Другая история науки. От Аристотеля до Ньютона

В Китае звездное небо было подробно изучено и разделено на 122 созвездия, из них 28 зодиакальных. Но у большинства народов было 12 зодиакальных созвездий, и Солнце в течение года проходило каждое созвездие примерно в течение месяца. Луна и планеты также движутся по зодиакальным созвездиям (хотя и могут отходить от эклиптики на несколько угловых градусов в обе стороны).

В то время как движение Солнца и Луны всегда происходит в одном направлении – с запада на восток (прямое движение), движение планет гораздо сложнее и временами совершается в обратном направлении (попятное движение). Причудливое движение планет, не укладывавшееся в простую схему и не подчинявшееся элементарным правилам, казалось, говорило о существовании у них личной воли и способствовало их обожествлению древними.

Появлению теорий движения планет предшествовало основательное развитие геометрии, разработанной в Византии. И здесь мы вынуждены еще раз напомнить то, что уже говорили раньше: хронология человеческой истории недостоверна. В XVI веке некоторым реальным деятелям далекого прошлого были приписаны знания самого этого XVI века, то есть такие знания, которыми они не могли обладать; а сами деятели «оказались» стараниями хронологов в еще более далеком прошлом.

Вот список самых великих космологов древности и выдвигавшихся ими идей.

Какие из этих идей относятся к древности и какова степень этой древности – то есть насколько далеко она отстоит от нас, – тема для следующих исследований. Тут есть о чем подумать. Мы же пока останемся на той точке зрения, что «древние» авторы хронологически относятся ко временам ранней Византийской империи, но некоторые идеи приписаны их именам в XVI веке.

Евдокс Книдский, предшественник Аристотеля, создал теорию гомоцентрических сфер (дошедшую до нас лишь в пересказе Аристотеля), согласно которой каждая планета прикреплена к поверхности полой сферы, равномерно вращающейся внутри другой сферы, тоже вращающейся вокруг оси, не совпадающей с осью вращения первой сферы. В центре этих сфер находится Земля. Для представления сложного движения некоторых планет потребовалось несколько таких концентрических сфер, общее число которых доведено учеником Евдокса Калиппом до пятидесяти пяти.

Позже византийский геометр Аполлоний Пергский упростил эту теорию, заменив вращающиеся сферы кругами, и этим положил основу теории эпициклов, получившую свое завершение в сочинении Птолемея «Альмагест». Принималось, что все небесные светила движутся по окружностям и притом равномерно, а неравномерные движения планет объясняли их одновременным участием в нескольких круговых равномерных движениях, происходящих в разных плоскостях и с разными скоростями. Земля (о шарообразности и вращении которой якобы уже сообщила Пифагорейская школа) оказалась неподвижно покоящейся в центре Вселенной, что соответствовало непосредственному впечатлению от вида звездного неба.

Армиллярная сфера

Для практического применения теория эпициклов нуждалась в значениях величин, определяющих периоды обращения планет, взаимные наклоны их орбит, длины дуг попятных движений и т. п., которые можно было получить только из наблюдений, измеряя соответствующие промежутки времени и углы. Для этого были созданы различные приспособления и инструменты, сначала простейшие, такие как гномон, а затем и более сложные – трикветрумы и армиллярные сферы.

Утверждение геоцентрической модели связано прежде всего с именем Аристотеля. Первое высказывание о бесконечности Вселенной и бесчисленности ее миров приписывают Анаксимандру.

Первую гелиоцентрическую модель планетарной системы разработал, говорят, Аристарх Самосский, предвосхитив открытие Коперника. Тем не менее гелиоцентрическая система не имела достаточных основ, то есть попросту не была нужна, а геоцентрическая до такой степени удовлетворяла всех, что Аристарх не нашел сторонников. Поэтому учение его в дальнейшем оказало так мало влияния, что даже Коперник, по-видимому, не имел о нем понятия.

Известность Аристарху доставило определение относительного расстояния Солнца от Земли и Луны, тем более что подобное астрономическое измерение было произведено им первым. Когда Луна кажется с Земли наполовину освещенной, тогда Солнце, Земля и Луна образуют прямоугольный треугольник с вершиной прямого угла на Луне. Аристарх определил угол, образуемый зрительными лучами по отношению к Луне и Солнцу, в 87° и отсюда вывел отношение одного из катетов этого треугольника к гипотенузе, то есть отношение лунного расстояния к солнечному, равным от 1:18 до 1:20. Конечно, этот результат оказался ошибочным; в действительности указанное отношение приблизительно равно 1:400.

Архимед со ссылкой на Аристарха пытался вычислить размеры мира через счет очень больших количеств. Эту идею он изложил в работе «О числе песчинок». Вот введение к этой работе: