§ 8. Рождение теоретической астрономии. От Евдокса до Гераклида Понтийского

Призыв Платона не остался без ответа. Первым откликнулся на него Евдокс Книдский (ок. 400 — ок. 350). Он посещал школу Платона в Афинах — знаменитую Академию, на дверях которой была начертана предупреждающая надпись: «Не знающий геометрии да не войдет!» Не поладив с Платоном, он уехал в Египет и там в Гелиополе учился у жрецов-астрономов. Возвратившись в Афины со множеством собственных учеников, Евдокс прославился как великий математик (преемником его в математике стал великий Архимед). Он был также образованным врачом и видным общественным деятелем. Но больше тяготел к непосредственному общению с природой, со Вселенной.

Евдокс устроил собственную обсерваторию на побережье Мраморного моря и основал там научную школу. Здесь он и его ученики (а затем ученики учеников — не одно поколение!) вели систематические наблюдения за движением светил. Евдокс описал все доступные для этой географической широты созвездия и составил, вероятно, первый на европейском континенте звездный каталог. Все это он изложил в сочинениях «Явления» и «Зеркало» (не сохранившихся).

Евдоксу принадлежит первая в истории науки количественная математико-кинематическая модель Вселенной (точнее, планетной системы). Его модель описывала движение каждого небесного тела с помощью системы вложенных друг в друга гомоцентрических сфер, вращающихся вокруг различно ориентированных осей с разной скоростью (см. рис. 10, б). Для этого ось каждой внутренней сферы мыслилась жестко скрепленной с соседней внешней. Казавшееся самым простым движение звезд (звездной сферы) моделировалось одной сферой. Таким же «суточным» движением вращались первые, самые внешние сферы всех светил. Вторые сферы Солнца, Луны и планет вращались вокруг оси, перпендикулярной эклиптике, но с разными (сидерическими) периодами. Эти движения были непосредственно наблюдаемыми. Движения третьих (а для планет еще и четвертых) сфер подбирались так (вокруг таких осей и с такими скоростями), чтобы в картине суммарного движения светила отразились уже замеченные тогда особенности — неравномерность, попятные движения, стояния, петли, периодический выход светила из плоскости эклиптики (последнее было новым шагом в изучении движения планет!). Планета мыслилась прикрепленной к самой внутренней сфере. В результате в схеме Евдокса движение планеты представлялось кривой, напоминающей лежащую восьмерку (гиппопеда — «путы лошади», рис. 10, в).

Несмотря на то что в схеме мира Евдокса (из 27 сфер) более или менее удавалось воспроизвести петлеобразное движение лишь для Юпитера и Сатурна, она была огромным успехом. Впервые удалось описать совокупность небесных явлений как единую систему, элементы которой связаны между собой причинно-следственными соотношениями. Его модель неожиданно выявила объективные особенности описываемой системы: среди светил выделилась пара планет — Меркурий и Венера с одинаковыми параметрами, — оси их третьих сфер при подборе совпали. Модель Евдокса стала краеугольным камнем в здании теоретической астрономии.

С именем Евдокса связано одно из первых измерений наклона экватора к эклиптике и получение самого раннего из дошедших до нас из Древней Греции результата (соответствовавшего 24°; до III в. до н. э. греки измеряли углы в долях полуокружности).

Модель мира Евдокса во второй половине IV в. до н. э. усовершенствовал Каллипп из Кизика (ученик ученика Евдокса). Он добавил для «строптивых» планет — Марса, Венеры и Меркурия — еще по одной сфере, а для Луны и Солнца с их явно неравномерным движением даже по две, доведя общее число сфер до 34. В частности, ему удалось таким образом описать видимую неравномерность движения Солнца между равноденствиями и солнцестояниями, открытую за сто лет до него Евктемоном. С именем Каллиппа связано также введение более совершенного лунно-солнечного цикла, равного учетверенному циклу Метона без одного дня.

Последним в доаристотелевскую эпоху астрономом-теоретиком был Гераклид Понтийский (388—315) из Гераклеи на берегу Черного моря, также ученик Платона, сменивший его как глава Академии. Он описал модель мира, которая в дальнейшем вошла в литературу как «египетская» (Венера и Меркурий в ней обращались вокруг Солнца, а с ним уже вокруг Земли, см. рис. 10, д). Модель Гераклида, впрочем, содержала и еще одну идею, шедшую вразрез с древнегреческим мировоззрением. Под влиянием некоторых идей в учении Платона, а быть может, и высказываний пифагорейцев Экфанта и Хикетаса Гераклид принял для объяснения дня и ночи идею осевого вращения Земли.

У Гераклида получало естественное объяснение периодическое изменение блеска самой яркой планеты Венеры и то, что Венера и Меркурий не отходят на небе далеко от Солнца. Тем не менее эта модель не была воспринята современниками: она противоречила главным космологическим принципам, прочно внедрившимся в сознании древнегреческих философов — единственности центра вращения во Вселенной и неподвижности Земли, находящейся в этом центре.

Система Гераклида стала истоком нового, геометрического метода представления неравномерных периодических движений через равномерные круговые (по эпициклу и деференту). Но лишь в следующем столетии его разработал великий математик Аполлоний Пергский, а спустя еще сто лет впервые применил в астрономии Гиппарх и за ним (через три века!) еще более полно и эффективно Птолемей.

В античный период развития древнегреческой науки (VII—IV вв.) натурфилософское интерпретирование окружающего видимого мира явно преобладало над процессом систематических наблюдений и изучения явлений. В космологии господствовала «очевидная» геоцентрическая идея объяснения устройства мира. Однако наряду с ней выдвигались и противоположные идеи, утверждавшие подвижность Земли, ее вращение и даже обращение вокруг другого тела, идеи эволюции Вселенной в целом, идеи конечности и бесконечности мирового пространства. Идея материальности, заполненности его соседствовала с идеей абсолютной пустоты.

Такой плюралистический натурфилософский подход к природе мешал начать дифференцированные исследования явлений. Недоставало четкости понятий (например, по какому принципу отделить явление небесное от метеорологического). Объяснения отличались произвольностью и не полностью освободились от мифологии (а идея «одушевленности» Космоса надолго пережила эпоху не только Древности, но и средние века). Исключение в этом нестройном хоре идей и произвольных «объяснений» составляла гениальная система природы Левкиппа — Демокрита. Но она, с одной стороны, была непонятной современникам из-за новизны главных идей — атомизма и саморазвития материи, а с другой — как система мира была бесплодной практически, поскольку не давала метода расчета и описания движений светил. Поэтому ни одно из предлагавшихся «объяснений» мира не стало общепринятым, направляющим представлением, или цельной картиной мира. Множественность объяснений одного и того же явления (хотя только естественными причинами) была даже возведена в принцип Эпикуром (см. ниже).