«Астрономия и смежные области: Популярные очерки»

Ответ на этот вопрос заключается в том, что в данном частном случае между этими двумя идеями нет антагонизма. Наиболее эффективная организация будет направлена как на поощрение индивидуальных усилий, так и на субординацию и сотрудничество. Было бы серьезной ошибкой формулировать какое-либо общее правило, которым должны регулироваться все случаи. Опыт прошлого должен служить нам ориентиром, насколько это применимо к настоящим и будущим условиям; но, пользуясь им, мы должны помнить, что условия постоянно меняются, и мы должны адаптировать нашу политику к проблемам будущего. Делая это, мы обнаружим, что различные области исследований требуют весьма различных подходов в отношении сотрудничества и субординации. Будет полезно указать на эти особые различия, поскольку благодаря этому мы получим более ясное представление о проблемах, с которыми сейчас сталкивается научный исследователь, и лучше оценим их разнообразие, а также необходимость различных методов работы с ними.

На одном полюсе у нас находится область нормативной науки, работа в которой по необходимости является делом исключительно индивидуального разума. Это охватывает чистую математику и методы науки в их самом широком диапазоне. Общие интересы науки требуют, чтобы эти методы были разработаны и сформулированы для руководства исследователями в целом, и эта работа по необходимости является делом индивидуального ума.

На другом полюсе находится огромный и растущий массив наук наблюдения. На протяжении всего девятнадцатого века, не говоря уже о предыдущих столетиях, организации и даже отдельные лица занимались регистрацией бесчисленных фаз течения природы, надеясь накопить материал, который потомки смогут использовать для своей пользы. У нас накапливаются астрономические, метеорологические, магнитные и социальные наблюдения во все возрастающем объеме, масса которых настолько неуправляема при наших нынешних организациях, что вполне может возникнуть вопрос, не придется ли почти всю ее предать забвению. К такому выводу не следует приходить до тех пор, пока мы не предпримем энергичных усилий, чтобы выяснить, какой чистый металл ценности можно извлечь из этой массы руды. Для этого требуется сотрудничество умов различных порядков, весьма схожих в своих отношениях с теми, что необходимы на шахте или крупном промышленном предприятии. Работники, чьи обязанности в значительной мере являются рутинными, должны направляться мастерством класса более высокого качества и меньшего по численности, чем они сами, а те, в свою очередь, — техническими знаниями лидеров в исследованиях. Между этими крайностями у нас существует большое разнообразие систем сотрудничества.

Существует еще одна особенность современных исследований, понимание которой необходимо для полноты нашего взгляда. Беглый обзор области науки создает впечатление, что она охватывает лишь постоянно увеличивающееся число разрозненных специальностей, в которых каждый исследователь знает мало или ничего не знает о том, что делают другие. Если измерять объемом, то опубликованная масса научных исследований увеличивается в более чем геометрической прогрессии. Не только публикации почти каждого научного общества растут в числе и объеме, но и постоянно организуются новые энергичные общества, добавляющие к общей сумме. Величественные кварто, выпускаемые издательствами ведущих академий Европы, в большинстве случаев исчисляются сотнями. «Философские труды» Королевского общества уже насчитывают около двухсот томов, и время, когда «Мемуары» Французской академии наук достигнут отметки в тысячу, не относится к очень далекому будущему. Помимо таких больших томов, эти и другие общества публикуют меньшие по объему в постоянно растущем количестве. В дополнение к публикациям ученых обществ существуют журналы, посвященные каждой научной специальности, которые, кажется, размножаются путем деления почти так же, как некоторые низшие формы животной жизни. Каждая новая публикация такого рода предлагается потребностями группы специалистов, которым требуется новая среда для своих исследований и сообщений. Уже настало время, когда мы не можем предполагать, что какой-либо специалист знаком со всем, что делается даже в его собственной области. Следить за этим может оказаться выше его собственных сил; большего он редко может попытаться достичь.

Что делать науке будущего, когда эта огромная масса перерастет пространство, которое можно найти для нее в библиотеках, и что мы можем сказать о ценности всего этого? Следует ли классифицировать все эти научные исследования как действительно ценные вклады в знание, или у нас есть только куча, в которой время от времени нужно искать золотые самородки? Один обнадеживающий ответ на такой вопрос заключается в том, что, если рассматривать интересы мира в целом, научные исследования окупились благами для человечества тысячекратно, и что все, что известно сегодня, — лишь ничтожная часть того, что природа может нам показать. Помимо этого, внимания заслуживает еще одна особенность науки нашего времени. Хотя мы не можем надеяться, что умножение специальностей прекратится, мы обнаруживаем, что на процесс дифференциации и подразделения теперь накладывается форма эволюции, стремящаяся к общему единству всех наук, некоторые примеры которого могут быть указаны.

Биологическая наука, которая поколение назад считалась находящейся на антиподах точной науки, становится все более точной и культивируется методами, которые разрабатываются и преподаются математиками. Психофизика — изучение операций разума с помощью физических приборов того же общего характера, что используются химиками и физиками, — теперь является признанной отраслью исследований. Естественная наука, которая, если возможны какие-либо сравнения, может перевесить все остальные по важности для человечества, — это развивающаяся наука «евгеника», улучшение человеческого рода путем контроля за воспроизводством его потомства. Нельзя привести лучшего примера недостатков, от которых страдает наша страна как центр науки, чем тот факт, что начало такой науки было возможно только в центре большой группы образованных людей, которую наша страна еще не смогла собрать вместе. Могут пройти поколения, прежде чем семена, посеянные г-ном Фрэнсисом Гальтоном, из которых выросло Евгеническое общество, принесут полные плоды в принятии тех индивидуальных усилий и социальных правил, которые необходимы для воспроизводства здорового и крепкого потомства в человеческой семье. Но когда это произойдет, тогда действительно «бунтарь против природы» профессора Ланкестера обнаружит, что его независимость признана доселе безжалостным деспотом, который предписывал наказание за его измену.

Эта новая отрасль науки, от которой можно так много ожидать, является ответвлением другой, быстрый рост которой иллюстрирует стремительное вторжение методов точной науки в самые важные области мысли. Прошло всего несколько лет с тех пор, как о математических исследованиях профессора Карла Пирсона в области законов наследственности и биологических вопросов, связанных с этими законами, было замечено, что он работает почти в одиночку, потому что биологи не понимали его математики, а математики не интересовались его биологией. Если бы он не жил в крупном центре активной мысли, в сфере влияния двух великих университетов Англии, вполне вероятно, что это состояние изоляции осталось бы его уделом до конца. Но один за другим находились люди, обладающие навыками и интересом к предмету, необходимыми для объединения в его работе, которая теперь имеет не только свой собственный журнал, но и растет таким образом, что, хотя и медленно, имеет все признаки здорового прогресса к цели, важность которой едва забрезжила в общественном сознании.

Признавая, что организованная ассоциация исследователей является первоочередной необходимостью для обеспечения наилучших результатов в научной работе будущего, мы сталкиваемся с вопросом об условиях и покровительстве, при которых они должны быть собраны вместе. Первая мысль, которая приходит нам в голову в этот момент, может заключаться в том, что у нас есть в наших великих университетах организации, которые включают большинство ведущих людей, сейчас занятых научными исследованиями, чей персонал и возможности мы должны использовать. Признавая, как мы все это делаем, что университетов уже слишком много и что лучшая работа была бы проделана путем объединения меньших из них, естественный вывод заключается в том, что поставленная цель будет лучше всего достигнута через существующие организации. Но было бы большой ошибкой делать этот вывод без тщательного изучения условий. Краткий аргумент — «учреждений уже слишком много; вместо того чтобы иметь больше, мы должны укреплять те, что у нас есть» — не следует принимать без проверки. Если бы он был принят тридцать лет назад, по крайней мере два великих американских университета сегодняшнего дня не появились бы на свет, так как средства, направленные на их поддержку, были бы разделены между другими. Это Университет Джонса Хопкинса и Чикагский университет. Что было бы выиграно от применения этого аргумента в данных случаях? Преимущество заключалось бы в том, что вместо 146 так называемых университетов, которые фигурируют сегодня в ежегодном отчете Бюро образования, у нас было бы только 144. Работа этих 144 была бы усилена добавлением к их ресурсам, представленным пожертвованиями Балтимора и Чикаго, и достаточным для добавления, возможно, одного профессора к штату каждого. Был бы результат лучше, чем он есть на самом деле? Неужели мы ничего не выиграли, позволив забыть этот аргумент в случаях с этими двумя учреждениями? Я не верю, что кто-либо, кто внимательно изучит этот предмет, будет колебаться с ответом на этот вопрос в утвердительной форме. Существенный момент заключается в том, что Университет Джонса Хопкинса не просто добавил один к уже переполненному списку, а взял на себя миссию, которую никто из других тогда адекватно не выполнял. Если он и не посадил университетскую идею на американскую почву, то, по крайней мере, придал ей импульс, который сделал ее доминирующей в высшем образовании почти каждого штата.

Вопрос о том, получила ли бы страна в целом большую выгоду, если бы профессора Чикагского университета с теми средствами, которыми они сейчас располагают, были распределены между пятьюдесятью или сотней учреждений в каждом уголке страны, чем она фактически получила от этого университета, — это вопрос, который отвечает сам за себя. Наши два самых молодых университета достигли успеха не потому, что два учреждения были таким образом добавлены к числу американских учебных заведений, а потому, что у них была особая миссия, требуемая прогрессом эпохи, для которой существующие учреждения были неадекватны.

Вывод, к которому приводят эти соображения, прост. Никакое новое учреждение не нужно для продолжения работы по традиционным направлениям, руководствуясь традиционными идеями. Но если новая идея должна энергично претворяться в жизнь, то необходимо молодое и энергичное учреждение, специально организованное для реализации этой идеи. Проект создания в нашей среде, в наиболее подходящем месте, организации ведущих научных исследователей с единственной целью придания нового импульса американской науке и, если возможно, поднятия мысли страны и мира на более высокий уровень, включает в себя новую идею, которая лучше всего может быть реализована учреждением, организованным для этой специальной цели. Хотя эта цель вполне соответствует целям ведущих университетов, она слишком выходит за их рамки, чтобы допустить ее полное достижение через их инструментарий. Первая цель университета — подготовка растущего индивида к высшим обязанностям жизни. Дополнения к массе знаний не были его главной функцией, и даже важной функцией в нашей собственной стране, до недавнего времени. Первичная цель предлагаемого учреждения — продвижение знаний и открытие новых направлений мысли, которые, как можно надеяться, окажутся весьма важными для человечества. Из этого не следует, что функция обучения должна быть полностью чужда его деятельности. Оно должно брать лучших молодых людей в той точке, где их оставляют университеты, и обучать их искусству мышления и исследования. Но эта подготовка будет выше той, которую осуществляет любой обычный университет.

При дальнейшем рассмотрении нашей темы возникает вопрос об особенностях предлагаемой ассоциации. Главное требование — это то, на чем нельзя не сделать особого акцента. Как бы ясно организаторы ни представляли себе конечную цель, они должны признать тот факт, что она не может быть достигнута за один день. В каждой отрасли undertaken работы должен быть один лидер, и он должен быть лучшим, которого страна, возможно, даже мир, может произвести. Нужного человека нельзя найти без тщательного поиска; во многих отраслях он может быть недостижим годами. Когда это так, ждите терпеливо, пока он не появится. Благоразумие требует, чтобы принималось как можно меньше рисков и чтобы не выбирался никакой лидер, кроме того, у кого есть проверенный опыт и всемирная репутация. Тем не менее, мы не должны полностью упускать из виду успех Университета Джонса Хопкинса в выборе при самом его основании молодых людей, которые должны были проявить себя как лидеры будущего. Этот опыт может быть повторен, если тщательно помнить, что молодых людей, подающих надежды, следует избегать, а рассматривать только молодых людей, уже проявивших себя. Результаты не обязательно должны быть поразительными: ex pede Herculem может быть возможным; но мы должны быть уверены в обоснованности нашего суждения, прежде чем принимать нашего Геркулеса. Это требует мастера. Клерк-Максвелл, который никогда не покидал свой родной остров, чтобы посетить наши берега, заслуживает чести как покровитель американской науки за то, что увидел львиную лапу в ранних усилиях Роуленда, для которых последний не смог найти средства публикации в своей собственной стране. Также следует признать, что задача сейчас более серьезная, чем была тогда, потому что из-за постоянно растущей специализации науки специалисту в одной области стало трудно установить обоснованность работы в другой. Со всеми рисками, которые могут быть связаны с этим процессом, будет вполне возможно выбрать эффективный корпус лидеров, молодых и старых, с которыми учреждение может начать. Потребности этих людей будут самого разного рода. Одному нужно едва ли больше, чем кабинет и библиотека; другому нужны небольшие приборы, которые он, возможно, может спроектировать и сделать сам. Другому могут понадобиться приборы и приспособления настолько дорогие, что только учреждение, по крайней мере такое же богатое, как обычный университет, смогло бы их предоставить. Аппаратура, требуемая другими, будет в значительной степени человеческой — ассистенты всех уровней, от выпускников университетов самого высокого уровня до рутинных чернорабочих и поденщиков. Рабочие комнаты должны быть; но вряд ли вероятно, что здания и лаборатории узкоспециализированного характера потребуются в самом начале. Лучший совет будет необходим на каждом шагу, и в этом отношении учреждение должно начинать с простых начал и расти медленно. Лидеры должны добавляться один за другим, каждый из которых оценивается теми, кто предшествовал ему, прежде чем стать в свою очередь членом корпуса. По мере роста корпуса его члены должны поддерживать личный контакт, разговаривать вместе, тянуть вместе и действовать вместе.

Автор представляет эти взгляды широкому кругу своих сограждан, заинтересованных в продвижении американской науки, с чувством, что, хотя его выводы могут нуждаться в поправках в деталях, они опираются на факты прошлого и настоящего, которые не получили того внимания, которого они заслуживают. На чем он наиболее решительно настаивает, так это на том, чтобы весь предмет наиболее эффективного метода продвижения исследований на более высоком уровне был рассмотрен с особым вниманием к условиям в нашей собственной стране; и чтобы уроки, преподанные историей и прогрессом научных исследований во всех странах, были полностью взвешены и обсуждены теми, кто наиболее заинтересован в том, чтобы сделать эту форму деятельности более важной чертой нашей национальной жизни. Когда это будет сделано, он почувствует, что его цель в приглашении к особому рассмотрению его индивидуальных взглядов была в значительной мере достигнута.

XII

МОЖЕМ ЛИ МЫ ВЫЗВАТЬ ДОЖДЬ?

Для некритичного наблюдателя возможные достижения изобретений и открытий кажутся безграничными. Полвека назад никакая идея не могла показаться более фантастической, чем идея общения за несколько секунд времени с нашими собратьями в Австралии или ведения разговора viva voce между человеком в Вашингтоне и другим в Бостоне. Фактическое достижение этих результатов естественным образом породило веру в то, что слово «невозможно» исчезло из нашего словаря. На каждое доказательство того, что результат не может быть достигнут, следует ответ: разве некий Ларднер около шестидесяти лет назад не доказал, что пароход не может пересечь Атлантику? Если мы говорим, что на каждое реальное открытие приходится тысяча фантастических проектов, нам отвечают, что, в конце концов, любой проект может оказаться тем самым одним из тысячи.

В некотором смысле эти обнадеживающие ожидания оправданы. Мы не можем установить никакого предела ни открытию новых законов природы, ни остроумному сочетанию устройств для достижения результатов, которые сейчас выглядят невозможными. Наука сегодняшнего дня предполагает безграничное поле возможностей. Она демонстрирует, что тепло, которое солнце излучает на землю за один день, было бы достаточно, чтобы приводить в движение все пароходы, находящиеся сейчас в океане, и запускать все механизмы на суше в течение тысячи лет. Единственная трудность заключается в том, как сконцентрировать и использовать эту потраченную впустую энергию. С точки зрения точной науки воздухоплавание — очень простое дело. Нам нужно только найти правильное сочетание таких элементов, как вес, мощность и механическая сила. Всякий раз, когда г-н Максим сможет сделать двигатель достаточно сильным и легким, а паруса достаточно большими, прочными и легкими, и разработать механизм, необходимый для соединения парусов и двигателя, он полетит. У науки нет ничего, кроме ободряющих слов для его проекта, насколько это касается общих принципов. В таком случае я не собираюсь утверждать, что мы никогда не сможем вызвать дождь.

Но я отстаиваю два положения. Если мы когда-нибудь собираемся вызвать дождь или произвести любой другой результат, до сих пор недостижимый, мы должны использовать адекватные средства. И если какое-либо предлагаемое средство или агентство уже знакомо науке, мы можем заранее решить, является ли оно адекватным. Давайте допустим, что из тысячи кажущихся фантастическими проектов один действительно здравый. Должны ли мы пробовать всю тысячу, чтобы найти этот один? Ни в коем случае. Скорее всего, девятьсот из них не будут включать в себя никакого агентства, которое не было бы уже полностью понято, и поэтому могут быть отброшены, даже не будучи опробованными. К этому классу относится проект вызова дождя с помощью звука. В то время как я пишу, ежедневные газеты объявляют о блестящем успехе экспериментов в этом направлении; однако я без колебаний утверждаю, что звук не может вызвать дождь, и предлагаю привести все необходимые доказательства моего тезиса. Природа звука полностью понятна, как и условия, при которых водяной пар в атмосфере может конденсироваться. Давайте посмотрим, как обстоят дела.

Комната среднего размера при обычной температуре и в обычных условиях содержит около кварты воды в форме невидимого пара. Вся атмосфера пропитана паром примерно в той же пропорции. Мы должны, однако, различать этот невидимый пар и облака или другие видимые массы, к которым часто применяется тот же термин. Различие можно очень ясно увидеть, наблюдая за паром, выходящим из носика кипящего чайника. Сразу у носика выходящий пар прозрачен и невидим; через дюйм или два образуется белое облако, которое мы обычно называем паром и которое видно извергающимся на расстояние одного или более футов и, возможно, заполняющим значительное пространство вокруг чайника; на еще большем расстоянии это облако постепенно исчезает. Собственно говоря, видимое облако — это вовсе не пар, а мельчайшие частицы или капли воды в жидком состоянии. Прозрачный пар у отверстия чайника — это истинный пар воды, который конденсируется в жидкие капли при охлаждении; но после рассеивания в воздухе эти капли испаряются и снова становятся истинным паром. Облака, следовательно, не состоят из истинного пара, а состоят из неощутимых частиц жидкой воды, плавающих или взвешенных в воздухе.

Но мы все знаем, что облака не всегда выпадают в виде дождя. Чтобы дождь мог выпасть, неощутимые частицы воды, образующие облако, должны собраться в заметные капли, достаточно крупные, чтобы упасть на землю. Поэтому для образования дождя необходимы два шага: прозрачный водяной пар в воздухе должен конденсироваться в облака, а материал облаков должен агломерироваться в капли дождя.

Ни один физический факт не установлен лучше, чем то, что в условиях, преобладающих в атмосфере, водяной пар воздуха не может конденсироваться в облака иначе, как путем охлаждения. Правда, в наших лабораториях он может конденсироваться путем сжатия. Но по причинам, которые мне не нужно объяснять, конденсация путем сжатия не может происходить в воздухе. Охлаждение, которое приводит к образованию облаков и дождя, может происходить двумя путями. Дожди, которые длятся несколько часов или дней, обычно вызываются смешением потоков воздуха разных температур. Поток холодного воздуха, встречающий поток теплого влажного воздуха на своем пути, может конденсировать значительную часть влаги в облака и дождь, и эта конденсация будет продолжаться до тех пор, пока потоки продолжают встречаться. В жаркий весенний день масса воздуха, которая была согрета солнцем и увлажнена испарением у поверхности земли, может подняться вверх и охладиться путем расширения почти до точки замерзания. Результирующая конденсация влаги может затем вызвать ливень или грозовой шквал. Но образование облаков в чистом небе без движения воздуха или изменения температуры пара просто невозможно. Мы знаем из многочисленных экспериментов, что масса истинного водяного пара никогда не конденсируется в облака или капли до тех пор, пока ее температура и давление воздуха на нее остаются неизменными.

Теперь давайте рассмотрим звук как агент для изменения состояния вещей в воздухе. Это одно из самых обычных и простых агентств в мире, на котором мы можем экспериментировать без труда. Оно чисто механическое по своему действию. Когда взрывается бомба, внезапно образуется определенное количество газа, скажем, пять или шесть кубических ярдов. Он отталкивает и сжимает окружающий воздух во всех направлениях, и это движение и сжатие передаются от одной части воздуха к другой. Величина движения уменьшается как квадрат расстояния; простой расчет показывает, что на расстоянии четверти мили от точки взрыва оно не составило бы и десятитысячной доли дюйма. Конденсация лишь мгновенна; она может длиться сотую или тысячную долю секунды, в зависимости от внезапности и силы взрыва; затем упругость восстанавливает воздух до его первоначального состояния, и все остается точно так же, как было до взрыва. Тысяча детонаций не могут произвести большего эффекта на воздух или на водяной пар в нем, чем тысяча отскоков резинового мячика маленького мальчика произвели бы на каменную стену. Насколько сжатие воздуха могло бы произвести даже мгновенный эффект, оно скорее предотвратило бы, чем вызвало конденсацию его пара, потому что оно способствует выделению тепла, которое вызывает испарение, а не конденсацию.

Популярное представление о том, что звук может вызвать дождь, основано главным образом на предполагаемом факте, что за великими битвами следовали сильные дожди. Это представление, я полагаю, не подтверждается статистикой; но, подтверждается оно или нет, мы можем с уверенностью сказать, что не звук пушек вызвал дождь. То, что звук как физический фактор совершенно незначителен, было бы очевидно, если бы не наш ошибочный способ его измерения. Человеческое ухо — инструмент удивительной тонкости, и когда его барабанная перепонка приводится в движение звуком, мы называем это «сотрясением», когда на самом деле все, что происходит, — это внезапное движение вперед и назад на десятую, сотую или тысячную долю дюйма, сопровождаемое легкой мгновенной конденсацией. После того как эти движения завершены, воздух находится в точно таком же состоянии, как был до этого; он не стал ни горячее, ни холоднее; не возникло никакого потока, не добавилось никакой влаги.

Если читатель не удовлетворен этим объяснением, он может попробовать очень простой эксперимент, который должен быть убедительным. Если он взорвет гранулу динамита, сотрясение в пределах фута от точки взрыва будет больше, чем то, которое может быть произведено самой мощной бомбой на расстоянии четверти мили. На самом деле, если последняя может конденсировать пар на расстоянии четверти мили, то любой может конденсировать пар в комнате, хлопая в ладоши. Давайте, следовательно, примемся за работу, хлопая в ладоши, и посмотрим, как долго мы должны продолжать, прежде чем начнет формироваться облако.

То, что мы только что сказали, относится главным образом к конденсации невидимого пара. Можно спросить, если облака уже сформированы, нельзя ли сделать что-то, чтобы ускорить их конденсацию в капли дождя, достаточно крупные, чтобы упасть на землю. Это также может быть предметом эксперимента. Давайте встанем в пар, выходящий из чайника, и хлопнем в ладоши. Мы увидим, конденсируется ли пар в капли. Я уверен, что эксперимент будет неудачным; и никакой другой вывод невозможен, кроме того, что вызов дождя с помощью звука или взрывов исключен.

Следует, однако, добавить, что законы, по которым неощутимые частицы воды в облаках агломерируются в капли дождя, еще не поняты и что мнения по этому предмету расходятся. Необходимы эксперименты для решения этого вопроса, и есть надежда, что Бюро погоды их предпримет. Насколько нам известно, агломерация может облегчаться дымом в воздухе. Если действительно правда, что дожди были вызваны великими битвами, мы можем с уверенностью сказать, что они были вызваны дымом от горящего пороха, поднимающимся в облака и образующим ядра для агломерации в капли, а не самим взрывом. Если это так, если именно дым, а не звук принес дождь, то, сжигая порох и динамит, мы действуем во многом как китайцы Чарльза Лэма, которые практиковали сжигание своих домов в течение нескольких столетий, прежде чем обнаружили, что есть более дешевый способ получения желанного деликатеса — жареного поросенка.

Но как, можно спросить, нам быть с тем фактом, что недавние взрывы бомб г-на Дайренфорта под ясным небом в Техасе сопровождались через несколько часов или день-два дождями в регионе, где дождь был почти неизвестен? Я знаю слишком мало об этом факте, если таковой имеет место, чтобы делать что-то большее, чем задавать вопросы о нем, подсказанные хорошо известными научными истинами. Если есть какой-либо научный результат, который мы можем принять с уверенностью, так это то, что через десять секунд после того, как звук последней бомбы затих, тишина возобновила свое господство. С того момента все в воздухе — влажность, температура, давление и движение — было точно таким же, как если бы ни одна бомба не была взорвана. Теперь, что происходило в течение часов, прошедших между звуком последней бомбы и падением первой капли дождя? Неужели водяной пар, уже находившийся в окружающем воздухе, медленно конденсировался в облака и капли дождя вопреки физическим законам? Если нет, то часы должны были быть заняты прохождением массы тысяч кубических миль теплого влажного воздуха, пришедшего из какого-то другого региона, до которого звук не мог дойти. Или Юпитер Плувий был разбужен звуком после двух тысяч лет сна, и законы природы стали безмолвны по его команде? Когда мы выходим за пределы того, что научно возможно, все предположения допустимы; и мы оставляем читателю право выбора между этими и любыми другими, которые он может пожелать изобрести.

Одно слово в оправдание уверенности, с которой я ссылался на установленные физические законы. Очень часто предполагается, что большинство великих достижений в прикладной науке делаются путем отвержения или опровержения результатов, достигнутых предшественниками. Ничто не может быть дальше от истины. Как справедливо сказал Хаксли, армия науки никогда не отступала с однажды занятой позиции. Люди вроде Ома и Максвелла свели электричество к математической науке, и именно принимая, осваивая и применяя законы электрических токов, которые они открыли и изложили, были развиты электрический свет, электрическая железная дорога и все другие применения электричества. Именно применяя и используя законы тепла, силы и пара, установленные такими людьми, как Карно и Реньо, мы теперь пересекаем Атлантику за шесть дней. Эти же законы управляют конденсацией пара в атмосфере; и я с уверенностью говорю, что если мы когда-нибудь научимся вызывать дождь, то это будет путем принятия и применения их, а не путем игнорирования или попыток их отменить.

Во что может обойтись нашему правительству нежелание обеспечить экспертное научное свидетельство, поразительно показывает недавний пример. Оно потратило несколько миллионов долларов на туннель и водопровод для города Вашингтона, а затем забросило всю работу. Если бы проект был представлен комиссии геологов, факт, что скальное основание под округом Колумбия не выдержит постоянного воздействия воды, был бы немедленно доложен, и все потраченные деньги были бы сэкономлены. Факт в том, что очень мало что может вызвать общественный интерес к прогрессу точной науки. Исследователи — это, как правило, тихие, не производящие впечатления люди, довольно застенчивые и полностью лишенные искусства заинтересовать публику своей работой. Можно с уверенностью сказать, что ни Лавуазье, ни Гальвани, ни Ом, ни Реньо, ни Максвелл не смогли бы получить через Конгресс ни малейшего ассигнования, чтобы помочь сделать открытия, которые сейчас являются гордостью нашего века. Все они имели дело с фактами и выводами, совершенно лишенными того величия, которое делает столь захватывающим проект атаки на дожди в их воздушной твердыне с помощью динамитных бомб.

XIII

АСТРОНОМИЧЕСКИЕ ЭФЕМЕРИДЫ И МОРСКОЙ АЛЬМАНАХ

[Сноска: Прочитано перед Военно-морским институтом США, 10 января 1879 г.]

Хотя морские альманахи мира в настоящее время имеют сравнительно недавнее происхождение, они выросли из малых начал, прослеживание которых не похоже на прослеживание происхождения видов натуралистом сегодняшнего дня. Несмотря на свое привычное название, он всегда предназначался скорее для астрономических, чем для морских целей. Такая публикация была бы бесполезна для навигатора до того, как у него появились инструменты, с помощью которых можно измерять высоты небесных тел. Ранние навигаторы редко отваживались уходить из вида земли, и в течение ночи, как говорят, они держали курс по «Киносуре», или созвездию Большой Медведицы, — практике, которая ввела название созвездия в наш язык сегодняшнего дня для обозначения объекта, на который пристально устремлены все взоры. Это созвездие было немного ближе к полюсу в прошлые века, чем в настоящее время; все же его расстояние всегда было настолько велико, что его использование в качестве отметки северной точки горизонта не внушает нам большого уважения к точности, с которой древние навигаторы стремились прокладывать свой курс.

Морской альманах сегодняшнего дня берет свое начало в астрономических эфемеридах, вызванных потребностями предсказаний небесных движений как со стороны астронома, так и со стороны гражданина. До тех пор, пока астрология имела прочное влияние на умы людей, к положениям планет относились с большим интересом. Теории Птолемея, хотя и основанные на радикально ложной системе, тем не менее были достаточны для предсказания положения солнца, луны и планет со всей точностью, необходимой для целей повседневной жизни древних или предсказаний их астрологов. Действительно, если бы его таблицы были доведены до настоящего времени, положения небесных тел имели бы погрешность всего в несколько градусов, так что их распознавание было бы очень легким. Времена большинства затмений были бы предсказаны с точностью до нескольких часов, а соединения планет — с точностью до нескольких дней. Таким образом, астрономы Средневековья могли готовить для своего собственного использования и использования народа определенные грубые предсказания относительно курсов солнца и луны и вида небес, которые служили целям повседневной жизни и, возможно, уменьшали путаницу, возникающую из-за их сложных календарей. В знаках зодиака и различных эффектах, которые следуют за прохождением солнца и луны из знака в знак, все еще встречающихся в наших фермерских альманахах, мы имеем умирающие следы этих древних эфемерид.

Великий Кеплер был обязан печатать астрологический альманах в силу своей должности астронома двора короля Австрии. Но, несмотря на популярное убеждение, что астрономия берет свое начало в астрологии, астрономические сочинения всех веков, по-видимому, показывают, что астрономы в собственном смысле слова никогда не имели никакой веры в астрологию. Для самого Кеплера необходимость подготовки этого альманаха была унижением, которому он подчинился только под давлением бедности. Последующие эфемериды готовились с более практическими целями. Они давали долготы планет, положение солнца, время восхода и захода, предсказание затмений и т. д.

Они, конечно, постепенно увеличивались в точности по мере того, как таблицы небесных движений время от времени улучшались. Поначалу они не были регулярными ежегодными публикациями, выпускаемыми правительствами, как в настоящее время, а были трудами отдельных астрономов, которые выпускали свои эфемериды на несколько лет вперед через нерегулярные промежутки времени. Один человек мог выпустить один, два или полдюжины таких томов как частную работу для пользы своих коллег, и каждый мог охватывать столько лет, сколько он считал нужным.

Первая публикация такого рода, которая есть у меня в распоряжении, — это «Эфемериды» Манфреди из Бонна, вычисленные на годы с 1715 по 1725 в двух томах.

Из регулярных ежегодных эфемерид самой ранней, насколько мне известно, является «Connaissance des Temps», или Французский морской альманах. Первый выпуск был в 1679 году Пикаром, и он продолжается без перерыва до настоящего времени. Его ранние номера были, конечно, очень малы и скудны в своих деталях. Они выпускались астрономами Французской академии наук под объединенным покровительством академии и правительства. Они включали не только предсказания из таблиц, но и астрономические наблюдения, сделанные в Парижской обсерватории или где-либо еще. Когда в 1795 году было создано Бюро долгот, подготовка этой работы была поручена ему и остается в его ведении до настоящего времени. Будучи старейшей, она является и крупнейшей эфемеридой настоящего времени, по крайней мере, по количеству страниц. Астрономическая часть тома за 1879 год занимает более семисот страниц, в то время как таблица географических положений, которая всегда была особенностью этой работы, содержит почти сто страниц больше.

Первым выпуском Британского морского альманаха был выпуск за 1767 год, появившийся в 1766 году. Он отличается от Французского альманаха тем, что обязан своим происхождением исключительно нуждам навигации. Британская нация, как ведущая морская держава мира, была естественно заинтересована в открытии метода, с помощью которого можно было бы определять долготу в море. Как большинство моих слушателей, вероятно, знают, в течение многих лет существовало постоянное предложение британского правительства в десять тысяч фунтов стерлингов за открытие практического и достаточно точного метода достижения этой цели. Если я правильно информирован, требование заключалось в том, чтобы корабль мог определять время по Гринвичу с точностью до двух минут после шести месяцев плавания. Когда в 1765 году была учреждена должность Королевского астронома, обязанность занимающего ее была объявлена как «применять себя с самой точной заботой и усердием к исправлению Таблиц Движений Небес и положений Неподвижных Звезд, чтобы найти столь желанную Долготу в Море для совершенствования Искусства Навигации».

Примерно в середине прошлого века лунные таблицы были настолько улучшены, что д-р Маскелайн счел их пригодными для достижения этой давно желанной цели. Метод, который, я думаю, был тогда впервые предложен, — это ставший теперь привычным метод лунных расстояний. Несколько испытаний этого метода были проведены выдающимися джентльменами, которые считали, что для того, чтобы сделать его практичным в море, не хватает только Морской эфемериды. Таблицы луны, необходимые для этой цели, были подготовлены Тобиасом Майером из Геттингена, и регулярный ежегодный выпуск этой работы был начат в 1766 году, как уже было сказано. Из вознаграждения, которое было предложено, три тысячи фунтов стерлингов были выплачены вдове Майера и три тысячи фунтов стерлингов знаменитому математику Эйлеру за то, что он изобрел методы, использованные Майером при составлении его таблиц. Выпуск Морской эфемериды был поручен д-ру Маскелайну. Как и другие публикации такого рода, эта эфемерида постепенно увеличивалась в объеме. В течение первых шестидесяти или семидесяти лет данные были чрезвычайно скудными, включая только те, которые считались необходимыми для определения положений.

В 1830 году вопрос об улучшении Морского альманаха был передан Лордами-комиссарами Адмиралтейства комитету Астрономического общества Лондона. Подкомитет, включавший одиннадцать самых выдающихся астрономов и одного научного навигатора, представил исчерпывающий отчет, рекомендующий радикальную переработку и улучшение работы. Рекомендации этого комитета были впервые претворены в жизнь в Морском альманахе за 1834 год. Разработанная тогда структура Эфемериды навигатора сохраняется в Британском альманахе до настоящего времени.

За сорок с лишним лет, которые прошли с тех пор, в Британский альманах было добавлено немало материала, но он был включен скорее за счет использования более мелкого шрифта и более плотной печати, чем за счет увеличения количества страниц. Альманах за 1834 год содержит пятьсот семнадцать страниц, а за 1880 год — пятьсот девятнадцать страниц. Общий вид страницы сейчас несколько перегружен, однако, учитывая количество цифр на каждой странице, расположение удивительно ясное и читабельное.

Испанский «Almanaque Nautico» выпускается с начала века. Как и его собратья, он постепенно расширялся и улучшался в последнее время и сейчас имеет примерно такое же количество страниц, что и британский и американский альманахи. Как правило, на странице меньше материала, так что фактически представленные данные не так полны, как в некоторых других публикациях.

В Германии выпускаются две отдельные публикации этого класса: одна чисто астрономическая, другая чисто морская.

Астрономическая публикация выпускается уже более века под названием «Berliner Astronomisches Jahrbuch». Она предназначена главным образом для астронома-теоретика, и в отношении материала, необходимого для определения положений на земле, она довольно скудна. Она выпускается Берлинской обсерваторией за счет правительства.

Спутник этой работы, предназначенный для использования немецким флотом, — это «Nautisches Jahrbuch», подготовленный и выпущенный под руководством министра торговли и общественных работ. Он во многом скопирован с Британского морского альманаха и по расположению и данным похож на наш Американский морской альманах, подготовленный для использования навигаторами, давая, однако, больше материала, но в менее удобной форме. Прямое восхождение и склонение луны даются каждые три часа вместо каждого часа; одна страница каждого месяца посвящена затмениям спутников Юпитера — явлениям, которые мы никогда не считаем необходимыми в морской части нашего собственного альманаха. В конце работы даются видимые положения семидесяти или восьмидесяти самых ярких звезд каждые десять дней, в то время как считается, что наши собственные навигаторы будут удовлетворены средними положениями на начало года. В конце находится сборник таблиц, которые, я сомневаюсь, чтобы кто-либо, кроме немецкого навигатора, когда-либо использовал. Используют ли они их или нет, я не готов сказать.

Вышеперечисленные являются основными астрономическими и морскими эфемеридами мира, но существует ряд второстепенных публикаций того же класса, полный список которых я не могу претендовать дать. Среди них Португальская астрономическая эфемерида для меридиана Университета Коимбры, подготовленная для португальских навигаторов. Я не знаю, действительно ли португальские навигаторы отсчитывают свои долготы от этой точки: если они это делают, то эта практика должна сопровождаться большей или меньшей путаницей. Весь материал дается по месяцам, как в солнечной и лунной эфемериде нашего и Британского альманаха. Для солнца у нас есть его долгота, прямое восхождение и склонение, все выраженные в дуге, а не во времени. Уравнение времени и звездное время среднего полдня завершают собственно эфемериду. Положения основных планет даются в любом случае не чаще, чем каждые три дня. Долгота и широта луны даются на полдень и полночь. Особенность, не встречающаяся ни в одном другом альманахе, — это время, в которое луна входит в каждый из знаков зодиака. Можно предположить, что эта информация предназначена скорее для пользы португальского обывателя, чем навигатора. Прямые восхождения и склонения луны и лунные расстояния также даются с интервалами в двенадцать часов. Только последняя страница дает затмения спутников Юпитера. Неподвижные звезды полностью опущены.

Старая эфемерида, хорошо известная в астрономии, — это та, что публикуется Обсерваторией Милана, Италия, которая недавно вступила во второй век своего существования. Ее данные чрезвычайно скудны и не представляют никакого интереса для навигатора. Большая часть тома занята наблюдениями в Миланской обсерватории.

С тех пор как я возглавил Американскую эфемериду, я пытался выяснить, какие морские альманахи действительно используются основными морскими нациями Европы. Я не смог получить никаких, кроме вышеупомянутых. Как общее правило, я думаю, Британский морской альманах используется всеми северными нациями, как уже указывалось. Немецкий «Nautisches Jahrbuch» — это в основном перепечатка с британского. Шведские навигаторы, будучи все хорошо знакомы с английским языком, используют Британский альманах без изменений. Российское правительство, однако, печатает объяснение различных терминов на языке своего народа и подшивает его в конце Британского альманаха. Это объяснение включает переводы основных терминов, используемых в заголовках страниц, таких как названия месяцев и дней, различных планет, созвездий и неподвижных звезд, а также явлений угла и времени. У них есть даже свой собственный указатель, в котором названия различных статей даны на русском языке. Это объяснение занимает в общей сложности семьдесят пять страниц — более чем вдвое больше, чем занято оригинальным объяснением.

Одно из первых соображений, которое поражает нас при сравнении этих многочисленных публикаций, — это путаница, которая должна возникать из-за использования столь многих меридианов. Если каждая из этих южных наций, например, испанская и португальская, действительно использует свой собственный меридиан, эта практика должна приводить к большой путанице. Если их навигаторы этого не делают, а относят свои долготы к меридиану Гринвича, то их альманахи должны быть практически бесполезны. Им было бы гораздо лучше покупать эфемериду, отнесенную к меридиану Гринвича, чем пытаться использовать свою собственную. Северные нации, я думаю, все начали относиться к меридиану Гринвича, и то же самое, к счастью, верно для нашего собственного флота. Мы можем, следовательно, надеяться, что все коммерческие нации вскоре будут относить свои долготы к одному и тому же меридиану, и возникающая путаница будет таким образом избегнута.

Подготовка «Американских эфемерид и морского альманаха» была начата в 1849 году под руководством покойного контр-адмирала, а тогда еще лейтенанта, Чарльза Генри Дэвиса. Первым изданным томом стал выпуск на 1855 год. Как при подготовке этой работы, так и в связанном с ней картографировании страны вопрос о выборе меридиана имел первостепенное значение и привлек пристальное внимание адмирала Дэвиса, который представил по этому поводу обстоятельный отчет. Наше положение было в некотором отношении своеобразным из-за огромного расстояния, отделявшего нас от Европы, и неопределенности в отношении точной разницы долгот между двумя континентами. Было едва ли целесообразно привязывать долготы в нашей стране к какому-либо европейскому меридиану. Попытка сделать это повлекла бы за собой постоянные изменения по мере того, как трансатлантическая долгота время от времени уточнялась. С другой стороны, во избежание путаницы в навигации было необходимо, чтобы наши мореплаватели продолжали вести отсчет от Гринвичского меридиана. Трудности, возникающие из-за неопределенности точной долготы, не затрагивают навигатора, поскольку для его целей астрономическая точность не требуется.

Самым разумным решением, вероятно, было то, которое нашло отражение в акте Конгресса, утвержденном 28 сентября 1850 года, по рекомендации лейтенанта Дэвиса, если я не ошибаюсь. «Меридиан обсерватории в Вашингтоне должен быть принят и использован в качестве американского меридиана для всех астрономических целей, а меридиан Гринвича должен быть принят для всех навигационных целей». Исполнение этого закона неизбежно ставит вопрос: «Что следует считать астрономическими, а что навигационными целями?» То ли из-за сложности решения этого вопроса, то ли из-за того, что о законе никто не вспомнил, последний фактически остался мертвой буквой. Безусловно, если и есть какой-либо регион земного шара, который, согласно закону, должен был быть привязан к меридиану Вашингтона, так это внутренняя часть нашей собственной страны. Тем не менее, вопреки закону, все акты Конгресса, касающиеся территорий, насколько мне известно, привязывали все к меридиану Гринвича, а не Вашингтона. Даже карты, выпускаемые нашими различными геодезическими службами, привязаны к тому же трансатлантическому меридиану. Абсурд достиг своего апогея в местной карте города Вашингтона и округа Колумбия, выпущенной частными лицами в 1861 году, на которой мы обнаруживаем, что даже меридианы, проходящие через город Вашингтон, привязаны к предполагаемому Гринвичу.

Эта практика привела к путанице, которая может быть не очевидна на первый взгляд, но которая настолько велика и постоянна, что ее стоит объяснить. Если бы мы действительно могли с самого начала привязать все наши долготы к точному меридиану Гринвича; если бы, например, любой западный регион можно было сразу соединить телеграфом с Гринвичской обсерваторией и таким образом обмениваться сигналами долготы ночь за ночью, то никакой проблемы или путаницы при привязке к меридиану Гринвича не возникло бы. Но практически это сделать невозможно. Все наши внутренние долготы определялись и определяются дифференциально путем сравнения с какой-либо точкой в этой стране. Одной из наиболее часто используемых точек отсчета таким способом была Кембриджская обсерватория. Предположим, геодезист в Омахе выполняет телеграфное определение долготы между этой точкой и Кембриджской обсерваторией. Поскольку он хочет привести свою долготу к Гринвичу, он находит некую предполагаемую долготу Кембриджской обсерватории от Гринвича и прибавляет ее к своей собственной долготе. Таким образом, то, что он дает, — это фактически определенная долгота плюс принятая долгота Кембриджа, и, если принятая долгота Кембриджа четко не отмечена на его картах, мы можем не знать, чему она равна.

Через некоторое время вторая группа определяет долготу Огдена от Кембриджа. Тем временем долгота Кембриджа от Гринвича была скорректирована, и мы получаем долготу Огдена, которая будет расходиться с долготой Омахи из-за изменения долготы Кембриджа. Третья группа определяет долготы, скажем, Сент-Луиса от Вашингтона, прибавляет принятые долготы Вашингтона от Гринвича, которые могут не совпадать ни с одной из долгот Кембриджа, и получает свою долготу. Таким образом, мы имеем ряд результатов для нашей западной долготы, номинально привязанных к меридиану Гринвича, но фактически привязанных к запутанному набору меридианов, никто не знает каких. Если бы закон просто предусматривал, что долгота Вашингтона от Гринвича должна быть неизменно зафиксирована на определенной величине, скажем, 77 градусов 3', эта путаница не возникла бы. Правда, долгота, установленная таким образом законом, могла быть не совсем точной, но это не вызвало бы никаких проблем или путаницы. Наша долгота была бы просто привязана к определенному принятому Гринвичу, небольшая ошибка которого не имела бы никакого значения для навигатора или астронома. Она отличалась бы от нынешней системы только тем, что принятый Гринвич был бы неизменным, а не «скакал» время от времени, как это происходит при нынешней системе. Вы понимаете, что когда астроном при вычислении внутренней долготы предполагает, что долгота Кембриджа от Гринвича равна определенной величине, скажем, 4ч 44м 30с, он на самом деле ведет отсчет от меридиана, находящегося именно на таком расстоянии к востоку от Кембриджа. Когда он меняет принятую долготу Кембриджа, он ведет отсчет от меридиана, расположенного дальше к востоку или дальше к западу от прежнего: иными словами, он всегда ведет отсчет от принятого Гринвича, который время от времени меняет свое положение относительно нашей страны.

Поскольку приходилось иметь дело с двумя меридианами, форма «Американских эфемерид», наиболее приспособленная к потребностям как навигаторов, так и астрономов, была неизбежно своеобразной. Если бы наши навигаторы привязывали свои долготы к какому-либо меридиану нашей страны, расположение материала не должно было бы существенно отличаться от иностранных изданий. Но поскольку они привязаны к меридиану далеко за пределами наших границ и в то же время предназначены для использования в этих пределах, необходимо было разделить материал. Соответственно, «Американские эфемериды» всегда делились на две части: первая для использования навигаторами, привязанная к меридиану Гринвича, вторая для астрономов, привязанная к меридиану Вашингтона. Разделение материала без серьезного дублирования оказалось проще, чем можно было бы представить на первый взгляд. Объясняя это, я возьму эфемериды в их нынешнем виде, с небольшими изменениями, которые вносились время от времени.

Одной из целей любых эфемерид, и особенно навигационных, является указание положения небесных тел через равные промежутки времени, обычно один день. Поскольку в любой момент времени в какой-то точке Земли полдень, из этого следует, что такие эфемериды всегда будут привязаны к полудню на каком-то меридиане. Какой именно это будет меридиан — чисто практический вопрос, определяемый удобством и обычаем. Гринвичский полдень, как неизбежно используемый навигаторами, принят в качестве стандарта, но мы не должны делать вывод, что эфемериды для Гринвичского полудня привязаны к меридиану Гринвича в том смысле, в каком мы привязываем долготу к этому меридиану. Гринвичский полдень — это 18ч 51м 48с по вашингтонскому среднему времени; таким образом, эфемериды, дающие данные для каждого Гринвичского полудня, можно считать привязанными к меридиану Вашингтона, дающими данные на 17ч 51м 48с по вашингтонскому времени каждый день. Поэтому принято правило, чтобы все эфемериды, относящиеся к абсолютному времени, без какой-либо привязки к меридиану, давались для Гринвичского полудня, если нет каких-либо особых причин для обратного. Для нужд навигатора и астронома-теоретика это наиболее удобные эпохи.

Другая часть эфемерид дает положение небесных тел не через равные промежутки времени, а в момент прохождения через какой-либо меридиан. Для этой цели по очевидным причинам выбран меридиан Вашингтона. Астрономическая часть наших эфемерид, следовательно, дает положения основных неподвижных звезд, Солнца, Луны и всех крупных планет в момент прохождения через наш собственный меридиан.

Третий класс данных в эфемеридах включает явления, подлежащие предсказанию и наблюдению. Таковы затмения Солнца и Луны, покрытия неподвижных звезд Луной и затмения спутников Юпитера. Все эти явления даны по вашингтонскому среднему времени как наиболее удобному для наблюдателей в нашей стране. Однако существует частичное исключение в случае затмений Солнца и Луны. Первые скорее предназначены для мира в целом, чем для нашей страны, и оказалось трудно организовать их привязку к меридиану Вашингтона без привязки карт к тому же меридиану. Поскольку, однако, меридиан Гринвича наиболее удобен за пределами нашей территории, а лишь малая часть затмений видна внутри нее, гораздо лучше, чтобы затмения были полностью привязаны к меридиану Гринвича. Я тем более готов принять это изменение, поскольку при вычислении затмений для нашей страны смена меридианов будет очень легко понята теми, кто производит вычисления.

Может быть интересно сказать несколько слов о таблицах и теориях, по которым вычисляются астрономические эфемериды. Чтобы понять их полностью, необходимо проследить их происхождение. Задача вычисления движений небесных тел и изменений в виде небесной сферы была одной из первых, которой занимались изучающие астрономию. Действительно, в древние времена единственными астрономическими задачами, которые можно было решать, были задачи этого класса, по той простой причине, что без телескопа и других исследовательских инструментов невозможно было составить какое-либо представление о физическом строении небесных тел. Для древних звезды и планеты были просто точками или поверхностями в движении. Они могли догадываться, что это шары, подобные тому, на котором мы живем, но они не могли создать никакой теории о природе этих шаров. Так, в «Альмагесте» Птолемея, наиболее полном трактате по древней астрономии, которым мы располагаем, мы находим тщательно исследованные движения всех небесных тел и таблицы, данные для удобного вычисления их положений. Какими бы грубыми и несовершенными ни были эти таблицы, они были началом, из которого возникли те, что используются сейчас.

Никаких радикальных изменений в общих принципах, на которых строились эти теории и таблицы, не происходило до тех пор, пока Коперник не выдвинул истинную систему мира. В этой системе кажущееся движение каждой планеты по эпициклу было представлено движением Земли вокруг Солнца, и задача исправления положения планеты с учетом эпицикла свелась к нахождению ее геоцентрического положения из гелиоцентрического. Это был величайший шаг, когда-либо сделанный в теоретической астрономии, но это был лишь один шаг. Что касается материалов и способа представления планетных движений, никаких других радикальных достижений Коперником сделано не было. Действительно, примечательно, что он ввел эпицикл, который не считался необходимым Птолемеем для представления неравенств в движениях планет вокруг Солнца.

Следующим большим достижением в теории планетного движения стало открытие Кеплером знаменитых законов, носящих его имя. Когда было установлено, что каждая планета движется по эллипсу, в одном из фокусов которого находится Солнце, стало возможным составить таблицы движений небесных тел, гораздо более точные, чем были известны ранее. Такие таблицы были опубликованы Кеплером в 1632 году под названием «Рудольфинские таблицы» в память о его покровителе, императоре Рудольфе. Но законы Кеплера не учитывали взаимного влияния планет друг на друга. Хорошо известно, что если бы каждая планета двигалась только под влиянием гравитационной силы Солнца, ее движение строго соответствовало бы законам Кеплера, и задачи теоретической астрономии были бы значительно упрощены. Поэтому, когда результаты законов Кеплера сравнивались с древними и современными наблюдениями, обнаружилось, что они не совсем точно описываются теорией. Было очевидно, что эллиптические орбиты планет подвержены изменениям, но в то время было совершенно невозможно установить какую-либо причину таких изменений. Несмотря на простоту причин, которые, как мы теперь знаем, их вызывают, по форме они чрезвычайно сложны. Без знания теории тяготения было бы совершенно невозможно составить какие-либо таблицы планетных движений, которые хоть сколько-нибудь удовлетворили бы наших современных астрономов.