12
Новый эмпиризм

Тиге Браге родился в 1546 г. в аристократической датской семье в принадлежавшем ей замке в Кнудструп в Сконе; сейчас эта территория является самой южной провинцией Швеции, но в то время она управлялась Данией. У Тихо (ему присвоили латинизированную форму его имени, под которой он, собственно, и вошел в историю) были хорошие связи с обеими ветвями его богатого семейства. Семья по материнской линии едва ли не монопольно представляла всю иерархию Лютеранской церкви в Дании. Его отцу, члену Королевского cовета, поручили командование крепостью в Хельсинборге, перекрывавшей водный путь из Хельсингера, являвшийся стратегически важным выходом в Балтийское море. В течение большей части своей жизни Тихо придерживался твердой политической и социальной позиции, но, волею судьбы, она не выдержала испытание временем. Его воспитание строилось по более или менее стандартной модели: детство он провел в замке своего дяди, но, в отличие от братьев, которых, как и его, отправили из дома в статусе сквайров, он оказался более удачлив в академической карьере. В тринадцать лет он поступил в Лютеранский университет в Копенгагене, где тесно сошелся с профессором медицины Йоханом Пратенсом, поощрявшим его интерес к астрономии. Ему еще не исполнилось и четырнадцати, когда солнечное затмение 1560 г. пробудило в нем интерес к практическим вопросам проведения наблюдений, после чего он приобрел копию эфемерид Стадия, основанных на Прусских таблицах Коперника.

Тихо часто перемещался из одного университета в другой – Лейпцигский, Виттенбергский, Ростокский, Базельский, Аугсбургский, – делая вид, что изучает главным образом право, и не возвращался в родную Данию вплоть до 1570 г. В 1566 г. во время дружеской дуэли с еще одним датским аристократом удача изменила ему и шпага соперника скользнула по его переносице. Всю оставшуюся жизнь он был вынужден скрывать эту рану под металлической пластиной, что, как можно себе представить, приносило ему большие страдания. Его интерес к алхимическим экспериментам мог быть вызван желанием найти наиболее подходящий сплав для протеза. В итоге он остановил свой выбор на сплаве из золота, серебра и меди.

С годами интерес Тихо к астрономии все более укреплялся. Датский король Фредерик II собрал вокруг себя группу талантливых ученых и уже начал было проявлять интерес к научной деятельности Тихо и его дяди по материнской линии Стену Билле из Херевадского аббатства, как вдруг оба они, неожиданно для себя, получили новый интеллектуальный статус. 11 ноября 1572 г., возвращаясь после заката на ужин из своей алхимической лаборатории, Тихо увидел новую звезду в созвездии Кассиопея. Он достаточно хорошо знал созвездия и не сомневался в том, что прежде такой звезды там не было, но даже если это не так, новая звезда сияла значительно ярче всех остальных, даже ярче Венеры. К тому времени его инструменты отличались заметной примитивностью – в его распоряжении находились только секстант и поперечный жезл – однако они позволили ему измерить положение новой звезды относительно близлежащих звезд и убедиться в том, что она не движется, а следовательно, не является кометой. Он продолжал свои измерения и регистрировал изменение (как он полагал) размеров звезды, ее блеска и цвета вплоть до марта следующего года, когда эта новая звезда – stella nova – перестала быть видимой.

В максимуме своего блеска «nova» Тихо была видна даже днем. Его тщательные наблюдения за изменением блеска звезды позволили Вальтеру Бааде в 1945 г. классифицировать ее как сверхновую первого типа. Вспышки сверхновых настолько редки, что за последнюю тысячу лет можно насчитать не более пяти сверхновых звезд, видимых невооруженным глазом. Наиболее яркая и наиболее долго сияющая из всех зарегистрированных сверхновых наблюдалась в Европе, на Ближнем Востоке и в Китае в 1006 г. н. э. Результаты тщательного определения положения звезды, сделанные Тихо, а также Михаэлем Местлином в Германии и Томасом Диггерсом в Англии, сохранились и позволили отождествить ее с радиоисточником 3С 10, о котором теперь известно больше, благодаря имеющимся более ранним наблюдениям.

Примененная Тихо детально разработанная программа наблюдений новой звезды оказала, можно считать, огромную услугу современной космологии. Звезда, в отличие от кометы, была не только неподвижной; Тихо имел все основания утверждать, что параллакс звезды исключал всякую возможность ее нахождения ближе Луны. Она мерцала как звезда, у нее отсутствовал хвост, обычно присущий кометам, и ее относительная стабильность исключала мысль о принадлежности к испарениям в земной атмосфере. Главные положения стандартной аристотелевской космологической доктрины (даже если учесть изначальное недоверие к ним Тихо) были весьма однозначны: сторонники Аристотеля полагали, что надлунное пространство, содержащее планетные сферы, должно пребывать неизменным, и вдруг появилось противоречащее этому свидетельство. К началу 1573 г. Тихо убедился в надежности своих наблюдений и опубликовал небольшой астрологический и метеорологический трактат, ненавязчиво включив в него размышления о появлении новой звезды. (Можно сравнить зарисовку Тихо, представленную на ил. 128, с зарисовкой Хагеция на ил. 129.) Он писал, пытаясь имитировать риторический стиль многих гуманистических образцов, оставленных такими авторами, как Фичино и Парацельс, но в его сочинении содержалось нечто выходящее за рамки поверхностно-почтительного отношения к канону. Тихо осмелился бросить тень сомнения не на кого-нибудь, а на самого Аристотеля. Он как бы намекал – а вдруг и кометы, подобно новой звезде, находятся над Луной, а это входило в открытое противоречие с аристотелевскими представлениями об их природе.

Более позднее изображение сверхновой 1572 г., ставшее доступным для широкого круга читателей. Опубликовано во Франкфурте в 1576 г. врачом Рудольфа II Тадеушем Хагецием (Гайеком).

В 1577 г. он получил возможность проверить свои рассуждения. Появилась комета, с яркостью, сопоставимой с яркостью Венеры, а длина хвоста достигала 22°. Наблюдения Тихо за этой кометой (которую он заметил во время ловли рыбы на ужин) представляют собой образец того, как нужно использовать наблюдения подобного рода. Сначала он вывел кометную траекторию в экваториальных и эклиптических координатах, определяя ее положение не по единственному измерению, а по большому количеству замеров. Другими словами, он сознательно стремился к тому, чтобы получить среднюю траекторию на основе возможно большего количества данных. Новизна этого подхода была столь же непривычна для склонных к созерцательности сторонников Аристотеля, как стремление видеть в кометах дурное предзнаменование. Наблюдая за кометой с ноября 1577 г. по январь следующего года, он не нашел никаких признаков параллакса. Это утвердило его в мысли о расположении кометы выше сферы Луны. Она двигалась по траектории, отстоящей от эклиптики на 29°15′, под гораздо большим углом, чем планеты, и в обратном направлении. В конечном счете он пришел к выводу, что она находится в пределах сферы Венеры, хотя десятью днями позже, пересмотрев свои записи, он заключил: она должна располагаться гораздо дальше – в сфере Солнца. Именно в это время (вполне вероятно, при участии Кристофа Ротмана) ему пришла в голову мысль, что столь горячо любимые Аристотелем «сферы» его космологии не такие уж непроницаемые.

В период между наблюдением новой звезды и кометы Тихо продолжал свободно путешествовать. Он прочел курс лекций в Копенгагенском университете (с явным коперниканским уклоном) и в 1575 г. посетил в Касселе ландграфа Гессен-Касселя Вильгельма IV. Ландграф тоже был астрономом, владевшим набором прекрасных инструментов, и они совместно производили систематические наблюдения в течение недели; Тихо использовал полупортативные инструменты и повсюду возил их с собой. Это положило начало дружбе, результатом которой стала объемная и содержательная переписка, опубликованная Тихо двадцать лет спустя. После посещения Касселя он продолжил свое большое турне. Тихо побывал во Франкфурте, Базеле, Венеции, Аугсбурге, Регенсбурге, Нюрнберге и Виттенберге; где бы он ни был, он везде устанавливал контакты с астрономами и собирал идеи по изготовлению инструментов. После того как он вернулся в Данию, ни у кого не оставалось сомнений: и король, и его придворные начнут придавать политическую ценность его работе, поскольку ни Тихо, ни они сами не могли игнорировать ее астрологической подоплеки, особенно в том, что касалось появления новой звезды. Как только сложились благоприятные обстоятельства, король Фредерик II даровал ему феодальное владение с перспективой служения Датской короне, что делали все его предки, но молодой астроном не захотел такой судьбы. Он собирался переехать в Базель, но в феврале 1576 г., через несколько месяцев после прибытия в Данию, король сделал ему новое предложение. Возможно по рекомендации ландграфа Фредерик даровал Тихо остров Вен в Датском проливе, обеспечил его щедрым финансированием и попросил основать там обсерваторию.

Тихо принял предложение короля и проработал на острове Вен в течение более чем двадцати лет, основав на нем лучшую для того времени обсерваторию Ураниборг. Это название может быть переведено как «Замок Урании»; Урания – одна из девяти муз, муза астрономии. (Uranus, или Ouranos по-гречески, бог неба, но Тихо называл это место своим «музеем» – местом, обустроенным во славу Урании. Каждый хорошо образованный студент был знаком с Уранией по книге Марциана Капеллы о семи свободных искусствах.) Во времена своего расцвета Ураниборг был оснащен полным набором инструментов, не говоря уже о ветряной мельнице и бумажной фабрике, типографии, фермах, рыбоводных прудах и домашней прислуге, необходимой для обслуживания всего этого хозяйства. Но все это блекнет на фоне плеяды талантливых ученых-астрономов, которых Тихо собрал вокруг себя. Этот далеко не бедный человек с широкими связями обладал богатым опытом проживания в домах покровителей просвещения. Один из визитов имел особенно сильное влияние на его мировосприятие, а именно – визит во дворец ландграфа, образованного человека, внимательно следившего за распределением должностей и даже за программами учебных курсов в основанном его отцом Университете Марбурга. Он был щедрым покровителем всех, кто мог обеспечить его наиболее совершенными научными инструментами, а также тех, кто умел с ними обращаться. Один из заказанных ландграфом инструментов, как мы увидим далее, чуть было не стал причиной нанесения ущерба интеллектуальной собственности датчан.

Тихо, без сомнения, питал слабость к привычкам благородного общества, однако его устремления не ограничивались тривиальным астрономическим эстетством. Здание обсерватории было тщательно спланировано, оснащено водопроводом, кухнями, библиотекой, лабораторией и восемью комнатами для ассистентов. Около 1584 г. рядом построили еще одну обсерваторию; в Стьернеборге («Замке Звезд») находились дополнительные инструменты, установленные на прочном основании, закрепленном в подвальных комнатах. На потолке красовалась собственная система Тихо, на стенах висели портреты шести величайших астрономов прошлого – от Тимохариса до Коперника, среди которых располагались также портреты самого Тихо и одного из тихонидов – его еще не родившегося наследника. Он заказал несколько своих портретов, и их очевидное сходство объясняется, по всей видимости, тем, что их написал в соответствии с понятием о красоте, достойной портретной живописи, один и тот же аугсбургский художник Тобиас Гемперле, к которому Тихо, как говорят, испытывал особую привязанность (ил. 127 выше). Не лишенный простодушного тщеславия, он испытал приятные чувства, когда неожиданно узнал, что его труднодоступное учреждение становится местом паломничества. Среди наиболее влиятельных в социальном отношении посетителей Ураниборга был Яков VI Шотландский, ставший впоследствии Яковом I Английским.

Тихо основал полноценный исследовательский институт в лучших астрономических традициях, а прекрасное инструментальное оснащение его обсерватории превосходило все сделанное ранее. Представление об устройстве обсерватории можно получить из ил. 130 и 131, а один из используемых им инструментов изображен на ил. 132. В число его инструментов входили птолемеевы линейки, армиллярные сферы, секстанты, октанты и азимутальные квадранты; некоторые были изготовлены из дерева, а другие – из латуни. У него имелись небесные глобусы, один из них достигал полутора метров в диаметре. На стене, установленной в плоскости меридиана, располагался его лучший инструмент – квадрант радиусом 1,8 метра со шкалой, размеченной трансверсальными точками, позволявшими более надежно измерять углы с точностью до долей градуса. Этот стенной квадрант тоже украшал портрет Тихо. Он умело использовал своих помощников во время проведения наблюдений. Один из наблюдателей наводил на объект линейку квадранта с помощью расположенных на ней диоптров, другой вносил измерения в журнал, а третий отмечал время по двум часам с секундным ходом. Часы отличались заметным несовершенством, но их ход периодически выверялся по движению неба (ил. 133). Среди нововведений Тихо отметим учет ошибки инструмента и перекрестную сверку результатов, полученных на разных инструментах.

Определяя широту Вена по высоте небесных светил, он заметил, что Полярная звезда (конечно, с введением должной поправки на расстояние от истинного полюса) дает значение, отличающееся от результатов, полученных по Солнцу. Причиной этого, как он догадался, является атмосферная рефракция. Он не был первым, как нам уже известно, кто обратил на это внимание, но он исследовал это явление наиболее полно по сравнению со своими предшественниками и заметил, что немаловажную роль в нем играют сезонные изменения и температурные эффекты. Он свел результаты, полученные для Солнца в единую таблицу, включив туда (ошибочный) солнечный параллакс. И все же в целом полученные им итоговые данные обладали беспрецедентной точностью. Большинство его ранних измерений было произведено с точностью от трех до четырех минут дуги; впоследствии он достиг точности, зачастую превосходящей одну минуту дуги для звезд и чуть худшую (но ненамного) для планет. Это превосходило уровень точности лучших астрономов Востока примерно в пять, а иногда и в десять раз, даже если выбрать для сравнения обсерваторию Улугбека в Самарканде. Точность, достигнутая Тихо, обеспечила его достоверными данными при расчете прецессионного движения звезд, для которого он получил значение 51″ в год. Эта величина, как он полагал, непостоянна, но ее расчетное значение можно без особого ущерба применять в течение довольно долгого периода времени. На деле, он намеревался более подробно исследовать этот вопрос и, кроме того, заняться другими долговременными изменениями, влияние которых необходимо учитывать в солнечной теории, но этим намерениям не суждено было сбыться. Он определенно испытывал горячее стремление создать рабочую модель для прецессии точек равноденствия, но краткий набросок одной из таких моделей, основанной на его модели лунных широт, изложенной им в письме к Скалигеру, оказался непригодным и отнюдь не свидетельствовал о силе его теоретического мышления.

Его лучшие помощники, которыми он старался окружить себя, например картограф Виллем Блау, Кристиан Соренсен Лонгомонтан, Пауль Виттих и Иоганн Кеплер, прославились впоследствии благодаря своим собственным достижениям. Виттих из Виттенберга обладал незаурядным интеллектом, но пробыл в обсерватории лишь несколько месяцев, после чего Тихо счел его неблагонадежным. Например, он полагал, что Виттих перешел границы дозволенного при передаче определенной технической информации ландграфу Гессен-Касселя. Тихо был в хороших отношениях с ландграфом, но, видимо, существовал какой-то предел, в рамках которого он хотел делиться с ним своими соображениями. Виттих обладал независимым характером и счел невозможным находиться у Тихо на вторых ролях. Он уже набросал несколько геоцентрических схем, имевших определенное сходство с позднейшей тихонианской системой, в своих комментариях к «De revolutionibus» Коперника. Он познакомил Ураниборг с полезной техникой вычислений, существенно упростившей тяжелый труд тригонометрических вычислений посредством замены операций умножения и деления на операции сложения и вычитания. Вероятно, Тихо счел это чем-то, что должно принадлежать только ему, и сильно разгневался, когда в 1588 г. эту технику опубликовал в своей книге его конкурент Николай Реймерс Бэр. Бэр (известный также по латинскому эквиваленту его имени «Ursus», то есть медведь), императорский математик, посетил Ураниборг в 1584 г. и, если верить Тихо, украл у него еще кое-какую интеллектуальную собственность. Чуть позже мы подробнее рассмотрим эти обвинения. Раритетную брошюру, напечатанную в 1599 г. (сохранился только один ее экземпляр), содержание которой сводилось к опровержению обвинений Тихо, написал, по всей видимости, сам Урсус; он поставил себе цель показать, что гелиоцентрические гипотезы отнюдь не являются безусловным новшеством и восходят, если говорить о древних авторах, еще к Аполлонию Пергскому и Марциану Капелле; кроме того, их можно найти у Коперника.