Опубликовано в журнале Нева, номер 2, 2006
Эпиграф для домашнего употребления
Холмс: Коперник… Знакомая фамилия. Что он сделал?
Ватсон: Боже мой! Так ведь это же он открыл,
что Земля вращается вокруг Солнца.
Если ты посмотришь на звезды, когда они без лучей
(а этого можно добиться, глядя на них через очень
маленькую дырочку, проделанную тонюсенькой иглой и
поднеся отверстие к самому глазу), ты увидишь их
такими маленькими, что кажется, ничто не может быть меньше их.
Причиной кажущейся малости звезд является
огромное расстояние до них,
хотя почти все они во много раз больше той звезды,
которой является Земля с Водой.
Леонардо да Винчи
Виндзорской библиотеке хранятся записи и рисунки Леонардо да Винчи, посвященные в основном анатомии. На одном из листов написано: “Il sole no si move”. Солнце не движется.
То есть в несколько непривычной для нас форме Леонардо утверждал: Земля вращается вокруг Солнца. А тогда задаешься вопросом: когда жил Коперник? Можно посмотреть хотя бы школьный учебник для восьмого класса. В нем написано следующее:
“Николай Коперник (1473–1543). Закончив Краковский университет, он несколько лет обучался в Италии — в университетах Болоньи, Падуи и Феррары. В результате многолетних наблюдений за звездами и математических вычислений Коперник пришел к выводу о том, что не Солнце обращается вокруг Земли, а, напротив, все планеты нашей Солнечной системы вращаются вокруг Солнца. Он стал основателем гелиоцентрической системы мира.
Ученый не мог обнародовать это открытие без риска для жизни, так как оно противоречило официальной церковной теории и могло повлечь обвинение в ереси. Только на исходе жизни, в 1543 году, Коперник издал свой труд └О вращении небесных тел”. Умирая, он все же успел увидеть его напечатанным. Католическая церковь запретила трактат польского ученого, но его автор остался недосягаемым для инквизиции. На могиле Коперника признательные потомки высекли надпись: Остановивший Солнце — двинувший Землю” (О. Дмитриева, Л. Пименова, Р. Шукуров. От средневековья к новому времени. Учебник для восьмого класса, 1997).
Годы жизни Леонардо да Винчи — 1452–1519. В 1543 году Леонардо уже давно не было, и книгу Коперника он читать не мог.
Просматривая записи Леонардо, может создаться впечатление, что Леонардо больше ничего нигде не говорит по поводу гелиоцентрической системы и данное высказывание является единственным, а потому слегка таинственным. К тому же у Леонардо есть рисунок, где он следует Птолемею: нарисована Земля, а вокруг нее вращаются Луна и Солнце. Но что-то не позволяет назвать утверждение Леонардо случайным.
Для начала стоит проверить, не было ли у Коперника предшественников, не высказывался ли кто-нибудь до него о вращении Земли вокруг Солнца. Древние греки — первые кандидаты для проверки. Они во многом являются родоначальниками европейской науки, и многие их открытия обсуждались во времена Ренессанса. Иные утверждают, что греки вообще открыли все и мы только постепенно переоткрываем то, что они знали.
Действительно, создателем первой из дошедших до нас гелиоцентрических систем является греческий математик и астроном Аристарх Самосский, живший в III веке до нашей эры.
Аристарх считал, что он жил в просвещенную эпоху. Он говорил, что в его время трудно найти семь невежд, а в более древние времена (то есть до него) с трудом можно было насчитать семь мудрецов. Удивившись и позавидовав Аристарху, продолжим изучение его научной биографии.
Аристарх был прекрасным математиком и изобрел вычислительную геометрию — то, что позднее назвали тригонометрией. Он занимался астрономическими наблюдениями в Александрии. Основные его труды до нас не дошли, но сохранилась небольшая работа о размерах Земли, Солнца и Луны, а также расстояний между ними. Аристарх изучал прохождение Луны через тень Земли во время лунных затмений и на основе этих наблюдений вычислил, что объем Солнца приблизительно в 250 раз больше объема Земли. Современные ученые утверждают, что математические расчеты Аристарха безупречны, подвела наблюдательная техника, и потому оценка размеров Солнца оказалась сильно заниженной.
И все-таки у него получилось, что Солнце гораздо больше Земли. Возможно, что этот результат и привел Аристарха к гелиоцентрической гипотезе. Раз Солнце так велико, то не лучше ли его принять за центр Вселенной? Закон всемирного тяготения был неизвестен, и вращение большего по размеру тела вокруг меньшего могло казаться Аристарху странным по каким-то другим глубоким интуитивным соображениям. Но, конечно, жаль, что его труд по гелиоцентрической системе пропал и его доводы остались нам неизвестны. У Плутарха есть упоминание об обвинениях Аристарха в нечестивости за то, что тот утверждал, что Небо покоится, а Земля движется по орбите, одновременно вращаясь вокруг своей оси. Оказывается, Аристарх и вращение Земли вокруг своей оси ввел!
Аристарху не поверили. К его гипотезе не отнеслись серьезно. В “Альмагесте” Птолемея, основной работе по астрономии в средние века, он даже не упоминается. Зато позднее его имя встречается в черновиках Коперника.
Почему же Аристарху не поверили?
Очень трудно встроить новую гипотезу в развитую, объясняющую много явлений и внутренне логичную теорию. А созданная в античные времена геоцентрическая модель таковой и была. Она объясняла мироздание. Ее поддерживали Платон и Аристотель, самые большие авторитеты древности. К тому же теория Аристарха критиковалась и греческими астрономами-профессионалами. Они, например, приводили следующее возражение. Если Земля так быстро движется, то все, что находится на ее поверхности и не связано с ней жестко, должно отставать и куда-то улетать. Были и другие возражения, в те времена казавшиеся вполне убедительными.
Самым существенным аргументом в пользу геоцентризма и против Аристарха было положение о том, что все должно стремиться к центру мира. А все брошенные тела падают на землю, все брошенные в воду вещи идут ко дну. Значит, центр мира там — внутри Земли. Позднее уточнили: все тяжелое стремится к центру мира, а все легкое — от него.
Неожиданные открытия можно сделать, изучая источники гелиоцентрической идеи. Например, не следует забывать об увлечении магией во времена Ренессанса. Все трактаты, посвященные магии, где приводятся конкретные картинки строения Вселенной, следуют Птолемею, и в них нет и намека на движение Земли вокруг Солнца. Тем не менее в древнеегипетских легендах и герметических текстах, откуда в основном черпались космологические построения всех занимавшихся магией. Солнце являлось источником жизни и было основным божеством. Оно рассматривалось как некий духовный центр. “У меня же недостает слов для порицания тех, кто считает более похвальным поклоняться людям, чем Солнцу, так как во Вселенной не вижу я тела большего и могущественнейшего и его свет освещает все небесные тела, размещенные по Вселенной”, — писал Леонардо, которому были не чужды идеи герметиков.
В развитии представлений о Вселенной существенную роль сыграла средневековая теологическая дискуссия, которую условно можно назвать “О всемогуществе Бога”. Вселенная — она единственная, или, исходя из неограниченного могущества Бога, их может быть несколько?
Первым, кто связал возможные иные миры с видимыми планетами и звездами, был крупнейший философ XV века кардинал Николай Кузанский.
Несколько озадачивает кардинальский сан философа. А как же борьба церкви со всеми, кто не соглашался с геоцентрической моделью? Сожгли же Джордано Бруно! Да и знаменитое восклицание Галилея: “Все-таки она вертится!”, и суд инквизиции не выдуманы. Между тем Николай Кузанский был личным другом папы Пия II и занимал очень высокое место в церковной иерархии. Пий II оставлял его “исполняющим обязанности”, когда сам уезжал из Рима.
Кузанский в первую очередь теолог. Во второй книге трактата “Об ученом незнании” он рассуждает о видимой Вселенной и центре мира как религиозный философ. Кузанский отождествляет центр мира с божественной идеей и даже с самим Богом. Только такой идеальный центр может быть неподвижен, а все материальное находится в движении. Для любого конкретного материального объекта всегда можно представить объект более совершенный. Его всегда можно “улучшить”, хотя бы мысленно. Земля, будучи материальной, не есть центр мира и потому должна двигаться. Кузанский писал, что мы не ощущаем движения Земли по той же самой причине, как не ощущаем движения корабля, находясь на нем. И каждый, находящийся на корабле, мнит себя в центре.
Кузанский предполагал, что существуют “жители других звезд”. Вся вселенская область нам неизвестна, и жители ее нам неведомы. Отсутствие контактов с “инопланетянами” сходно с отсутствием контактов между разными живыми существами на Земле. (Жирафы и морские котики не подозревают о существовании друг друга, да и человек не обо всех живых существах на Земле знает.)
Следуя логике Кузанского, Солнце так же не может быть центром Вселенной и, следовательно, должно двигаться. Солнце от Земли принципиально ничем не отличается. Но о вращении Земли вокруг Солнца Кузанский ничего не говорил.
Леонардо читал работы Кузанского. В его записных книжках есть тому свидетельства.
Как уже говорилось, по древней теории, все тяжелое движется вниз, к центру мира, а легкое стремится вверх, от него. А потому наличие Луны усложняло картину и портило жизнь астрономам.
Луна легкая или тяжелая? Если она легкая, то почему она не прозрачная и выглядит как твердое тело? А если она твердое тело, то почему не падает на Землю? Светится ли она своим светом и состоит из легкого огня или светит отраженным светом от Солнца, а тогда она должна быть твердой и падать на Землю. Проблема Луны оказалась напрямую связана с законом тяготения и местоположением центра мира. Над всеми этими вопросами Леонардо много размышлял и оставил довольно подробные записи.
Леонардо пришел к выводу, что Луна светит отраженным светом. Он считал, что ее поверхность покрыта водой, которая отражает свет Солнца, а “темные пятна на Луне суть острова и суша”. Видимо, ему трудно было представить, что твердая неровная поверхность может отражать свет. Предположение о твердой Луне, покрытой водой, и при этом ни сама Луна, ни даже ее вода не падают на Землю, заставляет Леонардо сделать следующий шаг: Луна — такая же планета, как и Земля. Он пишет: “…по этой причине, не доверяясь тому, что говорит нам о ней разум, мы располагаем явным знаком того, что Луна окружена собственными стихиями то есть водой, воздухом и огнем, и она держится сама собой на своем месте, как делает это и наша Земля со своими стихиями в месте ином, и что тяжелые вещи среди ее стихий играют такую же роль, какую играют другие тяжелые вещи в стихиях наших…”
То, что Луна притягивает объекты так же, как и Земля, несомненно собственное рассуждение Леонардо. Оно существенно отличается от представлений Кузанского. Если Кузанский говорит о центре мира как о чем-то непознаваемом и божественном, то у Леонардо это понятие близко к современному понятию центра тяжести, то есть реального центра предмета. А раз с Луны ничего не улетает при ее движении, то и предположение о движении Земли правомерно.
У Леонардо есть и такая запись: “Если даны центры двух миров без стихий, весьма друг от друга удаленные, и дан однородный груз, центр тяжести коего одинаково удален от названных двух центров, и если грузу этому дана возможность падать, каково будет его движение? Он пойдет, долгое время перемещаясь так, что каждая часть его пути будет всегда одинаково отстоять от каждого из центров, и наконец остановится на одинаковом расстоянии от обоих центров, в том месте, где он к ним ближе всего, и, таким образом, подобный груз не приблизится ни к одному из центров двух миров”.
Здесь под миром Леонардо подразумевает какую-либо планету, способную притягивать. Оставим в стороне вопрос, насколько верно Леонардо решил “задачу трех тел” с точки зрения математики. Математического аппарата для решения таких задач еще и в помине не было. Даже квадратное уравнение научатся решать в общем виде только через сто лет. Обратим внимание на то, какую задачу решает Леонардо. Он предполагает множественность миров и пытается понять, как будет двигаться тело между двумя притягивающими планетами.
В этой задачке Леонардо идет дальше Коперника. Коперник хотя и полагал, что Земля вращается вокруг Солнца, но центром притяжения считал только Землю. Оттого-то у него не все получилось с расчетами. Коперника одолевали сомнения: что-то не так. Возможно, поэтому он и не спешил опубликовать свой труд.
Рассуждения Леонардо не похожи на рассуждения Коперника. Леонардо предполагал, что все планеты и звезды светят отраженным светом Солнца. В нашей терминологии Солнце для Леонардо было единственной звездой, единственным светящимся объектом. Оно для него было центром мира, а потому неподвижно.
Например, у Леонардо есть запись, где впрямую утверждается: “… Земля не в центре солнечного круга и не в центре мира, а в центре стихий своих, с ней близких и с ней соединенных”.
Есть ли вероятность того, что Леонардо да Винчи и Коперник встречались, когда Коперник жил в Италии в 1496–1506 годах? Или такое предположение надо отбросить как нереальное? Проблема в том, что биографии обоих известны плохо, особенно слабо документированы именно эти годы. Свидетельств, что такая встреча могла состояться, найти не удается, хотя в какие-то моменты они “географически” были близки. Так было около 1500 года, когда Коперник заканчивал учебу в Болонском университете, а Леонардо приезжал в Болонью со своим лучшим учеником Больтрафио.
Второй раз их пути могли пересечься где-то между 1501 и 1503 годами. Коперник в это время изучал медицину в Падуе, а Леонардо по соседству помогал Венецианской республике строить оборонительную систему против турок. Оба могли посещать знаменитые публичные анатомические сеансы, проводившиеся Алессандро Бенедетти в Венеции. Общие интересы Николая Коперника и Леонардо да Винчи шире, чем может показаться на первый взгляд. Коперник, между прочим, хорошо рисовал, и существует его автопортрет.
Личная встреча остается под вопросом, однако весьма вероятно, что Леонардо познакомился с астрономическими работами Коперника, когда жил в Риме в 1513–1516 годах. В это время Коперник был в Германии, но его хорошо знали в Риме. Репутация Коперника в Ватикане была очень высока. С ним советовались по поводу введения григорианского календаря, и в 1513 году он отослал папе Льву Х свои предложения по реформе.
Свою модель Вселенной Коперник закончил к 1510 году. Вскоре после этого он распространил небольшую статью “Commentariolus” (“Маленький комментарий”), где кратко излагал свои взгляды. Он послал работу своим друзьям в Рим, в том числе священникам. Покровителем Леонардо в то время был брат папы римского Льва X, Джулиано, и Леонардо вполне мог ознакомиться с “Маленьким комментарием”.
В Риме Леонардо усиленно занимался анатомией. Как мы помним, именно на листе с анатомическими рисунками находится знаменитое утверждение “Солнце не движется”. Правда, Леонардо занимался анатомией везде, где мог, и это не помогает установить дату высказывания.
Почему же Коперник так долго не публиковал свой главный труд? Боялся церкви? Долгое время считалось, что так оно и было. На самом деле Копернику ничто не грозило. В те времена церковь вполне толерантно смотрела на поиски моделей Вселенной.
Позднее, уже после смерти Леонардо, секретарь папы Климента VII, Иоганн Видманштадт, прочел лекцию для высших духовных лиц, на которой присутствовал и папа римский. Темой лекции было изложение теории Коперника. Один из кардиналов, Николай Шонберг, писал Копернику и уговаривал его опубликовать свои результаты. Письмо кардинала Коперник привел в начале своей знаменитой работы “De Revolutionibus Orbium Coelestium” (“О вращении небесных сфер”), окончательно опубликованной в 1543 году и посвященной папе Павлу III. Мотивы отсрочки публикации могли быть очень разными. Коперник не был профессиональным астрономом. Он был священником, и у него было много прямых обязанностей, отвлекавших его от астрономии.
Относительная терпимость церкви в вопросе строения Вселенной длилась до конца XVI века. Понимание какой-либо исторической ситуации часто загораживается последующими событиями. Первыми на гелиоцентрическую теорию напали протестанты, следовавшие во всем Библии. Затем к борьбе за чистоту мировоззрения присоединились католики. В 1616 году книга Коперника была запрещена, и любому, защищавшему гелиоцентрическую систему, грозили большие неприятности.
На самом деле не важно, были ли лично знакомы Коперник и Леонардо. Скорее всего, Леонардо рассуждал самостоятельно, совершенно независимо от Коперника. Важно, что идеи строения Вселенной обсуждались, и обсуждались довольно широко — от университетов до папской курии. Хрустальные сферы с прикрепленными к ним звездами ушли в небытие. Система Птолемея перестала удовлетворять астрономов, и делались первые попытки ее пересмотреть. Нет ничего невероятного в том, что Леонардо со своей неуемной любознательностью попробовал разобраться и в этом.
Леонардо видел вокруг себя космическое пространство и был близок к гипотезе, что все космические тела обладают притяжением, что, конечно, ставило его впереди очень многих. Тем не менее он “забегал вперед” и окончательных выводов сделать не мог. Ситуация была схожей с историей изобретения им летательного аппарата. Конструкция крыльев и прочие расчеты были верными, но ему не хватало, по его словам, “души птицы”, то есть источника энергии, а двигатель внутреннего сгорания изобретен еще не был.
Так и с гелиоцентрической гипотезой.
Как писал Даниил Данин, “свои двери природа открывает со скрипом”. Немногого не хватало, чтобы решить задачу, но это немногое было очень серьезным. Гелиоцентрическая модель оказалась связанной с законом всемирного тяготения, не установив которого невозможно было разобраться и в структуре Солнечной системы. Это удалось только Ньютону и только в конце XVII века. А пока оставалось ждать кропотливых наблюдений Тихо Браге, открытия законов Кеплера, создания телескопа и многого другого, прежде чем подтвердить гипотезу.