1571–1630

Альберт Эйнштейн, родившийся спустя почти 300 лет после героя нашего очередного рассказа, сказал о нем: «Он жил в эпоху, когда ещё не было уверенности в существовании некоторой общей закономерности для всех явлений природы. Какой глубокой была у него вера в такую закономерность, если, работая в одиночестве, никем не поддерживаемый и не понятый, он на протяжении многих десятков лет черпал в ней силы для трудного и кропотливого эмпирического исследования движения планет и математических законов этого движения! Сегодня, когда этот научный акт уже совершился, никто не может оценить полностью, сколько изобретательности, сколько тяжёлого труда и терпения понадобилось, чтобы открыть эти законы и столь точно их выразить». Эйнштейн точно подметил самую суть истории Иоганна Кеплера: титанический труд, совершаемый в условиях нечеловеческих трудностей с верой в совершенство установленных Богом законов природы.

Иоганн Кеплер родился 27 декабря 1571 г. в городе Вайль-дер-Штадте (неподалёку от Штутгарта), принадлежавшем тогда к землям Священной Римской империи. Обстановка в семье не располагала к оптимизму и тем более не способствовала интеллектуальному развитию. Отец будущего учёного – Генрих Кеплер – с детства отличался грубостью, упрямством, вспыльчивым и неуравновешенным характером. Женившись на Катарине Гульдерман, дочери трактирщика, он создал семью, в которой непонимание, грубость и ссоры были нормой, что делало семейную атмосферу невыносимо тяжёлой и причиняло боль как двум родителям, так и семерым их детям. Иоганн родился на свет недоношенным семимесячным ребёнком. С самого рождения он был хрупким и болезненным мальчиком. Чудом выживший, подслеповатый, он периодически страдал то от приступов лихорадки, то от кожных болезней, то от желудочных расстройств. Когда ему исполнилось пять, он едва не умер от оспы. Отец Иоганна, солдат-наёмник, мнивший себя дворянином и впоследствии пропавший без вести, считал, что удел сына – быть прислужником в семейном трактире. Мать же, нищее детство которой прошло у тётки, сожжённой за колдовство, не умевшая писать и читать и подрабатывавшая гаданием и траволечением была не в состоянии дать своему сыну ни примера достойной жизни, ни основ образования, ни положения в обществе. Тем не менее, именно от родителей приходят к Кеплеру самые первые, незабываемые впечатления о красоте и загадочности Вселенной. Когда ему исполнилось шесть, мать показала ему яркую комету (1577), а ещё спустя три года отец взял его с собой наблюдать лунное затмение (1580).

Несмотря на все неурядицы, невидимая рука Провидения с самого детства направляет Кеплера в мир образования и науки. Окончив начальную школу, научившись читать, писать и считать, Иоганн переходит на более высокий уровень – в латинскую школу при монастыре Маульбронн, а после неё – в богословскую семинарию. Будучи глубоко верующим, он лелеет в своей душе мечту – стать служителем церкви. Успешная учёба создаёт ему благоприятные условия для поступления в Тюбингенский лютеранский университет, студентом которого Кеплер становится осенью 1589 г. Получив степень магистра на факультете искусств, к которым тогда причисляли математику с астрономией, он продолжает образование на богословском факультете. Как и прежде, учёба даётся ему нелегко из-за постоянно преследующих его головных болей и приступов лихорадки. Но интерес к тайнам мироздания, подогретый изученной теорией Коперника, даёт ему силы для продолжения занятий. И тут в его судьбе происходит неожиданный поворот. Протестантская школа в Граце (на территории нынешней Австрии) обращается к университету с просьбой порекомендовать им учителя математики, и выбор университетского сената падает на Кеплера. Отправиться преподавать, не окончив университет, – трудное решение, но Иоганн принимает его, заручившись разрешением вернуться в alma mater для завершения богословского образования. Влюблённый в математику и астрономию, Кеплер тем не менее так и не стал хорошим преподавателем. Математика и астрономия, похоже, мало интересуют его учеников, а объяснения молодого гения сложны для их ещё не окрепшего ума. Кроме того, поскольку вместе с преподавательской должностью Кеплер заполучил ещё и должность математика провинции, ему вменяют в обязанности составлять для знати астрологические прогнозы. К этой обязанности Кеплер отнёсся специфически. Будучи грамотным астрономом, он не признавал прямой взаимосвязи между расположением звёзд и житейскими перипетиями обращавшихся к нему «клиентов». В частности, он заявлял: «Люди ошибаются, думая, что от небесных светил зависят земные дела». Вместе с тем, стараясь отыскать хоть какую-то прибавку к скудному жалованию (которое, к слову, не всегда выплачивалось), он использовал свою наблюдательность и составлял, порой успешно, некоторые прогнозы, «оправдываясь» перед собственной совестью рассуждениями о пользе глупости: «Конечно, эта астрология – глупая дочка, но, Боже мой, куда бы делась её мать, высокомудрая астрономия, если бы у неё не было глупенькой дочки! Свет ведь ещё гораздо глупее и так глуп, что для пользы этой старой разумной матери глупая дочка должна болтать и лгать. И жалованье математиков так ничтожно, что мать наверное бы голодала, если бы дочь ничего не зарабатывала».

Шесть лет, проведённых в Граце, не проходят зря. В 1596 г. двадцатипятилетний Кеплер издаёт свою первую книгу – «Misterium cosmographicum» («Космографическая тайна»). Движимый теорией Коперника, Кеплер на основании имевшихся у него наблюдений предпринимает попытку связать расстояние планет до Солнца с правильными многогранниками, о которых говорили древние греки. Он сопоставляет орбитам пяти известных тогда планет (орбиту Земли он выделял особо) правильные многогранники («платоновы тела»). Орбиту Сатурна он представил как круг на поверхности шара, описанного вокруг куба. В куб в свою очередь был вписан шар, который должен был представлять орбиту Юпитера. В этот шар был вписан тетраэдр, описанный вокруг шара, представлявшего орбиту Марса и т. д. Галилео Галилей и Тихо Браге – ведущие астрономы Европы, получившие от автора по экземпляру новоизданной книги, высоко оценили его размышления, хотя и не приняли всерьёз надуманные геометрические построения и мистическую нумерологию, с ними связанную. С тех пор Галилей ведёт с Кеплером оживлённую переписку, а Тихо Браге даже пригласил молодого астронома к себе в качестве сотрудника.

Год спустя, 27 апреля 1597 г., молодой учёный женится на Барбаре Мюллер фон Мулек, дочери зажиточного мельника. Супруги хорошо ладили друг с другом, хотя Барбара ревниво относилась к науке, бывшей всепоглощающей страстью мужа. Вдобавок, их первые двое детей – сын и дочь – умерли от менингита в младенческом возрасте, а сама Барбара периодически мучается от приступов эпилепсии. Наконец, в довершение всех невзгод, в католическом Граце начинаются гонения на протестантов. В общем, всё происходит именно так, как сам Кеплер однажды сказал о себе: «Человеку этому на роду написано проводить время главным образом за решением трудных задач, отпугивающих других». В качестве решения очередной трудной задачи Кеплер, отказавшись перейти в новую веру, теряет обе занимаемые прежде должности и, погрузив все имущество на две подводы, спешно покидает город, направляясь к своему новому покровителю – Тихо Браге.

Новым пристанищем Кеплера с 1600 г. становится Прага, а работодателем – император Рудольф ІІ, пожаловавший ему должность придворного астронома. Проведённые здесь 10 лет станут самыми плодотворными в жизни учёного. Здесь завязывается дружба и сотрудничество Браге и Кеплера. Стареющий Браге чувствует, что силы убывают, и ищет соратника, готового составить таблицы движения планет по накопленным им за годы наблюдениям. А Кеплер, вдохновлённый возможностью проверить свою теорию о правильных многогранниках, ищет точные данные о движении планет. Он стремится обнаружить Божий замысел, заложенный в основу Вселенной. Вспоминая годы учёбы, он отмечает: «Я хотел стать теологом, но сейчас я вижу, как Бог прославляется через мой труд в астрономии, так как небеса возвещают славу Божью».

В течение нескольких лет Кеплер старательно исследует результаты наблюдений Браге и приходит к заключению, что траектория Марса – эллиптическая, а не круговая. Кроме того, он выясняет, что Солнце находится не в центре эллипса, а в одном из его фокусов. Таким образом, в пасхальные дни 1605 г. учёный открывает закон, названный позже в его честь первым законом Кеплера: «Планета движется по эллиптической орбите, в одном из фокусов которой находится Солнце». Продолжая работу, он приходит к открытию следующего, позднее названного вторым, закона Кеплера: «Радиус-вектор, соединяющий планету и Солнце, за равное время описывает равные площади». Это означало, что чем дальше планета от Солнца, тем медленнее она движется. Астрономические открытия приводят Кеплера к выводу: «Мир Природы, Мир Человека, Мир Бога – все три сообразны друг другу. Мы видим, что Бог, как архитектор, заложил основания мира согласно порядку и правилам, и измерил всё точною мерою». Свои открытия учёный издаёт отдельной книгой, названной им «Новая астрономия». Отношения к кеплеровым эллипсам среди учёных было неоднозначным: многие, включая Галилея, их отвергли. Вообще, само чувство неприятия другими себя самого и своих открытий было хорошо знакомо нашему герою. Описывая личные переживания словами постороннего наблюдателя, он отмечает: «Свойственное ему дружелюбие считают признаком недалёкого ума, его обходительность принимают за чрезмерную доверчивость, набожность – за склонность к суеверию, весёлый нрав – за глупость, справедливый гнев – за приступ бешенства».

Параллельно с астрономией, Кеплер активно занимается оптикой. В 1604 г. он издаёт трактат «Дополнения к Вителлию», а затем, в 1611 г. ещё один труд – «Диоптрика». Кеплер подробно описывает преломление света, составляет общую теорию линз и их систем, вводит понятия «оптическая ось» и «мениск», первым формулирует закон падения освещённости обратно пропорционально квадрату расстояния до источника света. Кроме того, он впервые описывает явление полного внутреннего отражения при переходе света в менее плотную среду, а также выясняет физиологический механизм зрения, дав объяснение роли хрусталика и изложив причины близорукости и дальнозоркости. Проведённые исследования помогают ему создать схему телескопической подзорной трубы (телескопа Кеплера), которая впоследствии вытеснит из употребления менее совершенный телескоп Галилея.

В это время на сорокалетнего Кеплера обрушиваются новые испытания: в 1611 г. солдаты-наёмники захватывают Чехию и Рудольф ІІ отрекается от короны в пользу брата Матвея. Прагу захлёстывают насилие и эпидемии. Старший сын Фридрих умирает от оспы, жена Барбара погибает от тифа. Спасаясь от хаоса, ворвавшегося в жизнь, Кеплер дважды пытается получить место профессора математики в Тюбингенском университете, но оба раза получает отказ из-за своих убеждений в отношении таинства причастия, которые ближе к позиции Кальвина, нежели Лютера. Зажатый между двумя вероисповеданиями – католическим и лютеранским, Кеплер в 1612 г. переезжает в Линц, где проведёт следующие 14 лет. За ним сохранилась должность придворного математика (унаследованная после смерти Тихо Браге) и астронома. Здесь в 1613 г. учёный повторно женится, взяв в жены молодую 24-летнюю Сусанну Рейттингер, дочь плотника, ставшую к тому времени сиротой. У Иоганна и Сусанны родились семеро детей, выжили четверо. Кеплер лично занимается с детьми, заботясь также об их религиозном воспитании. Для большего успеха в оном, учёный сам составил катехизис, который дети должны были изучать с целью познания Бога и приобщения к вере.

Вскоре, в 1617 г. по обвинению в колдовстве попала в тюрьму мать Кеплера. Обвинение нешуточное: год назад в Леонберге, где жила пожилая Катарина, были по тому же обвинению сожжены шесть женщин. Обвинение было содержательным и состояло из 49 пунктов: связь с дьяволом, богохульство, порча, некромантия и прочее. Кеплер обращается к городским властям. Результат – мать вначале отпускают, но затем снова арестовывают. Следствие тянется пять лет. Наконец, на суде, начавшемся в 1620 г., Кеплер сам выступает защитником. В итоге, через год измученную женщину освободили. А год спустя она скончалась.

Можно только удивляться, как при таком обилии невзгод Кеплер умудряется закончить к 1618 г. свой очередной труд – «Harmonice mundi» («Мировая гармония»). Он посвящает его Богу-Творцу и развивает в нем свою теорию о гармонии мира в геометрии, музыке и астрономии. Здесь, кроме прочего, он излагает закон, известный сегодня как третий закон Кеплера: «Отношение куба среднего удаления планеты от Солнца к квадрату периода обращения её вокруг Солнца есть величина, постоянная для всех планет». Примечательно, что именно этот закон послужил отправной точкой для открытия Ньютоном знаменитого закона всемирного тяготения. Завершив работу над своим детищем, Кеплер обращается в молитве к Богу: «Боже Великий, Ты распространяешь Свой свет на землю и, поднимая нас к источнику Своей благодати, уготовляешь нам место в лучах Твоего света. Благодарю Тебя за все те радости, которые я испытал в созерцании дел Твоих. Вот я окончил эту книгу, в которой заключаются результаты моих трудов. Я вложил в неё способности, которыми Ты наделил меня. Я сообщил людям о величии дел Твоих. Я им дал все объяснения, какими мой конечный ум позволил мне объять бесконечное. Я употребил все свои старания для того, чтобы подняться до истины, но, если я, ничтожный червяк, рождённый и выросший в грехе, сказал что-нибудь недостойное Тебя, тогда, о Боже, научи меня, как исправить мою ошибку. Я молю Тебя не допустить меня до самообольщения этим трудом, который посвящаю Твоей Божественной славе. Боже, прими меня в лоно Твоей благодати и даруй мне милость, чтобы труд этот никогда не послужил бы для зла, но лишь для прославления Твоего имени и для спасения душ».

Выполняя завещание Браге, Кеплер завершает работу над таблицами, которые он называет «Рудольфовы» в честь своего бывшего покровителя. Работа проходит в условиях крайней нехватки денег на жизнь и на издание книги, в период усилившихся гонений на протестантов и событий Тридцатилетней войны. После нового императорского указа 1625 г., предписывающего всем протестантам перейти в католицизм или покинуть город и вспыхнувшего вскоре крестьянского восстания, Кеплер оставляет Линц и перебирается на новое место жительства. С этого времени он ведёт почти кочевой образ жизни, переезжая из одного города в другой. Финансовое положение Кеплера остаётся крайне сложным: императорская казна задолжала ему 12000 гульденов.

В октябре 1630 г. Кеплер отправляется в Линц в надежде получить от императора невыплаченный ему долг, но по дороге, остановившись у друзей, заболевает лихорадкой и впадает в беспамятство. Вскоре после этого, 15 ноября 1630 г. великий астроном умирает, оставив после себя богатейшее научное наследие и эпитафию на надгробии, сочинённую им заранее: «Я небеса измерял, ныне тени Земли измеряю. Дух на небе мой жил, здесь же тень тела лежит».

В память о великом учёном были названы кратеры на Луне и на Марсе, астероид 1134 Кеплер, сверхновая звезда 1604, описанная им, орбитальная обсерватория НАСА, выведенная на орбиту в марте 2009 г. и занимающаяся поиском и исследованием планет за пределами Солнечной системы. Его же имя носит университет в Линце и станция Венского метрополитена. При всем этом, сам Кеплер никогда не стремился к личной популярности, утверждая: «Поскольку мы, астрономы – жрецы всевышнего Бога, читающие книгу природы, нам подобает радеть не о славе собственного разума, но прежде всего о славе Бога»