Космос. Иллюстрированная история астрономии и космологии - Джон Норт

ПЕРВЫЕ ТЕЛЕСКОПЫ: ОТОБРАЖЕНИЕ УВИДЕННОГО

Ни один из астрономических инструментов не производил столь резкого и радикального воздействия на ход развития астрономии, как телескоп. Предложенная Кеплером конструкция в итоге заняла центральное место в астрономической практике следующего столетия, но она не была первой и появилась не сразу. Нет никаких сомнений, что идея телескопа возникла задолго до его создания. Так называемые обычные линзы были известны с очень давних времен, и не только в виде капель воды или льда, но и в виде побочных эффектов, случайно возникающих в процессе полировки прозрачных драгоценных камней, горного хрусталя, а со временем и стекла. Не нужно быть гением, чтобы заметить: в определенных обстоятельствах линзы могут увеличивать, уменьшать или переворачивать изображение. К концу XIII в. собирающие (выпуклые) линзы использовались для изготовления очков для чтения (reading spectacles) (в начале того же столетия латинское слово spectaculum употреблялось для обозначения одиночной линзы). В средневековой литературе сохранилось огромное количество восторженных упоминаний о возможности ясно различать далекие объекты, как будто бы они находились вблизи наблюдателя. К XVII в. сложилась хорошо налаженная торговля очковыми линзами, и в некотором смысле вызывает удивление тот факт, что открытие способа комбинирования из них телескопа (а позже и микроскопа) заняло так много времени. Несомненно, это было как-то связано с относительным дефицитом слабых собирающих линз (линз с большим фокусным расстоянием) и сильных рассеивающих линз.

Еще более удивительно то, что первыми телескопами, получившими высокую оценку, были «галилеевские» телескопы, то есть те, в которых использовались рассеивающая окулярная и собирающая объективная линзы, как в современных театральных биноклях или недорогих телескопах. Преимущество этой комбинации заключается в том, что она дает прямое изображение, в отличие от «кеплеровского» телескопа, у которого и объективная, и окулярная линзы являются собирающими; но увеличенное изображение не перестает быть от этого менее увеличенным, и астрономам не составляет труда работать с перевернутым образом небес.

За приоритет на это изобретение боролись многие ученые XVI в., такие как Джон Ди, Леонард и Томас Диггесы и Джамбаттиста делла Порта, но они делали это без приведения каких-либо научных обоснований, опираясь только на чрезвычайно общие и туманные тексты. Немалую путаницу внесло существование средневековых иллюстраций, изображавших философов, которые рассматривали небо через трубы. Сам Аристотель упоминал о способности трубы усиливать зрение (она может повысить контрастность за счет устранения постороннего света), но все эти трубы не содержали линзы. В XVI в. стало уделяться большее внимание теории «перспективы» (науке о естественном зрении, преломлении и отражении) и «перспективные стекла» были рекомендованы для использования как астрономам, так и военным. Например, Кеплер наблюдал комету 1607 г. (так уж случилось, это оказалась комета Галлея) per perspicilla – вероятно, с помощью очков, но совершенно точно не в телескоп. В то время проводилось много опытов с линзами, и опубликованные о них отчеты, как можно предположить, не всегда правильно истолковывались другими, поэтому истинный изобретатель мог ошибочно полагать, что он просто воспроизвел чужую работу.

Как бы то ни было, первое недвусмысленное свидетельство об изготовлении успешно работающего телескопа появляется в форме письма, датированного 25 сентября 1608 г. Это письмо направил делегации в Генеральных штатах в Гааге Комитет советников провинции Зеландии в Нидерландах. В письме говорилось, что его предъявитель «уверяет, что является обладателем некоего приспособления, с помощью которого можно видеть все вещи, находящиеся на очень большом расстоянии, так, как будто они находятся вблизи, смотря на них через стекла, и это, как он сам утверждает, является новым изобретением».

Затем события развивались стремительно. Через неделю Ханс Липперсгей, уроженец Весела, работавший очковым мастером в Мидделбурге (Зеландия), подал заявку на патентирование своего изобретения. Сначала Генеральные штаты вступили в переговоры с Липперсгейем, и хотя он не получил патент, ему было предписано представить большой комиссии несколько бинокулярных телескопов. Ему отказали в патенте, последовав совету нескольких анонимных членов комиссии, которые нашли, что этот инструмент очень просто изготовить. Действительно, как известно, минимум два других человека сконструировали такой же инструмент в течение трех недель после получения указанного письма – Захария Янсен из Мидделбурга и Якоб Адриансзон из Алкмара в провинции Голландия. Есть еще и четвертая вероятная отсылка, относящаяся к тому же периоду, но сегодня достоверное развитие этой истории искажено тем фактом, что один из ее авторов – Симон Майр, уже вступавший ранее в жестокие споры с Галилеем, возобновил их, начав оспаривать вопросы научного приоритета, касавшиеся использования телескопа.

Симон Майр (также известный как Марий) был знающим немецким астрономом, который в сочинении от 1614 г. «Mundus Jovialis» рассказывает, будто в 1608 г. на Франкфуртской книжной ярмарке его патрону предложили один из голландских инструментов, но он не пожелал платить запрашиваемую за него цену, в том числе потому, что одна из его линз оказалась с трещиной.

Давно находившиеся на территории Бельгии и Люксембурга испанские оккупационные силы располагались в это время в Гааге, где пытались найти пути мирного урегулирования конфликта; там же находились другие иностранные делегации с большим количеством представителей, что в значительной мере способствовало чрезвычайно быстрому распространению известий о телескопе по всей Европе. Испанский главнокомандующий Амброджо Спинола был не на шутку встревожен, когда в конце сентября ему показали этот инструмент, но, как утверждают, принц Фредерик Генрих Оранский дружески заверил его, что хотя теперь испанские войска можно будет заметить издалека, голландцы не воспользуются этим преимуществом. Липперсгей отказался изготавливать телескопы для французов, но секрет вскоре раскрыли, и инструмент появился в продаже в Париже в апреле 1609 г., в Милане – в мае, а в Венеции и Неаполе – в июле того же года. Галилей, узнавший о телескопе из сообщения в середине июля 1609 г., изготовил его самостоятельно, существенным образом повысив его эффективность. Его важность для таких морских держав, как Венеция, была чрезвычайно высока, и внесенные им усовершенствования обеспечили ему пожизненную должность профессора математики в Падуе и неслыханно высокое жалованье.

145

Четыре рисунка Луны, опубликованные Галилеем в «Siderius nuncius» (1610)

Сначала эти простейшие телескопы имели двух- или трехкратное увеличение, но путем усовершенствования техники шлифовки и полировки Галилей сумел изготовить объективы с еще бо́льшим фокусным расстоянием и к 1610 г. получил телескопы с двадцати- и тридцатикратным увеличением. Он привнес в него множество других технических усовершенствований, но что он оценил в первую очередь, так это громадный научный потенциал своего нового инструмента. Теперь ему оставался всего шаг, чтобы разглядеть гористый характер поверхности Луны, хотя было бы ошибкой полагать, будто это сразу бросилось в глаза каждому обладателю телескопа. (Сэр Уильям Лоуэр писал Томасу Хэрриоту в середине лета 1610 г. о том, что видел «повсюду странные крапинки, но так и не решился предположить, что хотя бы малая их часть является тенями», пока (предположительно) не прочел книгу Галилея.) Вскоре после этого Галилей открыл четыре спутника Юпитера и звездную структуру некоторых участков Млечного Пути, неразличимую невооруженным глазом (см. ил. 145, 146 и 147). Неожиданно для себя астрономия стала развиваться в совершенно новом направлении.

146

Фрагмент страницы журнала Галилея, относящегося к ранним записям, в котором он регистрировал наблюдения спутников Юпитера, названных им позже «Медицейскими планетами». Мы видим, что 7 января 1610 г. он увидел три слабые звезды, сначала принятые им за неподвижные звезды, stelle fisse, схематичное изображение которых находится во второй строке. На следующий день они изменили свое положение (это схематично нарисовано