История естествознания в эпоху эллинизма и Римской империи

Античный гелиоцентризм (Гераклид Понтийский и Аристарх Самосский)

И действительно, такие системы вскоре возникают, причем их творцы не только отказываются от принципа гомоцентричности, но выдвигают и другие, по тому времени очень смелые и новаторские идеи, которые в то время еще не могли получить всеобщего признания и вскоре были практически забыты; они были возрождены лишь много столетий спустя создателями астрономии нового времени. И прежде всего мы должны назвать имена двух гениальных ученых античности — Гераклида Понтийского и Аристарха Самосского.

О жизни Гераклида мы знаем мало. Диоген Лаэртий [215] сообщает о нем много анекдотических сведений и почти никаких фактов. Во всяком случае, известно, что Гераклид родился в первой половине TV в. до н. э. в Гераклее — греческой колонии на малоазийском побережье Черного моря (Понта), потом прибыл в Афины, где примкнул к Академии, став учеником Спевсиппа, преемника Платона по школе. Неизвестно, застал ли он в живых самого Платона; хронологические соображения этому, во всяком случае, нe противоречат. Одновременно с учебой в Академии он, по-видимому, общался с пифагорейцами, а впоследствии слушал также Аристотеля. Судя по свидетельствам позднейших авторов (Цицерона), как философ он оставался платоником, в ряде пунктов, однако, существенно отклоняясь отортодоксального платонизма. В частности, мы находим сообщения о том, что Гераклид считал космос бесконечным, планетам же приписывал земную природу и утверждал, что они, как и Земля, окружены воздухом. Кометы трактовались им как освещенные облака, находящиеся на очень большой высоте. Даже эти отрывочные сведения свидетельствуют об оригинальности и самостоятельности естественнонаучных воззрений Гераклида.

215

Диоген Лаэртский. Указ. соч. С. 230–232. (Diog. Laert. V, 6).

От Гераклида до нас не дошло ни одной строчки, хотя, судя по косвенным сведениям, он был талантливым писателем. Некоторые его сочинения были написаны в форме диалогов и оказали впоследствии влияние на философскую прозу Цицерона. Приводимый Диогеном Лаэртием большой список трудов Гераклида содержит этические, физические, грамматические и эстетические сочинения, причем по одиним их заглавиям трудно установить, в каком именно Гераклид изложил свои астрономические теории.

В комментариях к аристотелевскому трактату «О небе» Симпликий неоднократно упоминает Гераклида как ученого. впервые объяснившего видимое суточное вращение небесного свода вращением Земли вокруг своей оси [216] (сообщения о том, что еще раньше эта же идея выдвигалась пифагорейцами Гикетом и Экфантом, слишком неясны и потому сомнительны). Некоторые исследователи полагают, что теория Гераклида была развитием намека на вращение Земли, содержавшегося в «Тимее» Платона. Возможно, что это в какой-то степени соответствовало истине, однако у Платона это был всего лишь намек, у Гераклида же — отчетливо сформулированная концепция. Во всяком случае, нет никаких указаний на то, что доктрина о вращении Земли вокруг своей оси подвергалась когда-либо серезьному обсуждению в Академии или Ликее.

216

Simpl. In de caelo, 444.31-445.5; 519.9-11; 541.27—542.2.

О другой важной идее Гераклида сообщает Халкидий в своих латинских комментариях к «Тимею» (TV в. н. э.?) [217] . А именно, Гераклид будто бы предположил, что Венера движется не вокруг Земли, а вокруг Солнца и потому оказывается то ближе к нам, чем Солнце, то дальше. Хотя Меркурий и не упоминается Халкидием в данном контексте, однако разумно предположить, что гипотеза Гераклида относилась в равной степени к обеим этим планетам. То, что Меркурий и Венера не удаляются далеко от Солнца, было уже давно известно греческим астрономам; разногласия существовали лишь по поводу того, находятся ли они между Луной и Солнцем, или же Солнце следует считать вторым небесным телом по степени удаленности от Земли, за которым уже следует Меркурий [218] . Гипотеза Гераклида разрешала этот спор и давала естественное объяснение особенностям движения этих двух планет.

217

Chalcid. In Timaoum comm. C-110. Leipzig, 1976. P. 176–177.

218

Наиболее авторитетные источники согласны в том, что порядок планет у пифагорейцев (включая Филолая) был такой же, как и у Платона: Луна, Солнце, Меркурий, Венера, Марс, Юпитер и Сатурн. Но у более поздних авторов, начиная с Цицерона и Плутарха, появляется другой порядок, согласно которому Солнце помещается между Венерой и Марсом, причем Цицерон утверждает, что этот порядок был введен стоическим философом Диогеном из Вавилона (Cicero. De divinatione II, 43). Существует мнение, что этот порядок был заимствован стоиками у халдейских астрологов, в то время как традиционный порядок (Луна, Солнце и т. д.) имел египетское происхождение. См. по этому поводу: Dreyer. Op. cit. S. 129; 168–169.

Любопытно, что эта гипотеза находила сторонников и в позднейшие времена; так, ее обсуждает известный математик IV в. Теон в своей «Астрономии», где она, правда, связывается с теорией эпициклов, о которой Гераклид, конечно, еще не имел представления [219] . Упоминается она также в книгах таких далеких от подлинной науки авторов V в., как Марциан Капелла [220] и Макробий [221] , причем последний приписывает эту гипотезу египтянам. Имя Гераклида никто из этих авторов не называет, и, вообще говоря, не исключено, что гипотеза о вращении Меркурия и Венеры вокруг Солнца могла в дальнейшем выдвигаться независимо от него. Но приоритет в этом вопросе должен быть приписан, бесспорно, Гераклиду.

219

Theon Smyrn. Op. cit. P. 186–187.

220

Mart. Capella. De nupt. Philol. et Mercur. Leipzig, 1925.

221

Macrobius. In ciceros somnium Scipionis comm. Ed. Eypenhardt, 1893. I, 19.

Существует еще одно любопытное свидетельство, относящееся к Гераклиду и приводимое Симпликием со ссылкой на комментарии Гемина к «Метеорологии» Посидония. Обсуждая вопрос о соотношении между физикой и астрономией, Гемин указывает, что астроном имеет право выдвинуть гипотезу, объясняющую те или иные явления, не заботясь о том, верна ли эта гипотеза с точки зрения физики или пет. При этом в качестве примера приводится заявление Гераклида, что аномалии в движении Солнца могут быть объяснены при предположении, что Земля каким-то образом движется, а Солнце каким-то покоится (ότι κινούμενη πως της γης, τοϋ δε ήλιου μένοντος πως) [222] . Вряд ли и этом заявлении Гераклида (скорее всего, устном) можно видеть указание на гелиоцентрическую гипотезу. Судя по всему, Гераклид всегда оставался убежденным геоцентристом. Скорее всего, речь шла здесь о неравномерности движения Солнца по орбите, следствием которой был уже упоминавшийся выше факт неравенства четырех времен года, причем Гераклид предложил объяснить эту кажущуюся неравномерность тем, что Земля не покоится неподвижно, а совершает вокруг центра мира какие-то колебания. Судя по характеру приведенной фразы, Гераклид никак не развивал своей идеи, а только выдвинул ее в качестве возможной гипотезы.

222

Simpl. In Phys. 292—21—292—31.

Оценивая образ Гераклида-ученого в целом, следует признать, что он был, действительно, скорее генератором идей, чем специалистом, доводившим эти идеи до математически оформленной теории. В этом отношении он, конечно, отличался и от Эвдокса, и от Аристарха (о котором речь пойдет ниже). Его идеи, однако, были настолько смелы и плодотворны, что он бесспорно заслуживает занять почетное место в истории античной науки.

В заключение заметим, что Аристотель ни разу не упоминает имени Гераклида Понтийского. Это можно объяснить только тем обстоятельством, что научные труды Гераклида были по тем или иным причинам неизвестны Стагириту. Возможно, что в основной своей части они были написаны уже после смерти великого основателя перипатетической школы.

Создателем первой в истории человечества гелиоцентрической системы мира был, как известно, Аристарх Самосский, деятельность которого падает на первую половину III в. до н. э. и потому уже прямо относится к эпохе эллинизма. Как сообщают позднейшие источники, он был учеником Стратона, преемника Феофраста по руководству Ликеем [223] . О его жизни нет никаких сведений — за исключением того, что примерно в 288–277 гг. до н. э. он занимался астрономическими наблюдениями в Александрии (как указывает Птолемей в «Альмагесте», в 280 г. до н. э. Аристарх наблюдал летнее солнцестояние, находясь в этом городе [224] ). Основное сочинение Аристарха, в котором была изложена его система мира, до нас не дошло; о его содержании коротко сообщает Архимед в «Псаммите» [225] . Сохранился текст лишь очень небольшого, но крайне интересного трактата Аристарха «О размерах и расстояниях Солнца и Луны» [226] . Трактат Аристарха написан по образцу математических сочинений того времени: он состоит из ряда выводимых друг из друга теорем, которым предшествуют шесть фундаментальных положений, или «гипотез», взятых в основном из данных наблюдений, полученных при прохождении Луны через тень Земли во время лунных затмений. Из этих данных Аристарх заключает: 1) что расстояние от Земли до Солнца составляет приблизительно 18–20 расстояний от Земли до Луны; 2) что диаметры Солнца и Луны находятся в том же отношении друг к другу, как и их расстояния до Земли; 3) что отношение диаметра Солнца к диаметру Земли должно лежать в пределах между 19/3 и 43/6. Отсюда Аристарх вывел, что объем Солнца должен быть: 19/3³, или приблизительно в 250 раз больше объема Земли.

223

Aet. I, 15, 5 (Dox. graeci. P. 313).

224

Ptolem. Synt. III, 1 (Ptolemaios Handbuch der Astronomic Leipzig, 1963. Bd. 1. S. 145).

225

Архимед. Соч. М., 1962. С. 358–359.

226

Περί μεγεϑών καί αποστημάτων ήλιου καί σελήυης. (Полный текст с переводом на английский язык приложен к книге: Heath Th. Aristarchus of Samos. Oxford, 1913. P. 352–411).

^{Рис. 2. Метод определения отношения расстояний Земля — Луна и Земля — Солнце по Аристарху}

Каким образом получил Аристарх эти значения, вообще говоря очень сильно отличающиеся от действительных? В качестве примера рассмотрим первое из приведенных соотношений — соотношение между расстояниями от Земли до Солнца и от Земли до Луны. Аристарх фиксирует тот момент времени, когда Луна находится строго в первой (или последней) четверти, т. е. когда мы видим освещенной половину лунного диска. Очевидно, что прямые, соединяющие Луну с Землей и Луну с Солнцем, образуют при этом прямой угол. Затем Аристарх определяет угол а, образованный в этот же момент прямыми, соединяющими

Луну с Землей и Землю с Солнцем (рис. 2). Этот угол, согласно его наблюдениям, оказывается равным двадцати девяти тридцатым прямого угла, т. е. в наших обозначениях α=87°. Задача состоит в том, чтобы определить, во сколько раз расстояние от Земли до Солнца (З.—С.) превосходит расстояние от Земли до Луны (З.—Л.), или, если пользоваться тригонометрическими терминами, в определении sin α. С помощью соответствующих геометрических построений Аристарх находит неравенства, заключающие отношение З.—С./З.—Л. в достаточно узкие границы. А именно, он получает:

18<(З.—С.)/(З.—Л.)<20

Математические рассуждения Аристарха безупречны. Почему же найденное им приближенное значение отношения З.—С./З.—Л. оказалось очень далеким от истинного? Потому, что принятое им значение угла α было получено путем очень неточных измерений (на самом деле α = =89°50′). С помощью тех измерительных средств, которые имелись в распоряжении Аристарха, точно определить тот момент, когда освещена ровно половина лунного диска, было практически невозможно. Дефектными были не математические приемы Аристарха, а его наблюдательная техника.