Владимир Кирсанов - Научная революция XVII века

• Название: Научная революция XVII века
• Автор: Владимир Кирсанов
• Издательство: Наука
• Жанр: Прочая научная литература
• Год: 1987

Книга посвящена формированию основных представлений классической науки в XVII в., процессу, который получил название научной революции. Основное место отведено физико-математическим наукам, в развитии которых ярче всего отразились основные черты научной революции. Прослеживаются главные линии этого процесса, связанные в первую очередь с именами Кеплера, Галилея, Декарта, Гюйгенса и Ньютона. Большое внимание уделено первоисточникам — многие отрывки из научных трудов и переписки создателей новой науки публикуются на русском языке впервые. Учтены результаты позднейших исследований по истории науки, которые позволяют по-новому взглянуть на многие события того времени.

---

Неблизкий путь из Тюбингена в Грац (даже по нынешним понятиям — 650 км) Кеплер проделал за три недели, с трудом раздобыв себе на проезд необходимую сумму, которая равнялась трети его будущего годового жалованья. Обстановка в Граце, столице южной австрийской провинции Штрии, резко отличалась от обстановки спокойствия и веротерпимости в Вюртемберге. В то время как на родине Кеплера католики благополучно соседствовали с протестантами, составлявшими абсолютное большинство населения, в Граце католичество было господствующей религией, и правители края жестоко притесняли протестантов. В год приезда Кеплера в Грац правителем Штирии стал эрцгерцог Фердинанд, будущий император Священной Римской империи Фердинанд II, прославившийся впоследствии своими гонениями лютеран. Вспомним, что именно появление Фердинанда на императорском престоле послужило поводом к Тридцатилетней войне. Правда, в 1594 г., когда Кеплер прибыл в Грац, эрцгерцог был еще малолетним, но это не меняло ситуацию в стране, поскольку Штирией в то время правила его мать Мария Баварская, сама ревностная католичка. Не менее разительным был контраст и в интеллектуальном отношении: после блестящего Тюбингена Грац показался Кеплеру отсталой захолустной провинцией.

Кеплер получил место учителя математики в протестантской средней школе Граца, единственном протестантском учебном заведении города (в Граце в то время существовало католическое училище, семинария и недавно открылся католический университет). Хотя Кеплера вызвали в Грац, чтобы преподавать математику, в первый год своего пребывания у него было всего несколько учеников, а во второй год их и вовсе не было. Впрочем, местное начальство относилось к такому положению вещей спокойно, говоря, «что занятия математикой отнюдь не дело всякого человека». Кеплера попросили вместо математики читать ученикам Вергилия и преподавать риторику. В его обязанности как преподавателя входило также составление ежегодных календарей; за это он получал даже добавочные 20 флоринов к своей мизерной зарплате в 150 флоринов (75 долларов по курсу 1960 г.) в год. Такие календари, как правило, содержали всевозможные предсказания, и первый же календарь, составленный Кеплером на 1595 г., произвел в городе фурор. В нем содержались предсказания небывалой стужи, крестьянских восстаний и нашествия турок. Поразительно, но все это сбылось, и Кеплер сам так писал об этом Местлину:

«Кстати, предсказания календаря оказались правильными. В нашем краю стоят неслыханные холода. В альпийских фермах люди умирают от стужи. Сообщают, и по-видимому, не врут, что когда они приходят домой и начинают сморкаться, носы их отваливаются… А что касается турок, то 1 января они заполонили всю страну от Вены до Нейштадта, предавая все огню и уводя людей и грабя имущество» {7; 8, с. 19}.

Это был первый успех Кеплера на астрологическом поприще. В течение всей своей жизни Кеплер продолжал заниматься астрологией, тем более что часто астрология была единственным реальным источником дохода. В Граце им было составлено еще пять календарей с предсказаниями, затем, уже будучи в Праге, он составил предсказания с 1602 по 1606 г., наконец, в его рукописном наследстве содержится около 800 гороскопов, составленных им в разное время. Занятие астрологией не мешало Кеплеру относиться к ней скептически. Он неоднократно говорит об астрологии как о глупой маленькой падчерице мудрой астрономии. Но в действительности отношение Кеплера к астрологии было гораздо более сложным. Как справедливо отмечает Дж. Холтон в своем исследовании о физике и метафизике Кеплера, он был «прочно связан со временем, когда анимизм, астрология, числовая магия и чародейство представляли собой проблемы для серьезного обсуждения» {8, с. 46}. Представление Кеплера о всеобщей гармонии включало идею о существовании несомненной связи между космосом и отдельной личностью. «То, что небо как-то влияет на человека, — писал он, — довольно очевидно, но остается сокрытым, в чем именно это проявляется» {4, с. 99; 7}.

ИОГАНН КЕПЛЕР

Для такого человека, как Кеплер, с его темпераментом, страстью к познанию и творческой энергией невозможно было довольствоваться преподаванием риторики и составлением календарей. Воспоминания о Тюбингене не давали ему покоя, и главной мыслью в этих воспоминаниях была глубоко запавшая в душу идея о превосходстве системы Коперника над системой Птолемея. Вот как он сам описывает свое состояние:

«Наконец, в 1595 г. в Граце, когда у меня был перерыв в лекциях, я принялся за эту задачу со всей энергией своего ума. И прежде всего меня занимали три вещи, причину которых я пытался, отыскать — число, размеры и движения небесных тел, а также то, почему они являются таковыми, а не какими-нибудь другими.

Почти все лето прошло попусту в изнурительном труде. Наконец, в результате самого пустяшного случая я приблизился к истине. Я думаю, что Божественное Провидение вмешалось, чтобы по счастью смог найти то, чего не мог получить своими собственными усилиями. Я верю в это все больше и больше, потому что я постоянно молил Бога, чтобы ниспослал мне удачу, если то, что говорил Коперник, справедливо. И это случилось 19 июля 1595 г., когда я в классе рассказывал о том, что великие конъюнкции Сатурна и Юпитера происходят последовательно через каждые восемь знаков Зодиака и как они постепенно переходят от одной тройки к другой, я вписал в круг множество треугольников (или квазитреугольников), где конец одного треугольника был началом следующего. В результате обозначился меньший круг, образованный точками, где стороны треугольников образовывали пересечения» {1, с. 9; 7}.

Относительные размеры получившихся кругов внезапно показались Кеплеру такими же, как у Сатурна и Юпитера, и это дало толчок дальнейшим аналогиям:

«И тогда снова мне пришло в голову: зачем мы рисуем плоские фигуры для трехмерных орбит? Вот тут-то читатель, и заключается открытие и вся суть этой маленькой книжки! В память об этом событии, я изложу его здесь для тебя: орбита Земли есть мера всех вещей; опиши вокруг нее додекаэдр, и круг, содержащий его, будет Марсом (т. е. это будет орбита Марса); опиши вокруг Марса тетраэдр, и круг, содержащий его, будет Юпитером; опиши вокруг Юпитера куб, и круг, содержащий его, будет Сатурном. Теперь впиши в орбиту Земли икосаэдр, круг содержащий его, будет Венерой; впиши внутри Венеры октаэдр, и круг, содержащий его, будет Меркурием. Теперь ты знаешь число планет».

Со времен Платона было известно, что существует всего пять правильных многогранников — тетраэдр (четырехгранник), куб (шестигранник), октаэдр (восьмигранник), додекаэдр (двенадцатигранник) и икосаэдр (двадцатигранник). С другой стороны, во времена Кеплера было известно только шесть планет (Уран был открыт лишь в конце XVIII в., Нептун — в XIX в., а Плутон — только в XX в.). Шесть планет определяют пять промежутков, которые, в свою очередь, соответствуют пяти правильным многогранникам.

Отношения размеров близлежащих орбит (радиус большей орбиты принимается за 1000) {11, с. 291}

«Это было удачей и успешным завершением моих трудов. И насколько сильна была моя радость от этого открытия, невозможно выразить словами. Я более не сожалел о потерянном времени. Дни и ночи я проводил за расчетами, чтобы убедиться в том, находятся ли коперниканские орбиты в соответствии с моим предположением, или же моя радость должна исчезнуть, как облачко. В течение нескольких дней все было сделано, и я следил за тем, как одно за другим небесное тело попадало в точно предназначенное ему место среди других планет».

Можно только удивляться тому, насколько поразительным было совпадение вычислений Кеплера с данными Коперника. Выше дана таблица, в которой дается сравнение тех и других результатов.

Из сравнения данных Кеплера и Коперника видно, что совпадение достаточно хорошее, лишь в двух случаях расхождение заметно. Но Кеплера это отнюдь не обескуражило. Чтобы получить соответствие в случае Меркурия, он решил вписывать сферу не в октаэдр, а в квадрат, являющийся сечением этого октаэдра. Тогда вместо нежелательного числа 577 получается вполне приемлемое 707 и во всех случаях, кроме Юпитера, расхождение не превышает 5 %. А что касается Юпитера, то, по мнению Кеплера, «на таком большом расстоянии никто не должен удивляться» ошибке.

Все эти соображения Кеплер изложил в небольшой книге; она вышла в 1596 г. в Тюбингене под названием, которое само по себе замечательно: «Предвестник космографических сочинений, содержащий Космографическую тайну относительно удивительных отношений между Небесными Орбитами, а также истинные и должные основания для их Числа, Величины и Периодических Движений». Эту книгу принято рассматривать как занимательное заблуждение гения на пути к действительно важным и ценным научным результатам. Однако на самом деле все обстояло гораздо сложнее. «Космографическая тайна» была для Кеплера необходимым этапом на пути к его знаменитым законам, и он сам не только никогда не сознавал ее ошибочность, но, напротив, считал, что все его последующие достижения (и, в частности, третий закон) являются неоспоримым доказательством правильности идей, высказанных им в своей первой книге.