В поисках системы мира

Уместно напомнить, что представление о равномерном, круговом, совершенно правильном движении небесных тел высказал философ Платон. Он же высказал пред-положение, что Земля находится в центре мира, что вокруг нее обращается Луна, Солн-це, далее утренняя звезда Венера, звезда Гермеса, звезды Ареса, Зевса и Кроноса. У Платона впервые встречаются названия планет по имени богов, полностью совпадаю-щие с вавилонскими. Платон впервые сформулировал математикам задачу: найти, с помощью каких равномерных и правильных круговых движений можно «спасти явле-ния, представляемые планетами». Другими словами, Платон ставил задачу построить геометрическую модель мира, в центре которой, безусловно, должна была находиться Земля.

Усовершенствованием системы мира Евдокса занялся ученик Платона Аристо-тель (384 - 322 гг. до н. э.). Так как взгляды этого выдающегося философа - энциклопе-диста безраздельно господствовали в физике и астрономии в течение почти двух тысяч лет, то остановлюсь на них поподробнее.

Аристотель, вслед за философом Эмпедоклом (ок. 490 - 430 гг. до н. э.), предпо-ложил существование четырех «стихий»: земли, воды, воздуха и огня, из смешения ко-торых будто бы произошли все тела, встречающиеся на Земле. По Аристотелю, стихии вода и земля естественным образом стремятся двигаться к центру мира («вниз»), тогда как огонь и воздух движутся «вверх» к периферии и то тем быстрее, чем ближе они к своему «естественному» месту. Поэтому в центре мира находится Земля, над ней распо-ложены вода, воздух и огонь. По Аристотелю, Вселенная ограничена в пространстве, хотя ее движение вечно, не имеет ни конца ни начала. Это возможно как раз потоиу, что, кроме упомянутых четырех элементов, существует еще и пятая, неуничтожимая материя, которую Аристотель назвал эфиром. Из эфира будто бы и состоят все небес-ные тела, для которых вечное круговое движение - это естественное состояние. «Зона эфира» начинается около Луны и простирается вверх, тогда как ниже Луны находится мир четырех элементов.

Вот как описывает свое понимание мироздания сам Аристотель:

«Солнце и планеты обращаются около Земли, находящейся неподвижно в цен-тре мира. Наш огонь, относительно цвета своего, не имеет никакого сходства со светом солнечным, ослепительной белизны. Солнце не состоит из огня; оно есть огромное скопление эфира; теплота Солнца причиняется действием его на эфир во время обра-щения вокруг Земли. Кометы суть скоропреходящие явления, которые быстро рожда-ются в атмосфере и столь же быстро исчезают. Млечный Путь есть не что иное, как ис-парения, воспламененные быстрым вращением звезд около Земли... Движения небес-ных тел, вообще говоря, происходят гораздо правильнее, чем движения замечаемые на Земле; ибо, так как тела небесные совершеннее любых других тел, то им приличествует самое правильное движение, и вместе с тем самое простое, а такое движение может быть только круговым, потому что в этом случае движение бывает вместе с тем и рав-номерным. Небесные светила движутся свободно подобно богам, к которым они ближе, чем к жителям Земли; поэтому светила при движении своем не нуждаются в отдыхе и причину своего движения заключают в самих себе. Высшие области неба, более совер-шенные, содержащие в себе неподвижные звезды, имеют поэтому наиболее совершен-ное движение - всегда вправо. Что же касается части неба, ближайшей к Земле, а по-этому и менее совершенной, то эта часть служит местопребыванием гораздо менее со-вершенных светил, каковы планеты. Эти последние движутся не только вправо, но и влево, и притом по орбитам, наклоненным к орбитам неподвижных звезд. Все тяжелые тела стремятся к центру Земли, а так как всякое тело стремится к центру Вселенной, то поэтому и Земля должна находиться неподвижно в этом центре».

Сфера звезд

Сатурн

Меркурий

Венера

Солнце

Луна

Земля

Юпитер

Марс

При построении своей системы мира Аристотель использовал представления Евдокса о концентрических сферах, на которых расположены планеты и которые вра-щаются вокруг Земли. По Аристотелю, первопричиной этого движения является «пер-вый двигатель» - особая вращающаяся сфера, расположенная за сферой «неподвижных звезд», которая и приводит в движение все остальное. По этой модели лишь одна сфера в каждой из планет вращается с востока на запад, остальные три - в противоположном направлении. Аристотель считал, что действие этих трех сфер должно компенсировать-ся дополнительными тремя внутренними сферами, принадлежащими той же планете. Именно в этом случае на каждую последующую (по направлению к Земле) планету дей-ствует лишь суточное вращение. Таким образом, в системе мира Аристотеля движение небесных тел описывалось с помощью 55 твердых хрустальных сферических оболочек.

Позже в этой системе мира было выделено восемь концентрических слоев (не-бес), которые передавали свое движение друг другу (рис. 1). В каждом таком слое на-считывалось семь сфер, движущих данную планету.

Во времена Аристотеля высказывались и другие взгляды на строение мира, в ча-стности, что не Солнце обращается вокруг Земли, а Земля вместе с другими планетами обращается вокруг Солнца. Против этого Аристотель выдвинул серьезный аргумент: если бы Земля двигалась в пространстве, то это движение приводило бы к регулярному видимому перемещению звезд на небе. Как мы знаем, этот эффект (годичное параллак-тическое смещение звезд) был открыт лишь в середине 19 века, через 2150 лет после Аристотеля...

На склоне своих лет Аристотель был обвинен в безбожии и бежал из Афин. На самом деле в своем понимании мира он колебался между материализмом и идеализм. Его идеалистические взгляды и, в частности, представление о Земле как центре миро-здания было приспособлено для защиты религии. Вот почему в середине второго тыся-челетия нашей эры борьба против взглядов Аристотеля стала необходимым условием развития науки...

V. Первая гелиоцентрическая система.

Современникам Аристотеля уже было известно, что планета Марс в противо-стоянии, а также Венера во время попятного движения значительно ярче, чем в другие моменты. По теории сфер они должны были бы оставаться всегда на одинаковом рас-стоянии от Земли. Именно поэтому тогда возникали и другие представления о строении мира.

Так, Гераклит Понтийский (388 - 315 гг. до н. э.) предполагал, что Земля дви-жется «...вращательно, около своей оси, наподобие колеса, с запада на восток вокруг собственного центра». Он высказал также мысль, что орбиты Венеры и Меркурия яв-ляются окружностями, в центре которых находится Солнце. Вместе с Солнцем эти пла-неты будто бы и обращаются вокруг Земли.

Еще более смелых взглядов придерживался Аристарх Самосский (ок. 310 - 230 гг. до н. э.). Выдающийся древнегреческий ученый Архимед (ок. 287 - 212 гг. до н.э. ) в своем сочинении «Псаммит» («Исчисление песчинок»), обращаясь к Гелону Сиракуз-скому, писал о взглядах Аристарха так:

«Ты знаешь, что по представлению некоторых астрономов мир имеет форму ша-ра, центр которого совпадает с центром Земли, а радиус равен длине прямой, соеди-няющей центры Земли и Солнца. Но Аристарх Самосский в своих «Предложениях», написанных им против астрономов, отвергая это представление, приходит к заключе-нию, что мир гораздо больших размеров, чем только что указано. Он полагает, что не-подвижные звезды и Солнце не меняют своего места в пространстве, что Земля дви-жется по окружности вокруг Солнца, находящегося в его центре, и что центр сферы не-подвижных звезд совпадает с центром Солнца, а размер этой сферы таков, что окруж-ность, описываемая по его предположению, Землей, находится к расстоянию непод-вижных звезд в таком же отношении, в каком центр шара находится к его поверхно-сти».

VI. Cистема Птолемея.

Становление астраномии как точной науки началось благодаря работам выдаю-щегося греческого ученого Гиппарха. Он первый начал систематические астрономиче-ские наблюдения и их всесторонний математический анализ, заложил основы сфериче-ской астраномии и тригонометрии, разработал теорию движения Солнца и Луны и на ее основе - методы предвычисления затмений.

Гиппарх обнаружил, что видимое движение Солнца и Луны на небе является не-равномерным. Поэтому он стал на точку зрения, что эти светила движутся равномерно по круговым орбитам, однако центр круга смещен по отношению к центру Земли. Та-кие орбиты были названы эксцентрами. Гиппарх составил таблицы, по которым можно было определить положение Солнца и луны на небе на любой день года. Что же касает-ся планет, то, по замечанию Птолемея, он «не сделал других попыток объяснения дви-жения