Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

История и философия классической науки

..pdf
Скачиваний:
69
Добавлен:
15.11.2022
Размер:
16.47 Mб
Скачать

Шесть книг» не только определила характер научной революции XVI века, но и сыграла решающую роль в радикальном пересмотре философских представлений о мире. Ее значение далеко выходит за рамки истории астрономии. Сам Коперник называл созданное им уче­ ние «философией», а себя считал не только астроно­ мом и математиком, но и философом.

Сочинение Коперника состоит из шести книг. В са­ мой главной — первой книге — Коперник излагает но­ вую, гелиоцентрическую систему мира и дает ей обо­ снование. Во второй книге излагается сферическая ас­ трономия и дается каталог звезд. Третья, четвертая, пятая и шестая книги посвящены рассмотрению движения планет, Земли и Луны на основе новой системы ми^а.

Основанием для разработки новой космологии Коперника послужили учеба его в Краковском универ­ ситете, который в конце XV века являлся одним из главнейших в Европе центров астрономической науки, практическая подготовка в искусстве наблюдений за движением небесных тел, превосходное математичес­ кое образование, воспринятые достижения филологи­ ческой культуры и философской мысли итальянского гуманизма. Определенную роль в разработке новой картины мира сыграло знакомство Коперника со взгля­ дами древних астрономов, придерживавшихся гелио­ центрических представлений — учением пифагорей­ цев, Филолая, Гераклида Понтийского, Аристарха Са­ мосского, философией флорентийского неоплатонизма, которая содействовала освобождению от власти тра­ диционных представлений, а также свободное отноше­ ние к традиции и богословию.

В соответствии с общепринятыми тогда традициями Коперник написал свой трактат на латинском языке под названием «De Revolutionibus Orbium Coelestium», кото­ рое буквально переводится «Об обращении небесных кругов». «Есть веские основания, —пишет Е. А. Гребеников, — считать, что Коперник передал для печати руко­ пись под названием «De Revolutionibus», а другие два слова в названии добавлены его предком Ретином»64.

64 Гребеников ЕЛ. Николай Коперник. Изд. второе, перера 82 Aon. М.: Наука, 1982. С. 3 6 -3 7 .

Издание начиналось с предисловия «К читателю. О предложениях, лежащих в основе этой книги», встав­ ленного в книгу ее редактором, лютеранским богосло­ вом Андреасом (Оскандером), скептически относившим­ ся ко всем астрономическим теориям и вообще, по-ви- димому, полностью отрицавшим истинность научного познания. В этом предисловии вся гелиоцентрическая система мира преподносится лишь как некий способ расчета видимых движений небесных светил, имею­ щих такое же право на существование, как и геоцен­ трическая система мировоззрения Клавдия Птолемея. Точка зрения Коперника в отношении предложенной им новой системы мира была совершенно иной —стро­ го научной и обоснованной. Это видно из его собствен­ ного предисловия к книге: «Если бы нашлись пустые болтуны, которые, хотя вовсе не сведущие в математи­ ческих науках, дозволили бы себе осуждать или опро­ вергать мое предприятие, намерено искажая какоелибо место Священного Писания, то я не стану на них обращать внимания, а напротив, буду пренебрегать подобным неразумным суждениям... люди науки не должны удивляться тому, что мыслящие таким образом станут насмехаться и над нами»65.

На русском языке полный перевод сочинения «О вращениях небесных сфер» Коперника был издан АН СССР в серии «Классики науки» в 1964 году, вы­ полненный профессором И.Н.Веселовским под общей редакцией академика А.А.Михайлова.

Первая глава книги Коперника «Об обращениях небесных сфер» посвящена, как пишет Коперник, из­ ложению положения «всех орбит, а равно и применя­ емых мною движений Земли, и таким образом книга эта заключает в себе как бы обзор строения мирозда­ ния...»66 . Работа по содержанию может быть разделе­ на на две части. Главы с первой по одиннадцатую вклю­ чительно посвящены качественному (описательному) изложению гелиоцентрической системы мира, сопро­ вождаемому убедительной критикой основных положе­ ний геоцентризма.

65 Николай Коперник. М.-Л.: Изд. АН СССР, 1947. С. 193. 66 Там же. С. 192.

Главы с двенадцатой по четырнадцатую содержат основные теоремы из планиметрии и тригонометрии (в том числе и сферической), необходимые автору для построения математической теории движения планет на основе гелиоцентрической системы. Эти главы были изданы в Виттенберге отдельной книгой под названием «О сторонах и углах треугольников» и характеризуют Н.Коперника как выдающегося математика своего вре­ мени. Любопытен в этом смысле и эпиграф к его сочи­ нению: «Да не входит никто, не знающий математики»67

Основное сочинение Коперника увидело свет в 1543 году, но весть о том, что он предлагает новую систему мироздания, распространилась раньше. Веро­ ятно, между 1530 и 1533 годами было написано по латыни и имело широкое распространение в рукопис­ ной форме сочинение Коперника, получившее наиме­ нование «Малый комментарий» («Commentariolus»).

«Малый комментарий» написан в форме изложе­ ния основных методологических установок анализа ге­ лиоцентрической системы. Он не сопровождается стро­ гими математическими доказательствами, подобными тем, которые имеют место в основном сочинении. Он состоит из введения и семи параграфов. Во введении приводится семь основных утверждений, называемых Коперником аксиомами (требованиями) и служащих основой его теории. Он выдвинул их с целью объяснить видимые неравномерности движения небесных тел, объяснение которых всегда доставляло много трудно­ стей астрономам. Для их объяснения древние астроно­ мы Калипп и Евдокс ввели эксцентрические крути и эпициклы, Птолемей — крути, называемые эквантами.

Вот эти аксиомы Коперника.

«Первое требование. Не существует одного цент­ ра для всех небесных орбит или сфер.

Второе требование. Центр Земли не является цент­ ром мира, но только тяготения и центром лунной орбиты.

Третье требование. Все сферы движутся вокруг Солнца, расположенного как бы в средине всего, так что около Солнца находится центр мира.

67 Николай Коперник. С. 187.

Четвертое требование. Отношение, которое рас­ стояние между Солнцем и Землей имеет к высоте не­ бесной тверди, меньше отношения радиуса Земли к ее расстоянию от Солнца, так что по сравнению с высо­ той тверди оно будет даже неощутимым.

Пятое требование. Все движения, замечающиеся у небесной тверди, принадлежат не ей самой, но Зем­ ле. Именно Земля с ближайшими к ней стихиями вся вращается в суточном движении вокруг неизменных своих полюсов, причем твердь и самое высшее небо остаются все время неподвижными.

Шестое требование. Все замечаемые нами у Сол­ нца движения не свойственны ему, но принадлежат Земле и нашей сфере, вместе с которой мы вращаемся вокруг Солнца, как и всякая другая планета; таким образом, Земля имеет несколько движений.

Седьмое требование. Кажущиеся прямые и попят­ ные движения планет принадлежат не им, но Земле. Таким образом, одно это ее движение достаточно для объяснения большого числа видимых в небе неравно­ мерностей»68 .

Эти постулаты Коперника находятся в прямом поле­ мическом отношении к принципам, изложенным Птоле­ меем в «Альмагесте». Они являются логическим и после­ довательным развитием замечательных гипотез, изуми­ тельными по простоте и наглядности кинематическими моделями и математическими доказательствами.

В «Комментарии» Коперник описывает порядок сфер, начиная с самой далекой сферы звезд и кончая сферой Меркурия. Сфера Луны, считает он, враща­ ется вокруг Земли и вместе с последней обращается вокруг Солнца. Во втором параграфе «О видимых сферах Солнца» излагается гипотеза Коперника о «тройном движении» Земли: суточное вращение, об­ ращение вокруг Солнца, деклинационное движение. Здесь приводится объяснение факта сохранения зем­ ной осью неизменного положения относительно звезд. В параграфе «О Луне» изложено одно из самых боль­ ших достижений Коперника — основы теории движе­ ния Луны. Последние три параграфа «Комментария»

68 Коперник Н. Об обращении небесных сфер. М., 1964. С. 420.

посвящены схематическому изложению теории дви­ жения больших п л а н е т , в основу которой положена кинематическая модель эксцентр — эпицикла.

Отсутствие доказательств, подтверждающих истин­ ность коперниковских гипотез, и требование римской церкви дать исчерпывающее объяснение взглядов Коперника на строение Солнечной системы потребо­ вали публикации сочинения, более подробно излагаю­ щего гелиоцентрическую систему.

Кризис традиционной картины мира требовал не просто усовершенствований наблюдений и расчетов, а радикального пересмотра ее теоретических предпосы­ лок. Эту проблему Коперник и решает в самой главной первой книге своего основного труда, где излагаются основы новой космологии. Он отмечает ненадежность математических традиций относительно установления движения мировых сфер и «досадует», «что у филосо­ фов не существует никакой более надежной теории движений мирового механизма, который ради нас со­ здан великолепнейшим и искуснейшим творцом все­ го». «Наконец, стал я досадовать, —пишет Коперник, — что философам, обыкновенно стремящимся к распоз­ наванию даже самых ничтожных вещей, до сих пор еще не удалось с достаточной вероятностью объяснить ход мировой машины, созданной лучшим и любящим по­ рядок Зодчим. Поэтому я принял на себя труд прочесть доступные мне сочинения всех философов с целью убедиться, допускал ли кто-либо из них иной род дви­ жения, чем тот, который преподается в наших шко­ лах»69

Коперник заявляет, что он нашел другое понима­ ние у Никетаса, Плутарха, Филолая, Гераклида Понтийского, Аристарха Самосского и других. Так, выда­ ющийся представитель пифагорейской школы, совре­ менник Сократа, Филолай поместил в центре мироздания Огонь, вокруг которого вращается десять сфер: сфера неподвижных звезд, сферы пяти извест­ ных в древности планет (Меркурий, Венера, Марс, Юпитер, Сатурн), сферы Луны и Солнца* сфера Земли

69 Николай Коперник. С. 191 —192.

и, наконец, сфера Противоземли —Антихтона. Вне этих десяти сфер, обнимая мироздание, пылает другой веч­ ный огонь. К сожалению, до нас дошли лишь отрывки рукописей Филолая, причем подлинность отдельных от­ рывков сомнительна. Одновременно с Филолаем под­ робную систему мира пропагандировал пифагореец Пикет из Сиракуз.

Ученик Платона Гераклид и пифагореец Экфант снова признавали Землю центром мира и суточное вращение звезд стали объяснять вращением Земли вокруг ее оси. Кроме того, они отказались от гипотез Филолая о существовании центрального огня. Соглас­ но доктрине Евдокса Книдского, все планеты закреп­ лены на концентрических сферах, вращающихся вок­ руг Земли. Наблюдаемые неравномерности в их дви­ жении он объяснил тем, что оси вращения сфер наклонены друг к другу. Высшее достижение антич­ ной науки, относящееся к гелиоцентрической доктри­ не, связано с именем Аристарха Самосского, привер­ женца пифагоровой гипотезы движения Земли. Арис­ тарх исходил из того положения, что Солнце в несколько сотен раз больше Земли, а раз это так, то логично предположить, что более массивное тело, Сол­ нце, обращается вокруг менее массивного, Земли. Согласно Аристарху, Земля должна обращаться вокруг Солнца. Эта гипотеза в корне противоречила общепри­ нятым тргда взглядам, согласно которым Солнце «ве­ личиной с Пелопонес». Аристарх не признавал суще­ ствования центрального огня. Он считал, что Солнце само играет роль центрального огня и дает Земле свет и тепло. Земля у него становилось рядовой планетой, совершающей один оборот вокруг Солнца за один год.

Все эти гипотезы древних мыслителей, основанные на относительном восприятии движений, сыграли огром­ ную роль в развитии естествознания и философии, но только у Коперника относительность восприятия движе­ ния приобрела форму научного принципа астрономии. Все произведения Коперника базируются на принципе относительности механических движений, согласно ко­ торому вечное движение относительно. Понятие движе­ ния не имеет смысла, если не выбрана система отсчета (система координат), в которой оно рассматривается.

Особенно отчетливо этот принцип у Коперника сформи­ рован в пятой главе Книги Первой. «Действительно, всякое представляющееся нам изменение места, — пи­ шет Коперник, — происходит вследствие движения на­ блюдаемого предмета или наблюдателя, или, наконец, вследствие неодинаковости перемещений того и друго­ го, так как не может быть замечено движение тел, оди­ наково перемещающихся по отношению к одномуи тому же (я подразумеваю движение между наблюдаемым и наблюдателем). А ведь Земля представляет то место, с которого наблюдается упомянутое небесное круговраще­ ние и открывается нашему взору»70

Отсюда следует, что наблюдатель, находящийся на Земле, не может непосредственно видеть само движе­ ние Земли, но оно может быть обнаружено косвенно в движении Звездного неба, при этом вся видимая часть Вселенной перед взором земного наблюдения должна двигаться с той же скоростью, но в обратном направле­ нии. Н.Коперник очень красиво и убедительно доказы­ вает, что Земля имеет шарообразную форму, приводит доводы как древних ученых, так и свои собственные. Только в случае выпуклой Земли при движении вдоль любого меридиана с севера на юг звезды, находящиеся в южной части неба, поднимаются над горизонтом, а звезды, находящиеся в северной части неба, опускают­ ся к горизонту или совсем исчезают под горизонтом. Только в случае шарообразной Земли, замечает Копер­ ник, движениям на одном и том же расстоянии вдоль разных меридианов соответствуют одинаковые измере­ ния высот небесных светил над горизонтом. Далее, по мере удаления корабля в море, для наблюдателя, остав­ шегося на берегу, сначала исчезает корпус корабля, а потом исчезает постепенно и мачта71

Следует сказать, что по вопросу форм движений Коперник придерживался взглядов Аристотеля, который учил, что кроме равномерных круговых движений не­ бесных светил, вертикальных прямолинейных движе­ ний тяжелых и легких земных тел, все иные движения

70 Цит. по: Гребеников ЕЛ. Николай Коперник. С. 40.

71 Николай Коперник. С. 195.

планеты иногда движутся и в обратном направлении — с востока на запад. Планеты обладают прямым и попят­ ным движением, а их путь относительно звезд, кажу­ щихся нам неподвижными, имеет петлеобразный вид. Коперник объясняет это тем, что Земля в своем движе­ нии вокруг Солнца догоняет и обгоняет верхние плане­ ты: Марс, Юпитер, Сатурн и другие, а сама, в свою очередь, также оказывается в роли догоняемой и обго­ няемой нижними планетами, Венерой и Меркурием, по той причине, что все они имеют различные угловые скорости относительно Солнца. Это явление и приво­ дит к появлению видимых попятных движений планет относительно звезд. Звезды не обладают прямым и по­ пятным движением, так как они находятся на «неизме­ римой высоте», и, следовательно, они настолько далеки от Земли, что отражение движения Земли вокруг Сол­ нца в видимом перемещении звезд не может быть заме­ чено земным наблюдателем.

Чтобы полностью объяснить кинематику небесной сферы, Копернику пришлось допустить, что Земля обладает тремя движениями: а) круглосуточное враще­ ние Земли в направлении с запада на восток; б) годо­ вое движение Земли вокруг Солнца, представляющее собой чистое вращение и происходящее в плоскости зодиакального крута также с запада на восток; в) деклинационное годовое движение, противоположное годо­ вому вращению.

Вводя эти движения, Коперник стремится объяс­ нить, почему земная ось при движении Земли вокруг Солнца должна всегда оставаться параллельной самой себе. Он понимал, что иначе трудно объяснить наблю­ даемую смену времен года. Но придерживаясь арис­ тотелевых принципов и не зная еще механического закона инерции, Коперник считал, что земная ось, будучи предоставлена самой себе, при движении Зем­ ли вокруг Солнца будет сохранять постоянный наклон к плоскости эклиптики и описывать коническую поверх­ ность вокруг оси эклиптики, делая по ней один оборот в течение года. Чтобы уничтожить это ненаблюдаемое движение, Коперник и ввел деклинационное годовое движение земной оси. Приемники Коперника, обнару­ жив ошибку, отбросили деклинационное движение.

Земля действительно вращается подобно волчку, ее ось описывает каноническую поверхность примерно за 26000 лет. Это движение называется прецессией. Ис­ черпывающее динамическое объяснение явления пре­ цессии впервые было дано Ньютоном. Она обусловле­ на притяжением экваториального избытка земной массы Луной и Солнцем. Из-за лунно-солнечного при­ тяжения земная ось поворачивается относительно звезд на 50" в год, и поэтому полный оборот она совер­ шает примерно за 26000 лет. Вращение земной оси, в свою очередь, приводит к тому, что направление на точку весеннего равноденствия также сдвигается от­ носительно звезд, и, следовательно, направление на Солнце в день весеннего или осеннего равноденствия относительно звезд не остается неизменным.

Таким образом, Коперник дает полное описание сущности своей доктрины, освобождает науку от пороч­ ных положений геоцентризма. Строгое обоснование всех выдвинутых положений своей системы он дает во второй, третьей и четвертой книгах, но настолько, на­ сколько позволяли это сделать астрономия, математика и астрономическое приборостроение того времени.

Книга Вторая, состоящая из четырнадцати глав, посвящена различным вопросам сферической астро­ номии: явлениям, связанным с суточным вращением небесной сферы, преобразованию различных систем астрономических координат небесных светил и т. д. Здесь определяются основные круги и точки на небес­ ной сфере (небесный экватор, эклиптика, горизонт, меридиан и пр.), изучаются различные геометричес­ кие соотношения между ними, объясняются явления равноденствия и солнцестояния* восхода и захода звезд и многие другие явления, обусловленные как суточным вращением Земли, так и годичным движением Земли по эклиптике. Заканчивается Книга Вторая каталогом, содержащим долготы и широты, а также видимые звез­ дные величины 1025 звезд.

Книга Третья посвящена детальному изложению разработанной Коперником теории движения Солнца и объяснению явления прецессии земной оси. Содер­ жание этой книги оказалось дальше других от после­ дующего направления развития астрономии, но при ее