сто охранного письма он снова получает предписание в полуторамесячный срок навсегда оставить страну. Изгнание Кеплера совпало с переездом Тихо Браге в Прагу. Зная немецкого астронома по его трактату, Тихо предложил ему сотрудничество в новой обсерватории. Так Кеплер оказался в роли помощника в Пражской имперской обсерватории. Совместная работа двух астрономов продолжалась всего год. После смерти Тихо Браге Кеплер занял его место королевского астронома, но с половинным окладом. Если добавить сюда еще порядки в казне обедневшего императора, то становятся понятны сетования Кеплера на безденежье.
«Жалованье значительно, но с трудом можно выжать половину. Думаю перейти на медицину; может быть, тогда вы меня как-нибудь пристроите!» Эти строки письма профессору математики и астрономии в Тюбингенском университете М. Местлину лучше всего говорят о бедственном положении астронома. Кеплеру всю жизнь не хватало денег. Так было и в Праге. Но одиннадцать лет, проведенные в Пражской обсерватории, были самыми плодотворными. Кеплер давно хотел заняться уточнением гелиоцентрических орбит планет, но, пока был жив Тихо Браге, об этом нечего было и думать. Теперь руки его развязаны. Он начал с вычисления орбиты Марса, движение которого с великой тщательностью наблюдал его покойный шеф.
В Праге Кеплер открыл не только эллиптичность планетных орбит, но и вывел все свои знаменитые законы. Надо при этом отдать должное его предшественнику. Не будь таблиц, составленных скрупулезным Тихо Браге, законы Кеплера, возможно, запоздали бы на несколько десятилетий. А это, в свою очередь, сдвинуло бы время прихода в мир ньютоновского тяготения. Настоящая наука никогда не начинает строить новую теорию на пустом месте. Конечно, общее поступательное движение человеческого разума остановить нельзя. Но трудно сказать, когда бы пришли гении, чтобы заделать бреши в поднимающемся здании миропонимания. Гений — квинтэссенция человечества, несмотря на то, что слава его, как правило, посмертна.
Здесь можно было бы и оставить Иоганна Кеплерa, если бы не злосчастный гороскоп, с которого мы начали рассказ. Как дошел до жизни такой Кеплер — не верящий ни одной букве астрологических измышлений?
«Конечно, эта астрология — глупая дочка; но боже мой, куда бы делась ее мать — высокомудрая астрономия, если бы у нее не было глупенькой дочки! Свет ведь еще гораздо глупее и так глуп, что для пользы этой старой разумной матери глупая дочь должна болтать и лгать. Жалованье математиков столь ничтожно, что мать наверное бы голодала, если бы дочь ничего не зарабатывала». Вот собственные слова ученого, характеризующие его отношение к астрологии. Но нужда — лучший учитель. Неудачи не оставляли астронома. Ученый, даже гениальный, — человек. У него есть родители, жена, дети. Они все должны каждый день обедать, должны покупать себе одежду. Между тем казначейство Рудольфа все чаще не имело возможности выплачивать королевскому астроному денежное содержание. Положение самого короля, покровителя Кеплера, день ото дня становилось все неустойчивее. Очередной Габсбург — император Матфей, признанный в этом хищном и многочисленном семействе главою дома, отобрал у Рудольфа Богемию, оставив мецената без гроша. Наконец бедняга Рудольф опочил… Матфей милостиво оставил Кеплера на должности королевского астронома, но деньги ему платить вообще перестал. Кеплер страшно бедствовал. Жена его сошла с ума и в 1611 году скончалась. В тот же период потерял он и троих своих детей. Наконец, не в силах больше терпеть нужду, астроном переселяется в Линц, где принимает предложение стать простым преподавателем гимназии. Заодно вторично женится, чтобы поправить свои дела. Но теперь неприятности сваливаются на него со стороны родного протестантского вероисповедания. Местный лютеранский пастор Гицлер обвиняет его в разногласиях с религией и лишает причастия. Жалоба в Штутгартскую консисторию не помогает. В довершение ко всем бедам его мать (вы помните ее заигрывания с нечистой силой в молодости, на которые жаловался папаша Кеплер?) в конце концов добилась того, что ее публично обвинили в колдовстве. Фрау Кеплер стала фигурировать в модном процессе о ведьмах. Избавить старуху от пытки и осуждения на костер стоило сыну немалых усилий и… денег. Святые отцы брали взятки, уповая на всемилостивейшего. Это окончательно подорвало наладившееся было благосостояние Кеплера. И вот тогда-то вместо уплаты должного жалованья император отправил своего бывшего астронома к Валленштейну, заверив, что полководец — ревностный почитатель астрологии — тут же выплатит ученому королевский долг в 12 тысяч гульденов. Валленштейн принял Кеплера, с удовольствием беседовал с ним, даже, поручил составить свой гороскоп. Но о королевских долгах не желал и слушать. Да и гороскоп, составленный астрономом, не больно понравился капризному полководцу. Его придворный астролог Сени делал то же самое гораздо ловчее.
Доведенный до отчаяния, Кеплер отправляется в Регенсбург, чтобы подать жалобу рейхстагу. Судьба избавила беднягу от новых унижений. В пути его свалил тиф. И через несколько дней после прибытия в город Великого Астронома не стало. Он умер просто и незаметно. Лишь через сто восемьдесят лет на его могиле появился кирпичный памятник, построенный на деньги, собранные по подписке.
5. Законы Кеплера
Теперь о том, что сделал Кеплер. В чем, собственно, заключается его вклад в сокровищницу мировой науки? Прежде всего он предположил, что орбиты Земли и Марса — концентрические окружности, в центре которых сияет Солнце. Чтобы окончательно убедиться в истинности предположения, ему пришлось рассчитать сидерический период Марса (время полного оборота планеты вокруг Солнца). Задача, может быть, и несложная по сегодняшним масштабам, но Кеплер был первым, кому пришлось ее решать. Первым всегда труднее, но у них есть и кое-какие преимущества. Так, неизвестный автор равенства 2 х 2 = 4 для нас — гений. Весьма остроумно нашел Кеплер местонахождение Марса в момент противостояния. Это была отправная точка расчетов.
Повторяя снова и снова свои вычисления, он шаг за шагом вычертил всю орбиту Марса в единицах радиуса орбиты Земли и долго ломал голову над получившейся фигурой. Совершенно неожиданно путь красной планеты оказался не окружностью, не овалом, а эллипсом с Солнцем в одном из его фокусов. (Здесь уместно напомнить, что орбита Земли тоже эллипс, только с маленьким эксцентриситетом — 0,0017). Такими же эллипсами, только с разными эксцентриситетами, получились у него и орбиты других планет, вычисленные тем же способом. Общность формы орбит подсказала Кеплеру законы:
1. Орбита любой планеты — эллипс с Солнцем в одном из его фокусов.
2. Радиус-вектор планеты в равные промежутки времени описывает равные площади.
3. Отношение кубов больших полуосей орбит любых двух планет равно отношению квадратов их периодов.
Сформулировав эти законы, Кеплер ставит следующую задачу — какими должны быть более общие законы природы? Законы, которые порождают движение небесных тел.
Решил эту задачу Ньютон, когда вывел свой закон всемирного тяготения.
Прогресс всегда двигался вперед чудаками. Как стать «чудаком»? У нас для желающих есть готовый рецепт. Надо просто последовать мудрому правилу, сформулированному Рене Декартом. Сегодня оно может прозвучать так: «Прежде чем во что-то поверить, следует единожды подвергнуть его сомнению». Проверяя подчас, казалось бы, очевиднейшие вещи, исследователи находят свои пути в науке, открывают новые законы.
Глава третьяАстрономии в астрономии
Астрономия — наука о строении и развитии небесных тел и вселенной.
1. Храм и музы Урании
С этой главы, собственно, и начинается наш разговор об избранном предмете. Определение, вынесенное в качестве эпиграфа, звучит несколько академично. С этим можно согласиться. Но зато как кратко, как исчерпывающе! А краткость — сестра того качества, которое всяк легко отыщет у себя и с трудом признает у другого.
Итак, астрономия. За неопределенное время своего существования на месте скромной обители звездочетов выросло огромное здание весьма причудливой архитектуры. К сожалению, при всем старании автор не нашел исчерпывающего описания этого здания в каком-нибудь одном источнике. Оттуда можно было бы перенести его на эти страницы, снабдив красивой сноской.
Очевидно, для людей искушенных в здании сем все ясно и без проспекта, а неискушенным… Ну, тут могут быть варианты. А так как, по идее, эта книжка должна служить некоторым путеводителем в избранной области, то первейшей обязанностью автора все-таки является проведение небольшой экскурсии по башням и залам фантастической постройки, какой сегодня является храм музы Урании. Мы не будем брать на себя смелость знакомить читателя основательно. Сие — прерогатива науки. Пробежимся по залам туристским галопом, чтобы просто иметь некоторое представление. Право, это сделать стоит. В конце концов такая экскурсия поднимает эрудицию.
Мы начнем знакомство с самого «земного» и едва ли не самого древнего раздела астрономии. Называется он Астрометрия.
Занимается она сугубо практическими вопросами, связанными с направлениями на светила. Знать истинное направление, а значит, никогда не терять дороги — древняя проблема. Может быть, именно поэтому в основу теории астрометрии положено старое как мир понятие о «небесной сфере», то есть об огромном мяче или скорлупе произвольного радиуса, центр которого всегда помещается в глазу наблюдателя. (Отсюда некоторое зазнайство астрометристов — они всегда считают себя центром мироздания.)
На внутренней поверхности «небесной сферы» расположены звезды. И вся эта довольно громоздкая система вращается на воображаемой оси мира. При этом коренные подшипники оси — полюса — находятся: один рядом с Полярной звездой — Северный полюс мира, другой… Впрочем, координаты Южного полюса, к сожалению, не отмечены таким же наглядным ориентиром. Так что для его отыскания проще всего поехать в Антарктиду и там — по отвесу, по отвесу…