Наука и жизнь Николая Коперника

   Таков перечень вопросов, которые,  конечно, возникали у Коперника при его размышлениях о системе мира и на которые он еще до 1515 г. нашел ответ, сформулированный им в «Малом Комментарии» в виде шестой аксиомы. Спустя почти 30 лет в посвящении своей книги папе Павлу III он выразил найденное решение такими словами: «Допустив те движения, которые придаются Земле в этом сочинении, я после долгих и многократных исследований пришел, наконец, к заключению, что если отнести движения прочих блуждающих светил к кругу, по коему движется Земля, и на этом основании вычислять движения каждого светила, то не только представляемые ими явления будут вытекать как следствия, но что самые светила и пути оных по последовательности или величине своей и само небо явятся в такой между собой связи, что нигде, ни в одной части нельзя чего-либо изменить, не запутывая остальных частей и всего целого».

   Слабое место всех предшествовавших  теорий — вопрос о суточном вращении небесного свода, в которое вовлечены все небесные светила, у Коперника решался самым простым естественным образом—как отражение суточного вращения Земли. “Теперь не нужно было придумывать способы передавать дополнительное суточное вращение ко всем другим планетным движениям”⁹. Копернику пришлось особенно обстоятельно отстаивать эту идею, против закрепленных вековой традицией нападок Птолемея и Аристотеля и их последователей, пользуясь для этого разнообразными аргументами, преимущественно логическими. Но упрекать Коперника за это не следует, потому что необходимые понятия и принципы механики ждали еще своего открытия Галилеем и Ньютоном. Однако Коперник уже понимал относительность движения и, как мы видели выше, через Брудзевского владел правильным представлением о том, что для движения не нужна постоянная «подталкивающая» сила, как это думали последователи Аристотеля. Если для последних, как и для других современников и предшественников Коперника, планеты вместе с Солнцем и Луной и звездами представлялись объектами небесными, то Земля была вполне материальной. Можно было не задумываться над причинами движения планет (в конце концов двигать планеты могли ангелы...), но движение Земли требовало в их представлении движителя, а его не было. Для Коперника же с его буридановским пониманием инерции, сколь смутным оно ни было, такой движитель не был нужен!

Существенно важна была новая идея Коперника  — параллельного перемещения  оси вращения Земли в течение года, так как она правильно объясняла времена года и климатические пояса. Правда, Коперник усложнял объяснение из-за незнания законов механики.

Для успеха своей аргументации Копернику  очень нужно было возродить упоминавшееся  выше утверждение, что расстояние от Солнца до Земли совершенно ничтожно сравнительно с радиусом сферы неподвижных звезд. Этот аргумент, как мы помним, выдвигался еще Аристархом Самосским, но Архимед формально отводил его из-за неудачной в математическом отношении формулировки А между тем именно он делал понятным отсутствие зачетного параллакса у звезд. Действительно, мы хорошо знаем, что когда мы двигаемся, близкие предметы сильно смещаются относительно далеких, а более далекие—мало и тем меньше, чем они дальше; это и есть параллактическое смещение. Глядя из окна движущегося поезда, мы наблюдаем как бы вращение всей местности вокруг далекой точки на горизонте так, что самые близкие к поезду предметы проносятся мимо с большой скоростью, а далекие кажутся неподвижными. Однако неподвижность для невооруженного глаза не означает неподвижности, если рассматривать явление в бинокль или в телескоп. Но звезды так далеки от нас, что даже движение Земли вокруг Солнца не отражается во взаимном расположении звезд, если их наблюдать невооруженным глазом или несовершенными угломерными инструментами античности и средневековья и даже более позднего времени, когда звезды наблюдались с инструментами все более точными, а затем и с телескопами. (А то, что параллаксы звезд упорно не поддавались обнаружению, не переставало тревожить астрономов еще три столетия).

Итак, Коперник низвел Землю до роли рядовой планеты, поместил Солнце в центре системы и создал гелиоцентрическую систему мира, ведущую к перевороту в мировоззрении ученых и философов. Но не будем обольщать себя мыслью, что этот переворот прошел легко. Потребовалось не менее столетия, прежде чем гелиоцентрическая система мира получила широкое (но не всеобщее) признание, потому что ей пришлось пробираться через чащу школьных «истин», ложных предрассудков и представлений, которые нужно было преодолена  и логическим путем, и противопоставлением новых фактов и идей. Инертность духовная и в науке тоже нередко бывает очень большой.

Мы говорили до сих пор о Малом Комментарии, который содержал в себе фрагменты новой теории. Это был пристрелочный выстрел. Но доказательства, те самые доказательства, которых недоставало всем предшественникам Коперника, он накопил значительно позже— примерно к 1532 г. в своем великом произведении «De Revolutionibus orbium coelestium», увидевшем свет лишь еще через десяток лет. Не дробью мелких идей и мыслей, разлетавшихся вокруг цели, а единственным могучим выстрелом внес в науку Коперник все богатство своих новых идей и построений.

4.Идея созрела и вышла на свободу

История этого произведения такова.

Как мы видели выше, после 1515 г. вармийский капитул поручает Копернику одно за другим целый ряд административных и политических поручений, вплоть до исполнения обязанностей епископа включительно. Темпы научной работы, естественно, снизились. Но теперь, когда идеи сформулированы и теоретически доказаны, остается их изложить последовательно, со всеми эмпирическими доказательствами. Эта задача—тоже не простая—занимает у Коперника еще 16 лет. Коперник приближается к шестидесятилетнему возрасту, книга написана, но нужно ли и можно ли ее печатать, тем более в эпоху религиозных смут, начавшихся выступлением в 1517 г. Лютера против индульгенций и открытым разрывом его с Римом и со всей католической традицией в 1520 г.? Каноник Коперник тоже видит некоторые недостатки в обрядности католицизма и в образе жизни представителей церкви, но вместе с вармийской епархией он остается верен ей. Наоборот, новый гроссмейстер Тевтонского ордена Альбрехт в 1525 г. переходит со всем орденом в лютеранство и объявляет свои владения светским герцогством Пруссией. В то же время королевство Польское остается верным католицизму, а новый епископ вармийский Дантишек занимает позицию воинствующего католицизма.

    По этим ли или по другим  причинам, но деятели Реформации—Лютер  и даже мягкий «учитель Германии» Меланхтон отзываются о новом учении Коперника резко отрицательно и даже грубо. Лютер обзывает Коперника дураком, а Меланхтон считает учение Коперника вредным и опасным. Аргумент один и тот же: противоречие Священному писанию.

     В противоположность этому католицизм  относился к учению Коперника  с благожелательным интересом.  Ученый секретарь папы Климента VII читает папе и другим князьям церкви в 1533 г. лекцию о новой системе мира. И при новом папе—Павле III—внимание к новому учению не гаснет. Кардинал Николай Шенберг, глава Доминиканского ордена, в 1536 г. пишет Копернику очень лестное письмо, в котором просит его не скрывать свои «вычисления о Вселенной вместе с таблицами и всем, к ней относящимся». Как они видели раньше, менее заметный епископ Хелминский Тидеман Гизе, ближайший друг Коперника, много лет просит о том же.

    Но Коперник колеблется. Он видит неустойчивую обстановку религиозных войн и политических перемен. Он пересматривает рукопись своего коронного произведения и вычеркивает оттуда упоминание об Аристархе Самосском, прослывшем безбожником, и опять не решается. А ведь ему уже больше шестидесяти пяти лет. Он одинок в своем Фромборке, его брат Андрей давно скончался, его друг Гизе далеко в Хелмно, его притесняет новы» епископ Дантишек. Он уже не несет административных обязанностей по капитулу, он только лечит. Труд всей его жизни написан, но лежит без движения.

    Но наряду с этим возник  еще один вопрос. Светило движется  равномерно по окружности, центр  которой не совпадает с центром  Земли. Если мы соединим оба  эти центра прямой и продолжим  ее до пересечения с орбитой светила, то получим линию, на одном конце которой светило будет находиться дальше всего от Земли, в апогее, а на другом — в наименьшем расстоянии от нее, в перигее.” Таким образом, необходимо было установить, неподвижен ли апогей светила или он тоже движется и в какой мере его движение зависит от прецессии”¹⁰. По изложенной теории Птолемея он должен быть постоянным. В своих звездных каталогах Птолемей отмечал положение апогея для различных светил, но в общей постановке вопрос оставался открытым. Точно так же нельзя было сказать, равномерно прецессионное движение или нет.

   Первые изменения в предположенную  Птолемеем теорию внесли в IX в. работавшие в астрономическом центре Харране сабейцы (немусульмане) Сабит ибн Курра и Аль-Баттани (Альбатений). Первый считал, что прецессионное движение неравномерно, более того, оно представляет колебательное движение. Работавший несколько позднее (в 828 г. н. э.) Альбатений установил перемещение апогейной точки Солнца, а также более точную величину прецессии, а именно 1 градус не за 100, а только за 70 лет. В связи с этим он изменил данную Птолемеем величину продолжительности тропического года и одновременно подтвердил представление о неизменности его продолжительности.

5.Основные положения учения Коперника

    Таково было состояние  астрономии в эпоху, предшествующую Копернику. Сначала обрисуем образ Коперника как астронома в тот период, когда он приступил к работе, коренным образом изменившей дальнейший путь астрономии. Подчеркнуть основные положения его теории тем более важно, что на этот счет существуют некоторые предвзятые мнения, рисующие образ Коперника с точки зрения XIX—XX вв., но не с точки зрения XVI в.

   Первое основное положение теории  Коперника: все движения небесных  тел должны быть круговыми  равномерными или составленными из таковых. Что Коперник действительно думал именно так, можно видеть из его критического отношения к некоторым элементам теории Птолемея.

    Второе положение: весь технический  аппарат планетной астрономии должен строиться по Птолемею. В написанном в 1524 г. послании к своему другу Бернарду Ваповскому против Вернера Коперник говорит: «...мы... должны идти по стопам древних математиков и держаться оставленных ими как бы по завещанию наблюдений. И если кто-нибудь, наоборот, хочет думать, что верить им не следует, то, конечно, врата нашей науки будут для него в этом вопросе закрыты и он, лежа у порога, будет в сне больных грезить о движении восьмой сферы, и вполне заслуженно, ибо он клеветой на древних хотел помочь собственным галлюцинациям».

    “Третье положение: каждая  новая теория должна строиться  на основании наблюдений, и прежде  всего собственных. Копернику понадобилось десять лет, чтобы на основе собственных наблюдений (с 1515 по 1525 г.) создать новую теорию прецессии и в соответствии с ней— методику расчета видимого движения Солнца”¹¹.

  Четвертое—и  не только положение, но даже  основное правило его деятельности: исследовательская работа должна обязательно быть доведена до чисел, больше того, даже до таблиц. Первоначально он и хотел ограничиться только таблицами, и лишь настоятельные просьбы друзей заставили его написать большую книгу «О вращения небесных сфер».

Как же решал  Коперник задачу, поставленную перед  ним ходом развития астрономии?

6.Исправление календаря

Вселенский Латеранский  собор (1514 г.) поставил вопрос об исправлении Юлианского календаря.

   Хорошо известно, что этот календарь  был создан по заказу Юлия  Цезаря в 46 г, до н. э. александрийским астрономом Созигеном на основе египетского. Египетский календарь включал двенадцать месяцев по 30 дней и еще пять дней. Египетский имел всегда постоянное число дней—365, что было очень удобно для вычислений, охватывающих большие промежутки времени, почему им и пользовался Коперник'. Правда, египетский календарь с течением времени сильно уходил от солнечного, но это компенсировалось тем, что хозяйственные работы производились по звездному календарю—36 деканов (декад) по 10 дней каждый. В гражданском же египетском году недостающая четверть дня, накапливаясь, приводила к тому, что начало года, пройдя последовательно через все календарные даты, спустя 1460 лет* (4Х365) снова возвращалось к первому дню первого месяца.

   Так как истинный тропический  год равен 365 дням 5 часам 48 минутам  и 45,5 секунды, т. е. 365,2422 средних солнечных суток, а Юлианский—365,25 суток, то разность 0,0078 дня, накапливаясь за 128 лет, дает лишний день. Это было замечено в 325 г. н. э., и один лишний день был убавлен, но в дальнейшем таких исправлений уже не делали.

   Папа Лев Х обратился  21 июля 1514 г. к императору, королям и университетам, в частности к польскому королю Сигизмунду I, с просьбой прислать богословов и астрономов на Вселенский собор для исправления календаря. Коперник на этот собор специального приглашения не получил. В «Актах» Латеранского собора имя Коперника не упоминается, но во втором докладе о работе комиссии (1516 г.) Павел Миддельбургский в числе участников называет и Коперника. Первое заседание собора, на котором рассматривался вопрос об исправлении календаря, состоялось 1 декабря 1514 г.; потом работа комиссии была дважды отсрочена и в конце концов прекратилась, так как вопрос о реформе календаря был признан неподготовленным.

     В своем посвящении папе Павлу  III (предисловие к книге «О вращениях») Коперник пишет: «Не так далеко  Календарем с непрерывным отсчетом  дней (без лет и месяцев) широко пользуются и в современной астрономии — это так называемая Юлианская эра, введенная Жозефом Скалигером (1540— 1609 гг.) и названная им в честь своего отца Юлия, ушло то время,, когда при Льве Х на Латеранском соборе обсуждался вопрос об исправлении церковного календаря. Он остался тогда нерешенным только по той причине, что не имелось достаточно хороших определений продолжительности года и месяца и движения Солнца и Луны. С этого времени и я начал заниматься более точными их наблюдениями, побуждаемый к тому славнейшим мужем Павлом, епископом Семпронийским, который в то время руководил этим делом» .

     Действительно, как отмечал Коперник  в своей книге «О вращениях», им в Фромборке был произведен  полный цикл наблюдений движения  Солнца за один год: 11 марта 1515 г. наблюдалось весеннее равноденствие; 26 апреля Солнце находилось в середине Тельца, а 29 июля— в середине Льва; 14 сентября наблюдалось осеннее равноденствие; 29 октября Солнце находилось в середине Скорпиона, 26 января 1516 г.—в середине Водолея и, наконец, 1'1 марта 1516 г. определялось весеннее равноденствие.

    “Эти наблюдения позволили установить  величину тропического года, а если прибавить к ним и более ранние определения равноденствия, можно было выяснить перемещение точки весеннего равноденствия"¹². Кроме того, Коперник пришел к убеждению, что «более правильно будет определять одинаковость (среднюю величину.) солнечного года относительно сферы неподвижных звезд, что первым сделал Тебит сын Хоры...» и «...не должно в этом вопросе следовать Птолемею, который считал нелепым и неподходящим определять годовое равномерное движение Солнца по возвращению к какой-нибудь из неподвижных звезд, думая, что это будет не более подходящим, как если бы кто-нибудь предположил делать так по отношению к Юпитеру или Сатурну».