Текст книги "Расширяя границы Вселенной: История астрономии в задачах"
Автор книги: Владимир Сурдин
Соавторы: Евгений Гусев
сообщить о нарушении
Текущая страница: 13 (всего у книги 16 страниц)
5. Заблуждения и озарения учёных
5.1. Из всех разделов естествознания именно практическая астрономия изучает наиболее простые и наглядные явления, для которых сравнительно легко можно создать математическую модель (например, календарь), что и было сделано уже несколько тысячелетий назад. В то же время, как математическая дисциплина она наименее абстрактна, ибо по большей части имеет дело с реально наблюдаемыми явлениями. Например, сферическая геометрия развивалась только в рамках астрономии и связанной с ней географии.
5.2. Ксенофан считал Землю плоской, бесконечной, уходящей своими корнями в бесконечную глубину. Поэтому светила не могут обращаться вокруг Земли, а должны ежедневно рождаться и гибнуть (или удаляться в бесконечность). Для объяснения различий в видимом движении Луны и Солнца на разных широтах Ксенофан вынужден был предполагать существование целого «набора» одновременно существующих светил.
5.3. По мнению Аристотеля и Птолемея, центр Мира совпадает с центром Земли; но если бы наблюдатель оказался на Луне, то тела падали бы к центру Луны, где влияние центра Мира уже отсутствует.
5.4. Высказывание Анаксимена – это мнение учёного, обладающего весьма неполными данными об объекте исследования. Анаксимен был уверен в материальности небесных объектов. Звёзды он считал твёрдыми телами, находящимися на одинаковом расстоянии от Земли. Чтобы исключить их взаимное перемещение и падение на Землю, он считаел необходимым наличие твёрдой, но невидимой, опоры – «ледообразной» небесной сферы («Фрагменты…», 1989, с. 132).
5.5. Весьма точны высказывания Анаксагора о причине свечения Луны и её рельефе. Солнце признаётся им очень крупным раскалённым телом, что в целом также верно. Поразительно точно угадана и причина свечения Млечного Пути. Хотя рассуждения о природе звёзд и причине их разогрева довольно примитивны, но Анаксагор прав, признавая звёзды материальными телами. Наконец, признаётся возможность падения «камней с неба». Вот как об этом пишет Плиний в «Естественной истории»:
Греки сообщают, что Анаксагор, благодаря своим познаниям в астрономии предсказал, в какие дни упадёт камень с Солнца, что и произошло среди бела дня в области Фракии возле реки Эгоспотамы (камень этот показывают и по сей день: он величиной с гружёный воз и опалённого цвета), причём в те ночи на небе пылала комета. Если поверить в то, что он и впрямь это предсказал, придётся также признать, что провидческая способность Анаксагора была совершенно удивительной; сама наша способность к пониманию природы вещей окажется под угрозой и всё спутается, если допустить, что Солнце либо само камень, либо на нём когда‑либо находился камень. Однако сам факт частого падения [камней с неба] не подлежит сомнению. Один такой, небольших размеров, и по сей день заботливо сохраняется в Абидосском гимнасии; рассказывают, что его падение на материке было предсказано тем же Анаксагором.
Разумеется, даже в нашу эпоху учёным ещё не дано предсказывать падение на Землю метеоритов (хотя в недалёком будущем это представляется вполне возможным). Но при чтении приведённого выше фрагмента не может не поразить ясность, материалистичность и здравый смысл в мышлении древнегреческих философов и обывателей.
5.6. Как видим, эти сообщения не во всём согласуются между собой: материалом для твёрдого неба указан, в первом случае, воздух, во втором – вода, а в третьем – эфир. Но все три их объединяет одна мысль, вероятно, действительно принадлежащая Эмпедоклу: «мир материален и он эволюционирует».С ней вполне согласится современный учёный.
Весьма актуально также звучит сообщение о взглядах Эмпедокла, дошедшее до нас от Диогена Лаэртия. Воззрения его таковы: «элементов четыре: огонь, вода, земля и воздух, и ещё Любовь, которой они соединяются, и Распря, которой они разделяются».Как видим, присутствует не только Пятый Элемент,но и шестой.
5.7. Главное в идее Д. И. Менделеева – указание на системную, иерархическую организацию вещества. Мир представляет собой иерархию систем объектов – полагал Менделеев и даже указывал на возможность сложной структуры самих атомов. Термин атом(от греч. неделимый, неразрезаемый) Менделеев считал неудачным и предпочитал ему термин индивидуум, как предполагающий не только обособленность, но и возможность сложной внутренней структуры. Менделеев разъяснял, что слово атомзначит по – гречески то же, что индивидпо – латински. Слово индивидиздавна и постоянно прилагают и к человеку, и к любому животному и растению. Но кто же сомневается, что животные и растения делимы?
«А потому лучше было бы назвать атомы индивидуумами, неделимыми… Индивидуум механически и геометрически делим и только в определённом реальном смысле неделим. Земля, солнце, человек, муха суть индивидуумы, хотя геометрически делимы». Так утверждал Дмитрий Иванович в 1906 году. Разумеется, он был далёк от того, чтобы проводить прямую аналогию между объектами микро– и мегамира: приведённая цитата – лишь образная иллюстрация из книги Менделеева «Основы химии».
5.8. Газ представляет собой систему сталкивающихся корпускул, не обладающих заметными силами дальнодействия. В отличие от него, звёздный ансамбль – это система гравитационно связанных (эффект дальнодействия) не сталкивающихся тел. Однако многие механические проявления газовых и звёздных систем подобны.
5.9. Роль центральной массы в Галактике выполняет сгущение звёзд – галактическое ядро, в центре которого, по всей видимости, находится очень массивная чёрная дыра (около 2,5 млн. масс Солнца). Уже в 1948 году советские учёные получили изображение центральной части Галактики при помощи электронно – оптического преобразователя, чувствительного к инфракрасным лучам, для которых межзвёздная пыль – «завеса чёрного вещества» – не помеха.
5.10. Гюйгенс открыл Большую туманность Ориона, но суть открытия ещё долго оставалась непонятой. Позднее выяснилось, что до Гюйгенса, возможно, первым в Европе, в 1618 г. эту туманность наблюдал в телескоп швейцарский астроном Иоганн Цизат (1586–1657), но не обратил на неё должного внимания.
5.11. Речь идёт о внегалактических туманностях, или, по современной терминологии – галактиках.
5.12. Тёмные прогалы в Млечном Пути вызваны плотными облаками космической пыли, экранирующими излучение более далёких звёзд
Галактики. Одним из первых эту мысль сформулировал В. Я. Струве (1793–1864): продолжая изучение Галактики методом «звёздных черпков» Гершеля, он высказал уверенность в существовании межзвёздного поглощения света и оценил его величину в 0,5 m/кпк. Лишь столетие спустя была доказана справедливость этого предположения и довольно высокая точность оценки Струве. Поглощение света стало первым свидетельством существования холодного межзвёздного вещества.
Ещё более определённое предсказание сделал «отец астрофизики» итальянец Анджело Секки (1818–1878), впервые систематически применивший спектроскоп в астрономии и давший в 1863 г. первую и довольно удачную спектральную классификацию звёзд. С помощью спектроскопа Секки установил различие между двумя типами туманностей: одни из них оказались звёздными системами, а другие – газовыми облаками. Всерьёз заинтересовавшись чёрными пустотами в Млечном Пути, которые Гершель считал «провалами в небесах», Секки настаивал на том, что это гигантские облака тёмных газов, проецирующиеся на светлый фон далёких звёзд. Однако ещё полстолетия астрономы склонны были разделять взгляды Гершеля и находили гипотезу Секки «маловероятной».
Для астрономов XX века существование межзвёздных газо-пылевых облаков стало вполне обыденной вещью и, кстати, главным препятствием при изучении далёких областей Млечного Пути. Из‑за наличия толстого слоя пыли в плоскости Галактики наблюдатель с Земли не может в оптических лучах увидеть галактическое ядро.
5.13. Число звёзд в наблюдаемой части Вселенной (Метагалактике) конечно, хотя и очень велико. Пространственная граница Метагалактики определяется моментом Большого взрыва и удалена от нас приблизительно на 13 млрд. световых лет. Однако вопрос об ограниченности объёма нашей Вселенной до сих пор остаётся открытым.
5.14. Ломоносов решил поставленную задачу небольшим (4°) наклоном главного зеркала к оси трубы. Это позволило вывести главный фокус за пределы трубы. Возникающая в такой системе кома минимальна в телескопах с большим фокусным расстоянием. Подобную схему применял и В. Гершель. В современной астрономии оптическая схема Ломоносова – Гершеля используется в солнечных телескопах.
5.15. Мысль Гераклита о том, что «космос один и тот же для всех» в наши дни можно сопоставить со свойствами однородности и изотропии Вселенной. «Вечно живой огонь», вероятно, аллегория, поскольку Гераклит полагал, что Космос попеременно возникает и снова уничтожается, чтобы возникнуть вновь. В то же время он считал огонь исходным, самым подвижным состоянием вещества, родоначальником всех прочих его форм. В этом смысле его представления близки к теории горячей Вселенной и, более того, к идеям современной инфляционной космологии.
5.16. Это высказывание В. Гершеля (1789 г.).
5.17. Кант существенно продвинулся по сравнению со своими предшественниками в формулировке и решении обеих поставленных им перед собою задач: раскрыть строение звёздной Вселенной и объяснить происхождение небесных тел и их систем. Однако полностью эти задачи не решены и по сей день, особенно проблема происхождения планетных систем.
5.18. Биологические структуры более сложны и в структурном, и в эволюционном плане, чем объекты мегамира.
5.19. Под «кристаллом небес» Бруно подразумевает бытовавшее в древние времена представление о небесных хрустальных сферах, на которых закреплены планеты и звёзды. Гелиоцентрическая система мира Коперника вдохновила Бруно отказаться от представления не только о сферах планет, но и о единой сфере неподвижных звёзд. Он представлял звёзды рассеянными в бесконечном пространстве, равноправными с Солнцем и обладающими своими планетными системами.
5.20. Бруно учился в монастырской школе, был доминиканским монахом, а позже – священником; поэтому в своём объяснении бесконечности Вселенной он, естественно, опирается на идеалистические доводы:
Существует бесконечная Вселенная, созданная бесконечным божественным могуществом. Ибо я считаю недостойным благости и могущества божества мнение, будто оно, обладая способностью создать, кроме этого мира, другой и другие бесконечные миры, создало конечный мир.
5.21. Взгляды современных учёных не столь оптимистичны, как у Джордано Бруно. Кстати, сплюснутость Солнца из‑за его медленного вращения так мала, что недоступна измерениям. Физические характеристики звёзд могут значительно отличаться от параметров Солнца. Скорее всего, не у всех звёзд есть планетные системы. Природные условия на планетах даже Солнечной системы резко различаются. В философском плане наличие внеземных цивилизаций современная наука не отрицает, но пока нет никаких фактов, доказывающих их существование. Вселенная безгранична, но может быть конечна.
5.22. Освещённость, создаваемая световым потоком Солнца через диафрагму размером с булавочное отверстие, много больше освещённости, создаваемой практически точечным источником света – звездой. Видимый угловой диаметр даже ближайших к нам и крупнейших звёзд ночного неба составляет лишь сотые доли угловой секунды. Чтобы с расстояния в несколько метров сквозь отверстие в экране можно было увидеть столь же малый участок солнечной поверхности, диаметр этого отверстия должен быть менее 1 мкм, что практически невозможно. Поэтому эксперимент Кеплера ни коим образом не подтверждает особую роль и центральное положение Солнца во Вселенной.
5.23. Галилей ещё не мог знать, что для земного наблюдателя звёзды представляются практически точечными источниками света. Кажущиеся угловые размеры звёзд определяются рассеянием света в атмосфере и в мутной среде оптических компонентов глаза. Атмосферное рассеяние очень мало: угловой диаметр изображения звезды при наблюдении на уровне моря достигает 3–5″. Для невооружённого глаза, имеющего – при наблюдении неярких объектов – разрешающую способность 100–150″, такой источник представляется точечным. Но даже при 10–кратном увеличении телескопа (Галилей говорит о 100–кратном увеличении, имея в виду площадь изображения) атмосферный диск звезды формально остаётся за пределом разрешающей способности глаза. Однако в телескоп звезда кажется более яркой за счёт большего светового потока, собираемого объективом. Поэтому рассеяние света в мутной среде глазного яблока создаёт впечатление увеличенного изображения звезды. При этом кажущееся увеличение угловых размеров звезды не имеет ничего общего с угловым увеличением протяжённых земных и небесных объектов.
5.24. Как выяснилось уже в наши дни, Тихо Браге и другие учёные в 1572 г. наблюдали вспышку сверхновой звезды в нашей Галактике. Это явление наблюдается при взрыве массивной звезды – сверхгиганта, после которого от неё остаётся лишь ядро – нейтронная звезда весьма малого размера или чёрная дыра. После того, как горячая оболочка взорвавшейся звезды рассеется и остынет, на месте взрыва невооружённым глазом уже ничего не видно. Для дальнейших наблюдений требуется мощный телескоп – оптический, радио– или рентгеновский.
Указанных в условии задачи данных вполне достаточно для определения условий видимости звезды в момент вспышки. А более точные координаты Сверхновой 1572 можно найти, например, в справочнике Куликовского, в таблице «Галактические источники радиоизлучения»: в эпоху J2000.0 радиоисточник, связанный с остатком этой Сверхновой имел координаты α=0 h25 mи δ=+64,2°. Учёт прецессии за прошедшие 430 лет даёт координаты в эпоху вспышки: α=0 h03 mи δ=+61,8°. Принимая широту места наблюдения равной 56°, видим, что Сверхновую 1572 г. Тихо наблюдал в верхней кульминации на высоте 84°, а в нижней – на высоте 28° над горизонтом, т. е. эта звезда, в принципе, круглые сутки была видна достаточно высоко над горизонтом. В середине ноября Кассиопея кульминирует вечером, около 20 час. Поэтому для наблюдения Сверхновой 1572 на ночном небе этот период года был чрезвычайно удобен. А в конце светового дня Кассиопея поднималась над горизонтом уже почти на 60°, что делало весьма удобным наблюдение Сверхновой и на дневном небе. В ноябре Сириус восходит около полуночи, тогда и можно было сравнить с ним блеск звезды.
Узнать условия видимости Венеры значительно сложнее: для этого проще всего использовать электронную программу – планетарий, достаточно точную, чтобы вычислять положения планет на интервалах времени в несколько столетий (для решения именно этой задачи советуем использовать программу А. Волынкина Turbo Sky v.3: в указанную дату на соответствующем месте её электронного неба действительно появляется Звезда Тихо). Установив дату «11 ноября 1572 г.» и широту Москвы, увидим, что условия видимости Венеры были превосходными: планета была почти в максимальной западной элонгации; располагаясь на угловом расстоянии в 43° от Солнца, она восходила под утро и к началу сумерек уже была на высоте около 20° над горизонтом, имея блеск около —5 m. Вслед за ней восходил Меркурий (западная элонгация 20°), а ещё позже, уже в лучах Солнца – Сатурн. Яркий Юпитер кульминировал поздним вечером на высоте в 40°. Как видим, условия для изучения Новой Тихо были практически идеальными.
Роль Сверхновой 1572 г. в истории астрономии чрезвычайно велика: её появление раз и навсегда разрушило древнее заблуждение о неизменности звёздного неба, а также окончательно определило судьбу Тихо Браге как астронома, работы которого дали толчок рождению новой науки.
5.25. Максимум излучения Сириуса лежит в ультрафиолетовой области спектра, поэтому в синей области его излучение больше, чем в жёлтой и зелёной. «Дерзким» Сириус, вероятно, назван за свой блеск: это ярчайшая звезда ночного неба.
Цвет Альдебарана, определяемый его температурой (3500 К), считается в астрономии оранжевым, иногда красноватым, что соответствует цветам рубина, разновидности которого имеют цвета от розового до красного. Под «цепью» Ориона, по-видимому, надо понимать звёзды так называемого «пояса» Ориона: ζ, ε, δ. Эти звёзды голубоватые, с показателем цвета B‑V около —0,2 mи звёздной величиной около 2 m. Их яркость и голубой оттенок вызвали у поэта ассоциацию с алмазом, основное свойство которого – высокий показатель преломления (n=2,4).
«Арго» – это прежде существовавшее созвездие южного полушария «Корабль Арго». Сейчас это звёздное поле поделено между четырьмя созвездиями: Киль, Корма, Компас и Парус. В северных средних широтах зимой над южной частью небосвода видны частично только Компас и Корма, не содержащие ярких звёзд. Слабые звёзды глаз воспринимает ахроматическими светоприемниками – палочками, и поэтому цвет таких звёзд фиксируется как беловатый (серебристый).
5.26. Действительно, за пределом атмосферы, в космосе, звёзд видно больше, и они не мерцают (по выражению одного из путешественников «они… мертвенны»). Ночное небо выглядит темнее, чем при наблюдении с поверхности Земли, поскольку отсутствует рассеяние света и собственное свечение атмосферы. Звёзд видно больше не потому, что их яркость намного усилилась (поглощение света в атмосфере, близ зенита, составляет 25–30 %), а потому, что фон неба стал более тёмным. Рисунок созвездий, разумеется, остался тем же самым.
А вот по поводу «разноцветности» звёзд Циолковский ошибся. Наш глаз вообще плохо воспринимает цвет слабо светящихся объектов, поскольку ночное, «палочковое» зрение не чувствительно к цвету. К тому же, излучение звёзд в основном носит тепловой характер, а распределение энергии в спектре чёрного тела весьма плавное. Поэтому, скажем, фиолетовых, синих и зелёных звёзд ни в космосе, ни на Земле увидеть нельзя. Все горячие звёзды кажутся нам белыми или чуть голубоватыми; и только относительно холодные звёзды могут иметь красный или оранжевый оттенок, да и то лишь в том случае, если они достаточно яркие (см. задачу 5.25).
5.27. В 1859–1860 гг. Р. Бунзен и Г. Кирхгоф в Германии изобрели метод спектрального анализа света. С 1860 года началась история солнечной и звёздной спектроскопии (Д. Донати и А. Секки в Италии, У. Хёггинс в Англии, Г. Кирхгоф в Германии).
5.28. Во второй половине XIX века возникла астрофизика – наука о природе небесных тел и физике космоса. В наше время это основной раздел астрономии. А. Кларк: «Эта наука даёт возможность изучать здесь на Земле строение звёзд, а сущность земных явлений постигать лучше после сравнения со звёздными мирами».
5.29. Предположение Бесселя подтвердилось: среди звёзд и остатков их эволюции оказалось довольно много слабосветящихся и даже совершенно тёмных тел (в том числе и чёрных дыр). Спутники Сириуса и Проциона – это звёзды малой светимости. Спутник Сириуса, белый карлик, был обнаружен американским оптиком А. Кларком в 1862 г. при испытании 46–см рефрактора. Спутник Проциона, тоже белый карлик, был открыт в 1896 г. Дж. М. Шеберле при наблюдении в большой рефрактор Ликской обсерватории.
5.30. Если использовать современные термины, то, очевидно, в этой дискуссии речь идёт о явлении аберрации света. За счёт движения Земли по орбите направление приходящих от Солнца лучей смещается на 20,5″.
5.31. На принципы эволюционности и единства физических законов для всей Вселенной.
5.32. Пять блуждающих звёзд – это пять известных в античное время планет: Меркурий, Венера, Марс, Юпитер и Сатурн. Наблюдаемые у них неравенства– это их петлеобразное и неравномерное движение по небесной сфере. По поводу построения теории наблюдаемых движений планет на основе сочетания только круговых равномерных движений Птолемей уже в приведённой цитате говорит, что он опирается на принцип божественного(понимай – математического) совершенства. Но в другом месте «Альмагеста» у него есть и более физическое обоснование:
Поскольку движение небесных тел не встречает никаких препятствий и происходит легче всех других движений, ему должна быть свойственна и наиболее удобоподвижная форма; для плоских фигур это круговое движение, а для пространственных – сферическое.
Хотя задача моделирования наблюдаемых движений планет при помощи комбинации некоторого числа равномерных круговых движений была впервые сформулирована в греческой астрономии ещё Платоном, никому из предшественников Птолемея не удалось достичь столь высокого совершенства в решении этой задачи. Косвенно о высокой оценке труда Птолемея свидетельствует и трансформация названия книги: первоначально «Альмагест» назывался «Мегале синтаксис», что можно перевести как «Великое построение» или как «Великое сочинение», но средневековые арабские астрономы стали употреблять название «Аль Маджисти» («Величайшее»), откуда и получился «Альмагест».
Сам Птолемей хорошо понимал и отмечал в «Альмагесте» трудности предвычисления положений планет на длительный срок, но всё же в течение полутора тысячелетий его теория служила единственным инструментом для решения этой задачи. Вероятно, сам Птолемей был бы удивлён таким долгожительством своей теории. Он писал: «Надлежит применять к небесным движениям, насколько это возможно, гипотезы простейшие; но если их недостаточно, нужно изыскивать другие, более подходящие». Эти «другие» теории оказались востребованы лишь через много веков. Создание математической модели мира, позволяющей давать правильные положения планет на небесной сфере, считается большинством историков научным подвигом Птолемея.
Но следует заметить, что существует и другая точка зрения на работу Птолемея. Она изложена в книге современного специалиста по небесной механике Роберта Ньютона «Преступление Клавдия Птолемея» (1985) и состоит в том, что большинство наблюдательных данных было Птолемеем подделано, а основные достижения античной астрономии изложены в «Альмагесте» неполно и необъективно, в выгодном для автора этого сочинения свете.
Проделав детальный анализ содержания «Альмагеста» (который он предпочитает именовать «Синтаксисом») и сопоставив данные Птолемея с результатами современных расчётов движения планет, Роберт Ньютон пришёл к следующим выводам:
Все собственные наблюдения Птолемея, которыми он пользуется в «Синтаксисе», насколько их можно было проверить, оказались подделкой. Многие наблюдения, приписанные другим астрономам, также часть обмана, совершённого Птолемеем. Его работа изобилует теоретическими ошибками и недостатком понимания… Его модели для Луны и Меркурия противоречат элементарным наблюдениям и должны рассматриваться как неудачные. Само существование «Синтаксиса» привело к тому, что для нас потеряны многие подлинные труды греческих астрономов. А вместо этого мы получили в наследство лишь одну модель, да и то ещё вопрос, принадлежит ли этот вклад в астрономию самому Птолемею. Речь идёт о модели экванта, использовавшейся для Венеры и внешних планет. Птолемей существенно уменьшает её значение не совсем правильным использованием.
Становится ясно, что никакое утверждение Птолемея не может быть принято, если только оно не подтверждено авторами, полностью независимыми от Птолемея. Все исследования, в истории ли, в астрономии ли, основанные на «Синтаксисе», надо проделать заново.
Я не знаю, что могут подумать другие, но для меня существует лишь одна окончательная оценка: «Синтаксис» нанёс астрономии больше вреда, чем любая другая когда‑либо написанная работа, и было бы намного лучше для астрономии, если бы этой книги вообще не существовало.
Таким образом, величайшим астрономом античности Птолемей не является, но он является ещё более необычной фигурой: он самый удачливый обманщик в истории науки.
Можно по-разному относиться к мнению Роберта Ньютона, но очевидно одно: история науки – это живое дело, в котором возможны попытки революционного пересмотра устоявшихся оценок. Правда, не всегда эти «революции в истории» совершаются на достаточно высоком профессиональном уровне, и поэтому, естественно, они не находят поддержку у специалистов. Так было и в прошлом: например, Копернику приходилось защищать Птолемея (!) от необоснованных нападок и критики, опубликованных в арабских трактатах (Идельсон, 1947, с. 11). А современные примеры неудавшихся научных революций дают работы академиков Н. А. Морозова и А. Т. Фоменко (см.: «Антифоменко», 2000; «Астрономия против …», 2001).
5.33. Эта цитата из первой научной работы Н. Коперника, которая историками науки условно названа «Малым комментарием». Она была завершена около 1515 г., но не была напечатана автором и ходила в списках. Первое сообщение о существовании этой работы было сделано датским астрономом Тихо Браге, который получил её в 1575 г. В «Малом комментарии» впервые излагается общая схема гелиоцентрической теории. Как видно из приведённого текста, в модели мира Коперника сохранены эпициклы, хотя по сравнению с моделью Птолемея их количество существенно сокращено.
5.34. Прежде всего, сам вопрос Сенеки говорит нам о том, что накануне эпохи Птолемея в среде интеллектуальной элиты свободно обсуждалась проблема движения Земли. Для Сенеки, философа– стоика, проповедавшего безразличие к внешним обстоятельствам жизни (к богатству и бедности, к славе и ненависти, к боли и смерти, и т. п.) вопрос о движении Земли имел скорее нравственное, чем физическое значение. Разумеется, Сенеку нельзя упрекнуть в отсутствии естественнонаучной любознательности: среди его многочисленных произведений были и «Исследования о природе» (Naturales quaestiones), в семи книгах, посвященные грому и молнии, снегу, граду, дождю, землетрясениям, кометам и т. п. До тех пор, пока Запад не познакомился с Аристотелем, «Исследования о природе» Сенеки использовались в качестве главного источника информации по натуральной истории. Однако стоики рассматривали небесные и вообще природные феномены как непосредственное доказательство того, что Вселенной управляет разумное провидение («обрекла ли судьба нашу Землю…»). Поэтому вопрос о движении Земли понимался стоиками не как физическая проблема системы отсчёта, а как вопрос об отношении провидения к Человеку: «заставили ли боги все небесные тела двигаться вокруг нас или же мы сами около них вращаемся?».Создан ли Человек как центр Вселенной или как равноправная её часть – вот основной смысл вопроса Сенеки.
5.35. Подробные опыты с качающимся маятником провёл в январе 1851 г. французский физик – экспериментатор Жан Фуко, в честь которого прибор был назван маятником Фуко. Тогда же он объяснил наблюдаемое явление суточным вращением Земли. Через три месяца учёный продемонстрировал свой опыт с маятником длиной 67 м. Лиувилль показал, что на полюсах Земли угловая скорость поворота плоскости качания маятника наибольшая, а на экваторе эта плоскость остаётся неизменной.
5.36. Основная идея Плутарха – гениальная догадка, но исследователи считают, что под «огнём» совсем необязательно подразумевалось Солнце.
5.37. Описана гелиоцентрическая модель мира, предложенная древнегреческим астрономом Аристархом Самосским (ок. 310–230 гг. до н. э.). Цитата взята из труда Архимеда «Исчисление песчинок [во Вселенной]», написанного им в 216 г. до н. э.
5.38. В средние века более точные наблюдения планет привели к необходимости усложнения системы мира Птолемея. Для каждой планеты были введены дополнительные эпициклы, причём центр каждого последующего двигался по окружности предыдущего, и только по последнему эпициклу двигалась сама планета. Модель мира стала настолько громоздкой, что у многих людей возникли сомнения в её правильности.
5.39. Лихтенберг хотел этим сказать, что после создания гелиоцентрической системы мира астрономия стала быстро развиваться. В историческом плане это именно так. Но вот вопрос: благодаря чему стала быстро развиваться астрономия – благодаря новой концепции или изобретённому в эти же годы телескопу? И было ли случайным это совпадение? И не было ли у гелиоцентризма и телескопостроения общей причины для быстрого прогресса?
5.40. Положения 4, 5, 6 и 7 модели мира Коперника и сегодня можно считать вполне точными; но положения 1, 2 и 3 со временем потребовали ревизии.
5.41. Эти рассуждения Коперника, в целом довольно наивные, основываются на обобщении житейского опыта и содержат некоторые интуитивные находки. Опыт нам подсказывает, что «природные», длительно существующие физические объекты и системы находятся в состоянии равновесия и обладают более высокой устойчивостью, чем короткоживущие искусственные создания. Под действием внешних сил система может быть выведена из равновесия (ускорение) и разрушена (деформация). Коперник верно оценил, что при вращении двух объектов разного размера (Земля и небеса) с одинаковым периодом большие нагрузки испытывает объект большего размера.
5.42. Прежде всего Коперник имеет в виду особенности наблюдаемого петлеобразного движения планет: систематическое уменьшение размера петель и увеличение числа петель на каждом обороте планеты в порядке их расположения от Марса к Сатурну. Но орбиты планет Коперник представляет круговыми, в действительности же они эллиптические.
5.43. Историки науки полагают, что А. Осиандер в своём предисловии намеренно принизил значимость системы мира Н. Коперника и свёл её к ещё одному методу расчёта положений светил на небе. Очевидно, что приведённые слова Осиандера могли бы характеризовать и модель мира Птолемея.
5.44. Эта попытка реформы календаря была предпринята египетским царём Птолемеем III Эвергетом. Календарь совпадает с тем, который был введён Юлием Цезарем в 46 г. до н. э. и теперь называется юлианским.
5.45. Шведский учёный Сванте Аррениус (1859–1927) в книге «Представления о мироздании на протяжении веков» приводит следующее высказывание самого Н. Коперника:
После того, как я долго размышлял о сомнительности математических учений относительно исчисленных круговых движений сфер, мне было тяжело сознавать, что философы, заботливо исследовавшие мельчайшие подробности этих круговых движений, не нашли надёжных оснований для движения мировой машины, которая всё же была построена ради нас лучшим мастером, сообразовавшимся с законами природы. Поэтому я не пожалел труда вновь перечесть книги всех имевшихся у меня философов, чтобы отыскать, не высказал ли кто– нибудь мнение о том, что небесные тела имеют другие движения, чем принятые теми, кто обучает в школах математическим наукам. Тогда я нашёл у Цицерона, что Ницетус (Гицет) полагал, будто Земля движется. Затем я нашёл у Плутарха, что и другие держались того же мнения. Для общего сведения я здесь приведу его слова: «Некоторые думают, что Земля движется. Так пифагореец Филолай говорит:,Земля движется по наклонному кругу, точно так же, как Солнце и Луна“. Пифагорейцы Гераклид из Понта и Экфант полагают, что Земля вращается, правда, не непрерывно, а во время между заходом и восходом Солнца, наподобие колеса вокруг своей центральной точки». Побуждаемый таким примером, и я стал думать о подвижности Земли, и хотя это могло показаться нелепым, я всё же не бросил своей мысли, так как знал, что другим до меня была дана свобода признавать любые круговращения в явлениях небесных светил.
5.46. На самом деле устройство Солнечной системы в модели мира Коперника является лишь немного менее сложным, чем у Птолемея. Поставив в центр мира Солнце, что впервые было предложено ещё Аристархом Самосским, Коперник затем последовательно усложнял свою систему, вводя эпициклы и смещая центры окружностей– деферентов относительно центра Солнца. В окончательном варианте модель мира Коперника насчитывала 48 окружностей.
