Правила, эффекты, принципы. Правило Тициуса-Боде

В естествознании, как сис­те­ме на­ук о за­ко­нах и яв­ле­ни­ях природы, для обозначения различных закономерностей и открытий используются термины «правило», «эффект», «принцип», «гипотеза», «теория», «закон». Закон - обычно описывает устойчивую, многократно подтверждённую закономерность, например, закон Ома или закон Бойля-Мариотта. Принцип — более общее утверждение, лежащее в основе ряда явлений, например, принцип актуализма в геологии. Эффект — часто используется для обозначения конкретного явления, часто открытого в результате эксперимента или наблюдения, например, эффект Доплера. Правило — может быть, как эмпирическим обобщением (правило Тициуса—Боде), так и результатом теоретического вывода (правило Маттауха-Щукарева). В научной практике эти термины не всегда строго разграничены и соподчинены. Например, теория эволюции, несмотря на огромное количество подтверждений, называется именно теорией, а не законом. Поэтому часто выбор термина определяется традицией или личными предпочтениями первооткрывателя, а не объективными критериями.

Всё это в полной мере относится к правилу Тициуса-Боде, которое представляет собой эмпирическую формулу, приблизительно описывающую расстояния (средние радиусы орбит) между планетами Солнечной системы и Солнцем. Эта закономерность была впервые описана немецким астрономом и математиком Иоганном Тициусом в 1766 году.

Правило Тициуса-Боде. Фото: взято из en.wikipedia.org   

Согласно правилу, если к каждому элементу последовательности 0,3,6, 12, 24,48,96,192… прибавить 4, а потом разделить на 10, то получится среднее расстояние от планеты до Солнца. В то время этому правилу соответствовали средние расстояния всех известных тогда планет - от Меркурия (0+4=4:10=0,4 а.е.) до Сатурна (96+4=100:10=10 а.е.), кроме одного, на месте пятой планеты: 24+4=28:10=2,8. Планеты, на расстоянии 2,8 а.е. от Солнца, астрономы тогда не знали. В 1772 году страстным популяризатором этой эмпирической формулы стал немецкий астроном Иоганн Боде. С тех пор её и стали называть «Правило Тициуса-Боде». Но несмотря на все усилия Иоганна Боде, к правилу в научном сообществе серьёзно не относились. И только в 1781 году, когда Уильям Гершель открыл планету Уран на расстоянии от Солнца, почти соответствующему предсказанию правила (192+4=196:10=19,6 а.е.), в правило Тициуса-Боде поверили и стали искать недостающую планету на расстоянии 2,8 а.е. от Солнца. И в1801 году итальянский астроном Джузеппе Пиацци открыл карликовую планету, которую назвали Церера. Постепенно, между орбитами Марса и Юпитера, вместо одной крупной планеты исследователями разных стран были обнаружены сотни тысяч объектов различной формы и размеров. Уже с середины 19 века эту область стали называть поясом астероидов. Однако Нептун, открытый в 1846 году, выпадает из правила.

Строгого теоретического обоснования данной математической закономерности до сих пор не существует. Многие исследователи характеризуют правило, как «нумерологию», считая, что у него нет объективных предпосылок и его работа — случайное совпадение. И тем не менее, в настоящее время некоторыми исследователями делаются попытки обобщить правило на спутники планет и на известные экзопланеты.

Таким образом, правило Тициуса — Боде остаётся интересным историческим феноменом и рассматривается скорее, как историческая загадка, чем как физический закон. Оно показывает, что даже в науке, где царит строгая логика, иногда появляются эмпирические «подсказки», которые не находят места в окончательной теории, но помогают открывать что-то новое.