Книга Наука. Величайшие теории. №4. Кеплер. Движение планет. Танцы со звездами - Эдуардо Баттане Лопец

«МИСТЕРИУМ КОСМОГРАФИКУМ ›

Первая великая работа Кеплера вышла в свет в 1597 году и называлась Mysterium cosmographicum («Тайна мира»). Ее полное название таково: Prodromus dissertationum cosmographicarum, continens Mysterium cosmographicum de admirabili proportione orbium coelestium: deque causis coelorum numeri, magnitudinisy motuumque periodiconim genuinis et propriis, demonstratum per quinque regularia corpora Geometrica, что означает «Вступление в космографические рассуждения, в котором описывается космографическая тайна о восхитительных пропорциях небесных сфер и об истинных причинах количества, величины и периодического движения неба, доказанное пятью геометрическими правильными телами».

Эта книга имела огромный успех, несмотря на абсурдную аргументацию и абсурдные же выводы. Почему так произошло? Прежде всего потому, что она была прекрасна. Сегодня, после длительного развития астрономии и критического пересмотра прошлых достижений, мы понимаем, что этот труд полон нелепиц. Но если бы мы были современниками Кеплера, мы бы не устояли перед силой его слова – как, собственно, и произошло с его коллегами. Работа сыграла важную роль в развитии астрономии, и это означает, что иногда к прогрессу ведут и ошибочные шаги.

В чем же состояла абсурдность выводов Кеплера? В частности, в том, что он предлагал следующий способ расчета расстояния от планеты до Солнца:

«Земля [имеется в виду орбита Земли] есть мера всех орбит. Вокруг нее опишем додекаэдр. Описанная вокруг додекаэдра сфера есть сфера Марса. Вокруг сферы Марса опишем тетраэдр. Описанная вокруг тетраэдра сфера есть сфера Юпитера. Вокруг сферы Юпитера опишем куб. Описанная вокруг куба сфера есть сфера Сатурна. В сферу Земли вложим икосаэдр. Вписанная в него сфера есть сфера Венеры. В сферу Венеры вложим октаэдр. Вписанная в него сфера есть сфера Меркурия».

Иными словами, орбита каждой планеты является сферой, которая описывает один из правильных многогранников и вписывает другой. Последовательность орбит и правильных геометрических тел такова: Меркурий, октаэдр, Венера, икосаэдр, Земля, додекаэдр, Марс, тетраэдр, Юпитер, куб, Сатурн.

Еще древние греки определили, что существует всего пять правильных многогранников, называемых Платоновыми телами, и все они приведены в этом перечне. Следовательно, посчитал Кеплер, вписать и описать вокруг них можно только шесть сфер, в каждой из которых находится планета. И это значит, что в Солнечной системе существует всего шесть планет.

К этому выводу ученый пришел путем одновременно гениальным и типично средневековым. Коперник поместил Солнце в центр Вселенной. Это означает, что Солнце – сердце, или царь космоса, оно создает силу, приводящую все планеты вокруг него в движение. Солнце, таким образом, символ божественного, от него исходит сила, которая заставляет планеты вращаться. С ростом расстояния это воздействие ослабевает, и планеты вращаются тем медленнее, чем дальше они находятся от Солнца.

Также Кеплер считал, что геометрия существовала еще до появления мира, поэтому она имеет Божественную, совершенную природу. Человек может понять красоту и совершенство геометрии только потому, что Бог создал его по своему образу и подобию и дал ему разум, способный восхититься Божественным замыслом и понять его. Если человек хочет понять мир, он должен спросить себя, какое творение своего разума он захотел бы сделать общим достоянием. И это творение, которое могут видеть все люди, должно быть идеально красивым. Конечно же, таким творением мог быть только космос, только звездное небо, которое одинаково прекрасно и для королей, и для обитателей лачуг.

Математика создает природный порядок, потому что с начала времен Бог несет ее в самом себе, в самом простом и Божественном смысле.

Кеплер в своей работе Mysterium cosmographicum о создании Вселенной

Попробуем же постичь Вселенную и божественный замысел с помощью математики. Это позволит нам понять, почему существует именно шесть планет, почему расстояния от них до Солнца именно такие и почему чем дальше планета от Солнца, тем медленнее она движется.

Именно такая последовательность рассуждений отражает ход мыслей этого геометра-мистика или мистика-геометра. Существует только пять правильных геометрических тел. Существует только шесть планет, расположенных описанным в Mysterium cosmographicum образом.

Кеплер писал в своей книге: «Большая часть вещей, которые существуют в мире, была создана благодаря любви Бога к людям».

Хотя книга была очень популярна и благодаря ей Кеплер смог посвятить свою жизнь поиску гармонии мира, она вызвала и критику. Ученый лично позаботился о том, чтобы экземпляр его труда получили самые выдающиеся умы того времени и, в частности, Тихо Браге. С точки зрения наблюдателей из XXI века, найти основания для критики этого трактата очень просто. Существовало не шесть планет, а шесть планет, известных Кеплеру. И ученый должен был предположить, что на самом деле планет может быть больше, но их сложно обнаружить из-за малых размеров, отдаленности и несовершенства инструментов для наблюдения.

Портрет Кеплера в детстве. Неизвестный автор.

Скульптура в родном городе Иоганна Кеплера Вайль- дер-Штадте (земля Баден- Вюртемберг).

Гравюра, выполненная примерно в 1600 году Людвигом Дитцингером, на которой изображена одна из аудиторий Университета Тюбингена, куда Кеплер поступил в 1588 году.

Кроме того, ученый произвольно упорядочил многогранники, чтобы их расположение совпадало с планетарными расстояниями. По прошествии первоначальной эйфории он обнаружил, что реальные расстояния, вычисленные Коперником, не совпадали с результатами расчетов на основании предложенного самим Кеплером метода многогранников, и решил, что между сферами, соответствующими орбитам, должен быть некоторый зазор, позволяющий уточнить данные. Однако даже обнаружив, что вычисленные расстояния не соответствуют действительности, Кеплер так и не отказалея от своей полиэдрической (основанной на идее многогранников) концепции мира. В работе Mysterium он говорил:

«Никогда я не смогу выразить в словах то счастье, которое почувствовал в связи с моим открытием. Уже не жаль было потерянного времени, уже не чувствовал страха перед работой и не опасался самых сложных расчетов. Я провел бы дни и ночи, играя с числами, пока не увидел бы, что мое решение совпадает с решением Коперника, или пусть ветра унесут с собой мое ликование».