В чем же состоит глубокая сущность освобождающей мысли Коперника, столь остро поразившая ученый мир при появлении его книги?
Новая истина этого учения базируется на двух принципах, которые можно определить так.
Первое, и притом почти до конца проведенное, применение начала относительности к изучению всех воспринимаемых нами движений.
Требования соответствия астрономических теорий природе вещей как единственный критерий истинности этих теорий.
С максимальной отчетливостью высказан Коперником первый из указанных тезисов1.
«Всякое воспринимаемое изменение положения, — говорит он, — происходит вследствие движения либо наблюдаемого предмета, либо наблюдателя, либо вследствие движения того и другого, если, конечно, они различны между собой; ибо когда наблюдаемый предмет и наблюдатель движутся одинаковым образом и в одном направлении, то не замечается никакого движения между наблюдаемым предметом и наблюдателем».
Но человек наблюдает с Земли; поэтому, если Земле присуще какое-либо движение, то все то, что находится вне ее, будет представляться земному наблюдателю движущимся с той же скоростью, но в обратном направлении.
Этот принцип в истории астрономических учений является новым: понятие относительного движения было совершенно чуждо и астрономии, и физике древних.
Коперник применяет свое кинематическое открытие прежде всего к видимому суточному вращению небесного свода. «Почему не признать, — говорит он, — что небу принадлежит только видимость суточного обращения, действительность же его — самой Земле, так что здесь происходит то, о чем сказано в «Энеиде» Вергилия: «От гавани мы отплываем, а земли и села от нас убегают». Ибо, когда корабль движется спокойно, то все, что находится вне его, представляется морякам таким, как если бы все это двигалось по подобию корабля; самих же себя и все, что при них, они, напротив, считают покоящимся».
При этом Коперник, утверждая суточное вращение небесного свода, опирается на некоторые древние авторитеты, на пифагорейцев Гераклида, Экфанта и Гикетаса, о которых он читает у (псевдо)-Плутарха и Цицерона. Однако здесь не следует упускать из виду, что и сам Птолемей на первых же страницах «Альмагеста» сообщает, что многие философы высказывали тезис о неподвижности неба и о вращении Земли; и тут Птолемей добавляет: «При весьма большой простоте такого построения, поскольку речь идет о явлениях звездного неба, ему ничто не препятствует». Однако Птолемей отвергает это допущение (называя его смешным) и приводит ряд «физических» доводов, которые по своей недальновидности отнюдь не стоят на уровне других его рассуждений; характерно, что с точки зрения астрономической он не может найти здесь никаких возражений. Почему-то на эти слова Птолемея Коперник не ссылается; но так или иначе мысль о вращении Земли действительно подсказывалась ему из глубоких толщ древней культуры; и вообще вращение Земли было как бы самым простым и очевидным применением его нового принципа (вспомним, что о том же размышлял и Челио Кальканьини).
Существенно сложнее обстояло дело со вторым, годичным движением Земли. Правда, здесь Коперник имел в древности изумительного предшественника в лице математика и астронома Аристарха Самосского2 (III в. до н. э.), о теории которого повествует Архимед в том глубоком сочинении, которое носит название «Исчисление песчинок» («Псаммит»). «Ибо Аристарх, — сообщает Архимед, — полагает, что звезды и Солнце неподвижны, но что Земля вращается вокруг Солнца по кругу, лежащему посредине пути; при этом сфера звезд, у которой общий центр с Солнцем, имеет такие размеры, что окружность, по которой, как он предполагает, движется Земля, так относится к расстоянию до неподвижных звезд, как центр сферы относится к поверхности»3.
Такова гениальная догадка Аристарха, не получившая никакого развития в системе древних, но послужившая основанием к преследованию Аристарха «за оскорбление богов». Весьма удивительно, что Птолемей упоминает об Аристархе только в связи с его наблюдением солнцестояния 281 г. до н. э., но совершенно умалчивает об его гелиоцентрической доктрине.
Аристарха Самосского принято считать как бы непосредственным предшественником Коперника, или «коперниканцем древности». Однако не подлежит сомнению, что сам Коперник смотрел на это дело иначе. «Пусть никто не думает, — пишет он в «Малом комментарии», — что я произвольно допускаю вместе с пифагорейцами движение Земли; в моем же изложении [теории сфер] будут найдены строгие доказательства; ибо основные доводы, которыми философы стремились установить неподвижность Земли, по большей части основаны на кажущемся; но именно такие доводы здесь отпадают, поскольку я рассматриваю неподвижность Земли как одну только видимость».
В чем же состоят строгие доказательства Коперника? Система планетных движений была описана Птолемеем в ряде геометрических и кинематических построений, причем за неподвижный центр всех этих движений принималась Земля. Но если продумать птолемееву систему в целом, то она, как оказывается, обнаруживает ряд особенностей, или закономерностей, которые в ней непонятны, необъяснимы и как бы совершенно случайны. Так, эта система не дает никакого обоснования тому странному обстоятельству, что Марс, Юпитер и Сатурн оказываются всего ближе к Земле (в перигеях их эпициклов) тогда и только тогда, когда они приходят в противостояние с Солнцем, т. е. восходят вечером и заходят поутру. Или, еще больше того: почему в системе Птолемея радиусы-векторы, проведенные из центров эпициклов к этим трем планетам, всегда параллельны между собой и вместе с тем параллельны (как это подробно доказывает Птолемей) направлению от Земли к Солнцу? Почему эпицикл Марса огромен, эпицикл Юпитера меньше, эпицикл Сатурна еще меньше? Почему центры эпициклов Меркурия и Венеры лежат всегда на одной прямой, соединяющей глаз наблюдателя с Солнцем, а времена обращений центров этих эпициклов вокруг Земли как раз равны одному году? Почему, наконец,— и это самое рельефное — ни Солнце, ни Луна в системе Птолемея не получают попятных движений, таких же, какие наблюдаются у планет?
Столетие за столетием поколения астрономов изучали, комментировали, преподавали систему Птолемея; но никто из них никогда не останавливался на всех этих загадках, и ни у кого до Коперника не зародилась мысль о том, что все эти явления не случайны, а происходят от какой-то особенности в общих установках птолемеевой доктрины. Именно эту особенность Коперник вскрывает теперь своим ясным и глубоким взором: или, доказывает он, порядок планет может быть совершенно произвольным, или же в том ряде, в каком их располагали древние (мы говорили о нем выше), нужно обязательно переставить местами Землю и Солнце, отнеся при этом к Земле видимое годичное движение Солнца; а что при этом все явления, зависящие от годичного круга Солнца, нисколько не изменятся для земного наблюдателя, это с необходимостью следует из того, что и для Коперника, так же как для Аристарха и Птолемея, сфера неподвижных звезд, на которую проектируются все движения, бесконечно велика по сравнению с расстоянием от Солнца до Земли. Но если признать, что истинное годичное движение принадлежит не Солнцу, а Земле, то целый ряд движений в схеме Птолемея — только кажущиеся, отражающие движение Земли по ее орбите (по ее orbis magnus, т. е. по «великому кругу», как ее постоянно называет Коперник, чтобы подчеркнуть этим не его размер, но его значение для новой науки). Именно тот orbis magnus отображается в эпициклах Марса, Юпитера и Сатурна и в деферентах Меркурия и Венеры. Все это высказано в двух постулатах «Малого комментария», именно:
«То, что нам представляется как движение Солнца, происходит не от его движения, а от движения Земли и ее сферы, вместе с которой мы обращаемся вокруг Солнца, как любая другая планета. Так, Земля имеет больше, чем одно движение.
Видимые простые и попятные движения планет происходят в силу не их движения, но движения Земли. Таким образом, одно движение Земли достаточно для объяснения и столь многих видимых неравенств на небе».
Оба эти постулата резюмируют сущность того, что мы назвали бы теперь коперниканским обращением птолемеева планетного механизма. Никто так ясно не усвоил сущности этого обращения в ближайшие после Коперника десятилетия, как Кеплер в его «Mysterium cosmographicum» (1596). В двух превосходных диаграммах Кеплер показывает, что эпициклы Марса, Юпитера и Сатурна видны с Земли как раз под теми углами, под которыми орбита Земли усматривается из точек, лежащих на орбитах каждой из этих планет; именно поэтому так огромен эпицикл Марса, эпицикл Юпитера меньше, эпицикл Сатурна еще меньше; и вообще, все те загадочные вопросы, которые, как мы видели выше, безнадежно отягчали систему Птолемея, теперь немедленно получают простое объяснение.
Но если в современном изложении все то, чего здесь достигает Коперник, есть решение простой кинематической задачи, именно — обращения движения системы точек и отнесения его к новому центру, то, пожалуй, даже трудно представить себе ту смелость мысли, то дерзновение, которое требовалось в XVI столетии, чтобы, вопреки многовековой традиции и непосредственному чувственному восприятию, преобразовать всю систему птолемеевых вращений, отказавшись при этом от неподвижности Земли. Действительно, прав был Ретик, когда эпиграфом для своего «Первого повествования» он взял греческий стих: «Надлежит быть свободным мыслию тому, кто желает достичь мудрости». Но именно эта великая свобода в применении начала относительности дает грандиозные результаты: не только со схемы Птолемея снимаются, как лишние, многочисленные движения, но и впервые за всю историю человеческой мысли оказывается возможным определить расстояния всех планет от Солнца, принимая данным размер orbis magnus; этим достигается гармония не только движений, но и расстояний (о которых Птолемей вообще ничего не знал).
Вся Солнечная система отныне становится космосом и, по словам Ретика, все явления связываются в ней друг с другом «благороднейшим образом и как бы золотой цепью».
Таковы значительные результаты применения начала относительности к проблеме планетных движений. Но едва ли не глубже сказываются они там, где речь идет о движении восьмой сферы. В самом деле, как мыслили древние это движение? Они считали, что восьмая сфера медленно вращается от запада к востоку вокруг оси, перпендикулярной к той плоскости, в которой, по Копернику, лежит орбита Земли; отсюда происходит, что звезды видимо удаляются, если считать в плоскости этого круга, от одной неподвижной его точки, именно точки его пересечения с экватором Земли. Но не проще ли предположить обратное: именно, что восьмая сфера стоит совершенно неподвижно, а перемещаются точки равноденствия от востока к западу, причем это их движение есть проявление еще одного движения Земли, вернее ее оси? Действительно, достаточно дать земной оси медленное вращение вокруг перпендикуляра к плоскости земной орбиты, чтобы легко объяснить наблюдаемое смещение точки равноденствия в экваторе; но ведь в этом смещении единственно и обнаруживается движение восьмой сферы!
Так осуществляется третье применение начала относительности, пожалуй, самое изумительное, на взгляд астронома, открытие Коперника; и оно принадлежит на этот раз ему, и только ему, так как никаких намеков на эту мысль ни у древних, ни у средневековых астрономов не имеется. Правда, в своем учении об этом третьем, или, как он его называет, «деклинационном», движении Земли Коперник допускает ошибку. Ему представляется, что ось Земли тогда, и только тогда, могла бы оставаться параллельной самой себе в течение годичного обращения Земли, если бы она в течение года описывала в обратном направлении полный круг сверх того небольшого угла, который необходим для объяснения смещения равноденствий. Эта ошибка (связанная со своеобразными представлениями древних, относящимися к вращению твердых тел) была раскрыта почти одновременно и Кеплером и Галилеем; она не существенна: объяснение явления прецессии дано Коперником правильно. Отныне эта «чудовищная, пустая от звезд девятая сфера Альфонсин», как говорил Кеплер, выбрасывается из системы астрономии, так же как и целый ряд эпициклов Птолемея. Вся эта надстройка воздвигалась потому, и только потому, что видимые движения принимались, в нарушение начала относительности, за действительные; то были фантомы, которые теперь навсегда развеяны Коперником.
К тому же, для Коперника именно открытие третьего движения Земли имело и существенное философское значение; теперь он может утверждать, что восьмая сфера, которая все в себя заключает, неподвижна; и потому она есть то место мира, к которому относятся положения и движения всех светил. Поэтому в ее точках, в звездах, следует искать неподвижное начало для всех астрономических отсчетов. Эту мысль Ретик развивает еще глубже: «Всякое движение, — говорит он, — познается лишь по сравнению с чем-либо неподвижным; так моряки в море, когда земля уже больше не видна, а отовсюду одно небо их окружает, и со всех сторон воды моря, говоря словами Вергилия, не могут познать движения их корабля, когда море не взволновано ветром, хотя бы их и уносило со скоростью многих миль в час. Соответственно этому небесная сфера была воздвигнута богом для нас, с ее великим количеством мерцающих звезд, с тем, чтобы по сравнению с ними, несомненно неподвижными на их местах, мы могли бы определять положения и движения других заключенных в ней сфер и планет».
Разумеется, эти слова Ретика ошибочны; но они и характерны. Они ошибочны потому, что познание относительных движений не требует неподвижной системы отсчета, и все это искание абсолюта есть не что иное, как отзвук доктрины Аверроэса. Эти слова характерны потому, что в них звучит мысль, идущая от гораздо более глубоких слоев средневековья. Вся природа создана для человека, для обеспечения его жизни и его познаний; и мы ясно видим теперь, как коперниканский принцип относительности упирается в схему неподвижного абсолюта; поэтому мы и назвали его выше «почти до конца доведенным». Однако не будем здесь чрезмерно суровы ни к Копернику, ни к Ретику; вспомним глубочайшие мысли Ньютона, пытавшегося найти сквозь схему галилеевой относительности динамический абсолют для познания движений.
Философская концепция Коперника, на которой мы здесь остановились, приводит к одной из странных частей его астрономической системы; здесь речь идет о каталоге звезд. Подобно тому, как Птолемей в «Альмагесте» дал нам первый звездный каталог, относя в нем положения 1.022 звезд по долготе к равноденствию его эпохи (140 г. н. э.), так теперь Коперник строит в трактате «Об обращениях небесных сфер» свой новый каталог, где он дает долготы и широты тех же звезд. Но так как Коперник уже знает, что равноденствие есть подвижная точка, «то, — говорит он, — не положения звезд следует относить к равноденствию, место которого с течением времени меняется, а, напротив, положение равноденствия надлежит относить к звездной сфере». Соответственно этому Коперник принимает за начало отсчета, т. е. за начало всех долгот, определенную звезду (γ Arietis4),), долготу которой он полагает равной нулю, и, преобразуя каталог Птолемея, определяет по отношению к ней долготы всех звезд5. Таким путем он мыслит создать вечный звездный каталог, не связанный с равноденствием какой-либо эпохи. Однако в истории астрономии такой каталог есть не больше, как музейный уникум; начиная от Гиппарха и Птолемея и кончая Гринвичем и славным нашим Пулковом, все звездные каталоги относились исключительно к равноденствиям эпох наблюдений; этим не только осуществляется до конца то начало относительности, которое было введено самим же Коперником, но и обеспечивается возможность последовательных приближений к той системе отсчета, которую Коперник считал первично данной в виде небесной сферы, усыпанной звездами; что и эти звезды могут быть подвижны, о том, разумеется, ни у Коперника, ни у Ретика еще не возникало подозрений.
Из сказанного усматривается глубокое и своеобразное значение коперниканского принципа относительности, и притом не только для астрономической системы, но и для общих установок, касающихся человеческого познания. Но далее: чем гарантируется, что астроном, применяя этот принцип, найдет уже истинное, а не искаженное познание вещей?
Мы помним, как философская мысль греков безнадежно старалась выяснить значимость того материала, который получается в результате астрономических наблюдений, и тех геометрических образов, в которые их укладывает астроном. Для Коперника дело обстоит иначе и существенно проще. В посвящении своей книги Павлу III, поясняя, что древним астрономам не удалось достичь целостной картины всего мироздания и всех наблюдаемых движений, Коперник говорит:
«Отсюда следует, что они [древние] в ходе своих доказательств, что называют методом, либо опустили нечто существенное, либо включили нечто чуждое, постороннее предмету, чего не случилось бы, если бы они руководились твердыми началами; если бы примененные ими гипотезы не были обманчивы, тогда несомненно подтвердилось бы все, что из них вытекало».
Глубоко знаменательные слова! Отныне дело не в том, чтобы любой ценой «спасать явления», как это было у древних. Нет, постулаты астронома должны быть истинны! Иными словами: существует объективный, не зависимый от человека порядок вещей; познающий интеллект должен подняться до него в положениях, истинных в их сущности; его построения должны быть адекватны явлениям и охватывать их во всей совокупности.
Ученик Коперника, Ретик, и здесь еще ярче подчеркивает мысль своего учителя; он пишет: «Аристотель сказал: высшей истинностью обладает то, что является причиной следствий, в свою очередь истинных. Соответственно этому мой наставник считал нужным применять гипотезы, способные подтвердить истинность наблюдений минувших веков, которые, как мы можем надеяться, будут в будущем причиной истинности предвычисления всех астрономических явлений».
Разумеется, то, о чем здесь говорит Ретик, это лишь одна сторона дела. Правильное предвычисление астрономических явлений не есть еще окончательное доказательство истинности коперниканской доктрины; однако эти критерии нашлись в изобилии на позднейших этапах развития астрономии; они-то и сообщили учению Коперника тот характер «высшей истинности», который принадлежит ему первому в истории нашей науки.
Таково непреходящее значение обоих основных тезисов коперниканской системы.
- 1. Разумеется, здесь речь идёт не о динамической относительности Галилея и Ньютона, а об относительности восприятия, или «оптической» (кинематической). — Прим. Н. И. Идельсона.
- 2. В печатном тексте книги Коперника имя Аристарха Самосского не названо, но оно есть в том манускрипте, который впоследствии найден в Праге; в отношении годичного обращения Земли Коперник упоминает пифагорейца Филолая, учившего, что Земля «движется в пространстве и принадлежит к числу планет». — Прим. Н. И. Идельсона.
- 3. Этими словами (которые повторяются в других вопросах у Птолемея) имелось в виду формулировать, что, величина о которой идёт речь, бесконечно мала по сравнению с расстоянием до неподвижных звёзд; слова Аристарха о «круге, лежащем посредине пути», довольно темны и не поддаются точному переводу. — Прим. Н. И. Идельсона.
- 4. γ Arietis, иначе γ Овна; её собственное имя Мезартим. Эта звезда называлась «первой звездой Овна», т. к. в античные времена она была самой близкой, среди ярких звезд, к точке равноденствия. — Прим. админа.
- 5. Вторые координаты звёзд (их широты) по астрономии древних вообще не могли затрагиваться прецессией. — Прим. Н. И. Идельсона.
Добавить комментарий