5. Неверный закон

Следующий акт драмы начинается с Книгой Третьей. Как только занавес поднялся, мы видим Кеплера, готовящегося выбросить еще больше мешков с балластом. Аксиома равномерного движения уже пошла за борт; Кеплер чувствует и намекает на то, что за ним должно пойти еще более положение о движении по окружности (Новая Астрономия, том II, глава 20). Невозможность конструирования круговой орбиты, которая бы удовлетворяла всем существующим наблюдениям, подсказала ему, что окружность следует заменить какой-то другой геометрической кривой.

Но перед тем, как Кеплер мог сделать это, ему необходимо было осуществить весьма крупный объезд. Ведь если орбита Марса не была окружностью, ее истинную форму можно было установить путем определения достаточного числа точек на неизвестной кривой. Окружность определяется всего тремя точками на контуре; любая другая кривая требует большего числа точек. Так что перед Кеплером встала задача конструирования орбиты Марса без заранее определенной идеи относительно ее формы, начиная чуть ли не с царапины.

Чтобы справиться с этим, поначалу следовало перепроверить движение самой Земли. Ибо, после всего, Земля является нашей обсерваторией; и если возникнут какие-то неверные концепции относительно ее собственного движения, все заключения относительно движения других небесных тел будут искажены. Коперник предположил, будто бы Земля движется с постоянной скоростью – не так, как другие планеты, всего лишь "квазиравномерно" по отношению к некоторому экванту или эпициклу, но по-настоящему с постоянной. А поскольку наблюдения противоречили догме, неравномерность движения Земли объяснялась рекомендацией, будто бы орбита периодически расширяется и сокращается словно какая-нибудь медуза. Это было типичной импровизацией из числа тех, которыми астрономы свободно пользовались для манипуляции вселенной на своих чертежных досках в зависимости от того, как им нравилось. И столь же типичным было то, что Кеплер отверг данную импровизацию как "фантастическую", опять же на основании того, что для подобной пульсации не существовало никаких физических причин.

Отсюда определилась задача по более тщательному, чем это было сделано Коперником, определению обращения Земли вокруг Солнца.. Для этого Кеплер разработал весьма оригинальный метод своего собственного авторства. Метода была относительно простой, но случилось так, что никто до него ее не использовал. Суть методики заключалась в фокусе, когда наблюдатель свое местоположение с Земли на Марс и рассчитывал движение Земли точно так же, как это бы делал астроном-марсианин[243].

Результат был именно таким, какого он ожидал: Земля, как и другие планеты, не обращалась вокруг Солнца с постоянной скоростью, но, то быстрее, то медленнее, в зависимости от расстояния от центральной звезды. Более того, в двух экстремальных точках орбиты, в афелии и перигелии (см. иллюстрацию в п. 3) оказалось, что скорость Земли, очень просто и красиво, обратно пропорциональной расстоянию от Солнца.

И в этой вот решающей точке (в начале 33 главы III тома Новой Астрономии) Кеплер отрывается от трамплина и взмывает в воздух. До сих пор он с огромным терпением готовил свой второй приступ к загадке орбиты Марса. Но сейчас он занялся совершенно другой проблемой. "Эй, физики, прочистьте-ка свои уши, - предупреждает он, - сейчас мы собираемся вторгнуться на вашу территорию". И последующие шесть глав занимает отчет об этом вторжении в физику небесных тел, которая, со времен Платона, находилась с астрономией совершенно в различных плоскостях.

Фраза, похоже, не покидает его мыслей, словно мелодия, от которой невозможно избавиться в ушах; эта фраза появляется на страницах книги снова и снова: в Солнце имеется некая сила, которая движет планетами; в Солнце имеется некая сила,; есть какая-то сила в Солнце… А раз в Солнце имеется некая сила, должна существовать и некая удивительно простая связь между расстоянием планеты от Солнца и ее скоростью. Свет ярче, чем ближе мы находимся к его источнику, то же самое мы можем приложить и к силе Солнца: чем ближе к нему планета, тем быстрее она движется. Это инстинктивное убеждение уже было высказано в Misterium Cosmographicum; но теперь, наконец-то, Кеплер был способен его доказать.

На самом же деле, именно этого доказать он не мог. Он доказал лишь обратное отношение скорости к расстоянию лишь для двух экстремальных точек орбиты; а расширение данного "Закона" на всю орбиту было совершенно некорректным обобщением. Более того, Кеплер знал об этом и указал на это в самом конце тридцать второй главы[244], перед тем, как взвиться в воздух; но сразу же после того он без труда об этом забывает. Это первая из критических ошибок, которая "как по мановению волшебной палочки" аннулировалась и привела Кеплера к открытию Второго Закона. Это выглядело так, словно бы его умственные, способные к критике способности подверглись анестезирующему воздействию креативного импульса, его нетерпением ухватить в горсть все физические силы, действующие в Солнечной системе.

Поскольку Кеплер ни разу не упоминает об импульсе, который делает так, что планеты не устают в своем движении, и поскольку сам он обладает лишь отдаленным представлением о притяжении, которое искривляет движение планет в замкнутую орбиту, он должен найти, или придумать, силу, которая, словно щетка, "сносит" планеты по их пути. И, поскольку Солнце вызывает все движения, Кеплер позволил, чтобы Солнце держало эту щетку. Это требовало, чтобы и Солнце вращалось вокруг собственной оси – догадка, которая должна была подтвердиться лишь значительно позднее; сила, испускаемая Солнцем, вращается вместе со звездой – словно спицы колеса – и "сметает" планеты с собой. Но если бы на планеты действовала только такая сила, тогда все планеты обладали бы одинаковой угловой скоростью, все они завершали бы свои обращения за один и тот же период времени, на самом же деле все не так. Причиной, как казалось Кеплеру, была леность или "инерция" планет, которые желают оставаться в одном и том же месте и сопротивляются сметающей силе. "Спицы" этой силы не жесткие; они позволяют планетам "запаздывать"; они работают словно водоворот[245]. Мощность вихря уменьшается с расстоянием таким образом, что, чем дальше находится планета, тем меньше сил имеет Солнце, чтобы преодолеть ее "леность", тем меньше скорость такой планеты.

Все это нужно еще было объяснить, в частности, почему планеты движутся по эксцентричным орбитам, а не остаются на том же расстоянии от центра водоворота. Поначалу Кеплер предположил, что наряду с леностью, они еще осуществляли движение по эпициклу в движении, противоположном их собственной направленности, вероятнее всего, из чистого упрямства. Но подобные рассуждения его не удовлетворили, и уже впоследствии он предположил, что планеты представляют собой "громадные шарообразные магниты", магнитные оси которых всегда направлены в одном и том же направлении, в связи с чем, планеты периодически будут то притягиваться, то отталкиваться Солнцем, в зависимости от того, какой из магнитных полюсов направлен в сторону светила.

Таким образом, в кеплеровской физике Вселенной, роли, которые играют притяжение и инерция, обернуты на местами. Более того, он полагал, что исходящая от Солнца сила уменьшается прямо пропорционально расстоянию. И Кеплер чувствовал, что что-то здесь не так, поскольку ему было известно, что интенсивность освещения уменьшается в зависимости от квадрата расстояния; но ему пришлось держаться своей придумки, чтобы удовлетворять свою же теорему об отношении скорости к расстоянию, которая была такой же неверной.