АСТРОНОМІЯ - М. В. Головко 2018
Частина 3. Космософія
Розділ ІІ. Астрономічні знання, наукова картина світу і світогляд
ТЕМА 2.1. АСТРОНОМІЯ І НАУКОВА КАРТИНА СВІТУ
§ 10. СИСТЕМИ СВІТУ
Історія астрономії зберегла уявлення про системи світу з допомогою яких людина намагалися пояснити порядок розміщення в космічному просторі та рух відомих їй здавна світил.
1. Геоцентрична система світу.
Філософи та астрономи Стародавньої Греції досягли великих успіхів у спробах пояснити закономірності видимих рухів небесних тіл. Вершиною їх досягнень стала геоцентрична система світу, яку створив Клавдій Птолемей у II ст. н. е. її опис він виклав у творі «Велика побудова» («Μεγαλη συνταξιζ»). Пізніше, коли книгу переклали іншими мовами, її назва змінилася. Наприклад, назва арабською - «А1 Маgеst», латинською (в перекладі з арабської) - «Аlmаgеstum». Як «Альмагест» книга Птолемея стала відома на багатьох мовах світу.
«Велика побудова» узагальнила досягнення астрономії в Стародавній Греції. Книга містила каталог 1022 зір (координати й зоряні величини), опис інструментів, з допомогою яких Птолемей виконував спостереження, пояснювала відомі тоді нерівномірності руху Сонця, Місяця і планет. Птолемей виходив з припущення про центральне положення Землі у Всесвіті. Він допускав, що видимі рухи небесних тіл можна пояснити обертанням Землі, але, згідно з тодішніми уявленнями, вирішив, що такого не може бути. Якби Земля оберталася, то це призводило б до падіння предметів на її поверхні, а хмари і птахи в атмосфері не встигали б за цим рухом. Водночас Птолемей погоджувався з Арістотелем: Земля має форму кулі.
Взятися за створення нової теорії руху небесних тіл Птолемея спонукали результати тривалих спостережень александрійських астрономів: вони вказували на те, що видимі рухи Сонця, Місяця і планет набагато складніші, ніж вважали раніше, зокрема Евдокс і Арістотель. Гіппарх, попередник Птолемея, знайшов пояснення, хоча лише частково, нерівномірностям рухів Сонця і Місяця. Але спробувати пояснити рухи планет не наважився - вони були складними і вимагали тривалих додаткових спостережень.
Маючи результати спостережень і вважаючи Землю нерухомою, Птолемей поставив собі за мету створити математичну теорію, яка пояснює всі нерівномірності рухів небесних тіл тільки комбінаціями їхніх рівномірних рухів по колу. Застосувавши поняття деферента й епіцикла, він зміг побудувати теорію, яка задовільно описувала видимий рух планет і дозволяла визначати їх положення в майбутньому.
Ця теорія отримала назву геоцентричної системи світу, бо, згідно з нею, всі небесні тіла обертаються навколо Землі. Але насправді, в теорії Птолемея кожна планета рухається не навколо Землі, а навколо математичної точки (центра епіциклу), що обертається навколо Землі по деференту (рис. 10.1). Щоб пояснити всі відомі нерівномірності руху планет, Птолемей також припустив, що Земля міститься не в центрі деферента, а трохи осторонь від нього. Ще одне припущення - центр епіциклу переміщається по деференту нерівномірно, але так, що його рух здається рівномірним, якщо дивитися на нього з екванта - точки, симетричної до центра Землі відносно центра деферента.
Рис. 10.1. Деферент і епіцикл в теорії Птолемея
Отже, геоцентрична система світу - доволі складна математична модель, внутрішньо логічна і певною мірою завершена, яка для свого часу задовільно пояснювала видимі рухи планет і дозволяла визначати їх положення на небесній сфері наперед. Водночас вона не відображала справжньої будови Сонячної системи.
У добу раннього Середньовіччя про систему світу Птолемея забули, але пізніше вона, як і уявлення Арістотеля про довкілля, стала опорою схоластики в її боротьбі проти розвитку правильних уявлень про будову Всесвіту.
2. Геліоцентрична система світу.
Не Земля, а Сонце, центр світу - ось постулат, який висунув Микола Коперник, коли створював геліоцентричну систему світу. Уперше стисло, без математичного обґрунтування, він виклав її основні положення в рукописному творі «Малий коментар», який розіслав деяким своїм знайомим природознавцям. Ця інформація поширилася в європейських наукових колах, а тому освічені люди того часу знали, що Коперник має уявлення про світобудову, відмінні від загальноприйнятих.
Публікувати основний твір, в якому ідеї геліоцентричної системи були не тільки сформульовані, але й докладно обґрунтовані, Коперник не поспішав. Згідно з легендою, він отримав перший примірник книги «Про обертання небесних сфер» в день смерті 24 травня 1543 р. Передмову до неї (без відома автора) написав лютеранський богослов Осіандер, який цікавився астрономією і вів справи щодо видання і друку книги в Нюрнберзі. Він розумів, що зміст книги суперечить догмам християнської віри, тому в анонімній передмові вказав: твердження Коперника про рух Землі - лише припущення автора, яке він зробив для зручності математичних розрахунків руху планет. Справжню будову Всесвіту розкриває тільки Біблія, а науки, зокрема й астрономія, цього робити не можуть.
Анонімна передмова, яку читачі сприймали за слова Коперника, вказувала на те, що сам автор книги трактує геліоцентричну систему тільки як математичне припущення. Але зміст книги однозначно вказував - Коперник розглядав центральне положення Сонця у Всесвіті та рух Землі, як об'єктивну реальність. Книга мала присвяту римському папі Павлу III, в якій Коперник наголошує - він приступив до своєї праці з метою знайти пояснення тому, що досі не було вирішено наукою, і щоб, зрештою, дати огляд будови Всесвіту.
Хоча ідею про рух Землі висловлювали в Стародавній Греції, а також в арабському світі та в середньовічній Європі, ніхто до Коперника не зміг перетворити її в розроблену теорію. Коперник обґрунтував добове обертання Землі навколо своєї осі й пояснив цим зміну дня і ночі, а також видиме обертання небесної сфери. Визнавши Сонце центром планетної системи, він зміг просто пояснити складні рухи планет. У його системі світу знайшло пояснення явище, яке так і не зрозуміли в рамках геоцентричної системи світу,- періодични зміна блиску планет із плином часу. З'ясувалося, що ця зміна зумовлена постійною зміною відстані між планетою і Землею внаслідок їх обертання навколо Сонця.
У геліоцентричній системі світу залишилось уявлення про сферу нерухомих зір. Вони лежать дуже далеко від Землі, але відстань для всіх однакова. Коперник відкинув аргумент прихильників геоцентризму про те, що якби Земля оберталася навколо Сонця, то внаслідок цього руху можна було б помітити зміщення зір на небесній сфері. А раз таких зміщень не видно, то геліоцентрична система світу хибна. Коперник заявив, що такі зміщення насправді є, але їх неможливо спостерігати через величезні відстані до зір.
Розвиток астрономії, наукова праця таких відомих вчених, як Тіхо Бра- ге, Джордано Бруно, Ґалілео Ґалілей, Йоганн Кеплер та інших повільно переконували європейців, найперше викладачів університетів, у тому, що геліоцентрична система світу правильно відображає світобудову. До кінця XVII ст. вона стала практично загальноприйнятою.
ПРАКТИЧНА РОБОТА
• Організуйте і проведіть з своїми однокласниками (друзями, рідними) диспут на тему «Якою є сучасна система світу?».
НАВЧАЛЬНІ ЗАВДАННЯ
• Комбінацією яких рухів Птолемей пояснив петлеподібні переміщення планет на небесній сфері?
• Які спостереження могли беззаперечно підтвердити геліоцентричну систему світу й чому їх не виконували одразу після появи цієї системи?
ВИСНОВКИ
Уявлення про розміщення у просторі Землі, Сонця, планет і зір, що виникли в давнину і ґрунтувалися на прямих враженнях від спостереження довкілля, називають системами світу. Найвідоміші з них - геоцентрична й геліоцентрична системи світу.
