Реферат: Был ли прав Коперник?
Коперник понимал, что тяготение (или, точнее, тяжесть) есть «некоторое природное стремление»; он распространял это «стремление» и за пределы Земли, приписывая такое же явление Солнцу, Луне и планетам, но он не дошел еще до завершающей идеи о том, что все тела притягивают друг друга, а не только частицы своего вещества. Земная тяжесть, солнечная тяжесть, лунная тяжесть, планетные тяжести не объединились у него во всемирное тяготение. Это сумел сделать, как мы знаем, только Ньютон. Но Коперник, а затем Галилей и Кеплер проложили своими трудами ему дорогу.
Фактически теория Коперника не была более точной, чем теория Птолемея, и не вела непосредственно к какому бы то ни было улучшению календаря. До Кеплера теория Коперника едва ли улучшила предсказания положения планет, сделанные Птолемеем.[10] Модель Коперника дает даже несколько худшее представление реального движения планет, чем модель Птолемея (что подтвердили расчеты О. Гингерича, выполненные на ЭВМ).[11] Коперниканская модель давала худшую точность, нежели Птолемеевская.
По мнению отдельных исследователей, система Коперника была даже сложнее птолемеевской. Основной математической задачей Коперника было, выражаясь современным языком, перенесение начала отсчета в принимаемой системе координат с Земли на Солнце. С этой задачей он справился мастерски. На первый взгляд может показаться, что система планетных движений при этом резко упростится. С переходом к гелиоцентрическим орбитам отпадут эпициклы планет, отображавшие в системе Птолемея орбитальное движение Земли вокруг Солнца (которое Птолемей в принципе отрицал), и общее число кругов сократится. Но дело обстояло сложнее.
Коперник считал, что планеты могут двигаться только по окружности и только равномерно. Поэтому он не принял введенный Птолемеем эквант, а с ним и гипотезу биссекции полного эксцентриситета. Но отказавшись. от экванта, Коперник был вынужден ввести... второй эпицикл.
О. Нейгебауер отмечал: «Распространенное мнение, что гелиоцентрическая система Коперника является значительным упрощением системы Птолемея, очевидно, является неверным. Выбор системы отсчета не оказывает никакого влияния на структуру модели, а сами коперниковские модели требуют почти вдвое больше кругов, чем модели Птолемея, и значительно менее изящны и удобны».[12]
Впрочем, такой точки зрения придерживаются не все ученые. М. Клайн считает: «Разумеется, движение планеты вокруг Солнца не является строго круговым, и Коперник для более точного описания движений планеты Р и Земли Е вокруг Солнца к двум окружностям добавил эпициклы. Но и при наличии эпициклов, чтобы «объяснить весь хоровод планет», ему оказалось достаточно 34 кругов вместо 77. Таким образом, гелиоцентрическая картина мира позволила существенно упростить описание движения планет».[13]
Так или иначе, простота системы Коперника остается под вопросом, а уж по точности она существенно уступает птолемеевской.
Наконец, является полностью ошибочным такая гипотеза Коперника: Коперник вводит третье движение Земли, которое он называет деклинационным, или движением по склонению. Упоминания о таком движении не найдется ни в одном учебнике астрономии – просто потому, что его не существует. Коперник не знал и не мог знать закона сохранения момента количества движения, согласно которому ось вращения Земли (и любого тела) сохраняет постоянное направление в пространстве (если на тело не действуют посторонние силы; действие Солнца и Луны на экваториальный «горб» Земли приводит к прецессии). Чтобы объяснить это наблюдаемое явление (неизменность положения полюса мира в течение года), он и был вынужден приписать земной оси третье движение. По мнению Коперника, если бы его не было, ось Земли должна была бы в течение года поворачиваться вокруг нормали к плоскости эклиптики, занимая в то же время одинаковое положение относительно Солнца. Так было бы, если бы ось Земли была бы жестко связана с радиусом-вектором Земли (иначе говоря, с прямой Солнце – Земля). Сообщая земной оси противоположное движение с тем же периодом в один год, Коперник компенсирует это предполагаемое «увеличение» земной оси ее орбитальным движением и «устанавливает» ее в нужном направлении.
В целом, труд Коперника «О вращениях небесных кругов» носил характер скорее космографического, чем астрономического исследования. Небольшим ошибкам в относительных расстояниях Коперник не придавал особого значения.
Кроме того, хотя Коперник на словах и считал центром мира Солнце, однако он, «чтобы сократить вычисления и не слишком запугивать усердных читателей чрезмерно большими отклонениями от Птолемея, вычислял наибольшие и наименьшие расстояния... и положения точек наибольшего и наименьшего удаления планет (известных под названием «афелий» и «перигелий») относительно не центра Солнца, а центра орбиты Земли, словно последний был центром Вселенной...».
Поверив в данные Коперника, Кеплер был бы вынужден считать, что эксцентрическое расстояние, т. е. расстояние Солнца до центра орбиты Земли, равно нулю (в то время как эксцентрические расстояния других планет, т. е. расстояния центров их орбит от центра орбиты Земли, оставались бы по-прежнему отличными от нуля), и, значит, предположить, что «сфера Земли в отличие от сфер других планет не обладает толщиной. Но тогда центры граней додекаэдра и вершины икосаэдра лежали бы на одной сфере и весь мир выглядел бы более сжатым и сплющенным». Такие исправления модели были мало приемлемы для Кеплера, ибо они отводили Земле особую роль среди других планет.
Оставалось одно: пересчитать данные Коперника, приняв за центр мира центр Солнца. Эту трудоемкую работу по просьбе Кеплера охотно согласился выполнить его бывший учитель Местлин. Различия, как и следовало ожидать, оказались довольно существенными. Например, «для Венеры различие (в положении линии апсид) составило более трех знаков зодиака (т. е. более 90°), ибо ее афелий (точка орбиты, ближайшая к Солнцу) лежит в Тельце и Близнецах, а ее апогей (точка орбиты, ближайшая к Земле) – в Козероге и Водолее.
Различными оказались не только расстояния, но и годичные параллаксы планет в афелии
Далее, Коперник поместил в центр Вселенной Солнце, вокруг которого должны обращаться все планеты, включая Землю, причем Луна потеряла статус самостоятельной планеты и стала спутником Земли. Вся эта система заключена в сферу неподвижных звезд, чье кажущееся вращение объясняется суточным вращением Земли. Впоследствии за эту звездную оболочку Коперника упрекал Бруно («Чего еще хотел бы я от Коперника — уже не как от математика, но как от философа — это чтобы не измышлял он пресловутую восьмую сферу в качестве единого местоположения всех звезд, равно отстоящих от центра»). Однако ошибка эта имела скорее положительные последствия: На самом же деле, определяя звездную сферу, польский астроном допустил большую свободу в ее дальнейшем рассмотрении (в частности, тем же Бруно!). Фактически Коперник раздвинул границы неба до бесконечности. «Небо неизмеримо велико по сравнению с Землей, – писал он, – и представляет бесконечно большую величину...». Тем не менее, ошибка налицо.
Наконец, Коперник не видел ничего странного в том, что в его теории центром Вселенной служит не материальное тело, а некоторая «пустая» точка – центр круговой орбиты Земли. Уверенность в правильности своего построения он черпал в ссылке на высокий авторитет Птолемея, у которого планеты, двигаясь по эпициклам, также обращались вокруг «нефизической» точки.
Нельзя не отметить и орбиты в виде окружностей в системе Коперника – сделанный Коперником вывод о том, что орбиты планет не являются точными окружностями, явно недостаточен: «Таким образом, планета в результате равномерного движения центра эпицикла по эксцептру и ее собственного равномерного движения в эпицикле описывает окружность не в точности, но только приближенно».
Тем не менее, мы все равно считаем именно Коперника основателем гелиоцентризма, хотя до него такие идеи высказывал Н. Кузанский, а точность расчетов и математическое обоснование были достигнута только при Кеплере. Неточность модели Коперника, как и приверженность к окружностям и к равномерному движению, не может затмить общего значения его гипотезы. Ведь Коперник совершил поистине научный подвиг, отказавшись от центрального положения Земли, допустив возможность ее движения и низведя Землю до положения рядовой планеты.
Глава 2. Гелиоцентрическая философия
Если не гнаться за интуитивной и математической простотой, то выбор между Коперником и Птолемеем все-таки остается неопределенным. Тогда отчего же столь важна оказалась для человечества гипотеза Коперника?
Как считает А. Ф. Лосев, дело здесь вовсе не в математике и не в механике, а только в интенсивнейшем аффекте, заставлявшем во что бы то ни стало вырваться за пределы возрожденчески цельной личности и преклоняться перед бесконечными пустотами пространства и времени.
Революционное открытие Коперника трактуется философом следующим образом: «… Не математические и механические доказательства привели Коперника к его гелиоцентризму; а, наоборот, сначала ему страстно хотелось, чтобы двигалась именно Земля, а не Солнце, а уже потом он приспособил астрономию к своему антивозрожденческому эстетическому аффекту».[14]
К совершению переворота в астрономии Коперника подвигла философия, а не данные экспериментов. Сначала была идея, а потом доказательство. То, что Коперник понял интуитивно, затем уже он попытался обосновать математически.
Т. Кун указывает, что коперниканское учение приобрело лишь немногих сторонников в течение почти целого столетия после смерти Коперника, и сторонники, как правило, руководствовались отнюдь не математическими соображениями. Так, культ солнца, который помогал Кеплеру стать коперниканцем, лежат полностью вне сферы науки.[15]
По сути, Коперник всего лишь разрушил освященное веками объяснение движения Земли, не заменив его другим. Сначала была гипотеза, потом – доказательства, причем доказательства появились уже после смерти мыслителя.
Так, Коперник предположил, что планеты должны быть подобны Земле, что Венера должна иметь фазы и что Вселенная должна быть гораздо больше, чем ранее предполагалось. В результате, когда спустя 60 лет после его смерти с помощью телескопа неожиданно были обнаружены горы на Луне, фазы Венеры и огромное количество звезд, о существовании которых ранее не подозревали, то эти наблюдения убедили в справедливости новой теории великое множество ученых, особенно среди неастрономов.
Каким же образом Коперник пришел к своей системе, если доказательства (т. е. опытный путь) были вторичны?
А. Ф. Лосев считает, что Ренессанс выступил в истории европейской культуры как эпоха возвеличения человеческой личности, как период веры в человека, в его бесконечные возможности и в его овладение природой. Но Коперник и Бруно превратили землю в какую-то ничтожную песчинку мироздания, а вместе с тем и человек оказался несравнимым, несоизмеримым с бесконечным пространством, темным и холодным, в котором лишь кое-где оказывались мелкие небесные тела, тоже несравнимые по своим размерам с бесконечностью мира.[16]
Возрожденец любил созерцать природу вместе с неподвижной землей и вечно подвижным небесным сводом. Но теперь оказалось, что Земля – это какое-то ничтожество, а никакого неба и вообще не существует. Возрожденческий человек проповедовал могущество человеческой личности и свою связь с природой, которая была для него образцом его творений, а сам он тоже старался в своем творчестве подражать природе и ее создателю – Великому Художнику. Но вместе с великими открытиями Коперника, Галилея, Кеплера все это могущество человека рухнуло и рассыпалось в прах.
В новой, гелиоцентрической системе, личность настолько далеко выходила за свои собственные пределы, что перед лицом вновь открытого бесконечного космического бытия она стала чувствовать себя ничтожеством, мехзанически зависящим от этих безумных и ни с чем не сравнимых пространств и времен, холодных и черных, пребывающим перед лицом ни с чем не сравнимых расстояний и безумных временных процессов, безумных, потому что познаваемых едва-едва.
Из властителя и художника природы возрожденец стал всего только ее ничтожным рабом. И это вполне понятно даже материально и экономически: о механизмах и машинах Леонардо только еще мечтал, потому что механизм, машинное производство – это не возрожденческая реальность; но когда в последующие века механизмам и машинам будет дан полный ход, то человеческая личность тут же окажется рабом машин и потеряет свою свободу, став винтиком в мировом механизме. Другими словами, если возрожденческий человек умилялся перед красотами природы, то перед бесконечной холодной и пустой Вселенной он мог испытывать только чувство ужаса.[17]