Концепция современного естествознания в средневековье

В древности кроме Аристарха  Самосского негеоцентрические идеи высказывались пифагорейцами Филолаем (считавшим, что все планеты и Солнце вращаются вокруг некоего «центрального огня» — Гестии), Экфантом (учение о вращении Земли вокруг своей оси), Гераклидом Понтийским (в его учении Земля находилась в центре мира, вращалась вокруг своей оси, а Меркурий и Венера вращались вокруг Солнца) и др. Кроме того, в эпохи античности и Средневековья в различных мистических, эзотерических учениях духовный центр мира (Единое, Благо, Логос, Абсолют и др.) олицетворялся Солнцем как источником «духовного» света. Такое олицетворение получило название духовного гелиоцентризма.

Коперник первым взглянул на весь тысячелетний опыт развития астрономии глазами человека эпохи Возрождения: смелого, уверенного, творческого, новатора. Предшественники Коперника не имели  смелости отказаться от самого геоцентрического принципа и пытались либо совершенствовать мелкие детали птолемеевской системы, либо обращаться к еще более древней схеме гомоцентрических сфер. Коперник сумел разорвать с этой тысячелетней консервативной астрономической традицией, преодолеть преклонение перед древними авторитетами. Он был движим идеей внутреннего единства и системности астрономического знания, искал простоту и гармонию в природе, ключ к объяснению единой сущности многих, кажущихся различными явлений. Результатом этих поисков и стала гелиоцентрическая система мира.

Между 1505—1507 гг. Коперник в  «Малом комментарии» изложил принципиальные основы гелиоцентрической астрономии. Теоретическая обработка астрономических  данных была завершена к 1530 г. Но только в 1543 г. увидело свет одно из величайших творений в истории человеческой мысли — «Об обращениях небесных сфер», где изложена математическая теория сложных видимых движений Солнца, Луны, пяти планет и сферы  звезд с соответствующими математическими  таблицами и приложением каталога звезд.

В центре мира Коперник поместил Солнце, вокруг которого движутся планеты, и среди них — впервые зачисленная  в ранг «подвижных звезд» Земля со своим спутником Луной. На огромном расстоянии от планетной системы  находится сфера звезд. Его вывод  о чудовищной удаленности этой сферы диктовался гелиоцентрическим принципом; только так мог Коперник согласовать его с видимым отсутствием у звезд смещений за счет движения самого наблюдателя вместе с Землей (т.е. отсутствием у них параллаксов).

Система Коперника была проще  и точнее системы Птолемея, и ее сразу же использовали в практических целях. На ее основе составили «Прусские  таблицы», уточнили длину тропического года и провели в 1582 г. давно назревшую  реформу календаря — был введен новый, или григорианский, стиль. Он был введен 5 октября (которое стало 15-м) 1582 г. по инициативе Папы Григория XIII.

Меньшая сложность теории Коперника и получавшаяся, но лишь на первых порах, большая точность вычислений положений планет по гелиоцентрическим  таблицам были не самыми главными достоинствами  его теории. Более того, теория Коперника  при расчетах оказалась не намного  проще птолемеевской, а по точности предвычислений положений планет на длительный промежуток времени практически не отличалась от нее. Несколько более высокая точность, дававшаяся на первых порах «Прусскими таблицами», объяснялась не только введением нового гелиоцентрического принципа, а и более развитым математическим аппаратом вычислений. Но и «Прусские таблицы» также вскоре разошлись с данными наблюдений. Это даже охладило первоначальное восторженное отношение к теории Коперника у тех, кто ожидал от нее немедленного практического эффекта. Кроме того, с момента своего возникновения и до открытия Галилеем в 1616 г. фаз Венеры, т.е. более полувека, вообще отсутствовали прямые наблюдательные подтверждения движения планет вокруг Солнца, которые свидетельствовали бы об истинности гелиоцентрической системы. В чем же действительное достоинство, привлекательность и истинная сила теории Коперника? Почему она вызвала революционное преобразование всего естествознания?

Любое новое всегда возникает  на базе и в системе старого. Коперник в этом отношении не был исключением. Он разделял многие представления старой, аристотелевской космологии. Так, он представлял Вселенную замкнутым  пространством, ограниченным сферой неподвижных  звезд. Он не отступал от аристотелевской догмы, в соответствии с которой истинные движения небесных тел могут быть только равномерными и круговыми. В этом он был даже больший консерватор и приверженец аристотелизма, чем Птолемей, который ввел понятие экванта и допускал неравномерное движение центра эпицикла по деференту. Стремление восстановить аристотелевские принципы движения небесных тел, нарушавшиеся в ходе развития геоцентрической системы, кстати сказать, и стало для Коперника одним из мотивов поисков иных, негеоцентрических подходов к описанию движений планет.

Но, в отличие от своих  предшественников, Коперник пытался  создать логически простую и  стройную планетную теорию. В отсутствии простоты, стройности, системности  Коперник увидел коренную несостоятельность  теории Птолемея, в которой не было единого стержневого принципа, объясняющего системные закономерности в движениях  планет.

Коперник был уверен, что  представление движений небесных тел  как единой системы позволит определить реальные физические характеристики небесных тел, т.е. то, о чем в геоцентрической  модели вовсе не было и речи. Поэтому  свою теорию он рассматривал как теорию реального устройства Вселенной.

Возможность перехода к гелиоцентризму (подвижности Земли, обращающейся вокруг реального тела — неподвижного Солнца, расположенного в центре мира) Коперник совершенно справедливо усмотрел в  представлении об относительном  характере движения, известном еще  древним грекам, но забытом в средние  века. Неравномерное петлеобразное  движение планет, неравномерное движение Солнца Коперник, как и Птолемей, считал кажущимся эффектом. Но он представил этот эффект не как результат подбора  и комбинации движений по условным вспомогательным окружностям, а  как результат перемещения самого наблюдателя. Иначе говоря, этот эффект объяснялся тем, что наблюдение ведется  с движущейся Земли. Допущение подвижности  Земли было главным новым принципом  в системе Коперника.

Обоснование введения принципа гелиоцентризма Коперник усматривал в  особой роли Солнца, отразившейся уже в птолемеевской схеме. В этой схеме планеты по свойствам их движений как бы разделялись Солнцем на две группы — нижние (ближе к Солнцу, чем Земля) и верхние. Среди тех кругов, которые применялись для описания видимого движения планет, обязательно был один круг с годичным, как у Солнца, периодом движения по нему. Для верхних планет — это был первый, или главный, эпицикл, для нижних — деферент. Кроме того, Меркурий и Венера (нижние планеты) вообще все время сопровождали Солнце, совершая около него лишь колебательные движения.

Революционное значение гелиоцентрического принципа состояло в том, что он представил движения всех планет как единую систему, объяснил многие ранее непонятные эффекты. Так, с помощью представления  о годичном и суточном движениях  Земли теория Коперника сразу  же объяснила все главные особенности  запутанных видимых движений планет (попятные движения, стояния, петли) и  раскрыла причину суточного движения небосвода. Петлеобразные движения планет теперь объяснялись годичным движением Земли вокруг Солнца. В  различии же размеров петель (и, следовательно, радиусов соответствующих эпициклов) Коперник правильно увидел отображение  орбитального движения Земли: наблюдаемая  с Земли планета должна описывать  видимую петлю тем меньшую, чем  дальше она от Земли. В системе  Коперника впервые получила объяснение загадочная прежде последовательность размеров первых эпициклов у верхних  планет, введенных Птолемеем. Размеры их оказались убывающими с удалением планеты от Земли. Движение по этим эпициклам, равно как и движение по деферентам для нижних планет, совершалось с одним периодом, равным периоду обращения Солнца вокруг Земли. Все эти годичные круги геоцентрической системы оказались излишними в системе Коперника.

Впервые получила объяснение смена времен года: Земля движется вокруг Солнца, сохраняя неизменным в пространстве положение оси своего суточного вращения.

Более того, это глубокое объяснение видимых явлений позволило  Копернику впервые в истории  астрономии поставить вопрос об определении  действительных расстояний планет от Солнца. Коперник понял, что этими расстояниями планет были величины, обратные радиусам первых эпициклов для внешних планет и совпадающие с радиусами деферентов — для внутренних. Таким образом он получает весьма точные относительные расстояния планет от Солнца (в а.е., в скобках — современные данные).

Теория Коперника логически  стройная, четкая и простая. Она способна рационально объяснить то, что  раньше либо не объяснялось вовсе, либо объяснялось искусственно, связать  в единое то, что ранее считалось  совершенно различными явлениями. Это — ее несомненные достоинства; они свидетельствовали о истинности гелиоцентризма. Наиболее проницательные мыслители поняли это сразу.

И уже не столь важным было то, что Коперник отдал дань античным и средневековым традициям: он принял круговые равномерные движения небесных тел, центральное положение  Солнца во Вселенной, конечность Вселенной, ограничивал мир единственной планетной  системой. Допуская лишь равномерные  движения по окружностям, Коперник отверг эквант — быть может, наиболее остроумную находку Птолемея. Этим он сделал даже некоторый принципиальный шаг назад. Коперник сохранил и эпициклы, и деференты. Принцип круговых равномерных движений вынудил его для достаточно точного описания движения планет сохранить свыше трех десятков эпициклов (правда, всего 34 вместо почти 80 в геоцентрической системе).

И тем не менее теория Коперника содержала в себе колоссальный творческий, мировоззренческий и теоретико-методологический потенциал. Ее историческое значение трудно переоценить:

+ теория Коперника подорвала  ядро (геоцентрическую систему) религиозно-феодального  мировоззрения, основания старой (первой) научной картины мира; 
+ стала базой революционного становления нового научного мировоззрения, новой (второй) механистической картины мира; 
+ явилась одной из важнейших предпосылок революции в физике (так называемой ньютонианской революции) и создания первой естественно-научной фундаментальной теории — классической механики; 
+ определила разработку новой, научной методологии познания природы.

С одной стороны, Коперник окончательно разрывает с той  гносеологической традицией, в которой  очевидная наглядность объявляется  абсолютным критерием истины. С другой стороны, он выступает и против убеждения, что для познания сущности объекта  нет необходимости детально изучать  внешнюю сторону объекта, сущность может непосредственно постигаться  разумом. Коперник впервые в истории  познания на деле показал, что сущность может быть понята только после тщательного  изучения явления, его закономерностей  и противоречий; познание сущности всегда опосредовано познанием явления; причем явление по своему содержанию, как правило, совершенно противоположно сущности.

Дж. Бруно: мировоззренческие выводы из коперниканизма.

В течение нескольких десятилетий  после выхода в свет труда «Об  обращениях небесных сфер» коперниканские идеи не привлекали особого внимания широкой научной общественности. Это бьыо связано с бурными политическими событиями того времени: религиозные войны, Реформация, обострение борьбы католицизма и протестантизма, становление национальных государств отодвинули на второй план проблемы мироздания, космологии и астрономии. Задача сравнения птолемеевской и коперниканской теорий актуализировалась лишь в 1570-е гг., когда два знаменитых астрономических события (вспышка сверхновой звезды в 1572 г. и яркая комета 1577 г.) в очередной раз поставили под сомнение основы аристотелевской космологии. Мировоззренческие и теоретические выводы из гелиоцентризма, его развитие и совершенствование — заслуга ученых следующего поколения: Т. Браге, Дж. Бруно, И. Кеплер, Г. Галилей, Дж. Борелли и др.

Прежде всего не замедлили проявиться мировоззренческие выводы из коперниканизма. Признав подвижность, планетарность, неуникальность Земли, теория Коперника тем самым устраняла вековое представление об уникальности центра вращения во Вселенной. Центром вращения стало Солнце, но оно не было уникальным телом. О его тождественности звездам догадывались еще в античное время. Следующий шаг в мировоззренческих выводах был вполне закономерен. Он был сделан бывшим монахом одного из неаполитанских монастырей Джордано Бруно, личности исключительно яркой, смелой, способной на бескомпромиссное стремление к истине.

Познакомившись в 1560-е  гг. с гелиоцентрической теорией  Коперника, Бруно поначалу отнесся  к ней с недоверием. Чтобы выработать свое собственное отношение к  проблеме устройства Космоса, он обратился  к изучению системы Птолемея и  материалистических учений древнегреческих  мыслителей, в первую очередь атомистов, о бесконечности Вселенной. Большую  роль в формировании взглядов Бруно  сыграло его знакомство с идеями Николая Кузанского, который утверждал, что ни одно тело не может быть центром  Вселенной в силу ее бесконечности. Объединив гелиоцентризм Коперника  с идеями Николая Кузанского об изотропности, однородности и безграничности Вселенной, Бруно пришел к концепции множественности планетных систем в бесконечной Вселенной.

Бруно отвергал замкнутую  сферу звезд, центральное положение  Солнца во Вселенной и провозглашал тождество Солнца и звезд, множественность  «солнечных систем» в бесконечной  Вселенной, множественную населенность Вселенной. Указывая на колоссальные различия расстояний до разных звезд, он сделал вывод, что поэтому соотношение  их видимого блеска может быть обманчивым. Он разделял небесные тела на самосветящиеся — звезды, солнца, и на темные, которые  лишь отражают солнечный свет. Бруно  утверждал, во-первых, изменяемость всех небесных тел, полагая, что существует непрерывный обмен между ними и космическим веществом, во-вторых, общность элементов, составляющих Землю  и все другие небесные тела, и  считал, что в основе всех вещей  лежит неизменная, неисчезающая первичная  материальная субстанция.