Глава 9

Земля движется

Будучи подростком, Граучо Маркс[227] взял на себя ответственность за обучение своих братьев и однажды спросил у Харпо, старшего брата, какой формы наш мир. Харпо признался, что не очень знает. Тогда Граучо подсказал ему: “Какой формы мои запонки?” – Квадратные, – был ответ.

– Я имею в виду воскресные запонки, не на каждый день. Ну, скажи теперь, какая форма у Земли.

– По воскресеньям круглая, а по будням квадратная, – отвечал Харпо, вскоре после этого принявший сценическое амплуа немого[228].

Эта история насчитывает много лет, а сам вопрос – еще больше. Какой формы наш мир? В I веке н. э. Плиний Старший заключил, что Земля имеет форму шара, но у него была и запасная теория о “шишковидной форме”. Эрудит Исидор Севильский также объявил наш мир круглым, но при этом плоским, как колесо. Беда Достопочтенный считал мир сферическим, но не мог себе представить людей-антиподов на противоположной стороне шара. Эти мудрецы были одиноки в своих воззрениях, поскольку с V до конца X века Европа пребывала в уверенности о прямоугольной форме мира; ортодоксальная картография помещала в центр мира Иерусалим. Но когда в 999 году астроном Герберт стал папой Сильвестром II, он сделал сферу Плиния Старшего официальной доктриной церкви. В 1410 году появление Птолемеевой “Географии” на латыни подтвердило уже распространенную идею о круглом мире, а к концу столетия в связи с плаванием Колумба на поиски Индии мореплаватели и ученые также приняли модель сферической Земли, хотя и не знали ее размеров. Пришлось смениться еще многим поколениям, чтобы показать, что вращение планеты образует выпуклости на экваторе, так что сфера все-таки не идеальна[229].

Но где находилась наша планета по отношению к остальной вселенной? “Массы, – писал Уильям Манчестер, – продолжали верить, что наш мир был неподвижным диском, вокруг которого вращалось Солнце, а весь остальной космос состоял из рая, блаженно раскинувшегося над небесами и населенного херувимами, и ада, пылающего глубоко внизу под почвами Европы. Все верили в это и даже буквально знали это”[230]. Не совсем так – все большее число астрономов обнаруживали, что геоцентрическая модель вселенной не во всем сочетается с фактами. Мусульмане и христиане могли бесконечно пересматривать “Альмагест”, но ни один из вариантов прочтения не позволял рассчитать положение планет так, чтобы расчеты совпали с наблюдаемым, учитывая постоянно растущую точность наблюдений. Не то чтобы никто не мог догадаться: за четыреста лет до Аристарха Самосского (который выдвигал идею гелиоцентричного космоса) философы из северной Индии утверждали, что если Солнце – крупнейший объект в космосе, а сила тяжести удерживает космос воедино (а они считали верным и то и другое), то оно обязано быть в центре космоса. Были и другие: в начале XI века аль-Бируни пришел примерно к тем же заключениям, а немецкий теолог Николай Кузанский (1401–1464) уже размышлял о такой возможности. Но до изобретения печатного пресса и в отсутствие кого-либо, кто мог бы записать данные мысли, все это оставалось домыслами, быстро исчезающими с горизонта науки.

Когда в 1450 году Иоганн Гутенберг наконец изобрел наборный шрифт, эти теории смогли не только запечатлеться на бумаге, но и широко распространиться. Ученые получили возможность собирать частные библиотеки с доступом к одним и тем же печатным текстам, которые можно было обсуждать с коллегами в письмах независимо от расстояния. К началу XVI века типографии имелись в каждом крупном западноевропейском городе, суммарные тиражи достигали 6–9 млн экземпляров, а число наименований книг составляло более 35 тыс.

В 1465 году тридцатилетний астроном из Кенигсберга, Бавария, Иоганн Мюллер (1436–1476) начал писать сам и заказывать на стороне работы по астрономии вместе с альманахами и таблицами. Эти книги и статьи оказались крайне популярны, учитывая спрос на методы, помогающие в навигации и освоении новых земель, а также вечный интерес к астрологии. Через пять лет Мюллер обосновался в Нюрнберге, у него уже была собственная обсерватория и своя типография, а концу века каждое мало-мальски значимое сочинение по астрономии стало доступно на всем Западе.

И в этот момент на сцене появился Николай Коперник (1473–1543), скромный клирик из Восточной Пруссии, входившей тогда в Польское государство. Во время десятилетней учебы в Болонье и Падуе он также заинтересовался теориями космических сфер и, как и многие, столкнулся с тем, что приходилось вносить массу поправок, чтобы сгладить ошибки Птолемея[231]. Почему Меркурий и Венера никогда не удалялись далеко от Солнца, а Марс, Юпитер и Сатурн временами начинали двигаться в обратную сторону? Коперник был вынужден обратиться к идее гелиоцентрической системы, которая гораздо лучше соотносилась с действительностью, чем система Птолемея, хотя все еще была несовершенной: Коперник, как и другие, продолжал исходить из того, что орбиты планет имели форму окружности, а не эллипса. Земля стала одной из планет – он гнал эту идею прочь как абсурдную, но она упорно возвращалась.

В тридцать он вернулся в дом своего дяди-епископа (“на краю земли”, как он сам недовольно выражался), где построил простую обсерваторию в одной из башен окружающей собор стены. Следуя инструкциям “Альмагеста”, он соорудил такие же грубые деревянные приборы, которыми астрономы пользовались веками, и проводил ночи за наблюдением звезд. Около 1514 года он напечатал и начал распространять свое сочинение, позже названное учеными De hypothesibus motuum coelestium a se constitutis commentariolus, или “Малый комментарий”, где излагал свое видение гелиоцентрической системы и спрашивал мнения у друзей и ученых коллег. В это время католическая церковь преисполнилась большого энтузиазма по поводу учености и поощряла оригинальные научные исследования, если они открыто не восставали против ее доктрины. Когда папа Лев X отреагировал положительно, а либеральные члены курии тоже дали понять о своем одобрении, Коперник стал планировать публикацию более существенного сочинения. Можно было бы ожидать, что и первоначальный набросок был достаточно противоречивым, но на этой стадии официальные инстанции никак не намекали на грядущую бурю.

В 1532 году новая система Коперника была впервые представлена ни много ни мало личным секретарем папы перед узким кругом приглашенных в Ватиканских садах. Секретарь хорошо подготовился, слушатели было приятно впечатлены. Коперник начал путь к славе, еще ничего не опубликовав. И тем не менее он долго колебался – отчасти потому, что он не мог найти никакого прямого доказательства вращения Земли (не говоря уж о вращении вокруг Солнца), а отчасти потому, что подозревал протестантов с их буквальным прочтением Библии в гораздо более критичном отношении, чем отношение ватиканских друзей. Прошло более тридцати лет со времен “Малого комментария”, прежде чем он разрешил включить фрагмент сочинения, над которым работал, в книгу по тригонометрии[232]. В полном виде сочинение De revolutionibus orbium coelestium (“О вращении небесных сфер”) вышло в 1543 году тиражом несколько сотен экземпляров, двести двенадцать страниц формата фолио. К тому времени стареющему канонику было семьдесят, он страдал апоплексией и был наполовину парализован. Легенда гласит, что он успел увидеть первый отпечатанный экземпляр за несколько часов до смерти.

“Страх, что меня станут презирать за новизну и бессмысленность мнений, чуть не побудил меня отказаться от продолжения задуманного произведения”, – пишет Коперник. Но одновременно с этим он претендовал на научное признание. Действительно, в сопроводительном письме папе Павлу I I I (понтифику, отлучившему от церкви Генриха VIII и укрепившему позиции инквизиции)[233]он признавал, что впервые узнал о возможном вращении Земли из Цицерона, а читая Плутарха, открыл, что у этой точки зрения были свои сторонники. Но, сперва отдав должное вкладу Аристарха Самосского, впоследствии Коперник вычеркнул из рукописи все упоминания о нем[234]. Коперник, однако, превзошел Аристарха в том, что предложил более точную модель вращения планет вокруг Солнца. Меркурий у него обращался примерно за восемьдесят дней (современная цифра – 87,97 дня), Венера – за девять месяцев (современная цифра – 224,7 дня), пара Земля – Луна – за год, Марс – за два неполных земных года (1,88), Юпитер – за двенадцать (11,86), а Сатурн – за тридцать лет (29,4): все оценки вполне адекватные. Ученый даже смог оценить с погрешностью в 5 % максимальные и минимальные расстояния от планет до Солнца.

Коперник также предположил, что Земля вращается вокруг Солнца, полностью оборачиваясь вокруг своей оси каждые 24 ч (из-за чего возникает ощущение, что звезды вращаются в противоположном направлении). Он расставил шесть известных тогда планет в правильной последовательности – Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, – но дальше не продвинулся. Звездная сфера оставалась неподвижной, а траектории планет – окружностями, а не эллипсами. Не все ответы Коперника были верны, но его достижений хватило для возникновения ожесточенной дискуссии. Протестанты с самого начала считали его идеи кощунством. Мартин Лютер (1483–1546), один из тех церковных лидеров, кто усмотрел в новой теории не только шокирующую новизну, но и серьезную ошибку, спрашивал открытым текстом: “Кто осмелится поставить авторитет Коперника выше Святого Духа?” В конце концов, продолжал он, Иисус Навин велел остановиться Солнцу, а не Земле[235].

До тех пор пока идеи Коперника оставались предположениями, Рим хранил молчание, равно как и интеллектуалы из стана церкви. В течение полувека после смерти ученого большинство астрономов признавали важность его теории в частном порядке, но публично по-прежнему придерживались мнения о неподвижной Земле. “Гелиоцентрическая теория была принята далеко не повсеместно вплоть до времен Ньютона, – писал астроном Патрик Мур, – а в странах, далеких от средиземноморской культуры, старые идеи продержались еще дольше”[236]. В Китае и Японии миссионеры-иезуиты продолжали распространять общепринятую космологию. Идея огромной и неведомой вселенной, в которой Земля – лишь небольшая частица, поставила бы значительную часть идейного аппарата христианства под угрозу, это было бы нелегким предприятием. Реакция крещеного мира напоминала историю о викторианской супруге каноника в Вустере, которая, услыхав о теории Дарвина и происхождении людей от обезьяноподобных существ, воскликнула: “От обезьян! Будем надеяться, что это неправда. Но если это так – будем молиться, чтобы об этом не стало широко известно”[237].

Коперник никогда не был упрямым революционером и собирался оживить Птолемееву традицию математической астрономии, а вовсе не подрывать ее. Его расчеты раз за разом оказывались рядом с Птолемеевыми, да и сама структура De revolutionibus отражала “Альмагест”, а таблицы были не точнее, чем принятые ранее. “Если бы не Тихо Браге и Кеплер, – язвительно заключает Отто Нейгебауэр, – система Коперника работала бы на увековечивание Птолемеевой системы в слегка усложненной форме, которая более по душе философам”[238]. Артур Кестлер был еще суровее: на почти четырехстах страницах, посвященных периоду от Коперника до Галилея, он хоронит репутацию польского каноника, по характеру “сварливого педанта без проблеска таланта или иррационального чутья настоящего гения, который, ухватившись за хорошую идею, распространил ее на плохую систему и терпеливо корпел над тем, чтобы нагромоздить в своем труде еще больше эпициклов и деферентов, превратив его в самую скучную и самую невозможную для чтения книгу среди книг, делавших историю”[239]. Но все же Коперник действительно дал первый импульс настоящей революции. Он первым пришел к мысли, что Земля оборачивается вокруг своей оси каждые 24 часа, одновременно вращаясь вокруг Солнца, и разработал на этой основе полноценную теорию. В 1546 году, спустя три года после его смерти, родился астроном, модель космоса которого сохраняла многое от Коперниковой гелиоцентрической теории, но не подразумевала движение Земли. Тихо Браге родился в знатной датской семье и вырос протестантом, унаследовав мировоззрение, ограниченное строгой интерпретацией Писания. Первое затмение он увидел, будучи веснушчатым мальчишкой четырнадцати лет от роду, и был поражен тем, что его предсказали с точностью до дня. Как же мог несовершенный человек предсказать величественные движения небесных сфер? Браге принялся за изучение астрономии. В шестнадцать лет он наблюдал, как соединение Юпитера и Сатурна, предсказанное действующим юлианским календарем на 25 августа 1563 года, опоздало на два дня, если исходить из таблиц Коперника, и на целый месяц, если исходить из таблиц Птолемея (соединением в астрономии называют максимальное сближение двух тел на небосводе, когда совпадают их эллиптические долготы)[240]. Тогда Тихо Браге понял, что астрономическая система отчаянно нуждается в модернизации. И именно это станет его делом.

Смерть в 1565 году опекавшего его дяди, адмирала Йергена Браге, принесла Тихо Браге большое наследство, и вскоре он построил обсерваторию в аббатстве Херревад, в Сконе (юг Швеции, тогда относившийся к Дании), перевернув вверх дном всю Европу в поисках лучших инструментов, среди которых оказался небесный глобус пяти футов в диаметре, стоивший 5 тыс. ригсдалеров – школьный учитель мог заработать такую сумму за восемьдесят лет[241]. Огромный стенной квадрант, медная четверть круга с радиусом почти 2 м, позволял Тихо Браге точно определять момент, когда звезды проходили меридиан. В арсенале находился и большой секстант, точно измеряющий широту и долготу небесных объектов. Кроме обсерватории имелась бумажная фабрика, стеклодувная мастерская, переговорная система труб, канализация, частная тюрьма, небольшая фабрика для изготовления и ремонта инструментов, химическая лаборатория – в сущности, хватало мощностей для самодостаточного мира.

Однажды вечером 11 ноября 1572 года Тихо возвращался из обсерватории домой, когда внезапно заметил ослепительный источник света, превосходящий по яркости Венеру. “Заинтересованный, словно громом пораженный, я стоял, пристально всматриваясь вверх, – писал ученый. – Я был в таком замешательстве из-за невероятности происходящего, что переставал верить собственным глазам”. Он позвал слуг, которые подтвердили явление, но, опасаясь групповой иллюзии, Тихо Браге продолжал останавливать крестьян на улице, прося их также сказать ему, что они видят. В течение последующих восемнадцати месяцев свечение оставалось в небе на северо-западе от трех звезд правой части созведия Кассиопеи, где никогда ранее никакой звезды не наблюдалось. Это не было также ни планетой, ни кометой. Иногда источник был настолько ярким, что был виден даже днем, но к декабрю его яркость потускнела до уровня Юпитера, а уже к марту оставалась лишь точка, свет которой постепенно менялся от белого к красному и, наконец, к серому. Тихо Браге наблюдал этот объект вплоть до его полного исчезнования в марте 1574 года.

Будь это новым объектом в небе, потребовался бы пересмотр всей Аристотелевой космологии, поскольку, по Аристотелю, изменения и распад могли случаться только в подлунном мире, все выше было вечным и неизменным. Но что-то в небе, очевидно, тоже менялось; то, что довелось наблюдать Тихо Браге, было колоссальным звездным взрывом, звездой в предсмертной агонии – феномен, который сегодня известен под именем сверхновой.

Браге был последним известным астрономом, работавшим без телескопа, но зато его время ознаменовалось до сей поры не распространенным почтением к фактам, не говоря уж о том, что он был идеальным наблюдателем, его наблюдения невооруженным глазом отличались точностью до угловой минуты, то есть до 1 / 60 градуса (человеческий глаз вообще является превосходным инструментом для больших расстояний, в ясную ночь он способен различить огонек свечи на расстоянии в 7 миль). Тихо Браге тщательно каталогизировал планеты и звезды, последних он смог перечислить около тысячи. В 1573 году он опубликовал памфлет “О новой звезде”, отдав дань благодарности сверхновой, которая создала ему репутацию. На следующий год он произнес приветственную речь перед академической общественностью на латыни по случаю приглашения в Копенгагенский университет:

Дворец и обсерватория Ураниборга на острове Вен (Bibliotheque Mazarine, Paris, France / Archives Charmet / The Bridgeman Art Library)

Тихо Браге понимал, что старая система теряет смысл, но ему не хотелось отпускать Землю из ее центрального положения в космосе. Он произвел на свет систему, ставшую известной под его именем, которая напоминала коперниковскую, но имела два центра – Землю и Солнце. Все планеты, кроме Земли, вращались вокруг Солнца, а само Солнце вращалось вокруг Земли – изящный компромисс между Библией и наукой, хотя и необоснованный, с нашей современной точки зрения. Но Тихо Браге был практиком, а не теоретиком и невозмутимо продолжал двигаться дальше.

Его сообщение о сверхновой одновременно заинтересовало и обеспокоило короля Дании Фредерика II – он опасался, что его ведущий астроном захочет покинуть Данию ради более изобильных пастбищ. Король решил даровать Тихо Браге островок Вен (в старом варианте произношения – Гвен), находящийся на полпути между датским островом Зеландией и Швецией, его скалы поднимались отвесно на сотни футов в пределах прямой видимости от новой крепости, которую Фредерик возводил в Эльсиноре. Вместе с островом астроному досталось щедрое пожизненное финансирование, состоящее из ренты домовладельцев острова: в какой-то момент в 1580-х в распоряжении Тихо Браге находился 1 % дохода страны.

Ученый незамедлительно принялся возводить на острове две новые обсерватории: подземный “Замок звезд”, не подверженный никаким штормам, и надземный комплекс “Ураниборг”, названный в честь греческого бога небес. Это сооружение, еще называвшееся Музей (буквально – “храм муз”), могло похвалиться крепостными стенами, павильонами, ботаническими садами, фонтанами, вольером для птиц, типографией, погребами и башнями. Ко времени его завершения “не было на всем свете ничего подобного этому месту”[243].

В ноябре 1577 года Тихо Браге вместе со своими работниками вытягивал рыболовные сети на запруде, когда обнаружил нечто напоминающее другую сверхновую. Когда совсем стемнело, он разглядел красноватый хвост, вытянутый в сторону от Солнца, – легко узнаваемый признак кометы (само слово в греческом значит “волосатый”; Аристотель использовал его, поскольку считал, что кометы – как нам теперь известно, всего лишь комья льда и грязи – выглядят как волосатые звезды). Астроном поспешил в обсерваторию, где определил положение пришельца, вычислив угол и расстояние до ближайших звездных соседей. В течение четырех месяцев он отслеживал движение кометы по небу и обнаружил, что она не имела заметного параллакса (изменение видимого положения объектов относительно объектов фона в зависимости от сдвига головы наблюдателя).

В докладе королю Тихо Браге рассчитал, что комета находилась на расстоянии, более чем в двести тридцать раз превышающем радиус Земли (четырехкратная дистанция до Луны). Хотя расчеты были очень неточными, это убедило ученого (еще больше, чем раньше сверхновая), что Аристотель ошибался – не могли отдельные сферы вращаться над Луной и под ней. Вместо этого он постулировал общую атмосферу, которая охватывала вселенную и в которой в произвольных местах могли возникать сверхновые и кометы. Старое учение о множественных сферах, писал он в 1588 году, “теория, которую ее авторы придумали для соблюдения видимости, существует только в воображении, чтобы движения планет по их орбитам могли быть постигнуты разумом”.

С течением времени Тихо Браге становился все большим чудаком. Он завел карлика по имени Йепп, которого держал за прорицателя и подкармливал за столом лакомыми кусочками, а также ручного лося, который однажды ночью поднялся по ступенькам в пустую комнату и выпил столько пива, что свалился с лестницы, сломал ногу и вскоре умер. Судьба изменила и Браге: в 1588 году умер король Фредерик II (опять же от неумеренного пьянства), следующие девять лет правила череда регентов, поскольку королевскому сыну было всего десять лет. Все они были друзьями Тихо Браге, так что ничего не менялось, но, как только Кристиан IV вступил в свои права, он тут же прекратил покровительствовать полубезумному звездочету, который четверть века жил на всем готовом. Тихо Браге покинул остров вместе со своими учениками, слугами, инструментами и печатным станком и обосновался в католической Праге. Там он построил свою последнюю обсерваторию в замке Бенатки, в 30 милях от города, где и проводил время до самой смерти в 1601 году, сочиняя стихи и подводя итоги своим исследованиям, но не опубликовал больше ни одного слова[244].

За год до своего изгнания с острова Вен Тихо Браге получил дебютную публикацию двадцатипятилетнего немецкого школьного учителя астрономии и математики. Иоганн Кеплер (1571–1630) был близорук, угрюм, безрассуден, рассеян, происходил из бедной и очень неблагополучной семьи (его мать была обвинена в колдовстве, он сам спасал ее от костра). Кроме того, он был гением. Его сочинение Mysterium Cosmographicum не слишком приближало читателя к пониманию вселенной, поскольку придерживалось все той же концепции концентрических сфер, но оно демонстрировало всю мощь мысли автора, который, кстати, помещал Солнце в центр вселенной. Тихо Браге пригласил Кеплера приехать с визитом, но Вен оказался слишком далеко от дома Кеплера в Граце. Впрочем, четыре года спустя, когда датчанин оказался в Праге, такое путешествие уже стало вполне реальным. Когда в 1598 году школа, где преподавал лютеранин Кеплер, оказалась закрытой по приказу эрцгерцога Фердинанда (обучавшегося у иезуитов), жребий был брошен.

4 февраля 1600 года 55-летний Тихо Браге и 28-летний Иоганн Кеплер наконец встретились “лицом к лицу, серебряным носом к чесоточной щеке”[245]. Они провели три беспокойных месяца в компании друг друга (датчанин был подозрителен и скрытен, молодой немец – упрям и придирчив), по окончании которых Тихо Браге настоял, что Кеплер должен дать письменное обязательство не разглашать ничего о работах датского ученого. Когда в том же году главный помощник Тихо Браге уехал в Данию, Кеплер был приглашен на постоянное место. Двое ученых почти не разговаривали друг с другом, за исключением трапез, но тем не менее после смерти Браге Кеплер оказался назначенным на должность императорского математика (Браге сам занял бы эту должность, если бы не был для нее слишком высокомерным аристократом). Кеплер немедленно принялся за работу, используя колоссальный корпус точных наблюдений Браге для разработки собственных теорий, часть которых (например, планетное движение) опровергали идеи его благодетеля.

К 1605 году все основные исследования Кеплера были закончены – эти годы он так упорно работал над своими вычислениями, что, по его собственным словам, “мог бы уже десять раз умереть”. Помехи со стороны наследников Тихо Браге замедлили публикацию, но в 1609 году вышла кеплеровская “Новая астрономия”. Она утверждала два основных принципа: планеты двигались не по окружностям, а по эллипсам, а их скорость варьировалась в зависимости от расстояния от Солнца.

Фронтиспис книги Кеплера “Тайна мира” (Mysterium Cosmographicum, 1596 год) изображает сферы планет, объединенные каждая с одним из пяти Платоновых тел, определяя таким образом размеры сфер и ограничивая их число шестью. По этой модели Кеплер расчитал расстояние от каждой планеты до Солнца (Mary Evans / Photo Researchers, Inc.)

Ватикан объявил, что только круговые орбиты являются совершенными; Кеплер на это отвечал, что небесное несовершенство служило Богу для создания лучшей музыки, поскольку Он использовал музыкальную схему для расположения планет и приведения их в движение[246]. Также Кеплер смог усилить утверждения Коперника и Браге о том, что звезды находятся неизмеримо дальше, чем считали раньше. Масштаб вселенной, по Кеплеру, был за пределами возможностей воображения.

Великий философ Блез Паскаль (1623–1662), покинувший науку ради религии, отвечал на эти открытия словами атеиста-вольнодумца в своих “Мыслях”: “Меня ужасает вечное молчание этих безграничных пространств!