Коперник

Баев Константин Львович

Казалось бы, что этих двух движений уже достаточно для полного объяснения основных астрономических фактов. Однако, Коперник вводит еще третье движение. Как мы видели, для объяснения времен года Коперник принимает, что земная ось при движении Земли перемещается параллельно самой себе.

Для нас эта неизменность направления земной оси не требует участия никаких новых сил. Для Коперника же, которому законы движения тел были, как мы не раз указывали, неизвестны, это было не так: сама ось в своем «естественном» движении должна была описывать, вращаясь вокруг Солнца, коническую поверхность. Чтобы объяснить сохранение направления земной оси, Коперник и вводил «третье» движение, «компенсирующее» уклонение оси от ее первоначального направления.

Мы не будем, конечно, излагать содержания всего огромного труда Коперника, да это и не нужно, так как читателям стали уже ясны отличия системы Коперника от прежних геоцентрических систем

Пифагора, Евдокса, Аристотеля и Птолемея. Но о некоторых результатах, полученных Коперником в его гениальном труде, мы все же скажем, и даже с некоторыми подробностями, имеющими весьма важное значение.

Прежде всего мы напомним читателям, что Коперник сохранил эпициклы старой теории Птолемея и эксцентрики Гиппарха. На рисунке дано изображение плана солнечной системы по Копернику (из первого издания «De Revolutionibus»). Но на этом рисунке, фигурирующем теперь неизменно во всех учебниках и популярных книгах по астрономии, эпициклы не изображены. Распространено заблуждение, что Коперник в своей книге отбросил все эпициклы прежних теорий. Это, однако, неверно: чтобы читатели хорошо себе уяснили указанное обстоятельство, мы даем здесь рисунок, поясняющий движение Земли вокруг Солнца в системе Коперника.

На этом рисунке в точке Sнаходится Солнце; вокруг него по кругу с запада на восток обращается точка Апримерно в 53000 лет, в то время как точка В— центр орбиты Земли Т,обращающейся по кругу с радиусом, равным ВТ,— в свою очередь двигается по кругу 1234вокруг точки A, но в противоположном направлении (как и указано стрелкой), совершая полный оборот в 3434 года. Таким образом, Солнце у Коперника стоит не в центре круговой орбиты Земли, а «сбоку» от этого центра.

Подобные же построения Коперник применяет и для других планет. Они были ему необходимы для того, чтобы объяснить сравнительно небольшие расхождения между данными наблюдении и теми результатами, которые могла дать общая теория Коперника, не осложненная добавочными кругами. Дело в том, что Коперник искал орбиту Земли в виде некоторого круга. На самом же деле, как мы знаем после работ Кеплера, орбиты Земли и других планет являются не круговыми, а эллиптическими. Правда, эллипсы эти мало отличаются от окружностей, но все же это отличие сказывается на характере видимого движения планет. Вот почему Коперник не мог ограничиться введением для каждой планеты одногокругового движения. Можно поставить вопрос, почему он не пошел по тому же пути, по которому, спустя более полувека, пошел Кеплер. На это нужно ответить прежде всего, что и Кеплер не сразу пришел к мысли заменить кривую орбиту эллиптической, а в течение многих лет старался освободиться от «лишних» движений, пользуясь теми же средствами, которыми пользовался и Коперник. Далее нужно принять во внимание, что отказаться от кругового характера движения еще вовсе недостаточно, чтобы притти к заключению, что орбита должна быть именно эллипсом, а не какой-нибудь другой кривой линией. Наконец, даже если бы такая мысль и возникла, то для подтверждения ее нужно было бы располагать таким материалом наблюдений, которого еще не было в эпоху Коперника; не забудем, что Кеплер опирался в своих поисках законов движения планет на превосходные новые наблюдения своего предшественника Тихо Браге.

Мы видим, таким образом, что Коперник был вынужден осложнять свою теорию введением эпициклов. Мы видим вместе с тем, как велика должна была быть уверенность Коперника в правильности его теории, если он не остановился перед тем, чтобы ввести в нее осложняющие моменты, которые, несомненно, свидетельствовали о наличии каких-то дефектов в самой теории.

Однако, как ни усложнялась теория Коперника введением добавочных движений, о которых мы говорили, она была все же значительно проще теории Птолемея. Действительно, теперь отпадали главные птолемеевские эпициклы, которые служили для объяснения основных движений планет. Все эти эпициклы сделались ненужными благодаря введению земной орбиты.

Но более того, приняв эпициклы Птолемея из его системы мира, Коперник использовал их так, как не сумел использовать сам Птолемей. Именно с помощью их он сделал попытку определить соотношение между расстояниями различных планет до Солнца и, следовательно, до Земли. До Коперника имели место только гадания по этому вопросу. Коперник же впервые стал здесь на почву научных методов. Его основная мысль гениально проста: раз смещение

планет вызывается движением Земли вокруг Солнца, то различие в размерах этих смещений должно обусловливаться различием в расстояниях планет от Солнца. Отсюда решение вопроса о том, как велики эти расстояния по отношению к диаметру земной орбиты (который является, очевидно, максимальным пределом смещения Земли), сводится к решению чисто геометрической задачи; исходными данными этой задачи являются при этом именно размеры птолемеевых эпициклов:

Этим поистине гениальным приемом Коперник смог впервые в истории астрономии определить расстояния планет от Солнца; он получил:

Расстояние планеты до Солнца (в радиусах земной орбиты) / Современные значения для сравнения

Меркурий 0,3763 0,3871

Венера 0,7193 0,7233

Земля 1,0000 1,0000

Марс 1,5198 1,5237

Юпитер 5,2192 5,2028

Сатурн 9,1743 9,5389

Расстояние Земли от Солнца Коперник принимает равным 1142 земным радиусам, т. е. делает весьма грубую ошибку: истинная величина этого расстояния равна 23440 радиусам Земли (или 149504000 километрам). Эта ошибка проистекала от недостаточно хороших приемов измерений у Коперника: для определения радиуса земной орбиты нужны более тонкие измерения. Несмотря, однако, на указанный пробел, результаты Коперника поистине замечательны.

Действительно, Птолемей прямо сознается, что вопрос о взаимном расположении планет в своей системе он оставляет открытым, ибо, — говорит Птолемей, — «ни одна планета не обнаруживает ощутительного параллакса, по которому единственно только и возможно определить ее удаленность». Эта задача об определении планетных расстояний, перед которой признал свое бессилие Птолемей, была блестяще и гениально разрешена Коперником. Это, пожалуй, являлось наиболее убедительным, хотя и косвенным доводом того, что гелиоцентрическая точка зрения правильна, и в этом громадная заслуга Коперника перед наукой.

Мы изложили в основных чертах содержание книги Коперника, и читатель имел возможность сам судить, насколько велик был тот сдвиг, который произвела книга «Об обращениях небесных кругов». Мы говорили еще раньше, что и на современников книга Коперника произвела большое впечатление. Одни стали горячими сторонниками гелиоцентрической системы, другие — ее заклятыми врагами.

После смерти Коперника борьба между сторонниками старого и нового мировоззрения стала все более и более разгораться, причем позиции заинтересованных сторон, в частности церквей — католической и лютеранской, с течением времени не оставались неизменными. Проследим же вкратце основные этапы этой борьбы. Еще при жизни Коперника Лютер высказался резко отрицательно по поводу его теории, а в 1549 году на «еретическую» книгу обрушился «учитель Германии» Меланхтон в своем сочинении «Начала физики». Меланхтон объявляет себя ярым сторонником Птолемея и считает вредным и неприличным «столь безумное учение», которое, как он торжественно показывает, явно противоречит всем цитируемым им библейским текстам и, по его мнению, идет в разрез с началами физики. «Глаза, — пишет Меланхтон, — убеждают нас в том, что свод небесный вращается вокруг нас в 24 часа. Но некоторые, вероятно следуя страсти к новизне или желая показать свою гениальность, проповедуют учение о движении Земли. По их мнению, ни Солнце, ни восьмая сфера [11] не движутся; а между тем они же остальным сферам придают движение, а также причисляют Землю к звездам. Эти пустяки, впрочем, выдуманы не недавно, ибо в сочинении Архимеда («Об исчислении песчинок») в предисловии говорится, что Аристарх Самосский придумал парадоксальное учение, будто бы Солнце стоит неподвижно, Земля же обращается вокруг него. Хотя остроумные писатели придумали многое для показания своего гения, но публичное подтверждение бессмысленных теорий неприлично и показывает вредный пример».

11

Восьмая сфера — та, к которой считались как бы «прикрепленными» звезды.

И это писалось в учебнике физики для университетов! Далее Меланхтон много говорит о необходимости согласовать философию (т. е. естествознание) со «священным писанием», указывая, что тексты последнего несовместимы с учением о движении Земли (приводятся несколько псалмов), равно как и физика (приводятся аргументы физики Аристотеля — Птолемея).

«Подкрепляемые сими божественными доказательствами, — пишет Меланхтон, — будем придерживаться истины и не дадим отклонять себя от нее морочением тех, которые особенное доказательство своего остроумия видят в том, чтобы вводить в науку заблуждения». На вопрос: «Каково движение мира?» Мелакхтон в своей физике отвечает: «Глаза свидетели, что небо обращается в течение 24 часов».