Материалы по истории астрономии

На правах рекламы:

Кондиционеры купить сплит систему в казани кондиционер купить в казани цена.

Мир древнегреческих философов

Вода, воздух или огонь? В VII—V вв. до н. э. Греция, состоявшая из отдельных городов-государств, находилась под культурным влиянием многих стран Востока. Здесь, в частности, было распространено египетское представление о Земле как протяженной низменности, окруженной горами, на которых и держится небосвод.

Однако для тех греков, которые привыкли путешествовать по безграничным морским просторам, такая картина мира, несомненно, казалась «тесной» и неприглядной. Именно в греческих колониях на западных берегах Малой Азии (Иония), на юге Италии и в Сицилии в VI в. дон. э. началось бурное развитие науки, в частности философии как учения о природе. Именно здесь на смену простому созерцанию явлений природы и их наивному истолкованию приходят попытки научно объяснить эти явления, разгадать истинную причину их возникновения.

Родиной древнегреческой философии была Иония с ее двумя крупнейшими городами — Милетом и Эфесом, а первым из выдающихся греческих философов и одним из первых астрономов был Фалес Милетский. Согласно космологическим представлениям Фалеса первоосновой всех вещей в природе является вода, из нее будто бы образовалась и Земля. Что же касается формы Земли, то, по мнению Фалеса, она представляет собой круглый диск, плавающий в реке Океан. Несколько позже, около 500 г. до н. э., первый греческий географ Гекатей Милетский привел даже диаметр этой плиты (в нашем измерении — около 8000 км).

Однако уже в то время у образованных греков, плававших по Средиземному и Черному морям, не могли не возникнуть сомнения в отношении справедливости такой картины мироздания. Ведь если бы Земля была плоской, то звездное небо должно было бы иметь практически одинаковый вид из любой ее точки. В действительности же наблюдатель, движущийся, например, на север, замечает, что некоторые хорошо известные ему звезды перестают скрываться за горизонт, тогда как в южной части неба отдельные звезды и созвездия вообще становятся невидимыми. Причину этого явления можно объяснить лишь тем, что Земля выгнута в направлении с севера на юг.

Именно к такому выводу пришел ученик Фалеса Анаксимандр (ок. 610—546 гг. до н. э.). По его мнению, Земля имеет форму цилиндра («подобна отрезку каменной колонны»), ось которого совпадает с направлением восток—запад, а высота составляет 1/3 его диаметра. Согласно Анаксимандру первопричиной всего является не вода, а первичная «неопределенная материя» — «апейрон», которая бесконечна н вечна и существует в движении, переходя из одного состояния в другое. Эта неопределенная материя будто бы вначале выделила из себя противоположности — тепло и холод, благодаря которым и появились конкретные вещи мира. Прежде всего в результате взаимодействия тепла и холода образовалась вода. Ее высыхание обусловило возникновение огня, воздуха и земли. В частности, «при возникновении нашего мира из вечного начала выделилось детородное начало теплого и холодного, из него образовалась огненная сфера, охватившая воздух, окружающий Землю, подобно тому, как кора дерево». Когда огненная сфера разорвалась и замкнулась в несколько колец, возникли Солнце, Луна и звезды.

Анаксимандр утверждал, что таких миров, как наша Земля, во Вселенной может быть бесконечное множество. Согласно представлениям этого философа, Земля, находясь и пространстве, ничем и никем не поддерживается.

А вот как объяснял строение мира другой философ милетской школы Анаксимен (ок. 585 — ок. 525 гг. до н. э.). Первоосновой материи должен был быть воздух: «из него исходит все, в него возвращается назад все». При разрежении воздух становится огнем, при сгущении — облаками, водой, землей, камнями, из этих веществ и возникает все остальное. Анаксимен представлял себе небо в виде хрустального свода, к которому прикреплены звезды. Между небом и плоской Землей в воздухе будто бы плавают плоские диски Солнца, Луны и планет. Затмения происходят тогда, когда светило поворачивается к Земле темной стороной...

В трудах некоторых древних философов сохранилось около 130 отрывков из работ выдающегося мыслителя, основоположника диалектики Гераклита Эфесского (ок. 544 — ок. 470 гг. до н. э.). Это ему принадлежат слова: «Мир, единый из всего, не создан никем из богов и никем из людей, а был, есть и будет вечно живым огнем, закономерно воспламеняющимся и закономерно угасающим...». Таким образом, сущностью взглядов Гераклита является учение о непрерывном развитии мира, основа которого — вечно живущий огонь. Что же касается конкретных космологических представлений Гераклита, то они до нас практически не дошли. Известно лишь, что он представлял Солнце гигантской чашей, в которой сосредоточиваются облака влажных испарений, способных самовозгораться. Затмения наблюдаются, когда чаша поворачивается к нам своей выпуклой стороной.

В VI в. до н. э. в греческой колонии на юге Италии возникла так называемая Пифагорейская школа, основателем которой был философ Пифагор (ок. 580—500 гг. до н. э.). Пифагорейцы учили, что первоосновой всего существующего и мерой всех вещей являются числа. Эту надуманную «гармонию чисел» они и стремились отыскать в природе (а точнее — навязать ей). Как считают, именно Пифагор — выдающийся математик — впервые высказал мысль о том, что Земля, как и другие небесные тела, имеет форму шара, который висит во Вселенной без всякой поддержки. Представление же о шарообразности небесных тел Пифагор почерпнул из наблюдений за изменением фаз Луны: ведь линия, отделяющая светлую и темную части ее поверхности, является кривой. А этого не было бы, если бы Луна была плоским диском. К аналогичному выводу о форме Земли можно было прийти, наблюдая, как исчезает за горизонтом корабль, вышедший из гавани: вначале исчезает корпус и лишь после этого паруса. Еще одним доказательством шарообразности Земли могла быть для Пифагора округлая форма земной тени, падающей на Луну при ее затмении.

Полагают, что именно Пифагор высказал мысль, будто каждая из семи планет (сюда причислены Солнце и Луна) расположена на своей сфере так, что при вращении этих сфер возникает гармоническая музыка. Расстояния же между сферами будто бы соответствовали музыкальным интервалам дорийского лада: от Земли до Луны — 1 тон, от Луны до Меркурия — ½ тона, от Меркурия до Венеры — ½ тона, от Венеры до Солнца — 1½ тона, от Солнца до Марса — 1 тон, от Марса до Юпитера — ½ тона, от Юпитера до Сатурна — ½ тона и от Сатурна до сферы неподвижных звезд — ½ тона. Интервалу в 1 тон будто бы соответствовало расстояние в 126 000 стадий. Стадия же (или стадий) — широко использовавшаяся в Древней Греции и Египте единица длины; она равна расстоянию, проходимому человеком за время, на протяжении которого диск Солнца всеми своими точками восходит над горизонтом (или же скрывается за ним), — примерно две минуты. В различных местностях Греции длину стадии принимали различной — от 157,5 м до 185 м. Приняв это последнее значение, находим, что согласно древним грекам расстояние от Земли до Лупы равно 23 310 км, т. е. приуменьшено почти в 21 раз, расстояние до Солнца всего будто бы около 82 000 км, а до «сферы неподвижных звезд» — около 140 000 км. Слишком тесен был этот мир пифагорейцев...

Рис. 5. Модель мира по Филолаю

Более подробную картину строения мира в свете пифагоровых идей начертил Филолай (ок. 470 — ок. 399 гг. до н. э.). Он высказал мнение, что в центре мира находится не Земля, а центральный огонь («хестиа») и что Земля, Луна, Солнце, планеты и сфера звезд вращаются вокруг него. При этом Земля будто бы вращается еще и вокруг своей оси таким образом, что в каждый момент времени центральный огонь мы видеть не можем. Само же Солнце — прозрачный, как стекло, шар, который отражает свет, падающий на него от центрального огня. Чтобы «подогнать» количество сфер до десяти (числа, по мнению пифагорейцев, священного), Филолай допускал, что вокруг центрального огня обращается еще и «противоземля», которую мы просто не можем видеть, так как она постоянно находится за центральным огнем (рис. 5). Примечательно, что еще в VI в. до н. э. пифагореец Гикетий высказал мысль: Земля, располагающаяся в центре мира, вращается в течение суток вокруг своей оси. Со временем таких же взглядов придерживался и философ Гераклид Понтийский (ок. 390 — ок. 310 гг. до н. э.), утверждая, что планеты Меркурий и Венера обращаются вокруг Солнца и вместе с ним вокруг Земли.

Как полагают, именно пифагорейцы присвоили планетам собственные названия: Меркурию — Стилбон (искристая), Венере — Фосфорос (светоносная), Марсу — Пироис (огнеподобная), Юпитеру — Фаэтон (блистающая) и Сатурну — Фенон (светящаяся).

Мир состоит из атомов! Важное место среди древнегреческих философов занимают атомисты Анаксагор (ок. 500 — ок. 428 гг. до н. э.) и Демокрит (ок. 460 — ок. 370 гг. до н. э.). Первый утверждал, что все вещи состоят из первичных мельчайших и разнообразных частичек — «гомеомерий», зернышек, существующих вечно и не превращающихся друг в друга. Вначале будто мир пребывал в состоянии хаоса. Со временем Разум породил первичный вихрь, из которого и возник мир. По Анаксагору Солнце, Луна и другие небесные светила — это камни, некогда оторвавшиеся от Земли и находящиеся в раскаленном состоянии в результате своего быстрого движения. К тому же Луна полностью подобна Земле: на ней есть горы и долины, ее населяют живые существа. Метеориты же, в свою очередь, — обломки Солнца. За высказанные взгляды, за то, что посчитал Солнце не божеством, а всего лишь каменной глыбой, Анаксагор был обвинен в безбожии и приговорен к смертной казни, замененной высылкой из Афин.

Демокрит был одним из самых выдающихся философов-материалистов античного мира. Он много путешествовал, был в Вавилоне, Египте, Индии, Эфиопии. Как свидетельствует выдающийся древнеримский философ, писатель и политический деятель Марк Туллий Цицерон (106—43 гг. до н. э.), Демокрит «сам себя лишил зрения, так как считал, что раздумья и размышления разума при созерцании и осмысливании природы будут более оживленными, когда освободятся от развлечений зрения и препятствий глаз». Известно, что важнейшим сочинением Демокрита было «Мегас Диакосмос» («Великое строение мира»), о содержании которого можно лишь догадываться. Ведь злостное уничтожение сочинений Демокрита началось еще при его жизни учениками философа Платона (427—347 гг. до н. э.) по приказу их учителя...

Первоосновой мира Демокрит считал бесконечное количество атомов и пустоту, в которой эти атомы движутся. Атомы же, по Демокриту, — это мельчайшие, невидимые глазом материальные и неделимые частицы. Они вечны и неизменны, бесконечно разнообразны по форме. Именно из них п состоят все вещи, все тела, в том числе и люди. В пустоте легкие атомы падают медленнее, тяжелые быстрее. Поэтому они догоняют друг друга, соударяются и соединяются друг с другом специальными крючками. Так вследствие сцепления атомов образуются целые вещи.

По Демокриту Вселенная состоит из бесконечного числа миров, которые образуются вследствие соударений атомов. Эти миры разнообразны по величине. В одних нет ни Солнца, ни Луны, в других они больше, нежели наши, в третьих их больше по количеству. Некоторые миры вообще лишены влаги, на них нет ни животных, ни растений. Одни миры лишь зарождаются, другие пребывают в своем расцвете, третьи уже разрушаются.

Демокрит высказал ряд гениальных догадок, подтвержденных лишь через много столетий. Он, в частности, утверждал, что по своим размерам Солнце во много раз больше Земли, что Луна светит отраженным солнечным светом, что Млечный Путь является скоплением огромного количества звезд.

Космологические взгляды Демокрита изложил философ Диоген Лаэртский (первая половина III в. до н. э.) в своей десятитомной книге «Биографии философов».

Столетием позже атомистические идеи Демокрита дальше развивал философ Эпикур (341—270 гг. до н. э.), взгляды которого подробно изложил римский философ Тит Лукреций Кар (ок. 99—55 гг. до н. э.) в своей поэме «О природе вещей». Как и Демокрит, Эпикур, а вслед за ним и Лукреций, считали, что единственной объективной реальностью являются подвижные материальные атомы и пустота. Именно непрерывное движение «первоначал вещей», их соударение и соединение и образуют неисчислимое количество миров. Неразрушимая же материя вечно превращается из одной формы в другую:

«Ты видишь отсюда,
Что из материи все вырастает своей и живет ей.
Мир бесконечен в пространстве:
Нет никакого конца ни с одной стороны у вселенной...».

Взаимная совокупность «часто великих вещей» образует зачатки и моря, и земли, и небес, «и племени тварей живущих». Сформировавшись, Земля породила жизнь, которая постепенно развивалась и разнообразилась. Так идея о закономерном развитии природы без вмешательства сверхъестественных сил была высказана отдельными греческими философами еще за две тысячи лет до нашего времени.

При этом, увы, Лукреций возвратился к представлениям о плоской Земле и резко выступал против существования антиподов, против относительности понятий «верх» и «низ»...

Вопреки Демокриту Платон утверждал, что действительный мир составляют идеи, «духовные сущности», в то время как видимый мир является лишь их внешним проявлением. Все звезды для Платона были «божественными сущностями», с телом и душой; их видимая форма состояла будто бы в основном из огня, для того чтобы они выглядели яркими и прекрасными, а для подобия с Всецелым они делались шарообразными.

Система хрустальных сфер. Как полагал Платон, Вселенная — это единая, вечная, живая и совершенная сфера, в центре которой находится Земля. В своем труде (схолии) «Тимей» Платон говорит, что демиург (творец) «Земле... определил вращаться вокруг оси, проходящей через Вселенную; он ее сделал стражем и творцом ночи и дня...» (Сочинения. — 1981. — Т. 3 (1). — С. 480). В другом сочинении («Государство») Платон описывает восемь сфер, на которых укреплены планеты и звезды и цвет каждой сферы соответствует цвету «ее» планеты. Интервалы между сферами в целом составляют октаву; на каждой из сфер сидит сирена и поет в определенной тональности... Вращаясь, каждая из сфер, тем не менее, медленно поворачивается в направлении, противоположном вращению целого. Примечательно, что скорости вращения сфер Солнца, Меркурия и Венеры у Платона равны между собой. В «Тимее» об этом сказано так: «Луну он поместил на ближайшей к Земле орбите, на второй орбите над Землей он поместил Солнце; за ним — утреннюю звезду и звезду, посвященную Гермесу, — на орбитах со скоростями, равными скорости Солнца, но с противоположными силами (т. е. направлениями), из-за чего обе они поочередно догоняют Солнце, а затем оно их догоняет». И далее: «Движение же других люди не постигли, за исключением немногих частностей..., и они едва ли знают, что время определяется по перемещению тел, которые так недосягаемы, а их движения столь удивительно запутаны»...

У Платона впервые приведены названия планет по именам богов, тождественных вавилонским, — звезды Гермеса, Афродиты, Ареса, Зевса и Кроноса.

Платон категорически утверждал, что движение небесных тел является круговым, равномерным и исключительно правильным. И он поставил перед математиками такую задачу: найти, при помощи каких равномерных и правильных круговых движений можно «спасти явления, которые проявляют планеты». Разработку модели, которая давала бы возможность рассчитать («механически воспроизвести») движение каждой из планет на небесной сфере, возможно, впервые выполнил ученик Платона Евдокс (ок. 408 — ок. 355 гг. до н. э.).

«Установив» неподвижно Землю в центре мира, Евдокс предположил, что движение каждой планеты регулируется несколькими сферами, «вложенными» одна в другую. Одна из них (внешняя) осуществляет якобы один оборот вокруг оси за сутки с востока на запад. Ось другой сферы наклонена к оси первой сферы под некоторым углом (для Солнца — 23,5°), сама же сфера вращается с запада на восток (для Солнца ее период вращения равен году). Для Луны была введена еще третья сфера, чтобы объяснить ее отклонения от эклиптики (третья сфера была и у Солнца, но понять ее назначение невозможно). Чтобы описать отклонения планет от эклиптики и их попятное движение, Евдокс к двум уже упомянутым добавил еще две сферы — третью и четвертую. Ось вращения третьей сферы лежала в плоскости эклиптики, а ось четвертой составляла с ней небольшой угол, подобранный для каждой из планет в отдельности. Обе эти сферы вращались с одинаковой скоростью, но в противоположных направлениях. Планета же была прикреплена к экватору самой внутренней, четвертой сферы (рис. 6). Период их обращения принимался равным синодическому периоду соответствующей планеты. В итоге планета описывала на небе фигуру типа лежащей на боку восьмерки — гиппопеду (дословно «путы лошади»). Остается сказать, что период вращения второй сферы равен времени, за которое планета делает полный оборот на эклиптике.

Сведения о теории Евдокса содержатся в комментариях ученого V в. н. э. Симплиция, но они неполны: есть данные о периодах вращения сфер, однако отсутствуют данные об углах наклонов осей сфер. Для Юпитера и Сатурна, приняв наклон осей четвертой и третьей сфер соответственно в 13 и 6°, удается получить довольно близкие к наблюдаемым дуги попятного движения, для остальных планет этого сделать невозможно. Симплиций упоминает, что известный астроном Каллипп (между 370 и 300 гг. до н. э.) прибавил к четырем сферам Марса и Венеры еще пятую, в этом случае задача решается, по как это сделал Каллипп — неизвестно.

Итак, с помощью вращения 27 сфер Евдокс объяснял все видимые движения светил. Но его модель противоречила наблюдениям: ведь видимый блеск планет, в особенности Венеры и Марса, существенно изменяется, а это естественнее объяснить тем, что непрерывно изменяется со временем расстояние до той или другой планеты... «Усовершенствование» этой системы мира осуществил Аристотель, хотя изменений в блеске планет и он еще не принял во внимание.

Рис. 6. Система хрустальных сфер Евдокса, T — Земля, P — планета (в проекции на картинную плоскость)

Аристотель (384—322 гг. до н. э.) был выдающимся философом античного мира, ученым-энциклопедистом, который обобщил научные достижения своих предшественников, свел их в единую систему и существенно продвинул вперед. Однако, выдвинув правильный тезис, что наука должна опираться на эксперимент и наблюдения, он все же не пошел по пути Демокрита, а стремился примирить материализм с идеализмом. Так, он считал материю хаотичным, сырым и инертным материалом, который непрерывно изменяется под действием активного начала — «формы».

Аристотель считал, что изменения в мире происходят в результате борьбы противоположных качеств — тепла и холода, сухости и влажности. Попарно соединяясь, они якобы образуют первичные элементы: теплый и сухой огонь, теплый и влажный воздух, холодную и влажную воду, холодную и сухую землю. Из них далее и формируются все вещи в мире. Ранее об этих четырех составляющих элементах всех предметов говорил Эмпедокл (ок. 490 — ок. 430 гг. до н. э.).

Но Аристотелю две стихии — вода и земля — естественным образом стремятся двигаться к центру мира («вниз»), в то время как огонь и воздух движутся «вверх», к периферии, и тем скорее, чем более они приближаются к своему «естественному месту». Поэтому в центре мира и размещена Земля, над ней расположены вода, воздух и огонь. Следовательно, по Аристотелю Вселенная ограничена в пространстве, хотя ее движение вечно; она не имеет ни начала, ни конца. Однако это якобы возможно лишь тогда, когда существует еще и другая, неизменяемая и неуничтожаемая форма материи—небесная «пятая сущность» («квинтэссенция»), которую Аристотель назвал эфиром. Именно для эфира, из второго якобы состоят все небесные тела, круговое движение — это естественное состояние. «Зона эфира» должна была начинаться около Луны и простираться вверх, в то время как ниже Луны размещен мир четырех элементов. В верхние слои этого мира, где смешиваются воздух и огонь, снизу поднимается пар. Воспламеняясь и сгорая, он создает впечатление падающей звезды или кометы.

Вот как описывает свое понимание мироздания сам Аристотель: «Солнце и планеты обращаются вокруг Земли, находящейся неподвижно в центре мира... Солнце не состоит из огня: оно есть огромное скопление эфира, теплота Солнца причиняется действием его на эфир во время обращения вокруг Земли. Кометы суть скоропреходящие явления, которые быстро рождаются в атмосфере и столь же быстро исчезают. Млечный Путь есть не что иное, как испарения, воспламененные быстрым вращением звезд вокруг Земли... Все тяжелые тела стремятся к центру Земли, а так как всякое тело стремится к центру Вселенной, то и Земля должна находиться неподвижно в этом центре».

Строя свою систему мира, Аристотель использовал представления Евдокса о концентрических сферах, на которых размещены планеты и которые вращаются вокруг Земли.

Первопричиной этого движения является будто бы «перводвигатель» — особая сфера, расположенная за сферой неподвижных звезд и вынуждающая двигаться все остальные.

Рис. 7. Изменение углового расстояния между парой расположенных на хрустальной сфере звезд в процессе годичного движения Земли

Поэтому Аристотель считал, что действие этих трех сфер должно компенсироваться дополнительными тремя внутренними сферами, принадлежащими этой же самой планете, так что на следующую планету (кроме последней — Луны) действует только суточное вращение. Но по этой модели у каждой из планет лишь одна сфера вращается в «нормальном» направлении, с востока на запад, а остальные три вращаются в противоположную сторону. Поэтому в системе мира Аристотеля движения небесных светил описывались при помощи 55 твердых хрустальных сферических оболочек. Со временем в его системе мира выделили восемь концентрических слоев (небес), передающих свое движение друг другу. В каждом таком слое насчитывалось по семь сфер, приводящих в движение данную планету.

Рассматривая вопрос о расстояниях до отдельных небесных тел, Аристотель пришел к выводу, что планеты находятся от Земли дальше Луны и Солнца, а расстояние до сферы звезд по крайней мере в девять раз больше расстояния от Земли до Солнца...

Самым серьезным образом и всесторонне Аристотель рассмотрел вопрос о форме Земли и Луны. На основании приведенных выше аргументов (фазы Луны, форма тени Земли и т. д.) он доказал, что как Земля, так и Луна имеют форму шара.

Аристотелю были известны соображения о том, что не Солнце движется вокруг Земли, а Земля вместе с другими планетами обращается вокруг Солнца. Но против последнего он выдвинул серьезный научный аргумент: если бы Земля перемещалась в пространстве, то это движение приводило бы к регулярному изменению угловых расстояний между двумя произвольно взятыми парами звезд (рис. 7), чего не заметил никто из известных ему астрономов. И лишь через 2150 лет после Аристотеля годовое параллактическое движение звезд было обнаружено...

«Кабинетъ» — История астрономии. Все права на тексты книг принадлежат их авторам!
При копировании материалов проекта обязательно ставить ссылку