По-новому осмыслил окружающую Вселенную в XV в. Николай Кузанский (действительное имя Николай Кребс, 1401 – 1464гг), выдающийся немецкий философ, теолог и ученый. Всю жизнь придерживаясь божественной теории сотворения мира, в посмертно изданном сочинении «Об ученом незнании» изложил свои весьма нетрадиционные космологические взгляды. Вселенная провозглашалась неограниченной, ведь в противном случае необходимо было бы допустить нечто, существующее за ее пределами, что в свою очередь противоречило бы определению Вселенной, как включающей все сущее.
В этом утверждении он пошел дальше представителей геоцентризма и гелиоцентристов. Николай Кузанский подтверждал реальную подвижность Земли в пространстве. Ощущение же неподвижности Земли (своей планеты), указывал он, должен испытывать любой наблюдатель на любом космическом теле, и все они в этом смысле равноправны.
Таким образом, ясно, что в Средневековье официальной теорией была библейская картина мира. Однако одновременно накапливались астрономические наблюдения, медленно разрушавшие все догматы. «И на исходе ночи средневековья предрассветную тьму, подобно яркому метеору, прорезали гениальные идеи Николая Кузанского, на столетия опередившие его эпоху». Это были первые ласточки картины мира, широко развернувшейся в конце XVI в. в философском учении Бруно и спустя еще столетие надолго утвердилась, как ньютоновская физическая картина мира.
Глава 3
НОВОЕ ВРЕМЯ
Дальнейшее развитие астрономия получила в эпоху великих географических открытий (XV – XVI вв.). Нарождавшийся новый класс буржуазии был заинтересован в эксплуатации новых земель и снаряжал многочисленные экспедиции для их открытия. После долгого периода замкнутости, оторванности от жизни, наука выходила на широкий простор сотрудничества с практикой.
Далекие путешествия через океан требовали более точных и простых методов ориентировки и исчисления времени, чем те, которые могла обеспечить система Птолемея. Развитие торговли и мореплавания требовало совершенствования астрономических знаний и, в частности, теории движения планет.
Долгое время единственным способом нахождения долготы было вычисление положений Луны для данного места и момента времени по таблицам. Но вычисления по ним были очень сложны, требовалось упрощение. Становилась популярной астрономия, а также люди нуждались в верной теории движения Солнца и Луны для уточнения календаря. Например, дата весеннего равноденствия была ошибочно закреплена церковью на 21 марта, что привело к отставанию этой цифры от действительной на десять дней!
Революцией в астрономических представлений людей стала гелиоцентрическая система, разработанная польским ученым Николаем Коперником (1473 – 1543).
Широта взглядов Коперника объясняется его глубокой осведомленностью в научных и культурных трудах предшествующих поколений. Изучив теорию Птолемея, Николай засомневался в ее верности. По его мнению, главным изъяном геоцентрической системы мира стала неспособность определить форму мира и точную соразмерность частот; ее условный, модельный характер. Он смог глубоко понять плодотворность и истинность идеи древнегреческой натурфилософии – искать простоту и гармонию в природе как ключ к объяснению явлений, искать единую сущность многих кажущихся различными явлений.
Основной принцип объяснения теории Коперника обратен геоцентризму. Центр мира – Солнце, вокруг него движутся планеты, среди которых – впервые зачисленная в ранг «подвижных звезд» Земля со своим спутником Луной (См. Приложения, рис.7,с. 25). С помощью двух основных действительных движений Земли – годичного и суточного – система сразу же объяснила все главные особенности запутанных видимых движений планет и раскрыла причину суточного движения небосвода. Впервые получила объяснение смена времен года. Также Коперник отодвинул на огромное расстояние от планетной системы сферу звезд.
Были у учения Николая схожие черты с трактатами древности: Вселенная – замкнутое пространство, ограниченное сферой звезд, неподвижных каждая на своем месте; истинными движениями небесных тел считал равномерными и круговыми.
Система Коперника с точки зрения математики была несколько проще системы Птолемея, и этим сразу же воспользовались на практике. На ее основе составил «Прусские таблицы» О. Рейнгольд (1551 г.). Она позволила уточнить длину тропического года и совершить реформу календаря (введен григорианский стиль). Более высокая точность, дававшаяся на первых порах Прусскими таблицами, объяснялась не введением гелиоцентрического принципа, а более развитым (по сравнению с XIII в.) математическим аппаратом вычислений. Вскоре эти таблицы неизбежно разошлись с наблюдениями, что охладило первоначальное восторженное отношение к теории Коперника.
Что же касается этой системы в целом как общей астрономической картины мира, то уже спустя четыре десятилетия Дж. Бруно разрушил ее, отвергнув замкнутую сферу звезд и центральное положение Солнца во Вселенной, провозгласив тождество Солнца и звезд и множественность «солнечных систем» в бесконечной Вселенной.
«Раскрытие двойственной причины сложных видимых планетных движений – разложение их на собственные реальные движения планет и на видимые, являющиеся отражением движения наблюдателя (т. е. Земли), направило мысль на поиски истинных движений небесных тел, что и сделал Кеплер, а также на углубленное изучение законов движения вообще (Галилеи). Эти два пути развития теории Коперника привели к созданию небесной и общей механики и объединились в новой физической картине мира Ньютона.
Но теория Коперника сразу вступила в конфликт с первым элементом картины мира Аристотеля: небесные тела, как и Земля, которая была введена в круг планет, в свою очередь оказывались центрами тяжести, во всяком случае, центрами обращения других тел. А спустя чуть более полувека выяснилось противоречие гелиоцентрической системы и второму элементу картины мира Аристотеля: истинные движения планет оказались не круговыми и не равномерными». [5]
Джордано Бруно
Объединив философско-космологическую концепцию Николая Кузанского и четкие астрономические выводы теории Коперника, бывший монах одного из неаполитанских монастырей Джордано Бруно (1548-1600) создал собственную естественно-философскую картину бесконечной Вселенной (См. Приложения, рис.8,с. 25). Концепция Вселенной Бруно и в наши дни поражает глубиной идей и точностью научных предвидений. Она была изложена в двух сочинениях Бруно, изданных им в 1584 г.: «О причине, начале и едином» и «О бесконечности, вселенной и мирах».
Бруно отрицал существование какого бы то ни было центра Вселенной, он утверждал ее бесконечность во времени и пространстве и представлял небо как «единое, безмерное пространство, лоно которого содержит все», как эфирную область (понимая эфир как вид обычной материи), «в которой все пробегает и движется».
Джордано утверждал общность всех элементов из состава Земли и других небесных тел; он считал, что в основе всех вещей лежит неизменная первичная материальная субстанция. Многие идеи Бруно были для людей XVI века преждевременными, недоступными для понимания. Трагическая судьба ученого была предопределена: революционные открытия мыслителя позволяли главам церкви расправиться заодно и с критикой непомерного ее обогащения. Идея множественности миров все же вскоре овладела умами.
«Вплоть до середины XVI в. астрономия в Европе была чем-то вроде приложения математики (а также, добавим, и медицины, через астрологию). Хотя целью той или иной теории и было описание наблюдаемых явлений, сами наблюдения, как правило, были весьма грубыми. Но и они производились от случая к случаю, лишь в связи с тем или иным примечательным небесным явлением. Важнейшие астрономические величины все еще черпались не из новых наблюдений, а из сочинений древних греков» [4].
Систематические наблюдения
Следующий после Коперника человек, внесший изменение в представление людей об устройстве Вселенной стал датский дворянин Тихо Браге (1546 – 1601). Он отнюдь не поддерживал гелиоцентрическую версию. Вообще он занимался астрологией и считал, что планеты с их таинственными движениями нужны для предсказания судеб людей.
Главным делом жизни Браге стало повышение точности астрономических наблюдений. За неимением телескопа наблюдения велись невооруженным глазом. Существенного увеличения точности таких визуальных наблюдений можно было добиться лишь путем увеличения размеров инструментов – квадрантов и секстантов. Браге добился невиданной для европейцев того времени точности в измерениях угловых расстояний между светилами (1 – 2 угловые минуты), так как мастерил измерительные приборы с юности.
Также Тихо впервые разработал и применил методику наблюдений, заложившую основы современной астрономии. Правда, надобность в ней отпала с изобретением телескопа. После многочисленных наблюдений Браге измерил параллакс кометы 1577 года и доказал, что это космические тела, а не атмосферные явления (как считал, например, даже много позже Галилей).
Но наибольшей заслугой Тихо Браге считается организация и проведение (впервые в истории европейской астрономии) систематических многолетних астрономических наблюдений. Если наблюдения Коперника исчислялись десятками, то у Тихо Браге наблюдений одного только Солнца – причем непрерывных, изо дня в день, из года в год – в течение 20 лет, насчитывалось несколько тысяч. В результате его измерения длины года имели ошибку менее 1 секунды, а составленные таблицы движения Солнца позволяли узнать его положение на небе определялось с точностью до 1'.