Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
22. Путь "научной революции": от "De Revolutionibus" Николая Коперника (1543 г.) до "Philosophiae Naturalis Principia Mathematica" Исаака Ньютона (1687 г.). Формирование классической науки как результат этой революции: постепенное изменение картины мира, представлений о науке, человеке науки, о научном поиске и научных институтах, об отношениях между наукой и обществом.
Роль различных европейских наций в становлении классической науки.
Эпоха Николая Коперника. Новая парадигма гелиоцентрической теории. Мировоззренческое значение "коперниканской революции". Тихо Браге и Иоганн Кеплер: значение их работы для утверждения новой картины мира. Галилео Галилей: драма жизни и научного творчества. Экспериментальный метод и его роль в развитии естествознания. Микроскоп и телескоп. Учение о кровообращении У. Гарвея. Алхимия Парацельса.
4.3. Коперниковская революция
Как мы уже отмечали, идея об устройстве мира с расположением в его центре Солнца родилась еще в античном мире и в наиболее законченной форме была сформулирована Аристархом Самосским. Эта идея, в общем, никогда не забывалась, но рассматривалась вначале как абсурдная, противоречащая опыту наблюдений за видимым движением планет, Солнца и Луны,
а потом, в эпоху религии, и как еретичная, поскольку церковью была принята аристотелево-птолемеевская модель устройства мира. Великие географические открытия, развитие астрономии, с одной стороны, и свободный дух эпохи Возрождения — с другой, привели к революционному перевороту в воззрении на устройство мира. Геоцентрическая система устройства мира Птолемея с Землей в центре Вселенной, продержавшаяся в науке более 13 веков, рухнула, и начало этому крушению положила гелиоцентрическая теория Николая Коперника (1473—1543). Великий реформатор астрономии родился в Торуни на Висле 19 февраля 1473 года в семье крупного купца. Воспитанием Коперника занимался его дядя, поскольку Николай в девятилетнем возрасте лишился отца. Богатый и влиятельный дядя, занимавший должность каноника, дал Копернику
прекрасное образование. Три года он учился в Ягеллонском университете в Кракове, затем в течение десяти лет совершенствовал свое образование в Италии. Там он знакомится с произведениями великих творцов Возрождения, изучает живопись, астрономию, математику, философию, греческий язык. В Падуе он занимается юриспруденцией, изучает, наконец, то, что явилось предметом его стажировки в Италии, — каноническое право. В 1503 году Н. Коперник получил диплом доктора права, в 1505 году вернулся на родину, стал каноником Вармейской епархии и с тех пор жил и работал в Вармии безвыездно. К гелиоцентрической модели устройства мира Коперник пришел скорее от искусства, от чувства гармонии, чем от науки. Коперник, движимый интуитивными убеждениями в простоте, разумности природы, осознавал громоздкость, негармоничность системы Птолемея. Нагромождение эпициклов, сложность расчетов, их надуманный характер — все это порождало сомнения. Концептуальное изложение своей системы устройства Мира Коперник дал в 1515 г. в рукописном труде «Малый комментарий о гипотезах, относящихся к небесным движениям». С этим трудом были знакомы лишь близкие друзья Коперника. Накануне своего 60-летия он закончил знаменитый труд «О вращениях небесных сфер», в котором на основе выдвигаемых доказательств Коперник формулирует новую систему устройства Мира.
Коперник не решился сразу же опубликовать это сочинение, опасаясь непонимания со стороны
большинства ученых-схоластов, а также обвинений со стороны церкви. Сочинение было издано
только в 1543 г. в Нюрнберге. Публикации добился молодой профессор Виттенбергского университета Ретикус, который с 1539 г. в течение двух лет изучал рукопись книги Коперника. Коперник уступил настойчивости Ретикуса и согласился на публикацию книги, посвятив ее Папе Павлу III. Предисловие-посвящение написано в очень осторожных выражениях. Так, в частности, Коперник пишет: «Если кто-нибудь из моих противников противопоставит моему учению слова
Священного Писания, я отвергаю такие нападения. Математические истины могут обсуждаться только математиками». Первый биограф Коперника Гассенди утверждает, что автор увидел свою
книгу, вышедшую из печати, лишь за несколько часов до своей смерти. По примеру Птолемея и Евклида Коперник разделил свое сочинение на отдельные «книги».
• В первой книге приводятся аргументы Коперника о движении Земли и ее месте во Вселенной. Здесь же рассматривается вся Солнечная система в целом и излагается новое учение. Заканчивается первая книга трактатом по тригонометрии.
• Во второй книге содержатся элементы сферической астрономии и приводится каталог 1025 звезд.
• Третья книга трактует о видимом движении Солнца.
• В четвертой излагается теория движения Луны и ее затмений.
• В пятой и шестой книгах рассматривается видимое движение планет и объясняется с точки зрения новой теории неправильность и запутанность описания этих движений.
Коперник: «Математические истины могут обсуждаться только математиками».
Сущность гелиоцентрической системы изложена, таким образом, в первой книге. Обоснование такой системы имело, по существу, эстетический характер, свойственный эпохе искусства.
Устройство Мира по Копернику показано на рисунке. Коперник считал движение планет равномерным и круговым. И то и другое, как мы знаем, неверно, но соответствовало представлению Коперника о мировой гармонии, ибо другое допущение является «недостойным совершенства создания». Коперник так описывает устройство Мира: «Я думаю, что никто не сомневается, что небо неподвижных звезд — самое отдаленное. Древние философы распределяли планеты по продолжительности их обращения, следуя правилу, что при равной скорости для всех планет наиболее отдаленные должны казаться нам движущимися всех медленнее, как то доказывается в оптике Евклида. Они полагали, что Луна ближе к нам, чем все
планеты, так как Луна совершает обращение в кратчайшее время... Сатурн должен быть самой дальней планетой, ибо он для своего обращения употребляет наибольшее время. Ниже его ставили — Юпитера. Потом — Марса. Относительно Венеры и Меркурия мнения были различные...».
В своем учении Коперник представляет «порядок небесных кругов следующим образом. «Первая и высшая, заключающая в себе все остальные, есть сфера неподвижных звезд. Она включает в себя и все остальные, потому, что неподвижна как место Вселенной, по отношению к которому определяется положение всех остальных светил, в совокупности взятых. Под этой сферой неподвижных звезд находится сфера Сатурна, совершающего обращение в 30 лет. Далее следует Юпитер, обращающийся в 12 лет. Потом Марс, совершающий свое обращение в 2 года. Четвертой по порядку следует Земля, делающая свой оборот за 1 год вместе с орбитой Луны... Пятое место занимает Венера, которая совершает обращение в 9 месяцев, и на шестом месте Меркурий, делающий свой оборот в 88 дней. В середине этих орбит находится Солнце, ибо может ли прекрасный этот светоч быть помещен в столь великолепной храмине в другом, лучшем месте, откуда он мог бы все освещать собой? Поэтому не напрасно назвали Солнце душой
Вселенной, а иные — Правителем Мира; Трисмегист называет его «видимым Богом», а в «Электре» Софокла оно выступает как «Всевидящее». И таким образом Солнце, как бы восседая на царском престоле, управляет вращающимся около него семейством светил... Земля оплодотворяется Солнцем и носит в себе плод в течение целого года. Таким образом, в этом расположении мы находим удивительную соразмерность мира и определенную гармоничную связь между движением и величиной орбит, которую иным способом нельзя обнаружить».
Столь длинную цитату трудно оборвать. В ней раскрыта и сама идея устройства Вселенной по Копернику, и его научная позиция, идущая от веры в мировую гармонию, характерную для эпохи Возрождения — эпохи искусства. В 1616 г. произведение Коперника было внесено католической церковью в «Список запрещенных книг». Запрет был снят только спустя более 200 лет. На обелиске в честь Николая Коперника на его родине в Польше надпись: «Остановившему Солнце, сдвинувшему Землю».
В Новое время (XVII — XIX) наука становится доминирующей формой постижения бытия, приобретает черты, сохранившиеся и в наше время. Рождается вера в безграничные возможности науки, и эта вера все более укреплялась год от года действительно выдающимися достижениями науки, преобразовавшей за последние четыре столетия мир до неузнаваемости как в
позитивном, так и в негативном смысле. Вхождение человечества в эпоху науки началось с крушения аристотелевской концепции мироздания, его научной системы. И если коперниковская
революция в мировоззрении носила, по существу, философский и эстетический характер, то подлинно научное переосмысление мира началось с творений выдающегося итальянского ученого Галилео Галилея (1564—1642). Галилей родился в Пизе в семье небогатого пизанского дворянина в тот самый день 18 февраля, когда умер великий Микеланджело. Он был старшим
сыном в многодетной семье музыканта Винченцо Галилея. По другим сведениям отец Галилея был губернатором или военачальником. Как бы то ни было, Винченцо Галилей был образованным человеком, сведующим в математике и музыке. Учился Галилей сначала в родном городе, а затем в 1574 г., когда семья переехала из Пизы во Флоренцию, стал послушником монастыря. Отец мечтал о медицинской карьере старшего сына и настоял на том, чтобы Галилео
Галилей покинул монастырь и поступил в Пизанский университет для изучения медицины. В 1581 г. Галилей стал студентом Пизанского университета, но особого интереса к медицине не проявил. Его больше занимала математика, астрономия, механика, физика. Самостоятельно, вне университетской программы, Галилей изучает труды Аристотеля, Евклида, Архимеда, Витрувия и
других античных ученых. Ученик и биограф Галилея Винчецо Вавиани (1622— 1703) пишет в «Исторических исследованиях о жизни синьора Галилея, члена Академии деи Линчей, благородного флорентийца», что в 1583 г. Галилей, наблюдая за раскачиванием лампады в Пизанском соборе, открыл, что период колебаний маятника не зависит от его массы и амплитуды колебаний — открытие, позволившее использовать маятник в устройствах для измерения
времени. Впоследствии Галилей установил зависимость между периодом колебаний маятника и его длиной, по которой периоды колебаний маятников, подвешенных на нитях
различной длины, относятся как корни квадратные из длин нитей маятников. Сын Г.Галилея Винчецо впоследствии утверждал, что Галилей с помощью этого закона смог определить высоту собора в Пизе. При измерении временных интервалов Галилей использовал биения пульса. Так, если определить сколько колебаний делает лампада, например за 50 биений пульса, а затем сколько колебаний делает маятник единичной длины за тот же промежуток времени,
можно легко рассчитать высоту подвески лампады, так как квадраты чисел колебаний относятся
как длины маятников. Будучи студентом, Галилей в 1586г. сделал первое свое замечательное
изобретение — «гидростатические весы», позволявшие точно измерять удельный вес. Это изобретение сделало Галилея известным среди итальянских ученых.
В университете Галилей провел 6 лет, но курса обучения не завершил за недостатком средств. Тем не менее, благодаря своей известности в научной среде и по рекомендации
математика Ричи, бывшего другом семьи Галилея, и инспектора Тосканских
крепостей Гвидо Убальди дель Монто, Галилей становится в 1589г. профессором по кафедре математики в Пизанском университете. Двадцатипятилетний профессор излагал
науки по Аристотелю, но вместе с тем, по легенде, проводил со студентами публичные опыты по сбрасыванию тел с «падающей» Пизанской башни, целью которых было опровержение
учения Аристотеля о пропорциональности скорости падения весу тела. Галилей опытным путем, как свидетельствует Вавиани, установил, что «пушечное ядро не опережает
мушкетную пулю» при одновременном их свободном падении. Критика Галилеем учения Аристотеля, его личные научные успехи вызвали недоброжелательное
отношение к нему со стороны коллег по Галилей особого интереса к медицине не проявлял. Его больше занимали математика и астрономия университету. Тяжелым было и материальное положение семьи Галилея. Все это заставило его искать другое место работы. В 1592 г. Галилей становится профессором университета в Падуе. Начинается самый плодотворный
18-летний падуанский период в творчестве Галилея (1592—1609). Падуанский университет имел тогда два отделения — «юридическое» и «артистическое». На артистическом отделении, где работал Галилей, обучались медики, философы и теологи. Изучение медицины требовало знаний
математики и астрономии, поскольку медицина того времени пользовалась астрологией. Лекции Галилея имели огромный успех. Галилей излагал геометрию — по Евклиду, механику — по Аристотелю, астрономию — по Птолемею. Среди слушателей его лекций были ставшие в
дальнейшем героями его книг, построенных в форме диалогов, венецианец Сагредо и флорентиец Сальвиати. К падуанскому периоду творчества Галилея относятся изобретение
термоскопа, исследование магнитов, открытие законов движения, величайшие астрономические исследования. Первый опыт с термоскопом был проведен Галилеем примерно в 1597 г.
Термоскоп как средство измерения температуры предшествовал термометру. Термоскоп Галилея представлял собой стеклянную колбу размером с яйцо, к которой припаяно узкое, «диаметром с пшеничный стебель» горлышко длиной в две пяди («пядь» — около 20 см). Если нагреть колбу
руками, горлышко поместить в сосуд с водой, а затем убрать руки с колбы, то вода из сосуда по мере остывания колбы начнет подниматься в горлышко. Термоскоп, таким образом, позволял демонстрировать изменение «степени жары и холода». Примечателен не только сам прибор, но новый подход к понятию тепла и холода. Перипатетики считали, что тепло и холод как бы
перемешаны в материи. По Галилею холод — это лишь отсутствие тепла, то есть не является каким-либо отдельным качеством. Галилей никогда не скрывал, что изобретение зрительной трубы телескопа принадлежит не ему. Тем не менее в оптике одну из классических схем
зрительных труб называют именем Галилея. До Галилея зрительная труба применялась военными моряками как наблюдательный прибор. Зрительные трубы изготавливались и для забавы, как игрушка. Галилей первым использовал зрительную трубу в астрономических наблюдениях. В 1609 г. он построил свой первый телескоп с наибольшим увеличением, а затем и телескоп с 32-кратным увеличением, позволивший сделать ряд важных астрономических открытий, достаточных чтобы окончательно утвердиться Галилею в правильности Коперниковской идеи и отвергнуть Аристотелевскую картину мира. Галилей увидел, что Луна не является идеальной сферой, а покрыта горами, что у Юпитера есть спутники, которые вращаются вокруг него и являют собой миниатюрную модель устройства Вселенной по Копернику, что Млечный путь, кажущийся невооруженному глазу светлой полосой, состоит из огромного скопления звезд.
Результаты своих астрономических открытий Галилей опубликовал в «Звездном вестнике» — книге, вызвавшей сенсацию и принесшей автору мировую известность и славу. Успехи Галилея и его слава дали ему возможность получить должность первого математика Пизанского университета. Эта должность позволяла освободиться от преподавательской работы, принять предложение герцога Тосканского переехать в 1609 г. из Падуи в Арчетри близ Флоренции и
сосредоточиться на научной работе. Флорентийский период жизни Галилея продолжался 22 года. Здесь, в Арчетри, он продолжил свои астрономические наблюдения и физические исследования. В своей работе «Рассуждение о телах, пребывающих в воде, и о тех, которые в ней движутся» (1612), Галилей опровергает суждение перипатетиков о зависимости способности тел плавать или тонуть от их формы. В Арчетри Галилей готовит к опубликованию свою, ставшую основной,
научную работу «Диалог о двух главнейших системах мира — Птолемеевой и Коперниковой».
Галилей выдвигает два базовых принципа механики — принцип инерции и принцип относительности. Принцип инерции Галилеем сформулирован по отношению к телу, движущемуся по неограниченной горизонтальной плоскости.
Несмотря на то, что издание «Диалогов» было санкционировано
церковью, а сама книга посвящена Папе, уже через 6 месяцев после выхода
книги в свет Галилею было предписано по решению инквизиции явиться в Рим.
Начался знаменитый суд над Галилеем, результатом которого стало
письменное заявление ученого, в котором он признавал, что многие места его
книги неудачны и могут укрепить ложное мнение. На допросах Галилей
отрицал, что разделяет учение Коперника. Публичное покаяние было
произнесено Галилеем 22 июня 1633г. в церкви Св. Марии в Риме. После этого
он был помещен под домашний арест в своем доме в Арчетри. Последние годы жизни Галилей провел в уединении и посвятил их труду над
вопросами динамики и статики. В 1642 г. Галилея не стало, он умер в возрасте 78 лет на руках учеников в присутствии двух представителей инквизиции. Научная деятельность
Галилея продолжалась 60 лет. Главная заслуга Галилея заключается в создании нового метода
мышления, нового мировоззрения. Основными чертами Галилеевского метода научного мышления стали:
1. Математизация научных исследований. Галилей считал, что книга природы «написана на языке математики», и что «невозможна настоящая философия без геометрии».
2. Введение технического эксперимента (опыта) как метода исследования. По Галилею эксперимент должен быть очищен от влияния случайных, мешающих факторов. Галилей проверял экспериментом даже общепринятые воззрения, а может быть, их в первую очередь. Эксперимент
по Галилею не иллюстрация, а метод, который по возможности должен быть описан математически.
3. Использование мысленного эксперимента как развитие технического эксперимента.
В мысленном эксперименте идеализируются условия технического эксперимента, например Галилей предполагал отсутствие сил трения при движении шаров, нахождение наблюдателя в идеальной инерциалъной системе отсчета.
4. Количественный анализ. Галилей считал, что для определения четких суждений о явлениях
необходимо введение объективных, поддающихся числовому выражению параметров (размер, вес, количество и т.п.). Руководствуясь этим принципом, Галилей изобрел или усовершенствовал целый ряд измерительных приборов — термоскоп, барометр и другие. Создав научный
метод мышления, Галилей окончательно разрушил продержавшуюся около 2000 лет научную парадигму, созданную Аристотелем. Большинство противоречий в учениях Аристотеля и Галилея сводилось к проблеме движения и связанной с ней проблеме пространства.
• Аристотель учил о насильственных и естественных движениях, что тяжелые тела движутся к центру, легкие — к периферии. Галилей показал, что движение «вверх» или «вниз» зависит от удельных весов тела и среды, в которой тело движется.
• Аристотель считал, что тяжелые тела падают быстрее, чем легкие. Галилей сформулировал независимость скорости падения тела от веса, законы падения тел.
• Аристотель считал, что движение прекращается, если на движущееся тело перестает действовать внешняя сила. Галилей показал, что тело сохраняет движение до тех пор, пока внешняя сила не заставит его изменить направление движения или скорость.
• Аристотель считал важнейшим доказательством неподвижности Земли вертикальность падения тел. Галилей устранил этот довод введением понятий инерции и относительности.
Как и исследования по проблеме движения, астрономические наблюдения Г. Галилея подтверждали гелиоцентрическую систему Н. Коперника.
Новая картина Вселенной, созданная Коперником, требовала научного осмысления. Специалисты-астрономы видели в ней прежде всего удобство и простоту при составлении астрономических таблиц. Церковь любое покушение на аристотелевскую систему считала ересью и жестоко пресекала. За вольнодумство и пропаганду теории Коперника Джордано Бруно (1548—
1600) поплатился жизнью. Для утверждения теории Коперника не было достаточно и усилий Галилея, шедшего от земной механики к всеобщим законам космоса. Необходимо было точное описание орбит планет, поскольку круговой их характер никак не доказывался и выводился из чисто эстетических соображений. Задачу точного описания орбит планет решил один из величайших астрономов мира Иоганн Кеплер (1571—1630), основываясь на точнейших астрономических наблюдениях своего учителя Тихо Браге (1531 —1601). Тихо Браге по происхождению был датским дворянином. Его отец, знаменитый судья, мечтал, чтобы второй сын — Тихо — также сделал юридическую карьеру. С тринадцати лет Тихо Браге учился в академии в
Копенгагене на юриста, но увлекся астрономией и занимался ею втайне от отца и воспитателей. Тихо Браге был вспыльчив. Из-за спора при игре в карты состоялась дуэль. Саблей ему отрубили нос. Он сделал себе серебряный протез, стал нелюдим, женился на простой крестьянке и
посвятил себя любимому делу — астрономии. Успехи пришли быстро. Браге обзавелся походной обсерваторией, отправился путешествовать по Германии. Король Дании Фридрих II стал поощрять работу Тихо Браге. Он подарил Т.Браге остров Вен в проливе Зунд и построил на нем Ураниенбург — замок Урании, богини неба. Замок стал великолепной, прекрасно оснащенной обсерваторией, в которой Браге с помощью специально изготовленных приборов провел ряд точнейших наблюдений. Браге занимался астрологическими прогнозами, добавлявшими ему славы и денег. Знатные люди со всей Европы стремились заполучить гороскоп, составленный Браге. Ему была, разумеется, известна гелиоцентрическая система Коперника, но Браге создал свою систему, по которой Земля неподвижна, Солнце вращается вокруг Земли, а планеты — вокруг Солнца.
После смерти Фридриха Браге покинул родину. Его новым могущественным покровителем стал император Рудольф II. Тихо Браге поселился в Праге и работал в алхимико-астрологическом институте, основанным Рудольфом II. На службу к нему поступил Иоганн Кеплер, отдававший
должное своему учителю, точнейшие наблюдения которого впоследствии послужили исходным материалом для описания законов движения планет вокруг Солнца.
Иоганн Кеплер родился в деревеньке Магсшадт близ города Вейля в Германии. Его отец Генрих Кеплер был сыном Вельского бургомистра, мать — Катерина Гульденман — дочерью трактирщика. В 1586 г. Кеплер поступил в школу Мульбронского монастыря, которая была приготовительным заведением для Тюбингенского университета. Набравшись достаточных знаний, Кеплер в 1588г. перешел в Тюбингенский университет, где он впервые занялся астрономией. Кеплер стал посещать лекции Михаила Местлина — одного из первых последователей Коперника. С его помощью Кеплер освоил математику и познакомился с системой Коперника. После окончания университета Кеплер был определен профессором математики и морали в училище г. Граца. Ему было тогда 22 года. Наряду с преподавательской работой Кеплер активно занимался астрономией и астрологией. Его научные воззрения были
в то время весьма сложными и носили отпечаток мистицизма. Кеплер, следуя Пифагору, верил в магию чисел.Профессорского жалования не хватало, но выручали астрологические
гороскопы, составляемые Кеплером.
В 1595 г. вышло первое сочинение Кеплера с весьма сложным названием: «Продром, содержащий космографическую тайну удивительного отношения небесных кругов, и истинные и естественные причины числа и величины небес, периодических движений и т.д.» Русский перевод названия имеет различные варианты, чаще всего сочинение называют «Тайна Вселенной». Цель, которую поставил перед собой Кеплер, состояла в доказательстве, что
Создатель, устанавливая порядок во Вселенной, имел в виду свойства пяти правильных геометрических фигур, которые можно вписать в шар (куб, тетраэдр и т.д.). Кеплер послал экземпляр своего «Продрома» Тихо Браге и Галилею. Тихо Браге дал ему вежливый ответ, в котором выразил сожаление о том, что Кеплер попусту тратит время на бесплодные умствования, принимая систему Коперника. В конце письма он просил Кеплера приехать к нему. Кеплер медлил с решением. Через некоторое время Тихо Браге вновь пригласил Кеплера, который наконец в 1600 году принял это предложение. К тому времени Кеплер женился на Варваре Мюллер, уже побывавшей до этого замужем дважды. Итак, в 1600 г. Кеплер с женой переезжает в Прагу к Т. Браге. Вскоре Браге умер, и Кеплер получил его место: он был назначен астрономом при дворе Рудольфа II. Кеплер поселился в Линце (Австрия). В наследство от Тихо Браге Кеплер получил все реестры его обсерватории и мог свободно пользоваться наблюдениями датского астронома. Вряд ли Кеплеру удалось бы открыть законы движения планет без использования материалов, оставленных Браге. Основным средством заработка Кеплера по-прежнему оставались гороскопы. Знатные особы осаждали Кеплера. Король был недоволен тем, что Кеплер слишком много времени уделяет астрономии и мало — астрологическим прогнозам . В своих первых научных сочинениях Кеплер руководствовался мыслью Платона, что «Бог, создавая Мир, должен был создать геометрию». Кеплер пытался отыскать законы, которые управляют миром в отношении планетных расстояний и движения планет. Самым важным сочинением Кеплера по астрономии явилась «Новая астрономия, или небесная физика с комментариями на движение планеты Марс по наблюдениям Тихо Браге» (1609 г.) Анализируя наблюдения Тихо Браге, Кеплер приходит к выводу об эллиптичности орбит планет. Эллиптичность орбиты Марса вызывала
угловые отклонения в его положении на 8' (угл. мин.). Вот что пишет Кеплер
по этому поводу: «Небесная благость даровала нам в лице Тихо наблюдателя столь точного, что
ошибка в 8' не возможна; следует возблагодарить Бога и воспользоваться этим
преимуществом. Эти 8', которыми непозволительно пренебрегать, дадут нам
средство преобразовать всю астрономию». В «Новой астрономии» выведены первые два закона движения планет, носящие имя Кеплера. Сегодня их формулируют следующим образом.
Первый закон: каждая из планет движется по эллипсу, в одном из фокусов которого находится Солнце. Второй закон: радиус — вектор, проведенный от Солнца к планете, в равные промежутки времени покрывает равные площади. Третий закон движения планет представлен Кеплером в работе «Гармония мира» (1619 г.): квадраты периодов обращения планет относятся как
кубы больших полуосей их орбит. Полное название этого сочинения такое: «Мировая гармония,
геометрическая, архитектоническая, гармоническая, психологическая, астрономическая с приложением, содержащим космографическую тайну». В этом заглавии определены те точки зрения, с которых автор смотрел на предметы. Кеплер, таким образом, указывает на необходимость взгляда на Мироздание с различных точек зрения. Этот принцип стал особенно актуальным в наши дни. Сочинение «Новая астрономия» Кеплер послал Галилею, который не
придал ему большого значения. Галилей никогда не упоминал об открытии Кеплера, что, однако, не помешало дружбе великих ученых. В течение двадцати лет Кеплер работал над составлением «Рудольфовых таблиц», названных так в честь императора Рудольфа II. «Рудольфовы
таблицы» начал составлять еще Т. Браге. Кеплер провел основную часть работы, используя наблюдения датского астронома. «Рудольфовы таблицы» использовались астрономами и моряками вплоть до Х1Хв. «Рудольфовы таблицы» были напечатаны в Ульме в 1627г., через двадцать шесть лет после смерти Тихо Браге. Это были первые таблицы, в которых использовались логарифмы, изобретенные шотландским бароном Непером. Автор хотел
оставить в тайне теорию этих чисел, но Кеплер понял эту теорию и развил ее. Кеплер был не только великим астрономом и математиком. Весом его вклад в оптику, которой он занимался в приложении к астрономии. Свой знаменитый труд по оптике он назвал «Паралипомена, или Добавления к оптике Вителлия и оптическая часть астрономии» (1604г.). В этой работе,
состоящей из 11 глав, первые шесть посвящены оптике, а остальные астрономии. Кеплер дает объяснение образованию мнимых изображений и смещению изображений при преломлении (опыт с «переломом» палки, опущенной в воду). При рассмотрении оптики глаза Кеплер продолжил ход лучей до сетчатки, объяснил назначение хрусталика, причину дальнозоркости и близорукости. Кеплер ввел важное понятие «фокус», применяемое для оптических систем, создающих изображение. Он попытался, но безуспешно, найти закон преломления. В 1611 г. Кеплер опубликовал другой свой труд по оптике — «Диоптрика». В этой работе он дал теорию зрительной трубы, основанную на геометрической оптике, теорию зрительного восприятия, теорию коррекции зрения. Кеплер предложил конструкцию зрительной трубы с окуляром в виде положительной (выпуклой) линзы, схема которой носит его имя — «зрительная труба Кеплера». Телескопическую систему с окуляром в виде отрицательного оптического компонента называют «зрительной трубой Галилея». Кеплер рассматривает в «Диоптрике» схемы телеобъективов и теорию зрительных труб. В этих двух работах Кеплера по оптике были даны основы современной
геометрической оптики. Не хватало, однако, одного важного закона — закона преломления.
Мы смотрим сегодня на Кеплера как на гения, но его заслуги не были признаны современниками. Галилей, в общем-то любивший астронома из Линца, постоянно с иронией отзывался о стремлении Кеплера отыскать гармонию Мира. Сам же Кеплер считал возможным обойтись без одобрения своих современников. Великий читатель Кеплера нашелся через несколько десятилетий. Им стал Исаак Ньютон.