Читать книгу Более совершенные небеса - Дава Собел - Страница 5

Центр Земли – это не центр Вселенной, а лишь центр, к которому стремятся тяжелые предметы, а также центр лунной орбиты.

Из «Малого комментария» Коперника, ок. 1510 г.

В 1510 году, когда Коперник в возрасте тридцати семи лет занял пост каноника Вармийского во Фрауэнбурге, кафедральный капитул выделил ему дом (курию) за крепостными стенами, а также двух слуг и трех лошадей, которые полагались ему по чину. От этого влиятельного капитула зависели жизни не только его каноников, но и обитателей окрестных деревень на сотни миль вокруг, не говоря уже о множестве крестьян, которые обрабатывали тысячи акров церковных земель, приносивших доход каноникам. Коперник отвечал за определенный алтарь в нефе собора – четвертый справа от главного алтаря, посвященный святому Вацлаву. Не имея духовного сана, Коперник не мог служить мессу, впрочем, не могли этого делать ни его брат, ни большинство других каноников, которые также являлись политическими назначенцами, а не священниками.

Но встречались и исключения. Коперник был знаком с одним каноником по имени Тидеман Гизе, который был на семь лет младше его, но уже имел духовный сан. Гизе происходил из известного рода города Данцига, где позже служил в церкви Петра и Павла. С Коперником его связывал неугасимый интерес к астрономии, который, возможно, появился одновременно с их дружбой. Гизе почти наверняка был первым, с кем Коперник поделился своими тайными знаниями об устройстве космоса. Можно предположить, что сначала реакция священника на эти неортодоксальные идеи была в лучшем случае скептической, но со временем он согласился с ними и даже поощрял Коперника, убеждая его распространять свою теорию.

К 1510 году, опираясь на интуицию и математику, Коперник пришел к выводу о центральном месте Солнца во Вселенной. Для этого не требовалось каких-либо астрономических наблюдений. Он написал краткий обзор своей новой теории о расположении небесных тел (вероятнее всего, также в 1510 году) и отправил его как минимум одному человеку за пределами Вармии. Тот, в свою очередь, скопировал этот документ для дальнейшего обращения, и то же самое, по-видимому, сделали его новые получатели, потому что в мае 1514 года, когда живший в Кракове врач и профессор медицины Матвей Меховский каталогизировал свою библиотеку, в ней обнаружился «Манускрипт из шести листов, содержащий „Теорику” [эссе по астрономии], в которой автор утверждает, будто Земля движется, а Солнце остается на месте».

Тидеман Гизе, каноник Вармийской епархии

Коперник не знал, что Аристарх Самосский сделал почти такое же предположение еще в III веке до н. э. Копернику был известен лишь один труд Аристарха под названием «О величинах и расстояниях Солнца и Луны», в котором гелиоцентрическая система не упоминалась. На тот момент Коперник в одиночку отстаивал идею о движении Земли.

В первом параграфе своего «Малого комментария» Коперник замечал, что небеса требуют от астронома описания всех разрозненных движений небесных тел. Его самые ранние предшественники в деле изучения космологии (особенно он почитал Каллипа и Евдокса, живших в IV веке до н. э.) помещали Солнце, Луну и планеты на несколько концентрических сфер, окружающих Землю. Первые астрономы считали эти сферы твердыми невидимыми структурами, каждая из которых несет одну планету. Однако эта теория не учитывала периодического увеличения яркости планет в небе, из-за которого казалось, будто они иногда подходят ближе к Земле. Позднее ученые предпочитали говорить об эксцентрических окружностях с центрами около, но не на Земле, что помогало объяснить меняющуюся яркость планет, и определяли для плоскости каждого круга чуть отличающийся угол, чтобы планеты всплывали и опускались, двигаясь в зодиакальном поясе. Однако гипотеза одной окружности не объясняла периодического изменения направления движения планет на противоположное. Всякий, кто ночь за ночью наблюдал за планетами, видел, как они замедляются, останавливаются и движутся вспять по отношению к звездам, и так на протяжении целых недель или месяцев, а затем снова возвращаются на свой путь, все время то вспыхивая ярче, то угасая. Чтобы объяснить эти «мертвые петли», некоторые астрономы воображали небесные круги в виде четко ограниченных коридоров, в каждом из которых движется одна планета. Например, на сфере Марса полное движение планеты складывается из движений по одному или нескольким дополнительным кругам, называемым эпициклами[2], – их совокупность отвечает за изменение положения планеты на небосклоне. Самым выдающимся мастером по части такой эквилибристики был Клавдий Птолемей, живший в Александрии около 150 года н. э.

Птолемей так ловко управлялся с небесными сложностями во II веке, что оставался действующим авторитетом даже в XVI столетии. Следуя его инструкциям и используя его таблицы, астроном мог приблизительно рассчитать положение любой планеты в любой момент времени в прошлом или будущем. Как будто в память о великолепных достижениях Птолемея его книга стала широко известна по первому слову названия ее арабского перевода – «Альмагест» («Величайший») – вместо более скромного греческого названия, которое ей дал сам автор, – Mathematike syntaxis, или «Математический трактат».

Коперник почитал Птолемея как «самого выдающегося астронома». В то же время он возражал против нарушения Птолемеем главной аксиомы астрономии, согласно которой все движения планет должны быть круговыми и равномерными или состоять из круговых и равномерных частей. Птолемей привел свою геоцентрическую идеологию в соответствие с накопленными данными о положениях и скоростях движения планет, выделив каждой небесной сфере так называемый эквант, фактически представляющий собой вторую ось вращения, не совпадающую с истинной. Хотя астрономы полагали невозможным равномерное вращение сферы относительно оси, они закрывали глаза на эту погрешность, потому что на бумаге небесная механика Птолемея работала, хорошо предсказывая результаты. Однако Коперник «содрогался» при одной мысли об этом.

Как объясняет Коперник в «Кратком очерке», он держался более чистого идеала и искал новое объяснение, которое привело бы к результатам Птолемея без преступного нарушения принципа совершенного кругового движения. На пути к этому новому решению, руководствуясь мотивами, которые Коперник предпочел не раскрывать, он снял Землю с ее привычного места в центре Вселенной и поместил туда Солнце. Он вполне мог бы пытаться «реконструировать» небеса, добиваясь равномерного кругового движения и без этой кардинальной перестановки небесных тел, но как только новая конфигурация пришла ему в голову, она сразу же стала доминирующей.

«Все сферы окружают Солнце, как будто оно находится в середине, а потому центр Вселенной близок к Солнцу, – писал он. – Все видимые нами движения Солнца производятся не им, а Землей и нашей сферой, вместе с которой мы вращаемся вокруг Солнца, как и всякая другая планета».

Легким движением руки он превратил Землю в планету и приказал ей вращаться. На самом деле, в его представлении, движение Земли было трояким, по трем кругам. По первому планета каждый год оборачивалась вокруг Солнца. По второму она ежедневно кружилась вокруг собственной оси, вызывая небесные фейерверки в виде восхода и заката, а также то, что Коперник называл «стремительным водоворотом» звезд ночью. По третьему же кругу медленно покачивались полюса на протяжении года, чтобы обеспечить неизменность наклона земной оси.

«Там, где видится движение в сфере неподвижных звезд, оно связано не с ними, а с Землей, – продолжает он. – Так вся Земля вместе с ближайшими стихиями (океанами и воздухом) ежедневно вращается вокруг неподвижных полюсов, тогда как сфера неподвижных звезд остается незыблемым и наиболее удаленным небом».

Небесные сферы

Каждая планета двигалась в собственной сфере или области неба. Как видно на этом рисунке из «Новой теории планет» (Theoricae novae planetarum), изданной в Нюрнберге в год рождения Коперника, сфера является трехмерной и достаточно высокой и широкой, чтобы охватить весь путь планеты. Внутри сферы главная траектория движения планеты оставляет тонкий круг с центром в точке с. deferentis. Это эксцентрическая окружность, поскольку Земля (центр Вселенной) расположена чуть ниже, в точке с. mundi. Верхняя точка, c. аequantis, показывает, где находится эквант, с которого движения планет представлялись бы равномерными.

Даже Птолемей однажды признал, что теоретически, возможно, было бы проще позволить Земле вращаться, чем ожидать, что весь небосвод будет совершать полный оборот каждые сутки, вот только идея о вращении Земли была «слишком нелепой, чтобы даже размышлять о ней».

Как только Коперник призвал Солнце и Землю поменяться местами, планеты тут же образовали новый логичный порядок. Они выстроились от Солнца в зависимости от скорости вращения, так что Меркурий (самый быстрый, согласно наблюдениям) оказался ближе всех к светилу, после него расположились Венера, Земля, Марс, Юпитер и, наконец, Сатурн – самый медленный. С геоцентрической точки зрения, ни наблюдения, ни теория не могли дать ответа на вопрос о том, какая планета находится сразу за Луной (Венера или Меркурий) и находится ли орбита Солнца перед, между или за ними. Теперь он знал. Все сходилось. Неудивительно, что красота системы взяла верх над абсурдностью идеи о движении Земли. Коперник надеялся, что его собственная убежденность заставит остальных посмотреть на сферы его глазами, но в то время не мог предоставить никаких доказательств. По его собственным словам, он решил «краткости ради не включать математические демонстрации в этот трактат, поскольку они предназначены для более крупной книги». Далее он высчитал и объяснил движения всех отдельных планет, подведя в последнем параграфе «Малого комментария» общий итог: «Таким образом, Меркурий движется по семи кругам, Венера – по пяти, Земля – по трем, а Луна вокруг нее – по четырем; наконец, Марс, Юпитер и Сатурн – по пяти кругам каждый. Таким образом, для Вселенной будет достаточно 34 кругов, при помощи которых можно объяснить всю структуру Вселенной и весь танец планет».

Коперник наверняка предвидел усмешки современников. Если бы Земля вращалась и оборачивалась с большой скоростью, утверждали они, то все, что не приколочено, слетело бы с нее. Облака и птицы остались бы позади. Более того, коллеги-астрономы могли настаивать на том, что Земля действительно находится в центре, причем не потому, что дом человечества заслуживал особой роли в космическом замысле, а потому, что тяжелые, земные вещи падали сюда и оставались здесь, а также потому, что жителей Земли не минуют перемены и смерть. Земля представляла собой яму, а вовсе не вершину творения. Поэтому никто не смеет засовывать Солнце («райское светило», как многие его называли) в адскую дыру – в центр Вселенной.

Несколько исламских астрономов XIII и XIV веков критиковали Птолемея по тем же причинам, что и Коперник. Например, Насир ад-Дин ат-Туси и Ибн аш-Шатир смогли скорректировать нарушения круговых движений у Птолемея, не заставляя Землю вращаться или покидать свое центральное место. Коперник прибегал к схожим математическим приемам, пересматривая Птолемея, но пришел к своим особым выводам о центральном положении Солнца, подвижности Земли и грандиозном расширении космоса, которых требовала эта картина мира.

Если бы Земля облетала вокруг Солнца, как он утверждал, тогда две соседние звезды должны были бы в течение года наблюдаться то чуть ближе, то дальше друг от друга. Однако звездам не было свойственно такое смещение, или параллакс. Коперник решил проблему отсутствия параллакса, предположив, что он не обнаруживается, поскольку звезды слишком далеки. Он увеличил расстояние до них более чем в сто раз – настолько, что дистанция между Солнцем и Землей в сравнении с ним теряла всякое значение. «По сравнению с огромной высотой сферы неподвижных звезд, – заявлял он, – расстояние между Солнцем и Землей несущественно». Бескрайняя бездна, вдруг разверзшаяся между Сатурном и звездами, не беспокоила Коперника, и он с готовностью объяснял ее всемогуществом Творца: «Столь грандиозно, без всякого сомнения, божественное творение Всевышнего». За пределами звезд в невидимых небесах Эмпирея обитал Бог и Его ангелы.

Закончив «Малый комментарий» около 1510 года, Коперник приступил к последовательной работе по разработке своей теории. Тридцать четыре круга планетарного балета требовали точных характеристик, таких как радиус, скорость вращения и пространственное расположение по отношению к другим 33 кругам. Он мог высчитать многие из ста с лишним параметров при помощи проверенных временем методов и таблиц, а затем приступить к проверке данных посредством собственных наблюдений.

Однако капитул имел на него другие виды.

В ноябре 1510 года Коперник и еще один каноник (Фабиан Лузяньский, учившийся с ним в Болонье) отправились с важной миссией в южные земли капитула. Там они приняли крупную сумму денег (238 марок, годовой сбор с крестьян, трудившихся на церковных землях), чтобы доставить ее обратно во Фрауэнбург. Учитывая то, что тевтонские рыцари регулярно и беспощадно грабили жителей Вармии, стомильный путь курьеров по лесным дорогам был сопряжен с постоянной опасностью: их могли подкараулить и отобрать ценный груз монет (бумажные деньги тогда еще не имели хождения в Европе). Добравшись до Фрауэнбурга без происшествий, они, по обыкновению, разделили средства между канониками.

В ноябре 1511 года капитул назначил Коперника своим канцлером, поручив ему следить за финансовой отчетностью и вести всю официальную переписку. Объем и частота этой переписки увеличились с внезапной смертью его дяди-епископа 29 марта 1512 года. Через неделю после кончины Лукаша Ватценроде (5 апреля) каноники встретились, чтобы избрать преемника. Они единогласно проголосовали за Фабиана Лузяньского (все, за исключением самого Фабиана, который написал на бюллетене имя другого кандидата). На следующий день каноники собрались снова и избрали Тидемана Гизе для проведения необходимой процедуры согласования с Ватиканом. К 1 июня капитулу потребовались еще два представителя, чтобы ответить на возражения короля против назначенного епископа. Король Сигизмунд не имел никаких конкретных претензий к Лузяньскому, просто он предпочитал ставить на такие должности собственных кандидатов. Борьба Рима, Кракова и Вармии из-за сана епископа продолжалась все лето и осень. 7 декабря Сигизмунд по новому соглашению наконец-то утвердил кандидатуру Лузяньского в обмен на право окончательного одобрения всех будущих кандидатов в епископы. Вдобавок он настоял, чтобы весь капитул присягнул на верность короне, что священники и сделали 28 декабря, уверенные в том, что король, со своей стороны, не забудет о своем обещании монаршего покровительства.

Лишь один каноник не подписал новое соглашение и отказался присягать на верность польскому королю. Это был брат Коперника – Андреас. Капитул освободил его от всех обязанностей во Фрауэнбурге, когда у него развилась проказа; опасаясь заражения, его заставили покинуть регион до формального введения в должность епископа Фабиана. Его не могли лишить канониката, дававшегося пожизненно, однако смерть должна была вскоре позаботиться об этом. Даже доктор Николай не мог ничего поделать с библейским проклятьем этой мучительной и обезображивающей болезни. Сразу же объявились желающие стать «коадьютором» Андреаса, то есть лицом, имеющим законные полномочия выполнять его прижизненные обязанности и получающим право на причитающееся ему жалованье после его смерти. Все без исключения каноники могли назвать какого-нибудь родственника, заслуживающего этого поста. Естественно, что свои кандидаты были и у короля Сигизмунда.

Когда Андреас уехал в Италию в поисках хоть какого-то утешения, Коперник получил новые обязанности по присмотру за мельницей, пекарней и пивоварней капитула. Они обеспечивали каноников хлебом и пивом, а также ими могли пользоваться крестьяне – за определенную плату, которую Копернику необходимо было собирать.

Астрономические инструменты

Между Фрауэнбургом и Римом (северной и южной границей его путешествий) Коперник мог видеть большинство из тысячи звезд, за которыми до него наблюдали астрономы Египта, Вавилона, Греции и Персии. Он измерял эклиптическую широту и долготу каждой звезды, чтобы составить звездный каталог, который опубликовал в 14-й главе второй книги «О вращениях». Он также отмечал положения планет на фоне звезд. При помощи деревянного трикветрума (подобного представленному на иллюстрации) он мог измерить высоту светила над горизонтом, сдвигая шарнирный стержень, пока одно из его отверстий не обрамляло планету или звезду. Высота высчитывалась с помощью шкалы, находившейся в основании треугольника.

31 марта 1513 года, согласно вармийской бухгалтерской книге, «доктор Николай заплатил в казну капитула за 800 кирпичей и бочку белильной извести с верфи собора». При помощи этих материалов он построил ровную площадку в саду рядом со своей курией. К этому моменту он продал свой первый дом и приобрел новый, который более соответствовал его целям. Большая мощеная терраса (или «павимент», как он называл эту конструкцию) позволяла беспрепятственно наблюдать за небом и надежно расставлять астрономические инструменты. Таковых у него было три: трикветрум, квадрант и армиллярная сфера. Ни одно из этих устройств не содержало линз и никак не обостряло зрение. Они лишь помогали наблюдателю наносить звезды на карту и отслеживать движения Луны и планет.

Весной 1514 года, воспользовавшись перераспределением собственности капитула, Коперник приобрел жилые помещения в кафедральном комплексе. Не отказываясь от имения с павиментом, он заплатил 175 марок за просторную трехэтажную башню в северо-западном углу крепостной стены, в которой были кухня и комната для прислуги. Верхний этаж был хорошо освещен благодаря девяти окнам и заканчивался галереей, однако наблюдения ученый предпочитал вести со своей террасы. Он недосыпал, чтобы подольше стоять там, на 54-м градусе северной широты, на поросшем лесом склоне холма, где воздух был тяжел от густого тумана с Вислинского залива.

«У древних было преимущество – чистое небо, – писал он в свою защиту. – Нил, как говорят, не испаряет столько тумана, как Висла». Там, где располагалась знаменитая обсерватория Птолемея, климат был близок к тропическому, и планеты поднимались почти строго вверх от горизонта, а не тащились над деревьями, поэтому на протяжении многих ясных ночей их было легко наблюдать высоко в небе.

Все, что Коперник знал о теории Птолемея, когда готовил «Малый комментарий», он прочел в сокращенном переводе его труда под названием «Эпитома Альмагеста Птолемея»[3], опубликованном в 1496 году в Венеции. Теперь, когда он взялся за собственный исследовательский проект с целью пересмотра астрономии, полный текст «Альмагеста» Птолемея впервые вышел из печати в латинском переводе. Коперник взахлеб читал свой экземпляр, исписывая поля заметками и диаграммами[4].

Для Коперника «Альмагест» послужил образцом книги, которую он хотел написать и в которой он бы перестроил астрономию в рамках столь же внушительных и долговечных, как у Птолемея. Между тем «Малый комментарий» – пролог к труду «О вращениях» – уже создал ему репутацию в астрономических кругах. Это растущее признание, без сомнения, повлияло на то, что Рим захотел проконсультироваться у Коперника насчет реформы календаря. Использовавшийся тогда юлианский календарь, введенный Юлием Цезарем в 45 году до н. э., переоценивал длительность года на несколько минут. Эта незначительная ошибка оборачивалась почти целым лишним днем в столетие. Пасха грозила стать летним праздником, да и другие церковные переходящие праздники начинали идти не в ногу с сезонами. Поэтому папа Лев X, в качестве части своего плана – V Латеранского собора, призвал теологов и астрономов всех стран помочь исправить ошибку. Коперник охотно отправил свои комментарии Павлу Мидделбургскому, епископу Фоссомбронскому, который координировал работу по исправлению календаря с 1512 по 1517 годы. Епископ упомянул вклад польского каноника в официальном отчете. К сожалению, он даже вкратце не описал предложения Коперника, а позже, к еще большему сожалению, письмо Коперника было утеряно.