Гюйгенс. Волновая теория света. В погоне за лучом - Давид Бланко Ласерна

Константин открыл перед сыном все возможности для того, чтобы тот попал на дипломатическую службу, однако Христиан нашел другое применение полезным связям. Его открытие Титана произвело фурор в Париже, и когда Жан Шаплен стал уговаривать ученого опубликовать его, тот не стал возражать. Тем не менее Гюйгенса терзали сомнения, которые преследовали его на протяжении всей научной карьеры: он считал, что работа была неполной. Разве можно считать трактат о Сатурне законченным, если в нем не раскрыта тайна его удивительной многоликости?

ТРИ ЛИЦА САТУРНА

Телескоп не только помог заложить основы новой модели космоса, но и способствовал появлению неожиданных головоломок. Загадку Сатурна в течение почти полувека пытались отгадать самые выдающиеся астрономы.

В марте 1610 года был опубликован революционный труд Галилея Sidereus nuncius («Звездный вестник»), который, однако, не стал последним в списке достижений пизанского ученого. В августе того же года он написал Кеплеру письмо, в котором содержалась сложная анаграмма: Smaismrmilmepoet aleumibunenugttaviras. Кеплер приложил все силы для расшифровки. Какое же новое небесное чудо открыл Галилей? Он был настоящим охотником за спутниками, а Кеплер создал теорию, согласно которой у Марса их должно было быть два. Кеплер переставлял буквы и так и сяк, пока не получил осмысленную фразу: Salve umbistineum geminatum Martia proles («Привет вам, близнецы, порождение Марса»). Выходит, Галилей увидел те два спутника Марса, которые искал Кеплер? На самом деле немецкий астроном немного схитрил и поменял одну из букв: n у него превратилась в гласную и, которой ему не хватало. Правильным ответом была фраза: Altissimum planetam tergeminum observavi («Отдаленнейшую из планет наблюдал тройную»). Сатурн был наименее яркой планетой и самой далекой из всех, которые можно видеть невооруженным глазом. Более откровенным, нежели с Кеплером, Галилей был с великим герцогом Тосканским Козимо И. Он не испытывал терпение сановника шифрованными посланиями, а ясно рассказал об увиденном:

«Я... открыл еще другое необычайнейшее чудо: [...] звезда Сатурна не является одной только, но состоит из трех, которые как бы касаются друг друга [...], причем средняя из них примерно в три раза больше, чем две боковые; и они расположены в форме оливы».

Галилей надеялся, что облик этих трех небесных тел будет меняться с течением времени, так как спутники должны двигаться по своей орбите вокруг Сатурна. Но, к его великому удивлению, боковые тела оставались неподвижными. В одном из последующих писем Кеплеру Галилей назвал их «покорными служителями этого старика [Сатурна], которые следят за каждым его шагом и никогда не отдаляются от него». Кеплер предложил другое объяснение этому удивительному открытию. Это могли быть не спутники, а три части единой планеты: «Я не считаю Сатурн стариком, а сферы, которые его сопровождают, его служителями; что же касается этой трехчастной формы, я приписываю ее Гериону». (Герион был гигантским чудовищем, состоящим из трех тел, мифологическим противником Геракла в одном из его 12 подвигов.)

Поскольку расположение частей этой системы не менялось, Галилей занялся исследованием пятен на Солнце. Можно сказать, что Сатурн воспользовался тем, что ученый отвлекся, и осуществил свою первую «мутацию». Когда через некоторое время Галилей вновь обратил свое внимание на эту планету, то был чрезвычайно удивлен:

«В этом году [1612], около солнечного равноденствия, я опять наблюдал три тела Сатурна. После того как я потерял его из вида более чем на два месяца, будучи убежденным в его постоянстве, я опять решил понаблюдать за ним несколько дней тому назад.

На сей раз я увидел его в одиночестве, без поддержки его второстепенных планет, и более того, он был абсолютно круглым и ясно очерченным, как Юпитер. Что можно сказать об этом необычном превращении? Что две эти меньшие звезды исчезли, как это бывает с пятнами на Солнце? Сатурн съел своих детей?»

АСТРОНОМИЧЕСКИЕ ШИФРЫ

В XVII веке среди астрономов распространился любопытный способ, которым они обеспечивали свое первенство какого-либо открытия, если оно считалось еще не готовым для публикации. Открытие записывалось в одной фразе, а затем ее буквы переставлялись так, что смысл было невозможно понять. В таком виде фразу вставляли в письмо авторитетным коллегам. Если открытие не подтверждалось, головоломка так и оставалась без разгадки. Если же догадка оказывалась верной, автор открывал решение и обнародовал дату первого письма, важную для установления первенства. Галилей был виртуозом подобных словесных игр и обычно писал анаграммы, то есть и исходная фраза, и шифр имели смысл. Например, в сентябре 1610 года он написал Кеплеру письмо со словами: Наес immatura a me iam frustra legentur о.у. («Эти незрелые буквы зря я читал: о, у»), что означало: Cynthiae fi guras aemulatur mater amorum («Мать любви подражает видам Цинтии*). Под Цинтией Галилей имел в виду богиню Луны, родившуюся на горе Цинто. Матерью любви была Венера. Смысл фразы состоял в том, что у Венеры были такие же фазы, как и у Луны. Гюйгенс восхищался Галилеем, но сам не слишком увлекался такими играми. Чтобы зашифровать открытие Титана, Христиан просто взял цитату из Овидия и добавил к ней недостающие буквы.

Удачные ошибки

У Кеплера был настоящий талант неправильно интерпретировать загадки Галилея. Мы уже упомянули, как однажды ученый решил, что Галилей наблюдал два спутника Марса (впрочем, у этой планеты действительно оказалось именно два спутника, Фобос и Деймос, которые были открыты два столетия спустя, в 1877 году). А анаграмму Галилея, в которой тот зашифровал сведения о Венере, Кеплер прочел как Macula rufa in Jove est gyratur mathem, etc., то есть: «На Юпитере есть красное пятно, которое движется матем (этически)»». Правда, Кеплер добавил несколько недостающих букв и убрал лишние. В этот раз его ответ также был неправильным, но, тем не менее, ошибка Кеплера сама по себе ошибкой не являлась: в 1665 году на Юпитере действительно было замечено Большое Красное Пятно.

Страница из труда Гюйгенса Systems Saturnlum («Система Сатурна»), в котором он изложил решение анаграммы о кольце планеты.

Когда новость о капризном поведении Сатурна дошла до научного сообщества, тут же появились бесчисленные теории, пытавшиеся дать ему объяснение. Согласно первым гипотезам, ответ заключался в особом строении спутников, поскольку они были самым знакомым для астрономов типом небесных тел. Но если речь шла о спутниках, по какой причине они месяцами оставались неподвижными, а потом вдруг пропадали? Летом 1616 года Галилей вновь направил телескоп на эту далекую планету, желая проверить, как проходит метаморфоза от трех тел к одному. И ему открылась совершенно неожиданная картина.

Теперь у Сатурна было две рукоятки по бокам, как если бы он был кубком, поднятым к небесам. По рисунку, на котором ученый изобразил наблюдаемую картину, можно предположить, что он разгадал ее тайну, нарисовав кольцо. Но детальное описание, сделанное для кардинала Федерико Борромео, показывает, что это было не так: