Кіріспе

Иоганн Кеплердің "Мистериум Космографикум" (лат. Космографиялық құпия, толық атауы Prodromus dissertationum cosmographicarum, continens mysterium cosmographicum, de admirabili proportione orbium coelestium, de que causis coelorum numeri, magnitudinis, motuumque periodicorum genuinis & proprijs, demonstratum, per quinque regularia corpora geometrica (Ғаламдық эсселердің алғы сөзі, ғаламның құпиясын қамтитын; аспан сфераларының таңғажайып пропорциясы және аспанның санының, мөлшерінің және кезеңдік қозғалыстарының нақты себептері; бес дұрыс геометриялық денелер арқылы көрсетілген). Cosmic Mystery, The Secret of the World, немесе басқаша аударылады) – неміс астрономы Иоганн Кеплердің астрономиялық кітабы, 1596 жылдың соңында Тюбинген қаласында жарық көрген. Кітаптың титулдық парағында 1596 жыл жариялану жылы деп көрсетілген, ал екінші басылымы 1621 жылы жарық көрген. Кеплер сол кезде белгілі болған алты планета арасындағы қашықтық байланыстарын, Сатурн орбитасын бейнелейтін сфераға енгізілген бес Платон денесі арқылы түсіндіруге болатынын ұсынды. Бұл кітап Кеплердің Коперник жүйесіне негізделген космологиялық теориясын түсіндіреді, онда бес Платон денесі ғаламның құрылымын анықтайды және геометрия арқылы Құдайдың жоспарын көрсетеді. Бұл Коперниктен бері гелиоцентризм теориясының физикалық шындыққа сәйкес екенін айтуға жасалған алғашқы тырастың бірі болды. Томас Дигжес 1576 жылы Коперникті қорғау мақсатында бір қосымша жариялаған еді. Кеплердің мәлімдемесіне сәйкес, ол модельдің негізін екі шеңбердің геометриялық байланысын көрсету кезінде тапқан. Осыдан кейін ол Сатурн мен Юпитер орбиталары арасындағы ұқсас қатынасты тапқанын түсінді. Ол былай деп жазды: «Мен Құдайдың құдіретімен бұрынғы тырысқандарыма қарамастан қол жеткізе алмаған нәрсеге кездейсоқ қол жеткіздім деп сенемін». Бірақ, қосымша есептеулер жасағаннан кейін, ол барлық планеталарды бейнелеу үшін екі өлшемді көпбұрыштарды қолдана алмайтынын, оның орнына бес Платон денесін пайдалану қажеттігін түсінді.

Пішіндер мен планеталар

Иоганн Кеплердің алғашқы маңызды астрономиялық еңбегі – Mysterium Cosmographicum (Космографиялық құпия) Коперник жүйесін қорғаған екінші жарияланған жұмыс болды. Кеплер 1595 жылдың 19 шілдесінде Грац қаласында сабақ беріп жатқанда, Сатурн мен Юпитердің зодиактағы периодтық қосылуын көрсете келе, түсінікке келгенін айтты: ол тұрақты көпбұрыштардың белгілі бір пропорцияларда бір-біріне іштей және сырттай шеңберлерді байланыстыратынын түсінді, бұл ғаламның геометриялық негізі болуы мүмкін деп ойлады. Астрономиялық бақылауларға сәйкес келетін көпбұрыштардың бірегей орналасуын таба алмағаннан кейін (және жүйеге қосымша планеталар қосылғаннан кейін де), Кеплер үш өлшемді полиэдрлермен тәжірибе жасауға кірісті. Ол бес Платондық денелердің әрқайсысы сфералық орбиталармен нақты жазылып және шектелуі мүмкін екенін анықтады; осы денелерді бірінің ішіне бірін, әрқайсысы сфераға оралған күйде орналастырса, алты қабат пайда болады, бұл алты белгілі планетаға – Меркурий, Венера, Жер, Марс, Юпитер және Сатурнға сәйкес келеді. Денелерді дұрыс реттеу арқылы – октаэдр, икосаэдр, додекаэдр, тетраэдр және куб – Кеплер шарлардың әрбір планетаның Күнді айналу жолының салыстырмалы мөлшеріне сәйкес келетінін, әдетте астрономиялық бақылаулардан 10%-дан аспайтынын анықтады. Ол мөлшердегі айырмашылықтардың көп бөлігін өлшеу қателіктеріне байланысты деп есептеді. Кеплер сондай-ақ әр планетаның орбитасының мөлшерін оның орбиталық периодының ұзақтығымен байланыстыратын формула тапты: ішкі планеталардан сыртқы планеталарға қарай орбиталық периодтың өсу қатынасы орбиталық радиустың айырмашылығынан екі есе көп. Бірақ Кейплер бұл формуланы кейіннен қабылдамады, себебі ол жеткілікті дәл болмады.

Теологиялық және философиялық негіздері

Атауында көрсетілгендей, Кеплер өзінің ғаламға қатысты Құдайдың геометриялық жоспарын ашқанын ойлады. Кеплердің Коперник жүйесіне деген ынтасының көп бөлігі, физикалық және рухани арасындағы байланыс туралы оның теологиялық сенімдеріне байланысты болды; ғаламның өзі үштік бейнесі еді, Күн – Әкеге, жұлдыздық сфера – Ұлға, ал аралық кеңістік – Киелі Рухқа сәйкес келді. Оның «Мистериум» атты алғашқы қолжазбасында гелиоцентризмді, геоцентризмді қолдайтын сияқты көрінетін Киелі кітаптың үзінділерімен сәйкестендіретін кең тарау бар еді. Кеплер өзінің ұстазы Майкл Мейстлиннің қолдауымен, Киелі кітапқа қатысты түсіндірмелерді алып тастап, Коперник жүйесінің қарапайым, түсінікті сипаттамасын (Ретикустың «Narratio prima» еңбегін) қосымша ретінде қосу шартымен, Тюбинген университетінің сенатынан қолжазбасын жариялауға рұқсат алды. «Мистериум» 1596 жылдың соңында жарық көрді, Кеплер оның көшірмелерін алды және 1597 жылдың басында белгілі астрономдар мен демеушілерге жібере бастады; ол кеңінен оқылмады, бірақ Кеплердің өте білікті астроном ретінде беделін қалыптастырды. Оның ықпалды демеушілерге, сондай-ақ Грацтағы оның лауазымын басқаратын адамдарға арналған құлшыныс сөздері демеушілік жүйесіне кірудің маңызды жолын ашты. Кейінгі жұмыстарының нәтижесінде бұл еңбектерге түзетулер енгізілгенімен, Кеплер «Мистериум Cosmographicum» еңбегінің платонистік көпжақты сфералық космологиясынан ешқашан бас тартқан жоқ. Оның кейінгі маңызды астрономиялық еңбектері белгілі бір дәрежеде оның одан әрі дамуы болды, планеталық орбиталардың эксцентриситетін есептеу арқылы сфералардың ішкі және сыртқы өлшемдерін анықтаумен айналысты. 1621 жылы Кеплер «Мистериум» еңбегінің кеңейтілген екінші басылымын жариялады, ол алғашқы басылымнан жартылай ұзын болды және оның алғашқы жарияланғанынан бері өткен 25 жылда жеткен түзетулері мен жетістіктерін түсіндіретін түсіндірмелерді қамтыды.

Эпистемология және ғылым философиясы

Кеплердің эпистемология туралы көптеген ойларын оның "Тыхоны Урсусқа қарсы қорғау" немесе "Контра Урсум" (CU) еңбегінде табуға болады, бұл еңбек Николаус Раймар Урсус (1551–1600) мен Тихо Браге арасындағы плагиаттық дауға байланысты туынды, полемикалық аяда жазылған: астрономиялық теориялардың себеп-салдары мен физикалық тұрғыдан түсіндірілуі, астрономиялық гипотезалардың ұғымы мен мәртебесі, "реализм-инструментализм" арасындағы пікір таласы, жалпы скептицизмді сынауы, тарихтың эпистемологиялық ролі және т.б. Жардн Кеплердің CU еңбегін қазіргі заманғы реализм/инструментализм талқылауының аясында қарастырудан гөрі, скептицизмге қарсы күрес ретінде қарастырудың дұрыс екенін атап көрсетті. Бір жағынан, "себептілік" – бұл кез келген зерттеуді бағыттап, ынталандыратын "нақты ғылыми білімнің" ең жалпы түсінігін білдіретін ұғым. Осы тұрғыдан алғанда, Кеплер өзінің MC еңбегінде көктегі шарлардың санының, мөлшерінің және "қозғалыстарының" (жылдамдықтарының) себебін сұрап, себептік зерттеуге кіріскен. Екінші жағынан, Кеплерде "себептілік" Аристотельдің физикалық ғылым туралы тұжырымдамасына сәйкес, нақты "физикалық себепті", яғни қозғалыс тудыратын немесе денені қозғалыста ұстап тұратын тиімді себепті білдіреді. Дегенмен, Кеплерге тән және оның тәсіліне сай ерекшелік – астрономиялық гипотезалардың теңдестірілуі мәселесін шешуге болатынына сенімділігі және осыған байланысты себептілік ұғымын дәстүрлі түрде математикалық ғылым болып саналатын астрономияға енгізуі. Бұл тәсіл оның MC еңбегінде де кездеседі, мысалы, ол алғаш рет планеталардың қашықтығын Күннен шығатын күшке және әр планетаның қашықтығына пропорционалды төмендейтін күшке байланыстырады, тіпті тұрақты жұлдыздар шарларына дейін.

Қабылдау

Кеплер бірнеше астрономмен хат алмасып, кітаптарының сыйлық көшірмелерін жіберді, олардың ішінде Галилео Галилей, Тихо Браге, Реймарус Урсус және Георг Лимней болды. "Mysterium Cosmographicum" шығуына жауап ретінде даниялық астроном Тихо Браге (Кеплер оған көшірме жіберген) бұл идеялар қызықты екенін, бірақ оларды Браге соңғы 30 жыл бойы жүргізіп келген байқаулары арқылы ғана тексеруге болатынын айтты. Кеплер Брагеден осы байқауларды пайдалануға уәде алғандықтан, 1600 жылдың басында оны іздеп барды. Браге оған тек Марсқа қатысты деректерді берді, бірақ бұл кездесу Кеплерге планеталардың қозғалысы заңдарын формулировать етуге көмектесті.