Ко входуБиблиотека Якова КротоваПомощь
 

Иван Лупандин

ЛЕКЦИИ ПО ИСТОРИИ НАТУРФИЛОСОФИИ

 

19. Предшественники новоевропейской космологии: Кеплер, Борелли

Кеплер /1570-1630/, будучи учеником Тихо Браге, не разделял веру учителя в неподвижность Земли и сделался горячим сторонником учения Коперника. Как и сам Коперник, Кеплер обосновывал свое принятие гелиоцентризма не столько научными, сколько эстетическими и религиозными соображениями. Впрочем, Кеплер не разделял идей Николая Кузанского и Джордано Бруно о бесконечности Вселенной. Более того, Кеплер приводил против учения о бесконечности вселенной следующий аргумент: если бы число звезд было бесконечным, освещенность ночного неба была бы бесконечно большой, ибо в какую бы точку неба мы ни направили свой взор, он остановился бы на какой-нибудь звезде. Кеплер разделял также учение пифагорейцев о том, что в основе мира лежит гармония чисел:

"Бог сотворил мировые тела согласно определенному числу. Но число есть акциденция количества, т.е. я хочу сказать, что числа существуют в мире. Ибо до мира не было числа, кроме Троицы, Которая есть Сам Бог. Но если бы мир был сотворен согласно мере чисел, то это было бы все же согласно мере количества. Но ни в линии, ни в поверхности нет чисел, но лишь бесконечность. Точно так же, что касается тел, то неправильных тел следует избегать, ибо речь идет об основании наиболее упорядоченного творения. Итак, остаются шесть тел: сфера или, точнее, сферическая поверхность и пять правильных многогранников. Сферическая форма подобает внешнему небу. Действительно, мир является двояким: движущимся и неподвижным. Один создан по образу божественной Сущности, рассматриваемой в Самой Себе, другой - по образу Бога как Творца[...] Окружность естественно соотносится с Богом, прямая линия - с творением. Но в сфере есть тройственность: поверхность, центр, интервал. То же самое в неподвижном мире: звезды, Солнце и аура, или промежуточный эфир; а в Троице: Отец, Сын и Святой Дух". /Из письма Кеплера к Местлину, 1595 год/.

Итак, в центре мира, по Кеплеру, находится неподвижное Солнце, а границей мира является сфера звезд. Здесь нет еще пока упоминания о знаменитых кеплеровских эллипсах. К идее эллиптического движения планет вокруг Солнца Кеплер пришел позднее в результате обработки астрономических наблюдений своего учителя Тихо Браге. Любопытно, что ни Галилей, ни Декарт не придали никакого значения открытию Кеплером законов движения планет. Галилей был до конца своих дней убежден, что планеты описывают совершенные траектории, т.е. движутся по окружностям. Вообще Галилей часто ошибался, что видно хотя бы из его спора с иезуитом Грацци о природе комет /Галилей настаивал на том, что кометы - это атмосферные явления/. Что касается Декарта, то в теорию вихрей, с помощью которой он пытался объяснить движение планет, кеплеровы эллипсы также не вписывались.

Любопытно, что идею эллиптического движения планет первым поддержал итальянский физик и астроном Джованни Альфонсо Борелли /1608 - 1679/. Это могло бы показаться странным тем, кто чересчур серьезно воспринял точку зрения Бертрана Рассела, утверждавшего, что "инквизиции удалось положить конец развитию науки в Италии". Бертран Рассел ссылается на "дело Галилея". В действительности, за публикацию своего "Диалога о двух системах мира: птолемеевской и коперниковской" Галилей пострадал незначительно; его приговорили лишь к домашнему аресту, который заключался в пожизненном пребывании Галилея на собственной вилле. Семидесятилетнему старику больше ничего, наверное, и не было нужно. Гостей он мог принимать, каких хотел: даже из протестантской Англии к Галилею приезжали его поклонники, в их числе такие знаменитые люди, как философ Томас Гоббс. Работать Галилею никто не мешал, и ему удалось подготовить латинское издание "Диалога...", которое вышло в Лейдене в 1653 году. Уже после приговора инквизиции Галилей написал еще одну книгу: "Беседы о новой науке", посвященную проблемам механики. Кроме того, Галилею удалось обзавестись учениками, самым знаменитым из которых сделался Эванжелиста Торричелли, произведший в 1644 году опыты по измерению атмосферного давления. Все это я пишу для того, чтобы показать, что, с точки зрения перспектив развития науки, обстановка в Италии XVII века была далеко не самая мрачная. Поэтому нет ничего удивительного в том, что итальянский ученый Борелли первым в Европе поддержал идеи Кеплера и развил их в своей книге "Теория медицейских планет", вышедшей в свет в 1665 году. Единственное, что по цензурным соображениям вынужден был делать Борелли /как, впрочем, и Декарт/ - это не упоминать о движении Земли и не рисовать систему мира с Солнцем в центре. Чтобы не иметь неприятностей с инквизицией, Борелли решил применить законы Кеплера не к движению Земли вокруг Солнца, а к движению спутников Юпитера вокруг Юпитера. Эти спутники открывший их Галилей назвал "медицейскими звездами" в честь своего покровителя, происходившего из рода Медичи. Посмотрим, что пишет Борелли в своей книге "Теория медицейских планет" по поводу эллипсов:

"Я полагаю прежде всего, что небеса являются пустыми или, по крайней мере, заполненными чрезвычайно текучей эфирной субстанцией, которая является гораздо более разреженной, чем воздух, окружающий наш земной шар[...] Равным образом, из древних и недавних наблюдений следует, что тело, вокруг которого вращаются планеты, не находится точно в центре их вращений, но что планеты[...] описывают некую эксцентрическую замкнутую линию, которая, как с неких пор было признано, является не круговой, но напоминает эллипс".

Важное отличие идей Борелли от идей Кеплера было обусловлено тем обстоятельством, что, если Кеплер, хотя и был замечательным астрономом, совершенно не разбирался в механике и не имел ни малейшего представления об импетусе, понятии, знакомом уже Жану Буридану, но до опубликования "Диалога о двух системах мира" Галилея, известного лишь небольшому числу интеллектуалов в Италии, то Борелли, живший на полвека позднее Кеплера, разумеется, был в курсе новых представлений о движении. В результате Борелли легко преодолел те трудности, с которыми сталкивался Кеплер, когда пытался найти причину движения планет и объяснить эллиптический характер планетных орбит. Механизм, благодаря которому планеты удерживаются на орбите, Борелли объяснял следующим образом:

"Более того, очевидно, что круговое движение сообщает движущемуся телу импетус, стремящийся удалить его от центра вращения, как мы видим на примере опыта с вращающимся колесом или жерновом, когда камень /помещенный на колесо или жернов - И.Л./ приобретает импульс, удаляющий его от центра вращения. Теперь мы предполагаем, что планета стремится приблизиться к Солнцу и одновременно, благодаря импетусу вращательного движения, она приобретает импетус, стремящийся удалить ее от Солнца; итак, покуда противоположные силы остаются равными, одна, в результате, компенсируется другой, и планета не может ни приблизится к Солнцу, ни удалиться от него за пределы некоего ограниченного пространства, так что планета кажется пребывающей в равновесии и как бы плавающей".

Один из законов Кеплера гласил, что при движении по эллиптической орбите радиус-вектор планеты за равные промежутки времени заметает равные площади; иными словами, по мере приближения планеты к Солнцу, ее скорость возрастает, а по мере удаления - убывает. Борелли совершенно правильно указал причину этого явления, сравнив движение планеты с движением маятника с нитью переменной длины:

"Мы видим, что если нить колеблющегося маятника удлинить, то тотчас же его движение замедляется, и наоборот, если нить укоротить, то движение тотчас же сделается более быстрым. Если теперь мы предположим, что планета обращается вокруг Солнца[...], то нам нетрудно будет объяснить уменьшение скорости планеты, ибо она описывает круг тем большего радиуса, чем она дальше от Солнца, и по этой причине ее движение замедляется. Но, напротив, когда она приближается к Солнцу, она описывает круг меньшего радиуса и благодаря этому движется быстрее".

Наконец, Борелли находит, благодаря своему знакомству с идеей импетуса, изящное объяснение, почему траектории движение планет не круговые, а эллиптические, демонстрируя при этом прекрасное понимание того, что круговая орбита является частным случаем эллиптической:

"Предположим теперь, что Божия Премудрость по замыслам слишком высоким и неисследимым постановила, что движение планет вокруг Солнца должно быть эксцентричным и совершаться по траекториям не круговым, но эллиптическим. Это могло быть реализовано с высшей экономией, ибо требовалось всего лишь сотворить планету и поместить ее в самом начале не в точку С, но в более удаленную точку А /с тем же начальным импетусом, который обеспечивал бы движение по круговой орбите, проходящей через точку С - И.Л./. В силу одного этого факта автоматически последует эксцентрическое и эллиптическое обращение этой планеты вокруг Солнца".

Эти слова Борелли не могут не напоминать об аналогичной идее Альберта Саксонского, считавшего, что Бог, сотворив планеты, сообщил им импетус, благодаря которому они движутся до сих пор. Правда, в отличие от Альберта Саксонского Борелли понимал, что, для того, чтобы движение планеты было круговым, требуется, чтобы планета получила от Творца специально подобранную скорость; во всех остальных случаях движение планеты будет эллиптическим.

Помимо "Теории медицейских планет" Борелли написал также книгу по механике, где мы находим любопытные упоминания о Декарте и Паскале. О Декарте Борелли пишет следующее:

"Картезий, когда говорит, что мир обладает неопределенно протяженной телесной субстанцией, хотя и не использует слова "бесконечная", однако именно это имеет в виду, если только нас не дурачит и не обманывает; ибо между конечным и бесконечным середины нет".

Об опытах Паскаля Борелли пишет в главе, называющейся "О доказательстве неодинаковой тяжести воздуха из неодинакового подъема столбика ртути в трубке в зависимости от большей высоты воздуха":

"[...] Так, г-н Паскаль на горах Альвернии наблюдал, что у подножия горы высота столбика ртути составляла 27 дюймов и три линии; при перемещении же инструмента на высоту 800 футов над подножием горы высота столбика составляла 25 дюймов, на вершине же горы, высота которой равнялась 3000 футов, подъем ртути составил лишь 24 дюйма и две линии; из чего следует не только уменьшение давления с уменьшением высоты воздушного столба, но также и неравномерность тяжести самого воздуха; ибо мы вынуждены сделать предположение, что воздух имеет как бы пористую структуру и является подобным куче шерсти, коего верхние части, сдавливая нижние, делают атмосферу неравномерно тяжелой.

То же самое мы позднее наблюдали во Флоренции на самой высокой дворцовой башне; ибо когда мы взобрались по ней лишь на высоту 50 локтей от основания, столбик ртути упал на одно деление, т.е. на 1/10 часть пальца, а затем, когда инструмент был перенесен на высоту 100 локтей, снижение высоты столбика явно было меньшим, чем градус".

Борелли был, по-видимому, первым, кто заметил, что атмосферное давление зависит от погодных условий: "Когда в каком- то районе надвигается длительный дождь, тогда ртуть в трубке поднимается на несколько градусов против обычного уровня; когда же дождь уже идет, уровень ртути в трубке обычно падает, и эти различия уровня ртути не столь уж ничтожны".

На основании материалов этой лекции можно сделать вывод, что несмотря на дело Галилея, наука в Италии продолжала плодотворно развиваться, и это дополнительно подтвердится тем, что будет сказано в следующей лекции.

 

 
Ко входу в Библиотеку Якова Кротова