Реферат выполнила Кудимова А.С.
Министерство образования РФ
Пенза
2001
Наше представление о вселенной.
Как-то один известный ученый (говорят, это был Бертран Рассел) читал публично лекцию об астрономии. Он рассказывал, как Земля обращается вокруг Солнца, а Солнце в свою очередь обращается вокруг центра огромного скопления звезд, которое называют нашей Галактикой. Когда лекция подошла к концу из последних рядов зала поднялась маленькая пожилая леди и сказала: Все, что Вы нам говорили – чепуха. На самом деле наш мир – это плоская тарелка, которая стоит на спине гигантской черепахи. Снисходительно улыбнувшись, ученый спросил: “А на чем держится черепаха?” – “Вы очень очень умны, молодой человек, - ответила пожилая леди. – черепаха – на другой черепахе, та – тоже на черепахе, и так все ниже и ниже.”
Такое представление о Вселенной как о бесконечной башне из черепах большинству из нас покажется смешным, но почему мы думаем, что сами знаем лучше? Что нам известно о Вселенной, и как мы это узнали? Откуда взялась Вселенная, и что с ней станется? Было ли Вселенной начало, а если и было, то что происходило до начала? Какова сущность времени? Кончится ли оно когда-нибудь? Достижения физики последних лет, которыми мы частично обязаны фантастической новой технике, позволяют, наконец, получить ответы хотя бы на отдельные из таких давно поставленных вопросов.
Пройдет время, и эти ответы, может быть, станут столь же очевидными, как то, что Земля вращается вокруг Солнца, а может быть, столь же нелепыми как башня из черепах. Только время (чем бы оно ни было решит это).
От Аристотеля до Бэкона.
Еще в 340г. до н. э. греческий философ Аристотель в своей книге “О небе” приводил резкие доводы в пользу того, что Земля не плоская тарелка, а круглый шар. Шарообразность Земли Аристотель обосновал тем, что во время лунных затмений Земля отбрасывает на поверхность нашего спутника круглую тень. Это доказательство совершенно справедливо, его и теперь приводят в учебниках географии и астрономии. То, что Земля – шар, греческий философ доказывал еще и по-другому и тоже правильно. Он говорил, что во время дальних путешествий звезды, расположенные низко над горизонтом, исчезают под ним, скрытые выпуклостью Земли, зато с другой стороны появляются новые, до того не видные. Это было бы невозможно, если Земля была плоская: путник всегда видел бы одни и те же звезды.
Аристотель считал, что вокруг Земли, как неподвижного центра мироздания, вращаются твердые прозрачные сферы, к которым прикреплены Луна, Меркурий, Венера, Солнце, Марс, Юпитер, Сатурн. На восьмой сфере он поместил все звезды. В те времена нелегко было допустить, чтобы сферы вращались вокруг Земли сами собой, и Аристотель вышел из трудного положения так. Придумав девятую сферу, самую дальнюю, Аристотель назвал ее “перводвигателем”. Этот своего рода “небесный мотор” и вращал остальные сферы.
Система мира Аристотеля относится к числу геоцентрических, то есть таких, где центром Вселенной считается Земля (по-гречески “геос”).
Сейчас, в наше просвещенное время, мы читаем о системе Аристотеля с улыбкой, его рассуждения кажутся наивными. Но тогда, в его эпоху, она сыграла большую роль. Ведь она выкинула из мироздания богов, низвергла их с Олимпа. Солнце стало светилом, обходящим Землю по законам природы, а не огненной колесницей бога Гелиоса, на которой мог прокатиться своевольный мальчишка Фаэтон. А если не стало Гелиоса, то нельзя было верить в Зевса, Афину и других богов.
Жрецы это прекрасно поняли и обрушили свой гнев на Аристотеля. Они обвинили его в безбожии, изгнали на старости лет из родного города. Александра Македонского, который мог бы заступиться за ученого, уже не было в живых.
Аристотель умер на чужбине. Он стал жертвой своих передовых научных взглядов.
Из ученых той далекой от нас эпохи огромный вклад в развитие представления о Вселенной внес Аристарх Самосский (320 – 250 г. до н. э.). Он создал гелиоцентрическую систему мира, то есть в центре мироздания поставил Солнце. По учению Аристарха, Земля и другие планеты вращались вокруг Солнца. Историки называют Аристарха Самосского “Коперником древнего мира”: ведь только через восемнадцать веков после него гелиоцентрическую систему мира возродил великий польский астроном Николай Коперник.
Аристарх Самосский определил, хотя и неточно, величину Луны и расстояние до нее. Он нашел, что диаметр, или поперечник, Луны в три раза меньше земного, и это довольно близко к истине. Из серебряного блюда, катящегося по небу, астроном превратил Луну в огромное небесное тело, по которому можно совершать путешествие в десятки тысяч стадиев (греческий стадий равнялся 185 метрам).
Аристарх внес новое в учение о звездах. Он считал, что они отстоят от Земли неизмеримо дальше, чем Солнце. Для той эпохи это открытие было весьма важным: из уютного домашнего мирка Вселенная превращалась в необъятный гигантский мир. В этом мире Земля с ее горами и равнинами, с лесами и полями, с морями и океанами становилась крошечной пылинкой, затерянной в грандиозном пустом пространстве…
И вполне естественно, что Аристарх Самосский не мог сделать эту пылинку центром мироздания, заставить кружиться вокруг нее огромное Солнце и неизмеримо далекие звезды.
Звездную сферу Аристарх ошибочно считал неподвижной. Мы теперь знаем, что каждая звезда – тоже Солнце, более или менее удаленное от нашего. Знаем, что наше Солнце – обыкновенная рядовая звезда в гигантском их скоплении – Галактике, где насчитываются миллиарды звезд, из которых иные в тысячи и миллионы раз больше нашего Солнца.
Аристарх представлял себе расположение планет внутри солнечной системы правильно. Более того: он учил, что Земля вращается вокруг оси, и именно этим объясняется смена дня и ночи и кажущееся движение Солнца и планет вокруг земного шара.
Все рассуждения Аристарха были справедливы, но как видно, для того, чтобы в них поверили еще не пришло время. Ученые не приняли теории Аристарха Самосского, потому что геоцентрическая система мира была ближе их сердцу, понятнее.
К числу трудов, сохранивших свою ценность в продолжении многих веков относится “Альмагест” греческого ученого Клавдия Птолемея. В нем он изложил новую, придуманную им систему мира. Эта система прославила его на века и продержалась в науке полторы тысячи лет. Птолемей, как и Аристотель, придумал геоцентрическую систему мира, и у него центром Вселенной служит неподвижная Земля. Но, в отличие от Аристотеля, александрийский астроном не признавал никаких хрустальных сфер, у него Солнце и планеты вращались вокруг Земли в пустом небесном пространстве.
Когда рассматривают какую-нибудь небесную систему, то прежде всего задают вопрос: а соответствует ли она действительности, то есть можно ли на ее основании предсказать, в каком месте пространства будет находится та или иная планета в известный день и час. Добиться такого соответствия очень трудно, но Птолемей сумел этого добиться путем сложных геометрических построений.
Система Птолемея, хоть и неправильная в своей основе, давала возможность предсказывать солнечные и лунные затмения и находить небесные светила в тех точках неба, на какие указывала теория. Вот эти-то ее достоинства и позволили ей просуществовать полторы тысячи лет.
Птолемеевой системе мира “повезло” еще и в том, что ее приняла и поддерживала христианская церковь. А она в те времена обладала огромной силой. Все, что не соответствовало церковному учению объявлялось ересью, еретики томились в тюрьмах или погибали на костре.
Почему церковь приняла под свое крыло птолемееву систему мира? Это объясняется очень просто: она соответствовала библейскому рассказу о сотворении мира.
Библия утверждала, что бог сотворил сначала Землю, а потом создал Солнце, Луну и звезды, чтобы они освещали и согревали нашу планету. Значит и религия, и Птолемей одинаково считали Землю центром мироздания. А в разные мелкие подробности церковники не входили: геоцентрическая система удовлетворяла их в главном и этого было достаточно.
Сомневаться в истинности Птолемеевого учения не разрешалось: вольнодумец рисковал распроститься с жизнью. И такие случаи бывали…
Сочинения Птолемея в продолжении многих веков служило настольной книгой каждого астронома. Даже после того, как было изобретено книгопечатание, труд Птолемея неоднократно переиздавался.
Через тысячу лет жил в Англии замечательный философ и астроном Роджер Бэкон (1214 – 1294). В туманном климате Англии не так-то чисты ясные ночи. Но если такая выдавалась, Бэкон не сходил с башни до рассвета, наблюдая за небесными телами. И в его сочинениях мы находи удивительные высказывания, из которых видно, насколько Бэкон опередил свой век. За 300 лет до Коперника он усомнился в правильности геоцентрической системы Птолемея. Бэкон понимал, что звезды светят своим светом, а Луна отражает солнечные лучи. В старину Млечный Путь считали испарениями луны, а Бэкон справедливо утверждал, что это – скопление множества мельчайших звезд, которые настолько далеки от Земли, что свет их сливается в туманное облако.
Наблюдая кажущееся движение Солнца по небу, Бэкон с такой точностью вычислил длину года, что его таблицами в последствии без всяких поправок пользовался Коперник. Очень точно для того времени Бэкон высчитал и длину лунного месяца – промежутка времени, в продолжении которого Луна совершает оборот вокруг Земли.
В шарообразность Земли тогда не верили даже крупные ученые: теория Аристарха Самосского забылась. А Бэкон не сомневался в том, что Земля – шар. В этом он убедился во время морских плаваний из Англии во Францию и обратно.
Ведь горизонт, так хорошо видимый на море, представлял собой не прямую линию, а окружность.
Достижения Бэкона в астрономии огромны, они одни могли прославить английского философа на весь мир. Почему же этого не случилось? Да все по той же злополучной причине – они намного опередили его эпоху.