Астрономия древней греции. Астрономия в древней греции

В древности астрономия получила наибольшее развитие среди всех прочих наук. Одна из причин этого заключалась в том, что астрономические явления проще для понимания, чем явления, наблюдаемые на поверхности Земли. Хотя древние не знали этого, тогда, как и теперь, Земля и другие планеты двигались вокруг Солнца по орбитам, близким к круговым, примерно с постоянной скоростью, под воздействием единственной силы – гравитации, а также вращались вокруг своих осей, в общем, с постоянными скоростями. Все это справедливо и по отношению к движению Луны вокруг Земли. В результате Солнце, Луна и планеты кажутся с Земли движущимися упорядоченным и предсказуемым образом, и их движение можно изучать с достаточной точностью.

Другая причина была в том, что в древности астрономия имела практическое значение, в отличии от физики. Как использовали астрономические знания, мы увидим в главе 6.

В главе 7 мы рассмотрим то, что стало, несмотря на неточности, триумфом науки эпохи эллинизма: успешное измерение размеров Солнца, Луны и Земли, а также расстояний от Земли до Солнца и Луны. Глава 8 посвящена задачам анализа и предсказания видимого движения планет – проблеме, которая оставалась до конца не решенной астрономами и в Средних веках и решение которой в конечном итоге породило современную науку.

6. Практическая польза астрономии{69}

Даже в доисторические времена люди, должно быть, ориентировались по небу как по компасу, часам и календарю. Трудно не заметить, что солнце встает каждое утро примерно в одной и той же стороне света; что можно определить, скоро ли наступит ночь, глядя, как высоко солнце над горизонтом, и что теплая погода наступает в то время года, когда дни длиннее.

Известно, что звезды стали использовать для подобных целей довольно рано. Около III тыс. до н. э. древние египтяне знали, что разлив Нила – важнейшее событие для сельского хозяйства – совпадает с днем гелиакического восхода звезды Сириус. Это тот день в году, когда Сириус в первый раз становится виден в лучах зари перед восходом солнца; в предшествующие дни он вообще не виден, а в последующие дни появляется на небе все раньше и раньше, задолго до рассвета. В VI в. до н. э. Гомер в своей поэме сравнивает Ахилла с Сириусом, который виднеется высоко в небе на исходе лета:

Словно звезда, что под осень с лучами огнистыми всходит

И, между звезд неисчетных горящая в сумраках ночи

(Псом Ориона ее нарицают сыны человеков),

Всех светозарнее блещет, но знаменьем грозным бывает;

Злые она огневицы наносит смертным несчастным…{70}

Позже поэт Гесиод в поэме «Труды и дни» советовал земледельцам собирать виноград в дни гелиакического восхода Арктура; пахать следовало в дни так называемого космического захода звездного скопления Плеяды. Так называется день в году, когда это скопление в первый раз садится за горизонт в последние минуты перед восходом солнца; до этого солнце уже успевает подняться, когда Плеяды еще высоко на небе, а после этого дня они заходят раньше, чем встает солнце. После Гесиода календари, называемые «парапегма», в которых для каждого дня давались моменты восхода и захода хорошо заметных звезд, получили широкое распространение в древнегреческих городах‑государствах, которые не имели другого общепринятого способа отмечать дни.

Наблюдая темными ночами звездное небо, не засвеченное огнями современных городов, жители цивилизаций древности ясно видели, что за рядом исключений, о которых мы скажем позже, звезды не меняют своего взаимного расположения. Поэтому созвездия не изменяются из ночи в ночь и из года в год. Но при этом весь свод этих «неподвижных» звезд каждую ночь поворачивается с востока на запад вокруг особой точки на небе, указывающей точно на север, которую назвали северным полюсом мира. В терминах нашего дня это та точка, куда направлена ось вращения Земли, если продлить ее из северного полюса Земли в небо.

Эти наблюдения сделали звезды с древнейших времен полезными для моряков, которые по ним определяли расположение сторон света ночью. Гомер описывает, как Одиссей по дороге домой в Итаку был пленен нимфой Калипсо на ее острове в западном Средиземноморье и оставался в плену, пока Зевс не приказал ей отпустить путешественника. Напутствуя Одиссея, Калипсо советует ему ориентироваться по звездам:

Руль обращая, он бодрствовал; сон на него не спускался

Очи, и их не сводил […] с Медведицы, в людях еще Колесницы

Имя носящей и близ Ориона свершающей вечно

Круг свой, себя никогда не купая в водах океана.

С нею богиня богинь повелела ему неусыпно

Путь соглашать свой, ее оставляя по левую руку{71} .

Медведица – это, конечно же, созвездие Большой Медведицы, также известное древним грекам под названием Колесница. Она располагается недалеко от северного полюса мира. По этой причине на широтах Средиземноморья Большая Медведица никогда не заходит («… себя никогда не купая в водах океана», как выразился Гомер) и всегда видна ночью в более или менее северном направлении. Держа Медведицу по левому борту, Одиссей мог постоянно сохранять курс на восток, в Итаку.

Некоторые древнегреческие наблюдатели поняли, что среди созвездий есть и более удобные ориентиры. В биографии Александра Великого, созданной Луцием Флавием Аррианом, упоминается, что, хотя большинство мореходов предпочитало определять север по Большой Медведице, финикийцы, настоящие морские волки Древнего мира, с этой целью пользовались созвездием Малой Медведицы – не таким ярким, как Большая Медведица, но ближе расположенным на небе к полюсу мира. Поэт Каллимах из Кирены, чьи слова приводит Диоген Лаэртский{72} , заявлял, что способ искать полюс мира по Малой Медведице придумал еще Фалес.

Солнце тоже совершает днем видимый путь по небу с востока на запад, двигаясь вокруг северного полюса мира. Конечно, днем звезды обычно не видны, но, по всей видимости, Гераклит{73} и, возможно, его предшественники поняли, что их свет теряется в сиянии солнца. Некоторые звезды можно видеть незадолго до рассвета или вскоре после заката солнца, когда его положение на небесной сфере очевидно. Положение этих звезд в течение года меняется, и отсюда ясно, что Солнце не находится в одной и той же точке по отношению к звездам. Точнее, как было хорошо известно еще в древнем Вавилоне и Индии, вдобавок к видимому ежедневному вращению с востока на запад вместе со всеми звездами, Солнце также совершает оборот за год в обратную сторону, с запада на восток, вдоль пути, известного как зодиак, на котором расположены традиционные зодиакальные созвездия: Овен, Телец, Близнецы, Рак, Лев, Дева, Весы, Скорпион, Стрелец, Козерог, Водолей и Рыбы. Как мы увидим, Луна и планеты тоже перемещаются по этим созвездиям, хотя и не по одинаковым путям. Тот путь, который проделывает через них именно Солнце, называется эклиптикой .

Поняв, что такое зодиакальные созвездия, легко определить, где сейчас находится Солнце среди звезд. Надо лишь посмотреть, какое из созвездий зодиака видно выше всех на небе в полночь; Солнце будет находиться в том созвездии, которое напротив данного. Утверждают, что Фалес рассчитал, что один полный оборот Солнца по зодиаку занимает 365 дней.

Наблюдающий с Земли может полагать, что звезды расположены на твердой сфере, окружающей Землю, полюс мира которой расположен над северным полюсом Земли. Но зодиак не совпадает с экватором этой сферы. Анаксимандру приписывается открытие того, что зодиак располагается под углом 23,5° по отношению к небесному экватору, причем созвездия Рак и Близнецы находятся ближе всего к северному полюсу мира, а Козерог и Стрелец – дальше всего от него. Сейчас мы знаем, что этот наклон, обуславливающий смену времен года, существует потому, что ось вращения Земли не перпендикулярна плоскости орбиты Земли вокруг Солнца, которая, в свою очередь, довольно точно совпадает с той плоскостью, в которой движутся почти все тела Солнечной системы. Отклонение земной оси от перпендикуляра составляет угол в 23,5°. Когда в Северном полушарии лето, солнце находится в той стороне, куда наклонен северный полюс Земли, а когда зима – в противоположной.

Астрономия как точная наука началась с применения устройства, известного как гномон, с помощью которого стало возможным измерять видимое движение солнца по небу. Епископ Евсевий Кесарийский в IV в. писал, что гномон изобрел Анаксимандр, но Геродот приписывал заслугу его создания вавилонянам. Это всего лишь стержень, вертикально установленный на освещаемой солнцем плоской площадке. С помощью гномона можно точно сказать, когда наступает полдень, – в этот момент солнце стоит на небе выше всего, поэтому гномон отбрасывает самую короткую тень. В любом месте земли к северу от тропиков в полдень солнце расположено точно на юге, и значит, тень от гномона указывает в этот момент точно на север. Зная это, легко разметить площадку по тени гномона, нанеся на нее направления на все стороны света, и она станет служить компасом. Также гномон может работать как календарь. Весной и летом солнце восходит немного севернее точки востока на горизонте, а осенью и зимой – южнее нее. Когда тень гномона на рассвете показывает точно на запад, солнце встает точно на востоке, и значит, сегодня день одного из двух равноденствий: или весеннего, когда зима сменяется весной, или осеннего, когда лето оканчивается и приходит осень. В день летнего солнцестояния тень гномона в полдень самая короткая, в день зимнего – соответственно, самая длинная. Солнечные часы похожи на гномон, но устроены иначе – их стержень параллелен оси Земли, а не вертикальной линии, и тень от стержня каждый день, в одно и то же время указывает в одном и том же направлении. Поэтому солнечные часы, собственно, и есть часы, но их нельзя использовать как календарь.

Гномон – прекрасный пример важной связи между наукой и техникой: техническое приспособление, придуманное с практической целью, которое дает возможность совершать научные открытия. С помощью гномона стал доступным точный подсчет дней в каждом из времен года – промежуток времени от одного равноденствия до солнцестояния и затем до следующего равноденствия. Так, Евктемон, живший в Афинах современник Сократа, открыл, что длительности времен года не совпадают в точности. Это оказалось неожиданным, если считать, что Солнце движется вокруг Земли (или Земля вокруг Солнца) по правильной окружности с Землей (или Солнцем) в центре с постоянной скоростью. Исходя из этого предположения, все времена года должны быть строго одинаковой длины. Веками астрономы пытались понять причину их фактического неравенства, но правильное объяснение этой и других аномалий появилось лишь в XVII в., когда Иоганн Кеплер понял, что Земля обращается вокруг Солнца по орбите, которая является не кругом, а эллипсом, и Солнце расположено не в его центре, а смещено в точку, которая называется фокусом. При этом движение Земли то ускоряется, то замедляется по мере приближения или удаления от Солнца.

Луна для земного наблюдателя тоже вращается вместе со звездным небом каждую ночь с востока на запад вокруг северного полюса мира и так же, как Солнце, медленно движется по зодиакальному кругу с запада на восток, но ее полный оборот по отношению к звездам, «на фоне» которых он происходит, занимает чуть больше 27 суток, а не год. Поскольку для наблюдателя Солнце движется по зодиаку в ту же сторону, что и Луна, но медленнее, проходит около 29,5 суток между моментами, когда Луна оказывается в том же положении по отношению к Солнцу (на самом деле 29 суток 12 часов 44 минуты и 3 секунды). Так как фазы Луны зависят от взаимного расположения Солнца и Луны, именно этот интервал в 29,5 суток и есть лунный месяц{74} , то есть время, проходящее от одного новолуния до другого. Давно было замечено, что лунные затмения происходят в фазе полнолуния и их цикл повторяется каждые 18 лет, когда видимый путь Луны на фоне звезд пересекается с путем Солнца{75} .

В некотором отношении Луна более удобна для календаря, чем Солнце. Наблюдая фазу Луны в какую‑либо ночь, можно приблизительно сказать, сколько дней прошло с момента последнего новолуния, и это гораздо более точный способ, чем пытаться определять время года, просто глядя на солнце. Поэтому лунные календари были очень распространены в Древнем мире и до сих пор находят применение – например, таков исламский религиозный календарь. Но, само собой, для того, чтобы строить планы в сельском хозяйстве, мореходстве или военном деле, надо уметь предугадывать смену времен года, а она происходит под влиянием Солнца. К сожалению, в году не целое число лунных месяцев – год примерно на 11 суток длиннее, чем 12 полных лунных месяцев, и по этой причине дата любого солнцестояния или равноденствия не может оставаться одной и той же в календаре, основанном на смене фаз Луны.

Другая известная сложность заключается в том, что сам год занимает не целое число суток. Во времена Юлия Цезаря было принято считать каждый четвертый год високосным. Но это не решило проблему полностью, поскольку год длится не в точности 365 суток с четвертью, а на 11 минут дольше.

История помнит бессчетные попытки создать календарь, который учитывал бы все указанные сложности – их было так много, что нет смысла говорить здесь обо всех. Фундаментальный вклад в решение этого вопроса сделал в 432 г. до н. э. афинянин Метон, который, возможно, был коллегой Евктемона. Используя, вероятно, вавилонские астрономические хроники, Метон определил, что 19 лет точно соответствуют 235 лунным месяцам. Погрешность составляет лишь 2 часа. Поэтому можно создать календарь, но не на один год, а на 19 лет, в котором и время года, и фаза Луны окажутся точно определенными для каждого дня. Дни календаря будут повторяться каждые 19 лет. Но поскольку 19 лет почти точно равняются 235 лунным месяцам, этот промежуток на треть суток короче, чем ровно 6940 дней, и по этой причине Метон предписал каждые несколько 19‑летних циклов выбрасывать один день из календаря.

Усилия астрономов согласовать солнечные и лунные календари хорошо иллюстрирует определение дня Пасхи. Никейский собор в 325 г. объявил, что Пасху следует праздновать каждый год в воскресенье после первого полнолуния, следующего за весенним равноденствием. В период правления императора Феодосия I Великого было установлено законом, что празднование Пасхи в неправильный день строго карается. К несчастью, точная дата наблюдения весеннего равноденствия не всегда одна и та же в различных точках земли{76} . Чтобы избежать ужасных последствий от того, что кто‑то где‑то отмечает Пасху не в тот день, возникла необходимость назначить какой‑то из дней точным днем весеннего равноденствия, а также договориться, когда именно случается следующее за ним полнолуние. Римско‑католическая церковь в позднеантичный период стала пользоваться для этого Метоновым циклом, в то время как монашеские ордена Ирландии приняли за основу более ранний иудейский 84‑летний цикл. Вспыхнувшая в XVII в. борьба между миссионерами Рима и монахами Ирландии за контроль над английской церковью была в основном спровоцирована спором из‑за точной даты Пасхи.

До наступления Нового времени создание календарей было одним из основных занятий астрономов. В итоге в 1582 г. был создан и при покровительстве папы Григория XIII введен в употребление общепринятый в наши дни календарь. Для определения дня Пасхи теперь считается, что весеннее равноденствие всегда происходит 21 марта, но только это 21 марта по григорианскому календарю в западном мире и тот же день, но по юлианскому календарю, в странах, исповедующих православие. В результате в разных частях мира Пасху празднуют в разные дни.

Хотя астрономия была полезной наукой уже в Классическую эпоху Эллады, на Платона это не производило никакого впечатления. В диалоге «Государство» есть иллюстрирующее его точку зрения место в разговоре Сократа с его оппонентом Главконом. Сократ утверждает, что астрономия должна быть обязательным предметом, которому надо обучать будущих царей‑философов. Главкон легко соглашается с ним: «По‑моему, да, потому что внимательные наблюдения за сменой времен года, месяцев и лет пригодны не только для земледелия и мореплавания, но не меньше и для руководства военными действиями». Однако Сократ объявляет эту точку зрения наивной. Для него смысл астрономии заключается в том, что «… в науках этих очищается и вновь оживает некое орудие души каждого человека, которое другие занятия губят и делают слепым, а между тем сохранить его в целости более ценно, чем иметь тысячу глаз, ведь только при его помощи можно увидеть истину»{77} . Такое интеллектуальное высокомерие было менее характерно для александрийской школы, чем для афинской, но даже в работах, к примеру, философа Филона Александрийского в I в. отмечается, что «воспринимаемое умом всегда выше всего того, что воспринимается и видится чувствами»{78} . К счастью, хотя бы и под давлением практической необходимости, астрономы постепенно отучились полагаться на один лишь собственный интеллект.

6. Практическая польза астрономии

Словно звезда, что под осень с лучами огнистыми всходит

И, между звезд неисчетных горящая в сумраках ночи

(Псом Ориона ее нарицают сыны человеков),

Всех светозарнее блещет, но знаменьем грозным бывает;

Злые она огневицы наносит смертным несчастным…

Позже поэт Гесиод в поэме «Труды и дни» советовал земледельцам собирать виноград в дни гелиакического восхода Арктура; пахать следовало в дни так называемого космического захода звездного скопления Плеяды. Так называется день в году, когда это скопление в первый раз садится за горизонт в последние минуты перед восходом солнца; до этого солнце уже успевает подняться, когда Плеяды еще высоко на небе, а после этого дня они заходят раньше, чем встает солнце. После Гесиода календари, называемые «парапегма», в которых для каждого дня давались моменты восхода и захода хорошо заметных звезд, получили широкое распространение в древнегреческих городах-государствах, которые не имели другого общепринятого способа отмечать дни.

Руль обращая, он бодрствовал; сон на него не спускался

Очи, и их не сводил […] с Медведицы, в людях еще Колесницы

Имя носящей и близ Ориона свершающей вечно

Круг свой, себя никогда не купая в водах океана.

С нею богиня богинь повелела ему неусыпно

Путь соглашать свой, ее оставляя по левую руку.

Некоторые древнегреческие наблюдатели поняли, что среди созвездий есть и более удобные ориентиры. В биографии Александра Великого, созданной Луцием Флавием Аррианом, упоминается, что, хотя большинство мореходов предпочитало определять север по Большой Медведице, финикийцы, настоящие морские волки Древнего мира, с этой целью пользовались созвездием Малой Медведицы – не таким ярким, как Большая Медведица, но ближе расположенным на небе к полюсу мира. Поэт Каллимах из Кирены, чьи слова приводит Диоген Лаэртский, заявлял, что способ искать полюс мира по Малой Медведице придумал еще Фалес.

Солнце тоже совершает днем видимый путь по небу с востока на запад, двигаясь вокруг северного полюса мира. Конечно, днем звезды обычно не видны, но, по всей видимости, Гераклити, возможно, его предшественники поняли, что их свет теряется в сиянии солнца. Некоторые звезды можно видеть незадолго до рассвета или вскоре после заката солнца, когда его положение на небесной сфере очевидно. Положение этих звезд в течение года меняется, и отсюда ясно, что Солнце не находится в одной и той же точке по отношению к звездам. Точнее, как было хорошо известно еще в древнем Вавилоне и Индии, вдобавок к видимому ежедневному вращению с востока на запад вместе со всеми звездами, Солнце также совершает оборот за год в обратную сторону, с запада на восток, вдоль пути, известного как зодиак, на котором расположены традиционные зодиакальные созвездия: Овен, Телец, Близнецы, Рак, Лев, Дева, Весы, Скорпион, Стрелец, Козерог, Водолей и Рыбы. Как мы увидим, Луна и планеты тоже перемещаются по этим созвездиям, хотя и не по одинаковым путям. Тот путь, который проделывает через них именно Солнце, называется эклиптикой .

Луна для земного наблюдателя тоже вращается вместе со звездным небом каждую ночь с востока на запад вокруг северного полюса мира и так же, как Солнце, медленно движется по зодиакальному кругу с запада на восток, но ее полный оборот по отношению к звездам, «на фоне» которых он происходит, занимает чуть больше 27 суток, а не год. Поскольку для наблюдателя Солнце движется по зодиаку в ту же сторону, что и Луна, но медленнее, проходит около 29,5 суток между моментами, когда Луна оказывается в том же положении по отношению к Солнцу (на самом деле 29 суток 12 часов 44 минуты и 3 секунды). Так как фазы Луны зависят от взаимного расположения Солнца и Луны, именно этот интервал в 29,5 суток и есть лунный месяц, то есть время, проходящее от одного новолуния до другого. Давно было замечено, что лунные затмения происходят в фазе полнолуния и их цикл повторяется каждые 18 лет, когда видимый путь Луны на фоне звезд пересекается с путем Солнца.

В некотором отношении Луна более удобна для календаря, чем Солнце. Наблюдая фазу Луны в какую-либо ночь, можно приблизительно сказать, сколько дней прошло с момента последнего новолуния, и это гораздо более точный способ, чем пытаться определять время года, просто глядя на солнце. Поэтому лунные календари были очень распространены в Древнем мире и до сих пор находят применение – например, таков исламский религиозный календарь. Но, само собой, для того, чтобы строить планы в сельском хозяйстве, мореходстве или военном деле, надо уметь предугадывать смену времен года, а она происходит под влиянием Солнца. К сожалению, в году не целое число лунных месяцев – год примерно на 11 суток длиннее, чем 12 полных лунных месяцев, и по этой причине дата любого солнцестояния или равноденствия не может оставаться одной и той же в календаре, основанном на смене фаз Луны.

История помнит бессчетные попытки создать календарь, который учитывал бы все указанные сложности – их было так много, что нет смысла говорить здесь обо всех. Фундаментальный вклад в решение этого вопроса сделал в 432 г. до н. э. афинянин Метон, который, возможно, был коллегой Евктемона. Используя, вероятно, вавилонские астрономические хроники, Метон определил, что 19 лет точно соответствуют 235 лунным месяцам. Погрешность составляет лишь 2 часа. Поэтому можно создать календарь, но не на один год, а на 19 лет, в котором и время года, и фаза Луны окажутся точно определенными для каждого дня. Дни календаря будут повторяться каждые 19 лет. Но поскольку 19 лет почти точно равняются 235 лунным месяцам, этот промежуток на треть суток короче, чем ровно 6940 дней, и по этой причине Метон предписал каждые несколько 19-летних циклов выбрасывать один день из календаря.

Усилия астрономов согласовать солнечные и лунные календари хорошо иллюстрирует определение дня Пасхи. Никейский собор в 325 г. объявил, что Пасху следует праздновать каждый год в воскресенье после первого полнолуния, следующего за весенним равноденствием. В период правления императора Феодосия I Великого было установлено законом, что празднование Пасхи в неправильный день строго карается. К несчастью, точная дата наблюдения весеннего равноденствия не всегда одна и та же в различных точках земли. Чтобы избежать ужасных последствий от того, что кто-то где-то отмечает Пасху не в тот день, возникла необходимость назначить какой-то из дней точным днем весеннего равноденствия, а также договориться, когда именно случается следующее за ним полнолуние. Римско-католическая церковь в позднеантичный период стала пользоваться для этого Метоновым циклом, в то время как монашеские ордена Ирландии приняли за основу более ранний иудейский 84-летний цикл. Вспыхнувшая в XVII в. борьба между миссионерами Рима и монахами Ирландии за контроль над английской церковью была в основном спровоцирована спором из-за точной даты Пасхи.

Хотя астрономия была полезной наукой уже в Классическую эпоху Эллады, на Платона это не производило никакого впечатления. В диалоге «Государство» есть иллюстрирующее его точку зрения место в разговоре Сократа с его оппонентом Главконом. Сократ утверждает, что астрономия должна быть обязательным предметом, которому надо обучать будущих царей-философов. Главкон легко соглашается с ним: «По-моему, да, потому что внимательные наблюдения за сменой времен года, месяцев и лет пригодны не только для земледелия и мореплавания, но не меньше и для руководства военными действиями». Однако Сократ объявляет эту точку зрения наивной. Для него смысл астрономии заключается в том, что «… в науках этих очищается и вновь оживает некое орудие души каждого человека, которое другие занятия губят и делают слепым, а между тем сохранить его в целости более ценно, чем иметь тысячу глаз, ведь только при его помощи можно увидеть истину». Такое интеллектуальное высокомерие было менее характерно для александрийской школы, чем для афинской, но даже в работах, к примеру, философа Филона Александрийского в I в. отмечается, что «воспринимаемое умом всегда выше всего того, что воспринимается и видится чувствами». К счастью, хотя бы и под давлением практической необходимости, астрономы постепенно отучились полагаться на один лишь собственный интеллект.

История астрономии отличается от истории других естественных наук прежде всего
своей особой древностью. В далеком прошлом, когда из практических навыков,
накопленных в повседневной жизни и деятельности, еще не сформировалось
никаких систематических знаний по физике и химии, астрономия уже была
высокоразвитой наукой.
На протяжении всех этих столетий учение о звездах было существенной частью
философско-религиозного мировоззрения, являвшегося отражением
общественной жизни. История астрономии явилась развитием того представления,
которое человечество составило себе о мире.

Астрономия в Древнем Китае
Древнейший период развития китайской цивилизации относится ко времени царств Шан и Чжоу.
Потребности повседневной жизни, развитие земледелия, ремесла побуждали древних китайцев
изучать явления природы и накапливать первичные научные знания. Подобные знания, в частности,
математические и астрономические, уже существовали в период Шан (Инь). Об этом
свидетельствуют как литературные памятники, так и надписи на костях. Предания, вошедшие в «Шу
цзин», рассказывают о том, что уже в древнейшие времена было известно деление года на
четыре сезона. Путем постоянных наблюдений китайские астрономы установили, что картина
звездного неба, если ее наблюдать изо дня в день в одно и то же время суток, меняется. Они
подметили закономерность в появлении на небесном своде определенных звезд и созвездий и
временем наступления того или иного сельскохозяйственного
сезона года. В 104 г. до н. э. в Китае была созвана обширная
конференция астрономов, посвященная вопросу улучшения
действовавшей в то время календарной системы «Чжуань-сюй
ли. После оживленной дискуссии на конференции была
принята официальная календарная система «Тайчу ли»,
названная так в честь императора Тай-чу.

Астрономия в Древнем Египте
Египетскую астрономию создала необходимость вычислять периоды разлива Нила. Год
исчислялся по звезде Сириус, утреннее появление которой после
временной невидимости совпадало с ежегодным наступлением
половодья. Большим достижением древних египтян было составление довольно точного календаря. Год состоял из 3 сезонов, каждый
сезон – из 4 месяцев, каждый месяц – из 30 дней (трех декад по 10
дней). К последнему месяцу прибавляли 5 добавочных дней, что
позволяло совмещать календарный и астрономический год (365
дней). Начало года совпадало с подъемом воды в Ниле, то есть с
19 июля, днем восхода самой яркой звезды – Сириуса. Сутки делили на 24 часа, хотя величина часа была не одинаковой, как сейчас,
а колебалась, в зависимости от времени года (летом дневные
часы были длинными, ночные – короткими, зимой – наоборот).
Египтяне хорошо изучили видимое простым глазом звездное небо,
они различали неподвижные звезды и блуждающие планеты.
Звезды были объединены в созвездия и получили имена тех животных, контуры которых, по мнению жрецов, они напоминали («бык»,
«скорпион», «крокодил» и др.).

Астрономия в Древней Индии
Сведения по астрономии можно найти в имеющей религиознофилософское направление ведической литературе, относящейся ко
II–I тысячелетию до н.э. Там содержатся, в частности, сведения о
солнечных затмениях, интеркаляциях с помощью тринадцатого
месяца, список накшатр – лунных стоянок; наконец,
космогонические гимны, посвященные богине Земли, прославление
Солнца, олицетворение времени как начальной мощи, также имеют
определенное отношение к астрономии. Сведения о планетах
упоминаются в тех разделах ведической литературы, которые
посвящены астрологии. Семь адитья, упомянутые в «Ригведе», можно
трактовать как Солнце, Луну и пять известных в древности планет –
Марс, Меркурий, Юпитер, Венера, Сатурн. В отличие от вавилонских
и древнекитайских астрономов, ученые Индии практически не
интересовались изучением звезд как таковых и не составляли
звездных каталогов. Их интерес к звездам в основном
сосредотачивался на тех созвездиях, которые лежали н эклиптике или
вблизи нее. Выбором подходящих звезд и созвездий они смогли
получить звездную систему для обозначения пути Солнца и Луны. Эта
система среди индийцев получила название «системы накшатры»,
среди китайцев – «системы сю», среди арабов – «системы
маназилей». Следующие сведения по индийской астрономии
относятся к первым векам нашей эры.

Астрономия в Древней Греции
Астрономические знания, накопленные в Египте и Вавилоне заимствовали
древние греки. В VI в. до н. э. греческий философ Гераклит высказал
мысль, что Вселенная всегда была, есть и будет, что в ней нет ничего
неизменного – все движется, изменяется, развивается. В конце VI в. до н. э.
Пифагор впервые высказал предположение, что Земля имеет форму
шара. Позднее, в IV в. до н. э. Аристотель при помощи остроумных
соображений доказал шарообразность Земли. Живший в III в. до н. э.
Аристарх Самосский полагал, что Земля обращается вокруг Солнца.
Расстояние от Земли до Солнца он определил в 600 диаметров Земли (в 20
раз меньше действительного). Однако это расстояние Аристарх считал
ничтожным по сравнению с расстоянием от Земли до звезд. В конце IV в. до
н. э. после походов и завоеваний Александра Македонского греческая
культура проникла во все страны Ближнего Востока. Возникший в Египте
город Александрия стал крупнейшим культурным центром. Во II в. до н. э.
великий александрийский астроном Гиппарх, используя уже накопленные
наблюдения, составил каталог более, чем 1000 звезд с довольно точным
определением их положения на небе. Во II в. до н. э. александрийский
астроном Птолемей выдвинул свою систему мира, позднее названной
геоцентрической: неподвижная Земля в ней была расположена в центре
Вселенной.

Астрономия в Древнем Вавилоне
Вавилонская культура – одна из древнейших культур на земном шаре – восходит своими корнями к IV
тысячелетию до н. э. Древнейшими очагами этой культуры были города Шумера и Аккада, а также Элама,
издавна связанного с Двуречьем. Вавилонская культура оказала большое влияние на развитие древних народов
Передней Азии и античного мира. Одним из наиболее значительных достижений шумерийского народа было
изобретение письменности, появившейся в середине IV тысячелетия до н.э. Именно письменность позволила
установить связь не только между современниками, но даже между людьми различных поколений, а также
передать потомству важнейшие достижения культуры. О значительном развитии астрономии говорят данные,
фиксирующие моменты восхода, захода и кульминации различных звезд, а также умение вычислять промежутки
времени, их разделяющие. В VIII–VI вв. вавилонские жрецы и астрономы накопили большое количество знаний,
имели представление о процессии (предварения равноденствий) и даже предсказывали затмения. Некоторые
наблюдения и знания в области астрономии позволили построить особый календарь, отчасти основанный на
лунных фазах. Основными календарными единицами счета времени были сутки, лунный месяц и год. Сутки
делились на три стража ночи и три стража дня. Одновременно с этим сутки делились на 12 часов, а час – на 30
минут, что соответствует шестеричной системе счисления, лежавшей в основе вавилонской математики,
астрономии и календаря. Очевидно, и в календаре отразилось стремление разделить сутки, год и круг на 12
больших и 360 малых частей.

Кто такой Аристарх Самосский? Чем он знаменит? Ответы на эти и другие вопросы вы найдёте в статье. Аристарх Самосский является древнегреческим астрономом. Он философ и математик III века до н. э. Аристарх разработал научную технологию нахождения расстояний до Луны и Солнца и их размеров, а также впервые предложил гелиоцентрическую мировую систему.

Биография

Какова биография Аристарха Самосского? Сведений о его жизни, как и о большинстве иных астрономов античности, очень мало. Известно, что он появился на свет на Точно неизвестны его годы жизни. В литературе обычно указывают период 310 год до н. э. - 230 год до н. э., который установлен на основании косвенной информации.

Птолемей утверждал, что Аристарх в 280 году до н. э. следил за солнцестоянием. Это свидетельство является единичной авторитетной датой в биографии астронома. Аристарх учился у выдающегося философа, представителя перипатетической школы Стратона из Лампаска. Историки предполагают, что в течение длительного времени Аристарх работал в научном эллинистическом центре в Александрии.

Когда была выдвинута Аристархом Самосским гелиоцентрическая его обвинили в атеизме. Никто не знает, к чему привело это обвинение.

Построения Аристарха

Какие совершил открытия Аристарх Самосский? Архимед в сочинении «Псаммит» сообщает краткие данные об астрономической системе Аристарха, которая была изложена в сочинении, не дошедшем до нас. Как и Птолемей, Аристарх считал, что перемещения планет, Луны и Земли, происходят внутри сферы недвижимых звёзд, которая, по понятиям Аристарха, неподвижна, как и Солнце, расположенное в её центре.

Он утверждал, что Земля перемещается по кругу, в середине которого расположено Солнце. Построения Аристарха являются высшим достижением гелиоцентрической доктрины. Именно их смелость на автора навлекла обвинение в богоотступничестве, о чём мы говорили выше, и он вынужден был уехать из Афин. Сохранился единственный небольшой по объёму труд великого астронома «О расстояниях и и Солнца», который был издан впервые в Оксфорде на языке подлинника в 1688 году.

Мироустройство

Чем интересны взгляды Аристарха Самосского? Когда изучают историю развития взглядов человечества на конструкцию Вселенной и на место Земли в этой конструкции, всегда вспоминают имя этого древнегреческого учёного. Как и Аристотель, он отдавал предпочтение сферической структуре мироздания. Однако, в отличие от Аристотеля, он ставил не Землю в центр всеобщего движения по кругу (как Аристотель), а Солнце.

В свете нынешних знаний о мире можно говорить, что из числа древнегреческих исследователей Аристарх ближе всех подошёл к реальной картине организации мира. Тем не менее предложенная им структура мира не стала популярной в научной среде того времени.

Гелиоцентрическая конструкция мира

Что собой представляет гелиоцентрическая конструкция мира (гелиоцентризм)? о том, что Солнце является небесным центральным телом, вокруг которого вращаются земля и иные планеты. Оно является противоположностью геоцентрической конструкции мира. Гелиоцентризм появился в древности, но стал популярен лишь в XVI-XVII веках.

В гелиоцентрической конструкции Земля представлена крутящейся вокруг собственной оси (оборот совершается за одни сутки звёздные) и вместе с тем - вокруг Солнца (оборот исполняется за один год звёздный). Итогом первого перемещения является видимое обращение сферы небесной, результатом второго - годовое движение Солнца по эклиптике среди звёзд. Относительно звёзд Солнце считается недвижимым.

Геоцентризм - это вера в то, что центром Вселенной является Земля. Эта мировая конструкция была доминирующей теорией по всей Европе, в Древней Греции и иных странах веками. В 16 веке гелиоцентрическая конструкция мира начала приобретать известность, так как индустрия развивалась для того, чтобы в её пользу получить больше аргументов. Приоритет Аристарха в её создании признавали коперниканцы Кеплер и Галилей.

«О расстояниях и величинах Луны и Солнца»

Итак, вам уже известно, что Аристарх Самосский считал, что центром Вселенной является Солнце. Рассмотрим его известное сочинение «О расстояниях и величинах Луны и Солнца», в котором он пытается установить дистанцию до этих небесных тел и их параметры. Античные учёные Греции на эти темы высказывались неоднократно. Так, Анаксагор из Клазомен утверждал, что Солнце по параметрам больше Пелопоннеса.

Но все эти суждения не были научно обоснованы: параметры Луны и Солнца и расстояния не вычислялись на базе каких-либо наблюдений астрономов, а просто выдумывались. Но Аристарх Самосский применял научный способ, базировавшийся на наблюдении лунных и солнечных затмений и лунных фаз.

Его формулировки основаны на гипотезе, что Луна перенимает от Солнца свет и выглядит как шар. Из чего следует, что если Луна размещена в квадратуре, то есть рассечена пополам, то угол Солнце - Луна - Земля является прямым.

Теперь измеряется угол между Солнцем и Луной α и, «решив» прямоугольный треугольник, можно установить отношение дистанций от Луны до Земли. По замерам Аристарха, α = 87°. В итоге получается, что Солнце дальше почти в 19 раз, чем Луна. В древности функций тригонометрических ещё не было. Поэтому для калькуляции этой дистанции он применял весьма запутанные выкладки, детально описанные в рассматриваемом нами сочинении.

Далее Аристарх Самосский привлёк некоторые данные о затмениях Солнца. Он чётко представлял себе, что они случаются тогда, когда Луна от нас загораживает Солнце. Поэтому указал, что угловые параметры этих светил на небосводе примерно идентичны. Из этого следует, что Солнце больше Луны во столько раз, во сколько раз дальше, то есть (по информации Аристарха) отношение радиусов Луны и Солнца примерно равно 20.

Затем Аристарх попытался измерить отношения параметров Луны и Солнца к величине Земли. На этот раз он привлёк анализ лунных затмений. Он знал, что они происходят тогда, когда Луна оказывается в конусе земной тени. Он определил, что в зоне ширина конуса этого в два раза больше поперечника Луны. Далее Аристарх заключил, что отношение радиусов Земли и Солнца составляет меньше, чем 43 к 6, но больше, чем 19 к 3. Он также оценил и радиус Луны: он почти в три раза меньше земного радиуса, что почти идентично правильному значению (0,273 радиуса Земли).

Дистанцию до Солнца учёный преуменьшил приблизительно в 20 раз. Вообще, его метод был достаточно несовершенным, неустойчивым к погрешностям. Но это был единственный способ, доступный в древности. Также, вопреки наименованию своей работы, Аристарх не вычисляет дистанцию от Солнца до Луны, хотя он сделать мог бы это запросто, зная их линейные и угловые параметры.

Труд Аристарха имеет огромное историческое значение: именно с него астрономы занялись изучением «третьей координаты», в процессе которого были выявлены масштабы Вселенной, Пути Млечного и Солнечной системы.

Усовершенствование календаря

Вам уже известны годы жизни Аристарха Самосского. Он был великим человеком. Так, Аристарх повлиял на обновление календаря. Цензорин (писатель III века н. э.) указал, что Аристарх установил длительность года в 365 дней.

Кроме того, великий учёный ввёл в применение промежуток календаря длительностью в 2434 года. Многие историки утверждают, что этот промежуток был производным в несколько раз большего цикла в 4868 лет, который называют «Великим годом Аристарха».

В ватиканских списках Аристарх по хронологии является первым астрономом, для которого созданы два разных значения длительности года. Эти два типа года (сидерический и тропический) не равны друг другу из-за прецессии земной оси, в соответствии с традиционным мнением открытой Гиппархом через полтора века после Аристарха.

Если воссоздание ватиканских перечней по Роулинзу верно, то различие между сидерическим и тропическим годами было впервые определено Аристархом, которого и нужно считать обнаруживателем прецессии.

Иные работы

Известно, что Аристарх является создателем тригонометрии. Он, по Витрувию, модернизировал часы солнечные (также придумал солнечные плоские часы). Кроме того, Аристарх изучал оптику. Он думал, что цвет предметов появляется при падении на них света, то есть что краски не имеют цвета в темноте.

Многие считают, что он ставил опыты по выявлению разрешающей восприимчивости глаза человека.

Значение и память

Современники понимали, что труды Аристарха имеют выдающееся значение. Его имя всегда называли в числе известных математиков Эллады. Труд «О расстояниях и величинах Луны и Солнца», написанный его учеником либо им, попал в обязательный перечень произведений, которые нужно было изучать начинающим астрономам в Древней Греции. Его работы широко цитировал Архимед, которого все считали гениальным учёным Эллады (в сохранившихся трудах Архимеда имя Аристарха встречается чаще, чем имя какого-либо иного учёного).

В честь Аристарха были наименованы астероид (3999, Аристарх), лунный кратер, а также аэроузел на его родине - острове Самос.

В древности как науки не было. За всеми небесными телами наблюдали жрецы. Но уже великие мыслители Древней Греции впервые занялись научными исследованиями Вселенной. Они создали базу для дальнейшего развития науки астрономии.

Астрономы древности и Нового времени

Аристотель

Аристотель родился в 384 году до н.э. в Эстагире и умер в 322 году до н.э. в Халкедонии. Он занимался философией, ботаникой, зоологией, психологией, медициной, физикой и астрономией. Аристотель был уверен, что Земля является центром мироздания, будучи неподвижной сферой. Остальные же планеты, звезды, Солнце и Луна постоянно вращаются вокруг нашей планеты. Аристотель пытался доказать это суждение с помощью философских рассуждений. Он был уверен в своей теории по исследованию Вселенной.

Аристотелем был написан философский трактат под названием «О небе», речь в котором шла о планетах и звездах. Поскольку в Древней Греции не существовало современных знаний в области математики, не было современных инструментов для астрономических расчетов и учитывая авторитет ученого — никто не мог возразить Аристотелю.

Утверждения и рассуждения Аристотеля, касающиеся астрономии, считались непогрешимыми на протяжении 2000 лет.

Гиппарх Никейский

Об этом ученом известно очень мало. Жил Гиппарх Никейский во II в. до н.э. Именно ему принадлежит право считаться основателем научной астрономии. Гиппарх совершил важные расчеты относительно движения Луны и Солнца. Ему удалось достаточно точно описать орбиту спутника Земли.

Также Гиппархом был создан звездный каталог, в котором описывалось более 1000 звезд. В этом каталоге основатель научной астрономии разделил звезды по яркости на шесть классов. Этот метод и по сегодняшний день используется астрономами.

Эратосфен

Родился Эратосфен в Кирене в 275 году до н.э., а умер в Александрии в 193 году до н.э. Он был не только астрономом, но географом и философом. Оставил Эратосфен свой след и в математике. ему принадлежит право быть изобретателем прибора, с помощью которого можно было находить расположения селений и городов, расстояние до которых было заранее известно. Также известно, что Эратосфен заведовал Александрийской Библиотекой.

Одной из самых главных заслуг Эратосфен является то, что ему удалось определить длину окружности Земли. В ходе исследований астроном обнаружил, что в день летнего солнцестояния (21 июня) Солнце отражается в колодцах города Асуан, а в Александрии (которая была расположена севернее, но, практически, на том же меридиане) предметы отбрасывают небольшую тень. Эратосфен предположил, что это явление может быть обоснованно кривизной поверхности Земли. С помощью измерения расстояние между двумя городами астроному удалось определить радиус Земли.

Клавдий Птолемей

Птолемей был философом, математиком и астрономом. Он родился и жил в Александрии, во II в. до н.э. В своем монументальном труде, под названием «Sintaxis matematica», Птолемей собрал все астрономические знания. Этот труд имел 13 томов.

Птолемей составил астрономические таблицы, создал произведение по картографии, которое стало хорошим подспорьем при составлении точнейших, по тем временам, карт. Также астроному удалось составить звездный каталог, который включал около 1200 звезд.

Птолемеем была создана планетарная геоцентрическая система, описанная им в пяти книгах. Его астрономические представления были непререкаемыми в течении тринадцати веков. Также как и Аристотель, Птолемей считал Землю центром Вселенной, вокруг которой находятся Луна, планеты и Солнце, вращающиеся согласно своим орбитам. Землю Птолемей представлял в виде сферы.

Николай Коперник

Николай Коперник — польский астроном. Он родился 19 февраля 1473 года в городе Торунь и умер во Фромборке 24 мая 1543 года. Ему довелось учиться в университетах Кракова, Болоньи и Падуи, где Коперник изучал различные науки, в том числе астрономию. В 1512 году он стал каноником во Фромборке, посвятив себя исполнению его обязанностей, а также астрономическим наблюдениям и исследованиям Вселенной. Он создал гидравлическую систему, которая могла обеспечивать водоснабжение.

Коперник очень внимательно изучал и анализировал все известные на те времена астрономические теории, проводя сравнительный анализ с новейшими по тем временам данными. Из всей этой кропотливой работы ученый сделал вывод, что Земля не является центром Вселенной. Коперник написал трактат, в котором изложил свою гелиоцентрическую теорию. Его работа была запрещена церковью, но все же она увидела свет незадолго до смерти астронома.

По мнению Коперника, именно Солнце является центром Вселенной, а остальные планеты (в том числе и Земля) вращаются вокруг него.

Иоганн Кеплер

Иоганн Кеплер — немецкий астроном, родившейся в городе Вейль-дер-Штадт. Произошло это 27 декабря 1571 года. Умер он 15 ноября 1630 года. Кеплер создал новую модель телескопа, которая позволяла улучшить исследование Солнечной системы. Так же Иоганн математическими расчетами траектории планет, что дало возможность открыть законы, управляющие их движением.

Согласно законам Кеплера, все планеты движутся по эллиптическим орбитам. В одном из фокусов этих орбит находится Солнце. В зависимости от отдаленности от Солнца уменьшается или увеличивается скорость движения планеты по орбите. Чтобы сформировать свои законы, Кеплер изучал орбиту Марса в течении 10 лет.

Галилео Галилей

«А все-таки она вертится!» — Галилео Галилей

Галилео — известный итальянский математик, физик и астроном. Он родился 15 февраля 1564 году в Пизе и умер 8 января 1642 году во Флоренции. Им были открыты законы движения маятника, созданы гидравлические весы и изобретен газовый термометр. В 1609 году Галилею удалось создать телескоп, улучшенной конструкции, который давал тринадцатикратное увеличение. С его помощью ученый наблюдал за небесными телами и исследовал Вселенную.

Галилей открыл пятна на Солнце, рассчитал период вращения этой звезды и сделал вывод, что звезды расположены очень далеко от нашей планеты. Ему принадлежит утверждение, что Вселенная бесконечна.

Галилео был ревностным приверженцем теории Коперника, что стало причиной конфликта между Галилеем и церковью. Галилей был привлечен к суду и будучи в безвыходном положении, он был вынужден публично отказаться от своих убеждений. Случилось это в 1632 году. Будучи под домашним арестом, Галилей продолжал свою работу с учениками, хотя и был наполовину слеп.

Ученому-астроному удалось доказать, что Млечный Путь не является облаком. Он доказал что это масса звезд, обнаружил горы на спутнике Земли (на Луне) и открыл четыре спутника Юпитера.