Особую «прочность» неба ученый объяснял жесткой связанностью всех сфер между собой (как в некотором механизме) И только правильное пропорциональное возрастание их скоростей с ростом удаленности сфер от центра мира обеспечивает устойчивость, которое благодаря этому «не разваливается».
Таким образом, космическая система Аристотеля для его современников была, можно сказать, теорией, опиравшейся на опыт, как он понимался тогда, т. е. на полное доверие к весьма грубым повседневным наблюдениям.
Несмотря на ряд ошибок и весьма наивные рассуждения, Аристотель включил в свою систему и вполне обоснованные астрономическими наблюдениями заключения, прежде всего о шарообразности Земли и ее свободном парении в пространстве. Поэтому так резко высмеивал примитивные идеи о том, что Земля уходит своими «корнями» в бесконечность (Ксенофан Колофонский, VI в. до н. э.), или, имея якобы форму невысокого цилиндра, держится на сжатом воздухе (древнейшая идея «воздушной подушки» — было высказано в том же VI в. до н, э. Анаксименом, а позднее Анаксагором и Демокритом).
Аристотель также опровергал теорию пифагорейцев о некоем теле, вокруг которого вращается Земля, а также верные догадки о вращении нашей планеты вокруг своей оси (поскольку это не ощущалось в повседневном опыте). Он стремился очистить физическую картину мира от мифологического элемента и объяснить все явления не субъективными, а естественными, объективными причинами. Аристотель резко критиковал древние учения о могучих Атлантах, держащих небо на плечах. «Эту басню, – как писал Аристотель, – сочинили те, кто думал, что все небесные тела имеют тяжесть и состоят из земли» (т. е. из элемента «земля»). К сожалению, гоняясь за этой целью, он выбросил из физической картины мира и глубоко верную догадку о вещественном единстве Вселенной и о тяжести небесных тел, о единстве действующих во Вселенной Законов.
Модель Вселенной у Аристотеля была именно механической, т. е. представляла Вселенную как набор якобы существующих «материальных» сфер (хотя и из особой «неземной» материи—эфира). С течением времени это привело к еще большему огрублению картины. Сферы стали представлять как твердые, хрустальные и т. п. Но это было уже в средние века. Для современников Аристотеля его физико-космологическая картина по своей полноте, логичности, увязанности с доступным опытом и наблюдениями была несравненно выше разрозненных, расплывчатых, порой внутренне противоречивых идей его предшественников. Она стала первым организующим, хотя в то же время ограничивающим фактором на пути дальнейшего развития науки. В ее рамках формировались в течение всей дальнейшей истории развития древнегреческой науки, занявшей более чем полтысячелетия, частные, или локальные собственно астрономические картины мира. И когда столетие спустя появилась гениальная и совершенно новая, революционная идея подлинного гелиоцентризма, высказанная Аристархом Самосским (он считал, в отличие от ранних пифагорейцев, Солнце неподвижным в центре мира, а Землю обращающейся вокруг него и вращающейся вокруг своей оси), эта идея была встречена крайне враждебно не только по религиозным соображениям, но и как противоречащая «здравому смыслу».
Для объяснения видимых движений планет греческие астрономы, крупнейший из них – александриец Гиппарх (II в. до н. э.), создали геометрическую теорию эпициклов, которая легла в основу геоцентрической системы мира александрийского астронома Птолемея (II в. н. э).
Исходя из уже известных представлений о возникновении центробежной силы у вращающегося тела, он сделал вывод, что с поверхности вращающейся Земли все свободно лежащие на ней тела должны были бы быть сорваны и отброшены в мировое пространство, а облака, как и птицы, находящиеся в воздухе, быстро уносились бы в сторону, обратную направлению вращения Земли, в соответствии с принципом относительности движения. И отчасти он был прав.
Если бы не колоссальная масса Земли по сравнению со всеми живыми неживыми объектами на ее поверхности, они действительно были бы «отброшены» в пространство. Поэтому он, критически рассмотрев и «старую» гелиоцентрическую идею, вместе с большинством тогдашних ученых отверг ее как умозрительную, не подтверждающуюся наблюдениями! Между тем принцип геоцентризма намного усложнял задачу. И только благодаря выдающемуся математическому таланту Птолемея она была решена.
Он считал Землю шарообразной, а размеры ее ничтожными по сравнению с расстоянием до планет и тем более звезд. Он разделял взгляд Аристотеля, который считал, что Земля неподвижна и только она может быть центром Вселенной, поэтому его система мира была названа геоцентрической (См. Приложения, рис.6,с. 24). Вокруг земли по Птолемею, движутся (в порядке удаленности от Земли) Луна, Меркурий, Венера, Солнце, Марс, Юпитер, Сатурн, звезды. Но если движение Луны, Солнца, звезд круговое, то движение планет гораздо сложнее. Каждая из планет, по мнению Птолемея, движется не вокруг Земли, а вокруг некоторой точки. Точка эта в свою очередь движется по кругу, в центре которого находится Земля. Круг, описываемый планетой вокруг движущейся точки, Птолемей назвал эпициклом, а круг, по которому движется точка около Земли, - деферентом.
Птолемей составил впервые в истории астрономии планетные таблицы, по которым можно было заранее вычислять положение планет с весьма высокой по тем временам точностью — до 10'.
Система мира Аристотеля-Птолемея казалась современникам правдоподобной. Она давала возможность заранее вычислять движение планет на будущее время – это было необходимо для ориентировки в пути во время путешествий и для календаря. Эту ложную систему признавали почти полторы тысячи лет. Но с течением времени астрономы обнаружили расхождение наблюдаемых положений планет с предвычисленными. На протяжении веков думали, что система мира Птолемея просто недостаточно совершенна и пытаясь усовершенствовать ее, вводили для каждой планеты новые и новые комбинации круговых движений.
Системой мира Птолемея завершается этап развития древнегреческой астрономии. Развитие феодализма и распространение христианской религии повлекли за собой значительный упадок естественных наук, и развитие астрономии в Европе затормозилось на многие столетия. В эпоху мрачного средневековья астрономы занимались лишь наблюдениями видимых движений планет и согласованием этих наблюдений с принятой геоцентрической системой Птолемея.
Глава 2
СРЕДНЕВЕКОВЬЕ
Предмет астрономии – мироздание, следственно, эта наука чаще любой другой соприкасалась с религией и считалась опаснейшим учением.
Теория Аристотеля-Птолемея прижилась и была узаконена из-за соответствия христианским догматам: Земля – центр Вселенной, а небесные светила созданы для того, чтобы освещать Землю и украшать небесный свод. Всякое отступление от этих взглядов беспощадно преследовалось.
Таким образом, мощное влияние церкви на научные изыски сковывало развитие астрономии вплоть до эпохи Галилея. Рациональное развитие в этот период астрономия получила лишь у арабов и народов Средней Азии и Кавказа, в трудах выдающихся астрономов того времени – Аль-Батани (850 – 929 гг.), Бируни (973 – 1048 гг.), Улугбека (1394 – 1449 гг.) и др.
«Средние века, с начала IV и до XV вв. включительно, были периодом значительного упадка в развитии естественнонаучных знаний на европейском континенте». Ведь еще в начале этого периода Византия была северными «варварами» и арабскими племенами с Аравийского полуострова, стоявшими на чрезвычайно низком уровне развития. Вместе с ней погиб Греко-римский центр науки и культуры. Конечно, античные устои стали вновь пускать корни в среде завоевателей. Теперь две религии: ислам и христианство подавляли стремления к познаванию мира.
Несомненно, и в этих условиях человек не мог перестать размышлять об окружающем мире. Но центры учености переместились в монастыри, где всяческий полет мысли, разойдясь с религиозной трактовкой явлений, прерывался.
Свидетельством падения интеллектуального состояния народа является широкое распространение в VI в. «учения» бывшего купца, а затем византийского монаха Космы Индикоплова. По его представлению, Земля имеет форму четырехугольника, она соединена с небом в виде твердого свода прямыми стенами; смена дня и ночи, объяснялась заходом светила (Солнца) за гору на севере. Такая «астрономическая картина мира» стоит на уровне едва ли не более низком, нежели в сказаниях иных «диких» племен Африки или Полинезии. Также крайний упадок показывает высмеивание известными европейскими богословами III – V вв. идеи существования антиподов, а, следовательно, и теории шарообразности Земли. Похожие примитивные представления имели широкое распространение вплоть до XVII в., например в России.
«Еретические» мысли все же появлялись у некоторых ученых. Самым глубоким мыслителям средних веков наиболее уязвимым в геоцентрической картине мира представлялось утверждение о неподвижности Земли. В сочинениях как арабо-среднеазиатских астрономов (Бируни, 973 – 1048гг), так и европейских ученых и философов – Жана Буридана (ок.1300 – ок.1358гг) и Николая из Орема (ок. 1323 – 1382гг), высказывались обоснованные сомнения относительно неподвижности Земли и даже центрального ее положения во Вселенной.
Дальше многих в критике Птолемея заходил Бируни. Судя по имеющимся в его работах намекам, он даже склонялся к гелиоцентризму, провозгласить который открыто в его время было небезопасно. При этом его рассуждения о возможности движения Земли опирались на физическую идею о существовании тяготения между космическими телами (о чем он узнал из сочинений индийских прогрессивных философов во время своего пребывания в Индии). Эта гениальная идея, по существу, идея всемирного тяготения, высказанная, видимо, раньше всех индийским математиком, астрономом и философом VII в. Брахмагуптой, возродилась в Европе лишь спустя восемь столетий в трудах гениального ученого и мыслителя эпохи Возрождения Леонардо да Винчи (1452 – 1519гг).