Кристоф Шейнер

Кристоф Шейнер (нем. Christoph Scheiner; 25 июля 1573, Маркт-Вальд, близ Миндельхайма — 18 июля 1650, Нейссе) — немецкий астроном, физик и математик, член ордена иезуитов. Известен прежде всего своими исследованиями солнечных пятен, а также разработкой одного из первых типов телескопа — гелиоскопа. Внёс вклад в оптику, в частности, в изучение строения глаза и механизма зрения.

Биография

Кристоф Шейнер родился 25 июля 1573 года в городе Маркт-Вальд (современная земля Бавария, Германия). В 1591 году поступил в иезуитский коллегиум в Ландсберге, а в 1595 году стал послушником ордена иезуитов. Изучал философию и теологию в Ингольштадтском университете, где в 1609 году получил степень доктора теологии.

С 1610 года Шейнер преподавал математику и иврит в Ингольштадте, а затем стал профессором математики в университете Фрайбурга. В 1614 году он вернулся в Ингольштадт, где продолжил научную работу, уделяя особое внимание астрономии и оптике. В 1620-х годах переехал в Вену, где служил придворным математиком императора Фердинанда II. Позднее занимал должность ректора иезуитской коллегии в Нейссе (ныне Ниса, Польша), где и скончался 18 июля 1650 года.

Научная деятельность

Исследование солнечных пятен

Основной вклад Шейнера в науку связан с открытием и систематическим изучением солнечных пятен. В марте 1611 года он независимо от других учёных (в частности, Галилео Галилея и Иоганна Фабрициуса) обнаружил тёмные пятна на поверхности Солнца. Для наблюдений Шейнер использовал телескоп собственной конструкции, оснащённый специальным светофильтром, который он назвал «гелиоскопом». Это устройство позволяло проецировать изображение Солнца на экран, защищая глаза наблюдателя.

Шейнер вёл систематические наблюдения солнечных пятен, фиксируя их движение и изменения формы. Он пришёл к выводу, что пятна находятся на поверхности Солнца, а не являются проходящими перед ним планетами, как предполагали некоторые его современники. Однако, столкнувшись с противоречием между своими наблюдениями и догмой о неизменности небесных тел, Шейнер первоначально выдвинул гипотезу, что пятна представляют собой скопления мелких небесных тел, вращающихся вокруг Солнца. Позднее, под давлением накопленных данных, он признал их принадлежность к солнечной поверхности.

Результаты своих наблюдений Шейнер изложил в трёх письмах, опубликованных в 1612 году под псевдонимом «Apelles latens post tabulam» (лат. «Апеллес, прячущийся за картиной»). Этот псевдоним был выбран для того, чтобы избежать возможных конфликтов с церковными властями, которые с подозрением относились к новым астрономическим открытиям. Полный и подробный труд «Rosa Ursina sive Sol» (лат. «Роза Урсина, или Солнце») был опубликован в 1630 году. В этой книге Шейнер не только описал сотни наблюдений солнечных пятен, но и впервые определил период вращения Солнца вокруг своей оси (около 27 дней), а также установил, что ось вращения Солнца наклонена относительно плоскости эклиптики.

Спор с Галилеем

Открытие солнечных пятен привело к длительному приоритетному спору между Шейнером и Галилео Галилеем. Оба учёных претендовали на первенство в открытии. Галилей, узнав о публикациях Шейнера, вступил с ним в полемику, утверждая, что сам обнаружил пятна раньше. Шейнер, в свою очередь, настаивал на своём приоритете. Спор осложнялся личной неприязнью и разными научными взглядами: Галилей был сторонником гелиоцентрической системы Коперника, тогда как Шейнер, будучи иезуитом, придерживался геоцентрической системы Тихо Браге. В своих работах Шейнер критиковал гелиоцентризм, хотя его собственные наблюдения объективно подтверждали вращение Солнца, что косвенно поддерживало модель Коперника. В современной историографии науки приоритет открытия солнечных пятен обычно признаётся за Иоганном Фабрициусом, опубликовавшим свои наблюдения в 1611 году, однако вклад Шейнера в их систематическое изучение считается наиболее значительным.

Оптика и физиология зрения

Помимо астрономии, Шейнер внёс существенный вклад в оптику. В 1619 году он опубликовал работу «Oculus, hoc est: Fundamentum opticum» (лат. «Глаз, то есть: Основа оптики»), в которой описал анатомическое строение глаза и механизм аккомодации. Шейнер экспериментально доказал, что хрусталик глаза является главной преломляющей средой, а фокусировка изображения на сетчатке происходит за счёт изменения кривизны хрусталика. Он также впервые описал явление, впоследствии названное «диоптрическим изображением» (изображение, видимое на сетчатке). Для своих экспериментов Шейнер изготавливал модели глаза из стекла и воды.

Изобретения

Гелиоскоп

Гелиоскоп, изобретённый Шейнером, представлял собой телескоп, в котором окуляр был заменён непрозрачным экраном с небольшим отверстием. Солнечный свет, проходя через объектив, проецировался на этот экран, создавая увеличенное изображение Солнца. Это позволяло проводить наблюдения без риска повреждения глаз. Позднее Шейнер усовершенствовал конструкцию, добавив второй экран для более удобного наблюдения.

Пантограф

Шейнеру приписывается изобретение пантографа — прибора для точного копирования чертежей, планов и карт в заданном масштабе. Описание этого устройства было опубликовано в его книге «Pantographice, seu ars delineandi» (лат. «Пантографика, или искусство черчения», 1631). Пантограф Шейнера представлял собой систему из четырёх шарнирно соединённых линеек, образующих параллелограмм. Один конец системы фиксировался, на другом находился штифт для обводки оригинала, а в третьей точке — карандаш или перо, вычерчивающее копию. Изменяя соотношение длин плеч, можно было менять масштаб копирования.

Основные труды

• «Tres epistolae de maculis solaribus» (Три письма о солнечных пятнах, 1612)
• «De maculis solaribus et stellis circa Iovem errantibus» (О солнечных пятнах и звёздах, блуждающих вокруг Юпитера, 1612)
• «Oculus, hoc est: Fundamentum opticum» (Глаз, то есть: Основа оптики, 1619)
• «Rosa Ursina sive Sol» (Роза Урсина, или Солнце, 1630)
• «Pantographice, seu ars delineandi» (Пантографика, или искусство черчения, 1631)
• «Prodromus pro sole mobile et terra stabili» (Предвестник в пользу движущегося Солнца и неподвижной Земли, 1651, посмертно)

Память

В честь Кристофа Шейнера назван кратер на Луне (Scheiner, диаметр 110 км, расположен в южном полушарии видимой стороны). Также его имя носит астероид (5087) Emelyanov, открытый в 1978 году, и один из пиков в горном массиве Доломитовые Альпы (Италия).

Источники

• Daxecker, Franz. «Christoph Scheiner: 1573–1650». In: «The Biographical Encyclopedia of Astronomers». Springer, 2007.
• Daxecker, Franz. «Der Physiker und Astronom Christoph Scheiner». Universitätsverlag Wagner, 1996.
• Graney, Christopher M. «Setting Aside All Authority: Giovanni Battista Riccioli and the Science against Copernicus in the Age of Galileo». University of Notre Dame Press, 2015.
• Van Helden, Albert. «The Invention of the Telescope». Transactions of the American Philosophical Society, vol. 67, no. 4, 1977.
• «Christoph Scheiner». In: «Catholic Encyclopedia». New York: Robert Appleton Company, 1913.