Встреча в Праге

4 февраля 1600 г. в Праге впервые встретились Кеплер и Браге. Для развития астрономии, как выяснилось позднее, эта встреча имела чрезвычайно большое значение. Однако совместную работу двух исследователей - очень разных по возрасту, складу характера и взглядам - никак нельзя было назвать приятной. "Феникс астрономии", Браге был весьма властолюбивым и быстро приходил в ярость, что порой делало жизнь и работу впечатлительного Кеплера просто невыносимой. Кеплера чрезвычайно интересовал богатейший материал, накопленный Браге: в нем он надеялся найти ответ на некоторые волновавшие его вопросы. Однако вскоре Кеплеру стало ясно, что сам Браге не представляет, как можно использовать те сокровища, которыми он владеет. Кроме того, Браге держал свои данные в секрете, разглашая лишь те из них, которые были совершенно необходимы для разработки поставленных им самим задач. Такая "совместная работа" двух исследователей продолжалась неполных два года, вплоть до 24 октября 1601 г., когда Тихо Браге скончался. Кеплер стал его преемником на должности математика в своеобразном астролого-астрономическом институте, учрежденном при дворе Рудольфа II. Здесь на него была возложена работа, порученная ранее императором Тихо Браге, по замене "Альфонсовых таблиц" и "Прусских таблиц" (более поздних, но не достаточно широко распространенных) "Рудольфовыми таблицами".

К многочисленным трудностям, стоящим перед Кеплером, добавились еще и бесконечные переговоры с наследниками Тихо, которые, пожалуй, с еще большей скупостью, чем сам Тихо, цеплялись за его сокровища, столь необходимые Кеплеру для работы. Когда же, наконец, Кеплер стал обладателем материалов Браге, возникли новые проблемы: результаты измерений положений Марса, за которым Браге в течение длительного периода наблюдал особенно интенсивно, никак не согласовались с гипотезой круговых орбит планет - в среднем отклонение составляло около 8'. Это значение находилось еще в пределах ошибок, допускаемых системой Коперника, однако Кеплера подобное отклонение никак не удовлетворяло. Таким образом, эти, казалось бы, незначительные 8', как позже писал Кеплер, указали "путь к обновлению астрономии": либо орбита Марса не была абсолютно круговой, либо движение планеты по орбите происходило не с постоянной угловой скоростью. Возможно- и Кеплер это вполне допускал,- имели место оба эффекта. Но можно ли так просто отказаться от точки зрения, которая в течение почти двух тысячелетий считалась единственно правильной и в которой не сомневался сам Коперник.

Кеплер задался вопросом, нельзя ли уточнить результаты наблюдений, исходя из какого-либо другого предположения. Наивысшим авторитетом здесь могла быть лишь сама Природа. "Истина Природы"- так оценивал молодой астроном наблюдения Тихо Браге. Кеплер сознавал необходимость, выражаясь современным языком, проверки теории на практике, иначе говоря, реализации того подхода, который лежит в основе современного естествознания. Во времена же Кеплера это означало новый, революционный принцип познания. Руководствуясь этим принципом, после длительных и кропотливых вычислений и тщательного исследования многих гипотез Кеплер сформулировал два закона движения планет, которые на первый взгляд противоречили астрономии Коперника, но вместе с тем расширяли и развивали ее. Не обращая внимания на "ловушки, которые черт расставляет ученому", Кеплер, наконец, счел возможным сделать следующий вывод: планета Марс (позднее Кеплер доказал это и для других планет) движется по эллиптической орбите, и в одном из фокусов такого эллипса находится Солнце. Кроме того, Кеплер сумел точно охарактеризовать движение планет: планета всегда движется так, что линия, соединяющая Солнце и планету (радиус-вектор), за равные промежутки времени описывает равные площади (теорема о площадях).

Как говорил впоследствии Эйнштейн, во времена Кеплера выявление и формулирование законов естествознания ни в коем случае нельзя было считать чем-то тривиальным. Поэтому в историческом плане вывод Кеплером двух математически обоснованных законов движения планет следует рассматривать как огромный шаг вперед на пути познания сути космических явлений.

Вместе с тем сформулированные Кеплером законы значительно подняли престиж системы Коперника, поскольку одним ударом были сметены все античные "круговые построения", которых еще придерживалась система Коперника. Таким образом, Кеплер одним ударом сокрушил обе старые догмы: круговую орбиту и равномерность движения планет.

Оба закона были изложены в объемистом труде под названием "Новая астрономия", который, однако, не предназначался к опубликованию, поскольку был выполнен по велению императора. Появлением этого труда в печатном виде мы обязаны тому обстоятельству, что император не оплатил задаток, выданный Кеплером печатнику. Итак, эта поистине пионерская работа вышла в свет в 1609 г. малым тиражом без указания издательства и издателя. Сегодня немногие оставшиеся экземпляры первого издания "Новой астрономии" хранятся в ряде музеев и библиотек мира как бесценные сокровища.

Сам Кеплер как ребенок радовался успеху, которого он достиг в результате столь длительных усилий. Своей книге Кеплер предпослал богатое пышными сравнениями предисловие, посвященное императору Рудольфу II, где именует планету Марс "высокородной заключенной", которую он препровождает к "лобному месту". Здесь же Кеплер дает высокую оценку работе Тихо Браге как наблюдателя.