По кругу с Землей. Коперник. Гелиоцентризм.

Глава 1 Ранние годы: классические идеи

Переход от Средневековья к Возрождению — эпоха кризиса, из которого Европа вышла обновленной. Для науки он заключался в отходе от античной традиции, а также в восприятии знаний, связанных с другими культурами, прежде всего с арабской. С развитием мореплавания, по мере появления более точных методов измерения, география и астрономия претерпевали важные изменения.

Николай Коперник родился в городе Торунь (нем. Торн) на севере Польши 19 февраля 1473 года в достаточно состоятельной семье, имеющей влияние в местной общине. Он был четвертым ребенком: кроме него в семье росли две сестры и брат. Отец, краковский купец, переехал в Торунь около 1458 года — он владел землей в городе. Здесь он завязал отношения с семьей богатых купцов Ватценроде и в 1460 году женился на их дочери Барбаре.

По-видимому, отец ученого происходил из региона Силезия, где есть деревня Коперники (рядом с городом Ныса), где и следует искать истоки фамилии. И хотя семейным делом была торговля, дед Николая, Ян, был астрономом, достигшим определенной славы в научных кругах своей страны.

Отец ученого переехал в Торунь, чтобы развивать свое дело в этом городе на берегах Вислы. Торунь в то время был оживленным портом, сюда заходили корабли из Брюгге, Бергена, Любека и Лондона, он обеспечивал удобный обмен грузами с речными судами, прибывавшими из Венгрии, Богемии и с юга Польши. Город сделал значительный экономический вклад в войну Польши против тевтонских рыцарей, угнетающих ее южные территории.

Однако наибольшее влияние на образование и судьбу астронома оказала семья его матери, Ватценроде. Дед с материнской стороны, Лукаш (Лука) Ватценроде, был делегатом от города Торунь на проходившем в 1453 году конгрессе Прусской конфедерации — организации городов на севере современной Польши. Эти города, как и вся территория Пруссии и Померании, были подчинены Тевтонскому ордену, который пользовался поддержкой императора и папы римского. На следующий год начались открытые протесты против тевтонцев, а власти Торуня отправили ордену документ о расторжении политических связей. Замок тевтонских рыцарей в Торуне подвергся нападению и был разрушен, а делегаты от города отправились к королю Польши, чтобы просить его о помощи в противостоянии.

Польский король немедленно вторгся на территории, занятые тевтонцами. Война продолжалась 13 лет и формально закончилась присоединением к Польше регионов Хелмно (нем. Кульм), Померании и Пруссии с установлением вассальной зависимости, однако ожесточенные стычки продолжались в течение следующих десятилетий. Дед Коперника, Лукаш, был назначен главным советником города, а его дядя Тидеман фон Аллен и отец принимали активное участие в войне против ордена, жертвуя большие суммы и играя важную роль в сопротивлении.

Один из братьев матери Николая, тоже Лукаш, сыграл в жизни молодого ученого важнейшую роль. После смерти отца в 1483 году семья обеднела, и Лукаш Ватценроде взял на себя заботу о вдове и ее четырех детях. Обладатель докторской степени в области права, широко просвещенный человек с несомненными политическими качествами, он сделал блестящую карьеру в польской Церкви. Насколько известно, взяв на себя ответственность за образование племянников, Лукаш заботился о развитии интеллектуальных способностей Коперника и во многом определил его желание пойти по пути религиозного служения.

Варшава. Памятник Николаю Копернику.

Музей Николая Коперника в Торуне (Польша) сегодня занимает два огромных готических здания, одно из которых — его родной дом. Великий астроном родился здесь 19 февраля 1473 года.

План старинного города Торунь (нем. Торн) во времена Коперника. Торунь, расположенный на севере Польши, на берегах реки Вислы, имел важное торговое значение.

Гуманизм — интеллектуальное, философское и культурное движение в Италии XIV века. Гуманизм был явлением в основном идеологическим, хотя и проник во все сферы науки и искусства, создавая оппозицию представлениям, доминировавшим во времена Средневековья. Основываясь на классических греко-латинских источниках, многие из которых были утеряны и заново восстановлены в европейских монастырях, в том числе по арабским переводам, гуманизм предполагал целостное и всестороннее образование человека, утверждал важное значение личности и стимулировал глубокий интерес к классическим авторам. Основными действующими лицами этого движения были, например, Данте Алигьери, Франческо Петрарка, Джованни Боккаччо, Марсилио Фичино, Антонио де Небриха, Пико делла Миран- дола, Эразм Роттердамский, Гийом Бюде, Томас Мор, Хуан Луис Вивес, Мишель де Монтень и многие другие.

На своем знаменитом рисунке «Витрувианский человек» Леонардо изображает человека, вписанного в круг и квадрат, человека как центр нового культурного мира, возникшего в связи с гуманизмом и утвердившегося в эпоху Возрождения.

Гуманизм в значительной мере определил формирование Возрождения — обширной культурной трансформации, которая радикально изменила искусство и науку Европы XV и XVI веков. Распространение идей гуманизма открыло двери новым представлениям о человеке, которые получили развитие в период Возрождения. Эта эпоха обозначила новый способ восприятия мира и осмысления роли человека в нем, заменяя средневековый теоцентризм относительным антропоцентризмом. По сути, все эти изменения предвосхитили новое открытие индивидуализма, что проявилось в философских представлениях, искусстве и научной методологии.

Первые научные знания Коперник получил в школе церкви Сан-Джованни неподалеку от дома. Директором школы был дядя Лукаш и, судя по преподавателям, обучавшимся в зарубежных университетах, в этом заведении поддерживался высокий образовательный уровень. Ветер гуманизма, распространявшийся по Европе, достиг и учителей Коперника. Помимо дяди, в школе также работал Конрад Гесселен (1409-1469), знаменитый гуманист, успешно занимавшийся и астрономией.

Возможно, интерес к этой науке в любознательном Николае пробудил кто-то из учеников Гесселена.

Знаю, что я смертен, знаю, что дни мои сочтены; но когда я в мыслях неустанно и жадно прослеживаю пути светил, тогда я не касаюсь ногами Земли: на пиру Зевса наслаждаюсь амброзией, пищей богов.

Эпиграмма из «Альмагеста» Клавдия Птолемея

Точно неизвестно, где Коперник продолжил образование после смерти отца. Вероятно, мать юноши осталась жить в Тору не, а сам Коперник переехал в Хелмно, чтобы поступить в городскую школу, созданную в 1473 году. В ней монахи из Фландрии (члены Братства общей жизни) читали лекции в соответствии со своими педагогическими методами, в основе которых лежали принципы гуманизма.

Так или иначе, об образовании Коперника нет информации вплоть до его поступления в Краковскую академию. Однако мы можем предположить, что юноша получил достойное базовое образование по предметам, которые впоследствии заинтересовали его в университете и пробудили желание понять небесную механику.

Среди закономерностей, которые начал постигать молодой Коперник, одной из первых была взаимосвязь между движением небесных тел и исчислением времени. Это неудивительно, ведь с античных времен человек был зачарован периодическим повторением некоторых событий: восхода и захода Солнца, дня и ночи, зимы и лета, а также другими феноменами, которые нельзя было предсказать, такими как затмения. С другой стороны, это периодическое повторение должно было заставить Homo sapiens на начальном этапе эволюции искать способы измерения времени, и вполне возможно, что этими измерениями была обусловлена вся сложность общественной жизни. Например, обнаружение цикличной смены сезонов было связано с возникновением сельского хозяйства и, как следствие, прекращением кочевой жизни. Поэтому не будет ошибкой предположить, что астрономия была одной из древнейших ветвей науки, с самого начала тесно связанной с разнообразными предсказаниями — как естественного характера, так и с теми, которые можно связать с божественной волей.

Наблюдение за небесами позволило подтвердить цикличность. Однако простого наблюдения было недостаточно; только с приходом математики, добавившей количественный аспект, можно говорить о зарождении астрономии как науки. Календари, с большей или меньшей точностью отражающие ход времени, существуют как минимум 5000 лет. Известно, что уже во времена первых египетских династий использовался солнечный календарь, который связывал начало года с первым восходом Сириуса над горизонтом перед большим ежегодным разливом Нила.

И хотя, по всей видимости, появление первых календарей было связано с необходимостью упорядочить даты праздников или религиозные события — что не требовало большой точности, — для научных исследований понадобились способы измерений, которые работали бы в течение всего года и имели относительно небольшую погрешность.

Кроме египетского и месопотамского календарей, внимания заслуживают календари Центральной Америки, в том числе ацтекский или мексиканский. Их отличают сложные адаптационные циклы: одновременное использование священного года в 260 дней и обычного года в 365 дней приводило к циклу длительностью 52 года. Эти циклы, в свою очередь, объединялись в группы по 5200 лет, называемые солнцами. Даже наш календарь, в связи с соотношением длительности дня и года, требует коррекции с помощью високосных годов.

Знаменитый Камень Солнца,часто называемый календарем ацтеков. Это свидетельство ацтекской космологии с солнечным богом в центре и четырьмя эрами по бокам.

Во внешнем кольце можно увидеть двух огненных змей, которые — лицом друг к другу — влекут Солнце по небосводу.

Точное измерение дня и его деление на равные отрезки, которые, в свою очередь, также могут быть измерены, было важной задачей. Вскоре появились солнечные часы, в том числе переносные. Найденный экземпляр таких часов датируется эпохой фараона Тутмоса III (ок. 1450 до н. э.). До этого были календари, использовавшие для измерения месяцев Луну, — существуют подобные находки, датируемые 25-15 тысячелетием до н. э. Эти календари несовместимы с годичным солнечным циклом, поэтому их появление связано с другими схемами, которые комбинировали лунные и солнечные циклы и обычно использовали сложные системы синхронизации. Чтобы избежать усиливающегося расхождения, эти системы основывались на повторении циклов после определенного количества месяцев или лет.

Самым древним солнечным календарем сегодня считается египетский. Он широко использовался во времена IV династии (ок. 2500 до н. э.) и состоял из 12 месяцев по 30 дней и пяти дополнительных дней для компенсации расхождения. Примерно в то же время шумеры использовали подобный календарь из 12 одинаковых месяцев по 30 дней.

Молодой Коперник ничего не знал о большинстве этих календарей, но, разумеется, слышал от своих учителей о проблемах официально используемого в то время во всем христианском мире юлианского календаря.

Греки и римляне делили год на несколько месяцев переменной длины до тех пор, пока в 46 году до н. э. Юлий Цезарь (ок. 100-44 до н. э.) не ввел разработанный группой астрономов во главе с Созигеном Александрийским календарь в 365 дней, разделенный на 12 месяцев, с дополнительным днем каждые четыре года. Таким образом удалось довольно точно приблизиться к солнечному циклу, который имеет длину около 365¹А дней. На основе этого календаря во время Первого Ни- кейского собора Церковь установила даты своих литургических праздников.

Однако продолжительность года равна не 365 дням и 6 часам, как подразумевает юлианский календарь, а примерно 365 дням, 5 часам и 49 минутам. Вследствие этого каждый год возникает сдвиг на 11 минут. К 1500 году накопившаяся разница соответствовала примерно 10 дням, что вызвало серьезные дискуссии о точности календаря и привело к осознанию необходимости его модифицировать. В течение 10 лет между 1510 и 1520 годами Коперник участвовал в обсуждении этого вопроса и высказал свое мнение: не стоит проводить поспешную реформу, ведь способа точно измерить длительность года нет. Дальше мы рассмотрим эту реформу более подробно.

Документы подтверждают, что Коперник сдал вступительные экзамены в Краковскую академию и оказался в списке из 69 аспирантов, принятых в 1491 году, — об этом существует запись в университетском Album studiosorum. Юноша записался на факультет свободных искусств и посещал некоторые курсы, которые мы сегодня назвали бы научными дисциплинами, так как они не были явно отнесены к теологии.

В то время преподавательский корпус Академии не уступал по качеству крупным университетам Западной Европы. Курс обучения начинался в октябре и состоял из двух семестров. Утро обычно было посвящено теоретическим лекциям, а после обеда проходили дебаты на заранее заданные темы, как правило под руководством студентов старших курсов.

Николай учился в Академии вместе с братом Андреем. Оба они восхищались Краковом, столицей королевства. Вуз находился под покровительством королевской семьи и богатых горожан. Академия, в которой обучалось более 2000 студентов, была обычным европейским учебным заведением и могла считаться одним из двух основных центров распространения идей Возрождения. Множество источников высоко оценивают роль Академии в создании новой культуры, которая била в Кракове ключом и изменила облик Европы. Об этом заведении похвально отзывался и сам Эразм Роттердамский, друг двух краковских епископов.

Краковская академия не только была образовательным учреждением, но и участвовала в жизни общества. Его ректор получил от короля поручение последовательно изложить перед Святым Престолом на ассамблее 1415 года аргументы против Тевтонского ордена. Любопытно отметить, что теологи Кракова за 100 лет до Бартоломе де лас Касаса, который выступал против миссионеров, пытавшихся насадить христианство среди американских аборигенов, высказывали похожие мысли о человеческом равенстве: «Нет разницы между христианами и язычниками в том, что касается права на жизнь и собственность, и пытаться обратить неверных с помощью оружия — бесчеловечно».

В 1364 году Казимир Великий получил согласие папы на открытие в Кракове, столице Польши, университета, второго в Центральной Европе. Заведение под названием Studium Generate начало работать в 1367 году, в его составе было три факультета: свободных искусств, медицины и права. Как и в университетах Болоньи и Падуи, студенты имели право сами избирать ректора. Преждевременная кончина короля в 1370 году нанесла тяжелый удар молодому университету, который потерял первоначальный импульс, его деятельность замерла. К счастью, в 1400 году к власти пришла династия Ягеллонов, имя которой университет носит сегодня, и научный центр возобновил работу под названием Краковской академии. Как и остальные средневековые университеты, Академия состояла из четырех факультетов. В обновленном университете, по образцу Парижского, ректор мог быть избран только из числа профессоров.

Страницы из Album Studlosorum, книги записи зарегистрированных студентов Краковской академии, 1491 год. В восьмой строке — имя Коперника.

Довольно скоро Академия стала важным культурным центром Европы, она славилась своими профессорами и студентами. Во второй половине XV века здесь процветали математика, астрономия и астрология. В первой половине XVI века Академия отвергла идеи Реформации. Ректор, сотрудничая с епископом, цензурировал печатные материалы, которые могли быть сочтены еретическими. Преподаватели, принявшие протестантизм, были вынуждены покинуть Академию и город. С этого момента Академия заняла жесткую схоластическую позицию, и количество выпускников значительно снизилось. И все же, несмотря на признаки инакомыслия, содержащиеся в фундаментальном труде Коперника, Краковская академия использовала его работу в учебной программе 1578-1580 годов.

Патио Коллегиум Майус Краковской академии. Сегодня это главное здание Ягеллонского университета.

Одним из бриллиантов Академии была кафедра математики, пользовавшаяся авторитетом во всей Европе. Основанная в 1410 году, она считалась первой в своем роде. Здесь преподавали арифметику, евклидову геометрию, геометрическую оптику и различные предметы, связанные с астрономией.

В годы студенчества Коперника ярким персонажем в Краковской академии был, без сомнения, астроном Альберт Бруд- зевский, или Войцех из Брудзева (1445-1497). Несмотря на то что его преподавательская деятельность завершилась за год до поступления Коперника, ученый оказал влияние на юношу через своих учеников и тексты, написанные во время работы на кафедре. Среди них отметим комментарии к «Новой теории планет» (Theoricae Novae Planetarum) Георга фон Пурбаха (1423-1461).

Для студентов, интересующихся астрономией, Брудзев- ский открыл собственную обсерваторию. По всей видимости, именно здесь Коперник провел первые астрономические наблюдения. Брудзевский был большим новатором по части преподавания и знакомил студентов с самыми передовыми научными достижениями эпохи. Его комментарии к труду Пурбаха весьма помогли студентам математического факультета лучше понять птолемееву систему и ее недостатки. Также Брудзевский привлек их внимание к «Альмагесту» и объяснил необходимость перевода великого труда Птолемея с оригинала на древнегреческом. Ученый скептически относился как к теориям Птолемея, так и к изучению особенностей орбиты Луны, и Коперник на всю жизнь воспринял эти идеи.

Стоит упомянуть влияние на юношу и Яна из Глогова (ок. 1445-1507), который в 1507 году опубликовал трактат об астрономических принципах в виде приложения к «Трактату о сфере» (Tractatus de sphaera) Иоанна Сакробоско (ок. 1195— 1256). Считается, что Ян из Глогова очень повлиял на образование Коперника, особенно в отношении критического анализа геоцентрической теории. Его работа в Краковской академии была огромна: ученый написал несколько учебников по грамматике, логике, философии, географии, астрономии и астрологии, но особый интерес вызывают его предсказания о появлении Лютера. Кроме того, Ян был автором книги «Введение в искусство использования чисел» (Introduction in artem numerandi, 1497).

Математика [...] обладает не только истиной, но и высшей красотой — красотой холодной и суровой [...], и тем не менее утонченно чистой и способной к строгому совершенству, свойственному лишь величайшему искусству.

Бертран Рассел, «Мистицизм и логика», 1918

Разумеется, юный Коперник посещал множество курсов, связанных с астрономией,— мы знаем об этом благодаря подробным административным записям, которые велись в Академии. Некоторые документы доказывают, что в зимнем семестре 1491 года Коперник слушал курс Войцеха из Пнев De sphaera (основан на уже упомянутом «Трактате о сфере» Иоанна Са- кробоско).

В этом же семестре, но в 1492 году, юноша посещал курс Бартоломея из Липницы по «Началам» Евклида. В летнем семестре 1493 года он слушал курс теории планет Симона из Серпца, курсы о таблицах затмений Бернарда из Бискупе и об астрологии Войцеха из Шамотул. В следующем семестре Коперник посещал курс Михала из Вроцлава Tabulae resolutae.

Есть подтверждения того, что в зимнем семестре 1494-1495 годов юноша слушал лекции Войцеха из Шамотул, которые касались четырех книг (Tetrabiblion) Птолемея. Не вдаваясь в лишние подробности, мы можем сделать вывод, что студент Коперник интересовался астрономической наукой.

И все же эти курсы по астрономии не давали систематических знаний. Они состояли из занятий математикой, на которых студентов знакомили с аристотелевской и птолемеевой системами устройства Вселенной и учили понимать календарь, вычислять даты праздничных дней, а также развивать прикладные навыки, необходимые, например, для навигации. Еще одной областью практического применения считалась астрология, в частности составление гороскопов и натальных карт на основании даты и времени рождения.

С другой стороны, на факультете присутствовали две разные системы взглядов, которые можно считать взаимодействием между средневековыми представлениями, начало которых лежит скорее в философской традиции, и развивающимися гуманистическими воззрениями, более присущими научному подходу. Студентам преподавали две разные космологические системы — натуралистов и математиков. Как уже было сказано, натуралисты объясняли модель гомоцентрических сфер Аристотеля как нечто реальное, а математики использовали птолемееву модель как абстрактный инструмент для вычислений, который необязательно соответствует действительности, но позволяет достаточно точно предсказать движение планет. Весьма вероятно, что чуткий ум Коперника раздражало это несоответствие в области, где можно было ожидать полного согласия. Ученому не пристало использовать подобные трюки для толкования того, что доказано математически.

Известно, что во время обучения в Кракове Коперник приобрел несколько важных трудов: «Начала» Евклида, опубликованные в Венеции в 1482 году, экземпляр второго издания Аль- фонсовых таблиц, напечатанного также в Венеции, в 1492 году, и «Таблицы направлений и удалений» Региомонтана, опубликованные в Аугусте в 1490 году. Эти издания с пометками ученого на полях дошли до наших дней.

Судя по его библиотеке, мы можем прийти к выводу, что Николай Коперник собирал данные, которые позволили бы оспорить космологические идеи, прививаемые профессорами Академии. Книга Евклида иллюстрирует его тягу к геометрии, а обе книги астрономических таблиц соответствуют широко распространенным в то время в астрономическом сообществе взглядам.

Можно предположить, что студент, проявляющий такой интерес к астрономии, углублял свои знания и в тех разделах науки, которые не были объектом подробного рассмотрения в аудиториях. Хотя Коперник никогда не был студентом Вой- цеха из Брудзева, вполне возможно, что он посещал обсерваторию, которую ученый создал у себя дома. С 1444 года, во время преподавания профессора Яна из Олькуша, в Коллегиум Майус было принято демонстрировать устройство и использование квадрантов и астролябий. В студенческие годы Коперника бывший профессор Академии Мартин Былица (1433-1493), придворный венгерский астроном, умер в Буде и завещал свои инструменты Академии, где они хранятся до сих пор. В 1494 году в Краков прибыли его библиотека, арабская астролябия XI века и небесный глобус (армиллярная сфера), изготовленный венским мастером Гансом Дорном около 1480 года.

Кроме формальных курсов и общения с профессурой, Академия позволяла своим студентам взаимодействовать с профессорами всей Европы, которые съезжались в Краков, привлеченные интеллектуальной атмосферой, толерантностью и культурным расцветом. Здесь образовалось профессиональное сообщество, которое создавало условия для интеллектуальной деятельности независимо от национальности и религиозных взглядов.

Разумеется, такой способный студент, как Коперник, познакомился с профессионалами в астрономии — области, которая интересовала его сильнее всего, и использовал эти связи для расширения знаний, полученных в аудиториях.

Г равюра с портретом Николая Коперника.

Пример астральной карты, или гороскопа.

В эпоху Коперника астрономия и астрология были смежными дисциплинами.

Книга «Трактат о сфере»

Сакробоско была написана около 1220 года и использовалась в европейских университетах в эпоху Коперника как справочник.

Так как количество известных небесных тел постоянно увеличивалось, возникла необходимость регистрировать их положение в разные периоды года. Первый известный каталог датируется III веком до н. э., его составил александрийский астроном Тимохарис (ок. 320-206 до н. э.) при помощи Аристилла Самосского (ок. 320-206 до н. э.). Справочник небесных тел приводит и Птолемей в своем «Альмагесте». Среди сохранившихся звездных каталогов достойны отдельного упоминания следующие.

Альфонсовы таблицы, созданные между 1252 и 1270 годами при поддержке Альфонсо X Мудрого (1221-1284), короля Кастилии и Леона, использовались для вычисления положения Солнца, Луны и планет согласно системе Птолемея. Они основывались на предшествующей работе андалузского арабского астронома XI века аз-Заркали (1029-1087). Их влияние на европейскую науку огромно. Таблицы использовались даже в эпоху Ренессанса, в различных типографиях было напечатано множество их копий. Один из экземпляров принадлежал и Копернику.

Зидж Улугбека, который также называют Гурганским зиджем, был создан в Самарканде в 1437 году под руководством Улугбека (1394-1449), внука Тамерлана. Таблицы содержали описание движения Солнца, Луны и планет, а также сведения о тысяче и одной звезде. Эта работа основана на таблицах Зидж Ильхани, созданных в XIII веке персидским астрономом ат-Туси, который работал в Марагинской обсерватории в иранском Азербайджане. В отличие от Альфонсовых таблиц, Зидж Улугбека не оказал значимого влияния на европейскую астрономию, хотя и широко использовался восточными астрономами.

Одна из страниц Альфонсовых таблиц, названных так в честь короля АльфонсаХ Мудрого. Эти астрономические таблицы в течение нескольких веков помогали европейским астрономам, включая Коперника, вычислять положение звезд.

Все цивилизации занимались наблюдениями за небом и, в зависимости от степени своей зрелости, пытались описать его с помощью разнообразных моделей: от чисто мифологических до религиозных и научных. Более 5000 лет назад египтяне пытались найти объяснение наблюдаемым небесным феноменам и соотносили их с событиями, влиявшими на судьбы отдельных людей и целых народов. Так родились тесно связанные друг с другом астрономия и астрология.

Одной из важных идей, разработанных древними египтянами в этой области, было понятие времени. Они отмечали его линейное течение и делили на циклы, связанные с природными феноменами (например, ежегодными разливами Нила). Кроме календарей, существуют археологические свидетельства, восходящие к II тысячелетию до н. э. и содержащие чрезвычайно точные предсказания траектории Венеры. Одним из примеров таких артефактов могут служить звездные часы, обнаруженные в могиле фараона Рамзеса VI в Долине Царей. Доказано, что уже за 1300 лет до н. э. египтяне идентифицировали 43 созвездия, пять видимых планет и обладали обширной информацией в области астрономии.

Китайским астрономам принадлежит самая первая из дошедших до нас записей о солнечном затмении, произошедшем примерно за 2700 лет до н. э. Вавилоняне, скорее всего, были первыми, кто примерно за 1800 лет до н. э. применил математику к изучению небосвода, в частности к наблюдению периодических явлений.

В Британском музее хранится клинописная табличка Амми- цадука (номер 63 в «Энума Ану Энлиль»), которая содержит список положений Венеры на протяжении 21 года, и это может считаться первым свидетельством систематического изучения планетных явлений.

Уже во время Нововавилонского царства на основании множества наблюдений халдеи смогли сделать эмпирические выводы о некоторых планетах. Нам неизвестно, создали они собственную космологию или нет, однако они определили, что Солнце движется по эклиптике неравномерно, научились предсказывать затмения и составили первые каталоги известных звезд.

И тем не менее большинство таких наблюдений относились к донаучному периоду. Ни одна из этих цивилизаций (даже мезоамериканская или инкская, которым принадлежат точные инструменты измерения времени) не оставила моделей, учитывающих движение звезд или положение Земли по отношению к звездам. Их интерпретации положили начало космологиям, которые опирались больше на мифы, чем на строгую науку.

Впервые интерес к космологии, выходящей за рамки легенд, проявили греки. Фалес Милетский (624-545 до н. э.) предсказал солнечное затмение 29 мая 585 года до н. э. Он считал, что Земля — это диск, плавающий в море, закрытый небесным куполом, на котором находятся звезды. В том же столетии Анаксимандр (610-547 до н. э.) предложил модель, согласно которой обитаемая Земля была частью цилиндра и находилась в центре мира. Диаметр цилиндра был в три раза больше его высоты. Солнце, Луна и планеты были отверстиями в невидимых кольцах, вращающихся вокруг Земли. Пифагор (570-490 до н. э.), в свою очередь, предложил считать Землю, а также всю Вселенную сферами. В целях упрощения навигации Ти- мохарис Александрийский (ок. 320-260 до н. э.) и Аристилл (III век до н. э.) составили каталог видимых положений различных звезд.

Графическая реконструкция космологической модели

Анаксимандра: слева — летний день, справа — зимняя ночь. Солнце, Луна и планеты представляются отверстиями в невидимых кольцах, окружающих Землю.

Известно, что Аристарх Самосский (ок. 310-230 до н. э.) впервые предложил модель, в которой Земля вращалась вокруг Солнца, а не наоборот. Эта идея не была принята его современниками, поскольку противоречила ежедневным впечатлениям, согласно которым наша планета неподвижна. У Аристарха было немного последователей, и в дальнейшем астрономы продолжали придерживаться геоцентрической точки зрения.

Эратосфен (276-194 до н. э.) в первом приближении измерил расстояние до Солнца и Луны, определил размеры обоих светил по отношению к Земле и с большой точностью вычислил земную окружность — это открытие считается одним из фундаментальных событий в истории науки. Гиппарх Никейский (ок. 190-120 до н. э.) заметил прецессию равноденствий, изучал движение Луны и определил продолжительность года. И только Плутарх из Херонеи (ок. 45-127), автор «Сравнительных жизнеописаний», уже в христианскую эпоху указывал, что Вселенная, если она бесконечна, не может иметь центра.

Коперник в годы учебы в Кракове изучал труды всех этих астрономов. Большая часть сведений была приведена в виде ссылок в текстах, написанных значительно позднее, и это заставило пытливого юношу искать более ранние источники, предпочтительно на языке оригинала. Так возник его интерес к древнегреческому языку. Коперник изучил его довольно быстро и погрузился в волнующий мир астрономии.

Как уже было сказано, в те годы в научной сфере доминировали идеи Аристотеля (384-322 до н. э.), актуальные спустя почти 2000 лет после публикации. Его представление о космосе было основано на чисто философском подходе. По Аристотелю, Вселенная состоит из двух частей — земной и небесной. В земной части все существа представляют собой комбинацию четырех первоэлементов: земли, огня, воздуха и воды.

Согласно Аристотелю, части Вселенной, находящиеся за Луной, а именно Солнце, планеты и звезды, состоят из пятого элемента — эфира — чистой и совершенной субстанции, отличной от первоэлементов, образующих Землю. Границу между двумя частями космоса обозначает Луна; таким образом, земная часть называется подлунной, а небеса — надлунным миром. Луна, находясь на границе двух зон, состоит из этого пятого элемента, но она загрязнена из-за близости к нашей планете.

Для подлунного мира характерно состояние покоя, в то время как надлунный мир находится в постоянном движении, следуя по идеальным круговым траекториям, так как окружность и сфера, по Аристотелю, — геометрические фигуры, воплощающие совершенство. Солнце, Луна, блуждающие звезды (планеты) и неподвижные звезды состоят из эфира и заключены в стеклянные сферы. Все эти сферы связаны друг с другом гомоцентрично (то есть имеют один и тот же центр).

Представление космологической модели Аристотеля, идеи которого выдержали 2000 лет. Вселенная разделена на две части: подлунный мир, состоящий из четырех первоэлементов, и надлунный — пятый элемент. Земля находится в центре, но она несовершенна, не полностью сферична.

За Луной, наоборот, все совершенное — круглое, равномерно движущееся, — а светила состоят из эфира, имеют сферическую форму и заключены в стеклянные сферы. Вся эта логическая конструкция была разрушена в ходе научной революции, начатой Коперником.

Представление Аристотеля о космосе сегодня кажется совершенно оторванным от науки. Когда некоторые астрономы пытались опровергнуть эти взгляды с помощью экспериментальных данных, полученных в ходе наблюдений за светилами, это приводило к усложнению модели, но не отказу от нее. Эти же идеи были изложены и в «Альмагесте» Клавдия Птолемея (ок. 100-170). В этом труде александрийский астроном описал свое видение космоса, в котором неподвижная Земля находится в центре Вселенной. Геоцентрическая модель закрепилась так надолго, потому что нашла отклик в социально- политической среде. Она соответствовала и господствующим представлениям Аристотеля, и аргументам, которые через 150 лет совпали с теориями Церкви. И лишь спустя 13 веков Коперник продемонстрировал, что наша Солнечная система вращается вокруг Солнца.

Во времена Коперника птолемеева модель считалась математической уловкой, мостом между космологическими представлениями, поддерживаемыми философией и религией, и эмпирическими измерениями, производимыми астрономами. Эта дилемма сопровождала ученого до конца его дней. Решение предложить другую систему и, прежде всего, допустить, что речь идет не о новой математической игре, а о физической реальности, скорее всего, вызывало у Коперника тяжелые сомнения на протяжении всей жизни.

Во время учебы Коперник вступил в контакт с так называемым Надвислянским обществом — культурной ассоциацией, основанной в 1489 году видным немецким гуманистом Конрадом Цельтисом (1459-1508). Здесь обсуждали переоценку платонизма по отношению к господствующим аристотелевским идеям.

В ассоциации собрались беспокойные люди: молодые профессора, духовные лица, разделяющие современные идеи, просвещенные члены краковского общества. Они обсуждали литературу, историю, философию, географию и науку. В дебатах зарождались мнения, противоречащие традиционной схоластике, и в скором времени более консервативные круги стали считать членов общества иконоборцами. Во встречах принимали участие даже женщины, что было еще одним важным новшеством. По сути, речь шла о культурном пламени, которое распространяло жар новых идей Возрождения, как это уже происходило во многих европейских университетах. Краков был столицей Польского королевства, и, как в Париже и Риме, общество начинало чувствовать ветер перемен. Тот же самый Цельтис, оказавший большое влияние на польскую элиту, прибыл в Краков, чтобы изучать математику и астрономию с Вой- цехом из Брудзева. Общаясь с другими членами ассоциации, Коперник оценил богатство греческой и римской мысли и почувствовал интерес к чтению классиков на латыни.

В 1489 году в Кракове появился экземпляр книги «О солнце и свете» (De sole et lumine) Марсилио Фичино, знаменитого гуманиста и философа-неоплатоника, который в эти годы преподавал во Флорентийском университете. Возможно, чтение и обсуждение этого труда в Надвислянском обществе заронило в разум Коперника зерно нового космологического видения. Фичино, исключительно с философской точки зрения, полагал, что Солнце находится в центре Вселенной, в соответствии с неоплатоническими идеями. В фундаментальном труде Коперника «О вращении небесных сфер» можно найти абзацы, которые могут быть связаны с предшествовавшим прочтением флорентийского автора: «Кто-то называет его (Солнце) фонарем мира. [...] Так Солнце [...] правит семейством светил, которые образуют его корону».

Таким образом, в молодом студенте, который проникался новыми знаниями, получаемыми от преподавателей, встретились две дополняющие друг друга силы. С одной стороны, это захватывающие неоплатонические и пифагорейские идеи, бросающие вызов аристотелевским представлениям о мире, с другой — математические понятия, постепенно формирующиеся в его голове. Однако Коперник был ученым в современном смысле и не мог просто заявить о своей приверженности той или иной модели. Он уважал работу, проделанную Птолемеем, и стал бы оспаривать его модель только на основании достаточно количества теоретических и экспериментальных доказательств. Коперник не принимал умозрительный подход и собирался обосновать свою систему математическими и астрономическими исследованиями.

Коперник подходил к проблеме издалека, начав с изучения всех доступных ему трудов классиков. Копирование и критическое прочтение текстов заняло много лет. Он понимал, что необходимо тщательно обосновать критику Птолемея, и эта задача заняла у Коперника не только университетские годы, но и большую часть жизни.

Он должен был тщательно проверить вычисления греческих астрономов, в частности Клавдия Птолемея. Только проанализировав и дополнив их своими измерениями и результатами других астрономов, ученый мог чувствовать себя вправе опровергнуть доктрину, которой он восхищался как хорошо сделанной научной работой (хотя и считал при этом неверной). Коперник был в некотором смысле чистым гуманистом: в нем естественным образом сочетались классические идеи греков и римлян и современный научный подход, трансформирующий философское представление о Вселенной.

Вторая половина XV — первая половина XVI века считаются исторической эпохой, в течение которой были сделаны основные географические открытия. До этого периода европейцы поддерживали торговые отношения по суше с Центральной Азией, Китаем и Индией, а также с Северной Африкой, но в течение примерно 100 лет открылись морские пути в Америку, Африку и Азию. В этом смысле открытие Америки обозначило смену парадигмы в отношении нашей планеты, эквивалентную той, что произошла в это же время с моделью космоса. Исследователи, основываясь на забытых знаниях или смелых предположениях, пускались в рискованные путешествия, которые многим из них стоили богатства или жизни, а часто и того, и другого.

В этих предприятиях участвовали в основном Испания и Португалия, и поначалу такие затеи казались абсурдными. Португальцы начали эру открытий, отправившись к южной оконечности Африки. В 1482 году Диогу Кан достиг устья реки Конго. Шесть лет спустя Бартоломеу Диаш обогнул мыс Доброй Надежды и достиг Индийского океана. Васко да Гама добрался до Индии в 1498 году. Испанцы под командованием генуэзца Христофора Колумба первыми достигли нового континента, путешествуя на запад с целью прибыть на восток, так как предполагали, что Земля имеет форму сферы. В 1492 году они обнаружили Вест-Индию, в дальнейшем названную Америкой. Также испанская корона поддержала кругосветное плавание, состоявшееся в 1519-1522 годах, сначала под командованием португальца Фернана Магеллана, а затем, после его смерти, испанца Хуана Себастьяна Элькано. Это путешествие положило конец сомнениям о сферической форме нашей планеты. Шарообразная форма Земли была впервые подтверждена эмпирически!

В эпоху Возрождения прибытие Колумба в Америку положило начало новому представлению об устройстве Земли, точно так же как великий труд Коперника открыл новое представление об устройстве космоса.

Мы не можем отрицать, что Краков и особенно Краковская академия сыграли в жизни ученого решающую роль, — да он и сам неоднократно подтверждал это. В письме от 22 ноября 1542 года Войцех Капринус, обращаясь к Самуэлю Мацеёв- скому, будущему епископу краковскому, утверждает:

«Николай Коперник [...] в нашем университете вывел принципы своих удивительных математических трудов, уже написанных и тех, которые еще только готовятся к публикации, [...] он этого не отрицает [...] и даже, наоборот, подтверждает, что обязан всем нашей Академии».

Нужно подчеркнуть, что влияние этого крупного университета подтолкнуло развитие идей Возрождения во всей Польше. Краковская академия была базой для сотрудничества видных исследователей, представлявших самые разные ветви науки. Она облегчала обмен идеями и превратилась в идеальную среду для взращивания будущей польской науки.

Именно тут Коперник начал использовать латинскую версию своего имени, отказавшись от написаний Kopernik или Koppernigk. Мы можем предположить, что таким образом он надеялся придать своим работам больший вес. В Кракове времен Коперника произошли и другие события, о которых стоит упомянуть. В 1491 году, когда юноша попал в Академию, была основана первая бумажная фабрика Польского королевства. Ее создателем был член Надвислянского общества Фридерик Шиллинг, возможно внук Анны Шиллинг, о которой мы расскажем дальше.

Также в 1492 году умер Казимир IV, а затем Академия была опустошена пожаром. Новый король, Ян I Ольбрахт, в следующем году посетил учебное заведение и лично контролировал реконструкцию пострадавших зданий. В этот год появились известия о заморских открытиях, сделанных во имя кастильской короны генуэзским моряком, который бросил вызов господствующим представлениям о земной географии.

В Средние века бренный мир, наряду с дьяволом и слабой плотью, был одним из так называемых «врагов человека». Теперь же, напротив, мир лежал здесь же, в пределах досягаемости, он был открыт великим исследователям и астрономам. Знание о земной поверхности, до сих пор ограниченное тремя континентами, впечатляюще расширилось. С этого года и до самой смерти Коперника новый огромный континент, Америка, будет расширять границы известных территорий.

Мы можем только представить интеллектуальное волнение, которое этот факт должен был вызвать в университетах Европы. Открытие того, что, двигаясь на запад, можно достичь твердой суши, разрушило общепринятые представления о географии. Возможно, что-то подобное могло случиться и с другими областями науки. Возникали новые вопросы, на которые неоплатоники пытались найти ответ. Дверь к изменениям начала открываться.

До появления телескопа, изобретенного в Голландии в 1608 году, для определения положения светил использовали другие инструменты. Большая часть этих устройств использовалась для навигации, так как по положению звезд можно вычислить точное расположение судна. Копернику были доступны лишь устаревшие с современной точки зрения инструменты. В своих наблюдениях он вынужден был использовать устройства, не слишком отличавшиеся от тех, что были под рукой у древнегреческих астрономов, в частности у Птолемея. Коперник научился работать с ними в Краковской академии, воспользовавшись, без сомнения, подарком Мартина Былицы.

Самыми распространенными инструментами астрономов во времена Коперника были квадрант, секстант, трикветрум, астролябия и армиллярная сфера (сохранилось множество их экземпляров). Изобретение телескопа и других измерительных инструментов постепенно сделало эти приборы музейными экспонатами.

Большая часть таких устройств придумана древнегреческими астрономами, хотя возможно, что они переняли их у предшествующих культур. Известно, например, что солнечные часы гораздо раньше греков использовали египтяне и вавилоняне, однако невозможно определить, было ли это до V века до н. э.

Квадрант позволяет измерять углы по отношению к вертикали. С помощью шкалы, которая соответствует четверти окружности, связанного с ней отвеса и окуляра, который направляется на наблюдаемое светило, можно определить его положение в конкретное время в конкретном месте. Последовательные измерения в течение года позволяют определить движение объекта по небу. На странице 46 проиллюстрированы такие измерения. Простые тригонометрические построения показывают, что угол между прямой наблюдения (глаз — светило) и линией горизонта равен углу, образуемому отвесом и другим прямым углом квадранта. Таким образом, сфокусировавшись на светиле, мы можем получить его высоту, считывая положение отвеса по отношению к градуированной дуге квадранта. Астрономический секстант, в отличие от навигационного секстанта, более современного и сложного инструмента, является вариантом квадранта, но с дугой менее 90°.

Он широко использовался в Средние века, и даже Тихо Браге (1546-1601) во второй половине XVI века с его помощью проводил некоторые измерения. Известны стенные секстанты, сконструированные некоторыми восточными астрономами, в частности до наших дней в Самарканде сохранился 40-метровый секстант Улугбека (1394-1449). Сложность постройки таких инструментов вознаграждалась высокой точностью получаемых результатов.

Эти гигантские инструменты должны были конструироваться таким образом, чтобы их дуга совпадала с меридианом местности, в которой проводились наблюдения. Из-за размеров секстанты обычно располагались под землей и имели отверстие, через которое солнечные лучи попадали внутрь. Секстант, изображенный справа вверху на странице 45, использует двойную шкалу с градусами и минутами.

Стенной квадрант, или квадрант Тихо Браге. Большой стенной квадрант Тихо Браге, описанный в его «Механике обновленной астрономии· (1598).

Секстант, сконструированный султаном Улугбеком в Самарканде около 1428 года.

Коперник и его астрономические инструменты.

Так как во времена Коперника телескоп еще не был изобретен, астрономы были вынуждены использовать для наблюдений и измерений более простые инструменты, хотя это не помешало им изменить наше представление о мире! Самым простым был квадрант, который позволял измерить угол между направлением на звезду и вертикалью, получив, таким образом, высоту.

На рисунке приведен способ измерения высоты с помощью квадранта. На рисунке справа — координаты звезды. Азимут определяют с помощью компаса, а высоту — с помощью квадранта.

Ежедневно наблюдая положение Солнца по лучам света, падающего на секстант, с помощью измерений основных параметров можно определить годовые циклы. Используя такой прибор, султан и астроном Улугбек с высокой точностью измерил длительность года. Более точных результатов достиг лишь Коперник 100 лет спустя.

Более сложным инструментом является астролябия, позволяющая производить более полные измерения для конкретной широты. В основе прибора — стереографическая проекция небесного свода. Сам прибор состоит из трех частей, вкладывающихся друг в друга (см. следующую страницу), — внешней градуированной окружности, тарелки или рамки, и двух дисков, вставляющихся один в другой. Внутренний диск, называемый пауком, содержит вращающуюся стрелку, закрепленную в центре, которую называют алидада. Оставшийся диск фиксируется между пауком и тарелкой, он зависит от широты места, на котором производится наблюдение. Этот диск называется пластинкой, или тимпаном. Этот инструмент был усовершенствован арабами, но известно, что его использовали и древнегреческие астрономы, хотя они и не знали имени изобретателя.

Рисунок объясняет устройство инструмента. Элемент, называемый тимпаном, соответствует проекции неба на плоскость, то есть двумерной карте неба, наблюдаемого в конкретной местности. При наблюдении в других местностях следует использовать соответствующий тимпан. На этом диске выгравированы координаты небесной сферы, соответствующие конкретной широте, в том числе зенит, горизонт, линии высоты, азимута, небесного экватора, эклиптики и тропиков Рака и Козерога. Астролябию подвешивают вертикально за отверстие в верхней части. Край тарелки проградуирован в градусах и часто также в минутах. В свою очередь, паук может вращаться и представляет собой прозрачную планисферу с позициями Солнца, Луны и самых ярких звезд. Над пауком указатель алидады поворачивается в направлении искомого светила. Например, при направлении на Солнце алидада будет показывать местное время.

Армиллярная сфера, в отличие от описанных инструментов, является трехмерной картой неба, включающей известные движения различных светил. Ее изобретение приписывается Эратосфену, хотя точных доказательств этому нет. По сути, астролябия является двумерной реализацией принципа армил- лярной сферы. В Китае армиллярные сферы конструировали в I веке до н. э., некоторые из них могли вращаться с помощью хитроумных гидравлических механизмов.

В левой части рисунка — составные части астролябии. Справа — собранная астролябия.

Тарелка градуирована и содержит внутри два диска, вставленные один в другой,— тимпан и паук; к центру паука крепится алидада.

Армиллярная сфера, в сущности, является моделью небесных тел с набором окружностей, изображающих небесную широту и долготу, в центре которых находится Земля, и другими важными астрономическими деталями, такими как эклиптика.

Не следует путать армиллярную сферу и небесный глобус. Небесный глобус — не что иное, как представление небосвода, изображающее видимые позиции звезд на небе; на нем нет Солнца, Луны и планет, так как их позиция изменяется слишком быстро.

Армиллярная сфера, напротив (иллюстрация вверху справа на следующей странице), состоит из совокупности колец, изображающих основные воображаемые окружности, использующиеся для описания неба. На первом рисунке армил- лярной сферы с предыдущей страницы изображены: небесный экватор (А), эклиптика (В), оба тропика — Рака (С) и Козерога (D), оба полярных круга (соответственно, Е и F), колюр равноденствий (G) и колюр солнцестояний (Н).

Компоненты армиллярной сферы. Если астролябия является стереографической проекцией небосвода, то армиллярная сфера — это ее трехмерная версия.

Армиллярная сфера, хранящаяся в Краковском университете, где Коперник начал изучение астрономии.

Объяснение самых важных кругов небесной сферы, среди которых эклиптика и небесный экватор, и двух небесных полюсов — Северного и Южного.

Внутри этих окружностей находится маленький земной шар, полюса которого ориентированы соответственно небесным полюсам и образуют ось (иллюстрация внизу предыдущей страницы). Земля может вращаться вокруг этой оси таким образом, что конкретный меридиан сможет совпасть с любым небесным меридианом. Вращение внутренней сферы может имитировать вращение нашей планеты или же через вращение наружной сферы можно имитировать движение неба с точки зрения земного наблюдателя. Передвигая меридианы и элементы, можно измерять положение светил.

И наконец, трикветрум, или линейка Птолемея, — древний астрономический инструмент, использовавшийся для измерения зенитных расстояний и высоты небесных тел. Птолемей впервые описал его в своем «Альмагесте», назвав параллактическим инструментом. Существуют доказательства того, что он использовался для измерения параллакса Луны, о чем мы более подробно поговорим далее.

Этот инструмент может выполнять функцию, аналогичную астролябии, но дает более точные результаты, так как его конструкция весьма проста. Он состоит из вертикального плеча с градуированной линейкой, двух вращающихся плеч, соединенных шарнирами, и верхнего плеча с отвесом. Два плеча соединены таким образом, что могут скользить. Когда наблюдатель совмещает небесный объект с отвесом верхнего плеча, нижнее плечо изменяет угол наклона. Показание, считываемое на линейке, в комбинации с высотой дает зенитное расстояние. Этот инструмент был очень популярен до распространения телескопа Гюйгенса.

Кроме того факта, что Коперник научился пользоваться этими инструментами в Кракове, есть свидетельства, что он пользовался ими в течение всей жизни. Например, ученый использовал армиллярную сферу, секстант и трикветрум, которые явно упомянуты в его фундаментальном труде «О вращении небесных сфер». Поэтому мы можем быть почти уверены, что у него была также астролябия и, возможно, переносной квадрант.

Трикветрум Коперника, астрономический инструмент, широко использовавшийся до изобретения телескопа. Коперник упоминает его в одном из своих трудов как Instrumenti parallacticI contructio.

Пока братья Коперники учились в Краковской академии, дядя Лукаш в 1489 году получил пост епископа Вармии. В 1495 году, узнав о смерти Яна Занау, каноника Фромборка, он запросил этот пост для Николая и посоветовал племяннику отправиться сюда, чтобы оказать давление на капитул, хотя Николай еще не получил степень магистра (в то время это было нормальным). Эта стратегия, однако, не увенчалась успехом. Капитул опасался увеличения влияния епископа и ответил на этот запрос отказом. Разумеется, путешествие в родной город было благотворным для студента. Убедившись в безрезультатности затеи, он переехал ко двору дяди в Ольштын (центр епископской власти).

Тем не менее епископ Ватценроде строил амбициозные планы насчет племянников. На следующий год во дворце епископа в Лидзбарке прошли выборы полномочного представителя при Святом Престоле епархий Северной Польши в их противостоянии Тевтонскому ордену. Выбор пал на секретаря Лукаша Ватценроде, Ежи Пранге, который сразу же отправился в Рим. Дядя Лукаш воспользовался своим влиянием, и Николая назначили сопровождающим. Он не получил титул каноника, но смог продолжать образование в Италии, улучшая послужной список в ожидании подходящего случая в будущем. Для Николая переезд стал возможностью упрочить знакомство с классическими источниками.