Решение мировоззренческих и научно-исследовательских проблем, выдвинутых системой коперника

Задачи, которые поставила перед наукой концепция Коперника, требовали для своего решения не только новых идей, но и времени. Поэтому утверждение модели Коперника затянулось на многие годы.

Горячим последователем и пропагандистом учения Коперника был итальянский мыслитель и ученый Джордано Бруно (1548 – 1600). Он развивал учение о материальном единстве мира, о бесконечности вселенной и множественности миров и в этой области пошел дальше Коперника.

Бруно учил, что вселенная бесконечна и включает бесчисленное множество миров, подобных нашей солнечной системе. Эти бесчисленные миры обитаемы, на них живут разумные существа, подобные людям. «Разумному и живому уму невозможно вообразить себе, — говорил Бруно, — чтобы все эти бесчисленные миры, которые столь же великолепны, как наш, или даже лучше его, были лишены обитателей, подобных нашим или даже лучших; эти миры суть солнца или же тела, которым солнце посылает свои божественные и живительные лучи, обнаруживающие благоденствие своего носителя и источника тем, что приобщает к своей разлитой благодати все окружающие миры. Существует, следовательно, бесконечное множество бесчисленных и главных членов вселенной, имеющих тот же лик, образ, те же преимущества, силы и действия, как и наш».

Если Коперник придерживался аристотелевской концепции относительно «естественного» движения Земли, то Дж. Бруно исходил из того, что не существует деления движений на «естественные» и «насильственные». Аристотелевские физические возражения против существования пустоты также были отвергнуты Бруно. Он исходил из того, что движение в бесконечном пустом космосе не имеет никаких препятствий. В силу бесконечности космоса, у него не может быть центра, центром может быть признана любая точка космоса.

Концепцию бесконечной Вселенной Дж. Бруно противопоставил средневековой концепции конечной Вселенной в своих диалогах «Пир на пепле» и «О бесконечности Вселенной и мирах».

Основное направление деятельности Джордано Бруно - утверждение нового мировоззрения, резко отличающегося от схоластического церковного. Поэтому его взгляды вызывали недовольство церкви, ибо они в корне подрывали ее авторитет и ее духовное господство, самые основы учения о человеке как венце творения, легенду о Христе — сыне божьем, пострадавшем за человечество. Земля представлялась бесконечно малой песчинкой среди бесчисленных миров, а человек — одно из бесконечных проявлений природы. Церковь неистово преследовала Бруно. Всю жизнь он непрерывно скитался, преследуемый католической церковью и ее жандармом — инквизицией.

Джордано Бруно очень рано вынужден был бежать из Италии в Женеву, а оттуда в Париж, затем в Англию. Но нигде он не находил себе пристанища, — его горячие проповеди и обличительные выступления против церкви и против схоластики вызывали ненависть церковников, которые всюду создавали ему невыносимую обстановку.

После скитаний по Германии Джордано Бруно был завлечен обманом на родину в Венецию, где попал в руки инквизиции. В течение восьми лет держали его в темнице, подвергали пыткам, пытаясь сломить его дух и заставить отречься от своего учении. Но ни пытки, ни долгое тюремное заключение не сломили Джордано Бруно; он не отказался от своего учения. Бруно был осужден к сожжению на костре. Выслушав страшный приговор, Джордано Бруно гордо заявил своим палачам: «Вы больше испытываете страха, произнося мне приговор, чем я, его принимая».

17 февраля 1600 г. в Риме на площади Цветов опальный монах Ордена доминиканцев Джордано Бруно был сожжен на костре. Теперь там стоит памятник ему, а католическая церковь устами своего первосвященника - папы Иоанна-Павла II – извинилась за, как было сказано, допущенную ошибку. Бурная деятельность Джордано Бруно подготовила научную общественность Европы к восприятию новых идей, выраженных в работе Н. Коперника.

Научно-исследовательские проблемы, связанные с соответствием экспериментальных астрологических наблюдений и системой Коперника, привели к открытию законов движения планет И. Кеплером.

Иоганн Кеплер (1571-1630) – немецкий астроном, математик и физик, в 1596 году пишет книгу «Тайна Вселенной», где выступает в защиту идей Коперника. С 1600 года Кеплер начал работать совместно с Тихо Браге (1546-1601) в пражском университете.

В августе 1563 года Тихо Браге наблюдал совпадение Сатурна и Юпитера и обратил внимание, что составленные на основе Птолемеевой системы таблицы ошибаются на целый месяц, а коперниковские – только на неделю. Это обстоятельство породило желание как следует во всем разобраться.

Еще до изобретения телескопа датский дворянин Тихо Браге построил очень точные астрономические приборы для обсерватории «Ураниборг» («Небесный замок»), которые позволили собрать ему богатый материал наблюдений за движением Луны, Солнца, планет. Разрешающая способность в наблюдениях Тихо Браге благодаря колоссальной тренировке в 2-3 раза превосходила предел регистрации нормального среднего глаза! Благодаря этому точность в определении координат небесных тел достигала 0,5-1 угловой минуты. В 1577 году Браге наблюдал комету и доказал, что ее путь проходит далеко в межпланетном пространстве, чем опроверг представления о непроницаемости хрустальных сфер. Неточность в предсказаниях как Птолемеевой, так и Коперниковой систем натолкнуло Тихо Браге создать своеобразный гибрид этих систем – он поместил Землю в центр Вселенной и заставил Солнце вращаться вокруг нее, а планеты должны были обращаться вокруг Солнца. До конца жизни Браге безуспешно пытался согласовать ее со своими же точными наблюдениями…

Главная заслуга Тихо Браге состоит в том, что он добился предельной точности при наблюдениях невооруженным глазом и дал всей последующей астрономии образец систематичности.

После смерти Тихо Браге в 1601 году в руках Кеплера оказались журналы 35-летних астрономических наблюдений, сделанных с помощью лучшей для того времени аппаратуры. И. Кеплер начал обработку доставшегося ему гигантского материала.

Прежде всего, Кеплер внес поправки на рефракцию, и полученные результаты подтолкнули его к изучению оптики. Кеплер изобрел телескоп, который позволял в отличие от трубы Галилея производить количественные измерения. Это позволило Кеплеру создать теорию движения планет в гелиоцентрической системе.

Первым и основополагающим его достижением было установление эллиптической формы орбит планет: в одном из фокусов такого эллипса находится Солнце (первый закон Кеплера). Долгое время Кеплер, как и Коперник, считал эти орбиты круговыми. Он писал: «Эта ошибка была тем более вредной, что опиралась на единодушное мнение всех философов…». Лишь поняв после длительных раздумий и вычислений, что орбиты представляют собой эллипсы, Кеплер открыл дорогу к научному признанию гелиоцентрической системы мира. Согласно второму закону, планеты движутся по орбите неравномерно, по мере приближения к Солнцу их скорости растут, при удалении - уменьшаются в соответствии с законом площадей. Третий закон указывает, что чем дальше от Солнца проходит орбита, тем медленнее по ней движется планета. Два закона движения планет изложены Кеплером в сочинении «Новая астрономия» в 1609 г. Третий закон – в сочинении «Гармония мира» - в 1619.

Открытие И. Кеплером законов движения планет вокруг Солнца сняло вопрос о плохом согласии данных астрономических наблюдений с теорией Николая Коперника. Эти законы послужили основой для открытия Исаака Ньютона. Кроме этого, законы Кеплера утверждали, что в Солнечной системе царит строгий математический порядок.

Со временем в Солнечной системе обнаружилось еще больше порядка. Все планеты обращаются вокруг Солнца в одном направлении. В том же направлении обращаются почти все спутники и кольца планет, и в ту же сторону вращаются вокруг своих осей Солнце и большинство планет.

Кеплер первым поднял вопрос о причинах движения планет. Он считал, что души планет некоторым образом действуют друг на друга, вследствие чего происходит планетное движение, замедляющееся из-за их лени. После создания числовой модели планетных систем у него появились термины «сила» и «инерция» вместо слов «душа» и «лень». Таким образом, Кеплер первым подошел к идее динамического объяснения Вселенной, предположив, что взаимосвязь планет и Солнца обусловлена силой тяготения. «Гравитацию определяю как силу, подобную магнетизму – взаимному притяжению. Сила притяжения тем больше, чем оба тела ближе одно к другому», - писал Кеплер. И с этой точки зрения он качественно верно объяснял природу приливов. Однако, по Кеплеру сила тяготения прямо пропорциональна массам, но обратно пропорциональна расстоянию между телами. И хотя Кеплер ввел в физику понятие инерции как меры сопротивляемости движению, но он не совсем четко отождествлял ее с массой.

Таким образом, законы движения планет Кеплера – первый в области небесной механики пример достаточно четкого вывода эмпирических закономерностей из экспериментальных данных. Кеплер определил математические законы движения планет, но их физический смысл установил лишь И.Ньютон.