Човекът, който премести Земята
Научната революция на Николай Коперник
От векове астрономите са поставяли Земята в центъра на Вселената. Николай Коперник отнема титлата център на Вселената от нашата планета и я поставя в обикновена околослънчева орбита, полагайки основите на една от най-големите научни и философски революции в духовната история на човечеството.
Известната поговорка на Архимед „Дайте ми опорна точка и аз ще преместя Земята“ е достигнала до нас в изложението на александрийския математик от 4-ти век Пап. Историците не знаят от какъв източник е черпил думите на сиракузкия гений, убит през 212 г. пр.н.е. Възможно е те просто да са били приписани на Архимед от съвременници или потомци. Въпреки че като цяло изместването на нашата планета, причинено от човека, е не само възможно, но и многократно се прилага на практика: изстрелването на всеки космически кораб променя орбитата на Земята (с много малка сума).
Но изместването на Земята може да се обсъжда в по-дълбок смисъл. Има всички основания да се смята, че Архимед в духа на своето време е смятал нашата планета за неподвижна топка в центъра на Вселената, около която се въртят сфери, където се намират Слънцето, Луната, планетите и звездите. Интересното е, че той не само е знаел за хелиоцентричния модел на космоса, предложен от Аристарх от Самос, но и го описва накратко в труда си „Изчислението на пясъците“. Архимед обаче нарече тази идея хипотетична и никога не се изказа в нейна подкрепа (въпреки че като математическо упражнение той изчисли въз основа на нея радиуса на Вселената, който възлиза на 100 трилиона етапа - около две светлинни години).
Същите възгледи са били поддържани от астрономите както през Античността (с изключение на Селевк от Селевкия), така и през Средновековието. Заради точността си струва да се отбележи, че отделни проницателни умове (предимно най-великият астроном на 15 век, Йохан Мюлер, по-известен катоRegiomontanus) видя слабостите на геоцентричната космология, но не предложи нищо в замяна. Неговият, както бихме казали сега, стандартен модел, изложен във великото произведение на александрийския астроном от II век Клавдий Птолемей „Алмагест“, царува върховно в продължение на 13 века. Само 1685 години след смъртта на Архимед се ражда момче, на което е предопределено да отнеме титлата център на Вселената от нашата планета. Този интелектуален подвиг бележи началото на една от най-големите научни и философски революции в духовната история на човечеството.
Детство и юношество
През 13 век предците на Николай Коперник по бащина линия се преселват от Германия в Полша. Отначало те живеят в Силезия (най-вероятно в село, което все още се наричаКоперники), а в средата на 14 век се преместват в Краков, по това време столица на Кралство Полша. Предците на учения постепенно избухнаха от занаятчийската класа в търговията. Бащата на Коперник, също Николай, беше много проспериращ търговец. В края на 1450 г. той се премества от Краков в северната част на страната, в Торун, където става съветник и се жени за дъщерята на един от най-богатите граждани Лукас Ваценроде.
През 1470 г. първородният Андреас е роден на Коперник, след това дъщерите Барбара и Катерина, а след това последният син Николай младши. Когато е на около десет години, семейството губи баща си. Грижите за децата се поеха от чичо по майчина линия, също Лукас. През 1489 г. той оглавява епископството на Вармия, разположено североизточно от Торун, и в това си качество изигра значителна роля в съдбата на своите племенници. След като завършиха църковни училища от първа и втора степен, чичо ми настоя да бъдат приети в университета в Краков, където той самият някога беше учил. През есента на 1491 г. Андреас и Николай напускат родния си град за първи път в живота си. по-вероятно,те се качиха на ветроходна баржа и отплаваха нагоре по Висла към кралската столица.
студентско тяло
Ягелонският университет в Краков, основан през 1364 г. от крал Казимир III Велики (тогава наричан Краковска академия и получава сегашното си име в началото на 19 век), е едно от най-старите европейски висши училища. През 1410 г. там се появява катедра по астрономия и астрология (първата в Централна Европа). През студентските години на Коперник тя е заета от брилянтния учител Войчех Брудзевски, който не е ортодоксален привърженик на геоцентричната теория и е първият, който разбира, че Луната се движи по елипса. Очевидно именно той е заинтересувал младия мъж от Торун в науката за небесата (във всеки случай е надеждно известно, че в Краков Коперник е посещавал най-малко седем курса по астрономия, астрология и математика, а също така е усвоил много напреднали астрономически гониометрични инструменти, дарени на Краковската академия от университета в Буда). По време на обучението му имаше такива грандиозни небесни събития като появата на комета, няколко слънчеви и няколко лунни затъмнения.
Коперник прекарва четири години в Краков, но образованието му не свършва дотук. Той живее една година при чичо си, епископа, след което отново тръгва по неговите стъпки и отива в най-стария в Западна Европа, университета в Болоня, за да разбере правната мъдрост. Там се сближава с професора по астрономия и астрология Доменико Новара, на когото неведнъж помага да наблюдава светилата. Коперник прекарва още две години в университета в Падуа, където учи медицина. През 1503 г. завършва формалното си образование и получава докторска степен по канонично право от университета във Ферара.
Коперник във Вармия
Николай Коперник напуска родината си като млад и се завръща като зрял тридесетгодишен съпруг. В Италия той разширява познанията си по математикаи владее гръцкия толкова добре, че изучава Птолемеевия Алмагест в оригинал. В Рим, докато практикува право в папската канцелария, той дори изнася публична лекция по математика, което не е малка чест. Биографите на Коперник не спират да се чудят защо не му е предложено място в някой от тамошните университети. Ако желаеше, той можеше да остане в красива Италия и без това, правейки астрономия за душата и изкарвайки прехраната си като лекар или много печеливша астрология. Но съдбата обеща друго. Коперник прекарва остатъка от живота си в полската пустош, където практически няма лични контакти с други учени и прекарва по-голямата част от времето си в неща, които са много далеч от науката. Но дори в такава нетворческа среда той направи интелектуален пробив с невероятни размери.
Преместването в Полша обаче имаше своите предимства. Още през 1497 г. чичото-епископ Лукас Ваценроде урежда племенникът му да бъде избран в капитула на канониците, назначен към катедралата във Фромборк, град на брега на лагуната на Висла, източно от Гданск. Четири години по-късно Коперник е принуден да пътува за кратко до Фромборк, за да се представи лично на братята си от капитула и да поиска разрешение да остане в Италия, докато получи дипломата си. Тази позиция дава стабилен доход, който Коперник започва да получава веднага след одобрението, така че в материално отношение животът му е доста проспериращ.
Коперник най-накрая се установява във Фромборк едва през 1510 г. Преди това той е служил като личен секретар и лекар на чичо си, епископа, и е живял в неговата резиденция в малкото градче Лидзбарк. При встъпването си в длъжност Коперник поема много отговорности. Канониците на Фромборо трябваше да участват в църковните служби, но основната им функцияе да помага на епископа в управлението на Вармия. Канониците събираха данъци и данъци от миряните, изпълняваха съдебни задължения, назначаваха бургомистри, ръководеха пивоварните, риболова и лова. Коперник многократно е избиран за канцлер и инспектор на капитула, а веднъж е сред кандидатите за овакантеното място на епископа на Вармия. Коперник направи няколко карти на Вармия и нейните околности, лекува сънародници в градската болница на Светия Дух и през зимата на 1521 г. дори ръководи защитата на замъка Олщин, разположен в южната част на Вармия, който беше нападнат от Тевтонския орден. Накратко, не трябваше да скучае. Въпреки това животът му протича без особен стрес, с изключение на проблемите с църковните власти, които през 1530 г. са информирани (най-вероятно невярно), че Коперник си е намерил любовница. Въпреки това до есента на 1439 г. този инцидент, който заплашваше църковен съд, приключи.
Път към откритието
Катедралата Fromborough и сградите около нея са заобиколени от мощна крепостна стена с кули. Коперник се настанява в един от тях през първите години от престоя си във Фромборк (сега там е музей). През 1514 г. той купува градска къща в близост до катедралата и оборудва платформа за астрономически наблюдения до нея. Той имаше така наречената линийка на Птолемей и няколко други примитивни гониометри, които бяха много по-лоши от оборудването на добрите обсерватории от онова време. Но това беше достатъчно за Коперник - основният му инструмент беше главата.
Мъките на древногръцките астрономи
За да обяснят небесните явления, астрономите от древността трябваше да прибягнат до доста сложни модели.
Лесно е да поставите звездите върху една сфера, която се върти равномерно около Земята, но тази схема вече не работи за Слънцето. Не по-късно от 4 век пр.н.е гръцки астрономиустанови, че интервалите от време между слънцестоенето и равноденствието не са еднакви и следователно Слънцето се движи по еклиптиката с променлива скорост. Това обстоятелство може да се обясни с факта, че нашето светило се върти равномерно в кръг, чийто център е изместен спрямо Земята, но тогава се оказва, че Земята не е центърът на света. Още по-лошо беше положението с движението на луната и планетите. Гърците са знаели, че Луната не само се движи неравномерно по небето, но и променя диаметъра на диска си през всеки месец и те съвсем правилно са обяснили това с несъответствието на разстоянието от Земята. Те също знаеха, че планетите правят трудни кръгове в небето. В модела на Птолемеите всяка планета се движи равномерно по окръжност, наречена епицикъл, чийто център се движи по друга окръжност с много по-голям радиус - деферента. Центърът на деферента е изместен спрямо Земята. Ъгловата скорост на въртене на епицикъла по деферента е постоянна по отношение на екванта (особена точка, разположена върху продължението на сегмента, свързващ Земята с центъра на деферента) и следователно периодично се променя спрямо този център. Като цяло дизайнът е много объркващ и не трябва да се учудва, че Коперник не го харесва.
„Често съм се чудил“, пише Коперник, „възможно ли е да се намери някаква по-рационална комбинация от кръгове. с по-малко сфери и по-удобни комбинации от това, което е правено преди. Според него това е напълно възможно да се постигне, "стига само да се съгласим с някои наши изисквания, които се наричат аксиоми". След това следвайте самите аксиоми - има седем от тях. Първите три си заслужава да бъдат цитирани дословно. Първо, няма един център за всички небесни орбити или сфери; второ: центърът на земята не е център на света, а само център на тежестта ицентърът на лунната орбита; и трето: всички сфери се движат около Слънцето, което се намира като че ли в средата на всичко, така че центърът на света е близо до Слънцето.
Опус Магнум
Небесни сфери
Монографията на Коперник е изключително специализиран труд, с голям брой рисунки, формули и таблици.
Често се казва, че при Коперник всички планети обикалят около Слънцето в правилни кръгове, но това не е вярно. Коперник все още запазва епициклите - но с много по-малък радиус от тези на Птолемеите. В противен случай неговият модел не би бил подходящ за съставяне на планетни таблици, тъй като в действителност планетите се движат по елипси. С помощта на мини-епицикли Коперник превърна планетарните траектории от кръгове в овали, чиито параметри са много по-лесни за приспособяване към данните от наблюденията.
Космосът на Коперник е ограничен от външната сферична обвивка, върху която са разположени неподвижните звезди. В това отношение той не е съгласен с Птолемей, чийто космос също е краен. В допълнение, моделът на Коперник, строго погледнато, не може да се счита за хелиоцентричен, тъй като той постави Слънцето не в самия център на света, а близо до него. Ако гоним терминологичната точност, такава система трябва да се нарече хелиостатична, тъй като Слънцето за Коперник е неподвижно.
Според първия закон на Кеплер всяка планета се движи по елипса със Слънцето в един от нейните фокуси. На фокус - но не в центъра, който се намира в пресечната точка на голямата и малката полуос на елипсата! Така че и тук не може да се говори за 100% хелиоцентризъм.