Кеплер был готов к новому миру, в котором ничто превращается в нечто, лучше, чем все остальные, включая самого Галилея. Кеплер тут же написал письмо Галилею, которое вскоре было опубликовано в Праге, Флоренции и Франкфурте под названием Dissertatio cum Nuncio sidereo и в котором он восхищался открытиями Галилея, хотя другие подозревали Галилея во лжи, а он сам еще не видел эти открытия собственными глазами. Если, как утверждал Галилей, на Луне есть горы, то возможно, Бруно был отчасти прав – возможно, Луна обитаема, а жизнь не ограничена Землей. Кеплер попытался изготовить собственный телескоп, однако инструмент получился недостаточно хорошим, чтобы рассмотреть спутники Юпитера. 5 сентября ему удалось получить телескоп Галилея, присланный курфюрсту Кельна, и он наконец увидел все своими глазами. Кеплер сравнивал свои снежинки с маленькими звездами; теперь всюду, куда он направлял телескоп, он находил их – достаточно для настоящей метели.
Первый рисунок Луны Хэрриота, какой он увидел ее в телескоп, до прочтения книги Галилея: Хэрриот не понял, что граница света и тени может быть интерпретирована как свидетельство существования гор и долин, и она казалась ему лишенной смысла
Рисунок Луны Хэрриота после того, как он прочел «Звездный вестник» Галилея: под влиянием Галилея Хэрриот рисует большой округлый объект, который присутствует на иллюстрации Галилея, но не наблюдается на поверхности Луны. Возможно, Галилей намеренно увеличил типичный кратер, чтобы показать его структуру, образованную светлыми и темными участками; Хэрриот мог последовать его примеру или искренне верить, что кратер действительно находится в этом месте, поскольку хороший телескоп позволял увидеть одновременно только часть лунного диска
Напрашивается вывод, что открытия, о которых рассказывал «Звездный вестник», – это самое важное, что Галилей увидел в телескоп. На самом деле это не так. По всей видимости, вскоре после выхода книги Галилей впервые наблюдал пятна на Солнце, которые можно было рассматривать как убедительное доказательство, что небо не является неизменным, но поначалу он не знал, что с этим делать: только в апреле 1611 г. Галилей начал публично говорить о пятнах на Солнце.
В октябре 1611 г. Галилей, к тому времени перебравшийся во Флоренцию, приступил к наблюдению за Венерой с помощью своего телескопа. Причина была проста: Венера представляла проблему как для системы Птолемея, так и для системы Коперника, поскольку согласно обеим теориям ее удаленность от Земли существенно менялась. В системе Птолемея планета перемещалась по большому эпициклу, который то приближался к Земле, то удалялся от нее. В системе Коперника и Венера, и Земля вращались вокруг Солнца и расстояние между ними должно было значительно изменяться: иногда планеты располагались по разные стороны от Солнца, а иногда Венера находилась между Землей и Солнцем, относительно близко к Земле. Тем не менее, несмотря на изменение яркости Венеры на небе, предсказанные обеими теориями вариации увидеть было трудно. У Галилея имелась еще одна причина для наблюдения за Венерой. Он утверждал, что Луна является непрозрачным телом и лишь отражает свет Солнца. Тот факт, что темная сторона Луны иногда будто бы тускло светится сама по себе, он объяснял светом, отраженным от Земли; Землю ночью освещает Луна, а темную сторону Луны – Земля, причем отраженный свет Земли гораздо ярче лунного. Если Венера тоже непрозрачна, то у нее, как и у Луны, должны наблюдаться фазы. Поэтому Галилей хотел проверить наличие фаз Венеры.
Должно быть, он с самого начала не сомневался, что у Венеры действительно есть фазы, а их природа должна доказать обоснованность астрономии Птолемея. Последователи Птолемея не могли прийти к единому мнению: что ближе к Земле, Венера или Солнце. Если Венера ближе, то ее фазы должны меняться от серпа до половины диска, никогда не превышая его. Но если Венера дальше Солнца, то ее размер со временем должен значительно изменяться, однако с Земли она должна почти всегда выглядеть как полный диск{471}.
До 1611 г. соперничество между тремя альтернативными системами устройства Вселенной – Птолемея, Коперника и Браге – можно рассматривать как классический случай неопределенности. В птолемеевой, или гелиоцентрической, системе, существовавшей на протяжении многих веков, звезды, Солнце, планеты и Луна вращались вокруг Земли, но планеты и Солнце также перемещались по другим окружностям (эпициклам). В гелиоцентрической системе Коперника, появившейся только в 1543 г., планеты (к которым теперь принадлежала Земля) вращались вокруг Солнца, Луна – вокруг Земли. В системе Тихо Браге, или геогелиоцентрической, предложенной в качестве альтернативы системе Коперника в 1588 г., планеты вращались вокруг Солнца, а Солнце и Луна – вокруг Земли. С точки зрения геометрии эти три системы были эквивалентны – в каждой из них использовалось разное сочетание окружностей, но все давали одинаковые предсказания относительно положения небесных тел, если наблюдать их с Земли невооруженным глазом[174]. Сочетание окружности и эпицикла у Птолемея для описания движения планет дает точно такой же результат, как сочетание орбиты планеты с орбитой Земли у Коперника и как сочетание орбиты Солнца с орбитой Земли у Браге (аналогичным образом, шаг вперед, а затем два шага влево эквивалентны двум шагам влево и одному шагу вперед), – вот почему не представлялось возможным выбрать одну из систем только на основании информации, описывающей положение планет в небе[175].
В те времена было широко распространено мнение о возможности построить четвертую систему, которая лучше отвечала бы требованиям философии Аристотеля: гомоцентрическую систему, в которой все окружности имеют общий центр, в идеале Землю. Несмотря на усилия видных интеллектуалов, таких как Региомонтан (1436–1476), Алессандро Акиллини и Джироламо Фракасторо (1478–1553), никому не удалось создать успешную версию такой системы: она оказалась не в состоянии (как мы сказали бы теперь) соответствовать фактам[176]{472}. (Даже система Коперника не являлась гомоцентрической, поскольку в ней Луна вращалась вокруг Земли, а не вокруг Солнца.)
После того как в 1610 г. Галилей открыл фазы Венеры и тем самым доказал, что Венера вращается вокруг Солнца, система утратила жизнеспособность, хотя все еще можно было утверждать, что некоторые планеты (Меркурий, Венера, Марс) вращаются вокруг Солнца, а остальные (Сатурн, Юпитер) – вокруг Земли; такой вывод был сделан в трактате Риччоли «Новый Альмагест» (Almagestum Novum), опубликованном в 1651 г. Теперь остались только две (или две с половиной) системы, и образованным и информированным людям еще приблизительно полвека было трудно выбрать какую-то одну. Таким образом, в период с 1610 по 1710 г. (например) космологические теории оставались неопределенными в том смысле, что существовали по меньшей мере две системы, в пользу которых можно было привести убедительные свидетельства, но в то же время все уже убедились в нежизнеспособности птолемеевой и гомоцентрической систем.
Галилей приступил к наблюдениям за Венерой в июне 1610 г., как только планета удалилась от Солнца и стала видимой. Поначалу он не увидел ничего интересного, поскольку в телескопе Венера выглядела полным диском; не подлежало сомнению, что она находилась на противоположной стороне от Солнца. Но в начале октября стало понятно, что форма Венеры меняется: она медленно превращалась в половину диска. День за днем Галилей внимательно наблюдал за этими переменами. 11 декабря он отправил Кеплеру шифрованное послание, гласившее: «Мать любви [то есть Венера] подражает фигурам Цинтии [Луны]»{473}. К этому времени Галилей уже знал, что у Венеры есть фазы (иначе говоря, она представляет собой непрозрачное тело, сияющее отраженным светом) и диапазон этих фаз несовместим с астрономией Птолемея, которая требовала, чтобы Венера всегда была либо дальше от Земли, чем Солнце, либо ближе. Он подождал еще немного, чтобы быть абсолютно уверенным, и 30 декабря написал своему ученику Кастелли (который в своем письме, полученном Галилеем 11 декабря, – очевидно, именно это письмо побудило его поделиться своим открытием с Кеплером – спрашивал, есть ли у Венеры фазы) и ведущему математику Рима, Христофору Клавию, сообщив о своем открытии. 1 января 1611 г. он снова написал Кеплеру, расшифровав предыдущее сообщение, и Кеплер опубликовал свою переписку с Галилеем в работе «Диоптрика» (Dioptrice, 1611){474}.
Клавий и Кеплер сразу же подтвердили наличие фаз у Венеры: для этого им требовалось только повернуть хорошие телескопы в нужном направлении. Но фазы Венеры прекрасно согласуются с астрономией Птолемея; не соответствует ей лишь тот факт, что эти фазы меняются от серпа до полного диска: такая Венера должна вращаться вокруг Солнца. Не обязательно наблюдать полную последовательность фаз. Достаточно видеть, как полный диск превращается в половину (что наблюдал Галилей в декабре) или как серп увеличивается почти до половины диска.
Когда Галилей объявил о своем открытии, Венера приближалась к Солнцу: прохождение через диск Солнца пришлось на 1 марта. Ничего интересного в этом событии не было, поскольку все фазы Венеры, сменившие друг друга в период с 1 января по 1 марта, должны были повториться после того, как планета пройдет солнечный диск. 5 марта Галилей объявил о намерении поехать в Рим; девятнадцатого числа он все еще с нетерпением ждал паланкин, жалуясь, что опаздывает на встречу[177]. Через день или два он наконец отправился в путь. Таким образом, Галилей прибыл в Рим как раз тогда, когда астрономы из ордена иезуитов направили телескопы на Венеру и наблюдали, как она превращается в половину диска. Вероятно, именно в марте месяце Клавий внес исправления в новое издание своего трактата «Сфера»: он тщательно записывает все открытия, сделанные Галилеем к этому моменту (но не упоминает пятна на Солнце, о которых Галилей еще не говорил), упоминает о фазах Венеры и говорит, что астрономы намерены пересмотреть свои теории в свете новых открытий