Ти хо Бра ге (дат. Tyge Ottesen Brahe, лат. Tycho Brahe; 14 декабря 1546, Кнудструп, Дания — 24 октября 1601, Прага) — датский астроном, астролог и алхимик эпохи Возрождения. Первым в Европе начал проводить систематические и высокоточные астрономические наблюдения, на основании которых Кеплер вывел законы движения планет.

Биография

Ранние годы

Тюге Браге, более известный под латинизированным именем Тихо, происходил из древнего датского рода, известного с начала XV века. Первые годы провёл в родовом замке Кнудструп, который тогда принадлежал Дании, но позднее (в 1658 году) вместе со всей южной Скандинавией отошёл к Швеции и теперь называется Кнутсторпс (Knutstorps). Отец Тихо Браге, Отте (Otte Brahe), как и многие из его предков, был высшим сановником и занимал различные военные и политические должности датского государства. Тихо появился на свет вместе с братом-близнецом, умершим до своего крещения. Впоследствии в память о нём Тихо написал оду на латинском языке, которая стала его первой публикацией, появившейся в 1572 году. В семье Отте было 10 детей, но, по древнему обычаю викингов, одного из мальчиков — Тихо — передали на воспитание в бездетную семью брата Йергена, адмирала королевского флота, жившего в соседнем замке Тоструп.

Адмирал, человек очень состоятельный, окружил заботой своего единственного приёмного сына, который получил блестящее образование. Уже в 12-летнем возрасте (апрель 1559 года) Тихо поступил в университет Копенгагена, где увлёкся астрономией. Пьер Гассенди, первый биограф Тихо Браге, сообщил, что сильным толчком к увлечению послужило затмение Солнца 1560 года (хотя сам Браге писал, что книги по астрономии заинтересовали его ещё в детстве). Качество преподавания в Копенгагене было невысоким, и после 3 лет изучения «семи свободных искусств» Тихо продолжил обучение в Лейпциге (1562 год), где среди его учителей был Иоахим Камерарий. Приёмные родители планировали сделать упор на юридическое образование, однако вместо этого Тихо Браге ночи напролёт проводил за астрономическими наблюдениями, для чего обзавёлся инструментами, часть которых купил, а часть изготовил самостоятельно.

Закончить обучение ему не удалось: в мае 1565 года началась очередная датско-шведская война, и адмирал отозвал Браге к себе в Копенгаген. Спустя месяц после его прибытия произошло несчастье: при спасении короля, сброшенного лошадью с моста в море, простудился и вскоре умер 60-летний приёмный отец Йерген. Всё крупное состояние Йергена перешло к 19-летнему Тихо Браге.

Обретённую независимость Браге решил использовать для завершения обучения. В апреле 1566 года он прибыл в знаменитый Виттенбергский университет, оплот протестантской культуры. Но тут разразилась эпидемия чумы, и пришлось срочно уехать в Росток. Там Браге ввязался в ссору с последующей дуэлью и лишился верхней части носа, в результате чего был вынужден всю оставшуюся жизнь носить протез.

Когда эпидемия спала, Браге совершил ряд поездок — сначала на родину, затем через Росток — в Виттенберг, Базель и, наконец, Аугсбург, куда прибыл в апреле 1569 года. Здесь он провёл 2 года и заплатил местным ремесленникам значительную сумму за сооружение ряда астрономических инструментов по его собственным чертежам, в том числе квадранта высотой 11 метров, полу-секстанта и небесного глобуса полутора метров в диаметре. Этот глобус составлял предмет его особенной гордости, и Браге не расставался с ним до конца жизни. Глобус пережил своего творца на 120 лет и погиб во время пожара в Копенгагене в 1728 году. Одновременно Браге изучал алхимию и астрологию.

Новые инструменты Браге сразу же использовал для астрономических наблюдений. В эти годы он вступил в переписку с видными учёными, среди которых был Пётр Рамус, посетивший в 1569 году Аугсбург. Известность Браге в научном мире возрастала.

В 1571 году Тихо Браге получил сообщение о тяжёлой болезни своего родного отца Отте и покинул Аугсбург. Отте Браге скончался в мае 1571 года, замок он оставил на равных правах Тихо и его младшему брату Йергену. Вскоре Браге организовал в замке хорошо оборудованную лабораторию для занятий астрономией и алхимией; совместно с дядей Стеном Билле он открыл также две фабрики по производству бумаги и стекла. За этими хлопотами он почти забросил астрономические наблюдения, но неожиданный случай вернул Браге к прежнему увлечению.

Сверхновая Тихо

11 ноября 1572 года Тихо Браге, возвращаясь домой из химической лаборатории, заметил в созвездии Кассиопеи необычайно яркую звезду, которой раньше не было. Он сразу понял, что это не планета, и бросился измерять её координаты. Звезда сияла на небе ещё 17 месяцев; вначале она была видна даже днём, но постепенно её блеск тускнел. В современной терминологии, это была первая за 500 лет вспышка сверхновой в нашей Галактике; следующая произошла вскоре после смерти Браге (Сверхновая Кеплера), и больше в нашей Галактике вспышек сверхновых, видимых невооружённым глазом, не наблюдалось (лишь в 1987 году неподалёку, в Большом Магеллановом Облаке, отмечена вспышка сверхновой SN 1987A). С этого момента Тихо Браге вернулся к астрономии.

В том же богатом событиями 1572 году Браге, к большому возмущению своих благородных родственников, женился на простолюдинке по имени Кирстина (хотя не обвенчался с ней в церкви). У них родились восемь детей, двое из которых умерли во младенчестве.

Тем временем появление столь яркого светила взбудоражило Европу, и не было недостатка в попытках истолкования «небесного знамения» — предсказывали катастрофы, войны, эпидемии и даже конец света. Появились и учёные трактаты, в большинстве содержащие ошибочные утверждения о том, что это комета или атмосферное явление. Друзья уговорили Браге издать результаты своих наблюдений, и в 1573 году вышла первая его книга «О новой звезде» (лат. De Stella Nova). В ней Браге сообщал, что никакого параллакса у этого объекта не обнаружено, и это убедительно доказывает, что новое светило — звезда, и находится не вблизи Земли, а по крайней мере на планетном расстоянии.

Кеплер впоследствии писал: «Пусть эта звезда ничего не предсказала, но, во всяком случае, она возвестила и создала великого астронома». Авторитет Браге как первого астронома Дании укрепился, он получил личное королевское приглашение вести лекции в Копенгагенском университете. Браге принял приглашение и летом 1574 года вместе с Кирстиной прибыл в Копенгаген.

Спустя год (1575), закончив курс лекций, Браге решил совершить путешествие. Первым он посетил Кассель, на юге Германии, где другой аристократ и любитель науки, Вильгельм IV, ландграф Гессен-Кассельский, ещё в 1561 году построил крупнейшую в Европе обсерваторию. Они с Браге подружились и в дальнейшем активно переписывались. Датский астроном посетил старых знакомых в Аугсбурге, затем Италию, а позже присутствовал в Регенсбурге на коронации Рудольфа II — императора Священной Римской империи, с которым будут связаны его последние годы.

В это время Браге обдумывал планы переселиться в Аугсбург или в иное место, где больше ясных дней в году, чем в Скандинавии, и построить там обсерваторию. Узнав об этом, ландграф Вильгельм написал датскому королю Фредерику II: «Ваше Величество ни в коем случае не должны разрешить Тихо уехать, для Дании было бы потеряно её величайшее украшение». Вскоре во время путешествия ландграф посетил Копенгаген и лично ходатайствовал перед королём о государственной поддержке научной деятельности Браге.

Ураниборг

23 мая 1576 года специальным указом датско-норвежского короля Фредерика II Тихо Браге был пожалован в пожизненное пользование остров Вен (Hven), расположенный в проливе Эресунн, а также выделены значительные суммы на постройку обсерватории и её содержание. Это было первое в Европе здание, специально построенное для астрономических наблюдений (ландграф Вильгельм использовал в качестве обсерватории одну из башен своего замка). В личной беседе король выразил уверенность, что своими трудами Тихо Браге «прославит страну, короля и самого себя».

Тихо назвал свою обсерваторию «Ураниборг» («Замок Урании») в честь музы астрономии Урании; часто это название переводят как «Небесный замок». Браге сам составил проект сооружения, прототипом которого, как полагают историки, послужила одна из работ знаменитого итальянского архитектора Андреа Палладио, с которой Браге ознакомился во время путешествия по Италии. В плане замок представлял собой квадрат со стороной около 18 метров, точно ориентированный по сторонам света. Основное здание имело 3 этажа и подвал. В подвале размещались алхимическая лаборатория и различные склады. На первом этаже — жилые помещения и библиотека; здесь же хранились любимый небесный глобус и ещё один предмет гордости Браге — стенной квадрант. На втором этаже были 4 обсерватории с раздвижными крышами, выходящие на все стороны света. Третий этаж занимали комнаты сотрудников и учеников. Небезынтересно, что Браге устроил в Ураниборге даже такую редчайшую в те годы роскошь, как водопровод на всех этажах. Во дворе располагались вспомогательные здания — типография, мастерские, комнаты для слуг и др. Среди сотрудников Браге была его любимая сестра София, талантливый астроном, врач и химик, которую Браге в шутку называл Уранией.

Средства, выделенные королём, были велики, но их всё равно не хватало, и Браге не задумываясь израсходовал на строительство и оборудование Ураниборга большую часть своего состояния. Строительство Ураниборга заняло период с 1576 по 1580 годы, однако уже в 1577 году Браге приступил к работе и 20 лет, вплоть до 1597 года, проводил систематические наблюдения за небесными светилами. Условия для астрономических наблюдений на острове были сложными — например, Меркурий был виден очень редко из-за облачности на горизонте. Помимо этих занятий, Браге издавал популярные тогда ежегодные календари-альманахи. Бумагу, используя приобретённый ранее опыт, Браге изготовлял на месте. Двигателем служила водяная мельница, заодно обеспечивавшая население острова свежей рыбой из садков. В 1584 году рядом с Ураниборгом был построен ещё один замок-обсерватория: Стьернеборг (дат. Stjerneborg, «Звёздный замок»). В скором времени Ураниборг стал лучшим в мире астрономическим центром, сочетавшим наблюдения, обучение студентов и издание научных трудов.

В ноябре 1577 года на небе появилась яркая комета, вызвавшая ещё больший переполох, чем ранее сверхновая. Тихо Браге тщательно проследил её траекторию вплоть до исчезновения видимости в январе 1578 года. Сопоставив свои данные с полученными коллегами в других обсерваториях, он сделал однозначный вывод: кометы — не атмосферное явление, как полагал Аристотель, а внеземной объект, по крайней мере втрое дальше, чем Луна. В 1580-1596 годах появились ещё 6 комет, движение которых аккуратно регистрировалось в Ураниборге.

Свои научные достижения Браге решил изложить в многотомном астрономическом трактате. Сначала вышел второй том, посвящённый системе мира Тихо Браге (см. ниже) и комете 1577 года (1588). Первый том (о сверхновой 1572 года) вышел позднее, в 1592 году в неполном виде; в 1602 году, уже после смерти Браге, Кеплер опубликовал окончательную редакцию этого тома. Браге собирался в последующих томах изложить теорию движения других комет, Солнца, Луны и планет, однако осуществить этот замысел уже не успел.

В 1588 году умер покровитель Браге, король Фредерик II. Новый король, Кристиан IV, к астрономии был равнодушен, но остро нуждался в деньгах на содержание армии. В 1596 году Кристиан достиг совершеннолетия и был коронован, а в следующем году король окончательно лишил Тихо финансовой поддержки, к этому времени значительно урезанной. Сбережений у Браге почти не осталось, всё было вложено в Ураниборг. Более того, вскоре он получил письмо от короля, запрещавшее ему заниматься на острове астрономией и алхимией.

Попав в безвыходное положение, Браге решил покинуть Данию. Свою половину замка Кнудструп он продал совладельцу, брату Йергену. В апреле 1597 года Браге навсегда покинул научный центр, которому отдал более 20 лет трудов, и уехал в Росток. В последнем письме королю Кристиану (10 июля) он пишет:

Если бы у меня была возможность продолжать мою работу в Дании, я бы не отказался от этого. Я бы как прежде и ещё лучше делал бы всё, что могу, в честь и славу Вашего Величества и моей собственной родной земли, предпочитая это всем другим правителям, если бы эта моя работа могла выполняться при благоприятных условиях и без несправедливости ко мне.

Браге ждал ответа несколько месяцев, хотя в Ростоке началась эпидемия чумы. Грубо-оскорбительный ответ короля (8 октября 1597 года) рассеял все надежды, если у Браге они ещё оставались. Сначала король перечисляет различные прегрешения Браге: он редко ходил к причастию, не помогал и даже притеснял священников местной церкви и т. п. Далее в письме говорится:

Не беспокойте Нас тем, покинете ли вы страну или останетесь в ней… Если вы желаете служить как математик и будете поступать так, как вам велят, тогда вы должны начать с предложения своих услуг и с просьбы о них, как подобает слуге… Ваше письмо носит частный характер, написано дерзко и ему не хватает здравого смысла, как будто Мы обязаны отчитываться перед вами, по какой причине Мы производим какие-либо изменения во владениях короны.

Вскоре Ураниборг и все связанные с ним постройки были полностью разрушены (в наше время они частично восстановлены).

Прага. Последние годы.

После непродолжительного пребывания у друга, правителя герцогства Гольштейн, Браге перебирается в Прагу (1598), где становится придворным математиком и астрологом Рудольфа II — императора Священной Римской империи (Прага была резиденцией Рудольфа большую часть его правления). Император был большим любителем науки и искусств, хотя Браге его интересовал в первую очередь как астролог. Рудольф II радушно встретил Браге, назначил ему крупное жалованье, аванс на обустройство, передал дом в Праге и выделил расположенный неподалёку замок Бенатки для устройства обсерватории. Имперский казначей, однако, оказался менее щедрым, чем император — заявил, что казна пуста, и обещанный аванс выдать отказался. Некоторый доход приносило составление гороскопов для местной знати. В последующие годы Браге с присущей ему энергией одновременно решал несколько труднейших задач: получение хоть каких-то денег, перестройка замка, переселение многочисленной семьи, перевозка и приведение в рабочее состояние научного оборудования. Большую часть своих уникальных инструментов и библиотеку Браге сумел переправить в Прагу.

Вероятно, в это напряжённое время Браге пришёл к выводу, что ему нужен молодой талантливый помощник-математик для обработки накопленных за 20 лет данных. Узнав о гонениях на Иоганна Кеплера, незаурядные математические способности которого он уже успел оценить из их переписки, Тихо пригласил его к себе.

Немецкий ученый прибыл в Прагу в январе 1600 года. В феврале Браге встретился с ним и объяснил главную задачу: вывести из наблюдений новую систему мира, которая должна придти на смену как птолемеевской, как и коперниковой. Он поручил Кеплеру ключевую планету: Марс, движение которого решительно не укладывалось не только в схему Птолемея, но и в собственные модели Браге (по его расчётам, орбиты Марса и Солнца пересекались).

Кеплер охотно согласился заниматься решением столь заманчивой задачи, но потребовал, чтобы Браге установил ему жалованье, достаточное для переезда в Прагу и содержания семьи Кеплера. После нескольких ссор оба учёных, нуждавшихся друг в друге, всё же примирились, и в июне Кеплер уехал за своей семьёй. Однако осенью, после его возвращения, Браге поручил Кеплеру вместо исследования движения Марса подготовить памфлет против императорского математика Бэра, который опубликовал свою систему мира, украденную у Браге (как считал сам Браге). Кеплер добросовестно выполнил эту задачу, и в 1604 году, уже после смерти Браге, книга вышла в свет.

В 1601 году Тихо Браге и Кеплер начали работу над новыми, уточнёнными астрономическими таблицами, которые в честь императора получили название «Рудольфовых» (лат. Tabula Rudolphinae); они были закончены в 1627 году и служили астрономам и морякам вплоть до начала XIX века. Но Тихо Браге успел только дать таблицам название. В октябре он неожиданно заболел и, несмотря на участие лучших врачей императора, умер от неизвестной болезни, проболев всего 11 дней. По словам Кеплера, перед смертью он несколько раз произнёс: «Жизнь прожита не напрасно».

Во всех своих дальнейших книгах Кеплер не уставал подчёркивать, сколь многим он обязан Тихо Браге, его самоотверженному труду во имя науки. Сам Кеплер тоже выполнил свою задачу: тщательно изучив данные Тихо Браге, он открыл законы движения планет.

По приказу императора Рудольфа II великий датский астроном был похоронен с рыцарскими почестями в пражском Тынском соборе (надо подчеркнуть, что погребение протестанта в католическом соборе было в те годы событием невероятным). Жена Кирстина пережила его на 3 года и была похоронена рядом с мужем. На надгробной плите ученого высечен девиз, прежде украшавший разрушенный «Звёздный замок»: «Не власти, не богатства, а только скипетры науки вечны» (лат. Non fasces, nec opes sola artim sceptra perennant).

Все данные наблюдений и инструменты Браге император велел передать Кеплеру; наследникам Браге Рудольф II обещал выплатить компенсацию за это бесценное имущество, но обещания, по своему обыкновению, не сдержал. После смерти императора и Тридцатилетней войны многие инструменты были разрушены. К счастью, сохранилась книга Браге «Механика обновлённой астрономии» (лат. Astronomiae instauratae mechanica, 1598) с их подробным описанием.

Версии о причинах смерти

Причины смерти Тихо Браге неясны до сих пор. Существует легенда, что Тихо Браге, следуя придворному этикету, не мог выйти из-за королевского стола во время обеда, и умер в результате разрыва мочевого пузыря. Физиологически, однако, разрыв мочевого пузыря при произвольном напряжении сфинктера не может произойти. Возможно, причиной смерти был отказ почки и как следствие, тяжелая уремия. Были также сообщения о том, что анализ волос тела Браге (1996) обнаружил в них высокое содержание ртути, что свидетельствует в пользу гипотезы об отравлении учёного (впрочем, результаты анализа оспариваются в научных кругах).

В 2005 году вышла книга, обвиняющая в отравлении Кеплера. Другая возможность — отравление чрезмерной дозой лекарств, многие из которых тогда содержали ртуть. В начале 2009 года Петер Андерсен из Страсбургского университета выдвинул ещё одну версию: Тихо Браге был отравлен агентом датского короля Кристиана IV за любовную связь с матерью короля.

Научная деятельность

Астрономия

Всю свою жизнь Браге посвятил наблюдениям неба, неустанным трудом и изобретательностью добившись результатов, не виданных ранее нигде в мире по точности и широте охвата. Кеплер писал, что Тихо Браге начал «восстановление астрономии».

Бо льшую часть инструментов в обсерватории Тихо Браге сделал сам. Для повышения точности измерений он не только увеличил размеры инструментов, но и разработал новые методы наблюдений, сводящие к минимуму погрешности измерения. После изобретения телескопа точность наблюдений резко повысилась, но усовершенствования Браге в области механики астрономических инструментов и методов обработки наблюдений сохраняли ценность ещё долгое время.

Тихо Браге составил новые точные солнечные таблицы и измерил длину года с ошибкой менее секунды. В 1592 году он опубликовал каталог сначала 777 звёзд, а к 1598 году довёл число звезд до 1004, заменив ранее использовавшиеся в Европе, давно устаревшие каталоги Птолемея. Браге открыл две новые неравномерности («неравенства») в движении Луны по долготе: третью (вариацию) и четвёртую (годичное). Он обнаружил также периодическое изменение наклона лунной орбиты к эклиптике, а также изменения в положении лунных узлов (эвекция по широте). Вплоть до Ньютона в созданной Браге теории движения Луны не понадобилось никаких поправок.

Точность наблюдений звёзд и планет он повысил более чем на порядок (погрешность менее угловой минуты), а положение Солнца по его таблицам находилось с точностью до одной минуты, тогда как прежние таблицы давали ошибку в 15—20 минут. Тихо Браге составил первые таблицы искажений видимых положений светил, вызванных рефракцией света в атмосфере Земли. Сравнивая текущие и отмеченные в античности долготы звёзд, он определил довольно точное значение предварения равноденствий.

С именем Тихо Браге связаны наблюдение сверхновой звезды в созвездии Кассиопеи 11 ноября 1572 года и первый обоснованный наблюдениями вывод о внеземной природе комет, основанный на наблюдении Большой кометы 1577 года. У этой кометы Тихо Браге обнаружил параллакс, что исключало атмосферную природу явления. Надо отметить, что земным явлением считали кометы такие авторитеты, как Аристотель и Галилей; теория о внеземном происхождении комет дебатировалась ещё немало времени и утвердилась в науке только в эпоху Декарта.

Более того, расчёт орбиты упомянутой кометы показал, что за время наблюдения она пересекла несколько планетных орбит. Отсюда вытекал важный вывод: никаких «кристаллических сфер», несущих на себе планеты, не существует. В письме Кеплеру Браге заявляет (1577):

По моему мнению, сферы… должны быть исключены из небес. Я понял это благодаря кометам, появлявшимся в небе… Они не следуют законам ни одной из сфер, но, скорее, действуют вопреки им… Движением комет четко доказано, что небесная машина — это не твёрдое тело, непроницаемое, составленное из различных реальных сфер, как до сих пор думали многие, но текучее и свободное, открытое во всех направлениях, которое не чинит абсолютно никаких препятствий свободному бегу планет.

В течение 16 лет Тихо Браге вёл непрерывные наблюдения за планетой Марс. Материалы этих наблюдений существенно помогли его преемнику — немецкому учёному И. Кеплеру — открыть законы движения планет.

Система мира Тихо Браге

В гелиоцентрическую систему Коперника Браге не верил и называл её математической спекуляцией (хотя к Копернику относился с глубоким уважением, держал в обсерватории его портрет и даже сочинил восторженную оду в его честь). Браге предложил свою компромиссную гео-гелиоцентрическую систему мира, которая представляла собой комбинацию учений Птолемея и Коперника: Солнце, Луна и звёзды вращаются вокруг неподвижной Земли, а все планеты и кометы — вокруг Солнца. Суточное вращение Земли Браге тоже не признавал. С чисто расчётной точки зрения, эта модель ничем не отличалась от системы Коперника, однако имела одно важное преимущество, особенно после суда над Галилеем: она не вызывала возражений у инквизиции. Среди немногочисленных сторонников системы Браге в XVII веке был видный итальянский астроном Риччиоли (у Риччиоли, впрочем, Юпитер и Сатурн обращаются вокруг Земли, а не Солнца). Прямое доказательство движения Земли вокруг Солнца появилось только в 1727 году (аберрация света), но фактически система Браге была отвергнута большинством учёных ещё в XVII веке как неоправданно и искусственно усложнённая по сравнению с системой Коперника-Кеплера.

В своём труде «De Mundi aeteri» Браге так излагает свою позицию:

Я полагаю, что старое птолемеево расположение небесных сфер было недостаточно изящным, и что допущение такого большого количества эпициклов… следует считать излишним… В то же время я полагаю, что недавнее нововведение великого Коперника… делает это, не нарушая математических принципов. Однако тело Земли велико, медлительно и непригодно для движения… Я без всяких сомнений придерживаюсь того мнения, что Земля, которую мы заселяем, занимает центр Вселенной, что соответствует общепринятым мнениям древних астрономов и натурфилософов, что засвидетельствовано выше Священным Писанием, и не кружится в годичном обращении, как желал Коперник.

Сам Браге искренне верил в реальность своей системы и перед смертью просил Кеплера поддержать её. Он подробно аргументировал в письмах, почему он считает ошибочной систему Коперника. Один из самых серьёзных аргументов вытекал из его ошибочной оценки углового диаметра звёзд и, как следствие, расстояния до них. Рассчитанные Браге расстояния были на несколько порядков меньше действительных и должны были, если признать движение Земли вокруг Солнца, вызвать заметные смещения звёздных долгот, чего в действительности не происходило. Отсюда Браге сделал вывод, что Земля неподвижна. На самом деле видимые диаметры звёзд были увеличены атмосферной рефракцией, а параллаксы звёзд астрономы сумели обнаружить только в XIX веке.