История астрономии. Великие открытия с древности до средневековья - Джон Дрейер

Но противодействие церкви не затормозило прогресс астрономии, хотя, безусловно, осложнило для системы Коперника путь к признанию за пределами сферы профессиональных астрономов. Идея движения Земли медленно, но верно завоевывала авторитет. И тем не менее по-прежнему оставалось немало астрономов, которые, даже будучи сторонниками Коперника, категорически не принимали планетных теорий Кеплера. Среди них был Филипп Лансберг (1561—1632), который опубликовал таблицы планет на основе теории эпициклов, и эти таблицы пользовались большой популярностью среди астрономов, хотя и в значительной степени уступали «Рудольфинским»[363]. Возражения против второго закона Кеплера высказал Исмаэль Буйо (1605—1694), который в своей Astronomia Philolaica («Филолаева астрономия», Париж, 1645) заменил его одной необычайной теорией. Он предположил, что эллипс является сечением наклонного конуса, на оси которого находится фокус, не занятый Солнцем, в то время как угловая скорость равномерна относительно оси конуса и измеряется круговыми сечениями, параллельными основанию конуса. Помимо того, что эта теория совершенно необоснованна (с какой стати планеты должны ползти по воображаемым конусам?), она является очень слабой заменой теории Кеплера, поскольку в ней очень плохо представлена истинная аномалия, за исключением тех случаев, когда эксцентриситет очень мал. Да и теория Сета Уорда (1617—1689), савильского профессора астрономии в Оксфорде[364], не давала астрономам никакого преимущества. В двух небольших брошюрах он раскритиковал геометрию Буйо и (выкинув его конусы за борт) принял только равномерное движение относительно второго фокуса. До тех пор пока Ньютон не доказал, что второй закон Кеплера необходимо следует из закона тяготения, теория Уорда находила сторонников в Англии, и, видимо, по причине ее очевидных недостатков Джованни Доменико Кассини предположил, что орбиты планет являются не эллипсами, а эллипсоподобными кривыми, в которых постоянной величиной является прямоугольник расстояний точки до двух фиксированных точек, или фокусов[365]. Но эта теория оказалась ничуть не лучше той, которую должна была сменить, и обе они вскоре стали историческими раритетами. Как печально, что первый известный астроном, который полностью и безоговорочно согласился с превосходными результатами трудов Кеплера, – Джеремайя Хоррокс (1619—1641) дожил всего лишь до двадцати двух лет.

Пока предпринимались эти разнообразные бесплодные попытки изменить планетную теорию Кеплера, один великий математик и философ создал общую теорию устройства Вселенной, которая, благодаря известности ее автора, удерживала свои позиции на его родине более ста лет – гораздо дольше, чем она того заслуживала. Декарт сначала собирался подготовить труд «О мире» на основе системы Коперника, но, услышав о суде над Галилеем и его отречении, отказался от этой идеи, поскольку не испытывал никакого желания вступать в конфликт с церковью. Но несколько лет спустя он нашел, как ему показалось, выход из безвыходного положения, так как Земля в его системе не свободно перемещается в пространстве, а уносится вокруг Солнца в вихре вещества, не меняя своего места относительно соседних частиц, то есть можно (с натяжкой) сказать, что она находится в состоянии покоя. Его описание происхождения и современного состояния Солнечной системы содержится в Principia Philosophies, «Первоначалах философии», изданных в Амстердаме в 1644 году. Он полагает, что пространство наполнено материей, которую в самом начале Бог привел в движение, в результате чего возникло огромное число вихрей частиц различного размера и формы, у которых за счет трения стерлись углы. Таким образом, в каждом вихре образуются два вида материи: небольшие округлые частицы, которые продолжают двигаться вокруг центра движения с тенденцией отдаления от него, и мелкая пыль, которая постепенно оседает в центре и образует звезду или солнце, тогда как из некоторых частиц, которые, проходя через вихрь, образуют проходы и скручиваются, возникают солнечные пятна. Они могут либо раствориться некоторое время спустя, либо же постепенно образуют корку по всей поверхности звезды, а затем могут перемещаться от одного вихря к другому в виде комет или осесть в какой-то части вихря, которая имеет ту же скорость, что и они, и образовать планету. Иногда более слабые вихри стягиваются в соседние, более сильные, и таким образом объясняется происхождение Луны и спутников планет.

Вихревая теория Декарта не объясняет никаких особенностей планетных орбит и по сути является чисто умозрительным предположением, не подкрепленным никакими фактами. Она стала результатом естественного желания объяснить движение планет вокруг Солнца, почему они не отклоняются в сторону или вообще не падают на Солнце, однако она могла лишь с трудом объяснить некруговую форму орбит, но в этом отношении уступала магнитно-вихревой теории Кеплера. Другую попытку создать общую теорию Солнечной системы предпринял Джованни Альфонсо Борелли (1608—1679) в книге, которая заявляет, что рассматривает исключительно спутники Юпитера – может быть, для того, чтобы ничего не говорить о движении Земли. Он исходит из того, что планеты по природе стремятся приблизиться к Солнцу (а спутники – к центральному телу), в то время как круговое движение заставляет их отдаляться от него, и эти противоборствующие силы должны в какой-то мере уравновешивать друг друга. Первая из них является постоянной силой, а вторая обратно пропорциональна расстоянию. Что касается движения по орбите, то Борелли, как и Кеплер, связывает его с вращением Солнца, так как лучи солнечного света захватывают планету и движут ее; но в случае Юпитера, который не обладает собственным светом, он просто называет их «движущими лучами». Объясняя овальную форму орбит, он может лишь сказать, что в афелии тенденция приближения к Солнцу преобладает, так что планета постепенно приближается к нему. Тем самым ее скорость увеличивается, как и центробежная сила, которая обратно пропорциональна радиус-вектору, пока обе силы не становятся равными, после чего действие центробежной силы возрастает и вновь увеличивает расстояние от Солнца вплоть до самого афелия.

Таким образом, и в области математической теории, и умозрительных рассуждений люди науки в течение пятидесяти лет после смерти Кеплера безуспешно пытались улучшить или изменить результаты его трудов. Когда они пытались заменить другими правилами два его первых закона, они терпели полную неудачу, а когда размышляли о происхождении и причинах движения планет, то производили на свет столь же неопределенные теории, как и кеплеровские. И все же это был не напрасный труд, ведь они привыкли сами и приучили остальных рассматривать систему Коперника как физический факт и этим помогли ей найти все более широкое признание среди образованных людей в целом. Интересное доказательство постепенной перемены отношения к теории движения Земли дают нам высказывания некоторых известных людей в Англии начала и середины века. Фрэнсис Бэкон в своих трудах несколько раз весьма несправедливо говорит о системе Коперника, как будто она имеет не больше авторитета, чем понятия ионийцев о том, что планеты описывают спирали с востока на запад[366]. С другой стороны, мы находим, что Джон Уилкинс, впоследствии зять Кромвеля, а еще позже епископ Честерский, в 1640 году опубликовал «Рассуждение по поводу новой планеты с целью доказать, что (вероятно) наша Земля является одной из планет»; да и Мильтон в «Потерянном рае» благосклонно говорит о новой системе. Таким образом, в Англии, где еще не появилось ни одного выдающегося астронома, кроме скоропостижно скончавшегося Хоррокса, постепенно была подготовлена почва для человека, которому предстояло подтвердить истинность законов Кеплера и показать, что это не произвольные капризы Природы, а необходимые следствия великого закона, связывающего воедино всю Вселенную. От Фалеса до Кеплера философы стремились найти истинную планетную систему; Кеплер завершил этот поиск; Исааку Ньютону суждено будет доказать, что найденная им система не только согласуется с наблюдениями, но и что никакая другая система не возможна.