Астрономическая деятельность в древнем мире. Возникновение астрономии как науки и ее развитие

Астрономия Древней Греции - астрономические познания и взгляды тех людей, которые писали на древнегреческом языке, независимо от географического региона: сама Эллада, эллинизированные монархии Востока, Рим или ранняя Византия. Охватывает период с VI века до н. з. по V век н. э. Древнегреческая астрономия является одним из важнейших этапов развития не только астрономии как таковой, но и науки вообще. В трудах древнегреческих учёных находятся истоки многих идей, лежащих в основании науки Нового времени. Между современной и древнегреческой астрономией существует отношение прямой преемственности, в то время как наука других древних цивилизаций оказала влияние на современную только при посредничестве греков.

Эллины, судя по всему, ещё в гомеровские времена интересовались астрономией, их карта неба и многие названия остались в современной науке. Первоначально знания были неглубоки - например, утренняя и вечерняя Венера считались разными светилами (Фосфор и Геспер); уже шумеры знали, что это одно и то же светило. Исправление ошибки «раздвоения Венеры» приписывают Пифагору и Пармениду.

Полюс мира в это время уже ушёл от Альфы Дракона, но ещё не придвинулся к Полярной; может быть, поэтому в Одиссее ни разу не упоминается направление на север.

Пифагорейцы предложили пироцентрическую модель Вселенной, в которой звёзды, Солнце, Луна и шесть планет обращаются вокруг Центрального Огня (Гестии). Чтобы всего получилось священное число - десять - сфер, шестой планетой объявили Противоземлю (Антихтон). Как Солнце, так и Луна, по этой теории, светили отражённым светом Гестии. Это была первая математическая система мира - у остальных древних космогонистов работало скорее воображение, чем логика.

Расстояния между сферами светил у пифагорейцев соответствовали музыкальным интервалам в гамме; при вращении их звучит «музыка сфер», неслышимая нами. Пифагорейцы считали Землю шарообразной и вращающейся, отчего и происходит смена дня и ночи. Впрочем, отдельные пифагорейцы (Аристарх Самосский и др.) придерживались гелиоцентрической системы. У пифагорейцев возникло впервые и понятие эфира, но чаще всего этим словом обозначался воздух. Только Платон обособил эфир как отдельную стихию.

Платон, ученик Сократа, уже не сомневался в шарообразности Земли (даже Демокрит считал её диском). По Платону, Космос не вечен, так как всё, что ощущается, есть вещь, а вещи старятся и умирают. Более того, само Время родилось вместе с Космосом. Далеко идущие последствия имел призыв Платона к астрономам разложить неравномерные движения светил на «совершенные» движения по окружностям.

На этот призыв откликнулся Евдокс Книдский, учитель Архимеда и сам ученик египетских жрецов. В своих (не сохранившихся) сочинениях он изложил кинематическую схему движения планет с несколькими наложенными круговыми движениями, всего по 27 сферам. Правда, согласие с наблюдениями для Марса было плохим. Дело в том, что орбита Марса заметно отличается от круговой, так что траектория и скорость движения планеты по небу меняются в широких пределах. Евдокс также составил звёздный каталог.

Аристотель, автор «Физики», тоже был учеником Платона. В его сочинениях было немало рациональных мыслей; он убедительно доказал, что Земля - шар, опираясь на форму тени Земли при лунных затмениях, оценил окружность Земли в 400 000 стадиев, или около 70 000 км - завышено почти вдвое, но для того времени точность неплохая. Но встречаются и множество ошибочных утверждений: разделение земных и небесных законов мира, отрицание пустоты и атомизма, четыре стихии как первоосновы материи плюс небесный эфир, противоречивая механика: «стрелу в полёте подталкивает воздух» - даже в Средневековье это нелепое положение высмеивалось (Филопон, Буридан). Метеоры он считал атмосферными явлениями, родственными молнии.

Концепции Аристотеля часть философов канонизировала ещё при его жизни, и в дальнейшем многие противоречащие им здравые идеи встречались враждебно - например, гелиоцентризм Аристарха Самосского. Аристарх впервые пытался также измерить расстояние до Солнца и Луны и их диаметры; для Солнца он ошибся на порядок (получилось, что диаметр Солнца в 250 раз больше земного), но до Аристарха все полагали, что Солнце меньше Земли. Именно поэтому он и решил, что в центре мира находится Солнце. Более точные измерения углового диаметра Солнца выполнил Архимед, в его пересказе нам и известны взгляды Аристарха, сочинения которого утрачены.

Эратосфен в 240 г. до н. э. довольно точно измерил длину земной окружности и наклон эклиптики к экватору (т.е наклон земной оси); он также предложил систему високосов, позже названную юлианским календарём.

С III века до н. э. греческая наука усвоила достижения вавилонян, в том числе - в астрономии и математике. Но греки пошли значительно дальше. Около 230 года до н. э. Аполлоний Пергский разработал новый метод представления неравномерного периодического движения через базовую окружность - деферент - и кружащуюся вокруг деферента вторичную окружность - эпицикл; само светило движется по эпициклу. В астрономию этот метод ввёл выдающийся астроном Гиппарх, работавший на Родосе.

Гиппарх открыл отличие тропического и сидерического годов, уточнил длину года (365,25 - 1/300 дней). Методика Аполлония позволила ему построить математическую теорию движения Солнца и Луны. Гиппарх ввёл понятия эксцентриситета орбиты, апогея и перигея, уточнил длительность синодического и сидерического лунных месяцев (с точностью до секунды), средние периоды обращения планет. По таблицам Гиппарха можно было предсказывать солнечные и лунные затмения с неслыханной для того времени точностью - до 1-2 часов. Кстати, именно он ввёл географические координаты - широту и долготу. Но главным результатом Гиппарха стало открытие смещения небесных координат - «предварения равноденствий». Изучив данные наблюдений за 169 лет, он нашёл, что положение Солнца в момент равноденствия сместилось на 2°, или на 47" в год (на самом деле - на 50,3").

В 134 году до н. э. в созвездии Скорпиона появилась новая яркая звезда. Чтобы облегчить слежение за изменениями на небе, Гиппарх составил каталог для 850 звёзд, разбив их на 6 классов по яркости.

46 год до н. э.: введён юлианский календарь, разработанный александрийским астрономом Созигеном по образцу египетского гражданского. Летоисчисление Рима велось от легендарного основания Рима - с 21 апреля 753 года до н. э.

Систему Гиппарха завершил великий александрийский астроном, математик, оптик и географ Клавдий Птолемей. Он значительно усовершенствовал сферическую тригонометрию, составил таблицу синусов (через 0,5°). Но главное его достижение - «Мегале синтаксис» (Большое построение); арабы превратили это название в «Аль Маджисти», отсюда позднейшее «Альмагест». Труд содержит фундаментальное изложение геоцентрической системы мира.

Будучи принципиально неверной, система Птолемея, тем не менее, позволяла с достаточной для того времени точностью предвычислять положения планет на небе и потому удовлетворяла, до известной степени, практическим запросам в течение многих веков.

Системой мира Птолемея завершается этап развития древнегреческой астрономии.

Распространение христианства и развитие феодализма в Средние века привели к потере интереса к естественным наукам, и развитие астрономии в Европе затормозилось на многие столетия.

Следующий период развития астрономии связан с деятельностью учёных стран ислама - ал-Баттани, ал-Бируни, Абу-л-Хасана ибн Юниса, Насир ад-Дина ат-Туси, Улугбека и многих других.

Историю древнегреческой астрономии можно условно разделить на четыре периода, ассоциируемых с различными этапами развития античного общества:
Архаический (донаучный) период (до VI века до н. э.): становление полисной структуры в Элладе;
Классический период (VI-IV века до н. э.): расцвет древнегреческого полиса;
Эллинистический период (III-II века до н. э.): расцвет крупных монархических держав, возникших на обломках империи Александра Македонского; с точки зрения науки особую роль играет птолемеевский Египет со столицей в Александрии;
Период упадка (I век до н. э. - I век н. э.), ассоциируемый с постепенным угасанием эллинистических держав и усилением влияния Рима;
Имперский период (II-V века н. э.): объединение всего Средиземноморья, включая Грецию и Египет, под властью Римской империи.

Эта периодизация является достаточно схематичной. В ряде случаев трудно установить принадлежность того или иного достижения к тому или иному периоду. Так, хотя общий характер астрономии и науки вообще в классический и эллинистический период выглядит достаточно различным, в целом развитие в VI-II веках до н. э. представляется более-менее непрерывным. С другой стороны, ряд достижений науки последнего, имперского периода (особенно в области астрономического приборостроения и, возможно, теории) являются ни чем иным, как повторением успехов, достигнутых астрономами эллинистической эпохи.

«Отец философии» Фалес Милетский в качестве этой опоры видел естественный объект - мировой океан. Анаксимандр Милетский предположил, что Вселенная является центрально-симметричной и в ней отсутствует какое-либо выделенное направление. Поэтому у находящейся в центре Космоса Земли отсутствует основание двигаться в каком-либо направлении, то есть она свободно покоится в центре Вселенной без опоры. Ученик Анаксимандра Анаксимен не последовал за учителем, полагая, что Земля удерживается от падения сжатым воздухом. Такого же мнения придерживался и Анаксагор. Точку зрения Анаксимандра разделяли пифагорейцы, Парменид и Птолемей. Не ясна позиция Демокрита: согласно разным свидетельствам, он последовал Анаксимандру или Анаксимену.

Анаксимандр считал Землю имеющей форму низкого цилиндра с высотой в три раза меньше диаметра основания. Анаксимен, Анаксагор, Левкипп считали Землю плоской, наподобие крышки стола. Принципиально новый шаг сделал Пифагор, который предположил, что Земля имеет форму шара. В этом ему последовали не только пифагорейцы, но также Парменид, Платон, Аристотель. Так возникла каноническая форма геоцентрической системы, впоследствии активно разрабатываемая древнегреческими астрономами: шарообразная Земля находится в центре сферической Вселенной; видимое суточное движение небесных светил является отражением вращения Космоса вокруг мировой оси.

Что касается порядка следования светил, то Анаксимандр считал звёзды расположенными ближе всего к Земле, далее следовали Луна и Солнце. Анаксимен впервые предположил, что звёзды являются самыми далёкими от Земли объектами, закреплёнными на внешней оболочке Космоса. В этом ему следовали все последующие учёные (за исключением Эмпедокла, поддержавшего Анаксимандра). Возникло мнение (впервые, вероятно, у Анаксимена или пифагорейцев), что чем больше период обращения светила по небесной сфере, тем оно выше. Таким образом, порядок расположения светил оказывался таким: Луна, Солнце, Марс, Юпитер, Сатурн, звёзды. Сюда не включены Меркурий и Венера, потому что у греков были разногласия на их счёт: Аристотель и Платон помещали их сразу за Солнцем, Птолемей - между Луной и Солнцем. Аристотель считал, что выше сферы неподвижных звёзд нет ничего, даже пространства, в то время как стоики считали, что наш мир погружен в бесконечное пустое пространство; атомисты вслед за Демокритом полагали, что за нашим миром (ограниченным сферой неподвижных звёзд) находятся другие миры. Это мнение поддерживали эпикурейцы, его ярко изложил Лукреций в поэме «О природе вещей».

Древнегреческие учёные по-разному, однако, обосновывали центральное положение и неподвижность Земли. Анаксимандр, как уже указывалось, в качестве причины указывал сферическую симметрию Космоса. Его не поддерживал Аристотель, выдвигая контрдовод, приписанный впоследствии Буридану: в таком случае человек, находящийся в центре комнаты, в которой у стен находится еда, должен умереть с голоду (см. Буриданов осёл). Сам Аристотель обосновывал геоцентризм следующим образом: Земля является тяжёлым телом, а естественным местом для тяжёлых тел является центр Вселенной; как показывает опыт, все тяжёлые тела падают отвесно, а поскольку они движутся к центру мира, Земля находится в центре. Кроме того, орбитальное движение Земли (которое предполагал пифагореец Филолай) Аристотель отвергал на том основании, что оно должно приводить к параллактическому смещению звёзд, которое не наблюдается.

Ряд авторов приводит и другие эмпирические доводы. Плиний Старший в своей энциклопедии «Естественная история» обосновывает центральное положение Земли равенством дня и ночи во время равноденствий и тем, что во время равноденствия восход и заход наблюдается на одной и той же линии, а восход солнца в день летнего солнцестояния находится на той же линии, что и заход в день зимнего солнцестояния. С астрономической точки зрения, все эти доводы, конечно, являются недоразумением. Немногим лучше и доводы, приводимые Клеомедом в учебнике «Лекции по астрономии», где он обосновывает центральность Земли от противного. По его мнению, если бы Земля находилась к востоку от центра Вселенной, то тени на рассвете были бы короче, чем на закате, небесные тела при восходе казались бы больше, чем при заходе, а продолжительность от рассвета до полудня была бы меньше, чем от полудня до заката. Поскольку всего этого не наблюдается, Земля не может быть смещена к востоку от центра мира. Аналогично доказывается, что Земля не может быть смещена к западу. Далее, если бы Земля располагалась севернее или южнее центра, тени на восходе Солнца простирались бы в северном или южном направлении, соответственно. Более того, на рассвете в дни равноденствий тени направлены точно в направлении захода Солнца в эти дни, а на восходе в день летнего солнцестояния тени указывают на точку захода Солнца в день зимнего солнцестояния. Это также указывает на то, что Земля не смещена к северу или югу от центра. Если бы Земля была выше центра, то можно было бы наблюдать меньше половины небосвода, в том числе менее шести знаков зодиака; как следствие, ночь всегда была бы длиннее дня. Аналогично доказывается, что Земля не может быть расположена ниже центра мира. Таким образом, она может находиться только в центре. Примерно такие же доводы в пользу центральности Земли приводит и Птолемей в Альмагесте, книга I. Разумеется, доводы Клеомеда и Птолемея доказывают только, что Вселенная гораздо больше Земли, и поэтому также являются несостоятельными.

Птолемей пытается также обосновать и неподвижность Земли (Альмагест, книга I). Во-первых, если бы Земля смещалась от центра, то наблюдались бы только что описанные эффекты, а раз их нет, Земля всегда находится в центре. Другим доводом является вертикальность траекторий падающих тел. Отсутствие осевого вращения Земли Птолемей обосновывает следующим образом: если бы Земля вращалась, то «…все предметы, не опирающиеся на Землю, должны казаться совершающими такое же движение в обратном направлении; ни облака, ни другие летающие или парящие объекты никогда не будут видимы движущимися на восток, поскольку движение Земли к востоку будет всегда отбрасывать их, так что эти объекты будут казаться движущимися на запад, в обратном направлении». Несостоятельность этого довода стала ясна только после открытия основ механики.

Схема геоцентрической системы мира (из книги Давида Ганса «Нехмад венаим», XVI век). Подписаны сферы: воздух, Луна, Меркурий, Венера, Солнце, сфера неподвижных звёзд, сфера, отвечавшая за предварение равноденствий.

Классический период (с VI - по IV век до н. э.)

Главными действующими лицами этого периода являются философы, интуитивно нащупывающие то, что впоследствии будет названо научным методом познания. Одновременно проводятся первые специализированные астрономические наблюдения, развивается теория и практика календаря; в основу астрономии впервые полагается геометрия, вводится ряд абстрактных понятий математической астрономии; делаются попытки отыскать в движении светил физические закономерности. Получили научное объяснение ряд астрономических явлений, доказана шарообразность Земли. Вместе с тем, связь между астрономическим наблюдениями и теорией ещё недостаточно прочна, слишком велика доля спекуляций, основанных на сугубо эстетических соображениях.

Источники

До нас дошли только два специализированных астрономических труда этого периода, трактаты О вращающейся сфере и О восходе и заходе звёзд Автолика из Питаны - учебники по геометрии небесной сферы, написанные в самом конце этого периода, около 310 года до н. э. К ним примыкает также поэма Феномены Арата из Сол (написанная, впрочем, в первой половине III века до н. э.), где содержится описание древнегреческих созвездий (поэтическое переложение не дошедших до нас трудов Евдокса Книдского, IV век до н. э.).

Вопросы астрономического характера часто затрагиваются в трудах древнегреческих философов: некоторых диалогах Платона (особенно Тимей, а также Государство, Федон, Законы, Послезаконие), трактатах Аристотеля (особенно О Небе, а также Метеорологика, Физика, Метафизика). Труды философов более раннего времени (досократиков) до нас дошли только в очень отрывочном виде через вторые, а то и третьи руки.

Философский фундамент астрономии

Досократики, Платон

В этот период выработались два принципиально различных философских подхода в науке вообще и астрономии в частности. Первый из них зародился в Ионии и поэтому может быть назван ионийским. Для него характерны попытки найти материальную первооснову бытия, изменением которой философы надеялись объяснить всё многообразие природы. В движении небесных тел эти философы пытались увидеть проявления тех же сил, что действуют и на Земле. Первоначально ионийское направление было представлено философами города Милета Фалесом, Анаксимандром и Анаксименом. Этот подход нашёл своих сторонников и в других частях Эллады. К числу ионийцев относится Анаксагор из Клазомен, значительную часть жизни проведший в Афинах, в значительной мере уроженец Сицилии Эмпедокл из Акраганта. Своей вершины ионийский подход достиг в трудах античных атомистов: Левкиппа (родом, возможно, также из Милета) и Демокрита из Абдер, явившихся предтечами механистической философии.

Стремление дать причинное объяснение явлений природы было сильной стороной ионийцев. В настоящем состоянии мира они увидели результат действия физических сил, а не мифических богов и чудовищ. Ионийцы полагали небесные светила объектами, в принципе, той же природы, что и земные камни, движением которых управляют те же силы, что действуют на Земле. Cуточное вращение небосвода они считали реликтом изначального вихревого движения, охватывавшего всю материю Вселенной. Философы-ионийцы были первыми, кого назвали физиками. Однако недостатком учений ионийских натурфилософов была попытка создать физику без математики. Ионийцы не увидели геометрическую основу Космоса.

Второе направление ранней греческой философии можно назвать италийским, поскольку оно получило первоначальное развитие в греческих колониях италийского полуострова. Его основоположник Пифагор основал знаменитый религиозно-философский союз, представители которого, в отличие от ионийцев, видели основу мира в математической гармонии, точнее, в гармонии чисел, стремясь при этом к единению науки и религии. Небесные светила они считали богами. Это обосновывалось следующим образом: боги - это совершенный разум, для них характерен наиболее совершенный вид движения; таковым является движение по окружности, поскольку оно вечное, не имеет ни начала, ни конца и все время переходит само в себя. Как показывают астрономические наблюдения, небесные тела движутся по окружностям, следовательно, они являются богами. Наследником пифагорейцев был великий афинский философ Платон, который полагал весь Космос созданным идеальным божеством по своему образу и подобию. Хотя пифагорейцы и Платон верили в божественность небесных светил, для них не была характерна вера в астрологию: известен крайне скептический отзыв о ней Евдокса, ученика Платона и последователя философии пифагорейцев

Начиная с Фалеса Милетского интенсивно наблюдались также явления, связанные с Солнцем: солнцестояния и равноденствия. Согласно дошедшим до нас свидетельствам, астроном Клеострат Тенедосский (около 500 г. до н. э.) первым в Греции установил, что созвездия Овна, Стрельца и Скорпиона являются зодиакальными, то есть через них проходит Солнце в своём движении по небесной сфере. Самым ранним свидетельством знания греками всех зодиакальных созвездий является календарь, составленный афинским астрономом Эвктемоном в середине V века до н. э. Тот же Эвктемон впервые установил неравенство времён года, связанное с неравномерностью движения Солнца по эклиптике. По его измерениям, длина астрономической весны, лета, осени и зимы составляет, соответственно, 93, 90, 90 и 92 дней (на самом деле, соответственно, 94,1 день, 92,2 дня, 88,6 дней, 90,4 дня). Гораздо более высокая точность характеризует измерения Каллиппа из Кизика, жившего столетие спустя: по его данным, весна длится 94 дня, лето 92 дня, осень 89 дней, зима 90 дней.

Древнегреческие учёные фиксировали также появления комет, покрытия планет Луной.

Об астрономических инструментах греков классического периода практически ничего неизвестно. Про Анаксимандра Милетского сообщали, что для распознавания равноденствий и солнцестояний он использовал гномон - древнейший астрономический инструмент, представляющий собой вертикально расположенный стержень. Евдоксу приписывают и изобретение «паука» - основного конструктивного элемента астролябии.

Сферические солнечные часы

Для исчисления времени днём, по всей видимости, часто использовались солнечные часы. Сначала были изобретены сферические солнечные часы (скафэ), как наиболее простые. Усовершенствований конструкции солнечных часов также приписывалось Евдоксу. Вероятно, это было изобретение одной из разновидностей плоских солнечных часов.

Календарь греков был лунно-солнечным. Среди авторов календарей (так называемых парапегм) были такие знаменитые учёные, как Демокрит, Метон, Эвктемон. Парепегмы часто выбивались на каменных стелах и колоннах, установленных в общественных местах. В Афинах был в ходу календарь, основанный на 8-летнем цикле (согласно некоторым сведениям, введённый знаменитым законодателем Солоном). Значительное усовершенствование лунно-солнечного календаря принадлежит афинскому астроному Метону, который открыл 19-летний календарный цикл:
19 лет = 235 синодических месяцев = 6940 дней.

В течение этого периода времени даты солнцестояний и равноденствий постепенно меняются и одна и та же лунная фаза каждый раз приходится на другую календарную дату, однако по окончании цикла солнцестояние и равноденствие приходятся на ту же дату, и в этот день имеет место та же фаза Луны, что и в начале цикла. Однако метонов цикл так и не был положен в основу афинского гражданского календаря (а его первооткрыватель удостоился насмешек в одной из комедий Аристофана).

Уточнение метонова цикла произвёл Каллипп, живший примерно через столетие после Метона: он объединил четыре цикла, опустив при этом 1 день. Таким образом, продолжительность каллиппова цикла составила
76 лет = 940 месяцев = 27759 дней.

Год в цикле Каллиппа равен 365,25 суток (такое же значение принято в юлианском календаре). Продолжительность месяца составляет 29,5309 суток, что всего на 22 секунды длиннее его истинного значения. На основе этих данных Каллипп составил собственный календарь.
[править]
Космология

Изображение геоцентрической системы (из книги Петра Апиана Космография, 1524 г.)

В классическую эпоху возникла геоцентрическая система мира, согласно которой в центре сферической Вселенной находится неподвижная шарообразная Земля и видимое суточное движение небесных светил является отражением вращения Космоса вокруг мировой оси. Её предтечей является Анаксимандр Милетский. В его системе мира содержались три революционных момента: плоская Земля расположена без какой-либо опоры, пути небесных тел являются целыми кругами, небесные тела находятся на различных расстояниях от Земли. Ещё дальше пошёл Пифагор, предположивший, что Земля имеет форму шара. Эта гипотеза поначалу вызвала большое сопротивление; так, среди её противников были знаменитые философы ионийского направления Анаксагор, Эмпедокл, Левкипп, Демокрит. Однако после её поддержки Парменидом, Платоном, Евдоксом и Аристотелем она стала основой всей математической астрономии и географии.

Если Анаксимандр считал звёзды расположенными ближе всего к Земле (далее следовали Луна и Солнце), то его ученик Анаксимен впервые предположил, что звёзды являются самыми далёкими от Земли объектами, закреплёнными на внешней оболочке Космоса. Возникло мнение (впервые, вероятно, у Анаксимена или пифагорейцев), что период обращения светила по небесной сфере растёт с увеличением его расстояния от Земли. Таким образом, порядок расположения светил оказывался таким: Луна, Солнце, Марс, Юпитер, Сатурн, звёзды. Сюда не включены Меркурий и Венера, потому что период их обращения по небесной сфере равен одному году, как и у Солнца. Аристотель и Платон помещали эти планеты между Солнцем и Марсом. Аристотель обосновывал это тем, что никакая из планет никогда не заслоняла собою Солнце и Луну, хотя обратное (покрытие планет Луной) наблюдалось неоднократно.

Начиная с Анаксимандра, предпринимались многочисленные попытки установить расстояния от Земли до небесных тел. Эти попытки были основаны на спекулятивных пифагорейских соображениях о гармонии мира. Они нашли отражение, в частности, у Платона.

Философы-ионийцы полагали, что движением небесных светил управляют силы, аналогичные тем, что действуют в земном масштабе. Так, Эмпедокл, Анаксагор, Демокрит полагали, что небесные тела не падают на Землю, поскольку их удерживает центробежная сила. Италийцы (пифагорейцы и Платон) считали, что светила, будучи богами, движутся сами по себе, как живые существа.

Аристотель полагал, что небесные тела переносятся в своём движении твёрдыми небесными сферами, к которым они прикреплены. В трактате О Небе он утверждал, что небесные тела совершают равномерные круговые движения просто потому, что такова природа составляющего их эфира. В трактате Метафизика он высказывет иное мнение: всё, что движется, приводится в движение чем-нибудь внешним, которое, в свою очередь, также чем-то движется, и так далее, пока мы не дойдем до двигателя, который сам по себе неподвижен. Таким образом, если небесные светила движутся посредством сфер, к которым они прикреплены, то эти сферы приводятся в движение двигателями, которые сами по себе неподвижны. За каждое небесное тело ответственно несколько «неподвижных двигателей», по числу сфер, которые его несут. Находящаяся на границе мира сфера неподвижных звезд должна иметь только один двигатель, поскольку она совершает лишь одно движение - суточное вращение вокруг оси. Поскольку эта сфера охватывает весь мир, соответствующий двигатель (Перводвигатель) и является в конечном итоге источником всех движений во Вселенной. Все неподвижные двигатели разделяют те же качества, что и Перводвигатель: они являются нематериальными бестелесными образованиями и представляют собой чистый разум (латинские средневековые учёные называли их интеллигенциями и обычно отождествляли с ангелами).

Геоцентрическая система мира стала основной космологической моделью вплоть до XVII века н. э. Однако учёные классического периода развивали и другие взгляды. Так, среди пифагорейцев было довольно широко распространено мнение (обнародованное Филолаем Кротонским в конце V века до н. э.), что в середине мира располагается некий Центральный огонь, вокруг которого, наряду с планетами, вращается и Земля, делая полный оборот за сутки; Центральный огонь невидим, поскольку между ним и Землёй движется ещё одно небесное тело - Противоземля. Несмотря на искусственность этой системы мира, она имела важнейшее значение для развития науки, поскольку впервые в истории Земля была названа одной из планет. Пифагорейцы выдвинули также мнение, что суточное вращение небосвода объясняется вращением Земли вокруг оси. Это мнение было поддержано и обосновано Гераклидом Понтийским (2-я половина IV века до н. э.). Кроме того, на основании дошедших до нас скудных сведений можно предположить, что Гераклид считал Венеру и Меркурий обращающимися вокруг Солнца, которое, в свою очередь, обращается вокруг Земли. Существует и другая реконструкция система мира Гераклида: и Солнце, и Венера, и Земля вращаются по окружностям вокруг единого центра, причём период одного оборота Земли равен году. В таком случае теория Гераклида являлась органическим развитием системы мира Филолая и непосредственным предшественником гелиоцентрической системы мира Аристарха.

Среди философов были значительные разногласия насчёт того, что находится вне Космоса. Некоторые философы считали, что там располагается бесконечное пустое пространство; по мнению Аристотеля, вне Космоса нет ничего, даже пространства; атомисты Левкипп, Демокрит и их сторонники полагали, что за нашим миром (ограниченным сферой неподвижных звёзд) находятся другие миры. Наиболее близкими к современным были взгляды Гераклида Понтийского, согласно которому неподвижные звёзды - это и есть другие миры, располагающиеся в бесконечном пространстве.

Объяснение астрономических явлений с позиций геоцентризма

Наибольшей трудностью для древнегреческой астрономии являлось неравномерность движения небесных светил (особенно попятные движения планет), поскольку в пифагорейско-платоновской традиции (которой в значительной степени следовал и Аристотель), они считались божествами, которым надлежит совершать только равномерные движения. Для преодоления этой трудности создавались модели, в которых сложные видимые движения планет объяснялись как результат сложений нескольких равномерных движений по окружностям. Конкретным воплощением этого принципа являлись поддержанная Аристотелем теория гомоцентрических сфер Евдокса-Каллиппа и теория эпициклов Аполлония Пергского, Гиппарха и Птолемея. Впрочем, последний был вынужден частично отказаться от принципа равномерных движений, введя модель экванта.

Уже одна из первых идей, оппозиционных геоцентризму (гелиоцентрическая гипотеза Аристарха Самосского) привела к реакции со стороны представителей религиозной философии: стоик Клеанф призвал привлечь Аристарха к суду за то, что он двигает с места «Очаг мира», имея в виду Землю; неизвестно, впрочем, увенчались ли старания Клеанфа успехом. В Средневековье, поскольку христианская церковь учила, что весь мир создан Богом ради человека (см. Антропоцентризм), геоцентризм также успешно адаптировался к христианству. Этому способствовало также буквальное прочтение Библии.

Имперский период (II-V века н. э.)

Астрономия постепенно возрождается, но с заметной примесью астрологии. В этот период создаются ряд обобщающих астрономических трудов. Однако новый расцвет стремительно сменяется застоем и затем новым кризисом, на этот раз ещё более глубоким, связанным с общим упадком культуры в период крушения Римской империи, а также с радикальным пересмотром ценностей античной цивилизации, произведённым ранним христианством.
[править]
Источники

До нас дошли сочинения Клавдия Птолемея (2-я половина II века н. э.):

Иллюстрация из Альмагеста (латинский перевод Георгия Трапезундского, 1451 г.)
Альмагест, затрагивающий почти все аспекты математической астрономии античности - главный источник наших знаний об античной астрономии; содержит знаменитую птолемееву теорию планетных движений;
Канопская надпись - предварительная версия параметров его планетной теории, высеченная на каменной стеле;
Подручные таблицы - таблицы планетных движений, составленные на основе изложенных в Альмагесте теорий;
Планетные гипотезы, где содержится космологическая схема Птолемея.
О планисфере, где описывается теория стереографической проекции, лежащей в основе некоего «гороскопического инструмента» (вероятно, астролябии).
О восходах неподвижных звёзд, где представлен календарь, основанный на моментах гелиактических восходов звёзд в течение года.

Некоторые астрономические сведения содержат и другие сочинения Птолемея: Оптика, География и трактат по астрологии Четверокнижие.

Возможно, в I-II вв. н.э. были написаны и другие произведения такого же характера, что и Альмагест, но они до нас не дошли.

В этот период были также написаны два трактата по сферической астрономии, известных под названием Сферика. Один из них является фундаментальным трудом, написанным выдающимся астрономом Менелаем Александрийским (I век н. э.), где изложены основы сферической тригонометрии (внутренней геометрии сферических поверхностей). Второй труд написан Феодосием (I или II век н. э.) и является промежуточным по уровню между трудами ранних авторов (Автолика и Евклида) и Менелая. Феодосию принадлежат также ещё два дошедших до нас труда: О жилищах, где приведено описание звёздного неба с точки зрения наблюдателей, находящихся на разных географических широтах, и О днях и ночах, где рассматривается движение Солнца вдоль эклиптики. Описанию вида звёздного неба посвящён небольшой трактат Астрономия Гигина (I век н. э.).

Вопросы астрономии рассматриваются также в ряде трудов комментаторского характера, написанных в этот период (авторы: Теон Смирнский, II век н. э., Симпликий, V век н. э., Цензорин, III век н. э., Папп Александрийский, III или IV век н. э., Теон Александрийский, IV век н. э., Прокл, V век н. э. и др.). Некоторые астрономические вопросы рассматриваются также в трудах энциклопедиста Плиния Старшего, философов Цицерона, Сенеки, Лукреция, архитектора Витрувия, географа Страбона, астрологов Манилия и Веттия Валента, механика Герона Александрийского, богослова Синезия Киренского.
[править]
Практическая астрономия

Трикветрум Клавдия Птолемея (из книги 1544 г.)

Задачей планетных наблюдений рассматриваемого периода является обеспечение численным материалом теорий движения планет, Солнца и Луны. С этой целью производили свои наблюдения Менелай Александрийский, Клавдий Птолемей и другие астрономы (по вопросу подлинности наблюдений Птолемея ведётся напряжённая дискуссия). В случае Солнца, основные усилия астрономов по прежнему были направлены на точную фиксацию моментов равноденствий и солнцестояний. В случае Луны, наблюдались затмения (фиксировался точный момент наибольшей фазы и положение Луны среди звёзд), а также моменты квадратур. Для внутренних планет (Меркурия и Венеры), основной интерес представляли наибольшие элонгации, когда эти планеты находятся на наибольшем угловом расстоянии от Солнца. У внешних планет особый упор делался на фиксировании моментов противостояний с Солнцем и их наблюдении в промежуточные моменты времени, а также на изучении их попятных движений. Большое внимание астрономов привлекали также такие редкие явления, как соединения планет с Луной, звёздами и друг с другом.

Производились также наблюдения координат звёзд. Птолемей приводит в Альмагесте звёздный каталог, где, по его утверждению, каждую звезду он наблюдал самостоятельно. Не исключено, однако, что этот каталог почти целиком является каталогом Гиппарха с пересчитанными за счёт прецессии координатами звёзд.

Последние астрономические наблюдения в античности были произведены в конце V века Проклом и его учениками Гелиодором и Аммонием.

Птолемей описывает несколько астрономических инструментов, бывших в употреблении в его время. Это квадрант, равноденственное кольцо, полуденный круг, армиллярная сфера, трикветрум, а также специальный прибор для измерения углового размера Луны. Герон Александрийский упоминает ещё один астрономический инструмент - диоптру.

Постепенно получает распространение астролябия, в средние века ставшая главным инструментом астрономов. Являющаяся математической основой астролябии стереографическая проекция была использована в так называемом «указателе бурной погоды», описанным Витрувием и представляющим собой механический аналог подвижной карты звёздного неба. В своей работе О планисфере Птолемей описывает стереографическую проекцию и отмечает, что она является математической основой «гороскопического инструмента», по описанию совпадающего с астролябией. В конце IV века н.э. трактат об астролябии был написан Теоном Александрийским; это сочинение до нас не дошло, но его содержание может быть восстановлено на основании более трудов более поздних авторов. По сообщению Синезия, в изготовлении астролябий принимала участие дочь Теона, легендарная Гипатия. Самые ранние дошедшие до нас трактаты об астролябии были написаны Аммонием Гермием в конце V или начале VI века и немного позднее его учеником Иоанном Филопоном.
[править]
Математический аппарат астрономии

Заметным новшеством птолемеева Альмагеста является описание уравнения времени - функции, описывающей отклонение среднего солнечного времени от истинного солнечного времени.
[править]
Теории движения небесных тел

Теория бисекции эксцентриситета. Точки на окружности показывают положения планеты через равные промежутки времени. O - центр деферента, T - Земля, E - точка экванта, A - апогей деферента, P - перигей деферента, S - планета, C - средняя планета (центр эпицикла)

Хотя теория движения Солнца, Луны и планет развивалась начиная ещё с эллинистического периода, первая дошедшая до нас теория представлена в Альмагесте Птолемея. Движение всех небесных тел представлено в виде комбинации нескольких движений по большим и малым кругам (эпициклам, деферентам, эксцентрам). Солнечная теория Птолемея полностью совпадает с теорией Гиппарха, о которой мы знаем только из Альмагеста. Значительные новшества содержатся в лунной теории Птолемея, где впервые учтён и смоделирован новый вид неравномерности в движении естественного спутника - эвекция. Недостатком этой теории является преувеличение интервала изменения расстояния от Земли до Луны - почти в два раза, что должно отражаться в изменении углового диаметра Луны, что не наблюдается в реальности.

Наиболее интересной является планетная теория Птолемея (теория бисекции эксцентриситета): каждая из планет (кроме Меркурия) равномерно движется по малому кругу (эпициклу), центр которого совершает движение по большому кругу (деференту), причём Земля смещена относительно центра деферента; самое главное, и угловая, и линейная скорость центра эпицикла меняется при движении по деференту, причём это движение выглядело бы равномерным при наблюдении из некоторой точки (экванта), так что отрезок, соединяющий Землю и эквант делится центром деферента пополам. Эта теория позволяла с большой точностью смоделировать зодиакальное неравенство в движении планет.

Был ли автором теории бисекции эксцентриситета сам Птолемей, неизвестно. По мнению Ван дер Вардена, находящему поддержку в ряде недавних исследований, её истоки следует искать в не дошедших до нас работах учёных более раннего времени.

Параметры движения планет по эпициклам и деферентам были определены из наблюдений (хотя до сих пор неясно, не были ли эти наблюдения сфальцифицированы). Точность птолемеевской модели составляет: для Сатурна - около 1/2°, Юпитера - около 10", Марса - более 1°, Венеры и особенно Меркурия - до нескольких градусов.
[править]
Космология и физика неба

В теории Птолемея предполагался следующий порядок следования светил с увеличением расстояния от Земли: Луна, Меркурий, Венера, Солнце, Марс, Юпитер, Сатурн, неподвижные звезды. При этом среднее расстояние от Земли росло с ростом периода обращения среди звёзд; по прежнему оставалась нерешённой проблема Меркурия и Венеры, у которых этот период равен солнечному (Птолемей не приводит достаточно убедительных аргументов, почему он помещает эти проблемы «ниже» Солнца, просто ссылаясь на мнение учёных более раннего периода). Все звезды считались находящимися на одной и той же сфере - сфере неподвижных звёзд. Для объяснения прецессии он был вынужден добавить ещё одну сферу, которая находится выше сферы неподвижных звёзд.

Эпицикл и деферент согласно теории вложенных сфер.

В теории эпициклов, в том числе у Птолемея, расстояние от планет до Земли менялось. Физическую картину, которая может стоять за этой теорией, описал Теон Смирнский (конец I - начало II века н. э.) в дошедшем до нас сочинении Математические понятия, полезные для чтения Платона. Это теория вложенных сфер, основные положения которой сводится к следующему. Представим себе две сделанные из твёрдого материала концентрические сферы, между которыми помещена маленькая сфера. Среднее арифметическое радиусов больших сфер является радиусом деферента, а радиус малой сферы - радиусом эпицикла. Вращение двух больших сфер заставит маленькую сферу вращаться между ними. Если поместить на экватор малой сферы планету, то её движение будет в точности таким, как в теории эпициклов; таким образом, эпицикл является экватором малой сферы.

Этой теории, с некоторыми модификациями, придерживался и Птолемей. Она описана в его труде Планетные гипотезы. Там отмечается, в частности, что максимальное расстояние до каждой из планет равно минимальному расстоянию до планеты, следующей за ней, то есть максимальное расстояние до Луны равно минимальному расстоянию до Меркурия и т. д. Максимальное расстояние до Луны Птолемей смог оценить с помощью метода, аналогичного методу Аристарха: 64 радиуса Земли. Это дало ему масштаб всей Вселенной. В результате вышло, что звезды расположены на расстоянии около 20 тысяч радиусов Земли. Птолемей также сделал попытку оценить размеры планет. В результате случайной компенсации ряда ошибок Земля у него оказалась средним по размерам телом Вселенной, а звезды имеющими примерно тот же размер, что и Солнце.

По мнению Птолемея, совокупность эфирных сфер, принадлежащих каждой из планет - это разумное одушевленное существо, где сама планета выполняет роль мозгового центра; исходящие от него импульсы (эманации) приводят в движение сферы, которые, в свою очередь, переносят планету. Птолемей приводит следующую аналогию: мозг птицы посылает в её тело сигналы, заставляющие двигаться крылья, несущие птицу по воздуху. При этом Птолемей отвергает точку зрения зрения Аристотеля о Перводвигателе как причине движения планет: небесные сферы совершают движения по своей воле, и только самая внешняя из них приводится в движение Перводвигателем.

В позднюю античность (начиная со II века н. э.) отмечается существенный рост влияния физики Аристотеля. Был составлен ряд комментариев к произведениям Аристотеля (Созиген, II в. н. э., Александр Афродисийский, конец II - начало III века н. э., Симпликий, VI в.). Наблюдается возрождение интереса к теории гомоцентрических сфер и попытки согласовать теорию эпициклов с физикой Аристотеля. Вместе с тем, некоторые философы выражали достаточно критическое отношение к тем или иным постулатам Аристотеля, особенно к его мнению о существовании пятого элемента - эфира (Ксенарх, I в. н. э., Прокл Диадох, V в., Иоанн Филопон, VI в.). Проклу принадлежат также и ряд критических замечания в адрес теории эпициклов.

Развивались также взгляды, выходящие за рамки геоцентризма. Так, Птолемей дискутирует с некоторыми учёными (не называя их по имени), которые предполагают суточное вращение Земли. Латинский автор V в. н. э. Марциан Капелла в сочинении Брак Меркурия и филологии описывает систему, в которой Солнце обращается по окружности вокруг Земли, а Меркурий и Венера - вокруг Солнца.

Наконец, в сочинениях ряда авторов той эпохи описаны представления, которые предвосхитили идеи учёных Нового времени. Так, один из участников диалога Плутарха О лике, видимом на диске Луны утверждает, что Луна не падает на Землю из-за действия центробежной силы (подобно предметам, вложенным в пращу), «ведь каждый предмет увлекается естественным ему движением, если его не отклоняет в сторону какая иная сила». В том же диалоге отмечается, что тяготение свойственно не только Земле, но и небесным телам, включая Солнце. Мотивом могла быть аналогия между формой небесных тел и Земли: все эти объекты имеют форму шара, а раз шарообразность Земли связана с её собственной гравитацией, то логично предположить, что и шарообразность других тел во Вселенной связана с той же причиной.

Философ Сенека (I век н. э.) свидетельствует, что в античности были распространены взгляды, согласно которым сила тяготения действует и между небесными телами. При этом попятные движения планет являются лишь видимостью: планеты всегда движутся в одном направлении, ибо если бы они остановились, они бы просто упали друг на друга, а в действительности их удерживает от падения само их движение. Сенека отмечает также возможность суточного вращения Земли.

Плиний и Витрувий описывают теорию, в которой движением планет управляют солнечные лучи «в форме треугольников». Что это означает, очень трудно понять, но возможно, в оригинальном тексте, откуда заимствовали свои описания эти авторы, говорилось о движении планет под действием силы тяготения и инерции.

Тот же Сенека излагает одно из мнений о природе комет, согласно которому кометы движутся по очень вытянутым орбитам, будучи видимыми только тогда, когда они достигает нижайшей точки своей орбиты. Он также полагает, что кометы могут возвращаться, причём время между их возвращениями составляет 70 лет (напомним, что период обращения самой известной из комет, кометы Галлея, составляет 76 лет).

Макробий (V век н. э.) упоминает о существовании школы астрономов, предполагавших существование собственных движений звезд, незаметных ввиду огромной удаленности звезд и недостаточного промежутка времени наблюдений.

Ещё один древнеримский автор Манилий (I век н. э.) приводит мнение, что Солнце периодически притягивает кометы к себе и затем заставляет их удаляться, как и планеты Меркурий и Венера. Манилий также свидетельствует, что в начале нашей эры все ещё жива была точка зрения, что Млечный Путь является совместным свечением многих звёзд, расположенных недалеко друг от друга

Сергей Житомирский

Античная астрономия занимает в истории науки особое место. Именно в Древней Греции были заложены основы современного научного мышления. За семь с половиной столетий от Фалеса и Анаксимандра, сделавших первые шаги в осмыслении Вселенной, до Клавдия Птолемея, создавшего математическую теорию движения светил, античные учёные прошли огромный путь, на котором у них не было предшественников. Астрономы античности использовали данные, полученные задолго до них в Вавилоне. Однако для их обработки они создали совершенно новые математические методы, которые были взяты на вооружение средневековыми арабскими, а позднее и европейскими астрономами.

Вселенная в традиционной греческой мифологии

Как представляли себе мир греки в VIII в. до н. э., можно судить по поэме фиванского поэта Гесиода «Теогония» (О происхождении богов). Рассказ о возникновении мира он начинает так

Прежде всего во вселенной

Хаос зародился, а следом

Широкогрудая Гея, всеобщий приют

безопасный... Гея - Земля - родила себе

равное ширью Звёздное небо, Урана, чтоб точно

покрыл её всюду.

Небо утверждено на плоской Земле. На чём же тогда держится сама Земля? А ни на чём. Оказывается, под ней простирается огромное пустое пространство - Тартар, ставший тюрьмой для титанов, побеждённых богами.

Подземь их сбросили столь глубоко, сколь далёко до неба, Ибо настолько от нас отстоит

многосумрачный Тартар. Если бы, медную взяв наковальню,

метнуть её с неба, В девять дней и ночей до земли бы

она долетела, Если бы, медную взяв наковальню,

с земли её сбросить, В девять дней и ночей долетела б до Тартара тяжесть.

В представлениях древних греков Вселенная разделялась Землёй на светлую и тёмную части: верхняя была небом, а в нижней царил Эреб - подземный мрак. Считалось, что туда не заглядывает Солнце. Днём оно объезжает небо на колеснице, а ночью плывёт в золотой чаше по окружающему Землю океану к месту восхода. Конечно, такая картина мира не слишком подходила для объяснения движений небесных светил; впрочем, она для этого и не предназначалась.

Календарь и звёзды

В Древней Греции, как и в странах Востока, в качестве религиозного и гражданского использовался лунно-солнечный календарь. В нём начало каждого календарного месяца должно было располагаться как можно ближе к новолунию, а средняя продолжительность календарного года по возможности соответствовать промежутку времени между весенними равноденствиями («тропический год», как его называют сегодня). При этом месяцы по 30 и 29 дней чередовались. Но 12 лунных месяцев примерно на треть месяца короче года. Поэтому, чтобы выполнить второе требование, время от времени приходилось прибегать к интеркаляциям - добавлять в отдельные годы дополнительный, тринадцатый, месяц.

Вставки делались нерегулярно правительством каждого полиса -города-государства. Для этого назначались специальные лица, которые следили за величиной отставания календарного года от солнечного. В разделённой на мелкие государства Греции календари имели местное значение - одних названий месяцев в греческом мире существовало около 400. Математик и музыковед Аристоксен (354–300 до н. э.) писал о календарном беспорядке: «Десятый день месяца у коринфян - это пятый у афинян и восьмой у кого-нибудь ещё».

Простой и точный, 19-летний цикл, использовавшийся ещё в Вавилоне, предложил в 433 г. до н. э. афинский астроном Метон. Этот цикл предусматривал вставку семи дополнительных месяцев за 19 лет; его ошибка не превышала двух часов за один цикл.

Земледельцы, связанные с сезонными работами, издревле пользовались ещё и звёздным календарём, который не зависел от сложных движений Солнца и Луны. Гесиод в поэме «Труды и дни», указывая своему брату Персу время проведения сельскохозяйственных работ, отмечает их не по лунно-солнечному календарю, а по звёздам:

Лишь на востоке начнут восходить Атлантиды Плеяды, Жать поспешай, а начнут заходить - за сев принимайся. Вот высоко средь неба уж Сириус

встал с Орионом, Уж начинает Заря розоперстая

видеть Арктура, Режь, о Перс, и домой уноси

виноградные гроздья.

Таким образом, хорошее знание звёздного неба, которым в современном мире мало кто может похвастаться, древним грекам было необходимо и, очевидно, широко распространено. По-видимому, этой науке детей учили в семьях с раннего возраста.

Лунно-солнечный календарь использовался и в Риме. Но здесь царил ещё больший «календарный произвол». Длина и начало года зависели от понтификов (от лат. pontifices), римских жрецов, которые нередко пользовались своим правом в корыстных целях. Такое положение не могло удовлетворить огромную империю, в которую стремительно превращалось Римское государство. В 46 г. до н. э. Юлий Цезарь (100–44 до н. э.), исполнявший обязанности не только главы государства, но и верховного жреца, провёл календарную реформу. Новый календарь по его поручению разработал александрийский математик и астроном Созиген, по происхождению грек. За основу он взял египетский, чисто солнечный, календарь. Отказ от учёта лунных фаз позволил сделать календарь достаточно простым и точным. Этот календарь, названный юлианским, использовался в христианском мире до введения в католических странах в XVI в. уточнённого григорианского календаря. Летосчисление по юлианскому календарю началось в 45 г. до н. э. На 1 января перенесли начало года (раньше первым месяцем был март). В благодарность за введение календаря сенат постановил переименовать месяц квинтилис (пятый), в котором родился Цезарь, в юлиус - наш июль. В 8 г. н. э. в честь следующего императора, Октавиана Августа, месяц сек-стилис (шестой), был переименован в августус. Когда Тиберию, третьему принцепсу (императору), сенаторы предложили назвать его именем месяц септембр (седьмой), он будто бы отказался, ответив: «А что будет делать тринадцатый принцепс».

Новый календарь оказался чисто гражданским, религиозные праздники в силу традиции по-прежнему справлялись в соответствии с фазами Луны. И в настоящее время праздник Пасхи согласовывается с лунным календарём, причём для расчёта его даты используется цикл, предложенный ещё Метоном.

Фалес и предсказание затмения

Фалёс (конец VII - середина VI в. до н. э.) жил в греческом торговом городе Милете, расположенном в Малой Азии. С античных времён историки называют Фалеса «отцом философии». К сожалению, его сочинения до нас не дошли. Известно лишь, что он стремился найти естественные причины явлений, считал началом всего воду и сравнивал Землю с куском дерева, плавающим в воде.

Геродот, рассказывая о войне восточных государств Лидии и Мидии, сообщал: «Так с переменным успехом продолжалась эта война, и на шестой год во время одной битвы день превратился в ночь. Это солнечное затмение предсказал ионянам Фалес Милетский и даже точно определил заранее год, в который оно наступит. Когда лидийцы и мидяне увидели, что день обратился в ночь, то поспешно заключили мир».

Это затмение, согласно современным расчётам, произошло 28 мая 585 г. до н. э. Чтобы установить периодичность затмений, вавилонским астрологам потребовалось не одно столетие. Вряд ли Фалес мог обладать достаточными данными, чтобы сделать предсказание самостоятельно.

Ещё большую пользу астрономии Фалес принёс как математик. По-видимому, он первым пришёл к мысли о необходимости поиска математических доказательств. Он, например, доказывал теорему о равенстве углов при основании равнобедренного треугольника, т. е. вещи, на первый взгляд очевидные. Ему важен был не сам результат, а принцип логического построения. Для астрономии весьма существенно и то, что Фалес стал основоположником геометрического изучения углов.

Фалес мог бы первым сказать: «Не знающий математики да не входит в храм астрономии».

Анаксиманар

Анаксимандр Милетский (около 610 - после 547 до н. э.) был учеником и родственником Фалеса. Как и его учитель, он занимался не только науками, но также делами общественными и торговыми. Его книги «О природе» и «Сферы» не сохранились, и об их содержании мы знаем по пересказам читавших. Мир Анаксимандра необычен. Небесные светила учёный считал не отдельными телами, а окошками в непрозрачных оболочках, скрывающих огонь. Земля, по его мысли, имела вид части колонны, на поверхности которой, плоской или круглой, живут люди. Она парит в центре мира, ни на что не опираясь. Окружают Землю исполинские трубчатые кольца-торы, наполненные огнём. В самом близком кольце, где огня немного, имеются небольшие отверстия - - планеты. Во втором кольце с более сильным огнём находится одно большое отверстие - Луна. Оно может частично или полностью перекрываться (так философ объяснял смену лунных фаз и затмения светила). Гигантское отверстие размером с Землю есть и в третьем, дальнем, кольце. Сквозь него сияет самый сильный огонь - Солнце. Возможно, Вселенную Анаксимандра замыкала полная сфера с россыпью отверстий, через которые проглядывал огонь, окружавший её. Эти-то отверстия люди и называли «неподвижными звёздами». Неподвижны они, естественно, только относительно друг друга. Эта первая в истории астрономии геоцентрическая модель Вселенной с жёсткими орбитами светил, охватывающими Землю, позволяла понять геометрию движений Солнца, Луны и звёзд.

Анаксимандр стремился не только геометрически точно описать мир, но и понять его происхождение. Философ считал началом всего существующего апейрон - «беспредельное»: «некая природа бесконечного, из которой рождаются небосводы и находящиеся в них космосы». Вселенная, по Анаксимандру, развивается сама по себе, без вмешательства олимпийских богов.

Возникновение Вселенной философ представлял себе примерно так: апейрон порождает враждующие стихии - «горячее» и «холодное». Их материальное воплощение - огонь и вода. Противоборство стихий в возникшем космическом вихре привело к появлению и разделению веществ. В центре вихря оказалось «холодное» - Земля, окружённая водой и воздухом, а снаружи - огонь. Под действием огня верхние слои воздушной оболочки превратились в твёрдую кору. Эту сферу затвердевшего аэра (воздуха) стали распирать пары кипящего земного океана. Оболочка не выдержала и раздулась, «оторвалась», как сказано в одном из источников. При этом она должна была оттеснить основную массу огня за пределы нашего мира. Так возникла сфера неподвижных звёзд, а самими звёздами стали поры во внешней оболочке.

Экзаменационныйреферат

на тему

«Астрономия

Древней Греции»

Выполнила

Ученица11а класса

ПересторонинаМаргарита

Преподаватель

ЖбанниковаТатьяна Владимировна

Киров,2002

План
I Вступление.

IIАстрономия древних греков.

1. На пути к истине, через познание.

2. Аристотель и геоцентрическая система мира.

3. Тот самый Пифагор.

4. Первый гелиоцентрист.

5. Труды Александрийских астрономов

6. Аристарх: совершенный метод (истинные его труды и успехи ; рассуждения выдающегося ученого ; в еликаятеория - неудача, как следствие ) ;

7. “Phaenomena” Евклида и основныеэлементы небесной сферы.

8. Самая яркая “звезда”александрийского неба.

9. Календарь и звезды древней греции.

III Заключение: роль астрономов древней Греции.

Вступление

…Аристарх Самосский в своих «Предложениях»-

допускал,что звезды, Солнце не изменяют

своего положения в пространстве, что Земля

движется по окружности около Солнца,

находящегося в центре ее пути, и что

центр сферы неподвижных звезд

совпадает с центром Солнца.

Архимед. Псамит.

Оценивая проделанныйчеловечеством путь в поисках истины о Земле, мы вольно или невольно обращаемсяк древним грекам. Многое зародилось у них, но и через них немало дошло до насот других народов. Так распорядилась история: научные представления итерриториальные открытия египтян, шумеров и прочих древневосточных народовнередко сохранились лишь в памяти греков, а от них стали известны последующимпоколениям. Яркий пример тому - подробные известия о финикийцах, населявшихузкую полосу восточного побережья Средиземного моря и в ІІ-І тысячелетиях до н.э. открывших Европу и приморские районы Северо-западной Африки. Страбон,римский ученый и грек по происхождению, в своей семнадцатитомной «Географии»написал: «До настоящего времени эллины многое заимствуют у египетских жрецов ихалдеев». А ведь Страбон скептически относился к своим предшественникам, в том числеи к египтянам.

Расцвет греческойцивилизации приходится на период между V Iвеком до н.э. и серединой II века до н. э. Хронологически он почти совпадает со временем существованияклассической Греции и эллинизма. Это время с учетом нескольких столетий, когдаподнялась, процветала и погибла Римская империя, называется античным Егоисходным рубежом принято считать VII-II века до н.э., когда быстро развивались полисы-греческие города-государства. Этаформа государственного устройства стала отличительной чертой греческого мира.

Развитие знанийу греков не имеет аналогов истории того времени. Масштабы постижения наукможно представить хотя бы по тому факту, что менее чем за три столетия (!)прошла свой путь греческая математика – от Пифагора до Евклида, греческаяастрономия – от Фалеса до Евклида, греческое естествознание – от Анаксимандрадо Аристотеля и Феофраста, греческая география – от Геккатея Милетского доЭратосфена и Гиппарха и т. д..

Открытие новыхземель, сухопутные или морские странствия, военные походы, перенаселения вблагодатные районы – все это нередко мифологизировалось. В поэмах с присущимгрекам художественным мастерством мифическое соседствовало с реальным. В нихизлагались научные познания, сведения о природе вещей, а также географическиеданные. Впрочем, последние порой бывает трудно идентифицировать с сегодняшнимипредставлениями. И, тем не менее, они – показатель широких воззрений греков наойкумену.

Греки уделяли большоевнимание конкретно – географическому познанию Земли. Даже во время военныхпоходов их не покидало желание записать все то, что видели в покоренныхстранах. В войсках Александра Македонского выделили даже специальных шагомеров,которые подсчитывали пройденные расстояния, составляли описание маршрутовдвижения и наносили их на карту. На основе полученных ими данных Дикеарх,ученик знаменитого Аристотеля, составил подробную карту тогдашней по егопредставлению ойкумены.

…Простейшиекартографические рисунки были известны еще в первобытном обществе, задолго допоявления письменности. Об этом позволяют судить наскальные рисунки. Первыекарты появились в Древнем Египте. На глиняных табличках наносились контурыотдельных территорий с обозначением некоторых объектов. Не позднее 1700 года дон. е. египтяне составили карту освоенной двух тысячекилометровой части Нила.

Картографированиемместности занимались также вавилоняне, ассирийцы и другие народы Древнеговостока…

Какой жевиделась Земля? Какое они отводили себе место на ней? Каковы были их представленияоб ойкумене?

Астрономиядревних греков

В греческой науке твердо установилось мнение (с различными, конечно,вариациями), что Земля подобна плоскому или выпуклому диску, окруженномуокеаном. От этой точки зрения многие греческие мыслители не отказались дажетогда, когда в эпоху Платона и Аристотеля, казалось, возобладали представленияо шарообразности Земли. Увы, уже в те далекие времена прогрессивная идеяпробивала себе дорогу с большим трудом, требовала от своих сторонников жертв,но, к счастью, тогда еще «не казался ересью талант», а «в аргументах не ходилсапог».

Идея диска(барабана или даже цилиндра) была очень удобна для подтверждения широкораспространенного убеждения о срединном положении Эллады. Она же была вполнеприемлема для изображения суши, плавающей в океане.

В пределахдискообразной (а позднее шарообразной) Земли выделялась ойкумена. Что по –древнегречески означает вся обитаемая земля, вселенная. Обозначение однимсловом двух, казалось бы, разных понятий (для греков тогда они представлялисьодно-порядковыми) глубоко симптоматично.

О Пифагоре (VI век до н.э.) сохранилось малодостоверных сведений. Известно, что родился он на острове самос ; вероятно, в молодости посетилМилет, где учился у Анаксимандра ; может быть, совершил и более далекие путешествия. Уже в зрелом возрасте философпереселился в город Кротон и основал там нечто вроде религиозного одена –Пифагорейское братство, которое распространило свое влияние на многие греческиегорода Южной Италии. Жизнь братства была окружена тайной. О его основателеПифагоре ходили легенды, которые, по-видимому, имели под собой какую-то основу:великий ученый был не менее великим политиком и провидцем.

Основойучения Пифагора была вера в переселение душ и гармоничное устройство мира. Онполагал, что душу очищает музыка и умственный труд, поэтому пифагорейцы считалиобезательным совершествование в “ четырехискусствах ” – арифметике, музыке, геометриии астрономии. Сам Пифагор является основоположником теории чисел, а доказаннаяим теорема известна сегодня каждому школьнику. И если Анаксагор и Демокрит всвоих взглядах на мир развивали идею Анаксимандра о физических причинахприродных явлений, то Пифагор разделял его убежденность в математическойгармонии космоса.

Пифагорейцы властвовали в греческих городах Италии несколько десятилетий, потомбыли разгромлены и отошли от политики. Однако многое из того, что вдохнул в нихПифагор, осталось жить и оказало огромное влияние на науку. Сейчас очень трудноотделить вклад самого Пифагора от достижений его последователей. В особенностиэто относится к астрономии, в которой было выдвинуто несколько принципиальноновых идей. О них можно судить по дошедшим до нас скудным сведениям опредставлениях поздних пифагорейцев и учениями философов, испытавших влияниеидей Пифагора.

Аристотельи первая научная картина мира

Аристотельродился в македонском городе Стагира в семье придворного лекаря.Семнадцатилетниим юношей попадает он в Афины, где становится учеником Академии,основанной философом Платоном.

Сначала системаПлатона увлекала Аристотеля, но постепенно он пришел к выводу, что взглядыучителя уводят от истины. И тогда Аристотель ушел из Академии, бросивзнаменитую фразу: ” Платонмне друг, но истина дороже ”. Император ФилиппМакедонский приглашает Аристотеля стать воспитателем наследника престола.Философ соглашается и три года нетлучно находится возле будущего основателявеликой империи Александра Македонского. В шестнадцать лет его ученик возглавилвойско отца и, разбив фиванцев в своей первой битве при Херонее, отправился впоходы.

Снова Аристотель переезжает в Афины, и в одном из районов, под названием Ликей,открывает школу. Он много пишет. Его сочинения настолько разнообразны, чтотрудно представить себе Аристотеля одиноким мыслителем. Скорее всего, в этигоды он выступал как глава большой школы, где ученики работали под егоруководством, подобно тому как сегодня аспиранты разрабатывают темы, которыепредлагают им руководители.

Много внимания уделял греческий философ вопросам строения мира. Аристотель былубежден, что в центре Вселенной, безусловно, находится Земля.

Аристотель пытался все объяснить причинами, которые близки здравому смыслунаблюдателя. Так, наблюдая Луну, он заметил, что в различных фазах она вточности соответствует тому виду, который принимал бы шар, с одной стороныосвещаемый Солнцем. Столь же строго и логично было его доказательствошарообразности Земли. Обсудив все возможные причины затмения Луны, аристотельприходит в выводу, что тень на ее поверхности может принадлежать только Земле.А поскольку тень кругла, то и тело, отбрасывающее её, должно иметь такую жеформу. Но Аристотель им не ограничивается. “ Почему,- спрашивает он, - когда мы перемещаемся к северу или к югу, созвездия меняютсвои положения относительно горизонта? ”И тут же отвечает: “ Потому, что Земля обладаеткривизной ”. Действительно, будь Земляплоской, где бы ни находился наблюдатель, у него над головой сияли бы одни итеже созвездия. Совсем другое дело – на круглой Земле. Здесь у каждогонаблюдателя свой горизонт, свой горизонт, своё небо… Однако, признаваяшарообразность Земли, Аристотель категорически высказывался против возможностиее обращения вокруг Солнца. “ Будь так, - рассуждалон, - нам казалось бы что звезды не находятся неподвижно на небесной сфере, аописывают кружки… ” Это было серьезноевозражение, пожалуй, самое серьезное, которое удалось устранить лишьмного-много веков спустя, в XIX столетии.

Об Аристотеленаписано очень много. Авторитет этого философа невероятно высок. И это вполнезаслужено. Потому что, несмотря на довольно многочисленные ошибки изаблуждения, в своих сочинениях Аристотель собрас все, чего добился разум запериод античной цивилизации. Его сочинения – настоящая энциклопедия современнойему науки.

Посвидетельству современников, великий философ отличался неважным характером.Портрет, дошедший до нас, представляет нам малорослого, сухощавого человека свечно язвительной усмешкой на губах.

Говорил онкортаво.

Вотношениях с людьми был холоден и надменен.

Новступать с ним в спор решались немногие. Остроумная, злая и насмешливая речьАристотеля разила наповал. Он разбивал возводимые против него доводы ловко,логично и жестоко, что, конечно, не прибавляло ему сторонников средипобежденных.

Послесмерти Александра Македонского обиженные почувствовали, наконец, реальнуювозможность расквитаться с философом и обвинили его в безбожии. СудьбаАристотеля была предрешена. Не дожидаясь приговора, Аристотель бежит из Афин. “Чтобы избывить афинян от нового преступления противфилософии”, - говорит он, намекая на сходжную судьбу Сократа, получившего поприговору чашу с ядовитым соком цикуты.

После отъезда из Афин в Малую Азию Аристотель скоро умирает, отравивщись вовремя трапезы. Так говорит легенда.

Согласно преданию, Аристотель завещал свои рукописи одному из учеников по имениФеофраст.

Посмерти философа за его трудами начинается настоящая охота. В те годы книги самипо себе были драгоценностью. Книги же Аристотеля ценились дороже золота. Онипереходили из рук в руки. Их прятали в погреба. Замуровывали в подвалы, чтобысохранить от жадности пергамских царей. Сырость портила их страницы. Уже приримском владычестве сочинения Аристотеля в качестве военной добычи попадают вРим. Здесь их продают любителям – богачам. Кое-кто старается восстановитьпострадавшие места рукописей, снабдить их своими добавлениями, от чего текст,конечно, не становится лучше.

Почемужетак ценились труды Аристотеля? Ведь в книгах других греческих философоввстречались мысли более оригинальные. На этот вопрос отвечает английскийфилософ и физик Джон Бернал. Вот что он пишет: ” Их(древнегреческихмыслителей) никто не мог понять, кроме очень хорошо подготовленных и искушенныхчитателей. А труды Аристотеля, при всей их громоздкости, не требовали (иликазалось, что не требовали) для их понимания ничего, кроме здравого смысла…Дляпроверки его наблюдений не было необходимости в опытах или приборах, не нужныбыли и трудные математические вычисления или мистическая интуиция для пониманиякакого бы то ни было внутреннего смысла…Аристотель объяснял, что мир такой,каким все его знают, именно такой, каким они его знают ”.

Пройдет время, и авторитет Аристотеля станет безоговорочным. Если на диспутеодин философ, подтверждая свои доводы, сошлется на его труды, это будет значить,что доводы, безусловно, верны. И тогда второй спорщик должен найти в сочиненияхтого же Аристотеля другую цитату, спомощью которой можно опровергнуть первую.…Лишь Аристотель против Аристотеля.Дркгие доводы против цитат были бессильны.Такой метод спора называетсядогматическим, и в нем, конечно, нет ни грамма пользы или истины….Но должнобыло пройти много веков, прежде чем люди поняли это и поднялись на борьбу смертвой схоластикой и догматизмом. Эта борьба возродила науки, возродилаискусство и дала название эпохи – Возрождение.

Первыйгелиоцентрист

В древности вопрос отом, движется ли Земля вокруг Солнца, был попросту богохульным. Как знаменитыеученые, так и простые люди, у которых картина неба не вызывала особыхразмышлений, были искренне убеждены, что Земля неподвижна и представляет собойцентр Вселенной. Тем не менее, современные историки могут назвать по меньшеймере одного ученого древности, который усомнился в общепринятом и попыталсяразработать теорию, согласно которой Земля движется вокруг Солнца.

Жизнь Аристарха Самосского(310 – 250 гг. до н.э.) была тесно связана с Александрийской библиотекой.Сведения о нем весьма скудны, а из творческого наследия осталась только книга«О размерах Солнца и Луны и расстояниях до них», написанная в 265 г. до н.э.Лишь упоминания о нем других ученых Александрийской школы, а позднее и римлян,проливают некоторый свет на его «богохульные» научные изыскания.

Аристарх задался вопросомо том, какого расстояние от Земли до небесных тел, и каковы их размеры. До негона этот вопрос пытались ответить пифагорейцы, но они исходили из произвольныхпредложений. Так, Филолай считал, что расстояния между планетами и Землейнарастают в геометрической прогрессии и каждая следующая планета в три разадальше от Земли, чем предыдущая.

Аристарх пошел своим путем,совершенно правильным точки зрения современной науки. Он внимательно следил заЛуной и сменой ее фаз. В момент наступления фазы первой четверти он измерилугол между Луной, Землей и Солнцем (угол ЛЗС на рис.). Если это сделатьдостаточно точно, то в задаче останутся только вычисления. В этот момент Земля,Луна и Солнце образуют прямоугольный треугольник, а, как известно из геометрии,сумма углов в нем составляет 180 градусов. В таком случае второй острый уголЗемля – Солнце – Луна (угол ЗСЛ) получается равным

90˚ - Ð ЛЗС = Ð ЗСЛ

/>
Определениерасстояния от Земли до Луны и Солнца методом Аристарха .

Аристарх изсвоих измерений и вычислений получил, что этот угол равен 3º (вдействительности его значение 10 ’ )и что Солнце в 19 раз дальше от Земли, чем Луна (в действительности в 400 раз).Здесь надо простить ученому значительную ошибку, ибо метод был совершенноправильным, но неточности при измерении угла оказались велики. Было трудноточно уловить момент первой четвер ти, да и сами измерительные инструментыдревности были далеки от совершенства.

Но это быллишь первый успех замечательного астронома Аристарха Самосского. Ему выпалонаблюдать полное солнечное затмение, когда диск Луны закрыл диск Солнца, т. е.видимые размеры обоих тел на небе были одинаковы. Аристарх перерыл старыеархивы, где нашел много дополнительных сведений о затмениях. Оказалось, что внекоторых случаях солнечные затмения были кольцевыми, т. е. вокруг диска Луныоставался небольшой светящийся ободок от Солнца (наличие полных и кольцевыхзатмений связано с тем, что орбита Луны вокруг Земли является эллипсом). Ноколи видимые диски Солнца и Луны на небе практически одинаковы, рассуждал Аристарх,а Солнце в 19 раз дальше от Земли, чем Луна, то и диаметр его должен быть в 19раз больше. А как соотносятся диаметры Солнца и Земли? По многим данным олунных затмениях Аристарх установил, что лунный диаметр составляет примерноодну треть земного и, следовательно, последний должен быть в 6,5 раз меньшесолнечного. При этом объем Солнца должен в 300 раз превышать объем Земли. Всеэти рассуждения выделяют Аристарха Самосского как выдающегося ученого своеговремени.

теля» Аристотеля. Номожет ли огромное Солнце вращаться вокруг маленькой Земли? Или еще болееогромная Все –

ленная? И Аристотельсказал – нет, не может. Солнце есть центр Вселенной, вокруг него вращаютсяЗемля и планеты, а вокруг Земли вращается только Луна.

А почему наЗемле день сменяется ночью? И на этот вопрос Аристарх дал правильный ответ –Земля не только обращается вокруг Солнца, но и вращается вокруг своей оси.

И еще на одинвопрос он ответил совершенно правильно. Приведем пример с движущимся поездом,когда близкие для пассажира внешние предметы пробегают мимо окна быстрее, чемдалёкие. Земля движется вокруг Солнца, но почему звездный узор остаетсянеизменным? Аристотель ответил: «Потому что звезды невообразимо далеки отмаленькой Земли». Объем сферы неподвижных звезд во столько раз больше объемасферы с радиусом Земля – Солнце во сколько раз объем последней больше объемаземного шара.

Эта новаятеория получила название гелиоцентрической, и суть ее состояла в том, чтонеподвижное Солнце помещалось в центр Вселенной и сфера звезд также считаласьнеподвижной. Архимед в своей книге «Псамит», отрывок из которой приведен вкачестве эпиграфа к данному реферату, точно передал все, что предложилАристарх, но сам предпочел снова «вернуть» Землю на ее старое место. Другиеученые полностью отвергли теорию Аристарха как неправдоподобную, а философ –идеалист Клеант попросту обвинил его в богохульстве. Идеи великого астронома ненашли в то время почвы для дальнейшего развития, они определили развитие наукипримерно на полторы тысячи лет и возродились затем лишь в трудах польскогоученого Николая Коперника.

Древние грекисчитали, что поэзии, музыке, живописи и науке покровительствуют девять муз,которые были дочерями Мнемосины и Зевса. Так, муза Урания покровительствовалаастрономии и изображалась с венцом из звезд и свитком в руках. Музой историисчиталась Клио, музой танцев – Терпсихора, музой трагедий – Мельпомена и т. д.Музы были спутницами бога Аполлона, а их храм носил название музейон – дом муз.Такие храмы строились и в метрополии, и в колониях, но Александрийский музейонстал выдающейся академией наук и искусств древнего мира.

ПтолемейЛаг, будучи человеком настойчивым и желая оставить о себе память в истории, нетолько укрепил государство, но и превратил столицу в торговый центр всегоСредиземноморья, а Музейон – в научный центр эпохи эллинизма. В огромном зданиинаходились библиотека, высшее училище, астрономическая обсерватория, медицинско– анатомическая школа и еще ряд научных подразделений. Музейон былгосударственным учреждением, и его расходы обеспечи –

вались соответствующейстатьей бюджета. Птолемей, как в свое время Ашшурбанипал в Вавилоне, разослалписарей по всей стране для сбора культурных ценностей. Кроме того, каждыйкорабль, заходящий в порт Александрии, обязан был передавать в библиотекуимеющиеся на борту литературные произведения. Ученые из других стран считалидля себя честью работать в научных учреждениях Музейон и оставлять здесь своитруды. На продолжении четырех веков в Александрии трудились астрономы АристархСамосский и Гиппарх, физик и инженер Герон, математики Евклид и Архимед, врачГерофил, астроном и географ Клавдий Птолемей и Эратосфен, который с одинаковымуспехом разбирался в математике, географии, астрономии, и философии.

Но последний был ужескорее исключением, поскольку важной особенностью эллинской эпохи стала«дифференциация» научной деятельности. Здесь любопытно заметить, что подобноевыделение отдельных наук, а в астрономии и специализация по отдельнымнаправлениям, произошло в Древнем Китае значительно раньше.

Другойособенностью эллинской науки было то, что она снова обратилась к природе, т.е.стала сама «добывать» факты. Энциклопедисты Древней Эллады опирались насведения, полученные еще египтянами и вавилонянами, а поэтому занимались лишьпоиском причин, вызывающих те или иные явления. Науке Демокрита, Анаксагора,Платона и Аристотеля в еще большей степени был присущ умозрительный характер,хотя их теории можно рассматривать как первые серьезные попытки человечествапонять устройство природы и всей Вселенной. Александрийские астрономы внимательно следили за движением Луны, планет, Солнца и звезд. Сложностьпланетных движений и богатство звездного мира заставляли их искать отправныеположения, от которых можно было бы начинать планомерные исследования.

« Phaenomena » Евклида и основныеэлементы небесной сферы

Как ужеупоминалось выше, александрийские астрономы попытались определить «отправные»точки для дальнейших систематических исследований. В этом отношении особая заслугапринадлежит математику Евклиду (III в. до н. э.), который в своей книге « Phaenomena » впервые ввел вастрономию понятия, до тех пор в ней не использовавшиеся. Так, он далопределения горизонта – большой окружности, являющейся пересечение плоскости,перпендикулярной к линии отвеса в точке наблюдений, с небесной сферой, а такженебесного экватора – окружности, получающейся при пересечении с этой сферойплоскости земного экватора.

Кроме того, он определил зенит –точку небесной сферы над головой наблюдателя («зенит» – арабское слово) – иточку, противоположную точке зенита, - надир.

И еще про одну окружностьговорил Евклид. Это небес –

ный меридиан - большаяокружность, проходящая через Полюс мира и зенит. Она образуется при пересечениис небесной сферой плоскости, проходящей через ось мира (ось вращения) иотвесную линию (т. е. плоскости, перпендикулярной плоскости земного экватора).Относи –

тельно значения меридиана Евклидговорил, что, когда Солнце пересекает меридиан, в данном месте наступаетполдень и тени предметов оказываются самыми короткими. К востоку от данногоместа полдень на земном шаре уже прошел, а к западу еще не наступил. Как мыпомним, принцип измерения тени гномона на Земле в течение многих столетийлежал в основе конструкций солнечных часов.

Самаяяркая “звезда” александрийского неба .

Ранеемы уже познакомились с результатами деятельности многих астрономов, какизвестных, так и тех,

имена которыхканули в лету. Еще за тридцать столетий до новой эры гелиопольские астрономы вЕгипте с поразительной точностью установили продолжительность года.Кудрявобородые жрецы – астрономы, наблюдавшие небо с вершин вавилонских зиккуратов, смогли начертить путь Солнца среди созвездий – эклиптику, а такженебесные пути Луны и звезд. В далеком и загадочном Китае с высокой точностьюизмерили наклон эклиптики к небесному экватору.

Древнегреческие филосовы посеяли зерна сомнения относительно божественногопроисхождения мира. При Аристархе, Евклиде и Эратосфене астрономия, которая дотого отдавала большую часть астрологии, начала систематизировать своиисследования, встав на твердую почву истинного познания.

И всеже то, что сделал о области астрономии Гиппарх, значительно превосходитдостижения как его предшественников, так и ученых более позднего времени. Сполным основанием Гиппарха называют отцом научной астрономии. Он былчрезвычайно пунктуален в своих исследованиях, многократно проверяя выводыновыми наблюдениями и стремясь к открытию сути явлений, происходящих воВселенной.

Историянауки не знает, где и когда родился Гиппарх; звестно лишь,что наиболее плодотворный период его жизни приходится на время между 160 и 125гг. до н. э.

Большую часть своих исследованийон провел на Александрийской обсерватории, а также на его собственнойобсерватории, построенной на острове Самос.

Еще доГиппархатеории небесных сфер Евдокса и Аристотеля подверглись переосмыслению, вчастности, великим александрийским математиком Аполлонием Пергским (III в. до н. э.),но Земля по-прежнему оставалась в центре орбит всех небесных тел.

Гиппарх продолжилначатую Апполонием разработку теории круговых орбит, но внес в нее своисущественные дополнения, основанные на многолетних наблюдениях. Ранее Калипп,ученик Евдокса, обнаружил, что времена года имеют неодинаковуюпродолжительность. Гиппарх проверил это утверждение и уточнил, чтоастрономическая весна длится 94 и ½ сут, лето - 94 и ½ сут, осень– 88 суток и, наконец, зима продолжается 90 суток. Таким образом, интервалвремени между весенним и осенним равноденствиями (включающий лето) равен 187суток, а интервал от осеннего равноденствия до весеннего (включающий зиму)равен 88 + 90 =178 суток. Следовательно, Солнце движется по эклиптикенеравномерно – летом медленнее, а зимой быстрее. Возможно и другое обьяснениепричины различия, если предположить, что орбита не круг, а “ вытянутая ”замкнутая кривая (Апполоний Пергский назвал ее элипсом). Однако принятьнеравномерность движения Солнца и отличие орбиты от круговой – это означалоперевернуть вверх ногами все представления, устоявшиеся еще с времен Платона.Поэтому Гиппарх ввел систему эксцентрических окружностей, предположив, чтоСолнце обращается вокруг Земли по круговой орбите, но сама Земля не находится вее центре. Неравномерность в таком случае лишь кажущачся, ибо если Солнценаходится ближе, то возникает впечатление более быстрого его движения, инаоборот.

Однако,для Гиппарха остались загадкой прямые и попятные двидения планет, т.е.происхождение петель, которые планеты описывали на небе. Изменения видимогоблеска планет (особенно для Марса и Венеры) свидетельствовали, что и онидвижутся по эксцентртрическим орбитам, то приближаясь к Земле, то удаляясь отнее и соответственно этому меняя блеск. Но в чем причина прямы и попятныхдвижений? Гиппарх пришел к выводу, что размещение Земли в стороне от центраорбит планет недостаточно для обьяснения этой загадки. Спустя три столетяпоследний из великих александрийцев Клавдий Птоломей отметил, что Гиппархотказался от поисков этом направлении и ограничился лишь систематизациейсобственных наблюдений и наблюдений своих предшественников. Любопытно, что вовремена Гиппарха в астрономии уже существовало понятие эпицикла, введениекоторого приписывают Аполлонию Пергскому. Но так или иначе, Гиппарх не сталзаниматься теорией движения планет.

Зато онуспешно модифицировал метод Аристарха, позволяющий определить расстояние доЛуны и Солнца. Пространственное расположение Солнца, Земли и Луны во времялунного затмения, когда проводились наблюдения.

Гиппархпрославился также своими работами в области исследования звезд. Он, как и егопредшественники, считал, что сфера неподвижных звезд реально существует, т.е.расположенные на ней объекты находятся на одинаковом расстоянии от Земли. Нопочему тогда одни из них ярче других? Потому, считал Гиппарх, что их истинныеразмеры неодинаковы – чем больше звезда, тем она ярче. Он разделил диапозонблеска на шесть величин, от первой – для самых ярких звезд до шестой – длясамых слабых, еще видимых невооруженным глазом (есстественно, телескопов тогдане было). В современной шкале звездных величин различие в одну величинусоответствует различию в интенсивности излучения в 2,5 раза.

В 134году до н.э.в созвездии Скорпиона засияла новая звезда (теперь установлено, чтоновые звезды представляют собой двойные системы, в которых происходит взрыввещества на поверхности одного из компонентов, сопровождаемый быстрымувеличением блеака объекта, с последующим затуханием).Ранее на этом местеничего не было, и поэтому Гиппарх пришел к выводу о необхлдимости созданияточного звезного каталога. С необычайной тщательностью великий астроном измерилэклиптические координаты около 1000 звезд, а также оценил их величины по своейшкале.

Занимаясьэтой работой, он решил проверить и мнение о том, что звезды неподвижны. Точнееговоря, это должны были сделать потомки.Гиппарх составил список звезд,расположенных на одной прямой линии, в надежде, что следующие поколенияастрономов проверят, останется ли эта линия прямой.

Занимаясь составление каталога, Гиппарх сделал замечательное открытие. Онсравнил свои результаты с координатами ряда звезд, измеренными до негоАристилом и Тимохарисом (современники Аристарха Самосского), и обнаружил, чтоэклиптические долготы объектов за 150 лет увеличились примерно на 2º. Приэтом эклиптические широты не изменились. Стало ясно, что причина не всобственных движениях звезд, иначе изменились бы обе координаты, а вперемещении точки весеннего равноденствия, от которой отсчитываетсяэклиптическа долгота, причем в направлении, противоположном движению Солнца поэклиптике. Как известно, точка весеннего равноденствия – это место пересеченияэклиптики с небесным экватором. Поскольку эклиптическая широта не меняется современем, Гиппарх сделал вывод, что причина смещения этой точки состоит вдвижении экватора.

Таким образом, мывправе удивиться необычайной логичности и строгости в научных исследованияхГиппарха, а также их высокой точности. Французкий ученый Деламбр, известныйисследователь древней астрономии, так охарактеризовал его деятельность:” Когда окинешьвзглядом все открытия и усовершенствования Гиппарха, поразмышлишь над числомего трудов и множеством приведенных там вычислений, волей-неволей отнесешь егок самым выдающимся людям древности и, более того, назовешь самым великим срединих. Все достигнутое им относится к области науки, где требуется геометрическиепознания в сочетании с пониманием сущности явлений, которые поддаютсянаблюдениям лишь при условии тщательного изготовления инструментов… ”

Календарьи звезды

В древнейГреции, как и в странах Востока, в качестве религиозного и гражданскогоиспользовался лунно – солнечный календарь. В нем начало каждого календарногомесяца должно было располагаться как можно ближе к новолунию, а средняяпродолжительность календарного года – по возможности соответствовать промежуткувремени между весенними равноденствиями (“ тропический год ”,как его сейчас называют). При этом месяцы по 30 и 29 дней чередовались. Но 12лунных месяцев примерно на треть месяца короче года. Поэтому, чтобы выполнитьвторое требование, время от времени приходилось прибегать к интеркаляциям –добавлять в отдельные годы дополнительный, тринадцатый, месяц.

Вставкиделались нерегулярно правительством каждого полиса – города-государства. Дляэтого назначались специальные лица, которые следилиза величиной отставаниякалендарного года от солнечного. В разделенной на мелкие государства Грециикалендари имели местное значение – одних названий месяцев в греческом миресуществовало около 400. Математик и музыковед Аристоксен (354-300 до н.э.)писал о календарном беспорядке:” Десятый день месяца у коринфян – этопятый день у афиняни восьмой у кого-нибудь еще ”

Простой иточный, 19-летний цикл, использовавшийся еще в Вавилоне, предложил в 433 г. дон.э. афинский астроном Метон. Этот цикл предусматривал вставку семидополнительных месяцев за 19 лет; его ошибка не превышала двух часов заодин цикл.

Земледельцы, связанные ссезонными работами, издревле пользовались еще и звездным календарем, который независел от сложных движений Солнца и Луны. Гесиод в поеме “ Труды и дни ”,указывая своему брату Персу время проведения сельскохозяйственных работ,отмечает их не по лунно-солнечному календарю, а по звездам:

Лишьна востоке начнут восходить

АтлантидыПлеяды,

Жатьпоспешай, а начнут

Заходить-засев принимайся…

Вотвысоко средь неба уж Сириус

Всталс Орионом,

Ужначинает Заря розоперстая

ВидетьАртура,

Режь,о Перс, и домой уноси

Виноградныегроздья…

Таким образом,хорошее знание звездного неба, которым в современном мире мало кто можетпохвастаться, древним грекам было необходимо и, очевидно, широкораспространено. По-видимому, этой науке детей учили в семьях с раннеговозраста. Лунно-солнечный календарь использовался и в Риме. Но здесь царил ещебольший “календарный произвол”. Длина и начало года зависели от понтификов (отлат. Pontifices ),римских жрецов, которые нередко пользовались своим правом в корыстных целях.Такое положение не могло удовлетворить огромную империю, в которую стремительнопревращалось Римское государство. В 46 г. до н.э. Юлий Цезарь (100-44 до н.э.),исполнявший обязанности не только главы государства, но и верховного жреца,провел календарную реформу. Новый календарь по его поручению разработалалександрийский математик и астроном Созиген, по происхождению грек. За основуон взял египедский, чисто солнечный, календарь. Отказ от учета лунных фазпозволил сделать календарь достаточно простым и точным. Этот календарь, названныйюлианнским, использовался в христианском мире до введения в католическихстранах в XVI веке уточненного григорианскогокалендаря.

Летоисчисление поюлианскому календарю началось в 45 году до н.э. На 1 январяперенесли начало года (раньше первым месяцем был март). В благодарность завведение календаря сенат постановил переименовать месяц квинтилис (пятый), вкотором родился Цезарь, в юлиус – наш июль. В 8 году до н.э. честь следующегоимператора, Октивиана Августа, месяц секстилис(шестой), был переименован вавгуст.Когда Тиберию, третьему принцепсу (императору), сенаторы предложилиназватьего именем месяц септембр (седьмой), он будто бы отказался, ответив:”Ачто будет делать тринадцатый принцепс?”

Новыйкалендарь оказался чисто гражданским, религиозные праздники в силу традициипо-прежнему справлялисьв соответствии с фазами Луны. И в настоящее времяпраздник Пасхи согласовывается с лунным календарем, причем для расчета егодаты используется цикл, предложенный еще Метоном.

Заключение

В далекомсредневековье Бернард Шартрский говорил ученикам золотые слова:”Мы подобнокарликам, усевшимся на плечах великанов; мы видим больше и дальше, чемони, не потому, что обладаем лучшим зрением, и не потому, что мы выше их, нопотому, что они нас подняли и увеличили наш рост своим величием. Астрономылюбых эпох всегда опирались на плечи предшествующих великанов.

Античная астрономия занимаетв истории науки особое место. Именно в древней Греции были заложены основысовременного научного мышления. За семь с половиной столетий от Фалеса иАнаксимандра, сделавших первые шаги в осмыслении Вселенной, до КлавдияПтолемея, создавшего математическую теорию движения светил, античные ученыепрошли огромный путь, на котором у них не было предшественников. Астрономыантичности использовали данные, полученные задолго до них в Вавилоне. Однакодля их обработки они создали совершенно новые математические методы, которыебыли взяты на вооружение средневековыми арабскими, а позднее и европейскимиастрономами.

В 1922 МеждународныйАстрономический Съезд утвердил 88 международных названий созвездий, тем самымувековечил память о древнегреческих мифах, в честь которых были названысозвездия: Персей, Андромеда, Геркулес и т.д. (около 50-ти созвездий).Значениедревнегреческой науки подчеркивают слова: планета, комета, галактика и самослово Астрономия.

Списокиспользованной литературы

1. “ Энциклопедия длядетей ”.Астрономия. (М. Аксенова, В. Цветков, А. Засов, 1997)

2. “ Звездочетыдревности ”. (Н. Николов, В. Харалампиев, 1991)

3. “ ОткрытиеВселенной-прошлое, настоящее, будущее ”. (А. Потупа,1991)

4. “ ГоризонтыОйкумены ”. (Ю. Гладкий, Ал. Григорьев, В. Ягья, 1990)

5. Астрономия,11 класс. (Е. Левитан, 1994)

План защитыреферата

3. Зарождение астрономии и календарей в Египте в связи с земледелием

Развитие земледелия в Древнем Египте в совокупности с ИДЕАЛЬНЫМИ условиями для астрономических наблюдений – постоянно чистое небо, низкая географическая широта, позволяющая видеть не только северную, но и значительную часть южной половины звездной сферы – все это естественным образом привело к развитию астрономических наблюдений, а затем и календарей в Египте. Так зародилась НАУКА, основной двигатель человеческой цивилизации. Земледелие породило астрономию и тем самым дало первоначальный толчок развитию науки.

Поясним подробнее нашу мысль.

Земледельческая деятельность, в отличие от собирательства, охоты или скотоводства, имеет ГОДОВУЮ цикличность. Ровно через год (в среднем) действия земледельца повторяются. Это означает, что земледелие по самой своей сути привязано к годовому КАЛЕНДАРЮ. Вспомним, что у русских крестьян всегда бытовало множество КАЛЕНДАРНЫХ примет – в какой день начинать сеять, в какой – собирать урожай. В зависимости от погоды на тот или иной календарный день крестьяне ожидали теплое или холодное лето, дождливое или засушливое.

Календарное разбиение года и календарные приметы крайне важны для земледельца. Ведь ему приходится постоянно принимать решения, зависящие не от сегодняшних, а от БУДУЩИХ погодных условий. Надо ЗАРАНЕЕ решить – сколько оставить семян, где, что и когда посадить, когда начать уборку. По сути, это задача статистического прогнозирования, решение которой немыслимо в отсутствие годового исчисления времени, то есть, без КАЛЕНДАРЯ. Поскольку без календаря невозможно накапливать знания, необходимые для создания сельскохозяйственных примет. Вряд ли надо долго доказывать, что успешная земледельческая деятельность без календаря невозможна.

Заметим далее, что любой календарь имеет АСТРОНОМИЧЕСКУЮ основу. Календарный месяц, например, основан на наблюдениях за сменой фаз Луны. Календарный солнечный год – а именно он важнее всего для земледельца – первоначально основывался на наблюдениях за звездами . Впоследствии, с развитием астрономии, год стали исчислять на основе более сложных наблюдений за равноденствиями и солнцестояниями. Однако, в любом случае, все это – чисто АСТРОНОМИЧЕСКИЕ наблюдения.

Важнейшим событием для египетского земледельца был ежегодный разлив Нила. Еще в глубокой древности египтянами было замечено, что существует связь между разливами Нила и картиной звездного неба. Эта связь казалось им таинственной и даже божественной . На самом деле, это была КАЛЕНДАРНАЯ связь, поскольку и разливы реки Нил и картина звездного неба, наблюдаемая в определенной точке Земли, определяются числами солнечного календаря. Считается, что именно эта загадочная для древнего человека связь, стремление ее постигнуть, и послужила первым толчком для развития астрономии и календарей в Древнем Египте. Египтяне «заметили, что когда Сириус восходил вместе с Солнцем, то следовало за сим непосредственно наводнение, и земледелец мог располагать по тому свою работу… старались они узнать, какая могла быть связь между Каникульным тем созвездием и разлитием реки» , с. 30. Так началась древняя астрономия, которая была первой наукой на Земле.

От древнего начала египетского земледельческого года, связанного с ежегодными разливами Нила, происходит и начало старого русского церковного года 1 сентября старого стиля (14 сентября нового стиля). А также – начало учебного года 1 сентября. Сентябрьское начало года естественным образом определялось началом подготовки к посевной в Египте, то есть концом разлива Нила. Как только с полей уходила нильская вода, в Египте начинался посев. Вода начинала спадать в августе-сентябре, поэтому и древнеегипетский год начинался с 1 сентября. Это же начало года отражено и на египетских зодиаках, см. наши книги «Новая хронология Египта» и «Небесный календарь древних».

Отметим, что именно в Египте, в египетской Александрии, был первоначально написан знаменитый Альмагест Птолемея, служивший вплоть до XVI века н. э. основным источником астрономических знаний во всем мире. Как показала полученная нами в 1993 году независимая датировка звездного каталога Альмагеста по собственным движениям звезд, см. [ХРОН3], он начал создаваться в промежутке от 600 до 1300 года н. э. То есть – на НЕСКОЛЬКО СТОЛЕТИЙ ПОЗЖЕ, чем думают историки. Эта датировка полностью согласуется и с другими независимыми астрономическими датировками памятников Древнего Египта, см. [ХРОН3], [НХЕ].

В заключение отметим, что астрономия никогда не угасала в Египте. Когда в 1799 году наполеоновские войска вторглись в Египет, находившийся под властью мамелюков, европейцы обнаружили, что среди прочих традиционных искусств и ремесел Египта, свое прочное место занимает АСТРОНОМИЯ. На рис. 12 мы приводим рисунок из наполеоновского «Описания Египта», изображающий египетского астронома конца XVIII века. Показательно, что изображение астронома помещено в «Описании Египта» в одном ряду с изображениями земледельцев, плотников, пекарей, поэтов и т. п. , с. 686–741. Это говорит о том, что в средневековом мамелюкском Египте астрономия была достаточно распространенным занятием. На рис. 13 представлены изображения астрономических инструментов и чертежей, которые европейцы обнаружили в Египте конца XVIII века.

Рис. 12. Египетский астроном конца XVIII века. Рисунок наполеоновских художников. Взято из , с. 719.

Рис. 13. Астрономические инструменты и чертежи, которые бытовали в Египте в конце XVIII века. Рисунок наполеоновских художников. Взято из , с. 737.

Из книги 100 великих загадок истории автора

Из книги Когда? автора Шур Яков Исидорович

Сколько угодно календарей… По звездам и Солнцу находили путь древние пастушеские племена. Когда наступала весна, кочевники-скотоводы угоняли свои стада на горные пастбища - здесь в это время вдосталь сочной травы. А начиналась осень, и пастухи вновь перекочевывали на

Из книги Когда? автора Шур Яков Исидорович

КАКИХ ТОЛЬКО НЕ БЫЛО КАЛЕНДАРЕЙ… Боги как люди Кто не слыхал о горе Олимп, «штаб-квартире» многочисленных богов Древней Греции. Они заведовали временами года и погодой, ниспосылали урожай или недород, командовали грозами, бурями, землетрясениями - всеми стихиями. Были

Из книги Царь славян. автора

10. Зарождение астрономии в эпоху Халдейского царства XI–XIII веков Библейский Сиф, сын Адама, родился в конце десятого века н. э Эпоху зарождения астрономии можно датировать и это - весьма интересная научная проблема. Основой такой датировки служит Альмагест Птолемея -

Из книги Величайшие загадки истории автора Непомнящий Николай Николаевич

МИСТЕРИЯ КАЛЕНДАРЕЙ МАЙЯ Трудно поверить, что индейцы майя составляли точнейшие календари на тысячелетия вперед. Современные ученые утверждают, что на составление календарей, соответствующих по своей точности тем, что создали майя, потребовалось бы 10 тысяч лет!Майя, как

автора Монтескье Шарль Луи

ГЛАВА III О странах с высокоразвитым земледелием Степень развития земледелия в стране зависит не от ее плодородия, а от ее свободы. Если мы мысленно разделим землю, то удивимся, так как увидим по большей части пустыни в наиболее плодородных областях и густое население там,

Из книги Избранные произведения о духе законов автора Монтескье Шарль Луи

ГЛАВА XII О международном праве у народов, не занимающихся земледелием Так как эти народы не занимают определенного пространства с точно обозначенными границами, то у них всегда будет много причин для раздоров. Они будут спорить из-за невозделанных земель, как у нас

Из книги Избранные произведения о духе законов автора Монтескье Шарль Луи

ГЛАВА XIII О гражданских законах у народов, не занимающихся земледелием Раздел земель - вот главная причина, увеличивающая объем гражданского свода законов народов. У народов, не имеющих этого раздела, гражданских законов очень мало. Учреждения этих народов скорее можно

Из книги Избранные произведения о духе законов автора Монтескье Шарль Луи

ГЛАВА XIV О политическом состоянии народов, не занимающихся земледелием Эти народы пользуются большой свободой, так как, не занимаясь возделыванием земли, они и не связаны с нею. Они ведут кочевой образ жизни, и если бы какой-нибудь из их вождей захотел лишить их свободы,

Из книги Царь славян автора Носовский Глеб Владимирович

10. ЗАРОЖДЕНИЕ АСТРОНОМИИ В ЭПОХУ ХАЛДЕЙСКОГО ЦАРСТВА XI–XIII ВЕКОВ. БИБЛЕЙСКИЙ СИФ, СЫН АДАМА, РОДИЛСЯ В КОНЦЕ ДЕСЯТОГО ВЕКА Н.Э Эпоху зарождения астрономии можно датировать, и это – весьма интересная научная проблема. Основой такой датировки служит Альмагест Птолемея –

Из книги Народ майя автора Рус Альберто

Корреляция календарей майя и христианского "Длинный счет" перестал использоваться за несколько веков до испанской конкисты, что затруднило возможность точно соотнести календарь майя с нашим. В самом деле, некоторые факты, упомянутые в "Сообщении" Ланды и в других

Из книги Атлантида автора Зайдлер Людвик

Из книги История под знаком вопроса автора Габович Евгений Яковлевич

От календарей к технической хронологам Возвращаясь к статье А. А. Романовой о хронологии, отмечу, что в ней всему этому описанному выше развлекательному чтиву посвящены страницы 162–200 с заходом на завершающую статью страницу 201 и только последние полстранички уделены

Из книги Предыстория под знаком вопроса (ЛП) автора Габович Евгений Яковлевич

Часть 4. Предыстория современных календарей Часто о древних календарях или о счете времени вообще у разных народов сохранились самые отрывочные сведения, пару названий месяцев или дней недели. Иногда по косвенным данным восстанавливаются какие-то признаки древнего

Из книги Миссия России. Национальная доктрина автора Вальцев Сергей Витальевич

Зарождение человека – зарождение духовности Духовность – столь же древний феномен, как и сам человек. С начала своей эволюции человек обладал духовностью. Собственно, это очевидно, ведь духовность – отличительная характеристика человека. Есть духовность – есть

Из книги Полное собрание сочинений. Том 3. Развитие капитализма в России автора Ленин Владимир Ильич

VIII. «Соединение промысла с земледелием» Такова излюбленная народническая формула, при помощи которой думают решить вопрос о капитализме в России гг. В. В., Н. -он и Ко. «Капитализм» отделяет промышленность от земледелия; «народное производство» соединяет их в типичном и