Наука эпохи Возрождения

     В некоторых отношениях теория Коперника  сохраняла «родимые пятна» геоцентризма:

• центром планетной системы было не столько Солнце, сколько центр земной орбиты;
• из всех планет Земля единственная двигалась по своей орбите равномерно, в то время как у остальных планет орбитальная скорость менялась, что Коперник объяснял комбинацией движения по большим и малым кругам.

     Тем не менее, им был дан импульс для  дальнейшей разработки гелиоцентрической  теории движения планет, сопутствующих  задач механики и космологии. В  числе сторонников гелиоцентризма в XVI веке были астрономы Томас Диггес, Георг Иоахим Ретик, Кристоф Ротман и Михаэль Мёстлин, физики Джамбатиста Бенедетти, Вильям Гильберт и Симон Стевин, философ Джордано Бруно, священник Диего де Цунига. С другой стороны, ряд астрономов, не принявших гелиоцентризм как космологическое учение, приветствовали отказ Коперника от экванта и активно использовали его теорию планетных движений для расчётов эфемерид. В их числе Эразм Рейнгольдт, составивший на основе теории Коперника планетные таблицы (Прусские таблицы).

     Некоторые учёные, отвергая поступательное движение Земли, принимали её вращение вокруг оси (например, Николас Реймерс, известный также как Урсус). Наиболее авторитетными оппонентами гелиоцентризма в XVI — начале XVII века были астрономы Тихо Браге и Христофор Клавиус, математик Франсуа Виет, философ Фрэнсис Бэкон.

       «Родимые пятна геоцентризма», сохранявшиеся у Коперника, вывел немецкий астроном Иоганн Кеплер. Он ещё со студенческих лет (пришедшихся на конец XVI века) был убеждён в справедливости гелиоцентризма ввиду способности этого учения дать естественное объяснение попятных движений планет и возможности вычислять на её основе масштабы планетной системы. В течение нескольких лет Кеплер работал с величайшим астрономом-наблюдателем Тихо Браге и впоследствии завладел его архивом наблюдательных данных. В ходе анализа этих данных, проявив исключительную физическую интуицию, Кеплер пришёл к следующим выводам:

• Орбита каждой из планет является плоской кривой, причём плоскости всех планетных орбит пересекались в Солнце. Это означало, что Солнце находится в геометрическом центре планетной системы, тогда как у Коперника таковым был центр земной орбиты. Кроме всего прочего, это позволило впервые объяснить движение планет перпендикулярно к плоскости эклиптики. Само понятие орбиты, видимо, также было впервые введено Кеплером, поскольку ещё Коперник полагал, что планеты переносятся с помощью твёрдых сфер, как у Аристотеля.
• Земля движется по своей орбите неравномерно. Тем самым впервые Земля уравнялась в динамическом отношении со всеми остальными планетами.
• Каждая планета движется по эллипсу, в одном из фокусов которого находится Солнце (I закон Кеплера).

     Кеплер  открыл закон площадей (II закон Кеплера): отрезок, соединяющий планету и  Солнце, за равные промежутки времени  описывает равные площади. Поскольку  расстояние планеты от Солнца при этом также менялось (согласно первому закону), отсюда следовала переменность скорости движения планеты по орбите. Установив свои первые два закона, Кеплер впервые отказался от догмы о равномерных круговых движениях планет, с пифагорейских времён владевшей умами исследователей. Причём, в отличие от модели экванта, скорость планеты менялась в зависимости от расстояния от Солнца, а не от некоторой бестелесной точки. Тем самым Солнце оказалось не только геометрическим, но и динамическим центром планетной системы.

     Кеплер  вывел математический закон (III закон  Кеплера), который связывал между  собой периоды обращений планет и размеры их орбит: квадраты периодов обращений планет относятся как  кубы больших полуосей их орбит. Впервые  закономерность устройства планетной системы, о существовании которой догадывались ещё древние греки, получила математическое оформление.

     На  основании открытых им законов движения планет Кеплер составил таблицы планетных  движений (Рудольфинские таблицы), по точности далеко оставлявшие позади все таблицы, составленные ранее. Эти таблицы ещё более уточнил английский астроном Джереми Хоррокс, в течение долгих лет бывший единственным последователем Кеплера. Трудами Кеплера и Хоррокса был задан новый стандарт точности планетных теорий.

     Одновременно  с Кеплером на другом конце Европы, в Италии, трудился Галилео Галилей, оказавший двоякую поддержку  гелиоцентрической теории. Во-первых, с помощью изобретённого им телескопа  Галилей сделал ряд открытий, либо косвенно подтверждавших теорию Коперника, либо выбивавших почву из-под ног его противников — сторонников Аристотеля:

• Поверхность Луны не гладкая, как подобало небесному телу в учении Аристотеля, а имеет горы и впадины, как Земля. Кроме того, Галилей объяснил пепельный свет Луны отражением солнечного света Землёй. Благодаря этому Земля стала телом, во всех отношениях подобным Луне. Устранялось противоречие между земным и небесным, постулировавшееся у Аристотеля.
• Четыре спутника Юпитера (получивших впоследствии название галилеевых). Тем самым он опроверг утверждение, что Земля не может обращаться вокруг Солнца, поскольку вокруг неё самой обращается Луна (такой тезис часто выдвигали противники Коперника): Юпитер заведомо должен был вращаться либо вокруг Земли (как у Птолемея и Аристотеля), либо вокруг Солнца (как у Аристарха и Коперника).
• Смена фаз Венеры, указывавшая, что Венера обращается вокруг Солнца.

     Галилей установил, что Млечный Путь состоит  из большого количества звёзд, неразличимых невооружённым взглядом. Это открытие совершенно не умещалось в космологию Аристотеля, но вполне было совместимо с теорией Коперника, из которой следовала огромная удалённость звёзд.

     Одним из первых Галилей открыл солнечные  пятна. Наблюдения над пятнами привели  Галилея к выводу о вращении Солнца вокруг своей оси. Само существование  пятен и их постоянная изменчивость опровергали тезис Аристотеля о  «совершенстве» небес.

     Галилей показал, что видимые размеры планет в различных конфигурациях (например, в противостоянии и соединении с Солнцем) меняются точно в том соотношении, как следует из теории Коперника.

     Наоборот, при наблюдении звёзд в телескоп их видимые размеры не меняются. Этот вывод опровергал некоторые доводы оппонентов гелиоцентризма.

     Вторым  направлением деятельности Галилея  было установление новых законов  динамики. Им была открыта инерция  и принцип относительности, что  позволило устранить традиционные возражения противников гелиоцентризма: если Земля движется, почему мы этого не замечаем?

     У противников гелиоцентрической  теории было два вида аргументов:

• против вращения Земли вокруг собственной оси. Учёные XVI века уже могли оценить линейную скорость вращения: около 800 м/сек на экваторе. Вращаясь, Земля испытывала бы колоссальные центробежные силы, которые неминуемо разорвали бы её на части. Если бы Земля вращалась, все находящиеся на её поверхности лёгкие предметы разлетелись бы во все стороны Космоса. Если бы Земля вращалась, любой брошенный предмет отклонялся бы в сторону запада, а облака плыли бы, вместе с Солнцем, с востока на запад.Небесные тела движутся, потому что они состоят из невесомой тонкой материи, но какая сила может заставить двигаться огромную тяжёлую Землю? Эти аргументы потеряли силу после создания классической механики. Такие фундаментальные понятия этой науки, как центробежная сила, относительность, инерция появились в значительной мере при опровержении этих доводов геоцентристов.
• против поступательного движения Земли.Отсутствие годичных параллаксов звёзд.

     Для опровержения этого довода гелиоцентристам  приходилось предполагать огромную удалённость звёзд. Тихо Браге на это возражал, что в таком случае звёзды оказываются необычайно большими, по размерам больше орбиты Сатурна. Эта оценка следовала из его определения угловых размеров звёзд: он принимал видимый диаметр звёзд первой величины примерно 2 - 3 угловых минуты. Этот довод был, в значительной мере, опровергнут Галилеем, который заключил, что при наблюдении звёзд в телескоп их видимый размер не меняется, следовательно, оценка Браге угловых размеров звёзд сильно преувеличена.

     Низкая  точность Прусских таблиц по сравнению  с Альфонсинскими, основанными на теории Птолемея.

     Этот  довод потерял свою актуальность после публикации Кеплером Рудольфинских таблиц.

     Кроме того, Тихо Браге считал доводом  против гелиоцентризма отсутствие попятных движений комет, которые должны были бы наблюдаться, если бы они обращались вокруг Солнца. И они действительно  наблюдаются, о чём в XVI в. ещё не было известно. Между тем, начиная с конца XVI в. именно комбинированная система Тихо Браге (по существу, модернизированная форма геоцентрической теории) становится главным конкурентом гелиоцентризма. Даже в 1651 году космографию Тихо Браге излагал в своём «Новом Альмагесте» иезуит-астроном Дж. Риччиоли (что не помешало ему назвать один из наиболее заметных лунных кратеров именем Коперника).

     Многие  учёные вплоть до конца XVII века просто отказывались делать выбор между  этими гипотезами, указывая, что с точки зрения наблюдений гелиоцентрическая и комбинированная системы эквивалентны; конечно оставаясь на такой точке зрения, невозможно было развивать динамику планетной системы. В числе сторонников этой «позитивистской» точки зрения были Джованни Доменико Кассини, Оле Рёмер, Блез Паскаль. Были и решительные противники гелиоцентризма, среди которых выделялся Риччиоли, автор упомянутого труда «Новый Альмагест», где он перечислил и обсудил 49 доказательств в пользу Коперника и 77 - против.

     Как ни странно, даже феноменальная точность теории Кеплера не переубедила скептиков, которые указывали, что сопоставимой и даже более высокой точности можно достигнуть и традиционными методами — сочетаниями движений по эпициклам и деферентам. Были и такие учёные, которые, принимая гелиоцентризм в целом, отказывались принять теорию Кеплера - например, Галилей.

     Необходимо  добавить, что в спорах с геоцентристами сторонники Аристарха и Коперника  находились отнюдь не в равных условиях, поскольку на стороне первых был  такой авторитет, как Церковь (особенно в католических странах).

     Геоцентристы (в их числе астрономы Тихо Браге  и Христофор Клавиус) привлекали для подкрепления своей позиции  и ненаучные аргументы, в том  числе и сугубо религиозные. Ещё  при жизни Коперника вожди  протестантов Лютер, Меланхтон и Кальвин выступили против гелиоцентризма, заявляя, что это учение противоречит Священному Писанию. Католическая церковь сначала отнеслась к этим спорам скорее равнодушно и даже не без некоторой симпатии к новой системе мира; известно, что Коперник сначала не хотел публиковать свой труд, но его убедили католические священники кардинал Николай Шомберг и епископ Тидеман Гизе. Однако в начале XVII века настроения начинают меняться. Попытки защиты гелиоцентризма от обвинений в противоречии Писанию предпринимали Галилей и католический монах Паоло Фоскарини, но в 1616 году католическая церковь объявила гелиоцентрическую теорию еретической (вспомним, что Аристарха также обвиняли в нечестивости).

     Свою  точку зрения религиозные фундаменталисты  подкрепляли ссылками на Библию.  

     3.3 Развитие медицины

     Становление анатомии

     Одним из основоположников анатомии был итальянский художник и ученый Леонардо да Винчи (Leonardo da Vinci, 1452—1519). Утверждая опытный метод в науке, Леонардо да Винчи одним из первых в Европе стал вскрывать человеческие трупы и систематически изучать их строение, внедряя новые методы исследования (промывание органов проточной водой, инъецирование воском желудочков мозга и сосудов,   распилы   костей   и матки.

     Работы  Леонардо да Винчи на полвека опередили исследования основоположника современной научной анатомии Андреаса Везалия. Анатомируя человеческие трупы, Везалий убедился, что взгляды Галена на строение тела человека, господствовавшие в Европе в течение 14 столетий, во многом ошибочны, так как они основаны на изучении анатомии обезьяны и других животных. Везалий исправил более 200 ошибок, Галена, правильно описал скелет человека, его мышцы и многие внутренние органы; установил отсутствие в сердечной перегородке отверстий, через которые, согласно учению Галена, кровь должна была проникать из правого желудочка в левый и контактировать с пневмой; описал клапаны сердца и таким образом создал предпосылки для последующего обоснования кругового движения крови.

     Свои  наблюдения Везалий изложил в «Анатомических таблицах» («Tabulae sex», 1538), включавших шесть гравюр, выполненных талантливым учеником Тициана Иоганом Стефаном ван Калькаром, который иллюстрировал все книги Везалия. Совершенствуя преподавание анатомии, Везалий издал краткий учебник анатомии «Извлечение» («Epitome», 1543) - сокращенную анатомию для обучающихся в анатомическом театре. В этом же году в издании И. Опорина вышел в свет основополагающий труд Везалия «О строении человеческого тела» в семи книгах («De humani corporis fabrica»). В нем не только обобщались достижения в области анатомии за предшествовавшие столетия. Везалий обогатил науку собственными достоверными данными, полученными в результате многочисленных вскрытий человеческого тела; исправил большое количество ошибок своих предшественников и главное - впервые привел все эти знания в систему, т. е. сделал из анатомии науку.

     Учитель Везалия в Парижском университете схоласт и галенист Я. Сильвий (Sylvius, Jacobus, 1478—1555) назвал своего ученика  безумным (лат. veasanus) и публично выступил против него, опубликовав работу «Опровержение клевет некоего безумца на анатомию Гиппократа и Галена» («Ve-asani cuiusdam calumniarum in Hip-pocratis Galenique rem anatomicam...», 1555). Перед лицом неопровержимых фактов он был готов скорее допустить, что за 14 столетий изменилась анатомия человеческого тела, чем признать, что великий Гален мог ошибаться. В 1546 г. Везалий был изгнан из прогрессивного Падуанского университета. Кафедру анатомии занял его преемник Реальдо Коломбо (Colombo, Realdo, 1516 - 1559), один из творцов «золотого века» анатомии. В то время в Европе полыхали костры инквизиции: церковь физически расправлялась с инакомыслящими. Везалий был обвинен в посягательстве на авторитет канонизированного церковью Галена и осужден на смерть; впоследствии этот приговор был заменен паломничеством в Иерусалим, где, согласно преданию, находится гроб основателя христианской религии (гроб Господний). На обратном пути в результате кораблекрушения Везалий оказался на о. Занте, где и умер в расцвете сил и таланта.