В начале 17 века Иоганн Кеплер, обрабатывая наблюдения Тихо Браге за движением планет (в основном Марса), открыл три закона планетных движений, известных как законы Кеплера:
1) Каждая планета движется в пространстве по эллипсу, в одном из фокусов которого находится Солнце.
2) Радиус-вектор планеты описывает равные площади за равные промежутки времени.
3) Квадраты периодов обращения двух планет вокруг Солнца пропорциональны кубам больших полуосей их орбит.
1-ый закон Кеплера
2-ый закон Кеплера
3-ый закон Кеплера
Из всех открытий Кеплера отметим только революционное для его эпохи открытие – траектории планет являются эллипсами, а не окружностями! Вся сложная система эпициклов, введенных, чтобы объяснить неравномерные и даже попятные движения планет (того же Марса), наблюдаемые с Земли, оказалась ненужной. Коперник за счет переноса центра с Земли на Солнце смог уменьшить число эпициклов с 77 (у Птолемея) до 34, а Кеплер свел их нулю! Как ни удивительно, но ни Галилей, ни Браге с этим не согласились. Принять уродливые эллипсы вместо божественно совершенных окружностей для них было противоестественно.
Сам Кеплер, обнаружив, что планеты движутся по «некрасивым» эллиптическим орбитам, начал искать новую красоту в устройстве Мира. И вскоре он её «нашел» – оказалось, что орбиты планет вписаны в правильные многогранники (платоновы тела), которых оказалось ровно столько, чтобы «объяснить», почему планет только шесть (другие планеты еще были неизвестны). Обнаружение других планет разрушило эти построения – в очередной раз красота пифагорейской идеи оказалась миражом.
Рождение физики
Физика – сравнительно молодая наука. Общепринято датировать её рождение 17-ым веком и связывать с именами Галилея и Ньютона. Ранее она была растворена в «Натуральной Философии» – сложном коктейле сведений, весьма разбухшем по сравнению с античной натурфилософией. В него включились разнородные факты из механики, астрономии, химии, геологии, физиологии и т. п., разбавленные буферным раствором религиозно-философских идей.
Дистилляция этого раствора началась в западной Европе, что в конечном итоге позволило всему христианскому Западу занять доминирующие позиции перед лицом более древних и могущественных цивилизаций Востока. Сам исходный раствор был очень богат не только полезными компонентами (фактами, технологиями, как созданными в Европе, так и заимствованными у Китая и мусульманского Востока), но и буферными (не позволяющими менять концентрацию религиозно-философских идей). Европейская критика Аристотеля в 15–16 веках была очень робкой, так как его идеи (где они не противоречили учению церкви) стали базисом физических объяснений. Очевидные нелепости частных утверждений великого Философа разрешалось устранять, но основные его положения поддерживала церковь как авторитетом Отцов Церкви, так и кострами Святой инквизиции.
Основным механизмом «дистилляции» натурфилософии был Эксперимент – физический аналог юридической процедуры дискуссии между защитой и обвинением. Физик выдвигает гипотезу (обвинение), а природа пытается «защищаться» в эксперименте путем согласия, отрицания или умолчания. В европейской традиции закрепился принцип презумпции невиновности: «Бремя доказательства вины лежит на обвинителе». Он существовал еще в Древней Греции, но на Западе вновь возник во времена инквизиции как противовес уверенности инквизиторов в виновности преследуемых ими еретиков. В Китае вплоть до Нового времени действовал принцип презумпции виновности, который требовал от судей пытать обвиняемых, чтобы добиться от них правды (китайские пытки, особенно в древности, были одними из самых жестоких и изощрённых в мире). В любом случае представления о необходимости «пытать природу» сохранились в названиях современных научных объединений (например, МОИП – Московское общество испытателей природы, существующее с 1805 года). Для пыток необходимы пыточные орудия, у физиков эти устройства называются физическими приборами. В наше время их существует невероятное множество с самыми сложными функциями и в широчайшем диапазоне размеров: от микроскопических чипов до ускорителей, не умещающихся в границах одного государства, или системы радиотелескопов, расположенных на разных континентах. В момент рождения физики приборов было мало и в основном они использовались в навигации и астрономии (астролябия и секстант для измерения углов, компас), а также в торговле (мерная линейка, бочка, весы) и в грубом измерении времени (песочные, водяные и механические часы).