Страница 48 из 66
Открытие — это всегда озарение. Кеплер вдруг понял, что истинная орбита является эксцентрическим эллипсом. Солнце расположено не в его центре, а в одном из фокусов!
Этот закон оказался справедливым не только для Марса, но и для Земли, а впоследствии Кеплер установил его силу и для других планет.
Он был так восхищён результатом, что украсил свой чертёж изображением победоносной Астрономии на триумфальной колеснице. Теперь этот закон называют первым законом Кеплера.
Испытав дважды радость открытия, Кеплер не успокоился. Он давно предполагал, что между радиусами планетных орбит и временами их обращения вокруг Солнца должна существовать математическая связь. Кеплер сделал множество попыток обнаружить эту связь, руководствуясь интуицией и даже чисто мистическими соображениями. На это ушли годы.
Наконец Кеплеру еще раз повезло. Именно повезло. Ведь он шёл путём перебора возможностей, а этот путь не обязательно приводит к цели. Но и стрелок с завязанными глазами может попасть в мишень. Было бы терпение и настойчивость. Здесь же играла роль и интуиция. Кеплер верил в то, что законы природы должны быть простыми, как гармонические тона. Так был обнаружен третий закон: отношение квадрата времени обращения планеты к кубу её среднего расстояния от Солнца постоянно для всех планет.
Вот что написал Кеплер по этому поводу:
«То, что я предсказывал двадцать два года назад, то, во что я твёрдо верил задолго до того, как видел «гармонии» Птолемея, то, что обещал моим друзьям в заглавии этой книги, в заглавии, которое я дал ей прежде, чем уверился в моём открытии, то, что я уже пытался искать шестнадцать лет назад и ради чего присоединился к Тихо Браге и переехал в Прагу, то, во имя чего я посвятил лучшие годы моей жизни астрономическим наблюдениям, — мне, наконец, удалось понять и объяснить, и мой успех превзошёл даже самые оптимистические ожидания. Не прошло ещё и восемнадцати месяцев с тех пор, как я заметил, наконец, первый проблеск света. Минуло всего три месяца с тех пор, как забрезжил рассвет, и несколько дней, как засверкало ничем не затуманенное восхитительное Солнце.
… Жребий брошен, написана книга, которая будет прочтена либо теперь, либо потомками. Это меня не беспокоит, она может ждать своего читателя хоть целое столетие — ведь бог ждал шесть тысяч лет, чтобы увидели его творение».
Третий закон был открыт Кеплером через десять лет после второго и завершил его главный труд, «Новая астрономия», положивший начало небесной механике.
Характерным и удивительным в работе Кеплера является черта, свойственная почти любой пионерской работе. Интуиция, сила мысли, острая способность чувствовать подоплёку явлений подвели Кеплера очень близко к причине вращения планет. Само вращение Кеплер мастерски описал. Но причину этой закономерности всё-таки не понял. «Все небесные тела, вращающиеся около своей оси, обладают душой, которая и есть причина этого движения», — пишет Кеплер.
И он, и Коперник, раскрывшие тайну движения небесных светил, оставались в неведении относительно главного: относительно причины, заставляющей планеты вращаться вокруг Солнца. Кеплер не смог ответить на вопрос, почему Земля вращается вокруг Солнца, почему околоземные тела не отстают от движущейся Земли. Хотя интуиция подвела его довольно близко к понятию тяготения. Он пишет: «Мне кажется, что тяжесть есть не что иное, как естественное стремление, сообщённое божественным промыслом, всем мировым телам сливаться в единое и цельное, принимая форму шара. Это стремление к соединению присуще, может быть, и Солнцу, и Луне,
и другим подвижным светилам и составляет вероятную причину их шарообразности».
Но даже если тяжесть в представлении Кеплера не сила, а лишь «стремление», он почти правильно объясняет ею морские приливы. Он считает, что моря излились бы на Луну, если бы их не удерживала Земля. В действительности же Луна не способна «выпить» земные моря, но способна вызвать на море возвышения, обуславливающие приливы.
В следующей книге Кеплер идет ещё дальше: он высказывает мысль о подобии законов, управляющих силой тяжести и света. При удалении тела от центра Земли его тяжесть уменьшается так же, как убывает с расстоянием яркость любого светила. Кеплер даже определяет меру этого убывания — оно пропорционально росту квадрата расстояния.
Однако и в этой книге Кеплер не пытается связать тяжесть с движением планет.
Итак, ни Коперник, ни Кеплер не открыли закон тяготения. Это сделает лишь Ньютон, а суть тяготения так и останется тайной даже для людей нашего времени.
Так же как тайна магнетизма и электромагнитных волн, строения элементарных частиц и многое другое, что, несомненно, откроется будущим учёным. Но Кеплер сделал важный шаг — исправил Коперника: он заменил круговые движения планет на эллиптические и установил основные законы их движения.
При геометрическом взгляде на орбиты планет разница между кругом и эллипсом невелика. В философском аспекте — разница огромна. Она рушила мировоззрение древних о формах движения, свойственных природе; рушила основы теологии, понятий, которые лежали в фундаменте установленного церковью взгляда на мир. Не мудрено, что труд Кеплера попал в индекс запрещённых книг.
Жизнь Кеплера не богата событиями. Сын обедневшего немецкого дворянина и необразованной женщины, так и не научившейся ни читать, ни писать, он рос забитым, робким существом. Пожалуй, самым ранним проявлением его дарования стало увлечение математикой.
В то время когда сверстники самоутверждались на ниве азартных игр и спортивных состязаний, маленький чудак решал задачки. В переплетении математических символов находил он выход для творческого горения. Его поражала скрытая мощь, притаившаяся в лёгких, изящных силуэтах цифр.
Так начал свой путь мальчик по фамилии Кеплер. Он почувствовал, что гармония, музыка есть повсюду, где есть порядок, пропорциональность. А когда он подрос, то понял и другое: существует музыка в жизни неба. Ведь упорядоченные движения планет, звёзд, Вселенной хоть и не воспринимаются слухом, но проникнуты гармонией, закономерностью. И расшифровка этой закономерности стала для взрослого человека столь же пылкой игрой, как для маленького — разгадка невинных головоломок, которыми он увлекался в детстве.
Впрочем, можно ли считать игрой мучительные раздумья уже взрослого Кеплера над разгадкой тайны соотношения радиусов орбит в системе Коперника — 8:15:20:30:115:195, которые вычислил Кеплер?
Тяга к чудесному, мистическому отличала Кеплера не только в детстве и юности, но и в зрелости. Недаром его занимала «Магия» Порты. Он благоговел перед мистикой Пифагора, и, несмотря на обострённое чувство реальности, пронизывающее все его научные труды, в нём жила вера в чудесное. Как, например, вера в «душу» планет, заставляющую их тяготеть к Солнцу…
И снова перенесёмся на несколько столетий вперёд к Эйнштейну, к его пониманию чудесного: «Целью всей деятельности интеллекта является превращение некоторого «чуда» в нечто постигаемое».
Когда родители и учителя убедились в незаурядных математических способностях маленького Кеплера, они отказались от мысли готовить его к духовному званию, как было задумано прежде. И учитель Местлин нашёл возможным начать заниматься с ним математикой частным образом, но бесплатно — брать деньги с бедной семьи он не мог.
Кстати, безденежье — постоянный мотив, сопутствующий Кеплеру. Он даже шутил, что вынужден тратить больше времени на ходатайства о выплате жалованья, чем на астрономические работы. Он был угнетён нищетой и заботами, жизнь его богата несчастиями и бедствиями. Отец пропал без вести на войне. Мать чуть не стала жертвой инквизиции — её обвинили в колдовстве, и Кеплер с трудом спас её от пытки. Старость замечательного учёного была омрачена начавшейся тридцатилетней войной, она стала его «соперницей»: переключила интересы коронованных особ и лишила Кеплера их материальной помощи.