Г. Гурев - Системы мира (от древних до Ньютона)

Фиг. 10. Видимый путь планеты по Евдоксу. В результате сочетания движения сфер получается прямое и обратное видимое движение планеты, т. е. в равные времена она описывает неравные дуги (1–2, 2—Э, 3–4 и т. д.) в указанном стрелкой направлении.

Аристотель присоединил к своей системе мира теорию планетных движений Евдокса и Калиппа, он прибавил еще 22 сферы, так что их число стало равным 45, и считал их физически реально существующими. Выходит, таким образом, что у Аристотеля вокруг Земли обращаются не звезды и планеты, а те сферы, к которым прикреплены эти небесные тела, причем всякая планета, Солнце и Луна имеют собственную систему прозрачных сфер. Правда, для обозначения сфер Аристотель не употреблял названия — хрустальный свод, но говорил о «прикрепленных» небесных телах, конечно, предполагающих понятие о сферах, совершающих свое обращение около неподвижной Земли.

Следовательно, по Аристотелю, небо фактически состоит из замыкающих друг друга прозрачных твердых шаров, т. е. материя расположена во вселенной сферическими концентрическими слоями, причем эти сферы взаимно сообщают друг другу свои движения. Звездная сфера только одна (ибо она состоит из совершенного эфира), причем этот далекий шар совершает суточные обороты вокруг оси мира, увлекая за собой все внутренние сферы, вследствие чего все небесные тела ежедневно восходят и заходят. За этой сферой — «сферой неподвижных звезд» — Аристотель поместил «перводвигатель» (primum mobile), т. е. особую вращающуюся сферу, которая приводит в движение все остальные. Что же касается порядка расположения остальных светил, то он у Аристотеля таков: Сатурн, Юпитер, Марс, Солнце, Венера, Меркурий, Луна, причем все эти тела разделяются только толщиной своих сферических оболочек, вращающихся тем скорее, чем больше их радиус, т. е. чем ближе они к звездной сфере.

Крайняя сложность этого механизма привела к тому, что даже древняя астрономия в конце концов отказалась от сфер Евдокса, Калиппа и Аристотеля, заменив их с и- стемой круговых путей. Эта система, известная под названием теории эпициклов, выдвинута была Аполлонием и была известна Гиппарху, но нашла свое законченное развитие около 130 г. хр. эры у Птолемея, вследствие чего ее называют также птолемеевой системой мира. Она пытается объяснить движение планет со всеми их характерными особенностями (прямым и понятным движением, остановками и петлями) при помощи эксцентриков, деферентов и эпициклов, основываясь на том же принципе равномерно — круговых движений.

Не следует забывать, что свою задачу древние астрономы видели в том, чтобы объяснить видимые неправильности в движениях небесных тел, принимая, что на самом деле светила имеют круговое равномерное движение, а видимые от него отступления («неравенства») суть только кажущиеся, зависящие от условий наблюдения. С другой стороны, для древних астрономов важно было лишь вычислить направления, в которых должны быть видимы светила, так как они не могли определить расстояния и их изменения. Проще всего было вычислить равномерное круговое движение, и поэтому попытки определить теоретически направления на светила шли у Птолемея, как и у других древних астрономов, в сторону применения равномерных круговых движений. В связи со всем этим геоцентрическая птолемеева система мира может быть названа не небесной механикой, а небесной геометрией или точнее «небесной кинематикой».

Выше мы отметили, что хотя система Евдокса в общих чертах представляла движение светил, она была слишком громоздка для вычислений и поэтому была заменена системой Птолемея. Но интересно то, что когда выяснилась несостоятельность птолемеевой теории эпициклов, появилась попытка возродить теорию гомоцентрических сфер Евдокса. Так, Фракосторо, современник Коперника, в 1538 г. в своей книге «Гомоцентрики» отказался от эксцентриков и эпициклов, но зато ввел 79 сфер (из которых шесть предназначались для звезд). Значит его система мира была еще сложнее системы Аристотеля и, следовательно, она являлась шагом назад. Она не приобрела сторонников и это свидетельствовало о несостоятельности геоцентризма.

Прежде чем перейти к изложению системы Птолемея, необходимо отметить, что со смертью Аристотеля закончился классический период греческой философии и наступила новая эпоха научной деятельности, называемая Александрийской школой. По планам Александра Македонского древний Вавилон в Азии и вновь основанная Александрия в Египте должны были стать, на ряду с Афинами в Европе, культурными центрами и, способствуя созданию более тесной связи с вавилонской и египетской науками, повести греческую философию к новому расцвету. Но вскоре Вавилон совершенно утратил свое значение, Афины начали все более и более клониться к упадку и их место заняла Александрия, ставшая одним из крупнейших торговых пунктов античного мира. К тому же египетские фараоны династии Птолемеев основали в Александрии богатейшую библиотеку, которая привлекла ученых изо всех стран и превратила этот город в духовный центр и средоточие научных устремлений всего тогдашнего мира.

Фиг. 11. Древний астроном Александрийской обсерватории, наблюдает расположение небесных светил. Астрономы, начав точно и систематически определять положение небесных тел с помощью измерения углов, сделали целый ряд открытий, которые дали науке о небе возможность перейти в новую фазу.

Наиболее плодотворным в научном отношении был первый период деятельности Александрийской школы, когда быстрое развитие астрономии в течение первого периода Александрийской школы объясняется широким развитием торговых отношений, центром которых была Александрия. Купцы, перевозившие товары морем, не могли уже довольствоваться примитивными географическими картами и нуждались в точном способе определения местонахождения судна в любое время. Этот способ давала астрономия.

Важнейшими астрономическими достижениями этого периода были: во — первых, сделанная Аристархом первая попытка, на основе геометрических соображений и при помощи специально с этой целью поставленных наблюдений, определить расстояние от Солнца до Луны, а также и истинные размеры этих тел; во — вторых, сделанная Эратосфеном первая и весьма удачная попытка определения окружности земного шара при помощи наблюдений, произведенных по разработанному заранее плану; в — третьих, произведенное Аристилом и Тимохарисом первое определение, при помощи угломерных инструментов, полсркения неподвижных звезд на небесном своде и связанное непосредственно с этим составление звездного каталога.