Свойства переходной эпохи проявляются в XVI веке таким множеством противоположностей, что общая характеристика ее весьма затруднительна. Со всех сторон пробиваются к свету новые теории, везде ставятся новые цели, везде старое упорно восстает против нового, подкапывающегося под его существование; а так как старое и новое не в состоянии совершенно уничтожить друг друга, то они продолжают существовать рядом. Мы находим всюду начатки и борьбу противоположных мнений. Покоя нет на протяжении всего этого столетия, и лишь следующий, XVII век приносит решение, и выяснение большей части вопросов.
Гуманизм, который стремится к подлинным памятникам древней культуры, оставляя в стороне схоластически обработанного Аристотеля, распространяется из Италии на север и в лице своих представителей, например Эразма (1466—1536), ведет борьбу со схоластикой, как в серьезном, так и в насмешливом тоне. Людовик Вивес (1537) прямо противополагает схоластике опытную науку, утверждая, что поступить в истинном духе Аристотеля это значит идти дальше него и обращаться непосредственно к природе, по примеру древних. Природа познается не слепым преданием и не хитроумными гипотезами, а наблюдением и опытом. Однако наперекор всему схоластика продолжает держаться, и некоторые университеты служат ей особенно надежными оплотами. В последних годах XVI столетия падуанский профессор Кремонини получает за лекции об естественнонаучных сочинениях Аристотеля 2000 гульденов в год, тогда как Галилей, уже изгнанный аристотелианцами из Пизы, читает лекции математики в том же университете за самое скудное вознаграждение.
Коперник посвящает труд целой жизни тому, чтобы снять землю с подпорок, но она продолжает сидеть крепко, по крайней мере, в умах его современников. И только в следующем столетии, когда Тихо наносит своей системой решительный удар птолемеевскому учению, когда Галилей раскрывает глубины небосвода телескопом, когда Кеплер с достоверностью опыта предписывает планетам законы движения, когда, наконец, прославленный философ Декарт заставляет светила носиться в мощных вихрях, — не ранее всего этого постепенно прекращает отчаянную борьбу против нового учения консервативнейшая защитница старого — католическая церковь, но, конечно, как всегда, молча, не заключая явного мира. Разносторонний гений Леонардо да-Винчи выводит, наконец, и механику из ее продолжительного летаргического сна; но его работы остаются в неизвестности и без влияния. Замечательные математики Кардан, Убальди, Бенедетти работают в области механики, но, не располагая данными физического опыта, они не могут встать на настоящую почву. Поэтому учение о свободном «падении тел, а вместе с тем и учение о движении и его причине — силе — продолжают оставаться темными. Статика делает еще некоторые успехи, исходя из архимедовых данных, но динамика остается всецело в руках аристотелианцев. Распространение компаса ведет к новым наблюдениям над магнитной силой, однако только в начале следующего столетия Джильберт дает теорию земного магнетизма, а с нею вместе кладет основание для дальнейшего развития учения о магнетизме. Одновременно вновь привлекает к себе внимание учение об электричестве.
Оптика, как всегда, находит деятельных работников и по-прежнему делает успехи; но исследования в этой области сохраняют прежний чисто математический характер. Ход прямолинейных световых лучей при зеркальном отражении и преломлении продолжает быть предметом изучения; но о настоящих физических исследованиях природы света нет еще и помину. Учение об ощущении цветов остается на прежней точке. Большее оживление замечается в практической области. Изобретаются оптические инструменты, основанные на действии чечевиц, например камера-обскура; изобретение же других, как, например, зрительной трубы, носится уже в воздухе. Все чаще и чаще приходится слышать об увеличении посредством выпуклых стекол; смелые оптики придумывают уже сочетание чечевиц, приближающее к глазу отдаленные предметы или сильно увеличивающие близкие. Плоды этих трудов будет пожинать только наступающее столетие, несмотря на то, что изобретение микроскопа следует отнести к концу XVI в.
Акустика и учение о теплоте остаются почти незатронутыми новыми веяниями. В отношении к учению о теплоте это, впрочем, неудивительно, так как и в древности, этот отдел физики был в загоне, а, следовательно, не существовало исходных точек для исследования в этой области. Теплота считалась стихией, к которой было трудно подступиться, особенно за неимением прибора для измерения теплоты. Последний был сконструирован лишь в XVII в. после многих неудачных попыток. Застой в акустике более удивителен, так как древность дала много указаний для ее разработки, и музыка достигла уже блестящих результатов на практике: Гвидо из Ареццо (умер в 1050 г.) изобрел систему линий для обозначения высот тонов и самые тоны обозначил наименованиями ut, re, mi, fa, sol, la, к которым было впоследствии присоединено si. Жан де-Мер (1310 —1360) стал употреблять в нотах головки для обозначения их продолжительности. Франк Кельнский (XIII столетие) разработал контрапункт, а голландцы довели до значительного совершенства строгую многоголосую композицию. В XVI в. итальянцы превзошли голландцев, и церковная итальянская музыка в лице Палестрины достигла высшего развития. Нужно, впрочем, заметить, что богатство и сложность явлений составляли здесь своего рода препятствие для их физической разработки. Без аналитического опыта, без уменья распутывать сложность явлений систематическим наблюдением нельзя было ни установить индуктивно законов, ни дойти до ясных оснований для математической дедукции. Только Галилей, основатель новейшей физики, принялся в XVII в. снова и за акустические исследования.
XVII век особенно ясно указывает зависимость новой физики от древней. Пока остается известен один Аристотель, до тех пор и физика остается чисто философской дисциплиной. По мере же распространения греческого языка и знакомства со всей греческой наукой начинает преобладать математическое направление. Притом физика христианской Европы обнаруживает связь с прошлым непосредственнее других ветвей естествознания. Философия, математика, медицина и т. д. подвергались предварительной разработке в руках арабов. Физика же оживает только после знакомства средневековой Европы с греческими подлинниками и долго продолжает развиваться именно там, где это знакомство может быть всего легче осуществлено, т. е. в Италии. На север от Альп свобода мысли и слова завоевывает себе в это время посредством реформации право на существование, по крайней мере, в религиозных вопросах. Католическая церковь в Италии, разумеется, тем энергичнее отстаивает право опеки над знанием. Но в отношении физики ее усилия не приносят ожидаемых плодов. Если на севере религиозная борьба отвлекает силы, которые могли бы служить науке, то в Италии, наперекор гнету, физика поднимается на небывалую высоту. XVI век оказывается подготовительным периодом для ее полного расцвета в XVII в.; как этот подготовительный, так и последующий начальный период блестящего расцвета составляют исключительное и неотъемлемое достояние итальянцев.
Подобно Роджеру Бекону в XIII в., знаменитый художник ЛЕОНАРДО ДА ВИНЧИ (1452—1519) в конце XV и начале XVI веков далеко опередил своих современников,— настолько далеко, что последние даже не в состоянии были пользоваться его трудами. Леонардо родился в 1452 г. в Винчи, близ Флоренции, и уже в 1480 г. писал в Милане для доминиканской церкви св. Марии свою знаменитую «Тайную вечерю». В 1502 г. он отправился путешествовать по Италии для обозрения крепостей по поручению Валентина Борджии; в 1507 г. он был занят сооружением картезианского канала близ Милана; в 1509 г. он руководил постройкой канала св. Христофора. В 1511 г. Леонардо да Винчи проявил большую деятельность при вступлении в Милан Людовика XII, а 1515 г. при вступлении туда Франциска I. В следующем году он в качестве придворного живописца отправился с королем во Францию и умер здесь в 1519 г. Его научные познания отличаются такой же разносторонностью, как и его практическая деятельность, и касаются не только теории искусств, но и математики, астрономии и описательных естественных наук. При всем том Леонардо не был обыкновенным полигистором (всезнайкой), относящимся пассивно к воспринятому; напротив, он обнаружил, особенно к физике, такой мощный и обширный ум, что опередил свое время более чем на целое столетие.
Леонардо основательно изучил древних и вынес убеждение, что одно философское направление неспособно двинуть физику вперед, тогда как приложение математики ведет к плодотворным результатам. «Механика — истинный рай математических наук», говорит он: «потому что при ее посредстве можно вкусить от плодов математического познания». Но вместе с тем для его светлого ума вполне ясно, что, прежде чем приложение математики сделается вообще возможным, наблюдение должно накопить достаточный запас фактических данных, и он особенно настаивает на необходимости наблюдения и систематического опыта для познания частных явлений, от которых последующими ступенями можно подняться к общим законам.
Следуя такому приему, Леонардо устанавливает, что тело падает по наклонной плоскости тем медленнее, чем длина ее больше высоты; а затем, правда, без доказательства, высказывает замечательное положение, что тело падает по дуге скорее, чем по соответствующей ей хорде. Его представление о свободном падении тел тоже гораздо рациональнее общепринятых в то время, так как относительно нарастания скорости падения он находит, что ускорение это происходит в арифметической прогрессии. Задачу косого рычага Леонардо разрешает, заменив его теоретическим рычагом, плечи которого перпендикулярны к направлениям силы. Далее, мы находим у него знание явлений волосности, камеры-обскуры в ее простейшей форме, а также того факта, что глаз представляет подобную камеру; знание веса воздуха, стоячих водяных волн, трения и т. д. Если, несмотря на такие заслуги, мы не решаемся признать в Леонардо основателя новейшей физики или, по крайней мере, новейшей механики, то это, с одной стороны, происходит вследствие разбросанности его деятельности, исключавшей полное систематическое развитие, с другой, — вследствие неспособности его современников воспринимать эти новые мысли и способствовать их дальнейшей разработке. Физические работы Леонардо сохранились в виде разрозненных листков, собранных по преимуществу в парижской библиотеке. Вентури, открывший оптику Теодорика, первый сообщил и об этих работах Леонардо да Винчи.
Переводами с греческого отличается в это время КОММАНДИНО (1509—1575), врач и математик герцога урбинского. Он переводит сочинения Архимеда, Птолемея, Аполлония, Паппа, Герона, Евклида и Аристарха. Увлеченный Архимедом, он пишет и самостоятельный трактат о центре тяжести тел. XVI век можно вообще назвать веком переводов. В числе работавших на этом поприще выдаются Мавролик, Тарталья, Дюгамель, Ксиландр, Венаторий и др.
Французский врач Ж. ФЕРНЕЛЬ (1528) в своей «Cosmotheoria» описывает градусное измерение, произведенное им в 1525 г. Определив высоту полюса в Париже, он направился к северу и продолжал свой путь, пока высота не уменьшилась на 1°. С этого места он возможно прямым путем вернулся обратно в экипаже, к колесам которого был приделан измерительный прибор. Несмотря на произвольную поправку на кривизну пути, Фернель случайно пришел к довольно верному результату, именно он нашел градус равным 57 070 туаз, что дает для окружности земли 5396 миль. Измерение это представляет интерес только потому, что здесь в первый раз была употреблена точно известная нам единица меры.
ИЕРОИИМ ФРАКАСТОРИЙ (1538), врач, философ и поэт, живший в Вероне, высказывается против эпициклической теории планетных движений в своем сочинении «Homocentricorum seu de stellis liber unus». Изложение его было темно и никого не убедило; тем не менее, книга эта служит интересным доказательством возрастающего недовольства птолемеевой системой.
Немного лет спустя вышла в свет работа Коперника: Micolai Copernici, de revolutionibus orbium Coelestium, libri sex.
НИКОЛАЙ КОПЕРНИК родился 19 февраля (старого стиля) 1473 г. в Торне. Отец его умер рано, и воспитание мальчика взял на себя ею дядя со стороны матери, Лука фон-Вацельроде, епископ эрмиландский. С 1490 г. Коперник четыре года изучал медицину и математику в Кракове и затем после краткого пребывания на родине отправился через Вену, где слушал Пеурбаха и Региомонтана, в Болонью (1496) к известному астроному Д. М. Новарре, который поощрял его посвятить себя астрономии. В 1500 г. Коперник читал лекции математики в Риме. Тремя годами ранее стараниями дяди он получил место в капитуле Фрауэнбургского собора, что дало ему средства свободно продолжать ученые занятия. В 1501 г. мы видим его в Фрауэнбурге, но только для того, чтобы выхлопотать себе дальнейший отпуск, который и был продлен до 1505 г. С этого времени Коперник остается на родине. В капитуле он, по-видимому, пользовался большим уважением, потому что несколько раз являлся его представителем на прусских ландтагах, где преимущественно обращал внимание на монетный вопрос, находившийся в весьма жалком состоянии. Рассказ об его участии в устройстве водопровода в Фрауэнбурге, по-видимому, вымышлен.
За исключением лет, посвященных научному образованию, Коперник провел всю свою жизнь на родине в уединении и ученых занятиях. Он жил слишком уединенно и безвестно для тех, которые, подобно нам, желали бы бросить взгляд на ход развития его открытий. Бессмертное творение об обращении небесных тел было начато за 36 лет до его обнародования, следовательно, в 1507 г., но Коперник держал его в глубокой тайне до полного окончания и только в 1530 г. сообщил о нем ближайшим друзьям. Он, очевидно, предчувствовал, какую бурю вызовут его опровержения старой системы, потому что говорит: «Хотя я знаю, что мысли философа не зависят от мнения толпы, что его цель искать прежде всего, истину, на сколько бог открыл ее человеческому разуму, но тем не менее при мысли, что моя теория может многим показаться нелепой, я долго колебался, не лучше ли отложить обнародование моего труда и подобно Пифагору ограничиться одной устной передачей его сущности своим друзьям».
Друзьям удалось, по счастью, уговорить его обнародовать свое сочинение. Особенно деятельное участие принимал в этом виттенбергский профессор Ретик. Благодаря его старанию оно вышло в свет в 1543 г. в Нюрнберге, причем Ретик еще в 1540 г. предпослал ему трактат «De libris revolutionum Copernici narratio prima». Шонер, нюрнбергский профессор математики, взял на себя просмотр корректур, а Осиандер, известный лютеранский богослов, написал анонимное предисловие, которое в соответствии со своим заглавием: «О гипотезах предлагаемого труда», выставляет новую систему простой гипотезой, от которой никто не в праве требовать истинности или даже правдоподобия. В собственном предисловии Коперника, появившемся впервые в издании 1854 г., мы, однако, не находим ничего похожего на такое отношение к вопросу, как видно из следующих слов: «Если найдутся вздорные болтуны, которые, не имея понятия о математике и руководствуясь умышленно и хитро искаженными текстами писания, станут порицать меня и нападать на мой труд, то я намерен не обращать на них внимания и совершенно пренебречь их ни на чем не основанными доводами». Коперник умер 24 мая 1543 г. Ему принесли первые экземпляры его сочинения, когда он был уже тяжко болен. Таким образом ему не довелось ни видеть равнодушия, с которым образованный мир отнесся вначале к его труду, ни испытать гонений, которым церковь подвергла впоследствии его учение.
К ниспровержению прежней системы мира Коперника привели, по-видимому, как астрономические, так и физические соображения. Первые основывались на страшной сложности геоцентрической системы и на той простоте, с которой планетные движения могут быть объяснены гелиоцентрической теорией. Примером может служить луна, для которой, при обращении вокруг солнца совместно с землей, эпициклический путь получается самым естественным образом, тогда как при теории, заставляющей ее, подобно другим планетам, обращаться только вокруг земли, он не может быть удовлетворительно объяснен. Физические соображения заключались преимущественно в неимоверности той быстроты, с которой старая система заставляла отдаленнейшие планеты описывать свои круги в 24 часа. Вследствие этого Коперник заменил суточное вращение небесного свода вращением земли вокруг его оси; движение солнца по эклиптике — обращением земли вокруг солнца и вместе с тем заставил и все остальные планеты обращаться вокруг солнца, как центрального светила.
Первые два движения были уже известны пифагорейцам и Аристарху, и Коперник упоминает об их учении, но третье движение представляет совершенно самостоятельный вывод системы Коперника, и оно-то именно объясняет с замечательной простотой сложное движение луны и замысловатые пути верхних планет.
Коперник, с его ясным и смелым умом, вполне сознавал внутреннюю истинность своей системы, как видно из его слов: «Хотя все сказанное многим может показаться слишком сложным и даже непонятным и, действительно, идет прямо вразрез с взглядами огромного большинства, мы с божьей помощью постараемся при дальнейшем изложении сделать все это яснее солнца, по крайней мере, для тех, кто не совсем чужд математических познаний». Тем не менее, новая система заключала в себе еще значительные астрономические погрешности, да и с точки зрения тогдашней физики она открывала возможность для возражений, которые трудно было опровергнуть. Астрономические недочеты были устранены ранее других. Коперник понимал, что земная ось при движении вокруг солнца должна постоянно оставаться параллельной себе, для того чтобы смена времен года была вообще объяснима. Но, не зная еще механического закона инерции и находясь под влиянием аристотелевского учения об естественных и насильственных движениях, он предполагал, что земная ось, предоставленная самой себе при движении земли, должна сохранять постоянным наклонение к оси эклиптики и, следовательно, описывать вокруг последней коническую поверхность и потому приписал земле сверхвращения вокруг своей оси и вокруг солнца еще третье движение, поддерживающее параллельность земной оси при всех положениях. Преемники Коперника очень скоро заметили его ошибку и отбросили это третье движение. Труднее было устранить другую астрономическую погрешность. Именно, Коперник, приняв эксцентрические круги птолемеевой системы без изменения, учил, что планеты описывают вокруг солнца круговые пути. Тихо де-Браге, при точности своих наблюдений, легко заметил, что круговые пути не соответствуют истинному положению вещей, но был не в силах разрешить этого вопроса. Только Кеплер после долгих утомительных попыток нашел, что планетные орбиты имеют форму эллипсов, весьма близких к кругу.
При всем том причиной неуспеха системы Коперника были вначале не столько астрономические недочеты, сколько ее кажущаяся физическая несостоятельность. Последняя вытекала из аристотелевского учения о движении и была уже указана Птолемеем при опровержении пифагорова учения. Интересно проследить, как Коперник, находившийся согласно с условиями своего времени всецело под влиянием аристотелевской физики, защищается против такого рода возражений. Аристотель учил, что, за исключением равномерного кругового движения светил и отвесных движений вверх и вниз тяжелых и легких земных тел, все прочие движения насильственны и должны прекращаться сами собой; и, далее, что круговое движение, как совершеннейшее, присуще одним небесным телам. Коперник признает все это, но только отвергает различие между небесными телами и землей. Круговое движение, свойственное всем небесным телам, должно быть присуще и земле. Прямолинейное движение происходит только, когда тела насильственно выводятся из своего положения, и в этих случаях они постоянно стремятся к соединению с однородными: земные тяжелые тела — с землей, легкие пары — с воздухом. Нельзя не видеть смутного предчувствия законов тяготения, правда, в форме стремления однородных предметов к соединению, в следующих словах Коперника: «Мне кажется, что тяжесть есть не что иное, как естественное стремление, сообщенное божественным промыслом всем мировым телам, сливаться в единое и цельное, принимая форму шара. Это стремление к соединению присуще, может быть, и солнцу, луне и другим подвижным светилам и составляет вероятную причину их шаровидности». Коперник этим стремлением объясняет сплоченность земли и других светил, но о существовании подобного же стремления между различными мировыми телами он не упоминает и вообще не призывает на помощь никакой силы для объяснения движения планет вокруг солнца, а как истинный последователь Аристотеля просто называет эти движения естественными. Хотя его доводы не объясняют движения небесных тел, но они устраняют одну из основ птолемеевой системы. Только земные однородные тела стремятся к центру земли; последнему, следовательно, нет никакой причины покоиться в центре вселенной, куда, согласно с прежними воззрениями, стремятся все тела вообще. Напротив, все земные тела естественно следуют за землей в свойственном им наравне с нею круговом движении. Отсюда ни свободно падающие тела, ни облака не могут оставаться позади земли при ее движении, как утверждал Птолемей. Вопрос, почему земная ось, несмотря на ее движение вокруг солнца, остается неизменно обращенной к одной и той же точке неба, — вопрос, который будет много раз предлагаем и впоследствии, — Коперник старается разрешить указанием на ничтожность размеров земного пути сравнительно с громадным расстоянием неподвижных звезд. При таких условиях изменения в положении земной оси по отношению к звездному небу должны оставаться незаметными. Наконец, против доводов об очевидности движения небосвода вокруг земли он замечает, что при удалении корабля из гавани находящиеся на нем люди тоже не чувствуют собственного движения и могут подумать, что берег и города удаляются от корабля, стоящего на месте.
Недостатки, присущие отчасти самой системе Коперника, отчасти же его системе доказательств, послужили для некоторых поводом к сомнению в умственном величии Коперника, но, конечно, совершенно напрасно. Именно то обстоятельство, что Коперник, наперекор этим недочетам, в которых следует обвинять не его самого, а его время, был так непоколебимо убежден во внутренней истинности своей системы и с такою уверенностью определил движение земли, служит вернейшим доказательством его умственного величия, его гения. Он не получил в наследство от прошлых поколений идеи, созревшей до такой степени, чтобы ему пришлось только подыскать выражение для этого общего предчувствия. Известные до него теории движения земли были непонятными, ни на чем не основанными, никем не признанными гипотезами. Коперник один взором гения сумел провидеть новую истину сквозь все затемнявшие ее преграды. Но по той же причине нельзя удивляться, что новая система вначале не обратила на себя должного внимания и что прошло сто лет, прежде чем человечество успело привыкнуть к мысли о движении земли. До работ Тихо де-Браге Коперник находил приверженцев в одной Германии, да и то в весьма ограниченном числе. Кроме упомянутого выше Ретика, следует еще назвать Эразма Рейнгольда (1511—1553), который уже в 1551 г. написал свои звездные таблицы (Tabulae prutenicae) в двояком вычислении: по системам Птолемея и Коперника, а в предисловии категорически заявил: «Мы обязаны Копернику глубокой благодарностью за его многотрудные наблюдения и, в особенности за восстановление истинного учения о движении небесных тел». X. Ротман, производивший наблюдения в 1577 г. на обсерватории, основанной ландграфом гессенским Вильгельмом IV (1561 г.), был тоже открытым последователем Коперника.
Знаменитый итальянский математик НИКОЛАЙ ТАРТАЛЬЯ (1501— 1559) положил начало разработке вопросов динамики своим сочинением «Nuova scienza» (1537 г). Он исследует в нем путь брошенного тела и находит его кривым от начала до конца, тогда как прежде аристотелевцы принимали, что брошенный снаряд летит сначала горизонтально, вследствие сообщенного ему насильственного движения, затем последнее переходит в смешанное круговое движение и, наконец, когда сообщенное насильственное движение угаснет, снаряд падает отвесно вниз. Тарталья видит ясно, что так называемые естественные движения должны с самого начала смешиваться с насильственными, но, тем не менее, не решается сразу выступить против господствующего мнения и допускает, что в начале и конце путь весьма мало уклоняется от прямолинейного. Так или иначе, его мысль о непосредственном смешении движений принесла положительный результат. Именно, он заметил, что пуля, пущенная из ружья в горизонтальном направлении, тотчас же опускается ниже горизонтальной линии и, следовательно, имеет дальность полета, равную нулю. Он отсюда пришел к выводу, что дальность полета всего больше, когда нуля выпущена под углом в 45°, — выводу, который случайно оказался вполне верным. Исследования Тартальи показывают, до какой степени темны были в это время представления о сложении движений и о форме линии полета. Его здравый взгляд на предмет может быть вполне оценен, если припомнить, что еще в 1561 г. некий Зантбек утверждал, будто пуля, выпущенная из ружья, летит по прямой линии до тех пор, пока сообщенное ей насильственное движение не угаснет, а затем уже мгновенно изменяет свое направление на отвесное книзу.
Тарталья происходил из бедной семьи и всю свою жизнь, невзирая на знакомства с влиятельными лицами, не поправил своего состояния. Первоначального образования он не мог получить и выучился читать лишь на четырнадцатом году. Блестящие природные дарования дали, однако, себя знать с такой быстротой, что на тридцатом году он самостоятельно нашел решение уравнений 3-й степени, для которого Феррэо оставил одни намеки. По неосторожности он, правда, только в общих чертах, сообщил о своем открытии Кардану, тоже замечательному математику, и этот, доведя решение задачи до конца, обнародовал его под своим именем. Тарталья пытался было восстановить свои права и вступил с Карданом в математическое состязание, в котором он одержал верх; кроме того, он предложил ему большой диспут в Милане, в котором надеялся окончательно низложить своего противника. Однако многочисленные слушатели Кардана, явившиеся на диспут без своего профессора, заставили Тарталью покинуть город, и, таким образом, в конце концов, его открытие все-таки осталось за Карданом.
ИЕРОНИМ КАРДАН (1501—1576) был многосторонним ученым; он занимался математикой, физикой, естественными науками, философией, медициной и во всех отраслях оставил более или менее выдающиеся работы. При необыкновенных дарованиях, он отличался такими странностями, что даже друзья могли объяснить их только временным помешательством. Либри в своей «Истории наук» замечает: «Если бы Кардан не сам описал свою жизнь, нельзя было бы поверить соединению стольких слабостей и противоречий в одном человеке. При непостижимом почти бесстрашии в области философии, он приходил в трепет от каждого дурного предзнаменования и (подобно своему отцу) верил в существование особого домашнего духа. Знаменитый медик, тонкий и изобретательный математик, он верил в сны и занимался магией и колдовством. Он то вел суровый образ жизни, то предавался всевозможным излишествам, переходя от роскоши к нищете. Ему хотелось все знать и все испытать. Нечувствительность его к величайшим несчастиям была так велика, что он без всякого волнения присутствовал при казни родного сына.
Кардан изучал все науки и в каждую внес какое-нибудь усовершенствование. У него достало смелости сбросить окончательно иго старины и вступить в единоборство со всей древней наукой. Для него не существовало авторитета; он доверял только указаниям собственного разума. Но при всем том смелый преобразователь, которого не путали никакие преграды, был убежден, что каждый год 1 апреля в 8 часов утра он может получить свыше все, чего бы он ни пожелал. Де-Ту рассказывает, что на 75-м году Кардан добровольно умер от голода, чтобы доказать справедливость одного из своих предсказаний.
Кардан наиболее известен по своему математическому сочинению «Artis magnae sive de regulis Algebrae liber unus», в котором он и опубликовал вышеупомянутое решение уравнений 3-й степени. Замечательнейшие из его физических сочинений — «De subtilitate» (1552 г.) и «Opus novum» (1570). Из физических его работ лучшие относятся к механике. По отношению к наклонной плоскости он верно ставит вопрос: какая сила нужна для того, чтобы удержать тело на наклонной плоскости? Таким путем он обходит опасную необходимость признавать определенную силу для движения по горизонтальной плоскости (как это делал Папп) и доказывает вполне справедливо, что для поддержания тела на горизонтальной плоскости не нужно никакой сипы, а для поддержания его на наклонной требуется сила, равная тяжести тела. Этим, впрочем, исчерпываются верные выводы Кардана, и он заканчивает уже вполне ошибочным положением, что сила должна быть прямо пропорциональна наклону плоскости, т. е., например, для наклона в 30° она должна быть вдвое более чем для наклона в 15°.
Невзирая на соперничество, Кардан и Тарталья имеют много общего в своих физических исследованиях. Оба они верно определяют предельное значение двух переменных величин, оба они приходят к выводу, что между этими пределами величины нарастают или убывают во всех случаях пропорционально изменению величины, лежащей в их основе, и оба они ошибаются. Для состояния механики в XVI в. это дурной показатель, что два таких замечательных математика, как Тарталья и Кардан, не могут проверить опытным путем, действительно ли имеет место утверждаемое ими пропорциональное нарастание двух величин. Кардан — противник схоластиков; он старается ниспровергнуть натурфилософию Аристотеля способом, который нам не может прийтись по вкусу; именно, вместо четырех начал он принимает три: землю, воздух и воду; земля суха, вода жидка, а воздух — самая жидкая стихия. Вокруг земли непрерывно вращаются другие стихии; движение воздуха всего быстрее, — оно сообщается ему звездами. Вода не может двигаться собственными силами, она загнила бы, не будь приливов и отливов, вызываемых небесными движениями. Теплота не стихия, а особое свойство тел; холод есть отсутствие теплоты. Рядом с такими фантазиями встречаются у Кардана и точные наблюдения: он определяет скорость ветра ударами собственного пульса за недостатком других измерительных приборов и находит, что самая сильная буря продвигается вперед на 50 шагов в продолжение одного удара пульса; он определяет, что вес воды в 50 раз больше веса воздуха, но при этом отмечает, что это число неточно, и т. п.
Значительная часть механических сочинений Кардана посвящена описанию механических изобретений, нередко имеющих характер фокусов. За недостатком научных работ в то время любили возбуждать удивление публики подобными выдумками. Для сидения в императорских экипажах изобретается особое приспособление (употребляемое теперь для корабельных компасов по мысли Кардана), чтобы его величество могло сидеть неподвижно при толчках. В дымовой трубе проделываются четыре отводящие трубы, соответственно четырем странам света, чтобы при противных ветрах дым мог выходить в одно из отверстий. В числе других интересных сведений Кардан сообщает, что из Германии в Милан была привезена блоха, привязанная волосом к цепи.
В описываемый нами период число противников аристотелевской физики быстро возрастает. Как и в древности, вслед за философским направлением в средние века появляется математическое. Но в древности оба направления могли существовать рядом и почти независимо друг от друга, теперь же гнет схоластической философии порождает в ее противниках ненависть, идущую во многих отношениях дальше своей цели.
ПЕТР РАМУС (1502—1572), даровитый французский математик, не хочет признавать даже аристотелевской логики и пишет свою, усовершенствованную. Против сочинения своего схоластического противника Карпентария «Descriptio universae naturae ex Aristotele» он отвечает сочинениями «Scholarum phys.», libri octo, 1565, и «Scholarum metaph.», libr. quatuordecim, 1566.
Для нас эти сочинения интересны только по смелости, с которой автор старается ниспровергнуть авторитет Аристотеля. Лично для него они имели печальные последствия — потерю кафедры и необходимость бежать из Парижа. Особые судьи, избранные для решения дела Рамуса, признали его самонадеянным, дерзким и неразумным человеком; а эдикт короля подтвердил, что Рамус, осмелившись порицать Аристотеля, обнаружил лишь собственное невежество. Несколько лет спустя изгнанник решился вернуться в Париж и снова занять кафедру, но был убит в Варфоломеевскую ночь, как уверяют, по наущению враждебного ему Карпентария.
Для характеристики отношений новой церкви к Аристотелю весьма любопытен ответ, полученный Рамусом от Безы (1519—1605), преемника Кальвина, на просьбу о позволении преподавать в Женеве: «Женевцы раз навсегда решили не отступать от взглядов Аристотеля ни в логике, ни в других отраслях знания». Лютер и Меланхтон тоже рекомендовали логику Аристотеля, хотя с меньшей горячностью, чем Беза. Оба эти реформатора были, разумеется, далеки от физики, но Меланхтон относился к ней не враждебно. По его мнению, естественные причины действуют с естественной необходимостью, пока бог не нарушит установленного порядка вещей.
БЕРНАРДИН ТЕЛЕЗИЙ (1508—1588) из Конзенцы основал общество естествоиспытателей, телезианскую (или консентинскую) академию, для борьбы с натурфилософией Аристотеля. В его главном сочинении «De rerum natura juxta principia propria», iibri IX, два первые тома которого были напечатаны в 1565 г., он принимает единое первичное вещество и две первичные формы, или бестелесные сущности — теплоту и холод; причем все тела образуются, по его теории, от действия этих двух начал на первичную материю. Так как небо, по преимуществу, является средоточием тепла, а земное ядро — холода, то на поверхности земли возникает наибольшее число живых существ. Теплота неба неравномерна: звездные части теплее беззвездных. Вследствие неравномерного тепла однообразное вначале движение планет превращается в неравномерное. В маленьком сочинении «De colorum generatione» Телезий объясняет и происхождение цветов своими двумя стихиями. Тепло — причина белого, холод — черного цвета. Прочие цвета происходят, как и у презираемого им Аристотеля, из смешения двух основных.
Доктор богословия и проповедник в Бреславле И. ФЛЕЙШЕР (1571) в своем сочинении «De iridibus doctrina Aristoteiis et Vitellionis» правильно замечает, что лучи радуги претерпевают двойное преломление и единичное отражение, но помещает отражение не в той же капле, в которой происходит преломление, а в другой, лежащей позади нее. Радиус дуги он путем измерения определяет в 42°. Радуги второго порядка он не объясняет вовсе. Клихтгоф в 1543 г. считал радугу второго порядка изображением главной вследствие того, что цвета ее расположены в обратном порядке, как прибрежные предметы, отражающиеся в воде.
Менее посчастливилось при объяснении радуги ФРАНЦИСКУ МАВРОЛИКУ (1494—1575), оптику, весьма дельному в других отношениях, в его сочинении «Theoremata de lumine et umbra etc.», 1575 г. Мавролик был сын грека, бежавшего из Константинополя от чурок и поселившегося в Мессине. Он рано поступил в монастырь, но занимался преимущественно преподаванием математики. Математические трактаты составляют большую часть его сочинений. Исследования конических сечений приобрели ему славу величайшего геометра XVI века. Но большинству он известен как автор «Оптики». При объяснении радуги у Мавролика луч отражается до семи раз в капле воды под углом в 45° и ни разу не преломляется, что, конечно, не дает результатов, согласных с опытом. Но зато мы находим у него правильное замечание, что радуга второго порядка не может быть простым изображением главной по следующим причинам: цвета главной радуги не достаточно ярки, чтобы отражаться; зеркальной поверхности для отражения не существует; отражение извратило бы не только порядок расположения цветов, но и самую дугу.
Мавролику принадлежит заслуга довольно верного объяснения действия очков. Изучая преломление светового луча в чечевицах, он заметил, что лучи, выходящие из одной точки, вновь соединяются позади чечевицы в одной какой-либо точке непреломленно проходящего луча. Это можно ясно видеть при пропускании солнечных лучей через выпуклую чечевицу в темную комнату. Истинную точку соединения, т. е. фокусную длину чечевиц, Мавролик определить не в состоянии 1, потому что он убежден в пропорциональности углов падения и преломления; но он видит ясно, что при выпуклых стеклах получается изображение предмета позади чечевицы; что вогнутые стекла не соединяют, а напротив, еще сильнее рассеивают лучи; и что действие обоих родов чечевиц усиливается по мере увеличения их кривизны. На основании этих данных Мавролик признает хрусталик важнейшей частью глаза, указывая, что хрусталик соединяет лучи, получаемые им от предмета, и дает изображение последнего. При ненормальной кривизне хрусталика соединение лучей может произойти либо раньше, чем нужно (близорукость), либо позже (дальнозоркость). Эти-то недостатки и исправляются выпуклыми и вогнутыми стеклами очков. О назначении сетчатой оболочки глаза и о возникновении на ней изображений Мавролик. не имеет ясного понятия: лучи света должны, по его мнению, падать на нерв раньше своего соединения.
Объяснение круглых солнечных изображений, наблюдаемых при известных условиях под тенью деревьев, удается Мавролику вполне. Он указывает, что каждая точка в промежутке между листьями, через который проходит свет, представляет собой верхушку двойного светового конуса, основанием которого служит, с одной стороны, солнечный диск, а с другой — поверхность, воспринимающая свет. Изображение состоит здесь из бесконечного множества изображений, совокупность которых образует круг тем более правильный, чем меньше отверстие сравнительно с расстоянием от затененной поверхности. Древние, знавшие со времени Аристотеля не только круглые солнечные изображения, но и серпообразные при солнечных затмениях, объяснили их с чисто философской точки зрения. Именно, свет, по их мнению, после прохождения через малое отверстие тем сильнее стремится принять вновь форму светящегося тела, чем более он удаляется от препятствия.
Ряд новейших механиков начинается с ГВИДО УБАЛЬДИ, маркиза дель-Монте (1577), известного по его сочинению «Mechanicorum libri VI». На нем ясно сказывается зависимость новейшей механики от архимедовской, потому что Убальди (1545—1607) был учеником Коммандино, известного уже нам переводчика архимедовского трактата о плавающих телах. Убальди сам перевел сочинение «De aequi ponderantibus» и написал сочинение о водоподъемном винте Архимеда. Перевод Архимеда появился спустя 10 лет после «Механики» самого Убальди. Он говорит в своей книге, что убедился в правильности положений греческого ученого и многие из них доказал; но, узнав, что еще не удовлетворил всех своих читателей, он решил для обеспечения лучшего приема собственному сочинению познакомить их с подлинным учением древнего писателя, так как «авторитет всегда много значит». В предисловии он оправдывает Архимеда, «писавшего о центре тяжести плоскостей, несмотря на то, что плоскости не имеют тяжести». Подобную плоскость можно принять за основание призмы, призма же остается в равновесии, когда центр тяжести ее основания поддерживается. В своем сочинении Убальди объясняет действие пяти простых механических машин Паппа — рычага, блока, ворота, клина и винта, — причем он сводит четыре последних к рычагу и объясняет действие рычага из отношения возможных скоростей. Галилей прямо указывает, что сочинения Убальди побудили его к дальнейшим исследованиям над центрами тяжести тел. Тем не менее, было бы неправильно признавать Убальди действительным предшественником Галилея, так как его исследования имеют исключительно статический характер. Если при описании рычага он принимает в расчет описываемые им пути (что, впрочем, делал и Аристотель), то этот случай составляет исключение в его механике. Он не умеет еще применять того же принципа даже к наклонной плоскости. Либри 1, даже восхваляет Убальди за то, что последний ставит себе единственной целью применение геометрии к механике, не допуская никаких гипотез или начал a priori.
Убальди, происходивший от одного из знаменитейших итальянских родов, с молодых лет посвятил себя математике. Он изучал ее в Урбино и Падуе; затем оставил родину для войны с турками, а по возвращении в 1588 г. был назначен главным инспектором тосканских крепостей. В это время он познакомился с Галилеем. Убальди рано удалился от общественных дел в свое поместье, чтобы посвятить себя исключительно науке. Умер он в 1607 г.
Английский моряк, конструктор компасов РОБЕРТ НОРМАН (1580) в своем небольшом сочинении «The new attractive» первый выказывает более верное и точное знакомство со свойствами магнитной стрелки. Он открывает наклонение ее к горизонту и устраивает inclinatorium (т. е. магнитную стрелку, вращающуюся вокруг горизонтальной оси в магнитном меридиане), при помощи которого он определяет наклонение для Лондона в 71° 50'. Нюренбергский уроженец Гартман, занимавшийся устройством солнечных часов, уже в 1544 г. заметил горизонтальное наклонение магнитной стрелки, но не был в состоянии его измерить. До Нормана и его открытия относили точку притяжения магнитной стрелки в небо или же верили басням о громадных железных горах на севере, которые притягивали неосторожно приблизившиеся корабли и разрушали их, извлекая из них железные гвозди. Норман относит точку притяжения к земле, по крайней мере, для горизонтального наклонения стрелки, хотя он и не считает еще землю магнитом. Он замечает также, что намагничивание стальной иглы не увеличивает ее веса, и что, стало быть, наклонение не зависит от большей тяжести намагниченной стрелки, как могли думать другие, заметившие раньше это наклонение.
ПАПА ГРИГОРИЙ XIII (1582) разрешил, наконец, давно стоявший на очереди вопрос календарной реформы, правда, только для католических государств. Церковь была особенно заинтересована в правильном исчислении времени для установления праздников. Бэкон уже указывал на необходимость исправления календаря. Кузан писал de reformatione calendarii, Сикст IV вел по этому поводу переговоры с Региомонтаном, Триденскому собору делались предложения в том же смысле; но только Григорию XIII удалось, после предварительного соглашения с католическими державами (1577 г.), осуществить отмену старого календаря особой буллой. Лишний день, который, по юлианскому календарю, прибавлялся через каждые 4 года, должен был теперь отбрасываться из тех годов, которых число, делясь на 100, не делилось на 400. Длина года была определена по этому исчислению в 365 дней 5 час. 49 мин. 12 сек. Между тем, по Лаланду же истинная длина его составляет 365 дней 5 час. 48 мин. 48 сек., и потому по прошествии 3600 лет должен накопиться лишний день. Когда будет лучше отбросить этот день, этот вопрос пока еще остается открытым. Пастор Леман, особенно ревностный хронолог, уже в 1842 г. советовал избрать для этой цели 2000-й год. Известный хронолог Иделер не находит, однако, нужным исключить уже теперь лишний день и даже опасается путаницы от преждевременной перемены.
В интересах церковного счисления положено было вернуться в 1582 г. к состоянию года во время Никейского собора, т. е. к 325 г. н. э., когда весеннее равноденствие пришлось на 21 марта, для чего надо было отбросить 10 дней. Необходимые переговоры затянули дело до октября 1583 г., года, наконец, после четверга 4 октября стали писать «пятница, 15 октября». Протестантские государства, долгое время отказывавшиеся одобрить предложение, исходившее от папы, в том числе Дания, Голландия и Швейцария, решили в 1699 г. ввести у себя исправленный календарь и в 1700 г. перескочили с 18 февраля на 1 марта. Англия ввела у себя новый календарь в 1752 г., Шотландия и Швеция в 1753 г. Последователи греческой церкви до сих пор придерживаются старого стиля и в настоящее время отстали уже на 12дней.
ГАЛИЛЕО ГАЛИЛЕЙ (1583) наблюдает в Пизанском соборе качание люстры.
М. ВАРРО (1584) в своем «Tractatus de imotu» старается объяснить действие клина сложением двух гипотетических движений. Он вообще имеет понятие о сложении сил и знает, что три силы, которые в своем действии относятся между собой как стороны прямоугольного треугольника, могут находиться в равновесии.
Сложением сил занимается и СТЕВИН (1587) в своем «Beghinselen der Weegkonst» (т. е. началах равновесия). Симон Стевин родился в 1548 г. в Брюгге, был вначале чиновником по сбору податей в родном городе, затем инспектором сухопутных и водяных сооружений в Голландии и умер в Лейдене в 1620 г. Собрание его сочинений вышло в 1634 г. под заглавием: «Les oeuvres mathematiques de Simon Stevin». Стевин занимает своеобразное место в механике. Язык его прост, ясен, точен; доказательства излагаются твердо и надежно; у него нет ни малейших признаков свойственной его времени путаницы механических понятий; мало того, он почти всегда подкрепляет свои положения хорошо придуманными и искусно выполненными опытами, так что его порою хотелось бы отнести к следующему столетию и поставить рядом с Галилеем. Но, с другой стороны, Стевин по своему методу вполне еще принадлежит древней механике, если не считать опытов, не имеющих у него, впрочем, еще того значения, которое они приобретают впоследствии. Он истый статик архимедовой школы. Его доказательствам недостает еще динамического элемента, столь резко характеризующего галилеевскую механику, а способ ведения доказательств, по обычаю статического метода, не только скрывает ход развития мысли, но и не поддается широким обобщениям. Архимедовский чисто статический метод празднует в лице Стевина свою последнюю победу, и. древняя статика как бы заканчивается его работами — открытием закона наклонной плоскости и исследованием давления жидкостей.
Если вообразить себе, по Стевину, треугольник расположенным в вертикальной плоскости, с основанием, параллельным горизонту, а вокруг него сомкнутую цепь, равномерно составленную из одинаково тяжелых звеньев, и представить себе, далее, что цепь эта может двигаться вокруг треугольника без трения и препятствия, то ясно, что движение все-таки произойти не может. В самом деле, если бы движение началось в каком-нибудь направлении, то оно должно было бы продолжаться бесконечно, так как, несмотря на передвижение цепи, первоначальные условия, в силу однородности цепи, оставались бы все время неизменными. Но вечное движение невозможно, следовательно, цепь вообще должна оставаться в равновесии. Отсюда Стевин заключает, что равновесие должно существовать и в тех случаях, когда ни одна из сторон треугольника не имеет горизонтального положения и, наконец, что три силы, приложенные к одной точке, будут находиться в равновесии, если они относятся между собой, как стороны любого прямолинейного треугольника и параллельны этим сторонам. Последнее положение есть не что иное, как закон параллелограмма сил, только в иной форме. Нужно, однако, остерегаться приписывать Стевину открытие этого закона, во-первых, потому, что он не доказал в общем виде этого положения, и, во-вторых, потому, что его доказательство относится только к случаю равновесия, а не к равенству движений, вызванных силами. Зато равновесия цепи вокруг треугольника, уже достаточно для открытия закона наклонной плоскости. Нижняя, горизонтально лежащая часть цепи находится сама по себе в равновесии; сила тяжести тянет отдельные звенья ее отвесно вниз, и, следовательно, она не тянет ни вправо, ни влево; поэтому и обе боковые части цепи должны находиться в равновесии. Из всего этого с полной достоверностью вытекает следующее положение: два груза, расположенные на двух наклонных сторонах треугольника, находятся в равновесии, если отношение их равно отношению этих сторон. Если одну из сторон принять вертикальной, то соответствующий ей груз будет действовать всей своей тяжестью, из чего опять следует: для поддержания груза на наклонной плоскости нужна тяжесть, относящаяся к грузу как высота наклонной плоскости относится к ее длине.
Исследование над давлением жидкостей на дно сосуда Стевин начинает с положения, что в сосуде, имеющем форму параллелепипеда, на каждый участок дна давит только лежащий над ним столб жидкости. Действительно, если бы данная часть претерпевала большее давление, то последнее могло бы происходить только от соседних столбов жидкости. В таком случае пришлось бы принять, что они и на соответствующую им часть дна производят давление, большее их веса, что привело бы к абсурду. Из первого положения Стевин выводит, что в сосуде любой формы давление, производимое на дно, равно давлению столба жидкости, который имеет своим основанием площадь дна, а высотою — высоту уровня воды в сосуде. Доказав, что замещение столба жидкости твердым телам одинакового с нею веса не изменяет давления на дно, Стевин представляет себе, далее, что в сосуде формы параллелепипеда вся жидкость, за исключением содержимого канала, ведущего ко дну, заменена твердым телом соответствующего веса: так как подобная замена не влияет на степень давления на дно, то при любом искривлении, расширении или сужении этого канала, стенки которого образованы твердым телом, давление на дно должно оставаться равным давлению лежащего над ним столба жидкости. Для наглядного доказательства этого гидростатического парадокса Стевин берет сосуды разной формы, но с одинаковой высотой уровня жидкости, проделывает одинаковые отверстия в их дне и при помощи весов прямо показывает, что во всех случаях требуется одинаковая тяжесть для поддерживания пластинки, замыкающей снизу отверстие в дне сосудов.
Для определения давления на стенки сосудов Стевин делит жидкость на мелкие горизонтальные слои и вычисляет давление на соответствующие этим слоям части боковых стенок посредством метода приближения, известного уже Архимеду. Так как давление в жидкости распространяется равномерно во всех направлениях, то в каждой точке боковой стенки горизонтальное давление будет равно вертикальному; следовательно, для данного участка боковой стенки давление будет больше такого столба жидкости, который имел бы своим основанием площадь этого участка, а своей высотой — расстояние от верхней границы слоя до уровня жидкости, и меньше такого столба, который при том же основании имел бы высотой расстояние от нижней границы до уровня жидкости. Суммированием Стевин находит две величины, которые в применении к бесконечно тонким водяным слоям переходят в предельную величину, принимаемую им за истинную величину давления. Для прямоугольной боковой поверхности давление равно весу такого столба жидкости, которому основанием служит площадь стенки, а высотой половина высоты площади.
Положение о равновесии воды в сообщающихся трубках Стевин прямо выводит из зависимости давления на дно от площади давления и высоты уровня. С другой стороны, он пользуется фактом равной высоты уровня в сообщающихся трубках разной ширины как опытным доказательством справедливости своего закона. Архимедовское учение о плавающих телах он расширяет общими положениями, что при равновесии центр тяжести плавающего тела должен лежать вертикально под воображаемым центром тяжести вытесненной массы жидкости и что равновесие тем устойчивее, чем глубже первая точка лежит под второй.
ДЖ. Б. БЕНЕДЕТТИ (1530—1590) был в большей степени динамиком, чем Стевин. В его сочинении «Diversarum speculationum math. et physicarum liber» механике посвящена особая глава, где проявляется некоторое знание инерции тел не только в состоянии покоя, но и при движении и где, кроме того, можно найти намек на действие равномерной силы, хотя самое представление о силе остается еще вполне аристотелевской «намеренной целью». Бенедетти утверждает, вопреки Аристотелю, что брошенный камень скорее задерживается, чем толкается вперед воздухом, и что движение камня, после того как он отделился от бросающей руки, зависит от известной стремительности, сообщенной ему первоначальной силой. При естественном движении (свободном падении тел) стремительность эта постепенно нарастает, так как постепенно усиливается ее причина, именно стремление тел к указанному им природой месту. Поэтому тела падают все быстрее и быстрее по мере приближения к земле. Бенедетти утверждает, далее, что все тела, каков бы ни был их вес, с одинаковой высоты падают на землю в течение одинакового промежутка времени и что тела, которым при бросании сообщено круговое движение, продолжают падать по касательной этого круга с самого того мгновения, как они предоставлены себе. Наконец, Бенедетти решает спорный вопрос XVII века — задачу о косом рычаге — следующим положением: движущая сила (virtus movens) любой тяжести узнается по длине перпендикуляра, опущенного из точки опоры рычага на линию наклона силы. Это положение интересно, так как оно содержит ясное определение того, что мы теперь называем моментом силы.
Бенедетти, венецианец по рождению, принадлежит к талантам, развившимся рано и притом совершенно самостоятельно. Он сам рассказывает о себе, что он никогда не обучался в школе, а только прочел четыре книги Евклида под руководством Тартальи. Дальнейшее свое образование он уже продолжал самостоятельно и, несмотря на это, на 23-м году жизни опубликовал замечательное сочинение «Resolutio omnium Euklidis problematum aliorumque una tantummodo circuli data apretura», где он показал, как можно решить все задачи Евклида при посредстве одного циркуля. Главный труд, в котором он изложил свои физические взгляды, появился под конец его жизни и не обратил на себя заслуженного внимания. В его время требовалось, чтобы физика излагалась по Аристотелю или, в случае крайности, когда дело шло о статических отношениях, — по Архимеду. В противном случае книга не могла рассчитывать на одобрение присяжных ученых и по возможности замалчивалась. Наш ученый, между тем, был не только отъявленным врагом Аристотеля и перипатетиков, но и отличался необыкновенной ловкостью в полемике, поэтому тем больше было оснований умалчивать о его работах. Бенедетти умер в 1590 г. в звании математика герцога савойского.
45 лет прошло со времени первого издания великого творения Коперника, а между тем оно все еще не обратило на себя внимания нигде, кроме Германии. Немецкие астрономы почти все были на стороне нового учения, но это мало способствовало его распространению. Большие результаты дала в этом отношении оппозиция новому учению со стороны выдающегося астронома.
В 1588 г. ТИХО ДЕ-БРАГЕ обратился письменно к Пайцеру в Виттенберге и Ротману в Касселе с возражениями против системы Коперника, и в том же году началось на его обсерватории в Ураниенбурге печатание сочинения «De mundi aetherei recentioribus phaenomenis liber secundus» (законченного в Праге только в 1602 г.), в котором он противополагает свою систему учению Коперника.
Тихо родился в 1546 г. Его отец, шведский дворянин, был комендантом Гельсинборга и умер в 1571 г. В 1560 г. Тихо по желанию семьи отправился в Копенгагенский университет изучать право. Но юриспруденция, по-видимому, была ему не по душе, и в 1562 г. он переселился в Лейпциг, где занимался астрономией, а в августе 1563 г. он наблюдал противостояние Юпитера и Сатурна. Семья его не сочувствовала таким недворянским затеям и, вероятно, положила бы им конец, если бы на сторону молодого человека не перешел его дядя Стен Билле. Когда Тихо после нескольких лет странствований вернулся на родину, дядя этот устроил для него в своем имении маленькую обсерваторию и химическую лабораторию. Его наблюдения над новой звездой, которая в 1572 г. сияла ярче Венеры, а в 1574 г. исчезла, обратила общее внимание на молодого астронома. В 1574 г. он читал лекции по астрономии в Копенгагене и был представлен датскому королю Фридриху II, который подарил ему остров Хвен в Каттегате и построил для него обсерваторию Ураниенбург (1576—1580), сделавшуюся впоследствии столь знаменитой. Тихо во время своих путешествий успел познакомиться с лучшими мастерами механических приборов; он сам тщательно исследовал все инструменты, особенно круговые деления, составил — что в то время было ново — таблицы замеченных ошибок делений и по ним делал поправки к своим наблюдениям. Благодаря таким предосторожностям, наблюдения Тихо отличались точностью, которой до него не достигал никто.
В продолжение 21 года (с 1576 до 1597 гг.) Тихо производил наблюдения в Ураниенбурге в кругу многочисленных слушателей. Затем его положение стало невыносимым: Фридрих II умер, четыре советника правили государством за малолетством его наследника Христиана IV; с одним из них, Валькендорпом, Тихо имел столкновение из-за английского дога, и враги воспользовались этим случаем, чтобы его выжить. Сначала Тихо отправился в Копенгаген; когда же Валькендорп запретил ему производить наблюдения своими прежними инструментами, то он переселился в Росток. В 1599 г. окончились его переговоры с императором Рудольфом, и он отправился в Прагу в качестве императорского астронома, астролога и алхимика. Тихо получил 2000 червонцев на обзаведение, 3000 гульденов ежегодного содержания, дом в Праге, замок Бенах близ города для научных занятий и — что всего важнее, — ассистента в лице молодого астронома Кеплера. Ему не удалось, однако, долго поработать на новом поприще: после ужина, на котором было много выпито, он заболел и умер 24 октября 1601 г.
Громкая и вполне заслуженная слава Тихо основана на многочисленности и тщательности его наблюдений. Ему, однако, не пришлось вкусить теоретических плодов своей долголетней работы. Мы увидим впоследствии, как плохо оплачиваемый и многострадальный ассистент Кеплер «выведет из его данных истинные орбиты планет и исправит, таким образом, систему Коперника в одном из ее самых слабых мест. Тихо успел только убедиться в несостоятельности птолемеевой системы, и вследствие этого обратил особое внимание на планету Марс, путь которой всего менее согласуется с эксцентрическим кругом. Он вполне сознавал простоту и ясность, с которой система Коперника распутывала сложность планетных движений; допускал даже, что это наиболее удобная гипотеза для вычислений и не скупился на похвалы великому астроному. Но, тем не менее, он не решался признать, что эта система соответствует фактическому положению вещей, потому что никак не мог представить себе движения земли.
Против теории движения земли Тихо приводит следующие возражения: 1) Непонятно, каким образом при вращении земли камень, брошенный с высокой башни, может упасть у ее подножья, — возражение весьма веское в такое время, когда закон инерции был еще неизвестен. Коперник пытался опровергнуть подобные доводы допущением, что всем земным телам присуще совместно с землей круговое движение. 2) Земля — большое, тяжелое, неприспособленное для движения тело, которому невозможно кружить по воздуху наподобие звезды. Упомянутый уже Ротман в ответ на это возражал, что по наблюдениям самого Тихо солнце в 140 раз, Юпитер в 14, Сатурн в 22 раза больше земли и потому еще менее ее пригодны для вращения. Но Тихо, вопреки размерам светил, очевидно, не думал об их тяжести. 3) Если земля пробегает такое огромное пространство, то неподвижные звезды должны изменять свое кажущееся положение. Коперник, предвидя это возражение, наперед опроверг его указанием на громадность расстояния неподвижных звезд. 4) Нельзя указать силы, которая поддерживала бы параллельность земной оси при ея перемещении — довод весьма веский, как уже было отмечено выше. 5) Библия в книге Иисуса Навина, 10, 12 («солнце, остановись в Гидеоне!»), прямо опровергает учение о движении земли.
Последний аргумент, по-видимому, окончательно убедил Тихо в несостоятельности системы Коперника. Он придумал промежуточную систему, согласно которой, как и у Птолемея, земля находится в покое, а солнце и луна вращаются около нее; прочие же планеты двигаются вокруг солнца, как у Коперника. Медлер называет эту систему недостойной великого Тихо и склонен думать, что сочинение «De mundi aetherei recentioribus phaenomenis», в котором изложена упомянутая система, искажено посторонними прибавлениями. Другие признают, что она представляет некоторый прогресс сравнительно с птолемеевской теорией и огромный шаг назад по сравнению с системой Коперника.
Так или иначе, Тихо ниспроверг систему Птолемея и тем подготовил окончательную и решительную победу Коперника. Благодаря славе и уважению, которыми пользовался Тихо, его система стала вскоре общеизвестной, и после того как подобный авторитет отрекся от Птолемея, никто уже не решался отстаивать его. Приходилось выбирать между половинчатой и цельной гелиоцентрическими системами. Всякий, чья совесть смущалась неподвижностью солнца; или кто из страха перед церковью чуждался крайнего революционера Коперника; всякий, чья вера в свидетельство чувств была тверже астрономических представлений, — с легким сердцем присоединялся к геогелиоцентрической системе Тихо. Только собственный ассистент Тихо Кеплер не мог согласиться с нею, несмотря на то, что Тихо до самой своей смерти не переставал убеждать его испробовать систему, столь схожую с коперниковой. Учитель Кеплера, тюбингенский профессор Мэстлин (1550—1631), который еще в 1582 г. в своей «Epitome astronomiae» учил по системе Птолемея, убедившись в ее несостоятельности, обратился в последователя не Тихо, а Коперника. Мало того, этот же Мэстлин своей речью, произнесенной в Италии, впервые обратил в новую веру Галилея, впоследствии знаменитого защитника системы Коперника.
Тихо был исключительно астрономом. Нам приходится упомянуть только о двух его работах, касающихся физики — о его теории комет и наблюдении над астрономической рефракцией. До Тихо кометы считались атмосферным явлением и относились к области физики. Тихо, наблюдавший комету 1577 г., не мог при самом тщательном измерении найти параллакса, и так как он при точности своих инструментов определял параллакс в 2', то он решил, что расстояние этой кометы в 28 раз больше расстояния луны, и с уверенностью исключил ее из сферы атмосферных явлений. Что касается астрономической рефракции, которая была известна гораздо раньше, но не принималась, как следует в расчет, то Тихо впервые стал ее учитывать при своих наблюдениях и жестоко осуждал другие обсерватории, например Кассельскую, которые этого не делали. Впрочем, хотя Тихо составил таблицы астрономической рефракции на основании своих наблюдений, его оптические взгляды, по-видимому, были не из самых верных. Он утверждает, например, что рефракция прекращается на высоте 45° над горизонтом и бывает различна для различных светил, солнца, луны и т. д.
ДЖАМБАТИСТА ДЕЛЛА ПОРТА (1589), одна из любопытнейших личностей XVI века, — полудиллетант, полуученый и в изрядной степени шарлатан. Его главное сочинение «Magia naturalis sive de miraculis rerum naturalium», libri XX, появилось в 1589 г. во втором, действительно улучшенном издании. Порта (1538—1615) был богатым итальянским аристократом, который при своих разнообразных занятиях производит скорее впечатление любителя физики, чем настоящего физика. Он некоторыми чертами напоминает старого Плиния: так же любознателен и неутомим в собирании сведений и так же легковерен и пристрастен к чудесному. Большую часть жизни он проводит в путешествиях, везде старается узнать что-нибудь новое, завязывает знакомства с знаменитостями, изучает древних натуралистов и, наконец, в обширном компилятивном труде сообщает все им, таким образом, приобретенное. В одном только отношении Порта отличается от обыкновенного компилятора: он мастер производить опыты и потому обогащает различные отделы физики новыми открытиями. Зато ему недостает строгого философского ума, открывающего связь явлений, а также основательного математического образования. Вопреки духу времени, он ничего не сделал для механики и математической физики. Даже в отношении опытов следует остерегаться излишней доверчивости, так как Порта нередко описывает вещи, которых он сам не делал, и, по свойственной тогдашним ученым манере, любит придумывать смелые планы, не заботясь об их выполнимости.
Так, в своем «pneumaticorum, libri III» (позднейшей разработке одного из отделов его «Магии»), он предлагает проводить воду через горы посредством сифона. Нужно только проложить через гору трубу и снабдить ее для наполнения водою кранами на обоих концах и на верхушке. Мысль его угадать нетрудно, но если бы он хотя раз попробовал применить своей проект к горе высотою более 32 футов, то, пожалуй, он еще раньше Галилея открыл бы, что «боязнь пустоты» имеет свои пределы. По его собственным словам, Порта закончил свою «Магию» 15 лет от роду; это, значит, в 1553 г. Между тем старейший из известных экземпляров ее помечен 1558 г. Математик Брандес называет ее «безумнейшей из книг», и с ним можно согласиться, прочитав у Порты описание лампы, придающей всем присутствующим лошадиные головы, или способа определения целомудрия женщины посредством магнита. Несмотря на это или, может быть, именно поэтому сочинение Порты имело громадный успех и было переведено на итальянский, французский, испанский и арабские языки. Второе издание было значительно расширено против первого и содержало меньше фантастических опытов, вследствие чего оно и пользовалось гораздо меньшим успехом.
Важнейший отдел «Естественной магии» посвящен оптике. Мы находим здесь описание камеры-обскуры в простейшем ее виде. Порта указывает, что если проделать в ставне темной комнаты маленькое отверстие, то на противоположной стене будут рисоваться внешние предметы, освещенные солнцем, в естественных красках, но в обратном виде. Этого опыта он не выдает за свое собственное открытие, что, конечно, правильно, так как этот опыт был известен еще раньше, не говоря уже о том, что он подробно описан у Леонардо да-Винчи. Зато во втором издании находится описание усовершенствованного опыта, который заставляет признать Порту изобретателем нашей камеры-обскуры (хотя, правда, еще не в портативной форме). Описав известное уже нам приспособление, Порта продолжает: «Я хочу открыть тайну, о которой до сих пор имел основание умалчивать. Если вы вставите в отверстие двояковыпуклую чечевицу, то увидите предметы гораздо яснее, так ясно, что вы будете узнавать в лицо гуляющих на улице, как будто бы они находились перед вами». Свое открытие Порта тоже переносит на глаз и зрение; он называет глаз камерой-обскурой, зрачок отверстием, пропускающим свет, а хрусталик (странная ошибка со стороны человека, который учит вставлять двояковыпуклое стекло в отверстие ставни) — ширмой, воспринимающей изображения. Порта, по-видимому, не слыхал о Мавролике, который ранее его дал более правильные объяснения; иначе он не говорил бы, что дальнозоркость происходит вследствие слишком сухого и твердого, а близорукость — вследствие слишком влажного и мягкого хрусталика при соответственно слишком узком или широком зрачке. Всего любопытнее у Порты решение вопроса об едином видении двумя глазами; подробно изложив все существующие на этот счет гипотезы, он кратко указывает, что мы во всех случаях видим только одним глазом, притом правым, если предмет находится от нас справа, и левым, если предмет находится слева.
Камера-обскура служит Порте преимущественно для развлечения посетителей, и именно в этом отношении он удивляет своей изобретательностью. Перед чечевицей в стене он прикрепляет полую бумажную трубку, переднее отверстие которой закрыто тончайшей бумагой; на этой бумаге он рисует различные фигуры и передвигает трубку до тех пор, пока солнце не даст явственного изображения фигур на стене. Мало того, движениями трубки он умеет сообщить фигурам такое оживление, что приобретает не совсем безопасную репутацию колдуна. Камера-обскура превращается, таким образом, в волшебный фонарь и могла бы даже легко превратиться в солнечный микроскоп; но Порта, вообще не отличающийся излишком скромности, на этот раз не придает надлежащего значения своим опытам, так как он не понимает их важности, а потому, собственно, он и не заслуживает звания изобретателя волшебного фонаря.
Еще менее заслужена им слава изобретателя зрительной трубы. Мнение, приписывающее ему это открытие, основано на одном месте «Магии», где Порта говорит, что через вогнутую чечевицу можно видеть ясно отдаленные предметы, через выпуклую — близкие, а если уметь соединять как следует те и другие стекла вместе, то можно различать как самое близкое, так и самое отдаленное. «Многим друзьям, не видевшим ясно далеких или близких предметов», продолжает он: «я помог так, что они стали видеть все в совершенстве». Вся эта цитата темна, но последние слова ее указывают, что он имел в виду средство для людей со слабым зрением, а вовсе не зрительную трубу, открывающую новые миры и для вполне нормальных глаз. Впрочем, мы не отрицаем, что этот намек, подобно тем, о которых было упомянуто раньше (Роджер Бэкон), мог послужить стимулом для работ действительных изобретателей.
Рассуждая о вогнутых зеркалах, Порта первый высказывает совершенно верное положение, что фокус всех лучей, падающих на зеркало вблизи оси, можно без заметной ошибки поместить на середине радиуса. Относительно чечевиц он знает только, что фокус лежит позади них. Порта называет фокус точкой обращения изображения, (punctun inversionis imaginum), так как при изучении зажигательного зеркала он заметил, что от предметов, находящихся между фокусом и зеркалом, получаются прямые и увеличенные изображения, а от предметов, лежащих дальше фокуса, изображения обратные и уменьшенные.
Кроме оптических исследований, заслуживают еще внимания опыты Порты над магнитом. Он знает, что разноименные полюса (которые он называет дружественными) взаимно притягиваются, а одноименные (враждебные) взаимно отталкиваются; но вместе с тем он полагает, что магнит одинаково способен и притягивать и отталкивать железо, вероятно, потому, что его проволока, после притяжения сама намагнитилась. Проведением естественного магнита по железу Порта превращает последнее в магнит, затем он кладет искусственный магнит в чашке на воду или подвешивает его на нитке и таким путем находит, что каждый полюс естественного магнита образует противоположный полюс в намагниченном железе. Далее, он отмечает, что с помощью намагниченного железа можно снова изготовить любое число новых магнитов. При столь разумных опытах не обходится, конечно, без схоластического истолкования притяжения: естественный магнит содержит железо, но последнее находится в нем в весьма несовершенном состоянии и потому притягивает другое железо, чтобы этим соединением достичь совершенства.
Порта, как уже было замечено, — довольно загадочная личность: он хвастлив, относится легкомысленно к истине, верит чудесам без всякой критики, не имеет серьезного научного направления; и, несмотря на все это, за ним нельзя не признать известных заслуг. Мы встретились уже однажды с подобным сомнительным характером в лице Кардана, и могли бы познакомиться еще с другим, знаменитым и пресловутым Парацельсом (1493—1541), виртуозом шарлатанства, который, помимо серьезного значения для медицины, имеет и перед естественными науками заслугу энергичной борьбы со схоластическим аристотелизмом. Внешняя эффектность, некоторая примесь чудесного были, по-видимому, необходимы натуралисту в эту переходную пору для приобретения ученой славы.
Следует еще упомянуть об ученом обществе, основанном Портой в 1560 г. в Неаполе, не потому, чтобы оно заслужило известность какими-либо научными трудами, а потому, что оно было первым обществом, основанным с исключительной целью содействовать развитию естествознания. Эта «Академия тайн природы» не успела, однако, раскрыть никаких тайн, потому что когда Порта должен был явиться на суд инквизиции по обвинению в колдовстве и чародействе, это общество прекратило свое существование и уже не могло вновь собраться после освобождения своего основателя.
ГАЛИЛЕЙ (1590) своими опытами над падением тел с наклонной башни в Пизе доказывает, что скорость падения тел не находится в прямой пропорциональной зависимости от их тяжести.
Мы знаем, что уже Сенека заметил увеличительную способность стеклянных сосудов с водой; что Альгазен говорит об увеличениях, получаемых с помощью сферических поверхностей, а Роджер Бэкон и Порта с увлечением описывают эти свойства чечевиц. Но никому из прежних натуралистов не приходила мысль применить чечевицы для наблюдения мельчайших предметов, недоступных простому глазу. Название микроскоп, прямо указывающее на такую цель, обязано своим происхождением Десмикиану, члену основанной в 1603 г. академии «Dei Lyncei» (т. е. рысей); но собственно микроскопические наблюдения с научной целью были начаты Гуком, Левенгуком и Гартсекером около 1670 г., хотя, впрочем, уже Стеллути в 1625 г. рассматривал под микроскопом части пчелы. Все названные ученые пользовались еще простым микроскопом. Левенгук употреблял маленькие стеклянные чечевицы, увеличивавшие в 160 раз, Гук — стеклянные шарики, а Гартсекер сам плавил для себя подобные шарики перед лампой. Еще проще был водяной микроскоп С. Грея 1696 г., где капля воды, взятая на кончик иглы, помещалась в маленькое отверстие металлической пластинки и сама собой превращалась в увеличительное стекло. До какой степени затруднительно было наблюдение с такими шариками и как велика была наблюдательная способность, например. Левенгука, открывшего при помощи подобного инструмента инфузории, семянные тельца и т. д., можно судить на основании того, что, согласно исчислению Гюйгенса, шарик, имеющий 1 линию в поперечнике, увеличивает только в сто двадцать раз. Продолжительное применение простого микроскопа показывает, что потребность в сложном не была еще осознана, по крайней мере, в конце XVI века, а позднее начало научных исследований служит признаком того, что в это время вообще не нуждались еще в микроскопе.
Человеку присуще естественное и заманчивое стремление увеличивать свой кругозор. Оптика давно уже обострила эту наклонность различными опытами над сочетанием чечевиц и привлекла в эту сторону деятельность многих голов и рук. Изобретение зрительной трубы в начале XVII века оказывается, таким образом, вполне естественным, а ее быстрое распространение и блестящие результаты, полученные при ее помощи, свидетельствуют о своевременности открытия. Напротив, мир незримо-малого никого не привлекал в эту пору, и сложный микроскоп можно назвать преждевременным изобретением, которое было вызвано работами со зрительными трубами, но которого наука еще не сумела использовать. Сказанному ни мало не противоречит тот факт, что изобретение зрительной трубы относят обыкновенно к 1608 г., а микроскопа к 1590 г. (т. е. на 18 лет раньше). Дело в том, что 1608 г. есть год обнародования изобретения зрительной трубы, а 1590 г. является годом изобретения микроскопа; кроме того, последняя дата не является безусловно достоверной. Сведение это основано на замечании голландского посла В. Ф. Борееля (1655 г.), который слышал, что его прежний товарищ детства в Мидельбурге, оптик Захарий Янсен, вместе со своим отцом устроил первый микроскоп. Свой прибор изобретатели представили эрцгерцогу Альбрехту австрийскому, а последний подарил его Дреббелю, у которого посол и видел микроскоп в 1619 г. Сын 3. Янсена тоже приписывает своему отцу изобретение микроскопа около того же времени; и так как для опровержения этих данных не существует фактов, то приходится признать 1590 г. годом изобретения микроскопа; но показания Борееля и Янсена-сына, как мы увидим дальше при изложении истории зрительных труб, не всегда заслуживают доверия.
Передача микроскопа эрцгерцогу должна была произойти, во всяком случае, после 1596 г., так как только в этом году Альбрехт вступил в Брюссель в качестве генерал-губернатора; притом не подлежит ни малейшему сомнению, что до всеобщего сведения микроскоп дошел позже зрительной трубы. Знаменитый Гюйгенс, несмотря на то, что он был голландцем, полагает, что микроскоп был изобретен не ранее 1618 г. и впервые был продемонстрирован у Дреббеля в Англии в 1621 г. Однако Галилей уже в 1612 г. устроил микроскоп и послал его в дар королю Сигизмунду польскому, но, очевидно, он не возбудил внимания своим изобретением, так как Гюйгенс в подтверждение своей точки зрения указывает, что итальянец Сиртури, писавший в 1618 г. о зрительных трубах, не упоминает еще о микроскопе.
Смелый доминиканский монах ДЖОРДАНО БРУНО (1550—1600), собственно, не имеет значения в специальной истории физики, но бросить взгляд на его жизнь, тем не менее, крайне поучительно для характеристики стремительного и бурного XVI века, с одной стороны, и постепенно возрастающего противодействия церкви успехам науки — с другой. Бруно родился в 1550 г. в Ноле, близ Неаполя, и вступил неизвестно когда в доминиканский орден. Сомнения насчет пресуществления и аристотелевского авторитета вскоре сделали для него пребывание в монастыре невыносимым, и он бежал. В Женеве ему не удалось найти долговременного приюта, потому что он отказался принять кальвинизм; но в Париже он пристроился и преподавал с блестящим успехом. Хотя покровительство Генриха III избавило Бруно от принудительного посещения церковной службы, вражда соперников, негодующих аристотелианцев, заставила его искать убежища в Англии. В Оксфорде, где всякий магистр или бакалавр должен был платить 5 шиллингов штрафа за каждую погрешность против Аристотеля, Бруно во время празднества, данного канцлером оксфордским, Лейчестером, участвовал в блистательном словесном состязании против приверженцев Аристотеля и Птолемея. Здесь он, по собственному выражению, целых пятнадцать раз замазывал им рот так удачно, что противники могли отвечать ему только одной бранью. Несмотря на это, и по всей вероятности благодаря покровительству Елизаветы, он получил позволение читать лекции, но на короткий срок. Затем Бруно снова отправился в Париж и на большом трехдневном диспуте заявил себя по-прежнему красноречивым противником физики Аристотеля и защитником теории вращения земли. Вынужденный вторично покинуть Париж, он отправился через Марбург и Виттенберг в Гельмштедт, где герцог брауншвейгский принял его весьма милостиво и даже не допустил Бете, настоятеля Гельмштедского собора, отлучить Бруно от церкви. Но здесь, как и в других местах, гонение сделалось мало-помалу нетерпимым; Бруно переселился во Франкфурт, а оттуда, по приглашению одного венецианца — в Венецию. Здесь он вскоре лопал в руки инквизиции, и после нескольких лет заточения был (на 50-м году жизни) присужден к обычному наказанию quam clementissime et citra sanguinis effusionem, т. е. сожжен живым оставшись, вопреки ожиданию судей, до конца жизни верным своим убеждениям.
Бруно нельзя отнести к числу представителей новейшей физики, как того хотели некоторые. Несмотря на упорную борьбу против физических теорий Аристотеля он вообще был не физиком, а чистым философом. Его, всего скорее, можно назвать предшественником новейших натурфилософов. В декартовской теории миров, в учении Лейбница о монадах звучат там и сям отголоски мыслей Бруно, и даже Шеллинг признает, что он обязан ему многим. Для нас главная заслуга Бруно состоит в раннем признании системы Коперника и мужественной защите ее. Уже в сочинениях 1584 г. он объявляет себя сторонником этой системы и развивает ее на свой лад. Все звезды суть солнца или земли. Солнца блестят собственным светом, и вокруг них обращаются земли, получая от них свой свет. Каждое солнце окружено обширным эфирным пространством, в котором земля совершает свой путь. Таких солнечных систем имеется бесконечное множество в безграничной вселенной, и нельзя сомневаться, что на многих землях существуют, как и на нашей, благоприятные условия для жизни сознательных существ. Человек — мелкое ничтожное звено в ряду творений, подобно тому как его конечный тесный мир — пылинка в беспредельной вселенной.
ИОГАНН КЕПЛЕР (1596): Prodromus dissertationum cosmographicarum continens mysterium cosmographicum de admirabili proportione coelestium orbium, deque causis coelorum numeri, magnitudinis, motuumque periodicorum genuinis et propriis, demonstratum per quinque regularia corpora geometrica», Tubingen, 1596.
Научная деятельность Кеплера (1571—1630) по времени и по духу принадлежит XVII веку. Только его первое творение «Prodromus» обнаруживает в нем мечтательного пифагорействующего числового мистика. Все остальное им написанное стоит на почве реального точного наблюдения, хотя там и сям попадаются еще уклонения в область грез. При выходе в свет первого сочинения Кеплеру было всего 25 лет. Его учитель Мэстлин убедил юношу, предназначавшегося для духовного звания, посвятить себя математике и астрономии и, едва тот окончил университетский курс (1593), выхлопотал для него место профессора математики и этики в Граце. Здесь молодой астроном опубликовал в 1594 г. календарь, а два года спустя «Mysterium cosmographicum». Сочинение это, как показывает заглавие, касается преимущественно закона расстояний пяти известных в то время планет от солнца в интерпретации Коперника.
Представим себе, что вокруг солнца описан шар, проходящий через Меркурий; если вокруг этого шара мы опишем правильный октаэдр, а вокруг последнего опять шар, то на поверхности второго шара будет Венера. Описав вокруг последнего шара икосаэдр, мы получим на окружности третьего шара, описанного вокруг икосаэдра, Землю. Идя таким образом все далее и далее и описывая попеременно додекаэдр, шар, тетраэдр, шар, гексаэдр, шар, увидим, что последние три шаровые поверхности будут последовательно проходить через три остальные планеты — Марс, Юпитер и Сатурн. Построение это только приблизительно отвечает положению двух последних планет и, разумеется, не имеет значения для современной науки, стремящейся открывать не только закономерности, но и причины последних. Тем не менее, оно свидетельствует о поразительной способности Кеплера связывать отдаленнейшие явления и открывать отношения, никому не приходившие на ум. Без этой способности он никогда бы не пришел к своим знаменитым законам планетных движений. Упомянутое выше сочинение имеет, сверх того, заслугу безусловного признания системы Коперника, распространение которой не подвинулось еще ни на шаг за пределами Германии, и строгой приверженности ее положениям. Лично для Кеплера его первый труд имел и дурные и хорошие последствия. Духовенству он стал ненавистен, но приобрел громкую славу между астрономами. Тихо де-Браге пожелал с ним познакомиться, и когда преследование протестантов в Штирии обострилось, он очень кстати пригласил его к себе в Прагу.
В заключение ряда физиков этого столетия назовем ПИККОЛОМИНИ (1597), который снова обращается к проблеме свободного падения тел и отвергает старое толкование, не предугадывая, конечно, решения наступающего столетия. Пикколомини в своей «Liber Scientiae de natura» замечает, что Аристотель по отношению к легким и тяжелым телам установил несколько положений, противоречащих опыту, и что его законы отношения скоростей падающих тел даже прямо неверны, так как вдвое более тяжелый камень не падает вдвое скорее. Это положение еще ранее и весьма основательно опроверг Стевин, указав, что 10 кирпичей одинаковой величины, падающих порознь с одинаковой скоростью, не станут падать в 10 раз скорее, если их бросить связанными вместе.
XVI столетие, как мы видели, успело уже вполне овладеть древней наукой. Все, что не погибло безвозвратно, было разыскано и стало общедоступным благодаря переводам и пояснениям. Это отличительная черта рассмотренного нами века. Однако в физике собственно еще незаметно существенных успехов. Натурфилософия и математическая физика разошлись совершенно. В своем преклонении перед Аристотелем философия отрицает всякое дальнейшее развитие, а математическая физика продолжает работать над старыми задачами, не завоевав, однако, новых областей для исследования.
Только XVII столетие выходит твердыми стопами за заповедную черту древней науки, признав экспериментальный метод истинным физическим методом. Новое направление, благодаря своим поразительным результатам, приобретает вскоре общее признание. Философы и математики одинаково спешат воспользоваться его плодами; при помощи нового метода разрозненные ветви физики вскоре соединятся в цельную самостоятельную науку. Таков, по крайней мере, идеал, к которому в различные периоды этого века более или менее сознательно, более или менее ревностно стремятся люди науки. Но, как всякое совершенство, идеал остается более или менее недостижимым, он не открывается во всей полноте и дает приблизиться к себе лишь немногим гениальным избранникам.
Нас ранее удивляло, что греческая физика началась с натурфилософии, делавшей свои выводы «из недостаточно доказанных общих положений, и что она не только не стремилась к опытному исследованию, но даже от случайных наблюдений старалась прямо «перейти к общим истинам философского порядка или к математическим обобщениям. Теперь мы имели случай убедиться, что и средние века шли по тому же пути, можно сказать, еще с большим упорством, и что старой натурфилософии нужно было сначала выродиться и доказать полную свою непригодность, прежде чем человек решился снизойти к началу и сделать попытку подняться от вполне исследованных частных явлений к общим выводам. Стало быть, не природе одних греков, а человеческой природе вообще свойственна наклонность, не довольствуясь методами, ведущими вперед медленными, обдуманными и строго проверенными шагами, постоянно пытаться сразу, одним усилием объяснить все загадочное, всю природу. При этом, естественно, чем дальше люди находятся от истинной цели, тем понятнее их склонность признавать опытный путь безнадежным и искать спасения в чистом умозрении.
Нужно, однако, с другой стороны, остерегаться несправедливого отношения к заслугам философии и математики перед физикой и чрезмерной переоценки экспериментального метода, чему, к сожалению, бывали примеры и в наши дни. Искусство производить опыты само по себе совершенно неспособно действительно двигать науку вперед. Умозрение, проникающее за пределы современного состояния опыта, будет всегда указывать путь и диктовать план для дальнейшего наблюдения. С другой стороны, наука о явлениях природы всегда будет находиться в зависимости от математики при исследовании явлений с количественной стороны.
Идеал физики, как мы уже говорили, заключается в сочетании опытного исследования, математики и философии, взаимодействием этих трех факторов и обусловливается успех нашей науки в последующих столетиях. Там, где тот или другой метод преобладает над остальными, в развитии всегда рано или поздно замечается застой. Но когда эти три фактора соединяются в должном соотношении в одном человеке, появляется гений, создающий новую эпоху в истории науки. Такой гениальный человек стоит у истока новейшей физики. Мы говорим об ее основателе — Галилее.