Приступив к обработке оставленного Тихо Браге колоссального наблюдательного материала, Кеплер не только понял, что нужно найти какие‑то другие геометрические законы, на основании которых можно было бы гораздо точнее определять положение планет, но с поразительной настойчивостью и неуклонностью искал эти законы и нашел их. Эти законы справедливо носят название кеплеровских; они раз навсегда отбросили деференты, эксцентрические круги и эпициклы, так что системе Птолемея был нанесен последний, окончательный удар.
Галилей в своем «Диалоге» избегал вопроса о допущении теорией Коперника абсолютно кругового и равномерного движения небесных тел для объяснения данных астрономических наблюдений. Он лишь указывал, что предположение о годовом движении Земли дает простейшее объяснение запутанного видимого движения планет и устраняет то чудовищное и неуклюжее нагромождение деферентов, эксцентриков и эпициклов, при помощи которых Птолемей пытался объяснить запутанные петли в движениях планет. Что же касается тех тонкостей небесных движений, которые вынудили Коперника оставить в своей системе некоторое число птолемеевых эксцентриков и эпициклов, то Галилей считал эго второстепенным в грандиозном учении Коперника.
Галилей отрицал систему Птолемея с ее чрезвычайно запутанным, хаотическим нагромождением различных кругов и очень хотел освободиться от этого нагромождения. Но он не понял, что путь к этому указал его современник и друг Кеплер, опубликовавший еще до выхода «Диалога», две работы, в которых установил свои три закона. Галилей знал об этих законах, но не заметил, что благодаря им новая система мира получила научное, строго математическое обоснование и развитие, так как только эти законы окончательно устранили в новой системе все колеса птолемеевского небесного механизма.
Почему же Галилей игнорировал законы Кеплера, не видел их роли в деле обоснования новой системы мира? Об этом можно судить по следующему замечанию Галилея в 1612 г.: «Не только есть много примеров движения по эпициклам, но и не существует иного рода движения». У него был свой метод борьбы со старым мировоззрением: он стремился разгромить схоластику на ее собственной почве. Вследствие этого он сохранил аристотелевскую «совершенную» форму круга, т. е. в данном случае он оказывался не в состоянии перешагнуть за пределы старого. Галилей однажды заметил: «Я всегда ценил Кеплера за его свободный и благородный ум, но только мой метод философствования совершенно отличен от его».
Кеплер поставил себе задачу: постичь «архитектуру вселенной», выяснить строение солнечной системы, или, как он выразился, «проследить замысел бога при сотворении мира». Когда Кеплер начал свою научную деятельность, в естествознании господствовали пифагорейские и платоновские умозрения, основанные на понятиях числа и меры, и это направление мысли сказалось не только на первом труде Кеплера, но и на всех других его работах. «Были три вещи, — число, величина и движение небесных тел, — относительно которых я с особенным рвением доискивался, почему они таковы, а не иные», — впоследствии сказал он о себе. Ему казалось, что система мира должна основываться на математических отношениях, которые полны таинственной гармонии и еще никем не отысканы, но которые в конце концов могут быть отысканы. Взявшись за отыскание этих гармоний, Кеплер прибегал к самым разнообразным комбинациям фигур и чисел, казавшихся ему способными приблизить его к намеченной цели. Таким образом, под влиянием довольно мистического учения о мировой гармонии, в 1596 г. появилось первое астрономическое сочинение Кеплера «Космографическая тайна», которое было посвящено поискам (как впоследствии показал сам Кеплер, довольно тщетным) простого геометрического отношения между расстояниями планет от Солнца.
Это сочинение Кеплера показало, что он наделен богатой фантазией, что ему присуща склонность к мечтаниям и что ок>не свободен от ряда чисто мистических идей. Однако, из других сочинений этого великого астронома видно, что под их мистической формой нередко скрывается научное содержание. Пылкая фантазия Кеплера обычно шла об руку с творческой изобретательностью, и Галилей не заметил этого обстоятельства. Вся важность законов Кеплера была понята только по истечении 60 лет, когда Ньютон сделал из них выводы, приведшие его к установлению закона всемирного тяготения.
Осторожный Тихо Браге, прочитав «Космографическую тайну», отвлек Кеплера от увлечения фантастическими обобщениями, аналогиями и т. п. Он дал ему совет «оставив отвлеченные априорные выводы, направить ум на изучение и вычисление наблюдений, чтобы, освоившись с этой первой ступенью, потом уже восходить к причинам». Но пламенное воображение Кеплера не мешало ему строго испытывать и точно проверять свои выводы. Важно было то, что с бесконечной настойчивостью он подвергал свои предположения проверке и испытанию, безжалостно отметая все неоправдавшееся и достигая истины. Словом, в ме- 170
годе Кеплера, в том, как испытывал он свои соображения и гипотезы, как добивался истины, виден новый дух исследования, чувствуется пытливая работа творческого ума.
Именно по этой причине никто не знал лучше Кеплера, какое важное значение имеют наблюдения Тихо Браге для проверки различных астрономических идей, и в особенности для определения истинного вида планетных орбит. Поэтому Кеплер мечтал о том, чтобы получить эти наблюдения для обработки, и написал об этом Тихо Браге, который немедленно ответил: «Приезжайте, и не как чужой, а как желанный и любезный мне друг; приезжайте, и я с удовольствием поделюсь с вами своими наблюдениями и инструментами». Вскоре после этого визита Тихо Браге снова писал Кеплеру, предлагая ему место в качестве своего ассистента по вычислительной работе, и в начале 1600 г. Кеплер принял это предложение. К сожалению, совместная деятельность этих двух выдающихся астрономов продолжалась недолго, так как в конце 1601 г. Тихо Браге внезапно заболел и скончался.
Впоследствии Кеплер писал: «Я считаю предначертанием провидения, что при моем прибытии производилось как раз исследование движений Марса. Либо движения этой планеты помогут нам проникнуть в тайны астрономии, либо мы навсегда останемся невеждами в ней». В то время Тихо Браге готовил новые планетные таблицы, которые должны были быть точнее всех старых, и в связи с этим ему пришлось приняться за определение действительной формы планетных орбит, т. е. за решение такой задачи, которая должна была привести к реформе, преобразованию всей астрономической науки. Для Тихо Браге было ясно, что решить эту задачу всего вернее путем изучения движения той планеты, которая обнаруживала наибольшие отклонения от кругового движения и поэтому издавна представляла наибольшие затруднения для астрономов. Меркурия пришлось отбросить, несмотря на то, что орбита этой планеты более всего уклоняется от окружности, так как эту планету очень трудно наблюдать. Зато Тихо Браге в промежуток времени около 20 лет удалось собрать массу систематических наблюдений над Марсом, которые простирались на всю орбиту планеты. Они охватывали более десяти полных обращений этой планеты и были, сделаны с точностью до нескольких минут, что представляло невиданную до тех пор степень точности.
Все эти наблюдения Тихо Браге передал Кеплеру, поручив ему изучить форму орбиты этой планеты, и этим обнаружил проницательность, которую Кеплер оправдал со всем пылом своего неутомимого усердия. Кеплер работал над этим материалом до тех пор, пока не только открыл законы, которым подчиняется движение каждой планеты, но и нашел зависимость, связывающую между собой все нланеты и превращающую их в общую цельную систему.
Из многочисленных наблюдений Тихо Браге над Марсом Кеплер выбрал ряд противостояний, т. е. случаи, разделенные временем, равным периоду обращения этой планеты вокруг Солнца (1 год 322 дня), и старался установить, не находятся ли эти положения Марса на окружности круга, расположенного эксцентрически по отношению к Солнцу. Многочисленные пробы с различными эксцентриситет тами дали отрицательный результат, т. е. не удалось привести в согласие вычисленные положенйя Марса с наблюдениями. По временам Кеплеру казалось, что, в пределах неизбежных ошибок, наблюдения согласуются с вычислениями, но ^затем ошибки увеличивались и становились все более и более заметными. В свойственном ему красивом стиле, Кеплер об этом сам говорил: «Пока я, таким образом, торжествовал над Марсом и готовил ему, как побежденному, табличное заключение и уравнительно — эксцентрические основы, неприятель порвал все стеснявшие его цепи вычислений и вырвался из табличной тюрьмы».
