Джордано Бруно: світоглядні висновки з коперниканізму

План

1. Відкриття законів руху планет

2. Життя, присвячене служінню Урани

3. Йоганн Кеплер

Протягом декількох десятиліть після виходу у світ праці "Про обертання небесних сфер" коперниканські ідеї не привертали особливої уваги з боку широкої наукової громадськості. Це було пов'язано з бурхливими політичними подіями того часу: релігійні війни, Реформація, загострення боротьби між католицизмом і протестантизмом, становлення національних держав відсунули на другий план проблеми світобудови, космології й астрономії. Порівняння птолемеївської і коперниканської теорій актуалізувалося лише в 70-і pp. XVI ст. Наступний крок у світоглядних висновках був цілком закономірним. Його зробив колишній ченець одного з неаполітанських монастирів Джордано Бруно (1548-1600), особистість винятково яскрава, смілива, здатна на безкомпромісне прагнення до істини. Познайомившись в 60-і pp. XVI ст. з геліоцентричною теорією Коперника, Бруно спочатку поставився до неї з недовірою. Щоб виробити своє власне ставлення до проблеми устрою Космосу, він звернувся до вивчення системи Птолемея і матеріалістичних учень давньогрецьких мислителів, у першу чергу атомістів, про нескінченність Всесвіту. Велику роль у формуванні поглядів Бруно відіграло його знайомство з ідеями кардинала Миколи Кузанського, який стверджував, що жодне тіло не може бути центром Всесвіту через його нескінченність, Поєднавши геліоцентризм М. Коперника з ідеями М. Кузанського про ізотропність, однорідність і безмежність Всесвіту, Бруно прийшов до концепції множинності планетних систем у нескінченному Всесвіті. Саме Бруно належить перший і досить чіткий ескіз сучасної картини вічного, ніким не створеного, речовинно єдиного, нескінченного Всесвіту, що розвивається, з нескінченною кількістю осередків Розуму в ньому. У світлі вчення Бруно теорія Коперника знижує свій ранг: вона є не теорією Всесвіту, а теорією лише однієї з безлічі планетних систем Всесвіту і, можливо, не най-видатнішої такої системи.

Нове, приголомшливо сміливе вчення Бруно, яке він відкрито проголошував у бурхливих диспутах із представниками церковних кіл, визначило подальшу трагічну долю вченого. До того ж зухвалість його наукових виступів стала приводом, щоб розправитися з ним і за його відверту критику непомірного збагачення монастирів і церкви. Великого мислителя було спалено на площі Квітів у Римі 17 лютого 1600 р. А майже три століття потому на місці страти Бруно, де колись було запалено вогнище, був споруджений пам'ятник із присвятою, що починається словами: "Від століття, яке він передбачив..."

Відкриття законів руху планет

Після робіт Коперника подальший розвиток астрономії потребував значного розширення Й уточнення емпіричного матеріалу, даних спостережень про небесні тіла. Європейські астрономи продовжували користуватися результатами спостережень античної давнини. Але ці відомості застаріли й часто були неточними. Не були бездоганними і тогочасні спостереження, які проводили європейські астрономи.

Життя, присвячене служінню Урани

Кардинальні зміни намітилися тільки в останній чверті XVI ст., коли в 1580 р. в Данії на острівці Вен (за 20 км від Копенгагена) побудували небачену ще астрономічну обсерваторію,' названу Небесним замком (Ураніборгом). Ініціатором й організатором будівництва обсерваторії і створення нових величезних інструментів для астрономічних спостережень (квадранта радіусом 2 м, точність якого становила -g-, сектанта для вимірювання кутових відстаней між зірками, великого небесного глобуса й ін.) був Тіхо Браге, датський дворянин, який присвятив своє життя не військовим подвигам, а служінню богині Неба — Уранії.

Перше визначне відкриття Тіхо Браге зробив ще в 1572 p., коли, спостерігаючи за спалахом наднової яскравої зірки в сузір'ї Кассіопеї, встановив, що це зовсім не атмосферне явище (як це випливало з арістотел івської картини світу), а дивна зміна у сфері зірок. Більш як два десятки років провів Браге в Ураніборзі, визначаючи положення небесних об'єктів. Дивує точність його даних, якщо пам'ятати, що тоді ще не знали телескопів та інших оптичних інструментів. Так, порівнявши їх із сучасними даними, можна встановити, що середні похибки при визначенні положень зірок у Брате не перевищували Г, а для 21 опорної зірки — навіть 40".

Тіхо Браге був блискучим астрономом-спостерігачем, але не теоретиком. Це заважало йому повною мірою ощнити вчення Коперника. Однак Браге одночасно відчував і недоліки птолемеївської геоцентричної системи. Тому він розробив свою власну систему, що займала проміжне місце між геоцентричною і геліоцентричною. У цій системі Сонце рухається по ексцентричому колу навколо нерухомої Землі, а планети обертаються навколо Сонця.

На щастя, на своему життєвому шляху Т. Браге зустрів Иоганна Кеплера. На смертному одрі Тіхо Браге заповідав Кеплеру всі свої рукописи, що містили результати багаторічних астрономічних спостережень, для того щоб Кеплер довів справедливість його, Брате, гіпотези про будову планетної системи. Цей заповіт не був і не міг бути виконаний. Але Кеплер зробив незрівнянно важливіше відкриття — він розкрив головну таємницю планетних орбіт, заклавши цим фундамент нової теоретичної астрономії і вчення про гравітацію. Він довів, що закони треба шукати в природі, а не видумувати їх як штучні схеми й підганяти під них явища природи.

Йоганн Кеплер

Важко уявити собі долю більш драматичну, ніж та, що випала великому астроному Йоганну Кеплеру (1571-1630). Голод і злидні, релігійні гоніння й поневіряння, хвороби й смерть близьких переслідували його все життя. Майже кожен день був заповнений пошуками засобів до існування, і важко зрозуміти, коли ж він устиг прочитати все те, що було написано до нього, одержати видатні результати з кристалографії, оптики, математики, астрономії і відкрити свої знамениті закони руху. Після смерті Кеплера залишилося одне зношене плаття, дві сорочки, кілька мідних монет, 57 обчислювальних таблиць, 27 надрукованих наукових праць (деякі з них багатотомні) і величезна рукописна спадщина, об'єднана пізніше в 22 книгах. Яку ж потрібно було мати наполегливість, цілеспрямованість, працьовитість, бажання пізнати закони природи, щоб у тих непосильно важких умовах, в яких жив і творив Кеплер, виконати такий колосальний обсяг роботи й зробити настільки вагомий внесок у світову науку.

У ході тривалої, напруженої, колосальної дослідницької роботи виявилися його геніальність як астронома й математика, сміливість думки, воля духу, завдяки яким він зумів перебороти тисячолітні традиції і забобони. Багаторічні пошуки числової гармонії Всесвіту, простих кількісних співвідношень у світі завершилися відкриттям об'єктивних законів руху планет, які Кеплер виклав у творах "Нова астрономія, що шукає причини, або Фізика неба" (1609) і "Гармонія світу" (1619).

На початку XVII ст. основні космологічні ідеї стародавніх греків уже втратили своє наукове значення, але деякі з них протягом століть набули характеру абсолютних істин, відмовлятися від яких не вистачало сміливості духу. Серед них, зокрема, уявлення про те, що тільки круговий, рівномірний, "природний" рух — єдино припустимий для небесних тіл. Навіть Коперник і Галілей залишилися під впливом цього переконання, вважаючи давній космологічний принцип непорушним. Проти цієї наукової догми і виступив Кеплер. Після п'яти років трудомісткої математичної обробки величезного обсягу матеріалів спостережень Т. Брате за рухом Марса Кеплер у 1605 р. відкрив і в 1609 р. опублікував перші два закони руху планет (спочатку для Марса, потім поширив їх на інші планети і їх супутники). Перший закон стверджує: кожна планета рухається по еліпсу, в одному з фокусів якого знаходиться Сонце. Цим самим Кеплер руйнував принцип колових рухів у космосі. Відповідно до другого закону швидкість планет змінюється таким чином, що площі, які описує радіус-вектор за однакові проміжки часу, однакові (закон сталості площ). Так було покінчено і з принципом рівномірності небесних рухів. Кеплер увів п'ять параметрів, які визначають геліоцентричну орбіту планети (Кеплерові елементи) і склав рівняння для обчислення положення планети на орбіті в будь-який заданий момент часу — третій закон Кеплера. Зараз цей закон формулюється так: за умови не збудженого еліптичного руху двох матеріальних точок добутки квадратів часу обертання на суми мас центральної і рухомої точок, відносяться як куби великих півосей їхніх орбіт, тобто

Якщо знехтувати масами планет порівняно з масою Сонця, одержимо третій закон Кеплера в його первісному вигляді: квадрати періодів обертання планет навколо Сонця пропорційні кубам великих півосей їхніх еліптичних орбіт. Таким чином, закони, відкриті Кеплером, стали робочим інструментом для спостерігачів.

Кеплер також порушив питання про динаміку руху планет. До Кеплера планетна космологія, що спиралася наарістотелівський принцип "природності" рухів небесних тіл, була кінематичною. Автори планетних теорій обмежувалися розробкою кінемати-ко-геометричних моделей світу, не намагаючись встановити причини, що викликали рух небесних тел. Навіть у Коперника схема орбітальних рухів планет була старою, кінематичною. І тільки Кеплер побачив у геліоцентричній картині руху планет дію єдиної фізичної сили й порушив питання про її природу. Уже в 1596 р. у своєму першому творі "Космографічна таємниця" він звернув увагу на те, що з віддаленням від Сонця періоди обертання планет збільшуються швидше, ніж радіуси їхніх орбіт, тобто зменшується швидкість руху планет. Тут можливі два пояснення: перше —