Начало эры разума

Браге завещал ему свои записи, но не свои приборы. Не имея возможности купить лучшие, Кеплер был вынужден изучать наблюдения Браге, а не дополнять их. Он никогда не мог сказать вместе с Ньютоном: «Я не изобретаю гипотез»; напротив, его голова гудела от них; «У меня много фантазии».71 Его особый навык заключался в проверке гипотез, а мудрость — в отбрасывании их, когда следствия, которые он математически выводил из них, оказывались несовместимыми с наблюдаемыми явлениями72.72 Пытаясь построить орбиту Марса, он в течение четырех лет опробовал семьдесят гипотез.

Наконец (1604) он пришел к своему основному и эпохальному открытию — орбита Марса вокруг Солнца представляет собой эллипс, а не круг, как предполагали астрономы от Платона до Коперника включительно; только эллиптическая орбита согласуется с многократными наблюдениями Браге и других. Проворный ум Кеплера перешел к вопросу: «А что, если все планетарные орбиты эллиптические? Он быстро проверил эту идею с помощью зарегистрированных наблюдений; она почти полностью с ними совпала. В латинском трактате о движении Марса «Astronomia nova de motibus stellae Martis» (1609) он опубликовал первые два из «законов Кеплера»: во-первых, каждая планета движется по эллиптической орбите, в центре которой находится Солнце; во-вторых, вблизи Солнца планета движется быстрее, чем вдали от него, а радиус, проведенный от Солнца к планете, охватывает при ее движении равные участки за равное время. Кеплер приписывал различия в скорости движения планет большему испусканию солнечной энергии, ощущаемому планетой по мере приближения к Солнцу; в связи с этим он развил у Гильберта идею магнитного притяжения, близкую к теории тяготения Ньютона.

После смерти императора Рудольфа (1612) Кеплер переехал в Линц и снова жил преподаванием в школе. Его жена умерла, и он женился на бедной девушке-сироте. Обеспечивая свой новый дом вином, он был очарован трудностью измерения содержимого бочки с изогнутыми сторонами; эссе, которое он опубликовал по этой проблеме, помогло подготовить открытие исчисления бесконечно малых.

После того как Кеплер в течение десяти лет ломал голову над тем, как определить связь между скоростью планеты и размером ее орбиты, он опубликовал в своей книге «Гармония мира» (1619) третий закон: квадрат времени обращения планеты вокруг Солнца пропорционален кубическому корню из ее среднего расстояния от Солнца. (Например: Время обращения Марса, очевидно, в 1,88 раза больше, чем Земли; квадрат этого равен 3,53; кубический корень из этого равен 1,52; то есть среднее расстояние Марса от Солнца будет в 1,52 раза больше, чем Земли от Солнца). Кеплер был так обрадован тем, что свел поведение планет к такому порядку и регулярности, что уподобил каждую орбитальную скорость ноте на музыкальной шкале и заключил, что совокупность движений составляет «гармонию сфер», которая, однако, слышна только «душе» Солнца. Кеплер смешал мистику со своей наукой, еще раз проиллюстрировав щедрое высказывание Гете о том, что недостатки человека — это недостатки его времени, а его достоинства — его собственные. Мы можем простить гордеца, написавшего в предисловии к «Гармонии мира»:

То, что я обещал моим друзьям в названии этой книги…. то, что шестнадцать лет назад я призывал искать — то, ради чего я присоединился к Тихо Браге… чему я посвятил лучшую часть своей жизни, — наконец-то стало явью… Не прошло и восемнадцати месяцев с тех пор, как открытое солнце… ворвалось ко мне. Ничто не удерживает меня, я буду потакать своей священной ярости… Если вы простите меня, я возрадуюсь; если вы разгневаетесь, я смогу это вынести. Резец брошен, книга написана, ее прочтут либо сейчас, либо потомки, мне все равно; она вполне может ждать читателя столетие, как Бог ждал первооткрывателя шесть тысяч лет!73

В книге «Эпитома астрономии Коперника» (1618–21) Кеплер показал, как его законы поддерживают, уточняют и дополняют систему Коперника. «Я подтвердил ее истинность в глубине души, — говорил он, — и созерцаю ее красоту с невероятным и восхитительным восторгом».74 Трактат был внесен в Индекс запрещенных книг, поскольку в нем утверждалось, что теория Коперника доказана. Кеплер, благочестивый протестант, не был обеспокоен. Некоторое время он наслаждался процветанием и признанием. Его жалованье как императорского астронома обычно выплачивалось. Из далекой Британии Яков I пригласил его (1620) приехать и украсить английский двор, но Кеплер отказался, сказав, что будет страдать от заточения на острове.75