МИРОВОЗЗРЕНИЯ ГРЕЧЕСКИХ УЧЕНЫХ

Люди тысячелетиями искали объяснения регулярности движения Солнца и Луны и прежде всего сложного движения планет на небе. Первобытный человек не понимал явлений природы, особенно таинственными для него были небесные явления, его воображение поражали неизменность картины звездного неба и регулярность движений небесных тел, столь отличные от того, что он видел на Земле. Поэтому первобытные люди считали небесные тела обиталищем богов. Отсюда выводится связь звездного неба с мифологией и религиозными верованиями и приписывание небесным телам божественных свойств.

Так как в далекие исторические эпохи путешествия были возможны лишь на небольшие расстояния и в связи с этим изучение Земли было труднодоступным, первоначально Земле приписывали форму плоского круга, где-то каким-то образом подпираемого. Огромным шагом вперед во взглядах на мир было выдвинутое пифагорейцами около 500 года до нашей эры положение а том, что Земля имеет форму шара и находится в центре мира. Пифагорейцы первыми высказали мысль о движении Земли. Об этом упоминали Филолай, Гикет из Сиракуз, а другой пифагореец - Экфант приписывал Земле даже вращение вокруг своей оси. Всех этих греческих мыслителей упоминает Коперник в своем произведении О вращениях небесных сфер, перечисляя древних философов, высказывавших идеи о движении Земли.

Взгляды пифагорейцев, хотя их еще нельзя назвать научной теорией, побудили других греческих мыслителей задуматься над сущностью мира и сыграли в истории человеческой мысли чрезвычайно важную роль.

Наблюдаемые неравномерные движения планет на небе первоначально пытались объяснить равномерным движением вокруг своей оси сфер, имеющих общий центр с Землей. К их поверхности каким-то образом прикреплялись планеты. Такого рода концепцию, рожденную будто бы под влиянием Платона, впервые представил греческий математик Евдокс Книдский (род. ок. 408 г., ум. ок. 355 г. до н.э.) в теории гомоцентрических сфер, из которой и развилась древняя космология. Основным положением античной космологии был тот факт, что Вселенная заключена между двумя сферами: внутренней сферой Земли, представляющей собой центр мироздания, и внешней сферой постоянных звезд, которая ограничивала мир. Между этими двумя сферами должны были находиться планетные сферы, причем каждой планете соответствовало столько сфер, сколько элементарных равномерных движений следовало бы учесть, чтобы все вместе они и составили наблюдаемое на небе неравномерное и сложное движение планет. Движение всех этих сфер было взаимосвязано, при этом каждая из них вращалась равномерно вокруг своей оси, оси же вращения и направления вращения для каждой сферы также могли быть различными. Таким образом, с помощью 27 гомоцентрических сфер Евдокс геометрически воссоздал наблюдаемое на небе движение планет. Однако это число оказалось недостаточным, и Каллиппос, современник Аристотеля, увеличил их до 34. Недостатком же теории гомоцентрических сфер было то, что согласно ей планеты должны были находиться на неизменном расстоянии от Земли, что противоречило наблюдениям.

Аристотель в своих взглядах исходил прежде всего из противопоставления Земли и Неба. Земля, по Аристотелю, как центральная сфера Вселенной, слагалась из четырех элементов, самого тяжелого из них - земли, стремящейся к геометрическому центру мира, более легкого - воды, омывающей тяжелую землю, затем легкого элемента - воздуха над землей и водой, наконец, легчайшего элемента - огня, поднимающегося к сфере Луны. Вся же остальная часть Вселенной состояла, по мнению Аристотеля, из пятого элемента - эфира, субстанции невесомой, совершенной и неизменяющейся, из которой слагались хрустальные сферы мира между земной сферой и сферой неподвижных звезд. За пределами неподвижных звезд Аристотель не видел ничего - ни материи, ни пространства.

Каждый из элементов стремился занять природное ему положение. Два тяжелых элемента - земля и вода тяготели вниз, к центру земли, остальные два легких - вверх, причем всем этим элементам свойственно было прямолинейное движение. Иначе представлялось дело для состоявших из эфира небесных сфер. Им было свойственно вечное и неизменное вращательное движение, а небесные сферы должны были вечно занимать одно и то же место во Вселенной, возвращаясь вследствие равномерного вращательного движения к исходным положениям.

При таком отчетливом противопоставлении сущности земной материи свойствам небесного эфира немыслимо было какое-либо иное представление о строении мира, нежели с Землей в его центре, т.е. геоцентризм. Признание Земли планетой, наделение ее круговым движением, свойственным лишь эфиру, неизбежно нарушило бы всю научную концепцию Аристотеля и ее философские обоснования; поэтому сторонники аристотелевской философии считали всякие мысли о движении Земли нелепыми.

Мировоззрение Аристотеля господствовало над античными взглядами на строение мира, ему подчинились также и древние математики. Однако уже в древние времена раздавались голоса, выступавшие против аристотелевской концепции строения мира. Уже современник Аристотеля Гераклид Понтийский утверждал, что сама сфера постоянных звезд неподвижна, а ее дневное вращение с востока на запад является лишь отражением вращения Земли вокруг своей оси с запада на восток.

Другим весьма существенным отступлением от теории Аристотеля было высказанное Гераклидом предположение, что обе внутренние планеты, Меркурий и Венера, обращаются вокруг Солнца, а не вокруг Земли. Это было первое высказывание, утверждавшее, что другое тело, а не Земля может быть центром движения небесных тел. Гераклид отвергал аристотелевскую теорию эфира, считая, что звезды слагаются из тех же элементов, что и Земля.

Однако еще дальше в своих взглядах на движение Земли пошел Аристарх Самосский (около 320 - около 250 до нашей эры), отвергнувший геоцентрический принцип строения мира и провозгласивший гелиоцентрическую систему мироздания.

Труды Аристарха не дошли до нас в подлиннике. О его воззрениях нам известно лишь из работ его современника Архимеда (около 287 - около 212 до нашей эры), который в сочинении Счет песчинок (Psammites) писал: «Большинство астрономов считает мир сферой, центр которой в центре Земли, а радиус равен расстоянию между центром Земли и Солнца. Однако Аристарх огласил другое учение с рисунками, из которого следует, что мир во много раз больше. Его гипотезы гласят: Солнце и неподвижные звезды покоятся, а Земля обращается вокруг Солнца по кругу. Сфера неподвижных звезд, имеющая тот же центр, столь велика, что расстояние от Земли до неподвижных звезд так относится к орбите, описываемой Землей вокруг Солнца, как поверхность шара к точке, являющейся его центром».

Об обращении Земли вокруг Солнца здесь говорится совершенно ясно; имел ли в виду Аристарх также и движение планет, об этом Архимед не упоминает.

Идеи Аристарха были слишком смелыми, чтобы оказать значительное влияние на космологию древних. Кроме того, им не хватало общефилософского обоснования, и поэтому они не могли опровергнуть общепризнанное в то время мировоззрение Аристотеля. Теория мироздания древних строилась полностью на базе геоцентризма, истоки которого коренились в непосредственном восприятии органами чувств и в философских воззрениях. Окончательное выражение геоцентрическая система получила в работе Птолемея Математическое построение (Mathematike Syntaxis), которую называли тоже Великое построение (Megale Syntaxis), более известной под искаженным арабами названием Альмагест.

Александрийский астроном Клавдий Птолемей, создатель геометрической теории мироздания, жил во II веке нашей эры. В Альмагесте он свел в единую систему наследие своих предшественников, в особенности достижения жившего за триста лет до него великого греческого астронома Гип-парха, и добавил также свои результаты, основанные частично на собственных наблюдениях. Построенная, таким образом, на основе всего доступного ему научного материала теория просуществовала в неизменном виде почти четырнадцать веков, вплоть до революции, произведенной Коперником.

Птолемей исходил из того, что Солнце и планеты обращаются строго по кругу вокруг Земли, являющейся неподвижным центром мира. Наблюдаемое же неравномерное движение на небесной сфере он объяснял тем, что равномерные движения по окружностям накладываются друг на друга.

Рассуждения Птолемея основывались на следующих принципах:

1. Небо - сфера и вращается как сфера;

2. Земля как целое - шарообразна;

3. Земля находится в центре мира;

4. Землю можно считать точкой в сравнении со звездным небом;

5. Земля неподвижна.

Теория Птолемея весьма существенным образом отличалась от теории гомоцентрических сфер Ев-докса. Задание, которое поставил перед собой Птолемей, заключалось в поисках комплекса окружностей, имеющих разные центры и так подобранных, чтобы их совокупное движение и давало наблюдаемое движение планет. И дело было не в том, что такой комплекс мог существовать в действительности, а в том, чтобы он мог геометрически выяснять движения планет.

Собственно говоря, не Птолемей был создателем этой геометрической системы, которая позже приобрела название эксцентриков и эпициклов. Подлинным автором ее был греческий математик, живший в III в. до н.э., Аполлоний Пергский, а усовершенствовал ее Гиппарх. Согласно новой теории, вместо вращательного движения сфер, имеющих общий центр в Земле, основным путем планет вокруг Земли является окружность, называемая деферентом, центр которой лежит вне Земли, то есть расположен по отношению к ней эксцентрически. Из-за этого деференты получили название эксцентриков. Однако планеты не обращаются вокруг Земли непосредственно по деферентам, а движутся по меньшим окружностям, центры которых двигались по деферентам. Таким образом, совокупностью этих двух родов движений объяснялось как наблюдаемое неравномерное движение планет на небе, так и тот факт, что планеты удалены от Земли на разные расстояния.

Птолемей взял у Апполония и Гиппарха теорию эксцентриков и эпициклов и значительно ее усовершенствовал. Он рассчитал для отдельных планет движение центров эпициклов по деферентам и движение планет по окружности эпициклов. В соответствии с главным принципом учения Аристотеля, что в мире небесных тел допустимо лишь равномерное движение по окружности, центр эпицикла должен равномерно вращаться вокруг центра эксцентрика, а планета должна двигаться равномерно по окружности вокруг центра эпицикла. Однако этого не подтвердили наблюдения. Тогда Птолемей прибег к искусственному геометрическому построению, допустив, что движение центра эпицикла является постоянным не по отношению к центру эксцентрика, а по отношению к другому пункту, называемому эквантом и лежащему на диаметре эксцентрика, расположенном с противоположной стороны центра эксцентрика от Земли. Введение экванта нарушало принцип равномерности движения по окружностям, против чего позже резко выступал Коперник.

Теория движения планет по эпициклам была разработана Птолемеем очень точно, однако ему пришлось принять различные законы движения для так называемых внутренних планет Меркурия и Венеры, расположенных между Солнцем и Землей, и для внешних планет, Марса, Юпитера и Сатурна, расположенных за Солнцем.

В законах о движении как внутренних, так и внешних планет был скрыт зародыш гелиоцентризма. Ибо хотя Солнце в системе Птолемея считалось лишь одной из планет, его движение учитывалось в обращении всех планет (за исключением Луны) следующим образом:

1. Радиусы, соединяющие внешние планеты (Марс, Юпитер и Сатурн), движущиеся по эпициклам, с центрами этих окружностей на деферентах, всегда параллельны прямой, соединяющей Землю с Солнцем, т.е. период обращения внешней планеты по эпициклу составляет точно один год. В то же время период обращения центра эпицикла по деференту, т.е. так называемый звездный период внешней планеты для каждой из них различен.

2. Центры эпициклов внутренних планет (Меркурия и Венеры) находятся всегда на прямой, соединяющей Землю с Солнцем, т.е. они обращаются вокруг Земли за период времени, равный точно одному году, а периоды обращения обеих планет по эпициклам для каждой из них различны.

Эти правила в геоцентрической системе были совершенно случайными, ибо не имели никаких теоретических обоснований. Птолемей даже не пытался истолковать этих правил, ибо, находясь на позициях аристотелевского мировоззрения, он заранее исключал возможность движения планет вокруг Солнца. Только Коперник в этих правилах обнаружил аргументы в защиту положения о движении планет, в том числе и Земли, вокруг Солнца.