В первой половине XVI века Николай Коперник лишил Землю статуса центра мироздания и низверг до уровня обыкновенной околосолнечной планеты. В начале XVII столетия Иоганн Кеплер определил истинную форму планетных орбит и установил математическую связь между их геометрическими параметрами и периодами планетных движений. Работы этих ученых ознаменовали начало и завершение великого преобразования теоретических основ астрономической науки, которое теперь называют коперниканской революцией. Но при всей своей гениальности Кеплер мало что мог бы сделать, не будь у него результатов астрономических наблюдений, которые долгие годы с беспрецедентной точностью выполнял его старший современник Тихо Браге. И к тому же именно ему Кеплер обязан должностью при дворе императора Священной Римской империи Рудольфа II, на которой он смог посвятить себя обработке и осмыслению доставшихся от Браге архивов. Не будет преувеличением сказать, что без первичных данных Тихо Браге не было бы кеплеровских законов — точнее, их открыл бы кто-нибудь другой (или другие), причем гораздо позже.
В XVI веке аристократы если и интересовались наукой, то редко и лишь на досуге. Тихо Браге, потомок древнего рода, имел все шансы пойти по пути предков и стать дипломатом, военным, а то и королевским советником. Но он стал профессиональным астрономом высочайшего класса и создал первый в истории Европы исследовательский центр. На иллюстрации — работа из Harmonia Macrocosmica («Гармония Макрокосмоса») -звездного атласа голландско-немецкого математика, инженера, картографа и астронома Андреаса Целлариуса (издания 1708 года). Рисунок изображает геоцентрическую картину мира, с Землей в центре, как ее описал Тихо Браге. Пять известных в то время планет — Меркурий, Венера, Марс, Юпитер и Сатурн — обращались в модели Браге вокруг Солнца (как и в модели Коперника), а само Солнце и Луна — вокруг Земли (как у Птолемея). Схему, показанную на фоне астрономов и их инструментов, окружают знаки зодиакальных созвездий.
Сила предисловия
Революционные идеи, высказанные Коперником в труде «Об обращении небесных сфер», были восприняты современниками без особенного ажиотажа. Этому сильно поспособствовало предисловие, автором которого был не Коперник, а лютеранский проповедник Андреас Осиандер. Он знал о решительном неприятии гелиоцентризма протестантской церковью и поэтому захотел нейтрализовать культурный шок от публикации книги. Более того, он придумал для нее заглавие, которое противоречило коперниканской модели мира, но было созвучно принятой церковью космологии Птолемея. Осиандер также заверил читателей, что теория Коперника вовсе не претендует на описание подлинных движений небесных тел, а лишь предлагает формальные гипотезы, упрощающие астрономические вычисления. К тому же книга Коперника была буквально нафарширована математикой, и потому прочесть и понять ее могли немногие.
Солнечная система в представлении Тихо Браге представляла собой гибрид геоцентрической и гелиоцентрической моделей. Планеты вращались вокруг Солнца, но само Солнце вместе с Луной обращалось вокруг Земли.
После смерти Коперника его идеи признал всего один видный астроном, профессор математики Виттенбергского университета Эразм Рейнгольд. Он составил и опубликовал в 1551 году первые таблицы планетных движений, основанных на коперниканской модели, которые вошли в историю астрономии под названием «Прусских», поскольку издание оплатил герцог Пруссии Альбрехт I. Рейнгольд также написал подробный комментарий к книге Коперника, который должен был очистить ее от интерпретации Осиандера. Однако в 1553 году он умер от чумы, а текст подготовленного к печати комментария оказался утерянным. В результате традиционное прочтение книги Коперника сохранялось на протяжении всего XVI века, и она практически не повлияла на университетские курсы астрономии, где продолжали господствовать птолемеевские идеи.
Коперник против Птолемея
Конечно, астрономы того времени вовсе не пребывали в восторге от наличия двух альтернативных моделей Солнечной системы. Однако концепция неподвижной Земли соответствовала физическим представлениям эпохи, и отказаться от нее было нелегко. Однозначно доказать, что Земля обращается вокруг Солнца, было бы возможно, если бы удалось увидеть периодические смещения ближайших звезд относительно более дальних соседей по небосводу — так называемый годичный параллакс (это понимал уже Аристотель), однако секстанты, квадранты и астролябии XVI века не позволяли этого сделать — их точность в то время измерялась даже не минутами, а градусами. А годичный параллакс, впервые определенный для звезды 61 Лебедя немецким астрономом Фридрихом Бесселем, значительно позднее, в 1830-х, составил лишь одну треть угловой секунды. Коперник просто принял, что звезды находятся столь далеко от Земли и Солнца, что их параллакс невозможно определить, но эта гипотеза была чисто логическим предположением.
Один из самых больших астрономических инструментов своего времени — большой настенный квадрант Тихо Браге. Шкала квадранта была поделена на множество мелких делений, что предоставляло возможность очень точных по тем временам измерений высоты светил над горизонтом. Квадрант украшен портретом самого Браге, указывающего рукой на щель в стене, через которую производятся наблюдения, а на заднем плане — разрез замка Ураниборг — с астрономическими инструментами на крыше, конференц-залами и библиотеками внутри и алхимической лабораторией в подвале. Обратите внимание на методику измерений: наблюдателю, замеряющему высоту над горизонтом, помогают два ассистента — один засекает время, второй записывает результаты. Одним из основных инструментов для астрономических измерений был секстант — устройство для определения угловых расстояний между светилами. Благодаря точности своих инструментов Тихо Браге смог провести чрезвычайно точные для своего времени астрономические измерения.
Послекоперниковские астрономы, в общем-то, вполне понимали назревшую необходимость в более точных и многочисленных наблюдениях небосвода. Такую попытку предпринял августейший любитель науки о светилах Вильгельм IV, ландграф немецкого княжества Гессен-Кассель. В 1561 году он построил в своей столице отличную обсерваторию и вместе с двумя помощниками долгие годы вел наблюдения за звездами. Они с высокой точностью определили угловые координаты многих звезд, но дальше этого дело не пошло — в 1592 году Вильгельм умер, и обсерватория закрылась. А поскольку они не занимались планетами, их результаты не могли повлиять на судьбу спора между Птолемеем и Коперником.
Путь к астрономии
В XVI веке Дания находилась на вершине политического и военного могущества. Датские короли носили корону Норвегии и владели обширными территориями Скандинавского полуострова, которые ныне принадлежат Швеции. В провинции Скания (или Сконе), отделенной проливом Эресунн от датского острова Зеландия, был расположен замок Кнудструп, которым владел Отте Браге, отец будущего астронома.
14 декабря 1546 года в замке появился на свет мальчик, которого назвали Тиге. В двухлетнем возрасте его взял на воспитание бездетный дядя по отцовской линии Йорген Браге, богатый землевладелец и высокопоставленный военный, который четырьмя годами позже был назначен комендантом замка Волдингборг, морской крепости на южном побережье Зеландии. Там мальчик поступил в церковную школу, где ознакомился с начатками латинской грамматики, арифметики и геометрии.
Следуя традиции, еще до тринадцатилетия Тиге отдали в процветающий Копенгагенский университет, основанный в 1474 году. Там он изучал право, риторику и философию, что и было положено школяру-аристократу. Однако летом 1560 года он случайно узнал, что на 21 августа предсказано полное солнечное затмение. В Европе полоса лунной тени прошла через Пиренейский полуостров, поэтому в Дании затмение не наблюдалось. Однако юного студента до такой степени потрясла возможность предсказать столь удивительное небесное явление, что он стал читать книги по астрономии и математике.
Тиге (или Тихо — латинизированная форма этого имени) Браге проучился в Копенгагене три года. По традиции ему полагалось продолжить классическое образование за рубежом, а затем поступить на королевскую службу. Дядя решил отправить юношу в Лейпцигский университет, один из лучших в Европе, где Тихо с 1562 по 1565 год слушал лекции правоведов и знатоков античной поэзии, но для души продолжал заниматься астрономией. Он купил несколько угломерных инструментов и с весны 1564 года начал вести дневник наблюдений небесных тел. Потом он на год возвратился в Копенгаген, откуда отправился в длительную поездку по университетским городам Германии и Швейцарии. В Ростоке на сабельной дуэли Тихо потерял кончик носа и всю жизнь был вынужден скрывать столь заметный дефект внешности под металлическим колпачком.
В 1569 году Тихо добрался до Аугсбурга, где провел без малого два года и подружился с просвещенными негоциантами Иоганнесом и Паулем Хайнзелями. Они свели Тихо с лучшими городскими мастерами и даже оплатили заказанные им инструменты. Тихо получил большой квадрант для измерения высот небесных тел над горизонтом и очень качественный секстант для определения угловых расстояний между светилами. Был также заказан и пятифутовый деревянный глобус, на который Тихо собирался наносить координаты звезд. Несмотря на молодость, он уже обрел репутацию одного из наиболее обещающих европейских астрономов.
В конце 1570 года Тихо пришлось срочно покинуть гостеприимный Аугсбург по вызову захворавшего отца. В мае 1571 года Отте Браге умер, и Тихо вместе с младшим братом унаследовал Кнудструп. Чтоб разобраться с фамильной собственностью, ему пришлось вернуться в Сканию. Он поселился у жившего неподалеку от Кнудструпа брата матери, который заразил его интересом к химии (вернее, алхимии). Тихо также помогал дяде в устройстве стеклодувной и бумагоделательной мастерских — первых в Скандинавии. Тихо даже установил в дядиной усадьбе привезенный из Аугсбурга секстант, однако, имея много других дел, наблюдениями не занимался.
Знак судьбы
Однако судьба не позволила Тихо Браге забыть об астрономии. Вечером 11 ноября 1571 года он заметил в созвездии Кассиопеи яркую звезду, которой прежде никогда не видел. В изумлении он бросился к секстанту и промерил угловые расстояния между загадочным светилом и девятью соседними звездами. Забыв о тиглях и ретортах, он следил за звездой вплоть до ее угасания в марте 1574 года, отмечая изменения ее блеска и пытаясь измерить ее параллакс и скорость собственного движения. Не обнаружив ни того, ни другого, он пришел к выводу, что узрел новорожденную обитательницу сферы неподвижных звезд, а не комету или иной светящийся объект подлунного мира (в то время считалось, что кометы рождаются в атмосфере). Спустя месяц он настолько уверился в своих заключениях, что написал о них нескольким знакомым.
Эти наблюдения окончательно сделали Тихо астрономом, поскольку друзья убедили его опубликовать полученные результаты. Решиться на такое было непросто- сословные традиции не позволяли аристократам выступать с научными трудами. Но любовь к истине победила. Весной 1573 года копенгагенский печатник Лоренц Бенедикт выпустил 52-страничный труд De Nova Stella («Оновой звезде»), который прогремел по всей Европе (в 1945 году американский астроном Вальтер Бааде пришел к заключению, что Браге наблюдал сверхновую типа Ia, а в 2008 году эти выводы подтвердили астрономы из ФРГ и Японии).
Комплекс Ураниборг, построенный Тихо Браге на острове Гвен, представлял собой квадратный сад с замком в центре, причем диагонали квадрата были точно ориентированы по сторонам света. Помимо комфортабельных жилых помещений, замок предоставлял великолепные возможности для астрономических наблюдений и алхимических экспериментов.
Остров астрономии
В 1574 году Тихо Браге пригласили в Копенгагенский университет прочесть небольшой курс астрономии (неизбежно и астрологии). Потом он около года вновь провел в путешествиях, в частности, посетил Кассель, где весьма плодотворно общался с Вильгельмом IV. А в 1576 году судьба послала ему королевский (во всех смыслах слова) подарок.
С подачи Вильгельма и прочих влиятельных почитателей таланта Тихо датский король Фредерик II решил создать для него, как сказали бы сейчас, государственный научный центр. Браге получил в ленное владение островок Гвен в проливе Эресунн вкупе с несколькими бенефициями, гарантировавшими крупные доходы. Щедрость монарха позволила ему построить на Гвене лучшую в Европе обсерваторию со своей типографией, бумажной мельницей и инструментальными мастерскими.
Новый хозяин Гвена действовал с размахом. Главным зданием комплекса (названого Ураниборгом в честь древнегреческой музы астрономии Урании) стал великолепный замок, возведенный в центре острова посреди квадратного двора-сада, диагонали которого были строго ориентированы по четырем сторонам света. Помимо сверхкомфортабельных жилых помещений (в спальнях имелся водопровод, которого не было даже в Лувре!) в Ураниборге имелись несколько обсерваторий, хорошо оснащенная лаборатория (Тихо продолжал увлекаться алхимией) и богатая библиотека. В 1584 году неподалеку возвели еще одну обсерваторию, Стьернеборг («Звездный замок»), с самыми большими и точными угломерными инструментами (для защиты от непогоды некоторые из них установили в специальные углубления).
За 21 год, проведенный на острове Гвен, Тихо Браге накопил огромный архив наблюдений звезд, планет, Луны и Солнца, которые по качеству и обширности далеко превосходили все ранее сделанное не только в Европе, но и в лучших обсерваториях мусульманского Востока. Средняя ошибка его наблюдений составляла 4 минуты (а минимальная — около минуты!) против 1−2 градусов, которыми довольствовались его предшественники. Именно эти материалы позволили Кеплеру строго доказать, что планеты обращаются вокруг Солнца по эллиптическим орбитам.
Теоретические труды
Накопив огромный опыт астрономических наблюдений, Тихо решил попробовать себя в роли теоретика. Он замахнулся на всеобъемлющий астрономический трактат, содержащий не только обсервационные данные, но и полную теорию Солнечной системы. Эту гигантскую программу он выполнил лишь частично. Первый том Astronomiae Instauratae Progymnasmata («Введение в новую астрономию») был частично завершен к 1590 году и тогда же отпечатан, но полностью его издал Кеплер лишь через 12 лет. Вторую книгу, De Mundi Aetherii Recentioribus Phaenomenis («О недавних явлениях в небесном мире»), Тихо в небольшом числе копий отпечатал в Ураниборге в 1588 году и разослал друзьям и коллегам (издание для широкой публики вышло в свет 15 лет спустя). Остальные разделы этого труда так никогда и не были написаны.
De Mundi Aetherii Recentioribus Phaenomenis в основном подводит итоги наблюдениям кометы 1577 года, вызвавшей ажиотаж во всей Европе. Тихо обнаружил, что дистанция между нею и Землей как минимум в три-четыре раза превышает радиус лунной орбиты, и тем самым опроверг общепринятое мнение, что появление комет связано с атмосферными явлениями. В книге содержались разделы о новой звезде, движении Луны и методике определения позиций звезд, а также был опубликован набросок новой теории Солнечной системы, к которой Тихо, судя по всему, пришел не позже 1583 года. Солнце у него обращается вокруг неподвижной Земли, а остальные планеты — вокруг Солнца (причем все орбиты круговые и, в отличие от теории Коперника, не содержат даже малых эпициклов). Эта модель так и осталась эскизом и в силу своей очевидной искусственности не вызвала особого интереса у ученых.
Однако сам Тихо счел ее замечательным достижением и даже ввязался в долголетний спор с переводчиком книги Коперника на немецкий язык Николаусом Реймерсом Бэром, претендовавшим на приоритет ее изобретения (справедливости ради стоит отметить, что схема Бэра была реалистичней, поскольку допускала суточное вращение Земли).
Альтернативная история астрономии
Как известно, история не знает сослагательного наклонения. Однако в научно-фантастической литературе существует такое направление, как «альтернативная история». Она описывает что было бы, если бы некоторые обстоятельства сложились не так, а чуть-чуть иначе. Давайте попробуем рассмотреть, чтобы было бы, если бы в истории астрономии не было бы Тихо Браге и Кеплера.
Скорее всего, телескопы все равно пришли бы в астрономию 400 лет назад, в 1609 году. Однако книга Кеплера «Новая астрономия», где изложены первый и второй законы планетных движений, естественно, не появилась бы ни тогда (как это произошло в действительности), ни позже.
Первые великие открытия оптической астрономии (спутники Юпитера, многозвездность Млечного пути, пятна на Солнце) могли бы увеличить доверие к системе Коперника, но никак не ускорили бы открытия законов, управляющих орбитальным движением планет. Для этого потребовалось бы совершить именно то, что сделал Тихо Браге — промерить параметры планетных смещений по небесной сфере с точностью до нескольких угловых минут. Впервые столь (и даже более) прецизионные измерения стал делать англичанин Уильям Гаскойн лишь в конце 1630-х годов (когда Кеплера уже не было в живых). И еще ведь надо было, чтобы нашелся теоретик экстра-класса, который осмыслил бы эти новые данные и понял, как Земля и прочие планеты обращаются вокруг Солнца. Кто знает, как долго пришлось бы ждать его появления?
Конец пути
В 1588 году король-меценат Фредерик II умер, оставив престол 11-летнему сыну Христиану. Поначалу Тихо сохранял хорошие отношения с регентским советом, но в 1596 году, после коронации Христиана IV, лишился субсидий и умудрился поссориться с молодым монархом. В результате 29 апреля 1597 года Тихо вместе с женой, детьми и учениками был вынужден навсегда покинуть Гвен. Его уникальный научный комплекс был разграблен, обветшал и разрушился (недавно его частично восстановили).
После двух лет странствий по Германии Тихо обрел нового патрона в лице императора Священной Римской империи Рудольфа II и в июне 1599 года прибыл к нему в Прагу. Этот город стал последним приютом великого астронома. 24 ноября 1601 года он умер и был похоронен в лютеранском Тыньском соборе. В Праге у Тихо не было ни обсерватории, ни подходящего инструментария, и если перефразировать изречение секретаря Парижской академии наук маркиза де Кондорсе по случаю смерти Леонарда Эйлера, он перестал наблюдать и жить.
В историю астрономии Браге вошел прежде всего как исключительный мастер прецизионных наблюдений. Он получил важнейшие данные о движении Луны, уточнил координаты 788 звезд, заново определил протяженность земного года, величину прецессии земной оси и большинство прочих констант, известных тогдашним астрономам. Именно он привел в большую науку Кеплера и снабдил его данными о движениях планет. Вполне достаточно, чтобы занять выдающееся место в истории коперниканской революции.
До середины XVI в. астрономия в Европе была чем-то вроде приложения математики (а также, добавим и... медицины, через астрологию). Хотя целью той или иной теории и было описание наблюдаемых явлений, сами наблюдения, как правило, были весьма неточными. Производились они к тому же лишь от случая к случаю, в связи с тем или иным примечательным небесным явлением. Важнейшие астрономические величины все еще черпались не из новых наблюдений, а из сочинений древних авторов. Например, продолжала использоваться оценка солнечного параллакса, полученная еще Аристархом Самосским в III в. до н. э. (3′).
Родоначальником точной наблюдательной астрономии в Европе является датский астроном Тихо Браге (1546-1601). Он создал первую в Европе специально оборудованную для систематических наблюдений астрономическую обсерваторию и построил крупные, уникальные для Европы инструменты. Впервые Браге получил известность своими наблюдениями и описанием новой звезды, вспыхнувшей на небе в 1572 г. в созвездии Кассиопеи. Тихо Браге первым показал, что этот «огненный метеор» - вовсе не атмосферное явление (ка к считалось в аристотелевой картине мира), но что это удивительное изменение (или появление нового) светила произошло на расстоянии не ближе Луны, т. е. в области других обычных звезд (впоследствии уже в нашем веке выяснилось, что это была сверхновая).
Браге определял положения и движения светил с небывалой до той поры точностью. К нему стекались многочисленные ученики, его посещали даже коронованные особы, правда более интересуясь предсказанием судьбы по звездам, нежели самими звездами. Впрочем, и сам Тихо Браге верил в астрологию и высказал как-то мысль, что планеты с их движениями по таинственным и удивительным законам не имели бы никакой ценности, если бы не предсказывали судьбы людей...
Астрономией он увлекся в ранней юности. Однако первое удивление и восхищение точностью этой науки, вызванное наблюдением солнечного затмения в 1560 г., которое случилось в точно предсказанный день, вскоре сменилось разочарованием. В предвычислении следующего наблюдавшегося им (1565 г.) редкого явления - соединения двух планет, Юпитера и Сатурна - старые Альфонсинские таблицы XIII в. ошиблись на целый месяц, и даже новые, гелиоцентрические Прусские - на несколько дней. Повышение точности астрономических наблюдений стало главным делом жизни Тихо Браге.
До изобретения телескопа наблюдения велись невооруженным глазом с помощью угломерных инструментов, снабженных диоптрами. Существенного увеличения точности таких визуальных наблюдений можно было добиться, как это мы видели на примере Улугбека, лишь путем увеличения размеров инструментов - квадрантов и секстантов. Действительно, на этом пути за полтора века до Браге Улугбек достиг особенно больших успехов. Ничего не зная о своем предшественнике, по этому же пути пошел и датский астроном. Он добился невиданной для европейцев того времени точности в измерениях угловых расстояний между светилами (как утверждают некоторые современные историки, до 10″ и даже до 5″). Еще в юности он задумал и построил свой первый инструмент для точных астрономических наблюдений - огромный квадрант с радиусом дуги около 6 м и латунным кругом (разумеется, четвертью круга), разделенным на минуты. Наблюдение светил для большей точности велось через два диоптра, установленных на квадранте.
Большую роль в повышении точности наблюдений сыграли многочисленные внесенные Тихо Браге технические усовершенствования, а также новая, впервые разработанная и примененная им методика наблюдений. Правда, с появлением телескопа технические усовершенствования Тихо Браге в целом потеряли свое значение. Однако методика его наблюдений заложила основы современной практической астрономии (особенно продуктивно развивавшейся в XIX в. Ф. Бесселем). Одним из важных усовершенствований было введение Тихо Браге различных поправок, учитывающих механические и другие погрешности, взаимная нейтрализация ошибок путем многократного повторения одного и того же наблюдения в различных условиях и т. д.
В числе первых наблюдавшихся Браге объектов были кометы. Измерив параллакс кометы 1577 г. (который оказался меньше, чем у Луны), он впервые в истории астрономии достаточно убедительно доказал, что это космические тела, а не атмосферные явления (как считал, например, даже много позже Галилей). Но самая большая из заслуг Тихо Браге - организация и проведение впервые в истории европейской астрономии систематических многолетних астрономических наблюдений (вспомним, правда, и здесь Региомонтана и Вальтера). Если наблюдения Коперника исчислялись десятками, то у Тихо Браге наблюдений одного только Солнца - причем непрерывных изо дня в день, из года в год - в течение 20 лет насчитывалось несколько тысяч. В результате он измерил длину года с ошибкой меньше 1 с и составил таблицы движения Солнца, по которым его положение на небе определялось с точностью до 1′. В движении Луны он открыл два новых неравенства - вариацию и годичное уравнение. Ему же принадлежит открытие - теперь уже как наблюдательного факта - колебаний наклона лунной орбиты к эклиптике и изменений в движении лунных узлов - точек пересечения орбиты Луны с эклиптикой. Кроме того, он составил уточненный каталог тысячи звезд (традиционное число; в действительности заново были измерены координаты около 800 звезд, с точностью до 1′).
Наиболее важными для последующего развития астрономии оказались весьма точные по тем временам измерения Тихо Браге положений Марса. Они проводились непрерывно в течение 16 лет, за которые Марс успел обойти 8 раз вокруг Солнца. Планета наблюдалась по всей своей орбите.
Замечательной чертой научного метода Браге было и то, что он рассматривал наблюдения не как самоцель, но как средство для построения новых гипотез и теорий об устройстве мира планет. Мечтой его жизни было создать более точную теорию планетных движений, ибо все существовавшие в то время астрономические таблицы, как уже говорилось, содержали наибольшие ошибки именно в предвычислении положений планет.
Браге не принял гелиоцентрическую систему мира Коперника, с которой ознакомился по ее краткому изложению («Малый комментарий»), Он считал невозможным удовлетворительно объяснить расхождение прямых следствий системы Коперника с наблюдениями (ненаблюдаемость параллактического смещения у звезд и фаз у Венеры и Меркурия). Объяснить же это удаленностью звезд от планетной системы и планет друг от друга он также не считал возможным, поскольку не мог в свете распространенных тогда представлений о целесообразности природы объяснить существование «совершенно неиспользуемой» пустоты, особенно между планетной системой и звездами.
Тихо Браге обнародовал в 1588 г. свою компромиссную и остроумную систему мира (рис. 16, б ) с неподвижной Землей в центре Вселенной, вокруг которой обращаются Луна и Солнце, а уже вокруг последнего остальные пять планет. По некоторым источникам, он придумал се еще в 1583 г. Есть сведения, что подобную же модель предлагал ранее Рейнгольд, автор первых гелиоцентрических планетных таблиц. На приоритет в авторстве этой (вернее, сходной) концепции претендовал также Реймерс (Бэр). Любопытно, что у Реймерса допускалось суточное вращение Земли. Возможно, эти гипотезы возникли независимо. (Как мы видели выше, идея такой системы была еще у древних египтян и затем возродилась у Гераклида Понтийского в IV в. до н. э.) Именно эту систему, распространенную на все планеты, надеялся подтвердить Браге с помощью своих наблюдений Марса. Не располагая, однако, ни временем, ни, главное, достаточными математическими познаниями, он пригласил к себе с этой целью в Прагу молодого немецкого математика и астронома И. Кеплера. Однако и тот не оправдал его надежд... Вопреки желанию и завещанию Браге, его обширные и точные наблюдения Марса стали фундаментом, на котором началось создание истинной механики неба, окончательно утвердившей справедливость гелиоцентрического принципа устройства планетной системы.
Современная наука вышла из школы Исаака Ньютона, у которого она училась и научилась заменять рассуждения точными математическими расчетами. Ньютон выводил математически свои три закона механики с целью поиска обоснований законам небесной механики Иоганна Кеплера. Кеплер выводил свои законы, чтобы создать теорию, которая бы корректно описывала опытные данные своего старшего коллеги Тюге Браге, более известного нам под латинизированным именем «Тихо».
Итак, в начале научной революции был Тихо Браге (1546–1601 гг.).
Квадрант Тихо Браге. В центре изображён сам Браге.
Жизнь Тихо Браге хорошо документирована и им самим, и его современниками (Существует достаточно много научных биографий Тихо Браге, которые все опираются на одни и те же источники. Рекомендуемые монографии: Thoren, Victor E. The Lord of Uraniborg: a biography of Tycho Brahe. Cambridge University Press, 1990. Белый Ю. А. Тихо Браге. М.: Наука, 1982 ). Род Браге принадлежал к числу знатнейших домов Датского королевства. Предки Тихо Браге по отцовской и по материнской линиям имели насколько наследных мест в риксрааде Дании (королевской думе) и обладали значительными должностями и немалыми богатствами. Отец и дядя-отчим Браге были королевскими наместниками в разных провинциях Дании, а брат тетки, Педер Оксе, занимал в 1566–1575 пост гофмейстера (первого министра) и в течение этого времени превратил Данию в сильную европейскую державу.
Тихо провел детство в доме своего бездетного дяди по отцу Йоргена Браге, который по неизвестной нам причине без спроса забрал его из отчего дома, когда Тихо было два года от роду. Тихо сообщал об этом происшествии в своей жизни без особого возмущения или недоумения. Родители Тихо, у которых было еще несколько детей, не предпринимали никаких попыток вернуть его, а дядя не препятствовал им общаться с сыном. Возможно, Тихо просто не знал о согласии отца; в скандинавских странах обычай отдавать детей аристократов на воспитание в дружественные семьи был распространен еще с раннего Средневековья (VIII-XII вв.).
От Тихо Браге ожидали той же стези высшего служилого аристократа, но он предпочел ученую жизнь (в чем его, по-видимому, поощряла тетка-мачеха, в чьем роду Оксе ученость ценилась). С 12 лет Тихо Браге учился сперва в Копенгагенском университете, где впервые проявился его интерес к наукам – его список книг показывает серьезные занятия астрономией. В 15 лет Браге поехал обучаться в Европу, где в течение нескольких лет продолжил совершенствовать свои астрономические знания втайне от родственников, все еще ожидавших, что он приступит к придворной службе. В 1560-х гг. Тихо Браге вернулся в Данию и, получив наследство после отца, стал жить собственным домом, отказавшись от службы в пользу занятий астрономией, астрологией, алхимией и учеными делами. XVI в. был периодом всплеска интереса к астрологии, и многие астрономы совмещали научные наблюдения с составлением гороскопов и прогнозов погоды, тогда также входивших в профессию астролога.
Уже в первые годы обучения астрономии Тихо Браге обнаружил, что эфемериды, рассчитанные по Птолемею, не соответствуют наблюдаемым небесным явлениям, а эфемериды «по Копернику» также содержат отклонения от фактических положений светил. Поскольку небесный атлас Птолемея к этом времени насчитывал около 1300 лет, он содержал накопленные ошибки за счет прецессирования земной оси и смещения видимых созвездий; Тихо Браге, не зная об этом явлении, сделал вывод о том, что ошибается он сам, а не Птолемей, потому что пользуется недостаточно качественными инструментами. Тихо Браге много лет активно улучшал астрономические инструменты, постепенно достигнув мастерства в их создании и приходя к мысли, что проблема не только в качестве опытных данных. Впервые телескоп для астрономических наблюдений применил Галилео Галилей в 1609 г., а Тихо Браге всю жизнь наблюдал небо невооруженным глазом с помощью секстантов, квадрантов и «посохов Иакова» (секстант – измерительный инструмент с дугой в 60 градусов, квадрант – с дугой в 90 градусов, «посох Иакова» – угломерный шест с перекладинами).
Во время учебы в Ростоке Тихо Браге лишился носа, который был задет клинком на студенческой дуэли. Современные авторы часто описывают это событие как трагедию в жизни Браге, но это взгляд из нашего века. Сам Браге никогда не высказывал переживаний по этому поводу. Он был не единственным аристократом с искореженным лицом, травмы были частыми спутниками жизни высшего сословия, и портреты той эпохи не преследуют никакой цели скрыть уродства лиц заказчиков, включая, например, изувеченные носы Лоренцо Медичи «Великолепного» и Микеланджело Буонаротти. Возможно, что соперники специально стремились попортить друг другу лица: еще в XIX в. студенты немецких университетов проводили дуэли-«мензуры», целью которых было задеть именно лицо, а полученные раны растравляли, чтоб шрамы (Schmiss) были заметнее. «Шрам на роже – нет воину дороже». Как бы то ни было, с тех пор Тихо Браге носил протез носа, якобы сделанный из золота и серебра. Ученые много лет высказывали мнение, что такой протез был бы слишком тяжел, и скорее всего Браге на самом деле носил недорогой медный протез – что и подтвердили результаты недавней эксгумации захоронения Тихо Браге; на его черепе сохранились характерные зеленые следы соединений меди (Gannon. Megan. Tycho Brahe Died from Pee , Not Poison. November 16, 2012 ).
Современные люди привыкли к знанию, что Вселенная более огромна, чем можно себе вообразить – бесконечность мирового пространства отлично помещается в наш разум, не вызывая агорафобии. Но это представление стало массовым только в результате открытия В.Гершелем Урана в 1782 г. До того человечество мыслило себе Вселенную компактным и замкнутым конечным пространством.
В космографии Птолемея и его последователей, небесные сферы имели форму идеальных шаров из идеального вещества «эфир». Небесные тела предполагались вечными и неизменными, изменчивости и нестойкости была подвержена только Земля. Сферы находились на небольшом расстоянии друг от друга, ровно настолько, чтоб между ними находилась и перемещалась планета. На самой дальней сфере были «закреплены» звезды. Видимое движение планет с такой схемой не стыковалось, и уже Птолемей ввел в расчеты предположение, что небесные сферы вращаются вокруг экванта – точки, не совпадающей с центром Земли, которая в свою очередь вращается вокруг Земли. Но идеальность кругового движения, сфер и неподвижности Земли сомнению не подвергались.
Система Коперника его читателями (а возможно, что и самим Коперником) рассматривалась в этот период как удобная при расчетах математическая схема, а не истинное положение дел. Главным эмпирическим возражением против нее было отсутствие параллакса «неподвижных звезд» – если предположить, что Солнце в центре сфер, а Земля обращается вокруг Солнца, то тогда звезды должны перемещаться на небосклоне. Параллакс не наблюдался не потому, что его нет, а потому, что наблюдения велись без оптических приборов и средства измерения были слишком слабы. Впервые параллаксы звезд обнаружили только в 1837 г. почти одновременно Фридрих Бессель (61 Лебедя), Василий-Фридрих Струве (Вега) и Томас Хендерсон (Альфа Центавра). Во времена Тихо Браге отсутствие параллакса звезд никого не озадачивало.
11 ноября 1572 г. Тихо Браге сделал первый шаг к будущей смене этой картины мироздания. По его собственному свидетельству, вечером этого дня он увидел в созвездии Касииопеи звезду «ярче Сириуса и Венеры». Не поверив глазам, Браге созвал сперва слуг, затем крестьян из окрестных деревень; окружающие подтвердили, что да, яркий объект в небе налицо. Тихо Браге изначально принял объект за комету, но несколько дней регулярных измерений показали, что объект не перемещается относительно неподвижных звезд – а значит, он находится на их сфере. Но это противоречило мысли о том, что сфера звезд идеальна, а значит, неизменна. Другие наблюдатели сверхновой в Европе либо искали и обнаружили ее несуществующий параллакс, либо, не найдя его, объявили вспышку «Божьим знамением» и на том остановились. Браге едва ли не единственный подошел к задаче добросовестно с тем отношением к фактам, которое впоследствии стало стандартом современной науки, и не подгонял задачу под решение.
С некоторыми задержками Тихо Браге опубликовал свои измерения и доказательства того, что новая звезда именно звезда и находится на самой дальней сфере мира, в книге De Nova Stella (лат. «О новой звезде», краткое название). Именно так, nova (лат. «новая»), Тихо Браге и назвал ее – создав тем самым новый астрономический термин. Сейчас нам известно, что Браге наблюдал не «новую» в современном значении термина, а сверхновую (SN 1572), остатки которой и были обнаружены радиотелескопами во 2 половине XX в. Доклад Браге начинался с отсылки к Гиппарху, который-де также наблюдал новую звезду, что в глазах современников добавляло сообщению о «новой звезде» доверия, и завершался астрологическим прогнозом. Задержка с публикацией была вызвана не радикальностью выводов, а тем, что Браге искал одобрения публикации у друзей-ученых и дяди-гофмейстера Педера Оксе, поскольку писать книги считалось «не барским делом».
Конфликты аристократического происхождения и ученой карьеры, приличной не знатному рыцарю, а священнику из среднего класса, сопровождали Тихо Браге всю жизнь. Общество недавно перешедшей в лютеранство Дании уже признавало важность и достоинство знания (этому сильно способствовали наставления соратника Лютера Филиппа Меланхтона), но еще не было готово видеть аристократа не с мечом, а с пером. Браге также не желал поддержать «честь рода» брачным союзом с другими высшими аристократами (так, по крайней мере, утверждал его младший почти-современник П.Гассенди, знавший детали жизни Браге от его знакомых – Gassendi, Pierre. Tychonis Brahei Vita, Accessit Nicolai Copernici, Georgii Peurbachii et Joannis Regiomontani Vita. Paris, 1654 ). Медный нос не помешал бы Тихо Браге взять невесту из равного ему по знатности рода, но жена Браге Кристен, с которой он прожил всю жизнь, была дочерью его приходского священника. Обвенчать аристократа и простолюдинку в то время было невозможно, но скандинавские страны еще со времен викингов отличались демократизмом нравов и предусматривали легализацию мезальянсов (slegfred) по очень простой процедуре: брак считался законным, если гражданская жена три года ходила с ключами от дома мужа на поясе (как и законная супруга), то есть по факту трех лет совместной жизни. Но родню Браге это не устраивало, они хотели знатную невестку. После смерти гофмейстера Оксе Тихо Браге всерьез планировал эмигрировать из Дании, чтобы избавиться от давления среды. Словом, Тихо Браге всю жизнь разрушал не только принятый порядок мироздания, но и принятый социальный порядок.
Мы часто представляем себе инновацию как легкое и очевидное движение к прекрасной новизне – это совершенно превратное представление. В реальности существующее и новое чаще всего враги, и чем радикальнее поворот к новому, тем сильнее сопротивляется современность, и тем переход болезненнее. В Новое Время менялись представления обо всем: о мире, о вселенной, об обществе, и религии – и все эти изменения шли через преодоление и боль. Когда мы говорим о «росте социальной мобильности», мы не понимаем, что это означало. Аристократы, которые больше не видят ценности в своих привилегиях по рождению, простолюдины, которые больше не хотят мириться со своим пожизненно низшим местом в иерархии, и все они преодолевают сопротивление общества, которое считает, что «где родился, там и сгодился», а всяк сверчок знай свой шесток.
Тихо Браге был одним из первых, но не единственным, кто в это время переосмыслял ценности своей жизни, и этот процесс шел не только в Западной Европе. В России, которая в XVI-XVII в. была не так уж сильно позади Европы и сокращала разрыв, шли те же процессы. Вскоре после начала правления Романовых царь Михаил и его отец патриарх Филарет указом вернули в рыцарское сословие всех аристократов, которые женились на крепостных, чтоб лишиться статуса и отказаться от разорительной и ненавистной воинской службы – Смутное время, часть общеевропейского перехода к современности, влияло на умы. Петр I одним решением ввел поголовную обязательную службу для благородных, другим уравнял аристократов («бояр») и бывших слуг («дворян») в одно сословие «дворян». И потребовалось еще полвека, чтоб служба наконец стала для российских дворян добровольной («Указ о вольности дворянской» 1762 г.), но еще в середине XIX в. царь Николай I делал Лермонтову и его друзьям-шалопаям замечание: «В вашем возрасте приличнее служить», а герой «Обыкновенной истории» Гончарова совмещал бизнес с номинальной должностью в петербургском министерстве. Общественное давление на «благородных» выдохлось в Европе только к середине-концу XIX в. Последние, кому общество и элиты разрешили жить по вольной воле, а не по обязанности рождения, были члены королевских семей Европы, которые смогли работать по найму и заключать браки по любви только с 1950–1970-х гг.
В планы Браге вмешался король Фредерик II, предложивший Тихо Браге компромисс. Браге получил в держание островок Вен в проливе Эресунн (22 километра морем от Копенгагена по современной карте) с разрешением заняться там чем угодно при полной поддержке из казны Дании. Королем руководили политические соображения, Тихо Браге – возможность заниматься науками как можно дальше от двора и за счет короля. Этот островок вошел в историю как место размещения первой европейской обсерватории – Ураниборга («замок Урании», музы астрономии). Ураниборг строился до 1581 г., Браге возводил на вершине острова идеальное здание по канонам красоты и гармонии Ренессанса и продолжал работать. В этот период Тихо Браге, чей авторитет в астрономии существенно вырос, сделал новое открытие – опять с помощью своего мастерства в использовании измерительных приборов.
13 ноября 1577 г. Тихо Браге, по его собственному сообщению, возвращался с рыбалки: в поместье Браге были рыбные садки. Так как рыба планировалась в тот день на ужин, время было закатное, и на фоне темнеющего неба Браге обнаружил на небе еще одну новую звезду, в которой достаточно быстро опознал комету. Это было удачное стечение обстоятельств: в другое время суток комета, которая уже обогнула Солнце и двигалась к границе Солнечной системы, стала видна только несколько дней спустя. Наблюдая ее почти ежедневно, Браге получил достаточно данных для расчета ее орбиты. С Браге также сотрудничал чешский астрономом Тадеуш Гаек, который проводил наблюдения кометы в Праге.
Согласно космографии Аристотеля, кометы существовали в «подлунном мире» – между Землей и Луной, в «зоне изменений». Согласно данным Браге, комета отстояла от Земли на 230 радиусов Земли, и находилась дальше отстоявшей на 52 земных радиуса Луны, да еще пересекла орбиты нескольких планет – то есть была «небесным телом». В концепции неизменных небесных сфер опять обнаружились противоречия с фактами. Кроме Тихо Браге, их обнаружили еще несколько европейских астрономов. У одного из них, Кристофа Ротмана, впервые появляются мысль о том, что «небесные сферы» не могут быть твердыми (Goldstein, B. R., Barker, P. The role of Rothmann in the dissolution of the celestial spheres. British Journal for the History of Science. – 1995. – Vol. 28 ). А Тихо Браге (который внимательно прочел Ротмана и согласился с ним) сделал из своих исследований еще два вывода. Первый – что новые открытия не объясняются без пересмотра космографии. Второй – что весь небесный свод нужно перемерять заново.
Первый вывод привел к тому, что Тихо Браге разработал собственную схему мироздания. Подробно новую космографию Тихо Браге описал в 1588 г. во втором томе книги Astronomiae Instauratae Progymnasmata («Введение в новую астрономию»), где заново проанализировал свои наблюдения за сверхновой и за кометой. По ней видно, как Тихо Браге стремился согласовать церковное учение и натурфилософию Аристотеля с опытными фактами. В схеме Тихо Браге Земля помещена в центре мира, окруженного «сферой Луны» и «сферой неподвижных звезд», но «сферы планет» заменила одна колоссальная «сфера Солнечной системы», которая обращается вокруг Земли между «сферой Луны» и внешней «сферой неподвижных звезд». Внутри «солнечной сферы» планеты обращаются уже вокруг Солнца. Тихо Браге прямо заявил, что все эти «сферы» не твердые и, возможно, не реальные.
Эту схему Тихо Браге подогнал под наблюдаемые факты почти точно. Почти, потому что именно Ураниборг Браге и разрушил эту схему.
Ураниборг был одновременно обсерваторией и исследовательским институтом, где, кроме Тихо Браге, работали еще около десяти астрономов. Бытует неверное утверждение, что Ураниборг был первой отдельной обсерваторией мира или первой обсерваторией Европы. Обсерватории существовали еще в античности, в 1420 г. отдельную обсерваторию построил хан Улугбек, а в Европе коллега и друг Тихо Браге ландграф Гессе-Касселя Вильгельм IV Мудрый в 1561 г. переделал одну из башен своего замка под обсерваторию (где он работал вместе с уже упомянутым К.Ротманом). Ураниборг был лучшей обсерваторией своего времени, в первую очередь, по инструментальному оснащению.
К сожалению, Ураниборг известен нам только по раскопкам и по детальным описаниям в книге Тихо Браге Astronomiae instauratae mechanica («Механика новой астрономии») 1598 г. Первые телескопы появились очень скоро, в 1608 г., но Тихо Браге до них не доживет. Его приборы не имели оптики, но были технологическим пределом возможностей для наблюдений невооруженным глазом. Используя свой многолетний опыт в приборостроении, Тихо Браге изготовил и собрал в Ураниборге самые точные секстанты, астролябии и часы своего времени, заказал для Ураниборга глобус небесной сферы диаметром в 1,5 метра, на который лично наносил замеренные звезды, создал армиллярную сферу собственного дизайна. Прибором было и само здание Ураниборга: вдоль его стены по линии север-юг Тихо Браге разместил квадрант с радиусом в 2 метра и с шагом разметки в 10 секунд. Тихо Браге ставил себе цель замерить положения небесных тел с точностью до 1 угловой секунды (1/60 градуса). Через несколько лет после окончания постройки главного здания Ураниборга Тихо Браге выстроил на той же территории еще одну обсерваторию – Стьернеборг («Звездный замок»). Эта обсерватория была заглубленной, на поверхности были только крыши строений – с тем, чтобы инструменты не колебались от ветра. Труды Тихо Браге требовали много литер для цифр и много бумаги, и в Ураниборге были выстроена типография и бумажная мастерская. Тихо Браге также разработал новые методы замеров положения небесных тел.
В результате многолетней кропотливой работы в Ураниборге Тихо Браге создал и опубликовал в 1592 г. новый звездный каталог, содержавший 777 звезд, во втором издании 1598 г. было уже 1004 звезды. Современные исследования показывают, что фактическая точность каталога Браге колеблется в интервале от 1 до 3,5 угловых минут (Rawlins, Dennis. Tycho"s Star Catalog: the First Critical Edition. DIO, 1993, Vol.3 ), но и этот результат в разы выше, чем у «Альмагеста» Птолемея, и заметно превосходит лучшие на тот момент таблицы Улугбека. Выпущенные уже после смерти Браге Кеплером таблицы «Рудольфина» употреблялись в астрономии и навигации вплоть до начала XIX в.
Об источниках бюджета Ураниборга точных сведений до сих пор нет, но по некоторым оценкам, годовой бюджет проекта составлял около 1% доходов датской казны, а Тихо Браге потерял большую часть своего состояния, финансируя Ураниборг (и часть крестьян Вена, уехавших от тяжелой барщины на стройке, пока не вышел королевский указ, прикрепивший их к острову). Один процент – не такая большая сумма, как кажется, король собирал налоги в основном в натуральной форме, продуктами и службой, а денежные доходы короны в основном состояли из таможенных сборов в проливе Эресунд, которые так эффективно собирал дядя Браге Педер Оксе. Эта сумма была всего в 8 раз больше оклада профессора философии в Копенгагенском университете. Но тем не менее это был чистый расход казны. С точки зрения мировой науки, Ураниборг окупился сторицей, но с точки зрения эффективности использования бюджетных средств, Ураниборг был черной дырой.
Когда покровитель Тихо Браге Фредерик II умер, регентский совет при его малолетнем сыне Христиане продолжал поддержку Ураниборга, но в 1595 г. Христиан достиг совершеннолетия, освободился от опеки и в 1597 г. лишил Тихо Браге финансирования, а затем издал запрет заниматься на острове астрологией и алхимией (то есть фактически закрыл все исследования). Тихо пытался убедить Христиана IV изменить это решение, но в итоге только испортил с ним отношения. Последним предложением Христиана IV Тихо Браге было или служить ему, как служат все, или убираться на все четыре стороны. Эти события заслуживают упоминания в значительной мере потому, что если б король-подросток не вздумал поставить на место зарвавшегося старика, двое великих астрономов Нового Времени могли бы не встретиться, и события, которые в наше время окрестили «Научной революцией», пошли б по другому, возможно, более медленному пути.
Новый покровитель для Тихо Браге нашелся быстро: соавтор Тадеуш Гаек, придворный лекарь императора Рудольфа II Габсбурга, замолвил слово перед августейшим пациентом, который ценил науку и ученых. Астрология не была любимой наукой Рудольфа, он предпочитал алхимию, потому что нуждался в деньгах. На практике, алхимики не пополняли, а истощали казну Рудольфа, и придворные мудрецы часто сидели без денег. Тихо Браге также попал в это положение: королевские стипендии казначей Рудольфа не выдавал годами (министры финансов всех стран и времен одинаковы), и Браге пополнял скудный бюджет новой обсерватории частными гороскопами. Некоторое время Тихо Браге поработал в замке Бенатки-над-Йизероу, затем перебрался в Прагу поближе к своему патрону и заказчикам.
А пока Тихо Браге не имел возможности наблюдать небо, ему пришлось заняться анализом и систематизацией. Самой неприступной оказалась проблема ретроградного Марса – странные петли продолжительностью в 72 дня, которые выписывала на видимом небе эта планета. Имея лучшие в мире данные, Браге видел проблемы, но не находил ответов. Браге всегда тщательно пересчитывал каждый результат по нескольким разным наборам точек на небесном своде (его современники считали один, изредка два раза). Теперь ему не хватало математического аппарата, чтоб решать задачу по своим же жестким критериям. Замеры с точностью до минуты неумолимо показывали, что Марс выбивается из любой модели.
Вскоре после изгнания Тихо Браге заочно познакомился с молодым математиком И.Кеплером из Граца («математикой» со времен Птолемея и вплоть до XVIII в. именовали именно расчеты движения небесных светил, и слово «математик» употреблялось синонимично «астролог»). В 1596 г. Кеплер издал книгу Mysterium Cosmographicum («Мистерия космографии»), где описал Солнечную систему по Копернику как иерархию вложенных правильных многогранников восходящей степени сложности (тетраэдр вокруг Солнца, куб вокруг Меркурия и так далее). Браге прочел книгу, не согласился с пифагорейством Кеплера, и стал писать Кеплеру критические письма с призывами отвергнуть Коперника, аргументируя это данными из Ураниборга. Кеплер парировал расчетами. В 1599 г. горожан католического Граца одолело религиозное рвение, городские власти устроили люстрацию и всем обнаруженным протестантам предложили или перейти в католики, или покинуть город. Браге пригласил Кеплера к себе ассистентом, и Кеплер переехал в Прагу. Так два гения и сошлись вместе. Кеплер умел считать, у Браге было что считать.
Браге и Кеплер работали вместе недолго. В 1601 г. Браге пошел на придворный банкет, где, соблюдая этикет, не вставал весь вечер, чтоб сходить в нужник – и слег с уремией (современные исследования показали, что уремия Браге не была связана с его вежливостью за столом). Умирая, Браге сочинил себе эпитафию «Жил мудрецом, а умер глупцом» и завещал Кеплеру свои архивы и инструменты с просьбой досчитать проблему ретроградного Марса и не следовать системе Коперника. Так, по крайней мере, изложил эти события сам Кеплер; сын Браге Тюге-младший утверждал, что Кеплер похитил документы его отца и обсчитывал их тайком не меньше года, пока их не хватились.
Обложка «Рудольфинских таблиц», на которой изображены Гиппарх, Птолемей, Коперник и Тихо Браге.
Король Христиан IV выстроил на сэкономленные деньги один из самых больших флотов в Европе, поощрял изящные искусства, заложил много новых городов, пытался исследовать Гренландию и Цейлон, подарил Вен с остатками приходящего в негодность Ураниборга одной из своих многочисленных любовниц, увлекался борьбой с ведьмами, поставив европейский рекорд по числу сожженных женщин и попытавшись послать на костер в том числе даже возлюбленную собственного сына-наследника, и под конец жизни не очень удачно участвовал в Тридцатилетней войне (исполнив одно из предсказаний Браге). Кеплер, используя данные Тихо Браге для расчетов, постепенно открыл закономерности, которые Вольтер в 1738 г. назвал «три закона Кеплера», и первая из которых гласит, что все планеты обращаются вокруг солнца по эллиптическим орбитам, а не по круговым сферам. Марс наконец-то вписался в данные, а небесные сферы прекратили существование.
И еще несколько десятилетий спустя Исаак Ньютон при участии Роберта Гука и Эдмонда Галлея выяснил, что за сила и как именно заставляет планеты перемещаться по эллиптическим орбитам. Но это уже тема другого очерка.
А Тихо Браге своей жизнью и трудами оставил по себе память, которую лучше всего выражает девиз на вратах утраченного Ураниборга:
Nec fasces nec opes sola artis sceptra perennant (Букв. «Ни фасции (символы высшей власти в Риме), ни богатства, [но] только искусства (т.е. науки, связанные с умениями, в аристотелевом смысле) правят вечно» (лат.); эта надпись находилась на входе в Стьернеборг ).
Ни власть, ни богатства, а только знания вечны.
Дуэлянт с носом из серебра, аристократ, женившийся на простолюдинке, хозяин «Небесного замка», первооткрыватель сверхновой, возродивший астрономию из пепла «Темных веков» во всем сиянии Ренессанса - вот краткий перечень описаний Тихо Браге. сайт рассказывает о человеке, родившемся 14 декабря 1546 года и своими наблюдениями подготовившем почву для создания законов Кеплера.
Родившийся в семье Отто Браге, занимавшего высокие военные и политические должности, и по обычаю переданный на воспитание бездетному дяде-адмиралу Йергену, маленький датчанин был с детства окружен заботой и вниманием. Получив блестящее начальное домашнее образование, Тихо (латинизированная форма имени Тюге) в 12 лет поступил в Копенгагенский университет, затем в Лейпциг. Семья надеялась, что мальчик посвятит себя изучению права, однако будущий астроном тратил ночные часы на наблюдения за звездным небом, для чего покупал и сам мастерил приборы.
Под счастливой звездой
Смерть дяди (который бросился в море спасать упавшего короля) и полученное наследство позволили юному астроному распоряжаться своей дальнейшей судьбой. В 19 лет он перешел в Виттенбергский университет, где занимался астрономией, алхимией и астрологией, однако тут началась эпидемия чумы. Вынужденный покинуть город, Тихо Браге поссорился с дальним родственником и потерял часть носа на дуэли (из-за чего был вынужден носить протез из серебра до конца жизни).
Поместье Кнудструп
Håkan Dahlström/Flickr
Два года спустя, когда эпидемия стихла, Браге обосновался в Аугсбурге, где заказал у ремесленников 11-метровый квадрант, небесный глобус и другие инструменты по своим чертежам. Смерть отца заставила его вернуться в родовое поместье - замок Кнудструп. Там он организовал лабораторию и вместе с родственниками открыл две фабрики, производящие бумагу и стекло.
Квадрант Тихо Браге
Pimvantend/Wikimedia Commons
Хлопоты на время отвлекли его от горячо любимого занятия, вернуться к которому его подтолкнул случай, да не обычный, а настоящее «небесное знамение» - видимая невооруженным глазом вспышка сверхновой (это явление можно наблюдать раз в несколько столетий). Яркий свет в созвездии Кассиопеи, там, где никакой звезды не должно было быть, привлек внимание Браге, возвращавшегося домой. Астроном сразу же бросился измерять ее координаты. Звезда просияла еще 17 месяцев, видимая даже днем. Среди предсказаний астрологов и просто страхов суеверных людей, считавших такую вспышку дурным «небесным знамением», предвещающим катастрофы и конец света, Тихо Браге был одним из немногих, кто отрицал атмосферную природу явления. Он убедительно доказал, что новое светило - звезда, находящаяся на большом расстоянии от нашей планеты, поскольку у нее не обнаружено заметного параллакса (изменение объекта относительно удаления и приближения к наблюдателю).
Позднее коллега ученого Иоганн Кеплер напишет: «Пусть эта звезда ничего не предсказала, но, во всяком случае, она возвестила и создала великого астронома».
Небесные замки
В том же 1572 году, когда астроном повстречался со своей сверхновой путеводной звездой, он решил выбрать и путеводную звезду своей жизни. К немалому возмущению знатных родственников, ею стала простая девушка Кирстина - без родословной, титулов и регалий. Летом 1574 года астроном уже начал греться в лучах славы: сам король пригласил его на год читать лекции в Копенгагене, куда он переехал со своей женой. После окончания контракта он отправился в путешествие, во время которого ландграф Вильгельм IV намекнул Филиппу II, что не стоит отпускать такого видного ученого за рубеж надолго. Чтобы астроном не уехал навсегда, король пожаловал во владение Тихо Браге остров Вен в 20 километрах от столицы под обсерваторию.
Портрет сестры Тихо, Софии Браге, работы Йохана Йоргенсена Кулбарса, 1636 год
Wikimedia Commons
Тихо построил там замок и разместил приборы для наблюдений. Помогала ему любимая сестра София, которую он в шутку называл Уранией (музой астрономии). Сам замок получил такое же название.
Ураниборг, вид сверху
L.G.foto/Wikimedia Commons
В нем было все, чего только могла пожелать душа ученого: алхимическая лаборатория, стенной квадрант, его любимый глобус, 4 обсерватории с раздвижными крышами, выходящие на все стороны света… Итогом стала публикация обширного астрономического трактата. Однако несколько лет спустя благосклонный король умер, а его место занял гораздо более равнодушный к научным заслугам Браге Кристиан IV. При проявлении известной вспыльчивости ученого стало понятно, что никаких поблажек ждать не придется - король совершенно урезал финансирование работы астронома. Тихо Браге пришлось покинуть Данию, переехать в Прагу и стать придворным математиком и астрологом Рудольфа II.Памятник Тихо Браге и Иоганну Кеплеру в Праге
Mohylek/Wikimedia Commons
В октябре 1601 года Браге заболел и довольно быстро скончался. Причины его смерти до сих пор вызывают бурные споры: по легенде, он умер от разрыва мочевого пузыря, боясь нарушить этикет, встав из-за королевского стола. Но в реальности от разрыва мочевого пузыря человек не умирает, так что скорее причиной могла бы стать острая уремия и отказ почки.
Еще одна версия - зависть коллеги. Словно Сальери, по легенде отравивший Моцарта, Кеплер считается некоторыми учеными убийцей своего коллеги и учителя. Подтверждает этот вариант наличие в волосах Браге большого количества ртути, однако методы измерения оспариваются, так что самой правдоподобной версией все еще остается уремия.
Тихо Браге родился в 1546 году в дворянской датской семье, которая занималась охотой и военными делами. В семье он был старшим сыном. У Браге был дядя, который имел хорошее образование и не имел детей. До рождения Браге его отец заключил договор с дядей, что когда у него родится сын, дядя сможет забрать его себе и растить как своего сына, но когда родился Браге, отец отказался от собственных слов. А когда в семье Браге родился второй сын, дядя похитил Тихо и растил его как собственного сына. Благодаря этому Тихо получил от дяди хорошее наследство.
Образование
В детстве Браге хотел изучать латинский язык и право. Благодаря поддержке и поощрению со стороны своего дяди он поступил в Копенгагенский университет, где изучал право и философию, к большому нежеланию своих родителей. Однажды Браге увидел частичное солнечное затмение, а поскольку он изучал простые таблицы основанные на теории Коперника и некоторые работы Птолемея, он решил изучать астрономические таблицы и расположение планет. Это привело его дядю в замешательство, и не восприняв этот энтузиазм серьёзно, дядя отправил Браге в Лейпциг для продолжения изучения права. На тот момент Тихо Браге было 16 лет.
Именно в Лейпциге Браге понял насколько его влечёт астрономия. Он приобрёл несколько астрономических книг и принадлежностей и в течение ночей наблюдал за звёздами. Однажды Браге заметил, что траектории Юпитера и Сатурна располагались недалеко друг от друга, что не было предсказано ни Коперником, ни Альфонсином, хоть оба и были великими астрономами. Браге был очень удивлён тем фактом, что их таблицы совсем не были точными, и он подумал, что самое время предложить несколько таблиц, основанных на собственных наблюдениях. Понимая, что изучение права было бессмысленным занятием, он решил все свои силы направить на изучение астрономии.
Карьера
Когда Браге было только 19 лет он понял, что хочет заняться астрономией. В Германии он присоединился к группе известных астрономов и поделился с ними своими идеями. Поначалу его идеи поддали сильной критике, но мало-помалу Браге удалось убедить астрономов, что им понадобятся куда более серьёзные инструменты для точного предсказывания природы Галактики и небесных передвижений тел. Так как на тот момент телескопов ещё не существовало, Браге предложил большие квадранты для понимания черт и принципов нахождения планет и звёзд. Создание квадрантов требовало больших усилий и времени, и это стало началом более точных астрономических наблюдений Браге.
В 1572 году одно астрономическое событие навсегда изменило жизнь Браге. 11 ноября, когда он шёл домой из одной немецкой алхимической лаборатории, он увидел, что небо было необычно светлое. Он не мог поверить своим глазам, ведь небо освещала сверхновая звезда - небесное чудо, которое человечество наблюдало до этого лишь дважды, и один раз был во время рождения Христа. Множество известных астрономов, таких как Томас Диггс и Мёстлин, пытались предсказать её передвижение, а также узнать её происхождение, но все их усилия были тщетными.
Можно считать чудесным совпадением то, что Браге как раз закончил работу над новым астрономическим устройством, известном как «секстант» и которое позволяло наблюдать за небесными телами по-новому и лучше, чем любое из существовавших на тот момент устройств. Его разработки существенно опережали время, в котором он жил и благодаря им он смог установить происхождение и траекторию передвижения этой сверхновой звезды. Браге пришёл к выводу, что эта новая звезда вообще не передвигалась и что она была расположена в восьмой сфере Галактики. В следующем году он опубликовал свои наблюдения и получил известность, хоть поначалу он и сомневался в целесообразности этой публикации из-за своего дворянского статуса. Он даже получил несколько просьб от коллег-астрономов, которые просили его заниматься с ними астрономией, но он отказался из-за своего происхождения. Но с течением времени он согласился занять пост придворного астронома, который ему предложил император Рудольф II. Этот пост он занимал до конца своей жизни.
Обсерватории
В течение своей жизни Браге построил несколько обсерваторий. Первые открытия Тихо Браге опубликовал в 1572 году, а сделаны они были в обсерватории «Herrevad Abbey». В 1576 году Браге участвовал в создании обсерватории «Uraniborg», а в 1581 году - обсерватории «Stjeneborg». Обсерватория «Uraniborg» была скорее исследовательским центром, в котором студенты, преподаватели и энтузиасты-астрономы могли заниматься астрономией с 1576 по 1597 годы. В 1598 году Тихо Браге опубликовал «Astronomiae instauratea mechanica», после чего переехал в Прагу где построил новую обсерваторию на территории замка; в ней он проработал в течение года, после чего его пригласил к себе император, с которым Браге и жил до конца своей жизни. Он создавал карты рождения, прогнозы погоды, предсказывал астрономические события, как, например, появление Большой кометы 1577 года и Сверхновой звезды 1572 года.
Личная жизнь
Семья Браге всю жизнь насмехалась над ним из-за его увлечения астрономией, называя его «звездочётом». Зато большую поддержку он получал от своего дяди, который умер задолго до того, как Тихо Браге стал настоящим астрономом.
В дуэли с другим студентом Тихо Браге лишился части носа, из-за чего ему пришлось носить протез из серебра и золота. В конце 1571 года Браге влюбился в женщину по имени Кирстен, с которой они сожительствовали не вступая в брак; это стало возможным в том числе из-за датских законов, согласно которым дворянский статус позволял жить мужчинам с женщинами не вступая в брак. Такие женщины также считались титулованными дворянами, а совместные дети становились полноправными наследниками. У Тихо и Кирстен родилось восемь детей, двое из которых умерли в младенчестве. Они прожили вместе почти 30 лет, до смерти Браге.
Смерть и наследие
У Браге быстро развилась болезнь почек, из-за которой он умер 24 октября 1601 года. Из-за болезни Браге не мог ходить в туалет, и жаловался на мучительную боль. Перед смертью Тихо Браге совместно с Иоганном Кеплером работал над созданием таблеток «Рудольфин». Будучи коллегой по астрономии, Кеплер продолжил дело Браге после его смерти. Считается, что Браге мог заболеть, а впоследствии и умереть от уремии; также существует версия, что его могли отравить ртутью.