Чтение онлайн

В каждой революции, как известно, решается два вопроса: разрушение и созидание (точнее, разрушение для созидания). В содержательном аспекте научная революция XVII в. знаменовала собой смену картин мира. Главной предметной областью проходивших процессов были физика и астрономия. Разрушение – созидание совпадали (правда, в различной степени) в трудах отдельных ученых периода научной революции. Если Возрождение выявило тенденцию к разрушению «старого» Космоса, то начиная с 1543 г. – года выхода книги Н. Коперника «О вращении небесных сфер» – процесс приобретает четкие научные формы. «Старый» Космос – это мир «по Аристотелю и Птолемею»: он имеет шаровидную форму, вечен и неподвижен; за его пределами нет ни времени, ни пространства, в центре его – Земля; он дихотомичен: изменяющийся подлунный мир и совершенно неизменный надлунный; пустоты нет: в подлунном мире четыре элемента (земля, вода, воздух, огонь), в надлунном эфир; все движения в Космосе круговые в соответствии с кинематикой Птолемея. «Новый» Космос, по Копернику, начинался в простой модели, совпадавшей с моделью Аристарха Самосского: вращение Земли вокруг оси; центральное положение Солнца внутри планетной системы; Земля – планета, вокруг которой вращается Луна. Именно эта модель как пифагорейский символ гармоничного мира и вдохновляла Коперника, Галилея и Кеплера, поскольку соответствовала астрономическим наблюдениям лучше, чем геоцентрическая модель Птолемея. Однако модель Коперника, когда он попытался ее расширить, оказалась малопригодной для практического применения. К тому же она сохраняла и весь «аппарат» птолемеевской модели (круговые орбиты, эпициклы и др.). Мощным оказался удар коперниковской модели по христианскому мировоззрению, недаром Мартин Лютер и Джон Донн в сатирической поэме «Святой Игнатий, его тайный совет и…» всячески поносили католического священника Коперника. Коперник, «остановив Солнце», лишил Землю сакральности центра мироздания.

В создание новой картины мира большой вклад внесен Джордано Бруно. Его идея множественности миров не была новой; новизна заключалась в «перемещении» множественности внутрь «нашего» Космоса, что сразу обессмысливало идею божественной избранности Земли, да и саму идею монотеистического Бога. Но судьба Бруно – своеобразный символ перехода от Средневековья к Новому времени: с одной стороны, он в христианстве и одновременно в мистицизме, с другой —

полон желания не только «прокричать» идею, но и логически ее обосновать, и все же сделать этого не в состоянии. Трагическая фигура! Мученическая смерть на костре инквизиции дала основание для его последующей героизации. Но он, скорее, герой духа, чем науки.

Специального рассмотрения требует проблема соотношения оккультизма и науки на этапе становления последней. «Геометрический импульс» ее происхождения совершенно очевиден, но, вырастая из мистицизма, наука преодолевала его.

Для ориентировки корабля, как и вообще для определения положения планет на небесной сфере, использовались таблицы, составленные по указанию Альфонса X еще в 1252 г. В 1474 г. в Нюрнберге были напечатаны «Эфемериды» Региомонтана (Иоганна Мюллера), следующее их издание содержало таблицы для решения самой сложной задачи – определения широты места. Все великие мореплаватели XV в.: Диас, Вас ко да Гама, Америго Веспуччи и Колумб – пользовались этими таблицами. С их помощью Веспуччи определил в 1499 г. долготу Венесуэлы, а Колумб смог поразить туземцев, сообщив им о предстоящем солнечном затмении 29 февраля 1504 г.

Наблюдательная астрономия была широко развита к XVII в. трудами Пурбаха, Региомонтана, Коперника. Любое плавание в открытом море связывалось с необходимостью постоянного измерения (визирования) положения небесных тел. Но высшего совершенства в наблюдательной астрономии в дотелескопическую эпоху достиг, несомненно, Тихо Браге. Его помощником и в какой-то мере научным наследником был Иоганн Кеплер. Браге создал свою уникальную обсерваторию в Ураниборге. На основе своих наблюдений он составил каталог 777 звезд, причем координаты 21 опорной звезды были им определены с особой тщательностью. Ошибка при определении положений звезд не превышала одной минуты, а для опорных звезд еще меньше.

Позднее список звезд был доведен до 1000, не считая 223 звезд, положения которых были установлены с несколько меньшей точностью.

Наблюдения привели его к обоснованию уникальной геогелиоцентрической модели мира. Но, возможно, самым революционным было наблюдение Тихо Браге появления новой звезды в созвездии Кассиопеи 11 ноября 1572 г. Браге не только зафиксировал это явление, но и строго научно описал его. Представление о совершеннейшем надлунном мире Аристотеля получило еще один сильный удар.

Первый «рабочий чертеж» новой картины мира суждено было выполнить Кеплеру, человеку, на которого с детства выпало столько несчастий, что трудно найти более тяжелую судьбу. Кеплер был открытым и последовательным пифагорейцем и совершенство своей астрономической модели искал (и нашел!) в сочетании правильных многогранников и описывавших их окружностей (правда, нашел это в третьей своей геометрической модели, отказавшись попутно от «самого совершенного» типа орбиты небесных тел – круговой).

В книге «Новая астрономия», завершенной в 1607 г. и опубликованной двумя годами позже, Кеплер привел два из трех своих знаменитых законов движения планет.

1. Каждая планета движется по эллипсу, в одном из фокусов которого находится Солнце.

2. Каждая планета движется в плоскости, проходящей через центр Солнца, причем линия, соединяющая Солнце с планетой (радиус – вектор планеты), за равные промежутки времени описывает равные площади. Замечательно полное название книги: «Новая астрономия, основанная на причинных связях, или Физика неба, выведенная из изучения движений звезды Марс, основанных на наблюдениях благородного Тихо Браге».

3. В 1618 г. он обнародовал открытый им третий закон планетных движений: квадраты периодов обращения планет вокруг Солнца относятся как кубы больших полуосей их орбит. Параллактический эллипс, описываемый звездой, выглядит с Земли так же, как и земная орбита, если бы мы могли наблюдать ее со звезды.

Кеплер не смог объяснить причины планетных движений: он считал, что их «толкает» Солнце, испуская при своем вращении особые частицы (species immateriata). При этом эксцентричность орбиты определяется магнитным взаимодействием Солнца и планеты. Все его силы ушли на математическое описание предложенной геометрической модели. Сколь трудной была задача, свидетельствует множество безуспешных попыток Кеплера совместить его закон площадей с круговыми формами орбит. В отчаянии он усомнился в верности закона, пока не преодолел стереотип мышления: «Загипнотизированный общепринятым представлением, я заставлял их (планеты) двигаться по кругам, подобно ослам на мельнице».

Кеплеровский закон площадей – это первое математическое описание планетарных движений, исключившее принцип равномерного движения по окружности как первооснову. Более того, он впервые выразил связь между мгновенными значениями непрерывно изменяющихся величин (угловой скорости планеты относительно Солнца и ее расстояния до него).

Этот «мгновенный» метод описания, который Кеплер впоследствии вполне осознанно использовал при анализе движения Марса, стал одним из выдающихся принципиальных достижений науки XVII в. – методом дифференциального исчисления, оформленного Г. Лейбницем и И. Ньютоном.

Кеплер заложил первый камень (вторым стала механика Галилея) в фундамент, на котором покоится теория Ньютона. «Аристотелевский мир» рухнул окончательно.

В 1632 г. во Флоренции была напечатана наиболее знаменитая работа Галилея, послужившая поводом для известного процесса над ученым. Ее полное название «Диалог Галилео Галилея Линчео, Экстраординарного Математика Пизанского

университета и Главного Философа и Математика Светлейшего Великого Герцога Тосканского, где в четырех дневных беседах ведется обсуждение двух Основных Систем Мира, Птолемеевской и Коперниковой; и предполагаются неокончательные философские и физические аргументы как с одной, так и с другой стороны».

Эта книга была написана на итальянском языке и предназначалась для «широкой публики». В книге много необычного. Например, один из ее «героев» Симпличио (лат. «простак») отстаивает точку зрения Аристотеля. Явный намек на Симпликия – выдающегося комментатора Аристотеля, жившего в VI в. Несмотря на легкость и изящество литературной формы, книга полна тонких научных наблюдений и обоснований (в частности, инерции, гравитации и др.). Вместе с тем цельной системы Галилей не создал.

В 1638 г. вышла последняя его книга «Беседы и математические доказательства, касающиеся двух новых отраслей науки, относящихся к механике и местному движению…». Во многом Галилей здесь касался тех проблем, которые были им решены еще около 30 лет назад.