Николай Коперник

На пьедестале памятника Копернику в Варшаве высечены слова: «Остановивший Солнце, сдвинувший Землю».
В них вся суть открытия Коперника. Ему удалось убедить людей в том, что они живут не в надёжном и неподвижном центре мира, а обитают на одной из планет, обращающихся вокруг Солнца. Нужно было обладать титаническим разумом и великой свободой мысли, чтобы сделать этот шаг — упразднить различие между земным и небесным.

ОРДЕН И ВАРМИЯ

Жизнь Коперника была тесно связана с Вармией — небольшой областью на севере Польши. В XII в. недалеко от этих мест, на землях славянского племени прусов, обосновался созданный в течение крестовых походов Тевтонский орден. Со временем рыцари ордена подчинили себе всё балтийское побережье Польши. В 1454 г., за 19 лет до рождения Коперника, в этих местах началось восстание, направленное против ордена, которое привело к 13-летней войне между ним и Польшей. Орден потерпел поражение и вынужден был вернуть Польскому королевству Гданьск и некоторые другие области, в том числе Вармию. Эта небольшая область была практически со всех сторон окружена землями Тевтонского ордена и только на западе имела неширокий участок границы с Польшей. Вармия была епископским княжеством, т. е. епископ имел в ней и духовную и светскую власть. Там, на берегу Вислинского залива, стоял городок Фромборк — центр Вармийского епископата, где Коперник провёл большую часть жизни.

В ПОЛЬШЕ И ИТАЛИИ

Николай Коперник родился 19 февраля 1473 г. в Торуни, торговом городе на Висле. Отец будущего астронома, тоже Николай, был богатым купцом, мать, Барбара, урождённая Ваченроде, — дочерью главы городского суда. Николай был четвёртым, младшим, ребёнком в семье. Когда ему исполнилось десять лет, отец умер во время эпидемии чумы, и заботу о детях взял на себя брат матери Лукаш Ваченроде, который в 1489 г. был избран вармийским епископом.
В 1491 г. он определил Николая и его старшего брата Анджея в Краковский университет, где они проучились четыре года. Здесь Николай увлёкся астрономией. Этот интерес поддержали астрономические события, которыми были богаты годы его учёбы, — три солнечных затмения, комета, соединение (видимое сближение) Юпитера и Сатурна. Тогда же Европу всколыхнула весть об открытии Христофором Колумбом заокеанских земель.
После Кракова братья продолжили образование в Италии, куда Лукаш послал их для получения степени доктора канонического (церковного) права. В Италии, которая в те времена была сердцем эпохи Возрождения, Николай и Анджей провели семь лет. Сперва они учились в Болонье, где Николай провёл ряд астрономических наблюдений. В Италии он познакомился с только что изданным сокращённым переводом на латынь «Альмагеста» Птолемея, выполненным Региомонтаном. В 1500 г. Николай посетил Рим, а после поездки на родину два года изучал медицину в Падуанском университете. В Италии он легко овладел древнегреческим языком. Знание этого языка позволило Копернику прочесть в подлиннике сочинения древних учёных — Аристотеля, Платона и, главное, Птолемея.

ФРОМБОРКСКАЯ БАШНЯ

Получив степень доктора канонического права, 30-летний Коперник возвратился в Польшу и был избран каноником Вармии — членом высшей духовной и административной курии епископата. Несколько лет он жил в епископском замке в Лидсбарке и находился в непосредственном подчинении епископа, своего дяди Лукаша, являясь одновременно его секретарём и врачом. Несмотря на множество дел, Коперник не забывал астрономию, и близкие считали его выдающимся знатоком этой науки. В 1512г. Лукаш Ваченроде скончался, и начался фромборкский период жизни учёного.
Кафедральный собор Успения Богородицы во Фромборке, в котором служил отец Николай, — одна из главных святынь польского католичества. Собор был окружён крепкой стеной с оборонительными башнями и мог, если надо, служить крепостью. Коперник выбрал для жилья не слишком уютное место — северо-западную башню соборной стены. На её верхнем этаже он и устроил свой кабинет. Оттуда был выход на широкую крепостную стену с хорошим обзором. По ней можно было пройти к соседней башне, на которой была подходящая площадка для наблюдений другой части неба. Коперник собственноручно изготовил из дерева угломерные астрономические инструменты, подобные описанным в «Альмагесте». Среди них «трикветрум» — шарнирный треугольник, одна из планок которого наводилась на светило, а по другой вёлся отсчёт, «гороскопий», или солнечный квадрант, — вертикальная плоскость с выступающим стерженьком в верхнем углу. Прибор устанавливался по линии север — юг и позволял по направлению полуденной тени в моменты солнцестояний судить о наклоне эклиптики к небесному экватору. Не менее важным инструментом была армиллярная сфера — вложенные друг в друга поворотные кольца, которые служили моделью небесных координат и давали возможность получать отсчёты по нужным направлениям. Фромборк с точки зрения погодных условий и географического положения не был благоприятным местом для наблюдений, тем не менее Коперник много наблюдал, о чём можно судить по упоминаниям в его главном труде «О вращениях небесных сфер».
Цель наблюдений Коперника заключалась не в открытии новых небесных явлений. Астрономы Средневековья занимались тем, что измеряли положения светил и сравнивали свои данные с результатами расчётов по схемам Птолемея. Многие поколения астрономов подправляли систему птолемеевых эпициклов, чтобы предсказывать положения планет более надёжно. В результате точность предсказаний оставляла желать лучшего, а Вселенная Птолемея усложнилась так, что было ясно — Бог не мог создать мир таким несуразным. В записи Коперника о наблюдении им Марса в противостоянии (по отношению к Солнцу) 5 июня 1512г. сказано: «Марс превышает расчёт больше чем на 2 градуса». Как и другие астрономы, он думал об улучшении расчётных схем.
Первоначально и Коперник стремился сделать модель Птолемея более стройной и простой. В простоте, был он уверен, кроется истина.
Путь к упрощению подсказал сам Птолемей, на страницах «Альмагеста» отвергнувший вращение и обращение Земли вокруг Солнца. Но то, что было несуразно полторы тысячи лет назад, стало предметом раздумий Коперника.
Движение Земли просто объясняло многие явления: годовое движение Солнца по эклиптике, прецессию земной оси (если уподобить Землю покачивающемуся волчку), «привязанность» Меркурия и Венеры к Солнцу, необычайную яркость Марса во время его противостояний и, наконец, петлеобразное движение планет. (Мы наблюдаем движущиеся планеты с движущейся Земли.)
Тогда Коперник «принял на себя труд прочитать книги всех философов, которые только мог достать, желая найти, не высказывал ли когда кто-нибудь мнения, что у мировых сфер существуют движения, отличные от тех, которые предполагают преподающие в математических школах…». И он нашёл у Цицерона, что мнения о вращении Земли вокруг оси придерживались пифагорейцы Экфант и Гикет. Аристотель сообщал о её орбитальном движении согласно воззрениям пифагорейца Филолая. Коперник, к сожалению, не знал гелиоцентрической системы Аристарха Самосского, поскольку рассказ Архимеда о ней был опубликован в Европе после его смерти. Авторитет античных учёных укрепил Коперника в желании довести до конца гелиоцентрическую теорию.
Много позже, в посвящении к своему главному труду, адресованному Папе Павлу III, Николай Коперник вспоминал: «Я не хочу скрывать от Твоего Святейшества, что к размышлениям о другом способе расчёта мировых сфер меня побудило именно то, что сами математики не имеют у себя ничего вполне установленного относительно исследования этих (небесных) движений… И самое главное, так они и не смогли определить форму мира и точную соразмерность его частей».
Геоцентрические системы Евдокса и Птолемея не позволяли измерить расстояния до планет. В гелиоцентрической системе Коперника впервые появилась возможность рассчитать реальные пропорции Солнечной системы, пользуясь радиусом земной орбиты как астрономической единицей. Коперник понял, что если мы смотрим на планеты, находясь на движущейся Земле, то планеты кроме движений по своим орбитам получают дополнительное круговое движение. С Земли оно будет видно в форме эпицикла. Размер эпицикла равен диаметру орбиты нашей планеты. Поэтому чем дальше от нас планета, тем меньшим будет казаться эпицикл, и по его угловым размерам можно судить о её удалённости. В системе Коперника «…последовательность и величины светил, все сферы и даже само небо окажутся так связанными, что ничего нельзя будет переставить ни в какой части, не производя путаницы в остальных частях и по всей Вселенной».

«О ВРАЩЕНИЯХ НЕБЕСНЫХ СФЕР»

Казалось бы, дело сделано, новая гипотеза строения мира готова, осталось только опубликовать её. Около 1515г. появилось рукописное сочинение Коперника «Малый комментарий о гипотезах, относящихся к небесным движениям». Правда, здесь он не даёт математических доказательств, замечая, что «они предназначены для более обширного сочинения». Это сочинение — «О вращениях небесных сфер. Шесть книг» — заняло больше 20 лет упорного труда. Астроном считал, что разработка гипотезы должна быть непременно доведена до чисел, больше того — до таблиц, чтобы полученные с её помощью данные можно было сравнить с действительными движениями светил.
В начале книги Коперник вслед за Птолемеем излагает основы действий с углами на плоскости и, главное, на сфере, относящиеся к сферической тригонометрии. Здесь учёный внёс в эту науку много нового, выступив как незаурядный математик и вычислитель. Среди прочего Коперник приводит таблицу синусов (правда, это название не применяет) с шагом в десять угловых минут. Но, оказывается, это лишь выдержка из более обширных и точных таблиц, которые он вычислил для своих расчётов. Их шаг составляет одну угловую минуту, а точность — семь десятичных знаков! Для этих таблиц Копернику потребовалось вычислить 324 тыс. величин. Эта часть сочинения и подробные таблицы были позже изданы отдельной книгой.
Книга «О вращениях» содержит описания астрономических приборов, а также новый, более точный, чем у Птолемея, каталог неподвижных звёзд. В ней разбирается видимое движение Солнца, Луны и планет. Поскольку Коперник использовал только круговые равномерные движения, ему пришлось потратить много сил на поиски таких соотношений размеров системы, которые бы описывали наблюдаемые движения светил. После всех усилий его гелиоцентрическая система оказалась ненамного точнее птолемеевской. Сделать точной её удалось только Кеплеру и Ньютону.

КАЛЕНДАРЬ, ВОЙНА…

1 декабря 1514 г. в Риме состоялся собор Католической Церкви, на который от Вармии поехал друг Коперника Бернард Скультети. На соборе обсуждался вопрос о назревшей календарной реформе. Со времени принятия Церковью юлианского календаря действительное время весеннего равноденствия ушло от календарной даты на целых десять дней. Поэтому была создана уже не первая комиссия по реформе календаря, которая обратилась с просьбой к «императору, королям и университетам» прислать свои соображения по этому поводу. Вероятно, по рекомендации Скультети в число экспертов включили и Коперника.
С того времени, возможно по просьбе комиссии, учёный занялся наблюдениями для уточнения длины года. Найденная им величина стала основой для календарной реформы 1582 г. Определённая Николаем Коперником длина года составляла 365 суток 5 ч 49 мин 16 с и превышала истинную всего на 28 с.
Тем временем обстановка в Вармии накалялась. Всё чаще случались набеги вооружённых банд со стороны орденской Пруссии. Переговоры и жалобы в Рим ничего не давали. Осенью 1519 г., когда Коперник возвратился во Фромборк, польские войска вошли на территорию ордена. Началась война, которая длилась полтора года и снова закончилась его поражением. Копернику пришлось в январе 1520 г. оборонять собор, за стенами которого спасались жители сожжённого крестоносцами Фром-борка, а в феврале 1521 г. принять на себя командование гарнизоном осаждённого Ольштынского замка. Во время этих драматических событий Коперник проявил мужество и незаурядный организаторский талант.
Между тем в жизни Европы и ордена произошли важные перемены. В октябре 1517 г. профессор богословия Виттенбергского университета Мартин Лютер выступил против официальных догматов католицизма. Так началась Реформация. Многие германские правители принимали лютеранство и становились в своих владениях главами новой Церкви. В 1525 г. это сделал и великий магистр Тевтонского ордена Альбрехт, который сложил с себя сан и отныне стал герцогом светского лютеранского государства, принеся присягу верности польскому королю.

ПЕРВЫЙ И ПОСЛЕДНИЙ УЧЕНИК

Копернику исполнилось 66 лет. Далеко за пределами Фромборка его уважали как врача и учёного человека. Рукопись книги «О вращениях» была в основном готова, но, опасаясь быть непонятым, Коперник не торопился её публиковать. В то время из колыбели лютеранства, Виттенберга, к нему приехал молодой профессор математики Георг Иоахим фон Лаухен, который взял себе имя Ретик (римляне называли Ретией область Австрии, где он родился).
В Виттенбергском университете существовал кружок учёных, увлекавшихся астрономией, в который входили преподаватели Круцингер, Рейн-гольд и Ретик. Они были наслышаны о теории Коперника и серьёзно заинтересовались ею, но имевшиеся о ней сведения были ненадёжны и неполны. Поскольку Коперник не публиковал своих трудов, возникла идея посетить учёного во Фромборке и выяснить подробности его работы. Предприятие было рискованным, поездка протестанта в католическую Вармию к учёному-католику могла отрицательно сказаться на дальнейшей карьере гостя. Но смелый и любознательный Иоахим Ретик решился.
Ретик прибыл во Фромборк в мае 1539 г., рассчитывая погостить у Коперника пару месяцев, но остался у него почти на два года. Иоахим поддался обаянию интеллекта учёного и сразу оценил научный подвиг, творившийся вармийским отшельником. А Копернику в Ретике понравились энергия и увлечённость наукой. Ретик под руководством Коперника погрузился в изучение рукописи «О вращении» и стал его постоянным собеседником. Он дал престарелому учёному то, чего Коперник был лишён всю жизнь, — возможность обсуждать научные проблемы с человеком, глубоко понимающим суть дела. Ретик горячо убеждал Коперника опубликовать его труд, и учёный наконец решился обнародовать книгу «О вращениях».
Не дожидаясь этой публикации, Ретик написал обширное изложение теории Коперника. Своё сочинение он назвал «Первым повествованием». Оно было написано так, что не требовало от читателя математической подготовки и было понятно любому образованному человеку. «Первое повествование» Ретика сыграло огромную роль в распространении идей Коперника. Оно несколько раз переиздавалось, а в 1596 г. Кеплер привёл его в виде приложения к своей книге «Космографическая тайна».

ГЛАВНАЯ КНИГА

Ретик всё торопил, а Коперник медлил с изданием. Подобно Пифагору, он сомневался, пришло ли время людям знать «это». Коперник сознавал всю взрывную мощь книги. Как учёный и одновременно священник он чувствовал всё потрясение, которое испытают люди завтра, когда узнают, что живут на «звезде», на небесном теле. Размывалась граница между земным и небесным, ставшим также частью единой Природы. Духовное небо христианской веры отделялось от неба видимого. Это было началом переворота в науке, богословии, философии.
Благодаря «Повествованию» теория Коперника стала известна. Иерархи Католической Церкви восприняли её вначале спокойно, а протестанты, выступавшие против излишних «умствований», отнеслись к ней враждебно. Сам Мартин Лютер так отозвался о новых веяниях: «Дурак хочет перевернуть вверх дном всё искусство астрономии. Но, как указывает Священное Писание, Иисус Навин велел остановиться Солнцу, а не Земле».
Ретик договорился о печатании книги Коперника в Нюрнберге. Он попросил наблюдать за изданием Андрея Осиандера, известного богослова и лютеранского проповедника. Ознакомившись с книгой, Осиандер направил Копернику письмо с просьбой написать к ней предисловие, где новая теория трактовалась бы лишь как некая рабочая гипотеза, позволяющая упростить расчёты. Учёный вместо этого прислал в протестантский Нюрнберг посвящение книги главе Католической Церкви Папе Павлу III. Осиандер включил посвящение в книгу, добавив, к ней, однако, собственный неподписанный текст. Он назывался «Обращение к читателю о предположениях, лежащих в основе этой книги» и содержал то, что Осиандер хотел получить от Коперника.
Книга вышла весной 1543 г., когда её автор тяжело заболел. Один из первых его биографов Пьер Гассенди пишет: «Время его последней болезни почти совпадает с появлением из-под типографского станка бессмертного его творения… Его умственные способности и память стали ослабевать. За несколько часов до смерти принесли ему экземпляр только что отпечатанного его сочинения… Он взял книгу в руки и смотрел на неё, но мысли его были уже далеко…».
Коперник умер 24 мая и был похоронен под плитами Фромборкского кафедрального собора.
Книга «О вращениях» сразу нашла благодарных читателей. Друг Ретика, виттенбергский математик Эразм Рейнгольд составил на основе теории Коперника новые планетные таблицы. Они получили название «Прусских», поскольку были изданы на средства бывшего великого магистра ордена герцога Пруссии Альбрехта. Эти таблицы вытеснили прежние и сохраняли своё значение до появления в 1б27 г. «Рудольфовых таблиц», составленных Кеплером.
Помещённое в книге Коперника неподписанное «Обращение» Осиандера вызвало бурные протесты Ретика, а позднее Кеплера. Впрочем, ни одно предисловие было неспособно нейтрализовать силу мысли Коперника, который провозгласил новую эпоху в астрономии, и не только в ней.