Читать книгу: «Иоганн Кеплер. Его жизнь и научная деятельность», страница 7

Глава III

Жизнь и деятельность Кеплера в Праге. – Кеплер – императорский астроном. – Бедствия его и тщетные усилия получить свое жалованье, которого совсем не платят. – Издание «Паралипомен, или Дополнений к Вителию». – Издание альманахов и составление гороскопов. – Появление сочинения «Новая астрономия», в котором содержатся законы, известные теперь под именем первого и второго законов Кеплера. – Смерть сына и жены Кеплера.

Ходатайство Кеплера перед герцогом Вюртембергским увенчалось успехом: ему предоставлена была кафедра медицины в Тюбингене. Это наглядно показывает, до какой степени вся тогдашняя естественная философия составляла одно целое и как ничтожна была специализация во всех ее отраслях, между которыми воздвигнуты в наше время настоящие китайские стены. Мыслимо ли теперь, чтобы математик и астроном преподавал нравственную философию или медицину? Тогда же это никому не казалось странным. Эликсир астронома Тихо Браге против повальных болезней продавался во всех аптеках и действовал чудесно. Ученый должен был знать все, ни в коем случае не оговариваясь тем, что это «не по его части». Однако, по настоянию Тихо Браге и по советам своих друзей, Кеплер отказался от предоставленной ему должности и, как уже мы знаем, уехал в Прагу. Благодаря этому астрономические сочинения Кеплера, обильно разбавленные метафизикой и теологией, не осложнились еще и сведениями из области медицины, чего очень можно было бы опасаться в случае переезда его в Тюбинген.

Во время прибытия Кеплера Тихо и преданный ему ученик и сотрудник его, Лонгомонтан, усердно работали над теорией Марса, тщетно стараясь представить движения этой планеты с помощью эпициклов или другой гипотезы, согласной с системой Тихо. Пылкий и неутомимый Кеплер тотчас со всей страстью предался тому же занятию и оказался несравненно счастливее Тихо и Лонгомонтана. С этого времени Марсу суждено было играть великую роль в новой астрономии. Изучение его движений дало возможность Кеплеру доказать, что орбита его – не круг, а эллипс, и распространить справедливость этого на все планеты Солнечной системы. Из всех планет Марс движется по наиболее растянутому и отличающемуся от круга пути, так что изучение его движений всего более могло способствовать тому, чтобы отрешиться от укрепленного тысячелетиями предрассудка о движении планет по кругам. Мы знаем теперь, что это справедливо не только для планет Солнечной системы, но и для всех систем вселенной, как это доказывают нам многочисленные двойные звезды, рассеянные повсюду в пространстве и находящиеся на бесконечном расстоянии от нас. Звезды-спутники в этих парах описывают около главной звезды геометрически точные эллипсы, потому что все неправильности и отклонения совершенно исчезают для нас на таком расстоянии.

Итак, Марс дал нам возможность узнать истинный характер замкнутых кривых, описываемых небесными телами, и основать на сделанном открытии новую астрономию; но его значение далеко не ограничилось этим. Не прошло еще и трех веков с того времени, как Марс представил изумленным глазам всего мира двух своих спутников, да и каких еще спутников! Они так малы, так близки к планете и с такой быстротой движутся по небу Марса, что ничего подобного не встречается во всей Солнечной системе. Достаточно сказать, что ближайшая луна бежит по тамошнему небу в три раза быстрее своего суточного движения со всем небесным сводом, так что восходит на западе и закатывается на востоке; а расстояние ее от планеты меньше, чем расстояние от Петербурга до Читы. В течение одной ночи луна эта проходит через все свои фазы, между тем как другая луна заканчивает свой путь, свой «месяц» в одни сутки. Таким образом, на Марсе в ясные ночи постоянно можно любоваться двумя лунами, из которых одна появляется на востоке, а другая на западе: они идут по небу навстречу друг другу и, встретившись, расходятся, скрываясь в противоположных сторонах горизонта. По своей малости и близости к планете луны эти, пожалуй, могли бы не одному только гоголевскому герою внушить мысль, что они сделаны в каком-нибудь тамошнем Гамбурге и затем с достаточной силою брошены в пространство, особенно, если принять во внимание, что тяжесть на Марсе в три раза меньше, чем на Земле. Но не успели еще ученые достаточно свыкнуться с мыслью о Марсовых спутниках, открытых Асафом Голлем в 1877 году, как миланский астроном Скиапарелли поразил и мудрых, и невежд открытием каналов на той же планете, указывающих на присутствие там разумных существ, знакомых с геометрией и инженерным искусством. Каналы эти представляются в виде густой сети прямых линий, тянущихся на расстоянии от одной до пяти тысяч верст, при ширине, доходящей до сотни верст, причем каналы эти – двойные, то есть проложены параллельно друг к другу, отделяясь между собой промежутками от 300 до 400 верст. Далее, открыты были периодические наводнения на планете, так что целые материки ее время от времени совершенно затопляются водами ее внутренних морей. Теперь каждое из противостояний Марса, когда он находится на ближайшем от нас расстоянии, с нетерпением ожидается астрономами и почти каждый раз поражает их какою-нибудь новой неожиданностью. Вот что такое Марс в новой астрономии! Но возвратимся к первой услуге, оказанной им науке, – к услуге, обессмертившей имя Кеплера.

Познакомившись с наблюдениями, собранными Тихо в Уранибурге, Кеплер был поражен их богатством, разнообразием и точностью. Вскоре по приезде в Прагу он пишет Мэстлину: «Богатство Тихо громадны, но он, как и большинство богачей, не умеет ими пользоваться». В самом деле, Тихо начал наблюдать небо еще двадцатилетним юношей, и наблюдения его составляли период в 35 лет. Можно себе представить, какую пищу для живого ума и пылкого воображения Кеплера представляли эти сокровища! И вот обладатель этих богатств в том же году скончался, причем все бесчисленные журналы его наблюдений перешли в распоряжение Кеплера, возведенного теперь в звание императорского астронома и астролога с жалованьем в 1500 флоринов. Жалованье это неизбалованный судьбою Кеплер находил блестящим, но, к сожалению, его совсем не платили. Тридцатилетняя война совершенно истощила казначейство «римского» императора, и денег доставать было негде: «Я теряю время, стоя у дверей казначейства, подобно нищему», – с горечью пишет Кеплер в одном из своих писем. Так что, несмотря на громкий титул императорского астронома, ему опять приходилось приниматься за составление скромных альманахов и гороскопов для всех желающих, чтобы прокормить себя и свое семейство, бедствия которого были особенно тягостны для его любящего сердца.

При таких-то условиях начато было и после восьмилетнего труда благополучно окончено глубокомысленнейшее из его произведений, содержащее первый и второй законы движения планет. В то же время Кеплер успел издать целый трактат по оптике под скромным названием Дополнения к Вителию (Paralipomena ad Vitelionem), написал большое сочинение о звезде 1604 года и работал над составлением астрономических таблиц, изданных впоследствии за счет императора Рудольфа. Кроме этого им было написано в течение того же времени несколько мелких сочинений: «Nova dissertatiuncula» об основаниях астрологии (1602 г.), Элегия на смерть Тихо Браге, пьеса в 200 латинских стихов, сопровождаемая жизнеописанием великого астронома (1604 г.), Послание к любителям небесных явлений… об имеющем наступить в октябре 1605 г. солнечном затмении (1605 г.), О необыкновенном явлении – прохождении Меркурия по диску Солнца (1609 г.) и другие.

Принимаясь за обработку наблюдений Тихо, Кеплер прежде всего занялся изучением преломления света в воздухе, или астрономической рефракции, чтобы освободиться от главной причины ошибок. Занявшись этим вспомогательным для него вопросом, Кеплер под названием «Дополнения к Вителию» написал самостоятельный обширный трактат по оптике в приложении к астрономии, в котором, между прочим, находится совершенно верная теория астрономических труб и точные правила для определения фокусного расстояния оптических стекол и увеличения труб, так что Кеплер может считаться истинным изобретателем астрономической трубы, хотя он и не осуществил своей мысли на практике. Его воззрения на свойства и распространение света совершенно те же, каких держался целым столетием позже его Ньютон. «Свет состоит, – говорит Кеплер, – в непрерывном истечении вещества из светящих тел, причем скорость его бесконечна. Тела более плотные он проходит труднее, чем пустоту. Непрозрачность тел зависит от неправильного расположения промежутков между частицами вещества. Тепло есть свойство света, а не особое вещество». Он совершенно верно объяснил то явление, что изображение Солнца в темной комнате всегда бывает круглым, хотя бы лучи его проникали в комнату через треугольное или всякое другое отверстие, и показал, что во время частного затмения Солнца изображение будет серповидным. Составленные им таблицы рефракции отличаются от наших не более чем на девять секунд дуги, а между тем основной закон преломления света в его время еще не был известен. Он полагает даже, как мы знаем это теперь, что преломление меняется с состоянием воздуха, хотя о барометре тогда еще не имели понятия, да и термометр почти не был известен или, по крайней мере, ни к чему не применялся. Из величины атмосферного преломления он выводит среднюю плотность воздуха относительно воды, определяя ее отношением 1 к 1178 (теперь 1:773). «Я уверен, – говорит Кеплер, – что, считая воздух тяжелым, я восстановлю против себя всех физиков, считающих его легким; но созерцание природы научило меня, что наша атмосфера состоит из вещества тяжелого». Эти слова написаны были за 40 лет до знаменитого опыта Торричелли.

«Во всей этой книге, – говорит Бертран, – чувствуется рука мастера, и в ней до сих пор еще есть чему поучиться», хотя Паралипоменам скоро исполнится уже триста лет. В той же книге находится истинная теория зрения. Кеплер опровергает мнение Мавролика, что сетчатая оболочка не главный орган зрения, так как получающееся на ней изображение представляется в обратном виде, и доказывает, что предметы могут казаться нам в прямом виде, несмотря на эту обратность их изображений. Он правильно объясняет близорукость и дальнозоркость, а равно и способность глаза ясно видеть предметы как на больших, так и на малых расстояниях, указывая причину этого в растяжении и сжатии глаза. По словам весьма компетентного в этом вопросе Араго, Кеплер, предложив себе и решив эту задачу, обнаружил истинную гениальность. В том же сочинении Кеплер, говоря о Луне, полагает, что она подобна Земле и может быть обитаема; это говорилось за шесть лет до того, как Галилей впервые направил трубу свою на наш спутник. Красноватый цвет Луны и вообще видимость ее во время полных лунных затмений Кеплер объяснял преломлением световых лучей в земной атмосфере, уменьшающим длину конуса земной тени, и к этому объяснению ничего не прибавлено до настоящего времени. О так называемой короне Солнца, видимой во время полных его затмений, он говорил, что это явление может происходить от солнечной или лунной атмосферы. Несмотря на триста лет, протекшие с тех пор, несмотря на все громадные средства современной науки, вопрос этот мало подвинулся вперед и в наше время.

Эта замечательная книга, из которой спустя полстолетия после ее выхода делает обширные заимствования Декарт в своей Диоптрике, написана была Кеплером, так сказать, между прочим, в то время, когда он был занят главным своим делом – обработкой наблюдений Марса и установлением его теории, что потребовало, как увидим ниже, колоссального труда. Но Кеплер прежде всего состоял на должности придворного астролога и обязан был составлять гороскопы по первому требованию, а поводов для этого при суеверии того времени было всегда достаточно; и, очевидно, спрос на такие работы далеко превышал предложение, потому что Кеплером при дворе были вообще недовольны. Царедворцы находили, что он пренебрегает своими прямыми обязанностями, увлекаясь пустыми научными или философскими изысканиями, и полагали, что он совершенно не по заслугам получает столь большое жалованье, которого, однако, ему вовсе не платили. На его несчастье появилась еще звезда 1604 года. Столь необыкновенное явление он не мог пройти молчанием в качестве официального астронома и астролога. Кеплер должен был бросить свои занятия и писать целый трактат о звезде. Сочинение это состоит из 30 глав и разбирает явление со всевозможных точек зрения, но, по словам Бертрана, читатель после прочтения его остается в таком же неведении причин явления, как и до этого. Не найдя никаких естественных причин для появления звезды, Кеплер, подобно лисице Крылова, утешает себя, говоря: «Бог, непрестанно пекущийся о мире, может повелеть явиться новому светилу во всяком месте и во всякое время». Мы упоминали уже о его шутке по поводу того, что предвещает звезда. В том же роде есть у него другое замечание. У немцев была поговорка «новая звезда – новый король»; приводя ее, Кеплер говорит: «Удивительно, что ни один честолюбец не воспользовался этим народным поверьем».

Несмотря, однако, на все препятствия, после восьмилетней работы над результатами наблюдений Тихо, после многих мучительных сомнений, доводивших почти до потери рассудка, Кеплеру удалось представить движение Марса и подчинить все причуды его «аномалий» двум строгим законам, известным теперь под названием первого и второго Кеплеровых законов. Он доказал, что 1) орбита Марса не круг, а эллипс, причем Солнце занимает один из фокусов этого эллипса, и что 2) планета движется по этому эллипсу неравномерно: быстрее – вблизи Солнца, медленнее – вдали от него, но так, что если через равные промежутки времени соединить центр планеты с центром Солнца прямыми линиями, то площади между этими прямыми и соответственными дугами эллипса все будут между собою равны. Весь ход своих рассуждений, приведших его к этим выводам, все попытки представить движения Марса по системам Птолемея и Тихо и критику этих систем, все свои неудачи и ошибки, происходившие от доверия к старым авторитетам, весь ход своих вычислений с отчетом о том, какого труда это ему стоило, Кеплер изложил в сочинении, напечатанном за счет императора Рудольфа и вышедшем в Праге в 1609 году под названием «Astronomia nova seu physica coelestis, tradita commentants de motibus stellae Martis ex observationibus Tichonis Brahe», то есть «Новая астрономия, или небесная физика с комментариями на движения планеты Марс по наблюдениям Тихо Браге». Чтобы показать, насколько книга эта по своей внешности не походила на безжизненные научные трактаты нашего времени, мы выписываем здесь, в сокращенном переводе, посвящение, обращенное к императору Рудольфу II.