Его гелиоцентрическая система находилась с этими правилами только в косвенной связи, но она также привлекла внимание, хоть и не слишком большое. Сначала взгляды Коперника завоевали себе немногих последователей. Лишь позже пришло время, и изучение его системы сделалось обязательным.

К ниспровержению прежней системы мира Коперник привлек и астрономические и физические соображения. Первые основывались на страшной сложности геоцентрической системы и на той простоте, с которой планетные движения могут быть объяснены гелиоцентрической теорией. Пример – Луна, для которой эпициклический путь при обращении вокруг Солнца совместно с Землей выглядит естественным, а вращение, подобно другим планетам, только вокруг Земли не может быть объяснено. Физические соображения заставляли усомниться в возможности той неимоверной быстроты, с которой старая система заставляла отдаленнейшие планеты описывать свои круги в 24 часа. Коперник заменил суточное вращение небесного свода вращением Земли вокруг оси, движение Солнца по эклиптике – обращением Земли вокруг него и заставил все остальные планеты обращаться вокруг Солнца как центрального светила.

Тем не менее новая система заключала в себе еще значительные астрономические погрешности, да и с точки зрения тогдашней физики она открывала возможность для возражений.

Астрономические недочеты были устранены ранее других. Коперник понимал, что земная ось при движении вокруг Солнца должна постоянно оставаться параллельной себе, для того чтобы смена времен года была вообще объяснима. Но не зная еще механического закона инерции и находясь под влиянием учения Аристотеля о естественных и насильственных движениях, он предполагал, что земная ось, предоставленная самой себе при движении Земли, должна сохранять постоянным наклонение к оси эклиптики и, следовательно, описывать вокруг последней коническую поверхность, и потому приписал Земле сверхвращения вокруг своей оси и вокруг Солнца еще третье движение, поддерживающее параллельность земной оси при всех положениях.

Преемники Коперника очень скоро заметили его ошибку и отбросили это третье движение. Труднее было устранить другую астрономическую погрешность: Коперник, приняв эксцентрические круги птолемеевой системы без изменения, учил, что планеты описывают вокруг Солнца круговые пути. Тихо Браге заметил, что круговые пути не соответствуют истинному положению, но был не в силах разрешить этого вопроса. Только Кеплер после долгих утомительных попыток нашел, что планетные орбиты имеют форму эллипсов, весьма близких к кругу.