Читати книгу - "Пояснюючи світ"

зі спостереженням. У 1925 році Ервін Шредінґер розробив метод обчислення енергій станів найпростішого атома – атома водню. Його результати добре відповідали загальній картині цих енергій, але дрібні деталі його результатів, що враховували розбіжності механіки спеціальної теорії відносності з Ньютоновою механікою, не узгоджувались із точними вимірюваннями енергій. Якийсь час Шредінґер притримував свої результати, допоки мудро не вирішив, що створення загальної картини енергій – це суттєве досягнення, цілком варте публікації, а вже правильний розбір релятивістських ефектів може почекати. Кількома роками пізніше це зробив Пол Дірак.

На додачу до численних епіциклів Коперник увів також інше ускладнення, аналогічне ексцентрику Птолемеєвої астрономії. Центром орбіти Землі було взяте не Сонце, а якась точка на відносно невеликій відстані від Сонця. Ці ускладнення приблизно пояснювали різноманітні явища, наприклад різну тривалість пір року, яку виявив Евктемон, що насправді зумовлені тим, що Сонце розташоване у фокусі, а не в центрі еліптичної орбіти Землі, а швидкість руху Землі своєю орбітою не постійна.

Інше ускладнення, яке ввів Коперник, стало необхідним лише через непорозуміння. Коперник, схоже, вважав, що обертання Землі навколо Сонця надавало б осі Землі обертання впродовж року на 360° навколо напрямку, перпендикулярного площині її орбіти, приблизно як палець на кінці витягнутої руки танцюриста, що виконує пірует, робив би повний оберт на 360° навколо вертикального напрямку за кожного оберту танцюриста (можливо, на Коперника вплинула давня ідея, що планети переміщуються на твердих прозорих сферах). Звісно, напрям земної осі насправді істотно не змінюється протягом року, тож Коперник був змушений приписати Землі якийсь третій рух, додатково до її обертання навколо Сонця та навколо своєї осі, який майже компенсував би такий поворот її осі. Коперник припускав, що така компенсація має бути неідеальна, щоб земна вісь проверталася впродовж дуже багатьох років, зумовлюючи повільну прецесію рівнодень, яку відкрив Гіппарх. Після робіт Ньютона стало зрозуміло, що обертання Землі навколо Сонця насправді не має впливу на напрямок земної осі, крім малопомітних ефектів, що виникають унаслідок дії сили тяжіння Сонця та Місяця на екваторіальне здуття Землі. Тому (як стверджував Кеплер) жодна компенсація, яку запропонував Коперник, насправді не обов’язкова.

Але з усіма цими ускладненнями теорія Коперника все одно була простіша за теорію Птолемея, однак це було не надто помітно. Хоч Коперник не міг того знати, його теорія була б ближча до істини, якби він не переймався так епіциклами, а залишив невеличкі неточності теорії для їх узгодження в майбутньому.

«Малий коментар» не дав багато цікавого щодо технічних деталей. Натомість вони є у видатній праці De Revolutionibus Orbium Coelestium5, загальновідомій під назвою «Про обертання небесних сфер», яку Коперник завершив у 1543 році, коли він уже був на смертному одрі. Ця книжка починається із присвяти Алессандро Фарнезе, папі Павлу III. У ній Коперник знову згадує давню суперечку між теорією гомоцентричних сфер Арістотеля й теорією ексцентрів та епіциклів Птолемея, зазначаючи, що перша не пояснювала спостережувані явища, а друга «суперечить головним принципам регулярності руху». На підтримку свого сміливого припущення про рух Землі Коперник наводить параграф із твору Плутарха:

Дехто вважає, що Земля залишається у спокої. Але піфагорієць Філолай вірить, що, подібно до Сонця та Місяця, вона обертається навколо вогню по косому колу. Гераклід Понтійський та піфагорієць Екфант теж змушують Землю рухатися – не поступально, а неначе колесо – під час обертання із заходу на схід навколо її власного центру.

У стандартному виданні твору «Про обертання…» Коперник жодного разу не згадує Арістарха, але спочатку його ім’я там з’явилося, а потім було викреслене. Далі Коперник пояснює, що, оскільки інші обмірковували можливість руху Землі, йому теж має бути дозволено перевірити цю ідею. Після цього він описує свій висновок:

Отже, припустивши існування рухів, які пізніше в цьому творі я приписую Землі, унаслідок довгого й інтенсивного дослідження я, зрештою, виявив, що коли рухи інших планет корелюють з орбітальним обертанням Землі і їх обчислюють для обертання кожної планети, то з цього випливають не лише їхні явища, а й порядок та розмір усіх планет та сфер, а самі небеса так пов’язані разом, що в жодній їхній частині не можна нічого змінити, щоб не порушити решти частин і Всесвіту загалом.

Як і в «Малому коментарі», Коперник апелював до того факту, що його теорія була більш передбачлива за Птолемеєву; вона диктувала унікальний порядок розташування планет та розмірів їхніх орбіт, що пояснював дані спостережень, тоді як теорія Птолемея залишала ці моменти невизначеними. Звісно, Коперник не мав способу підтвердити правильність своїх орбітальних радіусів, якщо не припускати істинність його теорії; для цього довелося чекати на спостереження Ґалілея за планетними фазами.

Твір «Про обертання…» містить багато технічних деталей, що пояснюють загальні ідеї «Малого коментаря». Особливої згадки варте твердження Коперника у Книзі I про апріорність руху планет круговими орбітами. Зокрема, розділ 1 Книги I починається словами:

Насамперед ми маємо зазначити, що Всесвіт – сферичний. Причиною цього є або те, що з усіх форм сфера найбільш ідеальна, вона не потребує жодних з’єднань і є завершеним цілим, яке не можна ані збільшити, ані зменшити [тут Коперник говорить, як Платон]; або те, що це найймісткіша з фігур, найпридатніша для охоплення й утримання всіх об’єктів [тобто вона має найбільший об’єм для заданої площі поверхні]; або навіть те, що всі окремі частини Всесвіту (я маю на увазі Сонце, Місяць, планети й зірки) на вигляд мають таку форму [як він міг знати щось про форму зірок?]; або те, що сукупності прагнуть набути такої форми, як видно по краплях води та інших рідких тіл, коли вони шукають можливості бути самодостатніми [це ефект поверхневого натягу, неважливий у масштабі планет]. Отже, ніхто не стане заперечувати, що такої форми надано божественним тілам.

У розділі 4 Коперник пояснює, що внаслідок описаного вище рух небесних тіл «рівномірний, вічний та круговий або такий, що містить кругові рухи».

Далі у Книзі І Коперник вказує на один із найкращих аспектів його геліоцентричної системи: вона пояснює, чому Меркурія й Венери ніколи не видно в небі далеко від Сонця. Наприклад, той факт, що Венери ніколи не видно більше ніж приблизно на 45° від Сонця, пояснюють тим, що її орбіта навколо Сонця дорівнює приблизно 70 % розміру орбіти Землі (див. технічну примітку 19). Як ми вже бачили в розділі 11 цієї книжки, у теорії Птолемея це потребувало припасування руху Меркурія й Венери так, щоб центри їхніх епіциклів завжди були на лінії між Землею та Сонцем. Система Коперника також зробила