Изложение системы мира - Лаплас Пьер Симон (бесплатные онлайн книги читаем полные .TXT) 📗
Из всех научных обществ самыми знаменитыми числом и важностью своих открытий в астрономии являются Парижская Академия наук и Королевское общество в Лондоне. Первая была основана в 1666 г. Людовиком XIV, который предвидел, какой блеск придадут науки и искусства его царствованию. Этот монарх при достойном содействии Кольбера пригласил многих иностранных учёных переехать в свою столицу. Гюйгенс последовал этому лестному приглашению и в лоне Академии, став одним из первичных её членов, опубликовал свой замечательный труд «О маятниковых часах».
Благодеяниями Людовика XIV был подобным же образом привлечён в Париж Доминико Кассини. За 40 лет полезных трудов он обогатил астрономию огромным числом открытий: это — теория спутников Юпитера, движения которых он определил по наблюдениям их затмений, открытие четырёх спутников Сатурна, вращения Юпитера и Марса, открытие зодиакального света, очень приближающееся к истине определение параллакса Солнца, составление весьма точной таблицы рефракции и, особенно, полная теория либрации Луны. Галилей рассматривал её либрацию только по широте. Гевелий объяснил либрацию по долготе, приняв, что Луна всегда обращена одной стороной к центру её орбиты, в одном из фокусов которой находится Земля. В 1675 г. Ньютон в одном письме, обращённом к Меркатору, уточнил объяснение Гевелия, приведя его к простой идее равномерного вращения Луны вокруг самой себя, в то время как она неравномерно обращается вокруг Земли. Но он, так же как и Гевелий, предполагал, что ось вращения Луны всегда перпендикулярна к эклиптике. Кассини же с помощью своих наблюдений выяснил, что эта ось немного наклонена и составляет с эклиптикой постоянный угол и, чтобы удовлетворить уже наблюдённому Гевелием условию, по которому все неравенства либрации повторяются с каждым обращением узлов лунной орбиты, он предположил, что узлы лунного экватора постоянно совпадают с этими узлами. Таков был прогресс идей, относящихся к одному из наиболее любопытных явлений системы мира.
Границы этого исторического очерка не позволяют мне рассказать здесь о всех работах большого числа выдающихся академиков-астрономов. Я ограничусь лишь замечанием, что соединение телескопа с квадрантом, изобретение микрометра и гелиометра, открытия, связанные с распространением света, определение размеров Земли и уменьшения тяжести на экваторе также вышли из недр Французской Академии наук.
Астрономия не меньше обязана Королевскому обществу в Лондоне, которое было учреждено несколькими годами раньше Французской Академии наук. Среди астрономов, которых оно взрастило, я назову Флемстида, одного из самых великих когда-либо живших наблюдателей; Галлея, знаменитого своими путешествиями, предпринятыми для обогащения науки, своим прекрасным сочинением, которое позволило ему открыть возвращение кометы 1759 г., и остроумной идеей использовать прохождение Венеры по диску Солнца для определения её параллакса. Я ещё упомяну Брадлея, образцового наблюдателя, навсегда прославившегося двумя самыми прекрасными открытиями в астрономии — открытием аберрации света неподвижных звёзд и нутации земной оси.
Когда сочетание часов с маятником и телескопа с квадрантом сделали ощутимыми для наблюдателей самые малые изменения в положении небесных тел, они стали искать способы определения годичного параллакса звёзд. Естественно было думать, что такая большая протяжённость, как диаметр земной орбиты, ещё заметна на расстоянии этих светил. Старательно наблюдая их во все времена года, астрономы обнаружили очень маленькие изменения положений звёзд, иногда совпадающие с эффектом параллакса, но чаще ему противоположные. Чтобы определить закон этих изменений, был необходим инструмент с разделённым с величайшей точностью сектором большого радиуса. Художник, который его сделал, заслуживает свою долю славы в астрономии, обязанной ему своими открытиями. Грэхем, знаменитый английский часовщик, построил большой сектор, с помощью которого Брадлей в 1727 г. обнаружил аберрацию звёзд. Для объяснения аберрации этому великому астроному пришла счастливая мысль скомбинировать движение Земли с движением света, которое было выведено Рёмером в конце позапрошлого века из наблюдений затмений спутников Юпитера. Можно удивляться, что в течение половины века, отделяющего это открытие от открытия Брадлея, никто из выдающихся астрономов, живших в то время и допускавших движение света, не обратил внимания на такое простое явление, оказывающее влияние на положение звёзд. Но человеческий ум, такой активный в создании разных систем, часто дожидается, пока наблюдения познакомят его с важными истинами, которые могли бы быть открыты простым рассуждением. Так, изобретение телескопов последовало лишь спустя три с лишним века после изобретения увеличительных стёкол и всё же своим появлением обязано случаю.
В 1745 г. Брадлей определил из наблюдений нутацию земной оси и вывел её законы. Во всех кажущихся изменениях положений звёзд, наблюдённых с величайшей точностью, он не обнаружил ничего, что указывало бы на их заметный параллакс. Этому великому астроному мы также должны быть обязаны первым обнаружением главных неравенств движения спутников Юпитера, которые впоследствии более подробно изучил Варгентин. Наконец, Брадлей оставил громадное количество наблюдений всевозможных явлений, которые небо являло в течение более 10 последовательных лет около середины прошлого века. Большое число его наблюдений и точность, которая их отличает, делают его собрание одной из главных основ современной астрономии и определяют эпоху, от которой теперь следует исходить в тонких научных изысканиях. Оно послужило образцом для многих подобных собраний, которые, последовательно совершенствуясь с прогрессом наук, являются вехами, отмечающими периодические и вековые изменения движения небесных светил.
Во Франции в ту же эпоху пользовались известностью Лакайль, а в Германии — Тобиас Майер. Эти неутомимые наблюдатели и трудолюбивые вычислители усовершенствовали астрономические теории и таблицы и на основании своих наблюдений составили каталоги звёзд, которые при сравнении с каталогом Брадлея определяют с большой точностью состояние неба в середине прошлого века.
Измерения длины градуса меридиана и наблюдения маятника, выполненные в разных частях земного шара, — операции, пример проведения которых подала Франция, измерив полную дугу пересекающего её меридиана и послав академиков на север и на экватор, чтобы и там измерить величину градуса и силу тяжести; измерение дуги меридиана, заключённой между Дюнкерком и островом Форментера, выполненное путём очень точных наблюдений и служащее основой для наиболее естественной и простой системы мер; путешествия, предпринятые для наблюдения двух прохождений Венеры по Солнцу в 1761 и 1769 гг., и довольно точное определение размеров солнечной системы в результате этих путешествий; изобретение ахроматических телескопов, морских хронометров, октанта и повторительного круга, придуманного Майером и усовершенствованного Борда; составление Майером астрономических таблиц, достаточно точных, чтобы служить для определения долгот на море; открытие планеты Уран, сделанное Гершелем в 1781 г., а также её спутников и двух новых спутников Сатурна, сделанное им же, — вот каковы вместе с открытиями Брадлея главные достижения, которыми астрономия обязана прошлому веку.
Наш нынешний век начался самым счастливым образом для астрономии. Его первый день ознаменовался открытием планеты Цереры, сделанным Пиацци в Палермо, а вскоре за этим открытием последовало открытие ещё трёх планет — Паллады и Весты — Ольберсом и Юноны — Хардингом.
Глава V ОБ ОТКРЫТИИ ВСЕМИРНОГО ТЯГОТЕНИЯ
После того как мы описали, с какими усилиями человеческий ум пришёл к открытию законов движения небесных тел, мне остаётся показать, как он поднялся до основного начала, из которого эти законы вытекают.
Декарт первый попытался свести причину этих движений к механике. Он придумал вихри из неуловимой материи, в центре которых он поместил Солнце и планеты. Вихри планет увлекают их спутников, а солнечный вихрь уносит планеты и спутники с их вихрями. Но движения комет, движущихся в разных направлениях, устранили все эти вихри точно так же, как они уничтожили небесную твердь и всю систему кругов, придуманных древними астрономами. Так, Декарт не оказался удачливее в небесной механике, чем Птолемей в астрономии. Но их работы в этой области вовсе не были бесполезными для науки. Птолемей передал нам прошедшие через четырнадцать веков невежества астрономические истины, найденные древними астрономами и дополненные им самим. Когда явился Декарт, движение, в которое пришли умы после изобретения книгопечатания, открытия Нового Света, создания системы Коперника, а также религиозных революций, пробудило в них жажду нового. Этот философ, заменивший старые заблуждения более новыми и заманчивыми и поддержанный авторитетом своих работ по геометрии, ниспроверг господство Аристотеля, которое другой, более благоразумный философ едва мог бы пошатнуть. Его «вихри», принятые сперва с энтузиазмом, поскольку они были основаны на движении Земли и планет вокруг Солнца, способствовали признанию этих движений. Но возведя сомнения во всех начинаниях в принцип, Декарт сам предписал подвергнуть его суждения суровому экзамену, и его астрономическая система вскоре была разрушена последующими открытиями, которые, соединившись с его собственными, с открытиями Кеплера и Галилея и с философскими идеями, проникшими тогда во все области, сделали его век, украшенный столькими шедеврами литературы и искусства, наиболее замечательной эпохой истории человеческого разума.
