Людина, яка зрушила Землю
Наукова революція Миколи Коперника
Споконвіку астрономи поміщали Землю в центр Всесвіту. Микола Коперник відібрав у нашої планети титул центру світобудови і помістив її на звичайну навколосонячну орбіту, заклавши основи однієї з найбільших наукових та філософських революцій у духовній історії людства.
Знаменитий вислів Архімеда "Дайте мені точку опори, і я зсуну Землю" дійшло до нас у викладі олександрійського математика IV століття Паппа. Історикам невідомо, з якого джерела він почерпнув слова сиракузського генія, вбитого 212 року до н.е. Ймовірно, що й просто приписали Архімеду сучасники чи нащадки. Хоча взагалі-то рукотворне усунення нашої планети не тільки можливе, а й неодноразово здійснено на практиці: запуск будь-якого космічного апарату змінює земну орбіту (на дуже невелику величину).
Але про зсув Землі можна міркувати і в більш глибокому значенні. Є всі підстави вважати, що Архімед у дусі свого часу вважав нашу планету нерухомою кулею в центрі світобудови, навколо якої обертаються сфери, де перебувають Сонце, Місяць, планети та зірки. Цікаво, що він не тільки знав про геліоцентричну модель космосу, висунуту Аристархом із Самоса, але й коротко описав її у своїй праці «Обчислення піщинок». Однак Архімед називав цю ідею гіпотетичною і ніколи не висловлювався на її підтримку (хоча як математичну вправу вирахував на її підставі радіус Всесвіту, який склав 100 трлн стадій — близько двох світлових років).
Таких самих поглядів дотримувалися астрономи як у Античності (крім Селевка з Селевкии), і у Середньовіччі. Точності заради варто зауважити, що окремі проникливі уми (передусім найбільший астроном XV століття Йоганн Мюллер, більш відомий якРегіомонтан) бачили слабкості геоцентричної космології, але не пропонували нічого натомість. Її, як ми зараз сказали б, стандартна модель, викладена у великій праці олександрійського астронома II століття Клавдія Птолемея «Альмагест», безроздільно панувала протягом 13 століть. Лише через 1685 років після загибелі Архімеда народився хлопчик, якому судилося відібрати в нашої планети титул центру світобудови. Цей інтелектуальний подвиг започаткував одну з найбільших наукових та філософських революцій у духовній історії людства.
Дитинство та юність
У XIII столітті батьки Миколи Коперника по батьківській лінії перебралися з Німеччини до Польщі. Спочатку вони жили в Сілезії (скоріше за все, в селі, яке й донині зветься Koperniki), а в середині XIV століття переселилися в Краків — у ті часи столицю Польського королівства. Предки вченого поступово вибилися з ремісничого стану у торговельний. Батько Коперника, теж Микола, був вельми процвітаючим купцем. Наприкінці 1450-х років він переїхав з Кракова на північ країни, в Торунь, де став олдерменом і одружився з дочкою одного з найбагатших городян Лукаса Ватценроде.
У 1470-х роках у Коперніков народився первісток Андреас, потім дочки Барбара та Катерина, а потім і послідок Микола-молодший. Коли йому було близько десяти років, сім'я втратила батька. Турботу про дітей взяв він дядько з материнського боку, теж Лукас. В 1489 він очолив єпископство Вармія, розташоване північно-східної Торуні, і в цій ролі зіграв чималу роль у долі племінників. Після того, як вони закінчили церковні школи першого і другого ступеня, дядько наполяг на їх вступі до Краківського університету, де колись навчався і сам. Восени 1491 року Андреас та Микола вперше в житті залишили рідне місто. Швидше за все,вони сіли на вітрильну баржу і вирушили вгору Вісле до королівської столиці.
Студентство
Ягеллонський університет у Кракові, заснований у 1364 році королем Казимиром ІІІ Великим (тоді він називався Краківською академією, а нинішнє ім'я отримав на початку XIX століття), — одна із найстаріших європейських вищих шкіл. У 1410 році там з'явилася кафедра астрономії та астрології (перша у Центральній Європі). У студентські роки Коперника її займав блискучий педагог Войцех Брудзевський, який не був ортодоксальним прихильником геоцентричної теорії та першим зрозумів, що Місяць рухається еліпсом. Мабуть, саме він і зацікавив юнака з Торуні наукою про небеса (принаймні достовірно відомо, що в Кракові Коперник прослухав не менше семи курсів з астрономії, астрології та математики, а також освоїв досконалі астрономічні кутомірні інструменти, подаровані Краківській академії Університетом ). На час його навчання припали такі ефектні небесні події, як поява комети, пара сонячних та пара місячних затемнень.
Коперник провів у Кракові чотири роки, але на цьому його освіта не закінчилась. Він прожив рік у дядька-єпископа, після чого знову пішов його стопами і вирушив у найстаріший у Західній Європі Болонський університет осягати юридичні премудрості. Там він зблизився з професором астрономії та астрології Доменіко Новарою, якому неодноразово допомагав спостерігати світила. Ще два роки Коперник провів у Падуанському університеті, де вивчав медицину. В 1503 він завершив свою формальну освіту і отримав від Феррарського університету ступінь доктора канонічного права.
Коперник у Вармії
Микола Коперник залишив батьківщину юнаків, а повернувся зрілим тридцятилітнім чоловіком. В Італії він розширив знання з математикиі так добре опанував грецьку, що проштудіював у оригіналі птолемієвський «Альмагест». У Римі під час юридичної практики в папській канцелярії він навіть прочитав публічну лекцію з математики, що було неабиякою честю. Біографи Коперника не перестають дивуватися, чому йому не запропонували місця в жодному з тамтешніх університетів. За бажання він цілком міг би і без цього залишитися в прекрасній Італії, займатися астрономією для душі, а на життя заробляти лікуванням або прибутковою астрологією. Але доля обіцяла інше. Все життя Коперник провів у польській глушині, де практично не мав особистих контактів з іншими вченими і витрачав більшу частину часу на справи, дуже далекі від науки. Але навіть у такій обстановці, що не сприяє творчості, він здійснив інтелектуальний прорив приголомшливого масштабу.
Втім, переїзд у Польщу мав свої переваги. Ще 1497 року дядько-єпископ Лукас Ватценроде влаштував обрання племінника до складу капітула каноніків, приписаних до кафедрального собору у Фромборку, містечку на березі Віслинського затоки на схід від Гданська. Через чотири роки Коперник був змушений ненадовго приїхати до Фромборка, щоб особисто представитися побратимам по капітулу і випросити дозволу залишитися в Італії аж до отримання диплома. Ця посада давала стабільний дохід, який Коперник почав отримувати відразу після затвердження, тож у матеріальному плані його життя було цілком благополучним.
Коперник остаточно влаштувався у Фромборку лише 1510 року. До цього він служив у дядька-єпископа особистим секретарем і лікарем і жив у його резиденції у маленькому містечку Лідзбарку. Вступивши на посаду, Коперник знайшов чимало обов'язків. Фромборським канонікам належало брати участь у церковних службах, проте їх основна функціяполягала у допомозі єпископу в управлінні Вармією. Каноніки збирали з мирян податки та податки, відправляли суддівські обов'язки, призначали бургомістрів, наглядали за пивоварнями, рибальством та полюванням. Коперника неодноразово обирали канцлером і інспектором капітула, а якось він потрапив до кандидатів на звільнене місце вармійського єпископа. Коперник склав кілька карт Вармії та її околиць, лікував земляків у міській лікарні Святого Духа, а взимку 1521 навіть очолив оборону розташованого на півдні Вармії Ольштинського замку, на який напав Тевтонський орден. Коротше, нудьгувати йому не доводилося. Проте його життя протікало без особливих стресів, якщо не брати до уваги неприємностей з церковним начальством, якому в 1530-х донесли (швидше за все хибно), що Коперник обзавівся коханкою. Втім, до осені 1439 цей інцидент, що загрожував церковним судом, був вичерпаний.
Шлях до відкриття
Фромборський собор і навколишні будівлі обнесені потужною фортечною стіною з вежами. В одній із них Коперник квартирував у перші роки перебування у Фромборку (зараз там музей). У 1514 році він купив міський будинок неподалік собору і обладнав поряд з ним майданчик для астрономічних спостережень. Він мав так звану лінійку Птолемея і ще кілька примітивних кутомірних приладів, які набагато поступалися обладнанню хороших обсерваторій того часу. Але Коперникові цього вистачило — його головним інструментом була голова.
Борошно давньогрецьких астрономів
Для пояснення небесних явищ астрономи давнини змушені були вдаватися до досить складних моделей.
Зірки легко помістити на єдину сферу, що рівномірно обертається навколо Землі, але для Сонця ця схема вже не працює. Не пізніше IV століття до н. грецькі астрономиз'ясували, що часові інтервали між сонцестояннями і рівноденнями не однакові, а тому Сонце переміщається екліптикою зі змінною швидкістю. Цю обставину можна пояснити тим, що наше світило рівномірно звертається по колу, центр якого зміщений щодо Землі, але тоді виходить, що Земля не є центром світу. Ще гірше було з рухом Місяця і планет. Греки знали, що Місяць не тільки переміщається по небосхилу нерівномірно, а й протягом кожного місяця змінює діаметр свого диска, і цілком правильно пояснювали це непостійністю його відстані від Землі. Їм також було відомо, що планети виписують на небі хитрі петлі. У птолемеївській моделі кожна планета рівномірно рухається по колу, що називається епіциклом, центр якого переміщається по іншому колу набагато більшого радіусу — деференту. Центр деферента зміщений щодо Землі. Кутова швидкість обертання епіциклу по деференту постійна по відношенню до еквант (особливій точці, що лежить на продовженні відрізка, що з'єднує Землю з центром деференту) і, отже, періодично змінюється щодо цього центру. Загалом конструкція дуже заплутана, і не варто дивуватися, що Копернику вона не подобалася.
«Я часто розмірковував, — пише Коперник, — чи не можна знайти якесь раціональне поєднання кіл. за допомогою меншого числа сфер і зручніших поєднань порівняно з тим, що було зроблено раніше». За його словами, цього цілком можна досягти, «якщо тільки погодитись з деякими нашими вимогами, які називають аксіомами». Далі йдуть самі аксіоми – їх сім. Перші три варто привести дослівно. Перша: немає єдиного центру всім небесних орбіт чи сфер; друга: центр Землі не є центром світу, але лише центром тяжіння тацентром місячної орбіти; і третя: всі сфери рухаються навколо Сонця, розташованого начебто в середині всього, так що біля Сонця знаходиться центр світу.
Opus Magnum
Небесні сфери
Монографія Коперника - це надзвичайно спеціалізована праця з великою кількістю креслень, формул і таблиць.
Часто кажуть, що у Коперника всі планети ходять навколо Сонця правильними колами, але це не так. Коперник все ж таки зберіг епіцикли — правда, куди меншого радіусу, ніж птолемеївські. Якби інакше, його модель не годилася б для складання планетних таблиць, адже насправді планети рухаються еліпсами. За допомогою міні-епіциклів Коперник перетворив планетні траєкторії з кіл у овали, параметри яких набагато легше підігнати до даних спостережень.
Космос Коперника обмежений зовнішньою сферичною оболонкою, де розташовані нерухомі зірки. У цьому плані він не розходиться з Птолемеєм, космос якого теж закінчений. Крім того, модель Коперника, строго кажучи, не можна вважати геліоцентричною, оскільки Сонце він розташував не в самому центрі світу, а поблизу нього. Якщо гнатися за термінологічною точністю, таку систему слід називати геліостатичною, оскільки Сонце у Коперника нерухоме.
Згідно з першим законом Кеплера, кожна планета рухається еліпсом, в одному з фокусів якого знаходиться Сонце. У фокусі — але не в центрі, що лежить на перетині великої та малої півосей еліпса! Таким чином, і тут не можна говорити про стовідсотковий геліоцентризм.