Коперниканская революция
XVI век является временем оформления нового образца отношений между религией и наукой, между теологией и наукой. Событием, ознаменовавшим начало этого процесса, явился выход в 1543 г. книги Николая Коперника (1473—1543) "О вращении небесных сфер". Астрономия Н. Коперника означала отказ от птолемеевско-аристотелевской картины мира, лежащей в основе средневекового мировоззрения и науки, дистанцирование от хри-стианско-теологического комплекса идей, связавшего себя с ари-стотелевско-птолемеевской космологией и астрономией.
Коперниканская астрономия влекла за собой появление совершенно новой картины мира, а также заявку со стороны науки на свою автономию и право судить о мире самостоятельно, независимо от теологических положений. На заре истории Нового времени формируется новый образец отношений религии и науки.
1.3.1. Чтобы понять суть и значение мировоззренческой революции, осуществленной Коперником, напомним на примере астрономии, с чем пришла христианизированная наука к XVI в.[2]. В астрономии отсутствовала единая систематическая теория. С одной стороны, существовала концепция мира как системы гомоцентрических сфер Аристотеля, которая не "спасала явления", т. е. не описывала наблюдаемые движения светил и не объясняла нерегулярности в их движениях, но была обоснована общепринятой физикой, метафизикой и теологией. С другой стороны, была система мира Птолемея, которая "спасала явления", описывала и объясняла все наблюдаемые нерегулярности, однако противоречила не только системе гомоцентрических сфер, служившей в качестве общепринятой картины мира, но и тем метафизическим постулатам, которые лежали в ее основе.
Теория гомоцентрических сфер Аристотеля — космологическая система мира, разработанная Аристотелем на основе и в соответствии с базисными постулатами его физической теории. Такими постулатами были концепция естественного места (для земли - в центре мира) и естественного движения, а также постулат пяти, иерархически расположенных элементов (земля - в центре, далее - вода, воздух, огонь и на периферии - эфир). Эти три постулата и определили тезис о центральном и неподвижном положении Земли, находящейся в центре мира как в своем естественном месте.
Еще два положения физической теории Аристотеля определили количество сфер и их порядок в космологии - это отрицание пустоты и утверждение о том, что движение возможно только через взаимодействие, благодаря которому движутся сферы с прикрепленными к ним светилами, а также положение о независимости движения каждого отдельного светила. Последнее положение является чрезвычайно важным, поскольку установление любого приоритета приведет к вычленению дополнительного (помимо Земли) центра.
В результате теоретической реализации этих положений система мира Аристотеля выглядит следующим образом. Центром всех сфер является неподвижная Земля. Вокруг нее располагаются вложенные друг в друга сферы. Их порядок тот же, что и у Евдокса и Каллиппа: над Землей идут сферы Луны, Солнца, Меркурия, Венеры, Марса, Юпитера, Сатурна и, наконец, сфера неподвижных звезд. Между системами сфер Сатурна и Юпитера, Юпитера и Марса Аристотель помещает по 3 компенсирующие сферы и по 4 сферы между каждыми другими системами сфер светил. Таким образом, в целом число различных сфер достигает 55.
Система мира Птолемея явилась результатом последовательной реализации принципа "спасения явлений", а не физической теории Аристотеля.
Греческая астрономия базировалась на представлении о божественной природе небесных светил, а также на представлении о том, что только круговое равномерное движение может быть адекватно ей. Стремление представить наблюдаемые движения небесных светил как равномерные круговые движения божественных сущностей, собственно, и составляет содержание истории астрономии вплоть до Коперника.
Основным средством осуществления этого устремления греческой астрономии стал так называемый "принцип спасения явле
ний". В наиболее полной форме этот принцип был реконструирован известным французским историком науки Пьером Дюгемом, который, ссылаясь на Симпликия, воспроизводит его следующим образом: "Наблюдательная астрономия показывает, что некоторые светила движутся в небе по необыкновенно сложным траекториям, из-за чего непосвященные и дали этим божественным существам святотатственные названия "блуждающих светил". Но эти изменчивые и сложные движения — лишь видимость, под которой скрыта неизменная сущность, являющаяся ее основой. Эту неизменную сущность мы можем познать лишь с помощью геометрического метода, т. е. обнаружить истинные движения должна математика. В поисках истинных движений она должна руководствоваться двумя моментами: во-первых, они должны быть круговыми, совершающимися всегда в одном и том же направлении и с неизменной скоростью; во-вторых, истинные движения в совокупности должны воспроизводить внешнее движение, описываемое наблюдательной астрономией, т. е. в них должна воспроизводиться видимость"3. Греческие астрономы исходили из некоторого числа заданных извне идей и в соответствии с ними строили, дополняли и уточняли некоторую гипотетическую математическую модель до тех пор, пока она не оказывалась способной удовлетворительно "спасти" наблюдаемые явления.
Таким образом, главными составными частями принципа "спасения явлений" выступают: заданная извне аксиома равномерного кругового движения; различение между являющимся, т. е. наблюдаемым, и истинным движением; истолкование кажущегося движения как являющегося истинного движения; рассмотрение результирующей космологической схемы как описательной гипотетической модели.
Отметим, что в таком разработанном виде принцип "спасения явлений" сформировался в результате долгого исторического развития от Анаксимандра до Прокла и был транслирован в средневековую и нововременную европейскую науку.
Птолемеем на основе этого принципа была создана астрономическая система, просуществовавшая вплоть до Коперника. Согласно этой системе вокруг неподвижно покоящейся Земли происходит вращение светил, причем все они, за исключением Солнца, движутся по эпициклам и деферентам, являющимся эксцентрами. Солнце, единственное из всех, движется только по эксцентру.
Эта система, равной которой не было на протяжении более тысячи лет, прекрасно спасала явления, однако противоречила своим же собственным метафизическим принципам: во-первых, аксиоме равномерного кругового движения, поскольку введение эк-ванта было безусловно искусственным и компромиссным решением проблемы, по крайней мере, с физической точки зрения: и, во-вторых, эпицикло-эксцентрическое строение мира со множеством различных центров вращений нарушало геоцентрический принцип Аристотеля, допускавший один единый центр для всех движений. Оба эти противоречия коренились в изначальном противоречии между принципом спасения явлений и теорией гомоцентрических сфер, составляющей основу картины мира и обосновывающейся физикой Аристотеля, которая в то время была общепринятой.
Главное достоинство аристотелевской физики заключалось в том, что она хорошо согласовывалась с опытом, во всяком случае, с опытом здравого смысла и чувственного восприятия. Опыт здравого смысла утверждал геоцентризм, однако программа математической астрономии, выстраивавшаяся на принципе спасения явлений, никак ему не соответствовала, что не замедлило сказаться в противоречии теории эпициклов-эксцентров и теории гомоцентрических сфер.
Птолемей ставит задачу примирить систему гомоцентрических сфер со своей системой эпициклов-эксцентров, которую пытается осуществить в трактате "Планетарные гипотезы".
Птолемей предлагает свою космологическую систему, следуя Аристотелю, однако видоизменяет его концепцию. Если в "Синтаксисе" Птолемей заявляет, что нет твердого критерия относительно порядка планет, помещая при этом Венеру и Меркурий ниже Солнца, а остальные - выше, то в "Планетарных гипотезах" он повторяет аристотелевский порядок и утверждает, что каждая планета имеет одно естественное движение и другое - насильственное. Насильственное движение - это движение с востока на запад в унисон с универсальным суточным движением. Он следует Аристотелю в том, что суточное вращение самой внешней сферы - сферы звезд - является необходимым благодаря непрекра
щающимся усилиям Неподвижного Двигателя, находящегося за этой сферой.
Вся остальная аристотелевская мировая механика отбрасывается Птолемеем, и он даже высказывает сомнение в том, что в природе существует что-либо, что имеет смысл, не будучи полезным. Это относится прежде всего к аристотелевским сферам, которые взаимодействуют друг с другом, не говоря уже о громадном количестве этих сфер, которые занимают слишком много места в пространстве и не нужны для описания наблюдаемого движения планет. Птолемей избавляется от аристотелевских взаимодействующих сфер, механически передающих движение от планеты к планете.
Как же движутся планеты в системе мира Птолемея? Во-первых, как уже сказано, они движутся необходимым суточным движением вместе со сферой неподвижных звезд. Во-вторых, им всем присуще естественное движение. Взаимодействие не может быть источником движения, как у Аристотеля, взаимодействие мешает движению. Источником естественного движения планет является их жизненная сила. Каждая планета имеет свою соответствующую жизненную силу, которая движет ею. Телам, связанным с ней по самой своей природе, она также передает движение. Это движение начинается сначала в самых близких к ней телах и затем распространяется дальше. Так, движение передается сначала эпициклу, затем эксцентру и затем кругу, центр которого расположен в центре универсума.
Картина мира Птолемея, выросшая из попыток примирить теорию эпициклов с теорией гомоцентрических сфер, не разрешала, однако, этого противоречия, а показывала лишь искусственность построения.
История астрономии последующих веков демонстрирует постоянно возобновляющиеся попытки примирить эти две теории. Так как утверждаемый здравым смыслом геоцентризм, философски и физически обоснованный Аристотелем, превратился в непререкаемую догму, проблема свелась к тому, чтобы осмыслить теорию эпициклов таким образом, чтобы она не противоречила теории гомоцентрических сфер. Все эти попытки можно условно разделить на две группы. Одни, в духе Птолемея, пытались совместить эти две теории, другие отказывались от какого бы то ни было совмещения, беспрекословно принимая теорию гомоцентрических сфер в качестве истинной картины универсума. Теория же эпициклов объявлялась ими математической фикцией, лишенной истинного онтологического содержания и призвана была служить лишь средством астрономических вычислений.
К приверженцам первой точки зрения, т. е. к тем, кто пытался как-то примирить обе теории, можно отнести Сосигена. Сосиген считал, что схема эпициклов и эксцентров является более простой, чем схема гомоцентрических сфер, поскольку делает ненужным обращения столь многих сфер и спасает явления, которые не может спасти вторая. Для того же, чтобы совместить их, Сосиген делит все небесные светила на два рода: на вращающиеся вокруг центра Вселенной, как, например, сфера неподвижных звезд, и вращающиеся вокруг собственных центров, например, планеты. Однако, вращаясь вокруг своих собственных центров, планеты вместе со сферой неподвижных звезд, которая передает свое движение концентрическим сферам, несущим деференты планет, совершают суточное вращение вокруг центра Вселенной. Сосиген стремился показать, что теория эпициклов не противоречит Аристотелю, если она верно осмысляется. Основной принцип ее интерпретации состоит в том, что планеты универсума все равно концентрически движутся вокруг центра универсума, своим ли собственным движением или движением несущей их сферы. В этом смысле круговые аристотелевские движения светил должны рассматриваться как истинные.
Представителем второй точки зрения на отношение теории гомоцентрических сфер и эпициклов-эксцентров был знаменитый философ-неоплатоник Прокл (410—485 гг.). Его астрономические взгляды изложены в комментариях к платоновским диалогам и в трактате "Очерк астрономических гипотез". Он признавал теорию гомоцентрических сфер в качестве космологической схемы мира, однако допускал, что вследствие того, что планеты занимают промежуточное положение между божественными созвездиями и земными телами, они могут иметь аномалии в движении в силу своей промежуточной природы. Эпицикло-эксцентрическое строение мира Птолемея не удовлетворяло Прокла по нескольким пунктам. Он полагал, что введение эпициклов и эксцентров, во-первых, вело к нарушению принципа кругового и равномерного
движения небесных светил, а во-вторых, нарушало постулат единого центра для всех движений. Он считал, в-третьих, что в системе эпициклов-эксцентров Птолемей отошел от требования объяснения возможно большего количества явлений с помощью наименьшего числа принципов, введенного якобы пифагорейцами. В-четвертых, по мнению Прокла, эпицикло-эксцентрическая астрономия "грешила" произвольностью построения, физической необоснованностью и внутренней несогласованностью. В-пятых, Прокл обвинял астрономов в отступлении от канонов методологии: геометры выводят следствия из гипотез (аксиом), тогда как астрономы поступают наоборот, они от следствий идут к гипотезам.
В силу всего этого Прокл рассматривал эпициклы и эксцентры как чистые фикции, существующие только в голове астронома и не имеющие реального физического существования. Тем не менее он признавал эффективность этих фиктивных гипотез в деле упорядочения планетарных движений. По его мнению, теория эпициклов не может объяснить физические причины движения небесных тел, но делает их умопостигаемыми.
Таким образом, Прокл повторяет введенное Посидонием разделение астрономии и физики. С одной стороны, существует физическая система мира Аристотеля, представляющая собою систему гомоцентрических сфер, равномерно вращающихся вокруг покоящейся в центре Земли, в рамках которой не находят объяснения не одна из наблюдаемых нерегулярностей в движении планет. С другой стороны, есть хитроумная математическая теория Птолемея, нарушившая геоцентрический принцип для всех движений и аксиому равномерного кругового движения, но зато спасающая все эмпирически наблюдаемые нерегулярности.
Таким образом, единое знание о космосе разделяется на две части: физическую, или метафизическую, астрономию и практическую астрономию, но обе эти части существуют одновременно и в единстве, причем метафизическая часть имеет статус непререкаемой истины. В течение многих последующих веков можно было как угодно экспериментировать с астрономической теорией, улучшая и уточняя Птолемея, но нельзя было посягать на физически обоснованную, а потом и подкрепленную авторитетом церкви геоцентрическую схему мира Аристотеля.
Это противоречие между двумя теориями, зафиксированное уже самим Птолемеем и выступавшее как постоянный возмущающий фактор в развитии науки, оказывалось неразрешимым в условиях господства аристотелевской физики, а также безоговорочного приоритета метафизического и религиозного знания над научным. Это противоречие и этот компромисс, предложенный Проклом, пришли в латинскую европейскую науку и теологию через арабо-мусульманских мыслителей, прежде всего через Авер-роэса.
Фома Аквинский, христианизировав аристотелевскую картину мира, утвердил за астрономической системой Птолемея статус "фик-ционалистской" модели. Таким образом, он фактически воспроизвел компромисс, предложенный Проклом. С этого времени ведет свое начало и дисциплинарное расчленение астрономии: теория гомоцентрических сфер Аристотеля преподавалась в рамках философии, а астрономия Птолемея — в рамках математики и астрономии. Более того, "фикционалистская" установка стала общераспространенной, не ограничиваясь рамками только астрономии и применяясь ко всем теориям, так или иначе входившим в противоречие со схоластическим аристотелизмом.
1.3.2. Коперником, однако, двигало не только стремление к разрешению это теоретического противоречия. Важнейшее историческое обстоятельство, явившееся причиной того, что астрономия в XVI в. все более стала приковывать к себе внимание многочисленных математиков и широких кругов ученых, было следующим. Ошибки юлианского календаря привели к тому, что празднование Пасхи отодвигалось на все более и более раннее время в связи с тем, что действительное время весеннего равноденствия перестало совпадать с календарным. Начиная с XIV в. стали говорить о необходимости исправления календаря. К XVI в. ошибка юлианского календаря составляла уже 10 дней. Так, например, сам Коперник в 1515 г. наблюдал Солнце в момент весеннего равноденствия не 21, а 11 марта. Коперник считал, что реформа календаря невозможна без "достаточно хороших определений продолжительности года и месяца и движения Солнца и Луны"4.
Таким образом, реформа календаря явилась той практической задачей, которая оказала несомненное влияние на оживление аст
рономической практики, стимулировала интерес к теоретической астрономии и развивала критическое чутье к астрономическим достижениям древних. Кроме того, к этому времени в полной мере выявились расхождения системы Птолемея с наблюдаемыми явлениями, например, несоответствие его теории движения Луны наблюдаемым закономерностям, неудовлетворительность принципов определения тропического года и т. д.
Прежде чем приступить к созданию теории, Коперник определяет свое отношение к предшествующей традиции. Он признает неудовлетворительным состояние астрономической теории из-за несистематичности и произвольности астрономических построений, отсутствия единых принципов и единого метода, повторяя тем самым один из аргументов Прокла против системы Птолемея. Он показывает, что целый ряд явлений не находит в системе Птолемея объяснений и носит характер случайных совпадений. Птолемей не смог, как говорит Коперник, определить форму мира и точную соразмерность его частей; у него получилось так, "как если бы кто-нибудь набрал из различных мест руки, ноги, голову и другие члены, нарисованные хотя и отлично, но не в масштабе одного и того же тела; ввиду полного несоответствия друг с другом, из них, конечно, скорее составилось бы чудовище, а не человек". Однако, в отличие от Прокла, Коперник критически оценивает и систему мира Аристотеля, и сам метод построения обеих теорий.
В своем "Обращении к Павлу III" он пишет, что к размышлениям о другом способе расчета движений мировых сфер его побудило именно то, что сами математики не имели ничего вполне установленного относительно исследования этих движений. У них не было ни единых или одинаковых принципов и предпосылок или одинаковых способов представления видимых вращений и движений. Одни использовали только гомоцентрические круги, другие — эксцентры и эпициклы, однако никто не достиг желаемого. "Хотя многие, полагавшиеся только на гомоцентры, и могли доказать, что при помощи их можно путем сложения получать некоторые неравномерные движения, однако, они все же не сумели на основании своих теорий установить чего-нибудь надежного, бесспорно соответствовавшего наблюдающимся явлениям. Те же, которые измысляли эксцентрические круги, хотя при их помощи и получили числовые результаты, в значительной степени сходные с видимыми движениями, однако должны были допустить многое, по-видимому, противоречащее основным принципам равномерности движения... . Итак, обнаруживается, что в процессе доказательства, которое называется цеБобоу (методом), они или пропустили что-нибудь необходимое, или допустили что-то чуждое и никак не относящееся к делу"5.
Как видим, Коперник ясно сознавал имманентное противоречие птолемеевской исследовательской программы, противоречие между принципом геоцентризма и принципом "спасения явлений" через аксиому кругового равномерного движения, которому следовала вся история астрономии со времен античности.
Как математик, Коперник прекрасно понимал, что нет иных математических средств, кроме как описания движения планет через систему круговых движений. Круговое равномерное движение светил являлось базисным компонентом обоих теоретических построений — и Аристотеля, и Птолемея. И Коперник следует в этом античной астрономии, формулируя свою задачу так же, как Евдокс, Каллипп, Аристотель и Птолемей свои: спасти явления через систему круговых равномерных движений. Но далее уже начинается существенное расхождение. У Коперника принцип спасения явлений через систему круговых равномерных движений становится всего лишь методом. Он не опирается на предзаданную метафизическую схему мира, где круговое равномерное движение выступало бы как движение божественных светил. Он опирается на явления, которые следует рациональным образом объяснить, используя систему круговых равномерных движений. Вот почему он сразу отказывается как от системы гомоцентрических сфер Аристотеля, так и от системы Птолемея.
Поставленную задачу спасения явлений с помощью круговых равномерных движений Коперник решает совершенно иным способом. Прежде всего он отказывается от принципа геоцентризма. Посылки, выдвинутые им в "Малом комментарии", гласят, что не существует единого центра для всех небесных орбит или сфер и что центр Земли не является центром мира. И далее Коперник пытается найти такой организующий эти явления принцип, который бы оказался гармоническим принципом, способным объяснить все на
блюдаемые закономерности и нерегулярности в движениях светил. Таким принципом оказался гелиоцентризм. Именно благодаря предположению о движении Земли все оказывается "так связанным, что ничего нельзя... переставить ни в какой части, не производя путаницы в других частях, и во всей Вселенной". Впервые в истории астрономии не метафизическая схема накладывается на явления, а явления диктуют картину мира.
Но этого мало. Как искренний ревнитель истины и научного знания Коперник полагает, что у науки достаточно сил для самостоятельного отыскания и утверждения истины, что ей не нужны "поводыри" и что для обретения самостоятельности ей надо освободиться от чужеродных для нее элементов. Научное знание должно быть единым. Коперник поэтому категорически возражает против разделения астрономии на физическую и математическую, против того, что астрономы-математики якобы не могут делать физических выводов, в результате чего их теоретические построения не могут претендовать на истинную картину универсума.
Коперник ликвидирует дисциплинарное и методологическое разделение астрономии на физическую и математическую и утверждает за последней статус физически реальной. По его мнению, астрономия — это дело самих астрономов и математиков, а не философов и теологов, и только ученые могут судить о правомерности и достоверности своих теоретических построений.
В конкретной исторической ситуации XVI в. этот акт имел значение, далеко выходящее за рамки астрономии и даже науки в целом. Ведь утверждать, что проблемы астрономии - это проблемы самих астрономов и что наука сама способна судить о физической реальности на основе своих собственных теоретических построений, означало по сути дистанцировать науку от теологии, освободить ее из-под власти религиозных и философских положений. Это была самая настоящая мировоззренческая революция. Об этом Коперник недвусмысленно заявляет в "Обращении к Павлу III": "Если и найдутся какие-нибудь, которые, будучи невеждами во всех математических науках, все-таки берутся о них судить и на основании какого-нибудь места Священного Писания, неверно понятого и извращенного для их цели, осмелятся порицать и преследовать это мое произведение, то я, ничуть не задерживаясь, могу пренебречь их суждением, как легкомысленным. Ведь не тайна, что Лактанций, вообще говоря знаменитый писатель, но небольшой математик, почти по-детски рассуждал о форме Земли, осмеивая тех, кто утверждал, что Земля имеет форму шара. Поэтому ученые не должны удивляться, если нас будет тоже кто-нибудь из таких осмеивать. Математика пишется для математиков... "6 (Курсив наш. — Ю. К.)
В связи с этим становится понятным, почему первые главы книги Н. Коперника посвящены физическому обоснованию принципа гелиоцентризма, опровержению аристотелевских и птолеме-евских аргументов против движения Земли, а также критике физических теорий того времени.
Главным аргументом Коперника в пользу отказа от геоцентрического тезиса была основанная на идеях относительности движения апелляция к наблюдательной эквивалентности reo - и гелиоцентрических систем, о которой он говорит в V главе Первой книги "О вращениях".
Доказывая наличие годового вращения Земли и выявляя порядок планет и структуру Вселенной, Коперник апеллирует к явлениям и предлагает интерпретацию этих явлений, основываясь на достижениях оптики, полученных вне рамок аристотелевской физики. Он ссылается на неадекватность теории гомоцентрических сфер, выявленную еще во времена Автоликия Питанского, младшего современника Аристотеля, и показывает, что невозможно утверждать центральное положение Земли.
Коперник решительно отвергает положение аристотелевской физики о том, что центр тяготения Земли является также центром тяготения Вселенной, опираясь на теорию тяготения, разработанную Жаном Буриданом и Николаем Оремом. Тяготение, стало быть, есть не отношение физической сущности и естественного места, как думал Аристотель, а отношение между физическими сущностями. Поэтому любое тело может двигаться не только в направлении к центру мира (Земле) или от него, но и по отношению к другим телам — Луне, Солнцу и так далее. Земля поэтому есть такая же планета, как и все остальные, и потому любая из них может быть центром вращений остальных, а Земле можно приписать движения, аналогичные тем, которые наблюдаются у всех других планет. Наконец, само Солнце можно считать
занимающим центр мира; во всем этом наличествует разумный порядок, в котором следуют друг за другом все светила, и гармония всего мира.
Приняв за исходный тезис о центральном положении Солнца, а также суточном и годичном вращении Земли, Коперник пытается установить и точный порядок светил.
Исходя из того, что размеры орбит измеряются величиной времени обращения, Коперник устанавливает порядок вращений. Первой и наивысшей из всех является сфера неподвижных звезд, которая сама является неподвижной; она служит точкой отсчета движений и положений всех остальных светил. Далее следует первая из планет — Сатурн, завершающий свое обращение в 30 лет, после него — Юпитер, движущийся двенадцатилетним обращением, затем — Марс, который делает оборот в два года. Четвертое по порядку место занимает годовое вращение Земли вместе с лунной орбитой, как бы эпициклом. На пятом месте стоит Венера, возвращающаяся на девятый месяц. Наконец, шестое занимает Меркурий, делающий круг в 80 дней. В середине всех вращений находится Солнце.
Указывая на преимущества и несомненные достоинства новой системы мира, Коперник пишет: "В этом расположении мы находим удивительную соразмерность мира и определенную гармоничную связь между движением и величиной орбит, которую иным способом нельзя обнаружить... Все это происходит по одной причине, которая заключается в движении Земли"7.