Портреты из библиотеки герцога Федерико Монтефельтро

«Любезный читатель! В этой книжке я вознамерился доказать, что всеблагой и всемогущий Бог при сотворении нашего движущегося мира и при расположении небесных орбит избрал за основу пять правильных тел, которые со времен Пифагора и Платона и до наших дней снискали столь громкую славу, выбрал число и пропорции небесных орбит, а также отношения между движениями выбрал в соответствии с природой правильных тел».

В своей книге Кеплер доказывал, что орбита каждой из планет лежит на сфере, касающейся одного из пяти Платоновых тел, причём последняя сфера Меркурия, касается Платонова тела (октаэдра) изнутри. Получилось шесть орбит, соответствующих орбитам шести планет, известных во времена Кеплера. То, что теория объяснила, почему планет ровно шесть, больше всего пленило воображение Кеплера, и он остался приверженцем своей теории, несмотря на то, что сам ввёл в неё гениальные исправления, получившие название трёх законов Кеплера.

В целом рассмотрение орбит с помощью платоновых тел давало хорошие значения орбит. Но некоторые из значений были на грани экспериментальной ошибки. Кеплер был честным учёным. Внутреннее неудовлетворение заставило его заняться тщательной перепроверкой. Больше всего хлопот Кеплеру доставило вычисление орбиты Марса. Эту орбиту никак не удавалось вписать в сферу тетраэдра (Между Юпитером и Марсом, по представлению Кеплера, должен помещаться тетраэдр). Расчёты непослушной орбиты Кеплер назвал «моей войной с Марсом». В конце концов, он сам, собственными рассуждениями и вычислениями, разрушил свои же построения. Орбита Марса не получалась круговой. Кеплер вынужден был признать, что она по форме эллипс. Планеты вращаются вокруг Солнца по эллиптическим орбитам – 1-й закон Кеплера.

В фокусе эллипса находится Солнце – это тоже открытие Кеплера. Потому что даже Коперник считал, что планеты вращаются не вокруг Солнца, а вокруг центра орбиты Земли. К тому же до Кеплера предполагали, что вращение планет происходит равномерно. Кеплер доказал, что при движении планет вокруг Солнца выполняется равенство другой природы. Сохраняются не скорости, а площади секторов эллипса орбиты планеты, взятые за равные времена, 2-й закон Кеплера.

Самым интересным было открытие Кеплером своего 3-го закона (Квадраты периодов обращения планет вокруг Солнца относятся как кубы больших полуосей их орбит). Кеплер открыл этот закон, опираясь на идею Платона о формуле Мировой души и её связью с мировой музыкой. Кеплер не пользовался рядом чисел, который приводит Платон, а построил собственный ряд исходя из того, что орбиты планет вписаны в идеальные тела.

В своей книге «Гармония Мира» Кеплер излагает основы движения космических тел. Вот оглавление книги:

О пяти правильных твёрдых телах.

О взаимосвязи между ними и гармоническими отношениями.

Краткое изложение астрономической доктрины, необходимое для исследования небесной гармонии.

Как проявляются в движении планет простые созвучия (консонансы) и о том, что все консонансы, присутствующие в пении можно найти в небесах.

О том, что ключи музыкальной шкалы или высота тона, виды консонансов, тональности мажор и минор, выражены в определённых движениях.

О том, что разные музыкальные тона или моды присущи разным планетам.

О том, что контрапункты или универсальные гармонии всех планет существуют и различны для всех планет.

О том, что планетам присущи четыре вида голоса: сопрано, контральто, тенор и бас.

Доказательство того, что эксцентриситеты планет различны.

Эпилог, касающийся движения Солнца.

Среди всей этой музыки находится одно из великих открытий в физике – 3-й закон Кеплера. Кеплер вывел свой закон по аналогии со звучанием струны. Насколько его открытие случайно, трудно сказать. В физике, как в хорошем детективе, к случайным совпадениям следует относиться с подозрением.

Несмотря на преклонение Кеплера перед Платоном, именно работы Кеплера положили конец существовавшей как минимум два тысячелетия традиции трактовать структуру космоса на основе платоновских идей. Множество тщательных наблюдений, кропотливые расчёты с постоянной оглядкой на экспериментальные данные характеризуют работу Кеплера.

Позвольте привести текст Кеплера, которым он заканчивает рассуждения об орбите Марса.