Введение
Гелиоцентрическая система Коперника с современной точки зрения является, несомненно, устаревшей.
Во-первых, бросается в глаза отсутствие четкого математического доказательства. Во-вторых, с точки зрения практической астрономии точность даваемого его моделью описания движения планет была невысокой в сравнении с подробно разработанной геоцентрической системой Птолемея.
Орбиты планет Коперник полагал круговыми.
Наконец, явно ошибочным является ввод третьего движения Земли, которое Коперник называет деклинационным, или движением по склонению – как известно, такого движения не существует.
Кроме того, 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.
И вся эта система заключена в сферу неподвижных звезд, чье кажущееся вращение объясняется суточным вращением Земли.
Ито есть не вызывающая никаких принципиальных возражений теория гелиоцентризма оказывается вписана в такой круг нелепиц, что остается только удивляться, так в чем же заслуга этого ученого? Почему же именно Коперника считают автором гелиоцентрической модели и величайшим революционером в отношениях неба и Земли? Почему, если вроде бы такая же схема существовала у Аристарха восемнадцать веков назад, а ликвидация Земли как вселенского центра в идейном плане была успешно проведена Николаем Кузанским?
Цель данной работы – последовательно ответить на все эти вопросы и попытаться определить, в чем же ошибался Николай Коперник и почему его ошибки не мешают нам считать его одним из величайших астрономов.
Для этого прежде всего необходимо обратиться к двум моделям мироустройства: собственно коперникианской, гелиоцентрической, и птолемеевской, геоцентрической.
При этом не стоит односторонне понимать систему Птолемея как нечто примитивное, как ее традиционно изображают в научно-популярной литературе для школьников. Система мира Птолемея представляет сложную модель с ее сложной комбинацией кругов: деферентов, эпициклов, эксцентров и эквантов. Эта модель позволяла вычислять точные положения планет, и модель Коперника дает даже несколько худшее представление реального движения планет, чем модель Птолемея (что подтвердили расчеты О. Гингерича, выполненные на ЭВМ).[1]
Более того, О. Нейгебауер считает, что «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».[2]
Мало того именно эпициклы, деференты и экванты теории Птоломея и соединении с гелиоцентрической системой Коперника проложили путь к законам Кеплера. И, разумеется, система Птолемея не была существенным и необходимым этапом на пути становления системы Коперника.
Для изучения системы Н. Коперника основным источником служит его собственное сочинение «О вращениях небесных сфер».[3] Этот главный труд его жизни, был написан в 1542 г. и издан в год смерти автора – 1543. Кроме того, свою идею гелиоцентрической системы Коперник кратко сформулировал в «Малом комментарии».
В нем Коперник вводит семь аксиом, которые позволят объяснить и описать движение планет значительно проще, чем в Птоломеевской теории:
«Первое требование. Не существует одного центра для всех небесных орбит или сфер.
Второе требование. Центр Земли не является центром Мира, но только центром тяготения и центром лунной орбиты.
Третье требование. Все сферы движутся вокруг Солнца, расположенного как бы в середине всего, так что около Солнца находится центр мира.
Четвертое требование. Отношение, которое расстояние между Солнцем и Землей имеет к высоте небесной тверди, меньше отношения радиуса Земли и ее расстоянию от Солнца, так что по сравнению с высотой тверди оно будет даже неощутимым.
Пятое требование. Все движения, замечающиеся у небесной тверди, принадлежат не ей самой, но Земле. Именно Земля с ближайшими к ней стихиями вся вращается в суточном движении вокруг неизменных своих полюсов, причем твердь и самое высшее небо остаются все время неподвижными.
Шестое требование. Все замечаемые нами у Солнца движения не свойственны ему, но принадлежат Земле и нашей сфере, вместе с которой мы вращаемся вокруг Солнца, как и всякая другая планета; таким образом, Земля имеет несколько движений.
Седьмое требование. Кажущиеся прямые и понятные движения планет принадлежат не им, но Земле. Таким образом, одно это ее движение достаточно для объяснения большого числа видимых в небе неравномерностей».[4]
Таким образом, основываясь на изученных источниках и литературе, следует определить место системы Коперника в истории науки и философии. Почему философии? По мнению ряда исследователей, теория Коперника – не только инее столько астрономическая, сколько общемировоззренческая. «Вопрос о том, в какой степени гелиоцентризм был более чем астрономической проблемой, большая тема для отдельной книги», – считает Т. Кун.[5] Этот же вопрос поднимает в «Эстетике Возрождения» А. Ф. Лосев.[6]
Впрочем, в споре об ошибках Коперника следует всегда помнить, что Коперник не имел физических доказательств вращения Земли, о которых теперь знает каждый школьник (отклонение падающих тел к востоку, маятник Фуко, подмыв реками в Северном полушарии правого берега, а в Южном – левого, пассаты и др.). открытие Коперника базировалось не столько на опытных доказательствах, сколько являлось прозрением и интуитивным открытием, математически обосновать которое смог Иоганн Кеплер.
Глава 1. Математические недочеты системы Н. Коперника
Принимая принципиальную правоту системы Коперника в смысле гелиоцентризма, следует помнить, что гелиоцентрическая система Коперника вовсе не базируется на точных математических данных.
Один из крупнейших советских астрономов, академик А. А. Михайлов, пишет: «Иногда говорят, что Коперник доказал, что Земля движется, но такое утверждение не совсем правильно. Коперник обосновал движение Земли, показав, что этим полностью объясняются наблюдаемые в мире планет явления и вводится простота в сложную и путаную систему геоцентризма. Но прямых доказательств, т. е. таких фактов, явлений или экспериментов, которые можно было бы объяснить движением Земли, и ничем другим, у него не было. Даже, более того, было обстоятельство, которое противоречило орбитальному движению Земли. Это – отсутствие параллактического, т. е. перспективного, смещения звезд, представляющего собой отражение движения Земли».[7]
Далее, гелиоцентрическая система была доказана только в смысле пространственного устройства солнечной системы, но совершенно не была доказана в отношении кинематики, в которой Коперник вполне продолжал пользоваться геоцентрическими образами Птолемея. Академик В. А. Амбарцумян четко разъясняет: «Но не надо забывать, что проблема устройства планетной системы имела два аспекта: пространственный и кинематический. Мы указывали, что характер системы требовал совместного рассмотрения этих двух аспектов, но это не значит, что полученное должно было оказаться одинаково совершенным в обоих аспектах. Из приведенных фактов ясно, что Коперником было найдено решение задачи о пространственном устройстве планетной системы, не вызывающее никаких принципиальных возражений. Что касается кинематического аспекта, то здесь было дано лишь приближенное описание. Окончательное решение проблемы кинематики было дано Кеплером».[8]
Примирение гелиоцентрической системы Коперника с научной программой Аристотеля было все же искусственным и не убеждало современников Коперника. Строго говоря, они были правы: созданная Коперником астрономическая система требовала новой научной программы: она взрывала рамки старой физики и не могла быть согласованной с принципами перипатетической кинематики. Это одна из важных причин, почему гелиоцентрическая система Коперника вплоть до создания новой кинематики, основанной на принципе инерции (пусть даже и не вполне четко сформулированном, как это мы видим у Галилея), не была принята большинством ученых, в том числе и такими выдающимися, как, например, Тихо Браге.
Наконец, Коперник вообще не доказал того, что именно Земля движется вокруг Солнца, а не Солнце вокруг Земли. Он только дал в точной и простейшей форме подвижное соотношение этих двух небесных тел. Но это подвижное соотношение останется тем же самым и в случае нашего предположения о движении Земли вокруг Солнца, и в случае если мы признаем движение Солнца вокруг Земли. Современная наука безусловно склоняется к движению Земли вокруг Солнца, а Солнце, если оно и движется, то вовсе не вокруг Земли, а своим собственным путем, о котором существует своя собственная теория.
Кроме того, академик В. А. Фока пишет: «Если ускорение имеет абсолютный характер, т. е. если можно выделить группу систем отсчета, в которых ускорение данного тела имеет одно и то же значение, то прав Коперник: для солнечной системы привилегированной является система отсчета с началом в центре инерции Солнца и планет и с осями, направленными на три неподвижные звезды… Если же ускорение имеет, подобно скорости, относительный характер, т. е. если привилегированных систем отсчета не существует, а все системы отсчета, как угодно движущиеся, одинаково мало позволяют приписывать ускорению определенное значение, то обе точки зрения – Коперника и Птолемея – равноправны: первая связана с Солнцем, вторая с Землей, но ни одна из них не имеет преимуществ перед другой. В этом случае спор между сторонниками системы Коперника и сторонниками системы Птолемея становится беспредметным».[9]