Коперник

Прежде всего мы напомним читателям, что Коперник сохранил эпициклы старой теории Птолемея и эксцентрики Гиппарха. На рисунке дано изображение плана солнечной системы по Копернику (из первого издания «De Revolutionibus»). Но на этом рисунке, фигурирующем теперь неизменно во всех учебниках и популярных книгах по астрономии, эпициклы не изображены. Распространено заблуждение, что Коперник в своей книге отбросил все эпициклы прежних теорий. Это, однако, неверно: чтобы читатели хорошо себе уяснили указанное обстоятельство, мы даем здесь рисунок, поясняющий движение Земли вокруг Солнца в системе Коперника.

На этом рисунке в точке S находится Солнце; вокруг него по кругу с запада на восток обращается точка А примерно в 53000 лет, в то время как точка В — центр орбиты Земли Т, обращающейся по кругу с радиусом, равным ВТ, — в свою очередь двигается по кругу 1234 вокруг точки A, но в противоположном направлении (как и указано стрелкой), совершая полный оборот в 3434 года. Таким образом, Солнце у Коперника стоит не в центре круговой орбиты Земли, а «сбоку» от этого центра.

Подобные же построения Коперник применяет и для других планет. Они были ему необходимы для того, чтобы объяснить сравнительно небольшие расхождения между данными наблюдении и теми результатами, которые могла дать общая теория Коперника, не осложненная добавочными кругами. Дело в том, что Коперник искал орбиту Земли в виде некоторого круга. На самом же деле, как мы знаем после работ Кеплера, орбиты Земли и других планет являются не круговыми, а эллиптическими. Правда, эллипсы эти мало отличаются от окружностей, но все же это отличие сказывается на характере видимого движения планет. Вот почему Коперник не мог ограничиться введением для каждой планеты одного кругового движения. Можно поставить вопрос, почему он не пошел по тому же пути, по которому, спустя более полувека, пошел Кеплер. На это нужно ответить прежде всего, что и Кеплер не сразу пришел к мысли заменить кривую орбиту эллиптической, а в течение многих лет старался освободиться от «лишних» движений, пользуясь теми же средствами, которыми пользовался и Коперник. Далее нужно принять во внимание, что отказаться от кругового характера движения еще вовсе недостаточно, чтобы притти к заключению, что орбита должна быть именно эллипсом, а не какой-нибудь другой кривой линией. Наконец, даже если бы такая мысль и возникла, то для подтверждения ее нужно было бы располагать таким материалом наблюдений, которого еще не было в эпоху Коперника; не забудем, что Кеплер опирался в своих поисках законов движения планет на превосходные новые наблюдения своего предшественника Тихо Браге.

Мы видим, таким образом, что Коперник был вынужден осложнять свою теорию введением эпициклов. Мы видим вместе с тем, как велика должна была быть уверенность Коперника в правильности его теории, если он не остановился перед тем, чтобы ввести в нее осложняющие моменты, которые, несомненно, свидетельствовали о наличии каких-то дефектов в самой теории.

Однако, как ни усложнялась теория Коперника введением добавочных движений, о которых мы говорили, она была все же значительно проще теории Птолемея. Действительно, теперь отпадали главные птолемеевские эпициклы, которые служили для объяснения основных движений планет. Все эти эпициклы сделались ненужными благодаря введению земной орбиты.

Но более того, приняв эпициклы Птолемея из его системы мира, Коперник использовал их так, как не сумел использовать сам Птолемей. Именно с помощью их он сделал попытку определить соотношение между расстояниями различных планет до Солнца и, следовательно, до Земли. До Коперника имели место только гадания по этому вопросу. Коперник же впервые стал здесь на почву научных методов. Его основная мысль гениально проста: раз смещение планет вызывается движением Земли вокруг Солнца, то различие в размерах этих смещений должно обусловливаться различием в расстояниях планет от Солнца. Отсюда решение вопроса о том, как велики эти расстояния по отношению к диаметру земной орбиты (который является, очевидно, максимальным пределом смещения Земли), сводится к решению чисто геометрической задачи; исходными данными этой задачи являются при этом именно размеры птолемеевых эпициклов:

Этим поистине гениальным приемом Коперник смог впервые в истории астрономии определить расстояния планет от Солнца; он получил:

Расстояние планеты до Солнца (в радиусах земной орбиты) / Современные значения для сравнения

Меркурий 0,3763 0,3871

Венера 0,7193 0,7233

Земля 1,0000 1,0000

Марс 1,5198 1,5237

Юпитер 5,2192 5,2028

Сатурн 9,1743 9,5389