Николай Коперник и гелиоцентрическая модель Вселенной
Как известно из главы 1, в III веке до н.э. Аристарх Самосский разработал гелиоцентрическую Солнечную систему, в которой расположил все известные в то время планеты в правильном порядке по степени их удаленности от Солнца. Однако эта модель встретила настолько резкие философские и теологические возражения, в особенности со стороны имевшего огромный авторитет Аристотеля, а позднее — католической церкви, что в течение двух тысячелетий на нее практически не обращали внимания.
Когда в XV столетии над Темными веками забрезжил рассвет, европейские ученые начали переосмысливать строение мироздания. Николай Кузанский (1401–1464) — немецкий ученый и кардинал Римской католической церкви, известный своими достижениями в философии, теологии, церковной политике и астрономии, считал вполне возможным, что Земля не висит без движения в центре Вселенной, а также что небесные тела не представляют собой идеальные сферы и их орбиты — не правильные окружности. Однако в основе суждений Кузанского стояли теологические доводы, а не наблюдения. Он полагал, что Бог находится везде и нигде — одновременно и в центре Вселенной, и на ее периферии. Тем не менее работы Николая Кузанского подготовили почву для явления, которое позже назовут коперниковской революцией.
Революция эта началась благодаря человеку по имени Николай Коперник (1473–1543). По неясным причинам подробности его жизни слабо освещены в литературе, авторы чаще уделяют внимание Галилео Галилею и его конфликту с церковью. Я постараюсь в некоторой мере исправить положение, а в качестве подспорья использую недавно вышедшую биографию Коперника, написанную Давой Собел. В своей замечательной книге, озаглавленной «Более совершенные небеса»{59}, Собел рассказывает о том, как Копернику удавалось совмещать важную церковную должность с занятиями медициной и при этом находить время на то, чтобы вдумчиво вглядываться в небо.
Николай Коперник родился в польском городе Торуне. Его воспитанием занимался дядя, Лукаш Ватценроде, каноник католической церкви, позднее ставший епископом Вармии. В 1491 году Коперник поступил в Ягеллонский университет в Кракове, где изучал логику, поэтику, риторику, натурфилософию, а также математическую астрономию, к которой проявлял наибольший интерес. «Что же может быть прекраснее небесного свода, содержащего все прекрасное», — восторгался он{60}.
В 1496 году по настоянию дяди Коперник отправился в Италию изучать каноническое право в Болонском университете. В следующем же году благодаря дяде он стал каноником Вармии, а в 1500 году посетил Рим, где прочитал несколько лекций по математике.
В 1501 году, после краткосрочного визита на родину, Коперник снова едет в Италию, чтобы изучать медицину в Падуанском университете. Там ему преподают технику кровопускания, учение об «испорченных жидкостях» и другие медицинские премудрости тех времен. Кроме того, он учился применять астрологию в целях диагностики и лечения, хотя вряд ли когда-либо воспринимал ее всерьез.
В 1503 году Коперник получает степень доктора канонического права в университете Феррары, после чего возвращается в Польшу и становится «врачом-целителем» при епископе и канониках Вармии. Вдобавок он бесплатно занимается лечением крестьян.
В 1510 году Коперник поселился в Фромборке (Фрауенбурге), небольшом городке на северо-востоке Польши, входившем в епархию Вармии. Он приступает к исследованиям в области астрономии, одновременно выполняя множество церковных обязанностей. Тем не менее сан священника Коперник так и не принял.
Собел рассказывает, что к 1510 году Коперник, «опираясь на интуицию и математику… пришел к выводу о центральном месте Солнца во Вселенной. Для этого не требовалось каких-либо астрономических наблюдений»{61}. Будет ошибкой, хоть и не прямой, допускать, что эта идея возникла в результате работы чистого разума. В конце концов, Коперник наблюдал за небесами и был знаком с движением планет.
По всей видимости, Николай Коперник ничего не знал о модели, предложенной Аристархом Самосским. Он кратко, не приводя доказательств, изложил свои основные идеи в 40-страничном труде, озаглавленном Commentariolis (у Собел — «Малый комментарий»). Коперник отправил его своим друзьям, которые сделали с него копии и разослали их дальше. В этом труде Коперник однозначно определяет свою позицию в отношении гелиоцентризма:
«Все сферы окружают Солнце, как будто оно находится в середине, а потому центр Вселенной близок к Солнцу. Все видимые нами движения Солнца производятся не им, а Землей и нашей сферой, вместе с которой мы вращаемся вокруг Солнца, как и всякая другая планета»{62}.
Неоднозначность пришла позже.
В 1511 году капитул назначил Коперника своим канцлером, возложив на него ответственность за всю свою громоздкую финансовую отчетность. Кроме того, под его управление перешло 150 тыс. акров церковной земли, и Копернику пришлось заниматься сугубо мирскими делами — любые сделки между крестьянами, работавшими на этой земле, могли осуществляться только после его утверждения.
Несмотря на эти сложные обязанности, Копернику удалось провести ряд наблюдений, которые позволили ему определить продолжительность года с точностью до секунды — намного точнее, чем любые часы того времени.
В 1512 году Коперника, уже ставшего известным астрономом, пригласили в Рим, чтобы он помог осуществить реформу календаря. Юлианский календарь к тому времени окончательно разошелся с реальностью. В особенности церковь беспокоило значительное смещение праздника Пасхи, все сильнее удалявшегося от дня, установленного Первым Никейским собором в 325 году (первое воскресенье после первого полнолуния, которое наступает вслед за весенним равноденствием). В 1582 году церковь приняла новый, григорианский календарь, который все еще используется в наши дни, хотя записи предложенных Коперником правок не сохранились. Создатели григорианского календаря усовершенствовали старый юлианский календарь, которым пользовались еще со времен Юлия Цезаря. В новом календаре на 400 лет приходилось 97 високосных годов, а не 100, как в юлианском. При этом три года из четырех, открывающих новые века второго тысячелетия, стали невисокосными (1700, 1800, 1900 годы).
Коперника также волновало обесценивание валюты: в 1517 году он опубликовал трактат Meditata, в котором изложил свои соображения о том, как решить проблему денег путем правильной чеканки монет. Любопытно, что Исаак Ньютон в поздние годы своей жизни служил смотрителем Королевского монетного двора в Англии.
В 1517 году Мартин Лютер (1483–1546) написал свои знаменитые 95 тезисов и начал тем самым протестантскую реформацию. Одним из его первых последователей стал бывший католический священник Андреас Осиандер (1498–1552), позднее сыгравший значительную роль в публикации великой работы Коперника. Однако сам Коперник ни разу не дал повода усомниться в своей преданности католической церкви.
В книгу Собел включена очаровательная пьеса в двух актах, в которой описывается визит 25-летнего немца Георга Иоахима Ретика (1514–1574) к 65-летнему Копернику в 1539 году. Ретик был лютеранином, а также профессором математики и поэтики в университете Виттенберга, где жил и работал Лютер. В те времена въезд в Польшу лютеранам был запрещен, однако Ретику каким-то образом удалось проникнуть туда.
Хотя Лютер отвергал астрологию как «творение дьявола», Ретик верил, что в ней можно найти сведения о глубочайшей сущности космоса, и поэтому искал астрономические знания, которые должны были приблизить открытие этих сведений. Он составил множество собственных гороскопов и был уверен, что его жизнь будет недолгой, а потому ему нужно было действовать быстро, чтобы успеть достичь хоть чего-то. Он дожил до 60 лет — почтенного для тех времен возраста.
Будучи в Нюрнберге, Ретик впервые услышал о польском канонике, который описывал движения небесных тел, поместив в центре их орбит Солнце. Он отправился на север Польши, чтобы узнать об этом больше.
Действие пьесы Собел охватывает период с мая 1539 года, когда Ретик появляется на пороге дома Коперника, а затем постепенно становится его ассистентом, помогая ему издать трактат «О вращении небесных сфер» (De revolutionibus orbium celestium), вплоть до смерти Коперника 24 мая 1543 года.
Коперникне горел желанием публиковать свои находки, однако Ретик настоял на этом. Равно как и Тидеман Гизе (1480–1550)[4], епископ Кульмский, с которым Коперник поддерживал дружеские отношения. Он был рад узнать, что Ретик знаком с Иоганном Петреусом (1497–1550), уважаемым печатником научных текстов из Нюрнберга.
Во второй половине 1539 года Ретик написал краткое изложение модели Коперника в форме письма другому своему наставнику, Иоганну Шёнеру (1477–1547). Он назвал его «Первое сообщение» (Narratio Prima) и опубликовал у Петреуса в следующем году.
Вскоре после этого на сцене появляется Андреас Осиандер. Как упоминалось ранее, Осиандер был одним из первых последователей Лютера, а также теологом и математиком-любителем. Кроме того, он дружил с Петреусом, который, возможно, попросил у него совета о том, как лучше опубликовать книгу Коперника. Осиандер написал Копернику, предложив ему добавить предисловие с пояснением, что математические гипотезы — это «не догматы, а основания для вычислений; так что, даже если они неверны, это неважно, коль скоро они точно воспроизводят явления движений»{63}. Ретику он дал похожий совет, написав, что «перипатетики и теологи охотно успокоятся, если услышат, что […] настоящие гипотезы выдвигаются не потому, что они в самом деле верны».
В сентябре 1541 года Ретик покинул Фромборк с рукописью в руках. В октябре он вернулся в университет Виттенберга, где стал деканом факультета искусств. Отнюдь не все принимали его с распростертыми объятиями. По слухам, Лютер однажды за обедом сделал следующее замечание: «Что поделаешь, теперь всякий, кто хочет считаться умным, не должен соглашаться с чем-либо, что считают верным другие. Он должен все делать на свой манер. [Включая Лютера?] Именно так поступает тот парень, что решил перевернуть всю астрономию. Даже в этих вещах, что сейчас ставятся с ног на голову, я верю в Священное Писание, ибо Иисус Навин приказал остановиться Солнцу, а не Земле»{64}.
Ретик и Гизе предпринимали героические попытки примирить модель Коперника с Книгой Иисуса Навина (ИсНав 10:12–13). Таким же образом они пытались справиться с псалмом 93, в котором говорится о том, что основание Земли всегда неподвижно, и другими библейскими противоречиями. Ретик написал трактат, в котором пытался примирить идеи Коперника со Священным Писанием, однако он так и не был опубликован.
Б мае 1542 года Ретик наконец приехал в Нюрнберг и привез с собой большую часть рукописи. Он передал ее Петреусу, который незамедлительно запустил ее в печать. Ретик занимался вычиткой печатных страниц сразу после их выхода из-под станка. Однако в октябре, когда работа была закончена только наполовину, он покинул Нюрнберг, чтобы занять место профессора высшей математики в университете Лейпцига.
С этого момента и до конца корректурой занимался Осиандер. В ноябре 1542 года у 69-летнего Коперника случился инсульт, и он больше не мог следить за тем, как идет подготовка книги. Через полгода, 24 мая 1543 года, его друг Ежи Доннер вложил в руки парализованному последние страницы книги, только что привезенные из Нюрнберга, а в следующее мгновение увидел, что жизнь покинула его{65}. Работа Николая Коперника была завершена.
Католическая церковь в те времена не считала трактат «О вращении небесных сфер» еретическим. Коперник посвятил его папе Павлу III. Во-первых, работа была узкоспециализированной, так что только человек с глубокими познаниями в математике мог разобраться в ней. Во-вторых, ее не требовалось понимать буквально. Осиандер включил в книгу анонимное предисловие, в котором модель Коперника представлялась просто инструментом для астрономических вычислений, не имеющим никакой философской или богословской подоплеки:
«…Некоторые ученые, без сомнения, были уязвлены до глубины души и считают, что свободные искусства, сложившиеся давно и имеющие прочное основание, не должны приводиться в беспорядок. Но если эти люди изучат вопрос внимательно, то обнаружат, что автор этого труда не сделал ничего предосудительного. Ведь слагать историю движений небесных тел посредством тщательного и умелого исследования есть прямая обязанность астронома. Затем он должен понять и описать причины этих движений или гипотезы о них. […] Автор этой книги блестяще справился с обеими обязанностями, ведь эти гипотезы не обязаны быть верными или даже вероятными. […] Философ, возможно, будет скорее искать подобие истины. Но никто из них не может понять и сказать что-либо наверняка, если только им не будет Божественного откровения. […] Что касается гипотез, то пусть никто не ждет от астрономии ничего определенного, ведь если он примет за истину идеи, задуманные для другой цели, то закончит чтение этого труда большим глупцом, чем был вначале».
Модель Коперника изображена на рис. 2.1.
Рис. 2.1. Модель Солнечной системы, предложенная Коперником. Система, которую позже защищал Галилео Галилей (1564–1652), в целом выглядит так же, однако он добавил орбиты четырех спутников Юпитера, которые ему удалось разглядеть в свой новый телескоп. Изображение предоставлено Обсерваторией Земли НАСА (NASA's Earth Observatory), это упрощенная версия иллюстрации к книге Николая Коперника «О вращении небесных сфер»
На самом деле книга «О вращении небесных сфер» состоит из шести томов. В ней изложена единая система, в которой планеты расположены в правильном порядке расстояний от Солнца, а их периоды обращения вокруг него, как оказалось, были рассчитаны с поразительной точностью. Однако в модели Коперника орбиты все еще круговые, поэтому ему не удалось обойтись без эпициклов. Как следствие, оригинальная модель была сложнее представленной на рис. 2.1, но тем не менее проще Птолемеевой.