В 1576-1580 гг. Тихо построил, при финансовой поддержке датского короля Фредерика II, новую, крупную обсерваторию Ураниборг (“Замок Урании [музы астрономии]”, или “Небесный замок”) в 20 км к северо-востоку от Копенгагена на о. Вен (Гвен) в центре пролива Эресунн, или Зунд (пролива между о. Зеландия, на севере которого находится Копенгаген, и материковой Швецией), которую оснастил исключительно точными для того времени медными наблюдательными инструментами очень больших размеров (наибольшим был 6-метровый квадрант; увеличение размеров инструментов стало главным средством повышения точности наблюдений невооруженным глазом, и предшественником Браге в этом отношении был узбекский астроном Улугбек, создавший гигантский каменный квадрант радиусом 40 м для измерения угловых расстояний звезд и других светил: один градус на его дуге равнялся 70 см). В обсерватории в рамках единого комплекса сочетались астрономические наблюдения (имелось несколько наблюдательных площадок с инструментами под раздвижными крышами), обучение студентов (имелись места для проживания и учебы до 30 учеников) и издание научных трудов (была построена своя типография и создано собственное производство бумаги).
Ураниборг стал крупнейшей обсерваторией в Европе и местом паломничества не только астрономов, студентов, но и ряда европейских правителей, интересовавшихся астрономией и астрологией. Здесь Тихо проводил с непревзойденной для приборов без оптики точностью (точность измерения угловых расстояний достигла 1-2') и свыше 21 года обширные ежесуточные астрономические наблюдения планет Солнечной системы и звездного неба. Организация и проведение систематических многолетних астрономических наблюдений стало самой большой заслугой ученого, так как такая деятельность отсутствовала в Европе более 1,5 тыс. лет (эпизодические, кратковременные наблюдения отдельных астрономов, которые, в том числе, проводил и Коперник, не в счет). К 1592 г. Тихо Браге составил самостоятельный новый каталог на 1004 звезды - третий в мире после каталога древнегреческого астронома Гиппарха на 850 звезд, полностью вошедшего в каталог Птолемея на 1022 звезды, и каталога 1437 г. на 1018 звезд под названием “Новые астрономические таблицы” ученого, просветителя и правителя Самарканда, внука Тимура Улугбека, 1394-1449, построившего близ Самарканда в 1428 г. одну из самых значительных обсерваторий средневековья (Улугбек был убит в результате заговора его сына и мусульманского духовенства, ненавидевших научно-просветительскую деятельность ученого, а его обсерватория была тотчас разрушена).
В 1588 г., после смерти короля Фредерика II, покровителя обсерватории, и вступления на престол 11-летнего короля Кристиана IV, финансирование работ из казны стало уменьшаться, а в 1596 г. молодой король, начавший править уже самостоятельно, вообще его прекратил и, более того, запретил Браге заниматься в Ураниборге астрономией и алхимией. В 1597 г. Тихо навсегда покинул Ураниборг и Данию (через 50 лет от его островной обсерватории не осталось и следа). Вскоре, в 1598 г. он поступил на службу к императору Священной Римской империи из династии Габсбургов Рудольфу II (1552-1612), от которого получил под обсерваторию замок вблизи Праги, но среди забот по ее обустройству он заболел (острая почечная недостаточность) и скоропостижно скончался в возрасте 54 года. Кеплер, его ученик и помощник, позже вспоминал о своем учителе [1]: “Сей муж, истинный философ, имел обыкновение непрестанно задавать вопросы, стремясь выяснить интересующие его сведения...неоднократно возвращался к обдумыванию того, что ему случалось узнать, и стремился применить вновь обретенные познания к законам природы...Располагая собственным состоянием и получив большое наследство, Тихо Браге не останавливался перед любыми расходами на научные исследования. Неуклонно преследуя цели, обычно считавшиеся недостижимыми, он не знал усталости. Примером тому может служить разработанный им высокоточный метод наблюдения, при создании которого Тихо Браге был вынужден вступить в борьбу с самой природой человеческого зрения, и одержал победу”. По словам Кеплера, перед смертью Тихо несколько раз повторил: “Жизнь прожита не напрасно”. На надгробной плите ученого выгравировали надпись: “Не власть, не богатство, а только скипетры науки вечны”.
Наблюдая в 1577 г. большую новую комету из двух, достаточно удаленных друг от друга наземных пунктов, определив ее параллакс и тем самым примерное расстояние до нее, Браге впервые в истории астрономии доказал, что кометы - это не атмосферные явления, как считали даже некоторые астрономы, жившие позже, а небесные, космические тела, более далекие от Земли, чем Луна (в 1580-1596 гг. он произвел регистрацию еще 6 комет). Наблюдая эту комету на участке пересечения ее с несколькими планетными орбитами, Браге сделал вывод о том, что не существует никаких кристаллических сфер, несущих на себе планеты. Значительно позже он писал в своем письме Кеплеру: “По моему мнению, сферы… должны быть исключены из небес. Я понял это благодаря кометам, появлявшимся в небе… Они не следуют законам ни одной из сфер, но, скорее, действуют вопреки им… Движением комет четко доказано, что небесная машина - это не твердое тело, непроницаемое, составленное из различных реальных сфер, как до сих пор думали многие, но текучее и свободное, открытое во всех направлениях, которое не чинит абсолютно никаких препятствий свободному бегу планет” [23]. В сложном движении Луны Браге открыл ее две новые неравномерности, а также колебания наклона лунной орбиты к эклиптике (до него астрономы, включая Гиппарха и Птолемея, полагали, что этот угол наклона постоянен) и связанные с этим изменения в движении лунных узлов по широте. Наблюдая Солнце изо дня в день на протяжении 20 лет, Тихо составил таблицы его движения с точностью в 1' и измерил длительность тропического года с ошибкой менее одной минуты (для сравнения, у Гиппарха и Птолемея эта ошибка была в 6 раз больше).
Более 16 лет астроном наблюдал за движением Марса по всей траектории его орбиты (за это время планета 8 раз обошла вокруг Солнца), и данные этих наблюдений, которые он сам не имел возможности обработать, перешли к его ученику и помощнику, молодому немецкому математику и астроному Иоганну Кеплеру, приглашенному им в 1600 г. в Прагу для использования этих данных в доказательстве справедливости своей новой, комбинированной модели мира. В этой модели Земля, как и в геоцентрической системе, покоилась в центре сферы неподвижных звезд, а вокруг и вблизи нее обращалась Луна и далее Солнце, вокруг которого, в свою очередь, обращались все остальные пять планет Вселенной. Браге не верил в гелиоцентрическую систему, включая суточное вращение Земли, и называл ее “математической спекуляцией”, хотя к самому Копернику относился с уважением и даже держал в своей обсерватории его портрет. Браге так излагал свою позицию: “Я полагаю, что старое птолемеево расположение небесных сфер было недостаточно изящным, и что допущение такого большого количества эпициклов… следует считать излишним… В то же время я полагаю, что недавнее нововведение великого Коперника… делает это, не нарушая математических принципов. Однако тело Земли велико, медлительно и непригодно для движения… Я без всяких сомнений придерживаюсь того мнения, что Земля, которую мы заселяем, занимает центр Вселенной, что соответствует общепринятым мнениям древних астрономов и натурфилософов, что засвидетельствовано выше Священным Писанием, и не кружится в годичном обращении, как желал Коперник” [23]. Браге полагал, что его модель точнее отражает результаты наблюдений, хотя с чисто расчетной, кинематической точки зрения, она не отличается от систем Птолемея или Коперника. Вместе с тем ее “важнейшее преимущество” заключалась в том, что она не вызывала возражений у инквизиции (Земля-то в центре и неподвижна!), что стало особенно актуальным после позорного суда над Галилеем, защищавшим гелиоцентрическую систему. Кеплер, убежденный в правоте системы Коперника, использовал астрономические данные, полученные Тихо Браге, не для доказательства справедливости системы последнего, а для открытия трех новых законов движения планет вокруг Солнца в системе Коперника - законов Кеплера. Система Браге была фактически отвергнута большинством ученых уже в 17 в. как неоправданно и искусственно усложнённая по сравнению с системой Коперника-Кеплера.
1.10 Иоганн Кеплер
Наиболее аргументированное обоснование системы Коперника и ее очень важное уточнение сделал немецкий астроном и математик, один из основоположников астрономии нового времени Иоганн Кеплер (1571-1630). Он родился в городке Вейль близ Штутгарта на юге Германии в обедневшей протестантской дворянской семье. Обучался вначале в монастырской школе, а с 1589 г. - на богословском факультете Тюбингского университета, где увлекся астрономией и впервые познакомился с системой Коперника. По окончании университета в 1594 г., обвиненный в свободомыслии (для себя он решил, что “прославлять бога можно не только богословием”), не был допущен к богословской карьере, но получил степень магистра и назначение на должность учителя математики в высшую школу в Граце на юго-востоке Австрии. Там в 1596 г. он написал свою первую работу “Мистерия космографии” (“Тайны Вселенной”; в этой работе Кеплер попытался представить Вселенную в виде пяти правильных геометрических тел, предложенных в свое время Платоном, - многогранников, вписанных друг в друга; работа не имела научного значения, но уже в ней автор проявил себя последователем теории Коперника) и отослал ее Тихо Браге, который в 1600 г. пригласил Кеплера к себе в Прагу для обработки результатов астрономических наблюдений.
После смерти Браге император Рудольф II назначил Кеплера своим математиком. В 1612 г., после кончины императора, Кеплер переехал из Праги в Линц на север Австрии. Жалованье ему перестали выплачивать, и жизнь ученого проходила в борьбе с постоянными лишениями (для добывания средств к существованию ему приходилось заниматься составлением астрологических календарей и гороскопов). Тем не менее, несмотря на заманчивые предложения со стороны папы и английского короля, Кеплер не принял их и остался на родине. В 1626 г. в связи с начавшимся третьим, датским периодом Тридцатилетней войны (войны 1618-1648 между католической габсбургской и протестантской антигабсбургской коалициями европейских государств; в датский период 1625-1629 гг. габсбургский блок князей Германии изгнал войска протестантской Дании со своей территории) и усилением преследований протестантов католиками, Кеплер в поисках убежища переселился в Ульм, на юг Германии, где завершил многолетнюю работу по составлению планетных таблиц. В 1628 г. в поисках средств к существованию он направился к имперскому полководцу А.Валленштейну и до 1630 г. состоял при нем в качестве астролога. Умер ученый в ноябре 1630 г. от простуды, в Регенсбурге, на юго-востоке Германии, куда прибыл в тщетной надежде получить не выплаченное ему из казны жалованье [4,5,10,12,13].
Особо отметим в судьбе Кеплера событие 1620 года, когда он защитил от обвинений в колдовстве свою мать и сохранил тем самым свою общественную репутацию. Это обвинение было связано с доносами на его написанный еще в 1593 г., но неопубликованный при жизни (напечатан лишь в 1634 г.) и ходивший в списках, небольшой научно-фантастический роман “Сон, или Посмертное сочинение о лунной астрономии”, в котором он описал астрономические явления на Земле и Луне с точки зрения лунных жителей. Повествование разворачивается во время сна автора, в котором некий его герой Дуракот рассказывает о тайных научных занятиях своей матери и ее сотрудничестве с мудрыми духами, периодически совершающими совместно с избранными людьми путешествие на Луну в страну Левания. Молодой Кеплер не предполагал, что в обществе, насквозь пропитанном религиозными предрассудками и суевериями, опасно не только выражать свои взгляды на реальный мир, но шутить и фантазировать на сверхъестественные темы. Позже, в 1620-1630 гг., в своих обширных примечаниях, дописанных к роману, Кеплер отмечал: “Покуда Невежество живет среди людей, для Дуракота (так же, как и для его матери) небезопасно раскрывать во всеуслышанье тайные первопричины вещей. В ожидании того времени, когда Невежество скончается от старости, Дуракот должен по возможности не задевать эту ведьму, достигшую весьма преклонного возраста...эта небольшая книга и последовавшие события оказались зловещими для меня и моего семейства...страшен был призрак нависшего над моим семейством несчастья, когда рукопись “Сна” пошла по рукам. Словно искра упала на сухой прут!...мои слова пали в умы темные, подозревающие, что и все остальное темно...в последующие годы распространялись обо мне самые нелепые слухи. Сделавшись достоянием голов, лишенных разума, эти слухи, раздуваемые невежеством и суеверием, вспыхнули ярким пламенем” [1].
Здесь же затронем еще одну религиозно-философскую проблему, волновавшую ученого. В своем публичном письме от 19 апреля 1610 г., написанном в ответ на присланную ему Галилеем книгу “Звездный вестник”, в которой последний описывает свои новые астрономические наблюдения, в частности открытие четырех спутников-лун Юпитера, Кеплер размышляет о мировоззренческом аспекте такого открытия. Он пишет [24]: “ Я не считаю более столь уж невероятной мысль о том, что не только на Луне, но даже и на Юпитере обитают живые существа...ясно, что четыре новые планеты, несомненно, сотворены не столько для нас, обитателей Земли, сколько для живых существ на Юпитере, расселившихся по всему его шару...каждой шарообразной планете и ее обитателям служат свои обращающиеся вокруг них спутники...А теперь спрошу тебя [Галилей] вот о чем: если на небе существуют тела, сходные с нашей Землей, то не возникнут ли у нас с их обитателями разногласия относительно того, кто живет в самом лучшем месте мира? Ведь если встречаются другие тела более благородного рода, то не мы являемся благороднейшими из живых существ, наделенных разумом. Как может тогда все быть сотворено для человека? Как можем мы быть господами над божьими тварями?”.
И тут же Кеплер, как истинное дитя своего времени, гонит прочь сомнения в богоизбранности человека и Земли: ”наша планетная система, в которой обитаем мы, люди, находится в избранном уголке мира вблизи самого его сердца, то есть Солнца...после Солнца ни одно небесное тело не обладает столь возвышенной природой и подходит для людей лучше, чем Земля...мы, люди, обитаем на том самом шаре, который отведен для самых главных и благороднейших из всех (телесных) разумных существ...[пусть, согласно Бруно, - Г.А.Л.] число иных миров бесконечно. Они либо не подобны, либо подобны нашему миру. О подобии говорить не приходится. Что толку от бесконечно многих миров, если каждый из них в отдельности наделен совершенством?...придется сотворить для них и подобных нам людей, причем Галилеев, наблюдающих новые звезды в новых мирах, столько же, сколько миров. Но какая от этого польза?...именно наш мир, если существует множество миров, - превосходнейший из всех...мы должны остерегаться того, чтобы шагнуть в бесконечность, в гораздо большей степени, чем это допускают философы”. Да, людям всегда хочется понять свою пользу от окружающего мира, включая бесчисленные звездные миры во Вселенной. Если от них человеку, как “божьей твари”, нет никакой выгоды, то зачем их создал бог? Все становится на свои места только тогда, когда “разумные твари”, наконец-то, понимают, что они есть дети природы, Вселенной, которая создала их в процессе своей собственной законной эволюции и не ожидает от своих творений никакой пользы (цель и польза есть всего лишь понятия человеческого сознания и общества, но не природы, действующей по собственным законам).