Сборник - На плечах гигантов

• Название: На плечах гигантов
• Автор: Сборник
• Жанр: Прочая научная литература
• Год: 2018
• ISBN: 978-5-17-982752-8

Чтобы дать верные ответы на фундаментальные вопросы о Вселенной, понадобились века и смелость нескольких ученых. Николай Коперник в трактате «О вращении небесных сфер», Галилео Галилей в «Диалоге о двух главнейших системах мира», Иоганн Кеплер в «Гармонии мира», Исаак Ньютон в «Математических началах натуральной философии» и Альберт Эйнштейн в своих многочисленных статьях о принципе относительности открыли современникам глаза на то, как устроен небесный свод и что происходит за пределами видимости телескопа. Именно эти работы и эти идеи изменили направление научной мысли, а более ранние – ознаменовали переход от Средневековья к современности.

Выдержки из оригинальных текстов дополнены комментариями Стивена Хокинга, который составил также биографический очерк для каждого из авторов, чтобы читатель мог проследить глобальную эволюцию астрофизических воззрений и ход мыслей частного гения.

---

Так Коперник объяснял кажущееся движение планет с востока на запад.

Поэтому я прежде всего считаю необходимым тщательно исследовать, в каком отношении Земля находится к небу, чтобы мы, исследуя самое вышнее, не забывали более близкого и в таком заблуждении не приписывали небесному того, что свойственно Земле.

Глава V. О том, свойственно ли Земле круговое движение, и о месте Земли

Уже доказано, что Земля тоже имеет форму шара; полагаю, что нужно посмотреть, не вытекает ли из ее формы и движение, а также определить занимаемое ею место во Вселенной; без этого невозможно получить надежную теорию небесных явлений. Большинство авторов согласно с тем, что Земля покоится в середине мира, так что противоположное мнение они считают недопустимым и даже достойным осмеяния. Однако, если мы разберем дело внимательнее, то окажется, что этот вопрос еще не решен окончательно, и поэтому им никак нельзя пренебрегать.

Действительно, всякое представляющееся нам изменение места происходит вследствие движения наблюдаемого предмета или наблюдателя или, наконец, вследствие неодинаковости перемещений того и другого, так как не может быть замечено движение тел, одинаково перемещающихся по отношению к одному и тому же (я подразумеваю движение между наблюдаемым и наблюдателем). А ведь Земля представляет то место, с которого наблюдается упомянутое небесное круговращение и открывается нашему взору.

Таким образом, если мы сообщим Земле какое-нибудь движение, то это движение обнаружится таким же и во всем, что находится вне Земли, но только в противоположную сторону, как бы проходящим мимо; таким прежде всего будет и суточное вращение. Мы видим, что оно увлекает весь мир, за исключением Земли и того, что ее непосредственно окружает. А если допустить, что небо вовсе не имеет такого движения, а вращается с запада на восток Земля, то всякий, кто это серьезно обдумает, найдет, что все видимые восходы и заходы Солнца, Луны и звезд будут происходить точно так же. Так как именно небо все содержит и украшает и является общим вместилищем, то не сразу видно, почему мы должны приписывать движение скорее вмещающему, чем вмещаемому, содержащему, чем содержимому. Такого мнения и держались пифагорейцы Гераклит и Экфант и Никет-сиракузянин у Цицерона, придававшие Земле вращение в середине мира. Они действительно полагали, что звезды заходят вследствие загораживания их Землей и восходят, когда она отступает.

Современники Коперника придерживались противоположных взглядов, символически отраженных на этом рисунке. На нем Атлант держит на плечах всю Вселенную, состоящую исключительно из нашей Солнечной системы.

Когда мы это допустим, то возникнет другое, не менее важное сомнение о месте Земли, хотя почти все принимают и верят, что Земля находится в середине мира. Поэтому если кто-нибудь станет отрицать, что Земля находится в середине мира, или его центре, но все-таки допустит, что ее расстояние от центра не так уже велико, чтобы его можно было сравнивать с расстоянием до сферы неподвижных звезд, но вместе с тем оно будет достаточно большим и заметным по отношению к орбитам Солнца и других светил, и будет считать, что их движение представляется неравномерным вследствие того, что оно определяется другим центром, отличным от центра Земли, то, пожалуй, приводимая им причина неравномерности кажущегося движения не будет нелепой.

Действительно, поскольку планеты наблюдаются и более близкими к Земле, и более удаленными, то это необходимо говорит о том, что центр Земли не есть центр их кругов. Ведь никак не установлено, Земля ли к ним подходит и уходит или они приближаются к ней и удаляются. Неудивительно также, если кто-нибудь кроме упомянутого суточного вращения предположит у Земли и какое-то другое движение.

Космический телескоп «Хаббл» показал, что Коперник был прав, когда говорил о неизмеримости неба по сравнению с величиной Земли.

Мнение, что Земля вращается и даже имеет несколько движений и является одной из планет, как говорят, высказывал пифагореец Филолай, незаурядный математик, ради посещения которого Платон не замедлил отправиться в Италию, как передают описывавшие жизнь Платона. Однако многие считали возможным доказать при помощи геометрических рассуждений, что Земля находится в середине мира, относится к неизмеримости неба, как точка или центр, и будет неподвижной по той причине, что во всеобщем движении центр остается неподвижным, а ближайшее к центру движется всего медленнее.

Глава VI. О неизмеримости неба по сравнению с величиной Земли

А что вся столь большая громада Земли не имеет никакой значащей величины по сравнению с небом, можно понять из того, что «ограничивающие» круги (так переводится греческое слово ὀρίζοντες) делят всю небесную сферу пополам, чего не могло бы быть, если бы величина Земли или расстояние от центра мира были значительными по сравнению с небом. Действительно, круг, делящий сферу пополам, проходит через центр этой сферы и является наибольшим из кругов, которые можно описать.

Пусть круг ABCD будет горизонтом, а Земля, с которой мы наблюдаем, будет точкой E и центром горизонта, который отграничивает видимые светила от невидимых. Будем при помощи помещенного в E диоптра, гороскопия или хоробата наблюдать начало восходящего Рака в точке C; в тот же момент в точке A мы увидим заходящее начало Козерога. Так как точки A, C, E находятся на прямой линии, проходящей через диоптр, то ясно, что эта прямая будет диаметром зодиака, поскольку шесть видимых знаков зодиака отграничивают полуокружность, а центр E будет одновременно и центром горизонта. Когда после поворота на половину окружности начало Козерога будет восходить в B, мы одновременно увидим заход Рака в D; линия BED будет прямой и диаметром зодиака. Но мы видели, что AEC тоже была диаметром этого же круга; в их общем пересечении, очевидно, находится и центр рассматриваемого круга.

Итак, горизонт всегда делит пополам зодиак, являющийся большим кругом сферы. Но в сфере круг, пересекающий какой-нибудь из больших кругов пополам, будет и сам большим кругом. Следовательно, и горизонт будет одним из больших кругов, а центр его, как видно, совпадает с центром зодиака; хотя проведенная через центр Земли линия необходимо будет отличаться от той, которая проведена с ее поверхности, но вследствие неизмеримости неба по сравнению с Землей они становятся похожими на параллельные прямые, которые из-за чрезмерной удаленности конца кажутся одной линией, так как промежуток между ними по отношению к их длине становится неощутимым для чувств, как это доказывается в оптике.

Такие рассуждения достаточно ясно показывают, что небо неизмеримо велико по сравнению с Землей и представляет бесконечно большую величину; по оценке наших чувств Земля по отношению к небу, как точка к телу, а по величине, как конечное к бесконечному. Ничего другого этого рассуждение, очевидно, не доказывает, и, понятно, отсюда не следует, что Земля должна покоиться в середине мира. И гораздо более удивительным было бы, если бы в двадцать четыре часа поворачивалась такая громада мира, а не наименьшая его часть, которой является Земля. Если говорят, что центр неподвижен и все ближайшее к центру движется медленнее, то это не доказывает, что Земля покоится в середине мира; ведь это то же самое, как если бы ты сказал, что небо вращается, а полюсы неподвижны и все ближайшее к ним движется менее всего. Таким именно образом Полярная звезда кажется движущейся значительно медленнее, чем Орел или Большой Пес, потому что она, находясь ближе всего к полюсу, описывает меньший круг; но все они принадлежат одной сфере, подвижность которой, прекращаясь у оси, не допускает одинаковости движений всех ее частей, а полный оборот возвращает их в исходное положение, двигая одинаковое время, но не по равным путям.

Фламандская армиллярная сфера XVII века, отражающая геоцентрическую модель с семью вписанными друг в друга планетными орбитами.

Вот на что, по существу, опирается рассуждение, что Земля, являясь как бы частью небесной сферы и обладая ее природой и движением, мало движется, как находящаяся всего ближе к центру. В таком случае и сама она, представляя собой тело, а не центр, должна будет двигаться в такое же время по подобным окружностям небесного круга, хотя бы и меньшим. Неверность этого ясна как день; действительно, тогда в одном месте всегда был бы полдень, а в другом – всегда полночь и никак не могли бы происходить ежедневные восходы и заходы, так как движение всего мира и его части едино и нераздельно.

Для тел, которые разделило различие их природы, имеет место совершенно иной закон, именно заключающиеся в более короткой окружности вращаются быстрее тех, которые обходят по большему кругу. Так, Сатурн, самая высшая из планет, совершает обращение в тридцать лет, тогда как Луна, без сомнения, ближайшее к Земле светило, завершает свой обход в месяц, и, наконец, сама Земля, как можно думать, делает полный оборот в течение дня и ночи. Таким образом, опять появится тот же самый вопрос относительно суточного вращения.