Вопросы для самопроверки

1. Какие картины мира доминировали в западноевропейской культуре до коперниканского переворота в астрономии?

2. Почему птолемеевская, а затем и коперниканская модели мира получили название «фикционистских»?

3. Какое открытие в области астрономии связывают с именем Коперника?

4. Почему гелиоцентрическая концепция Коперника представлялась многими его современниками вздорной и даже не заслуживающей обсуждения?

5. Какие реликты геоцентрической модели Птолемея сохранил Коперник в своей гелиоцентрической системе?

1.2. Иоганн Кеплер: переход от «круга» к «эллипсу» и математическая систематизация гелиоцентрической концепции Коперника

Борьба за коперниканство, как истинную картину мира, и за право астрономии и науки судить о мире согласно своим собственным теориям стала одной из главных задач немецкого астронома и математика Иоганна Кеплера (1571 – 1630), совершившего открытия огромной теоретической значимости. Он был убежден, что Копернику удалось прозреть нечто большее, чем в настоящий момент могла поведать о том гелиоцентрическая теория.

В 1600 году Кеплер приехал в Прагу к знаменитому астроному Тихо де Браге¹ и стал его помощником. После смерти последнего занял освободившуюся должность придворного математика и астронома на службе у императоров Священной Римской империи и унаследовал обширный свод не знающих себе равных по точности астрономических наблюдений, собранных Тихо Браге. В течение почти десяти лет Кеплер рассматривал гипотетические системы окружностей и после ряда неудач он обнаружил, что действительной формой планетных орбит должна быть не окружность, а какая-то другая геометрическая фигура. В 1609 году выходит в свет книга Кеплера «Новая астрономия», где он модифицирует гелиоцентрическую концепцию Коперника.

Наблюдая за обращением Марса и изучив античную теорию конических сечений, развитую Евклидом и его учеником Аполлонием, Кеплер вывел три закономерности. Во-первых, наблюдениям лучше соответствуют эллипсовидные орбиты, при этом Солнце является одним из двух фокусов (первый закон). Во-вторых, планеты движутся по орбитам неравномерно: скорость движения каждой из планет находится в пропорциональной зависимости от удаленности от Солнца: чем ближе к Солнцу, тем выше ее скорость, чем дальше – тем медленней (второй закон). Наконец, установил математически точную зависимость между временем обращения планет вокруг Солнца и их расстоянием от него (третий закон). Составленные Кеплером на основе наблюдений Тихо де Браге «Рудольфовы таблицы» (1627) давали возможность вычислять для любого момента времени положения планет с высокой для той эпохи точностью. Особенно важным для Кеплера было то, что научные данные подтвердили как теорию Коперника, так и математический мистицизм античных философов – пифагорейцев и платоников.

С открытиями Кеплера отпала всякая необходимость в эпициклах, эксцентриках, эквантах и тому подобных разнообразных хитроумных уловок для объяснения казалось «неправильных» движений планет. Запутанная и очень сложная птолемеевская традиция не имела никаких эмпирических соответствий. Поэтому предполагавшиеся ею математические решения часто рассматривались как вспомогательные построения, не претендующие на описание физической реальности. Напротив, «математическое разрешение загадки планет впервые напрямую вело к естественному объяснению небес в понятиях, делающих их движение правдоподобным с точки зрения физики»¹. В итоге, Кеплер разрешил старую загадку планет. Ему удалось одновременно «спасти явления» и «спасти» математическую астрономию, продемонстрировав подлинную значимость математики для физического объяснения небес и тем самым ее способность обнаруживать действительную природу физических движений.

Птолемеевские, да и коперниканские круговые орбиты всегда рассматривались в аристотелевском смысле как «природные движения»: в силу своей природы эфирные сферы (небесные тела) движутся по совершенным окружностям, тяжелые стихии (земля и вода) стремятся вниз, а легкие (воздух и огонь) – вверх. Для обращения по эллипсу в гелиоцентрической Вселенной требовались иные объяснения. В качестве альтернативы «природным движениям» Кеплер предложил гипотезу о существовании постоянно действующей силы. Несомненно, под влиянием обожествления Солнца неоплатониками, идеями которых он вдохновлялся еще в большей степени, чем Коперник, Кеплер считал, что источником движения во Вселенной является именно оно. Он даже постулировал наличие у Солнца «anima motrix» («души-двигательницы»), предположив, что Солнце обладает двигательным интеллектом, располагая все вокруг себя, становясь более слабым по отношению к удаленному из-за ослабления своего влияния с увеличением расстояния. Перед нами метафизическая интуиция, связанная с описанием физического мира: планеты следуют по своим орбитам, подталкиваемые лучами Солнца как двигательной душой. Но чтобы объяснить, почему орбиты имеют форму эллипса, этого было недостаточно.

Под воздействием работы о магнетизме, принадлежащей перу английского медика Уильяма Гильберта (1540 – 1603), утверждавшего, что Земля представляет собой гигантский магнит, Кеплер высказал догадку о существовании тяготения¹. Согласно его представлениям, «душа-двигательница» Солнца, вступая во взаимодействия с собственным магнетизмом, а также с магнетизмом планет, приводила к образованию эллиптических орбит. Таким образом, было выдвинуто предположение о том, что движения планет вызвано механическими силами, а не автоматическим геометрическим вращением «небесных сфер», постулированным Аристотелем. Эти представления о солнечной системе как о самоуправляющейся машине, пусть еще относительно примитивные по форме, опирались на понятия земной динамики и предвосхитили космологию будущего.