НЕБЕСНЫЕ СФЕРЫ И ПЛАНЕТНЫЕ СИСТЕМЫ
Аргументация Тихо относительно кометы 1577 г. исчерпывающе изложена на латинском языке в его работе от 1588 г., напечатанной в его собственной типографии. Она вышла под заголовком «De mundi aetherii recentrioribus phaenomenis» («О недавних явлениях в небесном мире») и являлась второй частью трилогии, которую он запланировал, но так и не успел издать. Ее выход в свет был анонсирован чуть ранее в небольшом немецком трактате. Наблюдения Тихо за новой звездой и кометой в итоге заставили его отказаться от мысли, что аристотелевские сферы являются чем-то реальным в строгом смысле этого слова: они по меньшей мере не препятствовали движению кометы в надлунном мире, а также появлению и затуханию звезды. Этот вывод достался ему ценой немалых мучений: в 1578 г. он все еще верил в прочность и непроницаемость небесных сфер, но не позднее чем в 1586 г. полностью отказался от этих взглядов.
Разгорелась серьезная дискуссия о том, насколько твердо астрономы прошлого были убеждены в прочности и непроницаемости небесных сфер – доктрине, первым критиком которой долгое время считался Тихо Браге. Обращение к сочинениям средневековых комментаторов Аристотеля не дало почти никаких результатов, поскольку сам Аристотель не сказал ничего определенного о природе небесных сфер, их твердости или текучести. Средневековые авторы подчас неправильно трактовались теми, кто не знал, что слово «твердый» (по латыни – solidus) часто имело значение «трехмерный» и никак не соотносилось с прочностью или твердостью в актуальном для них смысле заполненного пустого пространства. Таким образом, «твердые сферы» понимались в Средние века примерно так же, как армиллярная сфера, состоявшая только из колец и неощущаемого воздуха. Сложно сказать, когда в точности термин «твердый» и родственные ему слова приобрели устоявшееся современное значение, но в некоторых регионах это случилось раньше начала XVI в. Как бы то ни было, вопрос о непроницаемости сфер активно дискутировался еще до открытий Тихо. Можно найти большое количество авторов, творчество которых приходится на вторую половину XVI в., готовых рассматривать планеты как объекты, движущиеся в жидкой среде (подобно тому как рыбы плавают в воде) или даже в воздухе. Одни из них пришли к такому выводу исходя из философских соображений, другие – опираясь на здравый смысл. Кристоф Ротман использовал для этого астрономические свидетельства. Исследовав комету 1585 г., он описал ее в трактате, написанном в 1585–1586 гг., заместив твердые сферы жидкой средой. Трактат был опубликован только в 1619 г., но есть подтверждающее свидетельство Тихо о том, что в своем письме к Ротману, написанном в 1587 г., он сообщал ему о знакомстве с его воззрениями. Астрономические соображения, вынуждавшие отказаться от твердых сфер, высказывались и до Ротмана, в частности в трактате ректора Виттенбергского университета Иоганна Хардега (1573) о недавно появившейся новой звезде (которую он интерпретировал как комету). Тихо пересмотрел свой подход к трактовке сфер почти одновременно с Ротманом, и можно поверить его прозрачным намекам в письме, что он независимым образом пришел к такому же заключению. Однако его уверения в том, будто он уже не один год придерживается подобных взглядов, не столь искренни. Это было не так.
Но отложим на время разбор тонкого вопроса о приоритете, так как эта тема содержит еще кое-что, причем гораздо более важное. Планеты, как тогда считалось, прочно закреплены на твердых квазиматериальных сферах, поэтому их движения напрямую следовали из движения сфер. Большинство людей полагали, что планетной физике достаточно только этого. Когда сферы исчезли или по меньшей мере утратили свою прочность, с неизбежностью возникла новая проблема. Что поддерживает планеты в движении, которым они обладают согласно наблюдениям? Новый подход должен был объяснить динамику Солнечной системы, используя для этого теорию планетных сил. В этом смысле Тихо можно считать человеком, подготовившим почву для астрономии XVII в.
Вывод, к которому пришел Тихо, как может показаться, был нацелен на расчистку дороги коперниканству, тем не менее это не входило в его намерения. Уже начиная с 1574 г. он указывал в своих лекциях на математическую абсурдность эквантов у Птолемея и физическую абсурдность движения Земли у Коперника. Еще до этого Эразм Рейнгольд и Гемма Фризий обратили внимание на то, с какой легкостью можно преобразовать систему Коперника, чтобы Земля опять стала неподвижной, а все остальные планеты обращались вокруг нее, без какого-либо ущерба для геометрических соотношений системы. В 1578 г. Тихо окончательно утвердился в мысли, что внутренние планеты обращаются вокруг Солнца; а в 1584 г. – в том, что аналогичным образом ведут себя и внешние планеты. Главное возражение против этой системы заключалось в следующем: орбита Марса в таком случае должна была пересекать орбиту Солнца, а пересечение сфер означало бы, что одно вещество способно проникать сквозь другое. В 1582–1584 гг. он потратил много времени, пытаясь решить этот вопрос с помощью измерения параллакса Марса, но пришел к неутешительным выводам. Однако сообщение о новой звезде и о комете, хотя и с большим опозданием, но натолкнуло его на мысль о том, что упомянутое пересечение не представляет серьезной проблемы, поскольку сферы не являются непроницаемыми.
134
Наиболее широко известный вариант системы мира Тихо Браге, перерисованный из его книги о комете 1577 г. (опубликовано в 1588 г.)
Система Тихо была впервые опубликована в главе, спешно добавленной к его работе 1588 г. (Ил. 134 является перерисовкой иллюстрации из этой книги Тихо.) В глазах многих его современников это выглядело величайшим достижением: человек снова вернулся в центр мироздания. По мере накопления новых данных в ходе текущего и следующего столетий, когда невозможно было применить систему Птолемея, многие авторы прибегали к схеме Тихо или другим аналогичным схемам, обладавшим большей психологической привлекательностью. Существовали различные ее вариации, например Николая Бэра (Урсуса) и наиболее лояльного и способного помощника Тихо Лонгомонтана. В следующем столетии нашлись итальянские астрономы, которые предпочли вернуться к схеме Марциана Капеллы (с Меркурием и Венерой, движущимися вокруг Солнца, обращавшегося вокруг Земли вместе с остальными планетами; мы говорили об этом в главе 10). В 1651 г. иезуит Джованни Баттиста Риччоли опубликовал один из вариантов этой схемы, где вокруг Солнца обращался еще и Марс. После того как была усвоена легкость подобных геометрических преобразований, поиск альтернативных схем такого рода стал досужим интеллектуальным развлечением.
Поскольку звезды не обнаруживали параллакса даже при использовании прекрасных инструментов Тихо, то не было и явного критерия выбора в пользу той или иной теории, за исключением простоты, которая, в свою очередь, могла определяться исходя из самых разных предпосылок. Звезды, как полагал Тихо, лежат внутри некой оболочки, центр которой совпадает с Землей, но расстояния до них не обязательно одинаковы. Предполагалось, что они располагаются почти сразу за Сатурном. Как и многие его предшественники, Тихо не верил в возможность создания Богом такого большого объема никак не используемого пустого пространства. Несмотря на все введенные им усовершенствования, он во многом продолжал оставаться крепким традиционалистом. Его физическое описание Вселенной содержит много заимствований из Аристотеля – он отказался от сферы огня, но только для заполнения ее сферой воздуха; кроме того, он почерпнул кое-какие сведения из традиционной астрологии. Он был убежден в надежности астрометеорологии и для доказательства этого в течение пятнадцати лет ежедневно вел запись погодных условий. Изучение гороскопов знаменитых людей ни к чему его не привело, в результате чего он задался вопросом, а не астрономия ли является слабым звеном в цепи прочих неоспоримых аргументов?
Он допустил несколько астрономических оплошностей, например принял за величину солнечного параллакса завышенное (более чем в двадцать раз) античное значение 3 минуты, по всей видимости, заимствовав его у Птолемея. Это, в свою очередь, внесло ошибку в угол наклона эклиптики и занизило ценность прекрасной теории солнечного движения, продолжавшей, несмотря ни на что, оставаться лучшей из всех созданных ранее. С 1578 г. и до середины 1590‐х гг. Тихо примерно раз в три дня измерял полуденную высоту Солнца (на меридиане), используя для этого различные инструменты. Это стало одной из его привычек, от которой он так и не смог отказаться. Его ночные наблюдения накапливались с еще большей быстротой, и многократные измерения с использованием самых разных инструментов стали для него обычным делом. Например, наблюдая лунные затмения, он работал с тремя различными командами наблюдателей. Он мог спокойно потратить целое десятилетие на решение какой-либо одной задачи, что он и сделал, составляя свой звездный каталог. Этот каталог – лучший из всех созданных без использования оптических инструментов, и, вне всяких сомнений, он представлял собой главным образом результат труда его помощников – как в отношении наблюдений, так и в отношении расчетов; в нем имеется достаточное количество второстепенных недочетов, но сам подход к решению этой задачи был в высшей степени надежным. К 1588 г. Тихо имел для долготы своей главной опорной звезды α Овна значение, отличающееся от истинного не более чем на 15″. Положения других двадцати опорных звезд определены им примерно с такой же точностью, и подавляющая часть каталога привязана к этим звездам.