УПРОЧЕНИЕ УЧЕНИЯ КОПЕРНИКА

Работы Джордано Бруно, Галилея и Кеплера являются примером героической борьбы за признание системы Коперника. Они способствовали решительному упрочению учения Коперника в конце XVII века. В это же время сформировалось новое философское мировоззрение, которое пришло на смену философии Аристотеля. Оно нашло свое выражение прежде всего в трудах Рене Декарта (Картезий, 1596-1650). Этот великий философ в своих космологических теориях последовательно применял принцип корпускулярности и таким образом возродил идеи античного атомизма. По его представлениям, Вселенная слагается из частиц, свободное движение которых, нарушаемое столкновениями с другими частицами, вызывает изменения в мире. Опираясь на эти положения, Декарт пытался дедуктивным путем объяснить коперников-скую систему мира.

Памятник Николаю Копернику в Варшаве

Однако теория Декарта была неясной, в ней присутствовали элементы мистицизма. Декарт был убежден, что первый импульс частицы получили от Бога во время сотворения мира. Задачей науки поэтому должно быть обнаружение этих божественных законов. Однако крупнейшим шагом вперед в философском мировоззрении Декарта был отказ от аристотелевского принципа противоположности между Небом и Землей и объединение всех движений во Вселенной, в том числе и движения Земли, единым общим физическим принципом.

Взгляды Декарта, изложенные в 1644 году, нашли многочисленных сторонников на европейском континенте. После процесса Галилея всякое выступление в защиту теории Коперника в католических странах, например, во Франции, было почти невозможно. Ведь в 1635 году под давлением кардинала Ришелье Сорбонна официально осудила учение Коперника. Когда Декарт узнал о процессе и об осуждении Галилея, он не решился опубликовать написанный им трактат о движении Земли, хотя с 1629 года жил в Голландии и мог не опасаться преследований со стороны инквизиции. Вскоре после смерти Декарта его произведения разделили судьбу труда О вращениях небесных сфер, попав в список запрещенных книг.

XVII век в развитии астрономии был прежде всего периодом усиленных астрономических наблюдений, начало которым положили открытия Галилея. Наблюдения небесных светил в Галилеев телескоп приводили к новым необычайно важным открытиям, опровергавшим старые взгляды на мир. Успешные наблюдения велись в Парижской обсерватории, столь же плодотворна была деятельность основанной Джоном Флемстидом обсерватории в Гринвиче, а в Польше весьма важные для развития астрономии наблюдения проводил в Гданьске астроном Ян Гевелий.

Все это, несмотря на чинимые церковными властями и прежде всего католической церковью препятствия, способствовало упрочению теории Коперника. Все чаще стали появляться произведения, авторы которых развивали идеи множественности планетных систем во Вселенной. Известнейшим из них была изданная Бернардом ле Бовье де Фонтенелем популярная книга, Беседы о множественности миров (Entretiens sur la pluralite des mondes, Париж, 1686). Она выдержала несколько изданий в различных странах. Опираясь на декартовскую космологию, Фонтенель необычайно красочно в шести беседах нарисовал популярную картину Вселенной, в которой каждая звезда, словно Солнце, была окружена планетами, а на каждой из планет расцветала жизнь. Сходные идеи излагал и голландский физик Христиан Гюйгенс (1629-1695).

Высказанные в этих произведениях мысли были скорее плодом фантазии, нежели научных суждений. Даже известная теория вихрей Декарта, выдающегося математика и философа, носила спекулятивный характер и не могла быть серьезным аргументом, способствующим упрочению коперниковских идей. И только Исаак Ньютон (1642-1727) придал концепции гелиоцентрического строения мира окончательный вид, завершив труд Коперника.

Почти столетие - с конца XVI до конца XVII века - прошло в поисках ответа на вопрос, что является причиной движения планет. Ближе всех к правильному решению подошел Кеплер, сформулировавший три закона движения планет. Однако он объяснил воздействие Солнца на планеты влиянием каких-то нематериальных нитей, соединяющих Солнце с планетами, а также влиянием магнитных сил, которые он приписывал Солнцу и всем планетам.

В 1666 году англичанин Роберт Гук (1635-1703) заявил, что планеты двигались бы равномерно и прямолинейно, если бы их ничто не влекло или не подталкивало. Но так как планеты движутся по замкнутым кривым вокруг Солнца, должна быть какая-то сила, притягивающая планеты к Солнцу и постоянно отклоняющая их движение к Солнцу. Таким образом, по представлению Гука, проблема движения планет являлась проблемой механического характера. Однако окончательный вопрос о движении планет вокруг Солнца был решен Исааком Ньютоном.

Во времена Коперника, до Галилея, еще не знали прямолинейного движения по инерции. Копернику было неизвестно также понятие силы. Поэтому он не мог рассматривать движение планет с точки зрения динамики. Это сделал Ньютон, который дал математическое решение проблемы. Он исходил из своих трех законов динамики:

1. Всякое тело сохраняет свое состояние покоя или равномерного и прямолинейного движения, пока на него не воздействует внешняя сила.

2. Изменение количества движения пропорционально движущей силе и происходит по направлению той прямой, по которой эта сила действует.

3. Всякому действию соответствует равное и прямо противоположное противодействие.

Из первого закона Кеплера Ньютон знал, что планеты движутся вокруг Солнца по замкнутым кривым, следовательно, постоянно отклоняются в сторону Солнца, то есть подвергаются воздействию силы. Согласно второму закону Кеплера, радиус-вектор, соединяющий планету и Солнце в равные времена, описывает равные площади. Так может происходить только в том случае, если сила направлена к той точке, из которой исходят радиусы-векторы орбит, то есть к Солнцу. Наконец, из третьего закона следует, что не только Солнце притягивает планету, но и планета притягивает Солнце, математический же вывод показал, что ускорение этого притяжения является обратно пропорциональным квадрату расстояния. Основываясь на законах Кеплера, а также исходя из открытых им самим принципов динамики, Ньютон сделал важный вывод: сила взаимного притяжения планеты и Солнца прямо пропорциональна произведению их масс и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними. Вскоре Ньютон обобщил этот вывод, формулируя закон всемирного тяготения: «Сила взаимного притяжения двух материальных частиц прямо пропорциональна произведению масс этих частиц и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними».

Таким образом, один закон распространялся на такие, казалось бы, различные явления, как падение тел на поверхности Земли и движение планет. Из закона Ньютона, путем обычной математической дедукции можно было сделать вывод, что небесные тела, притягиваемые Солнцем, движутся по так называемым коническим сечениям, к которым относятся: окружность, эллипс, парабола и гипербола. А так как на движение планет влияет не только притяжение Солнца, но и притяжение других планет, следовательно, движение их несколько отклоняется от движения по коническим сечениям.

Основываясь на законе всемирного тяготения, эти отклонения легче вычислять математическим путем. Труд Исаака Ньютона Математические начала натуральной философии ( Philosophiae naturalis principia mathematica), напечатанный в 1687 году в Лондоне, явился логическим завершением революции, произведенной Коперником в астрономии. Теперь нужно было лишь путем наблюдений найти подтверждение движения Земли вокруг Солнца и вокруг оси, а также усовершенствовать методы вычисления орбит небесных тел. Вскоре открытое Джеймсом Брадлеем правильно выясненное им в 1728 году явление аберрации света послужило доказательством того, что Земля обращается вокруг Солнца в течение года. Наблюдая положение звезд, Брадлей обнаружил, что каждая из звезд совершает по небу в течение года кажущееся движение по небольшому эллипсу с большой осью 41", параллельной плоскости орбиты Земли. Такого рода изменения положений звезд могут иметь место лишь тогда, когда наблюдатель находится на поверхности тела, движущегося по отношению к звездам и совершающего свой путь в период года, то есть лишь в том случае, если Земля движется вокруг Солнца. Это явление называют аберрацией света, и открытие его служит не только важным доказательством движения Земли вокруг Солнца, но дает возможность определить отношение скорости движения Земли к скорости света и, следовательно, при известной нам скорости света - рассчитать скорость Земли в км/сек, и, следовательно, размер земной орбиты. Таким образом, уже в XVIII веке теория Коперника была подтверждена астрономическими наблюдениями и стала основой современной астрономии.

Закон всемирного тяготения положил начало новой области астрономии - небесной механики, методы которой дали возможность не только определить орбиты известных планет и комет, но и позволили обнаружить также неизвестные до этого планеты.

Это вовсе не значит, что закон всемирного тяготения был сразу принят всеми учеными. Конечно, научная атмосфера в 1687 году была иная, чем в 1543 году; благодаря работам Декарта и Гука самого принципа движения Земли уже никто не оспаривал. Однако Ньютону предъявили серьезные обвинения философского характера, а именно действия на расстояние. Это относилось прежде всего к физикам и астрономам на континенте, находившимся под сильным влиянием философии Декарта.

Но зато в Англии труды Ньютона с самого начала пользовались огромным признанием. Теория Ньютона была столь значительна и глубока, что, несмотря на сопротивление некоторых ученых, уже в середине XVIII века она получила признание по всей Европе, найдя своих продолжателей в лице таких ученых, как Леонард Эйлер, Алексис Клод Клеро, Жан д'Аламбер, Жозеф Лагранж и Пьер Симон Лаплас. Благодаря этим великим достижениям науки XVIII века в области теории и астрономических наблюдений революционное учение Коперника одержало окончательную победу.

Николай Коперник совершил величайший научный переворот из всех, какие только знала история человечества. Величие этого переворота заключалось в том, что были уничтожены преграды, отделявшие Землю, следовательно, и человека, от «Неба», а также в том, что идеи Коперника проложили путь научным материалистическим взглядам на мир, в котором царит единство физических законов и единство материи. Исчезли основания считать Землю привилегированным небесным телом, исчезло привилегированное положение человека во Вселенной. Ибо в истинной науке нет места пи геоцентризму, пи антропоцентризму, а путь к торжеству этого принципа проложили идеи Коперника.

В дальнейшем развитии астрономии оказалось, что Солнце, которое еще для Коперника было центром всего мира, не занимает какого-либо особого места во Вселенной, но является одной из сотен миллиардов звезд нашей Галактики. В свою очередь и сама Галактика является одной из многочисленных галактик. Обобщенный коперниковский принцип, ныне повсеместно признанный, гласил, что никакое небесное тело либо группа небесных тел не может занимать какого-то особого места во Вселенной. Именно в этом и заключается навсегда вошедший в науку современный коперниканизм.

В великую, современную нам эпоху грандиозных, небывалых преобразований в истории человечества, в период покорения человеком космического пространства образ Коперника стал особенно дорог для всех прогрессивных умов. Ибо это он первый ввел Землю в семью планет, показав, что она похожа на другие небесные светила и подчиняется одним и тем же физическим законам, одинаковым для всей Вселенной. Ныне человек, совершающий космические полеты, побывал уже несколько раз на Луне и стоит у порога непосредственных путешествий на ближайшие планеты. Кроме того, успешно исследуют ближайшее космическое пространство аппараты, созданные человеком. Это открывает перед человечеством новые проблемы и в новом освещении показывает те проблемы, над разрешением которых уже тысячелетия бьется человеческий разум.

Приближается новая эпоха, достижения которой еще трудно предвидеть. Она открывает новые горизонты не только перед астрономией, но и перед всей научной мыслью. И поистине бессмертно научное кредо Коперника: «Стремление ученого - поиски во всем правды».