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.
ЭРА ОТКРЫТИЙ
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.
Португальские пионеры и испанские исследователи
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.
ДРЕВНИЕ АСТРОНОМИЧЕСКИЕ ИНСТРУМЕНТЫ
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.
КВАДРАНТ
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,
