Письма о солнечных пятнах ( Istoria e Dimostrazioni intorno alle Macchie Solari ) были памфлетом, написанным Галилео Галилеем в 1612 году и опубликованным в Риме Accademia dei Lincei в 1613 году. В нем Галилей изложил свои недавние наблюдения темных пятен на поверхности Солнца. [1] Его заявления сыграли важную роль в подрыве традиционного аристотелевского взгляда на то, что Солнце было как безупречным, так и неподвижным. [2] Письма о солнечных пятнах были продолжением Sidereus Nuncius , первой работы Галилея, в которой он публично заявил, что, по его мнению, система Коперника верна. [3]
Галилей не был первым человеком, наблюдавшим солнечные пятна . Самое раннее очевидное упоминание о них появляется в И Цзин древнего Китая, [4] в то время как самое раннее зарегистрированное наблюдение также является китайским и датируется 364 годом до нашей эры. [5] Примерно в то же время было найдено первое европейское упоминание о солнечных пятнах, найденное Теофрастом . [6] Были сообщения от исламских [7] и европейских астрономов о солнечных пятнах в начале девятого века; [8] [9] те, что произошли в 1129 году, были зарегистрированы как Аверроэсом [7] и Джоном Вустерским , чьи рисунки явления являются самыми ранними из сохранившихся на сегодняшний день. [10] Иоганн Кеплер наблюдал солнечное пятно в 1607 году, но, как и некоторые более ранние наблюдатели, полагал, что он наблюдает прохождение Меркурия . [11] Активность солнечных пятен в декабре 1610 года была первой, которую наблюдал Томас Харриот с помощью недавно изобретенного телескопа , который зарисовал то, что увидел, но не опубликовал. [12] В 1611 году их увидел Иоганнес Фабрициус и опубликовал памфлет под названием De Maculis in Sole Observatis , о котором Галилей не знал до того, как написал « Письма о солнечных пятнах». [13]
Когда иезуит Кристоф Шайнер впервые наблюдал солнечные пятна в марте 1611 года, он игнорировал их, пока не увидел их снова в октябре. Затем, под псевдонимом Apelles latens post tabulam (Апеллес, скрывающийся за картиной), [14] он представил свое описание и выводы о них в трех письмах банкиру и ученому из Аугсбурга Марку Вельзеру . Шайнер хотел остаться анонимным, чтобы не вовлекать орден иезуитов и церковь в целом в область споров. [14] Вельзер опубликовал их на своих собственных станках, разослал копии астрономам по всей Европе и пригласил их ответить. [15] [16] [17] Именно приглашение Вельзера побудило Галилея ответить двумя письмами, утверждая, что солнечные пятна не были спутниками, как утверждал Шайнер («Апеллес»), а были образованиями либо на поверхности Солнца, либо прямо над ней.
В то же время Шайнер отправил Вельзеру еще два письма по этой теме, и после того, как он прочитал первое письмо Галилея, он ответил шестым своим собственным. Эти более поздние письма отличались по тону от первых трех, поскольку они намекали, что Галилей приписывал себе заслугу открытия фаз Венеры , когда на самом деле настоящая заслуга принадлежала другим. Они также подразумевали, что Галилей скопировал гелиоскоп Шайнера , чтобы провести свое исследование. [18]
Опубликовав первые три письма Шайнера под названием Tres Epistolae de Maculis Solaribus («Три письма о солнечных пятнах») , Вельзер теперь опубликовал свои вторые три, также в 1612 году, как De Maculis Solaribus et Stellis circa Iovis Errantibus Accuratior Disquisition («Более точное исследование солнечных пятен и звезд, блуждающих вокруг Юпитера») . Прочитав эти вторые три письма, Галилей ответил третьим своим собственным, гораздо более резким и полемичным по тону, чем его предыдущие. Вельзер отказался публиковать письма Галилея, возможно, из-за саркастического тона, который они приняли по отношению к Апеллесу, хотя причиной, которую он назвал Галилею, была непомерная стоимость создания всех иллюстраций, которые хотел Галилей. [19]
Публикация « Писем о солнечных пятнах» была крупным финансовым и интеллектуальным предприятием для Академии деи Линчеи, и это было всего лишь четвертое издание, которое она решила выпустить. [20] Федерико Чези сам оплатил публикацию и хотел соблюсти осторожный баланс между представлением необычайно новых идей и избежанием оскорбления людей, которые могли бы счесть эти взгляды проблематичными. Это соответствовало проекту Академии действовать как центр распространения радикально новых научных идей, издаваемых с согласия церковных властей. [21] Чези пытался убедить Галилея избегать агрессивного или полемического тона в своих письмах, чтобы избежать противодействия иезуитам (личность Шайнера, скрывающегося за псевдонимом «Апеллес», уже подозревалась), [22] но, прочитав явные обвинения Шайнера в недобросовестности в своих более поздних письмах, Галилей не прислушался к его совету. Действительно, опубликованная версия его «Писем о солнечных пятнах» содержала предисловие Анджело де Филииса, в котором бескомпромиссно утверждалось первенство Галилея в открытии солнечных пятен. [18] Текст был представлен на цензуру Римской инквизиции с целью получения разрешения на печать. Назначенными цензорами были Чезаре Фиделис, Луиджи Истелла, Томмазо Паллавичини и Антонио Буччи. [20]
Обеспечение готовности книги к печати было совместным процессом, в котором участвовали цензоры, Галилей, Чези и другие, работавшие над текстом до тех пор, пока он не стал приемлемым для инквизиции, а цензоры были хорошо знакомы с ведущими деятелями Академии. [23] Антонио Буччи, например, был врачом, который ранее принимал участие в рецензировании работы Джамбаттисты делла Порта , также опубликованной Чези. В случае с «Письмами о солнечных пятнах» его критическая поддержка, по-видимому, помогла гарантировать, что публикация не будет воспрепятствована влиятельными доминиканцами Священного дворца . Действительно, в своих комментариях Буччи похвалил работу Галилея, с которой он уже был знаком, поскольку его пригласили принять участие в обсуждениях в Академии по этому поводу до того, как рукопись была представлена для цензуры. [24]
Цензоры настояли на том, чтобы Галилей удалил из своего текста любые ссылки на писание или утверждения о божественном руководстве. Таким образом, памфлет должен был начинаться с цитаты из Матфея 11:12 «Царство Небесное силою берется, и употребляющие усилие восхищают его». Цензоры возразили, что это можно было бы понять так, что астрономы хотели одолеть теологию. Поэтому это было изменено на «Уже умы человеческие нападают на небеса, и более доблестные побеждают их». Далее в тексте утверждение Галилея о том, что «божественная благость» побудила его защищать систему Коперника, было вычеркнуто и заменено на «попутные ветры». Текст Галилея ссылался на идею о том, что небеса неизменны, как на «ошибочную и противоречащую несомненной истине Писания». Как и все другие упоминания Писания, цензоры настояли на том, чтобы это тоже было удалено. Галилей хотел заявить о божественном вдохновении своих открытий и показать, как они согласуются со Священным Писанием; цензоры хотели держать необычные новые идеи на безопасном расстоянии от основных догматов веры. [25] С этими поправками Галилей получил разрешение напечатать свою книгу. [26]
Половина печатного издания в 1400 экземпляров «Писем о солнечных пятнах» содержала как «Письма Апеллеса», так и иллюстрации Шайнера, а также ответы Галилея. Другая половина содержала только работу Галилея. [27] Общая стоимость книги составила 258,70 скуди, из которых 44 скуди были стоимостью иллюстраций и таблиц, а 6 скуди — стоимостью гравировки фронтеписа. [28] : 249
Галилей описывает, как он наблюдал солнечные пятна в течение восемнадцати месяцев. Его основные выводы заключаются в том, что солнечные пятна были реальными, а не просто оптическими иллюзиями; и что они не были статичными, а двигались. [29] Солнечные пятна имели единое движение, перемещаясь по Солнцу равномерно. [3] Галилей утверждал, что Солнце было идеальной сферой и что оно само по себе двигалось вокруг своего собственного центра. Солнце носит эти пятна, пока они не исчезнут из виду на его краю примерно за один лунный месяц. [3]
Мнение Шайнера о том, что пятна были спутниками, побуждает Галилея прокомментировать фазы Венеры и то, как они подтверждают гелиоцентрическую точку зрения. [30] Он развивает свой аргумент, чтобы показать, что солнечные пятна не были постоянными и не имели регулярной схемы движения, как если бы они были небесными телами — они были совсем не похожи на луны Юпитера , которые он сам открыл и описал в Siderius Nuncius . «Солнце, вращаясь вокруг своей оси, несет их вокруг, не обязательно показывая нам те же самые пятна, или в том же самом порядке, или имеющие ту же самую форму». [31] Он отметил параллели между солнечными пятнами и облаками над Землей, но не утверждал, что они были сделаны из того же материала. Его комментарий к «Апеллесу» (псевдоним Шайнера) был следующим:
«Мне кажется, что у Апеллеса свободный, а не рабский ум; он вполне способен усвоить истинное учение; и теперь, побуждаемый силой столь многих новых идей, он начинает прислушиваться и соглашаться с истинной и здравой философией, особенно в отношении устройства вселенной. Но он еще не в состоянии полностью оторваться от фантазий, которые он впитал в себя в прошлом, к которым его интеллект иногда возвращается и соглашается в силу давно установившейся привычки». [32]
Большая часть первого письма Галилея посвящена демонстрации слабых сторон аргументов Шейнера — непоследовательности, ложным аналогиям и маловероятным выводам из сделанных им наблюдений.
Второе письмо Галилея перефразирует ключевые положения из его первого письма, и в остальном в основном касается геометрических доказательств того, что пятна находятся на поверхности Солнца, а не над ней. В дополнение к этим доказательствам Галилей приводит 38 подробных иллюстраций, которые позволяют читателю увидеть, как его наблюдения соотносятся с его расчетами.
В то время как Первое и Второе письма Галилея были написаны в ответ на Tres Epistolae Шайнера , его Третье письмо было ответом на Accuratior Disquisitio . [28] : 234 Галилей был зол, увидев, что Шайнер снова делает заявления о лунах Юпитера, поскольку он считал их своим собственным открытием. Чтобы продемонстрировать ложность утверждения Шайнера о том, что луны Юпитера были «блуждающими звездами», непредсказуемыми в своем движении, а также чтобы продемонстрировать свое собственное явное превосходство в наблюдении и расчете небесных движений, Галилей приложил к своему третьему письму полный набор эфемерид для лун Юпитера. [28] : 244 Галилей показывает критические недостатки в геометрии Шайнера, его понимании авторитетов, на которые он ссылается, его рассуждениях, его наблюдениях и, конечно же, его собственных рисунках.
Галилей говорит, что нет смысла рассуждать о «сущности» солнечных пятен или, по сути, о других вещах, [28] : 254 но с момента написания своего последнего письма он потратил время на размышления о равномерном движении солнечных пятен в пределах определенной полосы вокруг поверхности Солнца. Он спрашивает, между прочим, «не существует ли все еще спора о том, остается ли сама Земля неподвижной или блуждает?», что является косвенной ссылкой на идею, требуемую моделью Вселенной Коперника, что Земля должна вращаться вокруг своей собственной оси каждый день. [28] : 254 Наконец, он с юмором сравнивает ученых, которые настаивают на том, что каждая деталь сочинения Аристотеля должна быть правдой, независимо от того, соответствует ли она действительности или нет, с теми художниками, которые рисуют портреты людей на фруктах и овощах. «Пока эти странности выдаются за шутки, они милы и приятны... но если бы кто-то, возможно, потому, что он посвятил все свои исследования подобному стилю живописи, захотел бы сделать общий вывод, что всякий другой метод подражания несовершенен и заслуживает порицания, то Чиголи и другие прославленные художники наверняка посмеялись бы над ним». [28] : 257
Галилей снова поднимает вопрос о том, существует ли какая-либо связь между прохождением Венеры и солнечными пятнами. Он критикует «Апеллеса» за то, что тот изложил длинную и сложную демонстрацию движения Венеры по диску Солнца, когда это было излишним для его цели. [28] : 261 Он критикует его далее за то, что он дал оценку размера Венеры, когда она пересекает Солнце, которая неверна, и за то, что он подтвердил эту оценку учеными авторитетами прошлого, у которых не было телескопов. [28] : 263 Более того, Галилей утверждает, что некоторые из древних астрономов, включая Птолемея, приводили более убедительные аргументы, чем предполагает «Апеллес».
Галилей отмечает, что «Апеллес» изменил свой взгляд на солнечные пятна с момента своего первого письма. Сначала он настаивал, что все они были сферическими, как маленькие луны; теперь он говорит, что они имеют неправильную форму, формируются и растворяются. Ранее он говорил, что пятна находились на разных расстояниях от Солнца, блуждая между ним и Меркурием, но больше не придерживается этой точки зрения. [28] : 266 «Апеллес» утверждает, что твердость и плотность Солнца означают, что жидкие пятна не могут быть на его поверхности; но ссылаться на авторитет древних для подтверждения твердости Солнца бессмысленно, поскольку они не имели представления о его структуре; в любом случае свидетельства самих пятен предполагают полную противоположность традиционному взгляду на твердость Солнца. Он соглашается с точкой зрения «Апеллеса» о том, что пятна не являются пропастями или лужами на поверхности Солнца, но никто никогда не утверждал, что это так.
Большая часть Третьего письма посвящена опровержению утверждения Апеллеса о том, что он наблюдал, как пятна проходили через Солнце с разной скоростью — одно, на диаметре, за шестнадцать дней, а другое, на более низкой широте, всего за четырнадцать. (Если солнечные пятна двигались с разной скоростью, это наводило на мысль, что это были луны, движущиеся независимо от самого Солнца). Галилей говорит, что в своих собственных наблюдениях он никогда не видел такой разной скорости движения, но что пятна всегда движутся с постоянной скоростью относительно друг друга. Сначала Галилей демонстрирует, что точки на двух разных траекториях солнечных пятен на двух разных широтах создают линии, которые сохраняют постоянную пропорцию друг с другом в любой точке вращения. [28] : 269 Затем он показывает, что чем больше сфера, на которой появляются солнечные пятна, тем меньше разница во времени их прохождения на тех же двух широтах. [28] : 272 Наконец, он показывает, что для того, чтобы пятно двигалось вдоль диаметра Солнца за период в 1 1⁄7 от периода другого пятна на широте на 30° выше, диаметр Солнца должен быть более чем в два раза больше наблюдаемого. Из этого он делает вывод, что Апеллес просто неправ, и невозможно, чтобы одно пятно пересекло Солнце за шестнадцать дней, в то время как другое занимает всего четырнадцать. [28] : 275
Теперь Галилей обращается к иллюстрациям Апеллеса солнечных пятен и начинает использовать их, чтобы показать, что его аргументы о движении солнечных пятен ложны. Он вспоминает, как Апеллес изображает их появляющимися в поле зрения, укороченными, прежде чем они появятся в полную ширину. Затем он демонстрирует, что для того, чтобы пятна, которые Апеллес наблюдал, изменяли видимый размер, они должны были бы находиться на поверхности Солнца, потому что если бы они находились даже на небольшом расстоянии от его поверхности, эффект укорочения был бы совершенно иным. [28] : 276 Галилей оспаривает утверждение Апеллеса о том, что он видел разные пятна, движущиеся с разной скоростью; в частности, что он видел, как пятна на диаметре Солнца вращались быстрее, чем пятна на более высоких широтах. Это, говорит он, противоречит не только наблюдениям, но и собственному утверждению Апеллеса в другом месте его работы о том, что пятна в середине Солнца остаются дольше, чем те, которые проходят ближе к его краю. [28] : 279 Наконец, собственные иллюстрации Апеллеса ясно показывают, что пятна проходят по Солнцу примерно за 14 1⁄2 дней, и ничто в его иллюстрациях не подтверждает его утверждение, что некоторые проходят за 16, а другие за 9 дней. [ 28] : 280
Опровергнув аргументы Апеллеса о солнечных пятнах, Галилей рассматривает ряд других его ошибок. Он кратко отвечает на взгляды Апеллеса на внеземную жизнь; затем отвергает идею о том, что Луна полупрозрачна. Затем он возвращается к аналогии Апеллеса между солнечными пятнами и лунами Юпитера, где он отмечает, что Апеллес тонко перешел от утверждения о том, что солнечные пятна подобны планетам, к утверждению о том, что планеты подобны солнечным пятнам. «Увлеченный желанием сохранить то, что он изначально сказал, и неспособный точно приспособить пятна к свойствам, некогда связанным с другими звездами, [Апеллес] приспособил звезды к свойствам, которые, как мы знаем, принадлежат пятнам». [28] : 286 Чтобы раз и навсегда покончить с утверждением Апеллеса о том, что луны Юпитера «появляются и исчезают», Галилей дает прогнозы их положений на следующие два месяца, чтобы доказать регулярность их движений. [28] : 287
Чтобы продемонстрировать, что естественная философия всегда должна руководствоваться наблюдением, а не пытаться втиснуть новые факты в предвзятые рамки, Галилей замечает, что планета Сатурн недавно и удивительным образом изменила свой внешний вид. В своем Первом письме он утверждал, что Сатурн никогда не меняет своей формы и никогда не изменит. Теперь он соглашается, что он изменил форму. Он не пытается доказать правильность своих прежних взглядов, несмотря на новые факты, но делает осторожные прогнозы о том, как его внешний вид может измениться в будущем. [28] : 295
Галилей завершает свои замечания критикой тех, кто упорно придерживается взглядов Аристотеля, а затем, обобщив все, что он сказал о солнечных пятнах, лунах Юпитера и Сатурна, завершает первым в своих трудах явным одобрением Коперника:
Я думаю, что не подобает истинному философу упорствовать – если можно так выразиться – с таким упрямством в отстаивании перипатетических выводов, которые были признаны явно ложными, полагая, возможно, что если бы Аристотель был здесь сегодня, он поступил бы так же, как будто защита того, что ложно, а не убеждение в истине, была бы лучшим показателем совершенного суждения... [и] я говорю Вашей Светлости, что эта звезда [т. е. Сатурн] и, возможно, не меньше, чем появление рогатой Венеры, чудесным образом согласуются с гармонией великой системы Коперника, к всеобщим связям которой мы видим такие благоприятные бризы и яркие эскорты, направляющие нас. [28] : 296
До времен Галилея общепринятым было мнение, что небеса за пределами Луны были и совершенными, и неизменными. [33] Многие из споров между Шайнером и Галилеем касались вещей, наблюдаемых в небе, которые, казалось, менялись, и какова была природа и значение этих изменений. Хотя поведение солнечных пятен было главной темой их дебатов, они также затронули и другие споры, такие как фазы Венеры и луны Юпитера . [34]
В письме Федерико Чези Галилей сказал: «Я наконец пришел к выводу и, как мне кажется, могу это доказать, что они [т. е. солнечные пятна] прилегают к поверхности солнечного тела, где они непрерывно возникают и растворяются, подобно облакам вокруг Земли, и переносятся самим солнцем, которое вращается вокруг себя в течение лунного месяца, совершая вращение, подобное [по направлению] вращению других планет... каковые новости, я думаю, будут похоронами или, скорее, концом и Страшным Судом псевдофилософии... Я жду, чтобы услышать излияния великих вещей от перипатетиков, чтобы сохранить неизменность небес». [35]
Космология времен Галилея, основанная на «Физике» Аристотеля , утверждала, что Солнце «совершенно» и безупречно. [36] [37] Только с изобретением телескопа стало возможным систематическое наблюдение солнечных пятен. Многие, кто никогда их не видел, находили идею о них отвратительной с моральной и философской точки зрения. [ 38] Те, кто мог их видеть, как Шайнер, хотели найти им объяснение в системе Аристотеля. Аргументы Галилея в «Письмах о солнечных пятнах» были призваны продемонстрировать ложность этих утверждений; а если бы они были ложными, то предположения Аристотеля о Вселенной не могли бы быть верными.
Галилей открыл луны Юпитера в 1609 году. [39] Шайнер утверждал, что то, что казалось пятнами на Солнце, на самом деле было скоплениями маленьких лун, тем самым пытаясь использовать одно из собственных открытий Галилея в качестве аргумента в пользу аристотелевской модели. [40] [41] В своих «Письмах о солнечных пятнах» Галилей показал, что солнечные пятна не похожи на луны Юпитера, и это сравнение было ложным. Шайнер утверждал, что солнечные пятна с их нерегулярными движениями были похожи на луны Юпитера, чьи положения было так же трудно предсказать. Чтобы опровергнуть этот аргумент, Галилей опубликовал таблицы прогнозов будущего положения лун Юпитера, так что астрономы могли легко различать регулярные, предсказуемые движения, которые они отслеживали с помощью эфемерных и нерегулярных солнечных пятен. [23]
Демонстрация вращения Солнца имела два эффекта. Во-первых, она показала, что традиционная аристотелевская модель вселенной должна быть неверной, поскольку эта модель предполагала, что Солнце совершает только суточное (ежедневное) движение вокруг Земли, а не вращение вокруг собственной оси. Во-вторых, она показала, что нет ничего необычного во вращении тела в пространстве. В аристотелевской системе ночь и день объяснялись движением Солнца вокруг статической Земли. Чтобы система Коперника работала, должно было быть объяснение того, почему половина Земли не находилась в постоянном дневном свете, а другая в постоянной темноте, поскольку она завершала свое годовое движение вокруг Солнца. Это объяснение состояло в том, что Земля вращалась вокруг своей оси один раз в день. [42] Однако было очень трудно доказать, что Земля вращается, поэтому демонстрация вращения Солнца делала коперниканскую модель по крайней мере более правдоподобной. Хотя вращение Солнца не доказывало правоту Коперника, оно доказало неправоту его оппонентов и сделало его идеи более вероятными.
В «Письмах о солнечных пятнах» Галилей ответил на заявления Шайнера о фазах Венеры , которые были важным вопросом в астрономии того времени. Существовали разные школы мысли о том, имела ли Венера фазы вообще — невооруженным глазом ни одна из них не была видна. [43] В 1610 году, используя свой телескоп, Галилей обнаружил, что Венера, как и Луна, имела полный набор фаз, [44] но только в «Письмах о солнечных пятнах » он опубликовал это открытие. Тот факт, что была полная фаза Венеры (похожая на полную луну), когда Венера находилась в том же направлении на небе, что и Солнце, означал, что в определенной точке своей орбиты Венера находилась по другую сторону от Солнца к Земле. Это указывало на то, что Венера вращалась вокруг Солнца, а не вокруг Земли. Это предоставило важные доказательства в поддержку модели Коперника. [45]
По крайней мере, еще в 1597 году Галилей пришел к выводу, что модель Коперника верна [46] [47], но публично не отстаивал эту позицию. В Siderius Nuncius Галилей включил в свое посвящение великому герцогу Тосканскому слова «в то время как все это время они [т. е. планеты] совершают все вместе могучие обороты каждые десять лет вокруг центра вселенной, то есть вокруг Солнца». В тексте самого текста он кратко заявил, что в предстоящей работе «Я докажу, что Земля имеет движение», что является косвенным намеком на систему Коперника, но это все. Имя Коперника не упоминается. [48] [49] Именно в конце Третьего письма Галилей открыто заявляет о своей вере в систему Коперника.
Галилей замечает в одном отрывке, что Солнце может и не вращаться, но в другом он более определенно утверждает, что у Солнца есть движение, и задается вопросом, что его вызывает. Здесь он устанавливает связь между космологией и механикой . [3] Галилей писал: «Кажется, я заметил, что физические тела имеют физическую склонность к некоторому движению». [50] «Письма в солнечных пятнах » также являются первой из его работ, в которой упоминается концепция инерции , которая позже станет Первым законом движения Ньютона . [50]
В то время как Шайнер писал свои письма на латыни, ответ Галилея был на итальянском. Шайнер не говорил по-итальянски, поэтому Вельзеру пришлось перевести письма Галилея на латынь, чтобы он мог их прочитать. [51] [19] Это был не первый раз, когда Галилей публиковался на итальянском языке, и Галилей не был первым натурфилософом, публиковавшимся на итальянском языке (например, рассказ Лодовико делле Коломбе о сверхновой 1604 года был на итальянском языке, как и ответ Галилея). Однако «Письма о солнечных пятнах» были первой книгой, опубликованной Accademia dei Lincei на итальянском языке. [20] Галилей позже сказал о своем предпочтении итальянского языка латыни:
«Я писал по-итальянски, потому что хотел, чтобы все могли читать то, что я пишу... Я вижу молодых людей... которые, хотя и снабжены... приличным набором мозгов, но не способны понимать то, что написано на тарабарщине [т. е. на латыни], берут себе в голову, что в этих корявых фолиантах должен быть какой-то грандиозный фокус-покус логики и философии, слишком высокий, чтобы они могли подумать о том, чтобы запрыгнуть на него. Я хочу, чтобы они знали, что, как природа дала им глаза, так и философам, для того, чтобы видеть ее труды, она также дала им мозги для того, чтобы исследовать и понимать их». [52]
Хотя незнание итальянского языка Шайнером помешало ему ответить Галилею в 1612 году, когда они переписывались через Вельзера, это также означало, что когда Галилей опубликовал «Il Saggiatore» в 1623 году, в котором Шайнер обвинялся в плагиате, Шайнер не знал об этом, пока не посетил Рим в следующем году. [11]
У большинства читателей того времени не было телескопа, поэтому они не могли увидеть солнечные пятна самостоятельно – они полагались на описания и иллюстрации, чтобы понять, как они выглядят. [53] [54] По этой причине качество и количество иллюстраций были важны для формирования общественного понимания. Книга писем Шайнера содержала иллюстрации солнечных пятен, которые в основном были 2,5 см в диаметре, оставляя мало места для деталей и изображая солнечные пятна как сплошные, темные сущности. Сам Шайнер описывал их как «не очень точные» и «нарисованные без точного измерения». Он также указал, что его рисунки не были масштабированы, и пятна на его иллюстрации были нарисованы непропорционально большими, «чтобы они были более заметными». [40] Читатель, глядя на эти иллюстрации, мог бы согласиться с мнением Шайнера о том, что солнечные пятна, вероятно, были планетами.
Хотя солнечные пятна постоянно меняли положение, Шайнер представил свои наблюдения за период в шесть недель на одной раскладывающейся пластине. [14] Все его рисунки небольшие, за исключением наблюдений в верхнем левом углу. Он признался своим читателям, что его рисунки не были сделаны в масштабе, и что другие факторы, такие как изменения погоды, нехватка времени или другие препятствия, могли снизить их точность. [14] Шайнер также показал образование пятен в разных ориентациях. Иногда конфигурации пятен были линейными после последовательных дней, но со временем ориентации становились более сложными, так что не было очевидной закономерности. [14]
Чтобы Галилей убедил своих читателей, что солнечные пятна не являются планетами, а гораздо более преходящим и туманным явлением, ему нужны были иллюстрации, которые были бы крупнее, подробнее, более нюансированными и более «естественными». [55] Письма о солнечных пятнах содержали 38 гравюр солнечных пятен, предоставляя визуальное повествование о появлении солнца с 2 июня по 8 июля 1612 года, с некоторыми дополнительными иллюстрациями от августа. Это обширное визуальное представление с его крупным масштабом и высококачественным воспроизведением позволило читателям увидеть своими глазами, как солнечные пятна увеличивались и уменьшались по мере вращения солнца. [56] Влияние этой серии иллюстраций заключалось в создании почти фотографического чувства реальности. Это чувство подрывало утверждения, сделанные Шайнером, прежде чем были выдвинуты какие-либо аргументы, чтобы опровергнуть их. [40]
Галилей и принц Чези выбрали Маттеуса Гройтера для создания иллюстраций солнечных пятен. Родом из Страсбурга и обращенный из протестантизма, Гройтер переехал в Рим и устроился печатником, специализируясь на работах для ордена иезуитов. Его работа варьировалась от религиозных изображений святых до математических диаграмм. Эти отношения, возможно, рекомендовали его как человека, чье участие в публикации, возможно, облегчило бы ее путь через цензуру; кроме того, его мастерство было выдающимся, и он разработал новую технику офорта специально для того, чтобы сделать иллюстрации солнечных пятен максимально реалистичными. Галилей рисовал солнечные пятна, проецируя изображение Солнца через свой гелиоскоп на большой лист белой бумаги, на котором он уже использовал циркуль, чтобы начертить круг. Затем он набросал солнечные пятна так, как они выглядели спроецированными на его лист. Чтобы сделать свои иллюстрации максимально реалистичными, Гройтер воспроизвел их в натуральную величину, даже с отметкой стрелки компаса из оригинала Галилея. Гройтер работал по оригинальным рисункам Галилея, перенеся оборотную сторону на медную доску, а изображение прорисовав и вытравив. [57]
Стоимость тридцати восьми медных пластин была значительной, составляя целую половину производственных затрат на издание. Поскольку половина экземпляров « Писем» также содержала « Письма Апеллеса» , Гройтер воспроизвел иллюстрации, которые Александр Мэйр сделал для книги Шайнера, позволив читателям Галилея сравнить два различных вида солнечных пятен. Он еще больше уменьшил размеры рисунков Мэйра и преобразовал девять из двенадцати из офортов или гравюр в ксилографии, которым не хватало тонкости оригиналов Мэйра. Шайнер, очевидно, был впечатлен работой Гройтера, поскольку он поручил ему создать иллюстрации для своего собственного magnum opus Rosa Ursina в 1626 году. [57] Работа 1619 года, написанная Галилеем в соавторстве с Марио Гвидуччи , «Рассуждение о кометах» , высмеивала Шайнера за «плохие цвета и плохо нарисованные изображения» в его работе о солнечных пятнах. [28] : 320
В современной науке фальсифицируемость обычно считается важной. [58] [59] В De revolutionibus orbium coelestium Коперник опубликовал как теоретическое описание Вселенной, так и набор таблиц и методов расчета для расчета будущих положений планет. В Letters on Sunspots Галилей сделал то же, что и Коперник, — он развил свои идеи о форме и веществе солнечных пятен и сопроводил их таблицами прогнозов относительно положения лун Юпитера. Частично это было сделано для того, чтобы продемонстрировать, что Шайнер ошибался, сравнивая солнечные пятна с лунами. В более общем плане Галилей использовал свои предсказания, чтобы установить обоснованность своих идей — если он мог быть явно прав относительно сложных движений многих малых лун, его читатели могли бы принять это как знак его более широкой достоверности. Этот подход был противоположен методу астрономов-Аристотелей, которые не строили теоретические модели на основе данных, а искали способы объяснить, как имеющиеся данные можно было бы вписать в существующую теорию. [23] [40]
Некоторые астрономы и философы, такие как Кеплер, не публиковали свои взгляды на идеи, изложенные в « Письмах о солнечных пятнах» Галилея . Большинство ученых, интересовавшихся этой темой, разделились на тех, кто поддерживал точку зрения Шайнера о том, что солнечные пятна — это планеты или другие тела над поверхностью Солнца, или Галилея о том, что они находятся на его поверхности или очень близко к ней. С середины семнадцатого века спор о том, был ли прав Шайнер или Галилей, утих, отчасти потому, что количество солнечных пятен резко сократилось на несколько десятилетий в минимуме Маундера , что затруднило наблюдение. [60] После того, как в 1667 году была построена Парижская обсерватория , Жан-Доминик Кассини учредил программу систематических наблюдений, но он и его коллеги не смогли найти никакой закономерности в появлении солнечных пятен после многих лет наблюдений. [61] Однако наблюдения Кассини подтвердили аргумент Галилея о том, что солнечные пятна указывают на вращение Солнца, [62] и Кассини действительно обнаружил вращение Марса и Юпитера, [63] что подтвердило утверждение Галилея о том, что и Земля, и Солнце вращаются.
Как и опасался Чези, враждебный тон «Писем о солнечных пятнах» по отношению к Шайнеру помог настроить иезуитов против Галилея. [64] [65] В 1619 году Марио Гвидуччи опубликовал «Рассуждение о кометах» , которое на самом деле было в основном написано Галилеем и включало в себя нападки на Шайнера, хотя его внимание было сосредоточено на работе другого иезуита, Орацио Грасси . В 1623 году Галилей написал «Il Saggiatore» («Пробирщик»), в котором обвинил Шайнера в попытке украсть идеи Галилея. [66]
В 1624 году, во время визита в Рим, Шайнер обнаружил, что в «Пробирщике » Галилей обвинил его в плагиате. Разъяренный, он решил остаться в Риме и посвятить себя доказательству своей собственной экспертизы солнечных пятен. Его главная работа по этой теме — «Роза Урсина» (1626–1630). [11] Широко распространено мнение, хотя прямых доказательств нет, что ожесточенный спор с Шайнером стал фактором привлечения Галилея к суду в 1633 году, и что Шайнер, возможно, работал за кулисами, чтобы добиться суда. [67] В результате продолжения этого спора с Галилеем и многолетних исследований, которые он повлек за собой, Шайнер в конечном итоге стал ведущим мировым экспертом по солнечным пятнам. [55]
Вместе с Никколо Лорини и Томмазо Каччини делле Коломбе был одним из трех флорентийских доминиканцев , которые выступали против Галилея. Вместе с братом Раффаэло Лодовико делле Коломбе они образовали то, что Галилей называл «Голубиной лигой». Каччини и делле Коломбе оба использовали кафедру, чтобы проповедовать против Галилея и идей Коперника, но только делле Коломбе, как известно, проповедовал в двух отдельных случаях против идей Галилея о солнечных пятнах. Первый раз это было 26 февраля 1613 года, когда его проповедь закончилась следующими словами:
«Этот наш гениальный флорентийский математик [т. е. Галилей] смеется над древними, которые сделали солнце самым ясным и чистым даже из самых маленьких пятен, откуда они образовали пословицу «искать пятно на солнце». Но он, с инструментом, названным им телескопом, делает видимым, что оно имеет регулярные пятна, как он продемонстрировал, наблюдая дни и месяцы. Но это более верно делает Бог, потому что «небеса не от мира сего в Его глазах». Если пятна находятся на солнцах праведных, думаете ли вы, что они будут найдены на лунах неправедных?» [68]
Вторая проповедь против солнечных пятен была произнесена 8 декабря 1615 года, когда « Письма о солнечных пятнах» уже были переданы на рассмотрение инквизиции. Проповедь была произнесена в соборе Флоренции в праздник Непорочного Зачатия .
«гениальный академик взял для своего устройства зеркало в лице солнца с девизом «оно показывает то, что получено». Это значит, что он вырезал в своем духе не знаю какое возлюбленное солнце. Но что было бы лучше для Марии? Кто мог бы пристально смотреть на бесконечный свет Божественного Солнца, если бы не это девственное зеркало, которое само по себе зачинает его [свет] и передает его миру? «Рожденный нам, данный нам от непорочной девы?» Это «Пусть то, что получено, будет показано». Тому, кто ищет недостатки там, где их нет, не следует ли сказать ему «он ищет пятно на солнце»? Солнце без пятна, и мать солнца без пятна, откуда родился Иисус». [69]
25 ноября 1615 года инквизиция решила расследовать « Письма о солнечных пятнах» , поскольку они были упомянуты Томмазо Каччини и Джаноццо Аттаванти в их жалобе на Галилея. [70] Копии текста были выданы теологическим экспертам инквизиции 19 февраля 1616 года. Утром 23 февраля они встретились и согласились с тем, что два предложения должны быть подвергнуты цензуре (что Солнце является центром мира и что Земля не является центром мира, а движется). Ни одно из предложений не содержится в « Письмах о солнечных пятнах ». [71] Вскоре после решения инквизиции Конгрегация индекса поместила «О вращении » Коперника в индекс. Однако «Письма о солнечных пятнах» не были запрещены и не требовали внесения исправлений. [72] Это означало, что хотя католические ученые больше не могли обсуждать гелиоцентризм, они могли свободно обсуждать природу и происхождение солнечных пятен.
В 1611 году, до появления «Писем о солнечных пятнах» , Франческо Сицци опубликовал «Dianoia Astronomica» , в котором подверг критике идеи более ранней работы Галилея « Siderius Nuncius» . В 1612 году он отправился в Париж и посвятил себя изучению солнечных пятен. В 1613 году он написал другу Галилея Орацио Моранди, подтвердив, что круг его коллег во Франции согласен с Галилеем в том, что солнечные пятна не образуются заново с каждым оборотом Солнца, но могут наблюдаться проходящими вокруг него несколько раз. [35] Кроме того, Сицци обратил внимание Галилея на то, чего он еще не заметил, — на то, что наклон пути, пройденного солнечными пятнами, менялся в зависимости от сезона. Таким образом, в одну часть года солнечные пятна, казалось, двигались вверх по диску Солнца; в другую часть года они, казалось, двигались вниз. Галилей принял это наблюдение и использовал его в своем «Диалоге о двух главнейших системах мира» в 1632 году, чтобы продемонстрировать, что Земля наклоняет свою ось, вращаясь вокруг Солнца. [73]
В своей работе Phaenomenon singulare (1609) Кеплер описал то, что он принял за прохождение Меркурия, наблюдавшееся 29 мая 1607 года. Однако после того, как Майкл Мейстлин указал ему на работу Галилея, он исправил себя в 1617 году в своих Эфемеридах , признав спустя много времени после события, что то, что он видел, было солнечными пятнами. [74] Вельзер послал Кеплеру копию первых трех писем Шайнера Апеллесу, и Кеплер ответил Галилею, утверждая, как и он, что солнечные пятна должны быть на поверхности Солнца, а не спутники. Кеплер пришел к этому выводу только изучив доказательства, предоставленные Шайнером, не делая никаких собственных прямых наблюдений. Однако Кеплер не вступил в спор с утверждениями Галилея в «Письмах о солнечных пятнах» и не принимал дальнейшего участия в публичных дискуссиях по этому вопросу. [11]
В своем трактате о комете 1618 года, Astronomischer Discurs von dem Cometen, а также в Anno 1618 , Михаэль Мейстлин ссылался на работу Фабрициуса и приводил солнечные пятна как доказательство изменчивости небес. Он не ссылался ни на работу Шайнера, ни на Галилея, хотя знал о них обоих. Он пришел к выводу, что солнечные пятна определенно находятся на Солнце или около него, а не являются явлением земной атмосферы; что только благодаря телескопу их можно изучать, но что они не являются новым явлением; и что находятся ли они на поверхности Солнца или движутся вокруг него — вопрос, на который нет надежного ответа. [75] [ нужна страница ]
Французский церковник Жан Тард посетил Рим в 1615 году, а также встретился с Галилеем во Флоренции и обсудил с ним солнечные пятна, а также другие работы Галилея. Он не соглашался с точкой зрения Галилея, что солнечные пятна находятся на поверхности Солнца или около нее, и считал, что это малые планеты. По возвращении во Францию в 1615 году он построил обсерваторию в Ла-Рок-Гажак, где продолжил изучать солнечные пятна. В 1620 году он опубликовал Borbonia Sidera , посвященную Людовику XIII , в которой он объявил пятна «планетами Бурбонов». [76] [77]
Бельгийский иезуит Шарль Малаперт согласился с Тардом, что видимые солнечные пятна на самом деле являются планетами. Его книга, опубликованная в 1633 году, была посвящена Филиппу IV Испанскому и окрестила их «австрийскими звездами» в честь дома Габсбургов . [78]
Пьер Гассенди провел собственные наблюдения солнечных пятен между 1618 и 1638 годами. [79] Он согласился с Галилеем, что пятна находились на поверхности Солнца, а не на его спутниках. Как и Галилей, он использовал наблюдения за пятнами для оценки скорости вращения Солнца, которую он оценил в 25–26 дней. Однако большинство его наблюдений не были опубликованы, а его записи не велись систематически. [80] Однако он обсудил свои выводы с Декартом.
Рене Декарт интересовался солнечными пятнами, и его переписка показывает, что он активно собирал информацию о них, когда работал над Le Monde . Он был знаком с Rosa Ursine Шайнера, опубликованной в 1630 году, в которой признавалась точка зрения Галилея о том, что солнечные пятна на самом деле находятся на поверхности Солнца. Неизвестно, знал ли он об идеях Галилея в первую очередь от Шайнера или же он читал Letters on Sunspots напрямую, но в своих Principles of Philosophy (1644) он ссылается на «пятна, которые появляются на поверхности Солнца, также вращаются вокруг него в плоскостях, наклонных к плоскости эклиптики», что, по-видимому, указывает, по крайней мере, на знание аргумента Галилея. Декарт использовал солнечные пятна в качестве иллюстрации своей теории вихрей . [79]
В своей работе 1651 года Almagestum Novum Джованни Баттиста Риччоли изложил 126 аргументов против модели Коперника. В своем 43-м аргументе Риччоли рассмотрел положения, высказанные Галилеем в его Letters on Sunspots , и утверждал, что гелиоцентрическое (коперниканское) объяснение явления было более спекулятивным, в то время как геоцентрическая модель допускала более экономное объяснение и, таким образом, была более удовлетворительной (ссылка: бритва Оккама ). [81]
Как объяснил Риччоли, независимо от того, вращалось ли Солнце вокруг Земли или Земля вокруг Солнца, для объяснения движения солнечных пятен необходимы три движения. Если Земля движется вокруг Солнца, необходимыми движениями были годовое движение Земли, суточное движение Земли и вращение Солнца . Однако, если Солнце двигалось вокруг Земли, это объясняло то же движение, что и годовое и суточное движение в модели Коперника. Кроме того, для полного объяснения движения солнечных пятен нужно было добавить годовое вращение Солнца на его полюсах и вращение Солнца. В то время как обе модели требовали трех движений, гелиоцентрическая модель требовала, чтобы Земля совершала два движения (годовое и суточное), что не могло быть продемонстрировано, в то время как геоцентрическая модель основывалась на трех наблюдаемых небесных движениях и, соответственно, была предпочтительнее. [82]
Афанасиус Кирхер сменил Шайнера на кафедре математики в Collegio Romano . В Mundus Subterraneus (1664) он отверг взгляды как Шайнера, так и Галилея, возродив более раннюю идею Кеплера и утверждая, что солнечные пятна на самом деле являются дымом, исходящим от пожаров на поверхности Солнца, [83] и что поверхность Солнца, следовательно, действительно совершенна, как считали аристотелианцы, хотя, по-видимому, изуродована пятнами. [84] Он утверждал, что солнечные пятна, как и планеты в астрологии, оказывают глубокое влияние на Землю. [85]
В работе « Пробирщик » (1623) Галилей был в основном обеспокоен недостатками в рассуждениях Орацио Грасси о кометах, но во вступительной части он писал:
«Сколько людей нападали на мои «Письма о солнечных пятнах», и под какими масками! Материал, содержащийся в них, должен был открыть мысленному взору много места для достойных размышлений; вместо этого он встретил презрение и насмешки. Многие люди не поверили ему или не смогли его оценить. Другие, не желая соглашаться с моими идеями, выдвигали против меня нелепые и невозможные мнения; а некоторые, ошеломленные и убежденные моими аргументами, пытались лишить меня той славы, которая была моей, притворяясь, что не видели моих трудов, и пытаясь представить себя первооткрывателями этих впечатляющих чудес». [86]
Кристоф Шайнер воспринял это как нападение на него. Поэтому он использовал Розу Урсину , чтобы нанести Галилею резкий ответ, хотя он также признал главную мысль Галилея, что пятна существуют на поверхности Солнца или прямо над ней, и, таким образом, Солнце не безупречно. [27]
В 1632 году Галилей опубликовал «Диалог о двух главных мировых системах » ( Dialogo sopra i due Massimi Sistemi del Mondo ), вымышленную четырехдневную дискуссию о натурфилософии между персонажами Сальвиати (который отстаивал идеи Коперника и был фактически рупором Галилея), Сагредо, представлявшим заинтересованного, но менее информированного читателя, и Симпличио, который отстаивал Аристотеля и чьи аргументы, возможно, были пародией на аргументы папы Урбана VIII . [87] [88] Книга была рассмотрена римской инквизицией, и в 1633 году Галилей был допрошен и признан «яростно подозреваемым в ереси» из-за нее. Его заставили отречься от своей веры в гелиоцентризм, приговорили к домашнему аресту и запретили публиковать что-либо в дальнейшем. Диалог был помещен в Индекс . [89]
« Диалог» представляет собой широкий синтез размышлений Галилея о физике, движении планет, о том, насколько мы можем полагаться на наши чувства при вынесении суждений о мире, и о том, как мы разумно используем доказательства. Он собрал воедино все его открытия и резюмировал аргументы, высказанные в более ранние годы по конкретным темам. [90] По этой причине в «Диалоге» нет «раздела о солнечных пятнах» . Вместо этого они упоминаются в различных местах в рассуждениях по другим темам. В « Диалоге» то, что солнечные пятна находятся на поверхности Солнца, а не планеты, считалось установленным фактом. Обсуждение касалось того, какие выводы о Вселенной можно сделать из их вращения. Галилей не утверждал, что существование солнечных пятен окончательно доказывает, что модель Коперника верна, а модель Аристотеля неверна; он объяснил, как вращение солнечных пятен можно объяснить в обеих моделях, но что объяснение Аристотеля было гораздо более сложным и предположительным. [91]
День 1. Обсуждение начинается с утверждения Сальвиати о том, что два ключевых аргумента Аристотеля несовместимы: либо небеса совершенны и неизменны, либо свидетельства чувств предпочтительнее аргументов и рассуждений; либо мы должны полагаться на свидетельства наших чувств, когда они говорят нам об изменениях (например, пятнах на солнце), либо не должны. Придерживаться обеих позиций несостоятельно. [92]
День 2: Сальвиати утверждает, что солнечные пятна доказывают вращение Солнца вокруг своей оси. Ранее аристотелики считали, что небесное тело не может иметь более одного естественного движения. Поэтому аристотелики должны выбирать между своим определением, что возможно только одно естественное движение (в этом случае Солнце статично, как утверждал Коперник); или они должны объяснить, как происходит второе естественное движение, если они хотят утверждать, что Солнце совершает ежедневный оборот вокруг Земли. Этот аргумент возобновляется в третий день Диалога. [93]
{{cite journal}}
: Цитировать журнал требует |journal=
( помощь ){{cite book}}
: |website=
проигнорировано ( помощь ){{cite web}}
: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )