Открытие Вселенной - прошлое, настоящее, будущее

В этой картине хорошо видна еще одна трудность, не до конца преодоленная древними,- известная слитность географических и космологических представлений. Цилиндрическая модель Земли взята вовсе "не с потолка" - она основана на огромном арсенале наблюдений, согласно которым греческая ойкумена того времени гораздо сильней (примерно в 3 раза!) вытянута с запада на восток, чем с севера на юг...

Многие замыслы пифагорейской школы нашли блестящее выражение в философской концепции Платона (427-347 гг. до н. э.). Видимо, он впервые дает более или менее четкую картину особого теоретического знания, имеющего дело с идеальными математизированными моделями.

За всякой наблюдаемой вещью, согласно Платону, стоит некая идея (эйдос) - как бы проект вещи, созданный универсальным божественным разумом, и потому доступный сколь угодно точному теоретическому анализу. Реальные, чувственно наблюдаемые вещи постигаются лишь приближенно сквозь призму идеальных моделей. Атомы и молекулы Платона - треугольники и правильные многогранники - представляют собой одну из самых ранних и глубоких попыток объяснить свойства и взаимопревращения четырех основных стихий. Его Космос создан неким Демиургом (творческой силой) как идея и представляет собой живое существо, наделенное душой и умом. В акте творения создается и Время в образе абсолютной сферы, в центре которой заключена душа.

Выделение особой области теоретического знания и разработка логических правил вывода заключений - пожалуй, главное достижение нескольких столетий развития греческой натурфилософии. Здесь удалось не только преодолеть многообразное наследие магического типа мышления, но и заложить краеугольные камни будущей науки, точнее, тех методов, которые позволили найти естественнонаучный подход к проблеме строения Вселенной.

Для самой астрономии античного периода важнейшую роль сыграло построение геоцентрической модели. Исходное ее положение в том, что наблюдаемое движение небесных тел обусловлено равномерным вращением многих концентрических сфер с центром на Земле, но с разной ориентацией осей. Оно было, по-видимому, сформулировано Евдоксом Книдским (400-347 гг. до н. э.) и значительно развито учеником Платона Аристотелем (384-322 гг. до н. э.).

56 прозрачных сфер в Аристотелевой Вселенной образуют 9 небес - 7 из них принадлежат Луне, Меркурию, Венере, Солнцу, Марсу, Юпитеру, Сатурну, 8 небо - сфере неподвижных звезд и, наконец, 9 небо отводится некоему духу, понимаемому как космический перводвигатель и обеспечивающему движение всего гигантского механизма. В подлунном мире, то есть между Землей и Лунным небом, последовательно доминируют низшие элементы (земля, вода, воздух, огонь), а остальные области состоят из совершенного элемента - эфира.

Сфера, в соответствии с философскими воззрениями античности, считалась наиболее подходящей идеальной фигурой для небесных движений. Этот же образ был положен Аристотелем в основу представлений о форме Земли и небесных тел. Впоследствии Эратосфену из Кирены (234-196 гг. до н. э.) удалось очень точно измерить длину земного меридиана. Конкретно он измерял тень гномона* в Сиене (нынешнем Ассуане), когда в Александрии тень полностью исчезала. Расстояние между этими городами было известно (5 тыс. египетских стадиев), и, оценив угол между солнечным лучом и гномоном в 1/50 часть окружности (360°/50), Эратосфен нашел длину меридиана - 252 000 стадиев, или 39 690 км (современные данные: 40007 км!).

*Гномон - один из древнейших приборов, вертикальный стержень, укрепленный на горизонтальной площадке и отбрасывающий на нее тень. По длине и направлению тени фиксировались высота и азимут Солнца, и в этом плане в древности гномон использовался не только для разметки светлого времени суток (как солнечные часы), но и в качестве астрономического и геодезического инструмента. Гномон был известен в Египте и Месопотамии еще во 2 тыс. до н.э., использовали его и в других регионах планеты.

Велики достижения греческой наблюдательной астрономии. Во второй половине 5 века до н. э. Метон открывает 19-летний лунно-солнечный цикл (метонов цикл), соответствующий 235 месяцам (125 30-дневных и 110 29-дневных). На основании этого цикла длительность солнечного года была определена в 365 - суток, то есть всего на полчаса отличалась от точного значения.

Во 2 веке до н. э. Гиппарх Никейский (190- 125 гг. до н. э.), вероятно, первый вполне профессиональный астроном античности, составил весьма точные таблицы солнечных затмений, разработал теорию движения Солнца и Луны. Незадолго до смерти он завершил составление лучшего каталога своего времени, включающего 850 звезд, разделенных по блеску на 6 классов. Гиппарх вел также обширные исследования по хронологии и географии - ему приписывают идею задания координат небесных тел широтой и долготой. Наиболее известно его блестящее по точности измерение расстояния до Луны - 30 диаметров Земли, что с учетом диаметра, определенного Эратосфеном (12800 км), дает удивительную величину - 384 000 км, всего на 395 км меньше современного среднего значения этого расстояния. Гиппархов цикл (304 года с 3760 месяцами) давал для продолжительности года 365 75/304 суток, то есть отличие от точного значения не превышало 5 минут.

Истинным венцом античной картины мира стал труд Птолемея "Великое математическое построение астрономии в 13 книгах" ("Альмагест" по традиции арабского перевода), написанный во 2 веке н. э.

Птолемей, основываясь на идеях александрийского математика Апполония Пергского (3 век до н. э.) и Гиппарха, заменил сферы системой окружностей эпициклов. Некий центр, связанный с каждой планетой, должен двигаться вокруг Земли по начальному эпициклу - деференту. Вокруг этого центра по определенному эпициклу вращалась планета. Иногда приходилось вводить два или три эпицикла - ровно столько, сколько необходимо было точного описания движения. В общем, дело сводилось к подбору достаточно сложной комбинации круговых движений, которыми можно было бы описать результаты длительных наблюдений. Огромная работа, проделанная Птолемеем, позволяла довольно точно предсказывать положение светил, и хотя он сам считал геоцентрическую картину лишь одной из возможностей (однако наиболее простой!), именно его труд положил начало безраздельному многовековому царствованию этой картины.

Немалую роль сыграла тут и многогранность достижений автора. Птолемей создал "Руководство по географии в 8 книгах", охватив весь известный грекам мир - от Скандинавии до Египта, от Атлантики до азиатского побережья Тихого океана. Важную роль для датировки событий (в частности, астрономических) сыграл его "Хронологический канон царей", а в своей "Оптике" Птолемей подытожил античные исследования зеркал. Даже в области астрологии, к которой он обратился в конце жизни, его "Тетрабиблос" ("Четырехкнижие") стал энциклопедией для следующих поколений*.

* В 1978 году американский астроном Роберт Ньютон опубликовал книгу "Преступление Клавдия Птолемея", где на основе тщательного поглавного анализа "Альмагеста" показано, что многие наблюдательные результаты, использованные Птолемеем, попросту поддельны, а некоторые математические выкладки грубо ошибочны. Обвинение выглядит очень веско, особенно с учетом того, что в астрономии даже самые древние наблюдения играют отнюдь не только историческую роль - они используются для долговременных прогнозов, и даже небольшая их фальсификация приводит к неприятным для науки последствиям. История науки не вынесла по этому поводу окончательного заключения - все-таки речь идет о событиях почти 20-вековой давности. Мы достаточно мало знаем о жизни самого Птолемея, чтобы как-то оценить цель, с которой он стал бы намеренно искажать достижения своих предшественников. Важно и то, что Клавдий Птолемей вряд ли может рассматриваться как узкий специалист в области астрономии, скорее он - истинный энциклопедист в духе эпохи позднего эллинизма.

"Альмагест" оказал огромное влияние не только на ход будущих астрономических исследований, но и на мировоззрение в целом. Геоцентризм слился с религиозной идеологией христианства и на долгие века определил каноническое видение Вселенной.

МОДЕЛЬ ПТОЛЕМЕЯ

Античность знала и альтернативные модели. Так, Гераклид Понтийский объяснял переменный блеск Меркурия и Венеры тем, что эти планеты вращаются вокруг Солнца.

Казалось бы, от пифагорейской картины с центральным огнем до гелиоцентрической модели один шаг. Тем более что шаг этот и был сделан уже в первой половине 3 века до н. э. Аристархом Самосским. В своем труде "О размерах и расстояниях Солнца и Луны" Аристарх поместил Солнце в центр Вселенной, а планеты должны были двигаться вокруг Солнца по идеальным окружностям, и вся эта превосходная конструкция заключалась в сферу неподвижных звезд.