Всемирная история в десяти томах. Том 4

Кеплеру удалось, наконец, открыть истинные законы обращения планет вокруг Солнца. Во время пребывания в Праге он получил в свое распоряжение записи астрономических наблюдений знаменитого датского астронома Тихо Браге, проведшего здесь последние годы своей жизни и умершего в 1601 г. Тихо Браге славился искусством производить точные астрономические наблюдения. Поэтому оставленные им данные о движении планет отличались необычайной для того времени полнотой и точностью. Изучая произведенные Тихо Браге наблюдения над движениями планеты Марс, Кеплер в результате многих лет упорной работы пришел, наконец, к правильному выводу, что традиционное представление о строго кругообразном и равномерном движении планет ошибочно. Он доказал, что планеты движутся по эллипсам, в одном из фокусов которых находится Солнце (1-й закон Кеплера), и что скорость движения планет увеличивается с приближением к Солнцу (2-й закон, согласно которому радиусы-векторы, связывающие планету с Солнцем, в равные промежутки времени описывают равные площади). Эти законы были установлены сначала только для Марса, но затем были перенесены и на движение других планет.

Открытие Кеплера было опубликовано в 1609 г. в труде «Новая астрономия, причинно обоснованная, или Небесная физика, изложенная в исследованиях о движениях звезды Марс, по наблюдениям благороднейшего мужа Тихо Браге». В работе «Гармонии мира» (1619 г.) Кеплер сформулировал третий закон, устанавливающий связь между периодами обращения планет и их расстояниями от Солнца. Законы Кеплера дали, наконец, правильное теоретическое объяснение движения планет и позволили производить точные астрономические вычисления; в 1627 г. Кеплер опубликовал новые, гораздо более точные таблицы движения планет («Рудольфовы таблицы»). Большее, чем в ранее составленных таблицах, совпадение сделанных на основании законов Кеплера вычислений движения планет с астрономическими наблюдениями было важным доказательством правильности гелиоцентрической теории.

Работы Галилея и Кеплера с такой очевидностью подтвердили учение Коперника, что со второй половины XVII в. все астрономы, стоящие на уровне научных требований своего времени, уже признают его истинность. Тем не менее католическая церковь ещё длительное время продолжала тщетно бороться с новыми взглядами на Вселенную.

Развитие физики

Перелом в развитии физики наступил позже, чем в астрономии. На протяжении XVI в. появляются, правда, отдельные исследования, обнаруживающие чуждый схоластике подход к изучению окружающего человека материального мира. К их числу следует отнести исследования Леонардо да Винчи, голландского инженера Стевина, разработавшего некоторые проблемы гидростатики («Принципы равновесия», 1586 г.), и особенно английского учёного Вильяма Гильберта (1540—1603), который на основании экспериментального исследования явлений природы в своей работе «О магните» дал подробное описание явлений магнетизма и известных тогда электрических явлений. Однако решительный перелом в этой области научного знания произошёл лишь в первой половине XVII в. и был связан с деятельностью того же Галилея, который решительно встал на путь создания новой физики, основанной на опыте и применении точных математических методов для анализа и обобщений данных опыта.

Новый дух, внесённый Галилеем в науку, виден на примере исследования вопроса о свободном падении тел. В своё время Аристотель выдвинул положение, что скорость падения тел различна и пропорциональна их весу. Это ошибочное мнение вместе со всеми физическими воззрениями Аристотеля было некритически воспринято средневековыми схоластами, которые повторяли его из поколения в поколение, даже не пытаясь проверить на практике. Галилей, не считаясь с авторитетом Аристотеля, подверг это положение проверке, убедился в его несостоятельности и выдвинул взамен него совершенно правильное утверждение, что все тела под действием силы тяжести падают с одинаковым ускорением. Для экспериментального доказательства правильности открытого им закона Галилей, по рассказу его биографа, сбрасывал шары различного веса с знаменитой наклонной башни в Пизе.

Не останавливаясь на этом, Галилей подверг сокрушительной критике всю совокупность господствовавших в его время ошибочных взглядов Аристотеля на движение и, применяя новые, подлинно научные методы исследования, выяснил целый ряд вопросов механики. Он уточнил представление о скорости и ускорении, сформулировал, правда, в неокончательном виде, закон инерции и закон независимости действия сил, вывел уравнение равномерно ускоренного движения, определил траекторию брошенного тела, начал изучение колебания маятника и т. д. Всё это, вместе взятое, даёт полное право считать Галилея основоположником тех разделов современной механики, в которых изучается движение, т. е. кинематики и динамики.

Иероним Кардано. Гравюра 1560 г.