Кой откри геоцентричната система на света? Геоцентрични и хелиоцентрични системи на света - малко добро

Геоцентрична системамир

Геоцентричната система на света (от старогръцки Γῆ, Γαῖα - Земя) е идея за устройството на Вселената, според която централно място във Вселената заема неподвижната Земя, около която Слънцето , Луната, планетите и звездите се въртят. Алтернатива на геоцентризма е хелиоцентричната система на света.
Развитие на геоцентризма
От древни времена Земята е смятана за център на Вселената. В този случай се предполага наличието на централна ос на Вселената и асиметрия „горе-долу“. Земята се пази от падане от някакъв вид опора, която в ранните цивилизации се смяташе за някакво гигантско митично животно или животни (костенурки, слонове, китове). Първият древногръцки философ Талес от Милет видя това като опора природен обект- световните океани. Анаксимандър от Милет предполага, че Вселената е централно симетрична и няма ясно изразена посока. Следователно Земята, намираща се в центъра на Космоса, няма причина да се движи в каквато и да е посока, тоест тя почива свободно в центъра на Вселената без опора. Ученикът на Анаксимандър Анаксимен не последва своя учител, вярвайки, че Земята се пази от падане от сгъстен въздух. Анаксагор беше на същото мнение. Гледната точка на Анаксимандър обаче се споделя от питагорейците, Парменид и Птолемей. Позицията на Демокрит не е ясна: според различни доказателства той следва Анаксимандър или Анаксимен.

Едно от най-ранните изображения на геоцентричната система, достигнали до нас (Макробий, Коментар върху съня на Сципион, ръкопис от 9 век)
Анаксимандър смята, че Земята има формата на нисък цилиндър с височина три пъти по-малка от диаметъра на основата. Анаксимен, Анаксагор, Левкип вярвали, че Земята е плоска, като плот на маса. Фундаментално нова стъпканаправен от Питагор, който предполага, че Земята е сферична. В това той е последван не само от питагорейците, но и от Парменид, Платон и Аристотел. Така възниква каноничната форма на геоцентричната система, впоследствие активно развивана от древногръцките астрономи: сферичната Земя се намира в центъра на сферичната Вселена; видими денонощно движениеНебесните тела е отражение на въртенето на Космоса около световната ос.

Средновековно изображение на геоцентричната система (от Космографията на Петър Апиан, 1540 г.)
Що се отнася до реда на светилата, Анаксимандър разглежда звездите, разположени най-близо до Земята, следвани от Луната и Слънцето. Анаксимен е първият, който предполага, че звездите са най-отдалечените от Земята обекти, фиксирани върху външната обвивка на Космоса. В това всички следващи учени го последваха (с изключение на Емпедокъл, който подкрепи Анаксимандър). Възникна мнение (за първи път, вероятно, сред Анаксимен или питагорейците), че колкото по-дълъг е периодът на революция на едно светило в небесната сфера, толкова по-висок е той. Така редът на светилата беше следният: Луна, Слънце, Марс, Юпитер, Сатурн, звезди. Меркурий и Венера не са включени тук, защото гърците са имали разногласия за тях: Аристотел и Платон ги поставят непосредствено зад Слънцето, Птолемей - между Луната и Слънцето. Аристотел вярваше, че няма нищо над сферата на неподвижните звезди, дори пространството, докато стоиците вярваха, че нашият свят е потопен в безкрайно празно пространство; атомистите, следвайки Демокрит, вярват, че отвъд нашия свят (ограничен от сферата на неподвижните звезди) има други светове. Това мнение е подкрепено от епикурейците и е ярко изразено от Лукреций в поемата му „За природата на нещата“.

„Фигурата на небесните тела“ е илюстрация на геоцентричната система на света на Птолемей, направена от португалския картограф Бартоломеу Велю през 1568 г.
Съхранява се в Национална библиотекаФранция.
Обосновка на геоцентризма
Древногръцките учени обаче обосновават централното положение и неподвижността на Земята по различни начини. Анаксимандър, както вече беше посочено, посочи като причина сферичната симетрия на Космоса. Аристотел не го подкрепи, излагайки контрааргумент, по-късно приписван на Буридан: в този случай човек, разположен в центъра на стая, в която има храна близо до стените, трябва да умре от глад (виж магарето на Буридан). Самият Аристотел обосновава геоцентризма както следва: Земята е тежко тяло, а естественото място за тежките тела е центърът на Вселената; както показва опитът, всички тежки тела падат вертикално и тъй като се движат към центъра на света, Земята е в центъра. освен това орбитално движениеАристотел отхвърли земята (което беше предложено от питагорееца Филолай) с мотива, че тя трябва да доведе до паралактично изместване на звездите, което не се наблюдава.

Чертеж на геоцентричната система на света от исландски ръкопис от около 1750 г.
Редица автори предоставят други емпирични аргументи. Плиний Стари в своята енциклопедия " Естествена история„обосновава централното положение на Земята с равенството на деня и нощта по време на равноденствието и факта, че по време на равноденствие изгревът и залезът се наблюдават на една и съща линия, а изгревът на лятното слънцестоене е на същата линия като залез на зимното слънцестоене. От астрономическа гледна точка всички тези аргументи, разбира се, са недоразумение. Малко по-добри са аргументите, дадени от Клеомед в учебника „Лекции по астрономия“, където той обосновава централността на Земята чрез противоречие. Според него, ако Земята беше на изток от центъра на Вселената, тогава сенките при зазоряване биха били по-къси, отколкото при залез слънце, небесни телапри изгрев слънце те ще изглеждат по-големи, отколкото при залез слънце, а продължителността от изгрев до обяд ще бъде по-кратка, отколкото от обяд до залез слънце. Тъй като всичко това не се наблюдава, Земята не може да бъде изместена на запад от центъра на света. По същия начин е доказано, че Земята не може да бъде изместена на запад. Освен това, ако Земята беше разположена на север или южно от центъра, сенките при изгрев ще се простират съответно в северна или южна посока. Освен това, на разсъмване в дните на равноденствието, сенките са насочени точно по посока на залеза на слънцето в тези дни, а при изгрев в деня на лятното слънцестоене сенките сочат точката на залез в деня на зимата. слънцестоене. Това също показва, че Земята не е изместена на север или на юг от центъра. Ако Земята беше над центъра, тогава можеше да се наблюдава по-малко от половината от небето, включително по-малко от шест знака на зодиака; в резултат на това винаги ще има нощ повече от ден. По подобен начин е доказано, че Земята не може да се намира под центъра на света. Така може да бъде само в центъра. Птолемей дава приблизително същите аргументи в полза на централното място на Земята в Алмагест, книга I. Разбира се, аргументите на Клеомедес и Птолемей само доказват, че Вселената е много повече повече от Земята, поради което също са неплатежоспособни.

Страници от SACROBOSCO "Tractatus de Sphaera" с Птолемеевата система - 1550 г.
Птолемей също се опитва да обоснове неподвижността на Земята (Алмагест, книга I). Първо, ако Земята беше изместена от центъра, току-що описаните ефекти биха се наблюдавали, но тъй като не са, Земята винаги е в центъра. Друг аргумент е вертикалността на траекториите на падащи тела. Отсъствие аксиално въртенеПтолемей оправдава Земята по следния начин: ако Земята се въртеше, тогава „... всички обекти, които не почиват на Земята, трябва да изглежда, че правят същото движение в обратна посока; нито облаци, нито други летящи или витаещи обекти никога няма да бъдат видени да се движат на изток, тъй като движението на земята на изток винаги ще ги изхвърля, така че тези обекти ще изглеждат движещи се на запад, в обратната посока." Непоследователността на този аргумент стана ясна едва след откриването на основите на механиката.
Обяснение астрономически явленияот позицията на геоцентризма
Най-голямата трудност за древногръцката астрономия беше неравномерното движение на небесните тела (особено ретроградните движения на планетите), тъй като в питагорейско-платоновата традиция (която Аристотел до голяма степен следваше) те се смятаха за божества, които трябваше да извършват само равномерни движения. За да се преодолее тази трудност, бяха създадени модели, в които сложен видими движенияпланетите бяха обяснени като резултат от добавянето на няколко еднакви движения в кръгове. Конкретното въплъщение на този принцип е теорията за хомоцентричните сфери на Евдокс-Калип, поддържана от Аристотел, и теорията за епициклите на Аполоний от Перга, Хипарх и Птолемей. Последният обаче беше принуден частично да се откаже от принципа на равномерното движение, като въведе еквантния модел.
Отказ от геоцентризма
По време на научната революция от 17 век става ясно, че геоцентризмът е несъвместим с астрономически фактии противоречи физическа теория; Хелиоцентричната система на света постепенно се установява. Основните събития, довели до изоставянето на геоцентричната система, са създаването на хелиоцентричната теория за движението на планетите от Коперник, телескопичните открития на Галилей, откриването на законите на Кеплер и, най-важното, създаването на класическата механика и откриването на законът за всемирното притегляне на Нютон.
Геоцентризъм и религия
Още една от първите идеи, противопоставящи се на геоцентризма (хелиоцентричната хипотеза на Аристарх от Самос), доведе до реакция от страна на представители на религиозната философия: стоиците Клеант призоваха Аристарх да бъде изправен пред съда за преместване на „Огнището на света“, което означава Земята ; не е известно обаче дали усилията на Клеант са увенчани с успех. През Средновековието, тъй като християнската църква учи, че целият свят е създаден от Бог заради човека (виж Антропоцентризъм), геоцентризмът също беше успешно адаптиран към християнството. Това беше улеснено и от буквалното четене на Библията. Научната революция от 17-ти век е придружена от опити за административна забрана на хелиоцентричната система, което доведе по-специално до процеса срещу поддръжника и пропагандатора на хелиоцентризма Галилео Галилей. В момента геоцентризмът е религиозна вяраоткрит сред някои консервативни протестантски групи в Съединените щати.
Референции
Източник: http://ru.wikipedia.org/

Друг не по-малко известен учен от древността, Демокрит - основателят на концепцията за атомите, живял 400 години пр. н. е. - вярва, че Слънцето е многократно по-голямо от Земята, че самата Луна не свети, а само отразява слънчева светлина, а Млечният път се състои от огромен брой звезди. Обобщете всички знания, натрупани до 4 век. пр.н.е д., е в състояние на изключителния философ на древния свят Аристотел (384-322 г. пр. н. е.).

ориз. 1. Геоцентрична система на света на Аристотел-Птолемей.

Неговата дейност обхваща всички естествени науки - информация за небето и Земята, за закономерностите на движение на телата, за животните и растенията и др. Основната заслуга на Аристотел като учен енциклопедист е създаването на единна система от научни знания. В продължение на почти две хиляди години неговото мнение по много въпроси не беше поставено под въпрос. Според Аристотел всичко тежко се стреми към центъра на Вселената, където се натрупва и образува сферична маса – Земята. Планетите са разположени на специални зоникоито се въртят около Земята. Такава система на света се нарича геоцентрична (от гръцкото име на Земята - Гея). Неслучайно Аристотел предлага Земята да се разглежда като неподвижен център на света. Ако Земята се движи, тогава, според справедливото мнение на Аристотел, ще се забележи закономерна промяна относителна позициязвезди на небесната сфера. Но никой от астрономите не е наблюдавал нещо подобно. Едва в началото на 19в. Изместването на звездите (паралакс) в резултат на движението на Земята около Слънцето най-накрая беше открито и измерено. Много от обобщенията на Аристотел се основават на заключения, които не могат да бъдат проверени от опита по това време. По този начин той твърди, че движението на тялото не може да се случи, освен ако върху него не действа сила. Както знаете от курса си по физика, тези идеи са опровергани едва през 17 век. по времето на Галилей и Нютон.

Хелиоцентричен модел на Вселената

Сред древните учени Аристарх от Самос, живял през 3 век, се откроява със смелостта на своите предположения. пр.н.е д. Той беше първият, който определи разстоянието до Луната, изчисли размера на Слънцето, който според неговите данни се оказа 300 s още веднъжпо-голям от Земята по обем. Вероятно тези данни станаха едно от основанията за заключението, че Земята, заедно с други планети, се движи около това най-голямо тяло. Днес Аристарх от Самос е наречен „Коперник на древния свят“. Този учен въведе нещо ново в изследването на звездите. Той вярваше, че те са неизмеримо по-далеч от Земята, отколкото Слънцето. За онази епоха това откритие беше много важно: от уютен малък дом, Вселената се превръщаше в огромен гигантски свят. В този свят Земята с нейните планини и равнини, с гори и полета, с морета и океани се превърна в малка прашинка, изгубена в грандиозно празно пространство. За съжаление, трудовете на този забележителен учен практически не са достигнали до нас и повече от една и половина хиляди години човечеството е било сигурно, че Земята е фиксиран центърмир. Това беше улеснено до голяма степен математическо описаниевидимо движение на светилата, което е разработено за геоцентричната система на света от един от изключителни математициантичността - Клавдий Птолемей през 2 век. AD Повечето предизвикателна задачасе оказа обяснение за кръговото движение на планетите.

Птолемей в известния си труд „Математически трактат по астрономия“ (по-известен като „Алмагест“) твърди, че всяка планета се движи равномерно по епицикъл - малък кръг, чийто център се движи около Земята по деферент - голям кръг. Така той успя да обясни специален характердвиженията на планетите, по които те се различават от Слънцето и Луната. Системата на Птолемеите дава чисто кинематично описание на движението на планетите - науката от онова време не може да предложи нищо друго. Вече видяхте, че използването на модел на небесната сфера за описание на движението на Слънцето, Луната и звездите ви позволява да извършвате много изчисления, полезни за практически цели, въпреки че в действителност такава сфера не съществува. Същото важи и за епициклите и деферентите, въз основа на които могат да се изчислят позициите на планетите с определена степен на точност.

ориз. 2.

С течение на времето обаче изискванията за точността на тези изчисления непрекъснато нарастваха и за всяка планета трябваше да се добавят нови и нови епицикли. Всичко това усложнява Птолемеевата система, правейки я ненужно тромава и неудобна за практически изчисления. Въпреки това геоцентричната система остава непоклатима за около 1000 години. В крайна сметка, след разцвета на античната култура в Европа, дойде дълъг период, през който не е направено нито едно значимо откритие в астрономията и много други науки. Едва през Ренесанса започва подем в развитието на науките, в които астрономията става една от водещите. През 1543 г. е публикувана книга на изключителния полски учен Николай Коперник (1473-1543), в която той обосновава нова - хелиоцентрична - система на света. Коперник показа, че ежедневното движение на всички звезди може да се обясни с въртенето на Земята около нейната ос, а кръгообразното движение на планетите с факта, че всички те, включително Земята, се въртят около Слънцето.

Фигурата показва движението на Земята и Марс през периода, когато, както ни се струва, планетата описва цикъл в небето. Създаването на хелиоцентричната система отбеляза нов етапв развитието не само на астрономията, но и на всички природни науки. Особено важна роляизиграна от идеята на Коперник, че зад видимата картина на случващите се явления, която ни се струва вярна, трябва да търсим и намираме същността на тези явления, недостъпни за пряко наблюдение. Хелиоцентричната система на света, обоснована, но недоказана от Коперник, беше потвърдена и развита в трудовете на такива изключителни учени като Галилео Галилей и Йоханес Кеплер.

Галилей (1564-1642), един от първите, насочил телескоп към небето, тълкува направените открития като доказателство в полза на теорията на Коперник. След като откри промяната на фазите на Венера, той стигна до заключението, че такава последователност може да се наблюдава само ако се върти около Слънцето.

ориз. 3.

Откритите от него четири спътника на планетата Юпитер също опровергават идеята, че Земята е единственият център в света, около който могат да се въртят други тела. Галилей не само видя планини на Луната, но дори измери височината им. Заедно с няколко други учени той също наблюдава слънчеви петна и забелязва движението им по слънчевия диск. Въз основа на това той заключава, че Слънцето се върти и следователно има вида на движение, който Коперник приписва на нашата планета. Така се стигна до заключението, че Слънцето и Луната имат известно сходство със Земята. Накрая, наблюдавайки много слаби звезди във и извън Млечния път, недостъпни за невъоръжено око, Галилей стигна до заключението, че разстоянията до звездите са различни и че не съществува „сфера от неподвижни звезди“. Всички тези открития станаха нов етап в разбирането на позицията на Земята във Вселената.

Геоцентричната система на света е концепция за устройството на Вселената, според която централното тяло в цялата Вселена е нашата Земя, а Слънцето, Луната, както и всички други звезди и планети се въртят около нея.

От древни времена Земята е смятана за център на Вселената, имаща централна ос и асиметрия „отгоре-отдолу“. Според тези идеи Земята се държи в космоса с помощта на специална опора, която в ранните цивилизации е била представена от гигантски слонове, китове или костенурки.

Геоцентричната система като отделна концепция се появява благодарение на древногръцкия математик и Милет. Той си представя световния океан като опора на Земята и приема, че Вселената има централно симетрична структура и няма определена посока. Поради тази причина Земята, намираща се в центъра на Космоса, е в покой без никаква опора. Ученикът на Анаксимандър от Милет, Анаксимен от Милет, се отдалечи донякъде от заключенията, като предположи, че Земята се задържа в пространството на Космоса поради

В продължение на много векове геоцентричната система е била единствената правилна представа за структурата на света. Гледната точка на Анаксимен от Милет се споделя от Анаксагор, Птолемей и Парменид. Към каква точно гледна точка се е придържал Демокрит, историята не знае. Анаксимандър твърди, че той съответства на цилиндър, чиято височина е три пъти по-малка от диаметъра на основата му. Анаксогорас, Анаксимен и Левцил твърдят, че Земята е плоска. Първият, който предполага, че Земята е сферична, е древногръцкият математик, мистик и философ Питагор. Освен това питагорейците, Парменид и Аристотел се присъединиха към неговата гледна точка. Така геоцентричната система беше поставена в различен контекст и се появи нейната канонична форма.

Впоследствие каноничната форма на геоцентричните концепции беше активно разработена от астрономите на древна Гърция. Те вярвали, че Земята има формата на топка и заема централно място във Вселената, която също има формата на сфера, както и че Космосът се върти около оста на света, предизвиквайки движението на небесните тела. Геоцентричната система непрекъснато се подобряваше от нови открития.

Така Анаксимен излезе с предположението, че колкото по-високо е положението на звездата, толкова по-дълъг е периодът на нейната революция около Земята. Редът на светилата беше подреден по следния начин: Луната излезе първа от Земята, следвана от Слънцето, следвана от Марс, Юпитер и Сатурн. Имаше разногласия относно Венера и Меркурий въз основа на противоречието на тяхното местоположение. Аристотел и Платон поставят Венера и Меркурий зад Слънцето, а Птолемей твърди, че те са между Луната и Слънцето.

Използва се геоцентрична координатна система модерен святпри изучаване на движението на Луната и космическите кораби около Земята, както и за определяне на геоцентричните позиции на движещите се около Слънцето Алтернатива на геоцентричната теория е, според която централното небесно тяло е Слънцето, а Земята и други планети се въртят около него.

Научна картина на света е холистичен поглед върху света на този етапразвитие на научните знания и развитие социални отношения. Той синтезира знания от конкретни науки с философски обобщения.

А. Айнщайн: „човек се стреми по някакъв адекватен начин да създаде в себе си проста и ясна картина на света; и това е не само за да преодолее света, в който живее, но и за да се опита в известна степен да замени този свят с картината, която е създал. Това е, което правят художникът, поетът, теоретизиращият философ и естественият учен, всеки по свой начин.

По структура научна картинасветът има 2 основни компонента: концептуален И чувствено-фигуративен .

Концептуално представено философски концепции , като материя, движение, пространство, време и др., принципи – принципът на всеобщата взаимосвързаност и взаимообусловеност на явленията и процесите, принципът на развитието, принципът на материалното единство на света и др. закони - закони на диалектиката. По същия начин общи научни понятия , като поле, материя, енергия, вселена и т.н., общи научни закони – законът за запазване и преобразуване на енергията, законът за еволюционното развитие и др., общи научни принципи - принципът на детерминизма, проверката и др.

Сензорно-образен компонент е колекция визуални представиза света. Например идеята за атома като „каша със стафиди“ от Томсън, планетарният модел на атома от Ръдърфорд, образът на Метагалактиката като надуваща се сфера, идеята за въртенето на електрона като въртящ се връх и т.н.

Научната картина на света изпълнява редица функции:

евристичен , тоест определя програма за научни изследвания;
систематизиране , тоест съчетава получените знания различни наукив рамките на единна научна програма;
идеологически , тоест развива определен поглед към света, определено отношение към света.

Научната картина на света е образование, което не е замръзнало, а постоянно се променя. В процеса на развитие на научните и технически познанияв него настъпват качествени трансформации, които водят до замяната стара картинасвят към нов.

Този процес се разглежда в работата му от известния американски учен, историк на науката Томас Кун . Според Т. Кун има два периода в развитието на всяка наука: „предпарадигматичен” и „постпарадигматичен”. През първия все още не може да се говори за „нормална“ наука, основана на редица общоприети научни принципи. Напротив, вторият протича под знака на модел на научно познание, който е единен за цялата общност на учените. (парадигми). Това е периодът на „нормалния” етап от развитието на науката.

Научен парадигма е набор от методи, методи, принципи научно познание, както и одобрени теории и хипотези научна общностпри определен исторически периодвреме. Научен парадигма – това също е образец, стандарт, шаблон, използван за решаване на проблеми научни проблемии задачи.

С течение на времето развитието на науката в рамките на тази парадигма става все по-трудно и в теориите възникват аномалии. В крайна сметка това води до необходимост от криза промени в парадигмата , научна революция . В резултат на промяна на парадигмата научната общност започва да вижда света по различен начин. Основата на научното познание се основава на различен набор от първоначални принципи, нов периодразвитие на науката.

Научното описание на промяната на парадигмата е невъзможно от гледна точка на логиката - то изисква обръщане към психологията научно творчествои към социологията. Новата и старата парадигми са по същество несравними и затова не може да се приеме, че развитието на науката протича чрез постепенно натрупване на научни знания. Следователно в този смисъл не може да се говори за една линия на развитие на науката.

Разликата между концепцията за парадигма и концепцията за научна картина на света е, че една парадигма в рамките на дадена наука може да не е от „глобален“ характер, а може да бъде свързана с определен клон на науката или дори с един група проблеми. От друга страна, понятието парадигма включва не само основните принципи на дадена наука, но и правилата за тяхното успешно прилагане, стандартни процедури за измерване и т.н. По този начин понятието парадигма и научната картина на света съвпадат само частично.

Но основният проблем, поставен от Т. Кун, е следният: има ли определена приемственост в промяната на парадигмите и научните картини на света или тази промяна не е от естествен характер?

Принцип на съответствието научни теориипредполага, че новата теория не отхвърля напълно старата, а само извън рамките на нейната приложимост. Ето защо не бива да се съгласяваме с твърдението на Т. Кун и неговите последователи, че една теория, формулирана в една парадигма, не може нито да противоречи, нито да съответства на теория от друга парадигма поради различното значение на термините, използвани в тези теории.

Различните научни картини на света не са „неща сами по себе си“, тоест системи, напълно изолирани една от друга. Те включват, заедно с отлични, някои общи понятияи принципи (например позицията на триизмерността и непрекъснатостта на пространството, принципът за запазване на енергията и др.) Въпреки че редица елементи от старите картини на света се заменят с нови, по-плодотворни, много фундаментални принципи и законите запазват своята сила и са „вплетени“ в тъканта на новата наука.

Появата на научна картина на света

От векове човекът се е опитвал да разгадае тайната на световния ред на Вселената, който древногръцките философи са наричали Космос (в превод от гръцки „космос“ означава ред, красота) за разлика от Хаоса, предшестващ появата на Космоса. Хората се питаха защо са толкова редовни и периодични небесни движенияи явления (смяна на деня и нощта, зимата и лятото, приливите и отливите и т.н.) и накрая как е възникнал светът около нас? Търсейки отговори на подобни въпроси, хората откриват закономерности в природата, въз основа на които могат да предскажат определени събития (например слънчеви и лунни затъмнения, появата на определени съзвездия в небето и др.). Така от древни времена човекът се опитва да разбере целостта на света, да създаде във въображението си подредена система от обекти, явления и техните причини, определяйки за себе си своя мироглед и картина на света.

Съдържанието на исторически първите картини на света се определя от астрономическата наука - една от най-старите науки. Произхожда от Древния Изток: в Египет, Индия, Китай, Вавилон. Така в Ригведа, най-старият паметник на древноиндийската философска и религиозна мисъл, можем да намерим описание на една от първите картини на света: Земята е плоска, безгранична повърхност, небето е син свод, осеян със звезди , а между тях има светещ въздух. В древни времена астрономията се е прилагала само, практическо значение, тя решаваше на първо място належащите проблеми на хората. неподвижен Полярна звездаслужи като водач на хората по суша и море, изгревът на звездата Сириус предвещава наводнението на Нил за жителите на Египет, а сезонните появявания в небето на определени съзвездия показват на хората, че наближава земеделска работа.

Първите достигнали до нас естествено-научни представи за света около нас са формулирани от древногръцките философи и учени през 7-5 век. пр.н.е. Техните учения се основават на натрупаните преди това знания и религиозен опит на египтяни, шумери, вавилонци, сирийци, но се различават от последните в желанието си да проникнат в същността, в скрития механизъм на явленията на света. Основните положения на тези учения могат да бъдат формулирани като основни принципи на древната картина на света.

Основни принципи на древната картина на света

Принципът на кръговите форми, движенията и цикличността. Наблюдение на кръглите дискове на Слънцето и Луната, заоблената линия на хоризонта на морето, изгреви и залези, смяна на сезоните, почивка и работа и др. подтикна гърците да мислят за кръгови форми, движения и цикли на развитие.

Принцип съществуването на принцип, залегнал в многообразието от явления в света.Първите идеи за такова начало се свеждат до първичните елементи, като вода, въздух, земя и огън. Впоследствие се появяват абстрактни идеи, които не се свеждат до сетивно възприятие, като атома на Демокрит или материята на Платон и Аристотел.

Идеята за небесния свод. Предполагаше се, че Земята е в центъра на света, а твърдата твърд служеше за опора на звездите и отделяше небето от Земята. Звездите са неподвижно прикрепени към небесния свод, а планетите (включително Слънцето и Луната) се движат спрямо фона на неподвижните звезди. Думата „планета“ идва от старогръцката дума „скитане“. Движейки се около Земята, планетите извършват сложни движения, подобни на цикъл. Факт е, че всяка планета беше прикрепена към прозрачна твърда сфера. Сферата се въртеше равномерно около Земята по правилна кръгова орбита, а самата планета също се движеше около сферата. Идеята за небесния свод (сфера от неподвижни звезди) е запазена дори в системата на Н. Коперник, въпреки че той премества центъра на света от Земята към Слънцето.

Принципът на духовността на небесните тела.Платон вярваше, че планетите, подобно на други тела, движещи се без видима причина, имат душа. Ученикът на Платон Аристотел смята, че първопричината за движението на телата е първодвигателят, който е нематериален, неподвижен, вечен, съвършен.

Принципът на небесното съвършенство. Платон, Аристотел и други философи вярвали, че небето е съвършено във всяко отношение. Въз основа на това те вярваха, че небесните тела, техните сфери и орбитите, по които се движат, трябва да се състоят от неразрушима вечна субстанция - етер.Формата на небесните тела трябва да е сферична, тъй като сферата е единственото геометрично тяло, чиито повърхностни точки са на еднакво разстояние от центъра. Сферата (кръгът) е смятана от гърците за идеална, съвършена фигура.

Принципът на музиката на небесните сфери. За питагорейците музикалната хармония и движението на планетите се определят от едни и същи математически закони. Питагор открива забележителна връзка между числата и законите на музикалната хармония. Той откри, че височината на вибрираща струна, чиито краища са фиксирани, зависи пряко от нейната дължина. Намаляването на дължината на вибриращата част на струната на цигулка наполовина води до увеличаване на тона на генерирания от нея звук с октава. Намаляването на дължината на струната с една трета увеличава тона на звука с една квинта, с една четвърт с четвърта, с една пета с една трета. Питагорейците също откриват модел на промени в височината на звука в зависимост от размера на въртящия се обект и разстоянието от обекта до наблюдателя. Така камък, вързан за въже и завъртян над главата ви, ще издаде звук с определена височина. Ако промените размера на камъка и дължината на въжето, тогава височината на звука, произведен от камъка, ще се промени. Следвайки тази логика на разсъждение, Питагор приема музикално-числовата структура на космоса и музиката на небесните сфери.

Принципът на празнотата или пълнотата на пространството. По този въпрос древногръцките философи са разделени на две противоположни школи. Главата на един от тях, Демокрит, вярваше, че материята на пространството се състои от малки, невидими, неделими частици– атоми, движещи се в околното празно пространство. Според техните противници (например Парменид) светът е изпълнен с едно или повече вещества, които образуват непрекъсната среда.

Принципът на центризма или хомогенността. Ние ли сме в центъра на Вселената или Вселената по принцип има център и не може да съществува? Светът на Платон и Аристотел приличаше на лук, в средата на който беше Земята, а сферата на неподвижните звезди съставляваше външната му обвивка. Атомистите мислеха различно. По-специално Лукреций Кар пише: „Вселената няма център и съдържа безкрайно множествообитаеми светове."

Въпреки многообразието от принципи и модели на Вселената в древен свят, културната атмосфера, която се е развила по това време, и научна парадигмадоведе до приемането на геоцентрична картина на света, чийто автор е великият древногръцки учен от 4 век. пр. н. е. Аристотел.

Геоцентрична картина на света на Аристотел – Птолемей

Аристотел от Стагира (384 – 322 г. пр. н. е.) е известен като многостранен учен с енциклопедични познания. Той е известен философ, физик, биолог, логик, психолог и общественик. Като биолог той и неговите ученици дефинират концепцията за живота, описват и класифицират повече от 1000 вида животни и растения. Така Аристотел пръв доказва, че китът не е риба, а бозайник.

В своя трактат „За небето” Аристотел описва своята физическа и космологична картина на света. Тук виждаме как неговите астрономически възгледи за Вселената са тясно преплетени с физически и философски възгледи.

Под Вселена Аристотел разбира цялата съществуваща материя, състояща се от негова гледна точка от 4 обикновени елемента: земя, вода, въздух и огън, както и 5-ти елемент - етер, който, за разлика от други, няма нито лекота, нито тежест. Вселената е крайна ограничена сфера, извън границите на която няма нищо материално. Няма пространство, което се мисли като нещо, изпълнено с материя. Времето не съществува извън Вселената. време Аристотел го определя като мярка за движение (количество движение) и го свързва с материята, обяснявайки, че „няма движение без физическо тяло“. Извън Вселената беше поставено нематериалното, вечното, неподвижното, съвършеното основен двигател (божество), което придава на света и в частност на космическите тела съвършено равномерно кръгово движение.

Тъй като сферичната форма на Вселената се виждаше с невъоръжено око във формата на небето, кръговото дневно движение на небесните тела (Слънце, Луна и др.), при наблюдение лунни затъмнения, когато кръглата сянка на Земята пълзеше върху диска на Луната (което също потвърждаваше сферичността на нашата Земя), тогава в такава ограничена Вселена трябваше да има център, като специална точка, на равно разстояние от периферията. Така следва централното положение на Земята общи свойстваВселена: най-тежкият елемент е земята, която основно съставлява глобус, няма как да не бъде винаги в центъра на света. По-малко тежкият елемент, гравитиращ към земята, беше водата, а леките елементи бяха огънят и въздухът. В свръхлунния свят единственият елемент – етерът – е бил във вечно кръгово движение в световното пространство. Според Аристотел всички небесни тела се състоят от етер, с идеална сферична форма, всяко прикрепено към собствена сфера, твърда и кристално прозрачна, с която се движат заедно по небето. По-точно, сферите се движеха, а с тях и планетите. Аристотел смята движението на небесните тела от изток на запад за естествено и най-добро („природата винаги реализира най-доброто от своите възможности“). Аристотел идентифицира 8 сфери във Вселената. Той вярваше в това за небесните тела е естествено точно кръгъл, вечен , равномерно движение, което се постулира като знак за съвършенството на небесните тела.

Тишината на Земята в центъра на света Аристотел просто постулира, за да оправдае ежедневна ротацияцялото небе („ако Земята е неподвижна, тогава небето се движи“). Според учения, Вселената не е възникнала и е фундаментално неразрушима, тя е вечна, защото е уникална и обхваща цялата възможна материя; няма от какво да възникне и в какво да се превърне. „Не Космосът възниква и се унищожава, а неговите състояния.“

Космологичната система на Аристотел е теория, основана на експериментални данни от науките от онова време (видими кръгови движения на планетите, Слънцето, Луната, заоблена линия на хоризонта в морето и др.). Аристотел вярва, че Земята се носи свободно в космоса и няма корени в безкрайността (Ксенофан) или не се носи по вода (Талес). Но заедно с погрешните идеи на своите предшественици, Аристотел отхвърли и правилните предположения на питагорейците за въртенето на Земята около нейната въображаема геометрична ос, тъй като това въртене не се усещаше в ежедневния опит.

Аристотел се стреми да изчисти картината на света от митологичния елемент. Той остро критикува древните учения, според които небето и небесните тела, за да не паднат на Земята, трябва да лежат на раменете на могъщи герои - атлантите.

Моделът на Вселената на Аристотел може да се нарече телеологичен , въз основа на най-висшите крайни цели и причини и обяснявайки всичко с тях (основен двигател, идеални божествени кръгови форми, най-добра възможности т.н.) Този модел стана първият организиращ фактор по пътя на по-нататъшното развитие на науката. В нейните рамки в продължение на 1,5 хил. години се формират конкретни научни идеи. Да бъдеш догматизиран в средновековна Европа и нататък Арабски изток, картината на света на Аристотел оцелява до 16 век.

Аристотеловата геоцентрична картина на света е математически обоснована 4 века по-късно от александрийския астроном, римлянин по произход, Клавдий Птолемей (87 - 165 г. сл. н. е.)

Създаването на първата математическа теория за видимото движение на планетите, „Математическата система“, е посветено на 5 от 13-те книги на Птолемей под общо име"Алмагест". „Алмагест“ в превод от арабски означава „най-великият“. Факт е, че гръцкият оригинал е изгубен, но само арабският превод на произведенията на К. Птолемей е достигнал до нас.

Птолемей базира своята теория на няколко постулата: сферичността на Земята, нейната неподвижност и централно положение във Вселената, равномерното кръгово движение на небесните тела, колосалното разстояние на Земята от сферата на неподвижните звезди .

Птолемей вярваше, че какво по-бърза планетасе движи по небето (т.е ние говорим заотносно видимото движение), колкото по-близо до Земята се намира. Това доведе до местоположението на планетите спрямо Земята: Луна, Меркурий, Венера, Слънце, Марс, Юпитер и Сатурн.

Птолемей не само следва твърденията на Аристотел, но се опитва да ги обоснове въз основа на известни изпълненияи наблюдения. Така той смята, че от повърхността на въртящата се Земя (ако такова нещо се е случило), всички свободно лежащи тела върху нея ще трябва да бъдат откъснати и изхвърлени настрани в открития космос, противоположна посокавъртене на Земята (облаци, птици, хора, къщи и др.). Отчасти Птолемей беше прав. Той обаче не взе предвид колосалната маса на Земята в сравнение с всички живи и неодушевени предметина повърхността му. Но дори и днес никой не е изненадан от факта, че на екватора теглото на същите обекти поради центробежната сила е по-малко, отколкото на полюса.

Теорията на К. Птолемей има голям успех човешка мисълв математическия анализ на природните явления. Така сложните видими движения на планетите бяха представени като резултат от добавянето прости елементи– равномерни движения по кръга. В схемата на Птолемей движение всяка планета беше описано по следния начин. Предполага се, че около неподвижната Земя има кръг, чийто център е разположен малко по-далеч от центъра на Земята ( деферент ). Центърът на по-малкия кръг се движи по деферента – епицикъл – с ъглова скорост, която е постоянна по отношение не на собствения център на деферента и не на самата Земя, а към точка, разположена симетрично на центъра на деферента спрямо Земята. Птолемей въведе тази спомагателна точка, от която движението на планетата ще изглежда равномерно (подравнено), като съответния кръг, за повече точно описаниенаблюдава нередности във видимите движения на планетите и т.нар еквант (изравняване). Самата планета в системата на Птолемеите се движеше равномерно по епицикъла. За описание на новооткрити нередности в движенията на Луната или планетите бяха въведени нови допълнителни епицикли - втори, трети и т.н. С въвеждането на екванта Птолемей нарушава принципа за структурата и свойствата на Вселената във физическата картина на света на Аристотел. Но Н. Коперник разбра това и му обърна внимание едва след една и половина хиляди години.

Теорията на К. Птолемей направи огромно впечатление не само на неговите съвременници. До 16 век неговата геоцентрична система властва над умовете на хората. Самият Птолемей обаче смята своята теория само за начин за описване на явления, без да твърди, че неговата сложна структура изразява истинската същност на нещата (структурата на Вселената). Междувременно църквата и схоластичната наука от Средновековието превръщат геоцентричната картина на света в истина през последна инстанция, я издигна до официална доктрина, в ранга на безспорна религиозна догма.

За да бъдем честни, трябва да се отбележи, че гръцките мислители, създали модели на движението на небесните сфери, могат да бъдат разделени на два конкуриращи се лагера. Те се различават във вижданията си за ролята на математиката и математическите модели.

Представители на първия лагер, начело с Аристотел, смятат математиката за слугиня на философията и здравия разум. Те вярваха, че математиката може да бъде полезна при описание на явления, но не е в състояние да отрази тяхната дълбочина и същност.

Представители на друг лагер, питагорейците, вярваха, че математическите закони са в основата на всички явления. Те вярваха, че законите на математическата хармония са по-подходящо ръководство за разбиране на небесните мистерии, отколкото опитът и здрав разум. Питагорейците вярвали, че би било по-естествено да приемем, че движението на звездите, което наблюдаваме, е следствие от движението на Земята в кръг, който ние не възприемаме, но в посока, обратна на движението на звездите. В центъра на този кръг е „централният огън“. Предполага се също, че Земята се върти около ос, минаваща през нея геометричен център, точно както колелото на каруцата се върти около оста си.

Най-високото постижение на питагорейците е хелиоцентричният модел на света, предложен от Аристарх от Самос (3 век пр.н.е.). Той смята Слънцето за неподвижно, разположено в центъра на света, а Земята се върти около Слънцето и около своята ос. Аристарх също приема, че цялата орбита на Земята, в сравнение със сферата на звездите, не е нищо повече от точка.

Въпреки това, всички тези идеи бяха предопределени да останат настрана от основния поток на развитие на идеите за света. Възраждането на хелиоцентризма се случва едва през 16 век.

Хелиоцентричната система на Н. Коперник и нейното по-нататъшно развитие в произведенията на Г. Бруно, Г. Галилей и И. Кеплер

Н. Коперник (1473 – 1543) с право се счита за основател на хелиоцентризма. Коперник е роден в Полша в град Торун. Завършва университета в Краков, един от най-старите в Европа, където изучава математика, физика, астрономия, трудовете на Хипарх, Птолемей и др.

В началото на 16 век проблемът с преразглеждането и изясняването на календара става остър. Факт е, че датата на пролетното равноденствие, която през 4 век пада на 21 март (одобрена от 2-рия Никейски събор през 325 г.), от която се изчислява християнският празник Великден, до 16 век вече пада на март 11. Пролет религиозен празникВеликден неминуемо вървеше към зимата, което църковното ръководство не можеше да допусне. Според църковния обичай Великден се чества в първата неделя след пролетното равноденствие (21 март) и първото пълнолуние през март. Великден настъпва между 3 април и 2 май.

Известни астрономи от онова време, включително Н. Коперник, бяха помолени да решат проблема с календара. Последният успява да преодолее възхищението от авторитетите и догмата, в която е издигнат геоцентризмът. Коперник търси красотата и хармонията в природата като ключ към обяснението на много проблеми. Резултатът от дългите му мисли беше работата „За ротациите на небесните сфери“, която беше публикувана през 1543 г., тоест годината на смъртта на учения.

Революционната идея на Коперник беше тази той е в центъра на света поставя Слънцето, около което се движат планетите - и сред тях Земята с нейния спътник Луната. На голямо разстояние от Слънчевата система има сфера от звезди. Така земята беше намалена до ранг на обикновена планета, а видимите движения на планетите и звездите се обясняват с ежедневното въртене на Земята около оста й и годишното й въртене около Слънцето . Въпреки това, както при древните учени, движенията на небесните тела останаха равномерен и кръгъл . Коперник е помогнал да приеме хелиоцентризма от идеята за относителния характер на движението, позната в древността и използвана от питагорейците.

Системата на Коперник се основава на 2 принципа: предположение за мобилността и разпознаването на Земята централна позицияСлънца в системата.

Предимството на теорията на Коперник в сравнение с теорията на К. Птолемей е нейната логическа простота, хармония и практическа приложимост. Коперник вярва, че „природата не търпи излишък“ и се стреми, може би с по-малък брой причини, да осигури, може би, по-голям бройпоследствия и явления. Благодарение на системата на Коперник на 5 октомври 1582 г. в Европа по инициатива на папа Григорий 13 е въведен нов (Григориански) стил на изчисляване на времето, който използваме и до днес.

Въпреки това, за да смекчи по някакъв начин впечатлението за своето новаторство, Коперник посочи, че размерът на сферата от звезди и разстоянието й от Слънчевата система са толкова колосални, че цялата слънчева системазаедно с вече мобилната Земя, практически може да се разглежда като център на Вселената, като една единствена точка.

Благодарение на системата на Коперник, движението започва да се разглежда като естествено свойство на небесните тела, включително Земята. Движението се подчини общи модели, унифицирана механика. Следователно идеята на Аристотел за първичния двигател, която е съществувала от векове, „се срива“.

Благодарение на Коперник, „Тленната Земя” престана да се противопоставя на божествените планети и звезди и придоби равен статус с тях.

Коперник е един от първите критични умове показа ограниченията на нашите сетивно знаниеи доказа необходимостта от добавянето му.

Работата, започната от Н. Коперник, е продължена от монах от един от неаполитанските манастири, италианския учен Джордано Бруно (1548 - 1600). Развитието на неговите възгледи е силно повлияно от натурфилософията на Николай Кузански, който отрича възможността всяко тяло да бъде център на Вселената, тъй като Вселената е безкрайна, а безкрайността няма център. Комбинирайки философските и космологични възгледи на Н. Кузанус и ясните хелиоцентрични заключения на Н. Коперник (чието учение е привърженик на Бруно), Г. Бруно създава своя собствена натурфилософска картина безкрайна вселена. Концепцията на Бруно е ясно видима в основните му произведения: „ За причината, началото и Единното”, „За безкрайността, Вселената и световете” и др.

След Н. Кузански Бруно отрече съществуването на каквито и да било беше центърът на Вселената . Той твърди безкрайността на Вселената във времето и пространството. Бруно пише за колосалните разлики в разстоянията до различни звездии заключиха, че привидните им съотношения на яркост могат да бъдат измамни.

Ученият се аргументира променливост (еволюция) на всички небесни тела, вярвайки, че между тях има непрекъснат обмен космическа материя. Той разшири идеята за променливостта до Земята , твърдейки, че повърхността на нашата Земя се променя само чрез големи пропускиепохи и векове, през които моретата се превръщат в континенти, а континентите в морета.

Твърдението на учения за общи елементи съставлява Земята, както всички други небесни тела. освен това в основата на всички неща лежи неизменното, неизчезващото , първично материално вещество . Въз основа на това единство Бруно логично приема, че в една безкрайно развиваща се Вселена трябва да има безкраен бройцентрове на ума, много населени светове.

За изразяване на бунтовни идеи, които противоречат на църковните догми, Г. Бруно е осъден от инквизицията на изгаряне на клада, което е извършено в Рим през 1600 г.

Революцията на Коперник доведе до революция в механиката , чийто основател е Г. Галилей от Падуа (1564 - 1642). Механичните процеси интересуват Галилей през целия му живот. Той е първият, който изгражда експериментално-мат наука за движението – динамика, чиито закони са изведени в резултат на обобщаване на специално формулирани научни експерименти. Галилей предлага ново разбиране за движението - движение по инерция. Преди това доминиран Аристотелов разбиране на движението, според които тялото се движи поради външно въздействие върху него, а когато последното спре, тялото спира. Галилео предложи принципът на инерцията, според който тялото е или в покой, или в движение, без да променя посоката и скоростта на движението си за желано време, ако върху нея не се упражнява външно въздействие.

Галилей открива законите на свободното падане на телата: независимостта на времето на такова падане от масата на тялото във вакуум, определя, че пътят, изминат от падащо тяло, е пропорционален на квадрата на времето на падане (l ~ t2).

Галилей развива теорията за равномерно ускореното движение.

Ученият показа, че траекторията на хвърлено тяло, движещо се под въздействието на първоначалния тласък и силата на гравитацията, е парабола.

Галилей открива законите на трептенията на махалото.

Изследователският метод на Г. Галилей се нарича експериментално-теоретичен . Нейната същност се състои в количествен анализнаблюдавани конкретни явления и постепенното умствено приближаване на тези явления до някакви идеални условия, в които законите, управляващи тези явления, биха могли да се проявят в тяхната чиста форма.

Освен че открива законите на движението, Галилей прави и редица астрономически откритияизползване на нови методи за наблюдение. Г. Галилей сам проектира телескоп на базата на изобретения в Холандия телескоп. Този телескоп даде директно изображениеи действаше на принципа на бинокъла. Първоначално увеличението беше 3 пъти, а скоро стана 32 пъти. Галилей използвал телескоп, за да изучава небето. С Галилей започна нова оптична ера в наблюдателната астрономия. Какво откри Галилей с телескопа си?

В бледи облаци млечен пътБеше открит огромен клъстер от звезди.
Звездите са неизмеримо далеч от нас в сравнение с планетите, тъй като планетите в телескопа станаха по-големи и изглеждаха като кръгове, докато звездите останаха точки, само увеличавайки яркостта си.
Той описа истинската повърхност на Луната, която, както се оказа, няма гладка „полирана“ повърхност, а се състои от неравности и хълмове, подобно на земната повърхност, тя е покрита с огромни планини, дълбоки бездни и скали. Галилей пръв оцени височината на най-голямата лунна планина (около 7 км).
Изключително важно е откритието от Галилей през 1612 г. на малки тъмни образувания (петна) върху диска на Слънцето, които се движат по диска на Слънцето. Това позволи на Галилей да твърди, че Слънцето се върти около оста си. Слънцето престава да бъде символ на чистота и съвършенство, защото дори то има петна („и на Слънцето има петна“).
Галилей открива 4 спътника на Юпитер през 1610 г. (Йо, Европа, Ганимед, Калисто). До момента около Юпитер са открити общо 15 сателита. Така Луната престана да бъде изключение и Земята престана да бъде единствената планетаимайки сателит.

С всичките си открития Г. Галилей неопровержимо доказва правилността на хелиоцентричната система на Н. Коперник. Симпатиите на Галилей към хелиоцентризма са отразени в неговия труд „Диалог за двете системи на света – Птолемеева и Коперникова“. Не е спала и Светата инквизиция. През 1633 г. Галилей е извикан в Рим и хвърлен в тъмниците на инквизицията за няколко седмици. Под заплаха от изтезания 69-годишният учен е бил принуден да се отрече от своите „погрешни схващания“. След това Галилео напуска Италия и заминава за протестантска Холандия, където продължава да работи и преиздава трудовете си, които вече са много популярни сред учените по това време.

350 години след смъртта на Г. Галилей, през октомври 1992 г. той е реабилитиран католическа църква. Осъждането на Галилей се оказа погрешно, но учението му се оказа правилно.

Търсенето на точните закони на движението на планетите се превръща в основна работа в живота на немския астроном И. Кеплер (1571 - 1630 г.) Основните трудове на И. Кеплер са „Нова, търсеща причина астрономия или физика на небето“. (“Astronomy Nova”), “Редукция на астрономията на Коперник”, “Хармоничен свят”, “Масите на Рудолф” и др. са свързани с идеята за световна хармония и с търсенето на прости числени отношения, които я изразяват.

И. Кеплер е математик - неопитагореец, който вярва в хармонията на света. Природата е създадена според математически правилаи задължение на учения е да ги разбере. Кеплер беше убеден, че структурата на света може да бъде определена математически, защото при създаването на света Бог се е ръководил от математически съображения, че простотата е знак за истина, а математическата красота се отъждествява с хармония и красота. Кеплер използва факта, че има 5 правилни полиедъра, които по някакъв начин трябва да са свързани със структурата на Вселената. „Орбитата на Земята е мярката за всички други орбити. Опишете додекаедър (правилна 12-странна страна) около него, тогава сферата, която на свой ред го описва, ще бъде сферата на Марс. Опишете тетраедър (правилен тетраедър) около сферата на Марс, тогава сферата, която го обхваща, ще бъде сферата на Юпитер. Около сферата на Юпитер опишете куб (правилен 6-странен), обхващащата сфера ще бъде сферата на Сатурн. Поставете икосаедър (правилен 20-едър) в орбитата на Земята, сферата, вписана в него, ще бъде сферата на Венера, напишете октаедър (правилен 8-едър) в сферата на Венера и сферата на Меркурий ще бъде вписана в то. И ти също ще разбереш причинатаброй планети."

Идеята за връзка между планети и полиедри скоро разкри своята непоследователност, но разкри бъдеща изследователска програма.

Нито К. Птолемей, нито Н. Коперник, нито Т. Брахе могат да обяснят „неправилното“ движение на Марс. И. Кеплер се зае с този проблем и го реши. Ученият стигна до извода, че теоретичните изчисления на движението на планетите съвпадат с наблюденията, ако приемем движението на планетите по елиптични орбити с различна скорост. „Въвеждайки елиптичната хипотеза вместо вековната догма за кръговия характер и еднаквостта на планетарните движения, Кеплер извършва дълбока революция в самата Коперникова революция“ (А. Паскинели).

Търсенето на световната хармония на Кеплер го кара да твори три закона за движението на планетите. Първите два закона са открити през 1605 г.

Първият закон на Кеплер. Всяка планета се движи в елипса, като Слънцето е в един фокус. Така принципът беше разрушен кръгови движенияв космоса.

Втори закон на Кеплер. Всяка планета се движи в равнина, минаваща през центъра на Слънцето, а линията, свързваща Слънцето с планетата, описва равни площи за равни периоди от време. Така беше показано естеството на промяната в скоростта, докато планетата се движи в орбита (колкото по-близо е планетата в моментакъм Слънцето). Във връзка с този закон се срина принципът за еднаквост на небесните движения.

P1P2 е разстоянието, което планетата изминава за време t1.

P3P4 е разстоянието, което планетата изминава за време t2.

SP1Р2 и SP3P4 – описват сектори с равни площи за еднакви периоди от време.

Десет години по-късно, през 1615 г., Кеплер извежда третия закон за движението на планетите.

Третият закон на Кеплер . Квадратите на периодите на въртене на планетите около Слънцето са свързани с кубовете на големите полуоси на техните орбити. (Квадратите на периодите на въртене на планетите около Слънцето са пропорционални на кубовете на разстоянието на всяка от тях от Слънцето).

Така се установява универсална връзка между периодите на въртене на планетите и тяхното средно разстояние от Слънцето. С отдалечаване от Слънцето скоростта на планетарното движение намалява.

Въз основа на тези закони Кеплер развива идея за механизма на действие на силата, която движи планетите, като за вихъра , възникващи в ефирната среда, от въртене магнитно полеСлънцето и увлича околните тела.

Кеплер също се развива теория на слънчевите и лунните затъмнения и предложени методи за предсказването им.

Ученият състави т.нар Рудолфови маси , с помощта на които беше възможно да се висока точностопределят позицията на планетите във всеки един момент.

Благодарение на Кеплер проблемът за структурата на планетарния свят се премести от областта на митологичните и хипотетични конструкции в областта на научното познание и стана предмет на точните науки. Небесната механика на Кеплер е следствие от теорията на Коперник и в същото време подготвя почвата за формирането на механистична картина на света.

Въпроси за самоконтрол

Каква наука е съществувала в древността?
Кой даде първата класификация на науките?
Кои са основните исторически етапиЗавърши ли науката своето развитие?
Какво представлява класическата наука и кога започва да се оформя?
Какво представляват научните революции и колко от тях е имало в историята на науката?
Какво е некласическа наука?

Данеман Ф. История на естествените науки. Природните науки в тяхното развитие и взаимодействие. Т. 1-3. М.-Л., 1932-1938.
Илин В.В., Калинкин А.Т. Природата на науката. М., 1985.
Принципи на историографията на естествознанието: ХХ век/Отг. под редакцията на I.S.Timofeev. Санкт Петербург, 2001.
Маркова Л.А. Наука. История и историография на XIX - XX век. М., 1987.
Микулински С.Р. Очерци за развитието на историческата и научната мисъл. М., 1988.
Принципи на историографията на естествените науки. Теория и история. М., 1993.
Fokta J., Nowy L. История на естествените науки в дати. Хронологичен преглед. М., 1987.
Кун Т. Структура на научните революции. М., 1977.
Поликарпов V.S. История на науката и технологиите. Ростов на Дон. 1999 г.
Кирилин В.А. Страници от историята на науката и техниката. М., 1986.
Козлов B.I. Възникване и развитие технически науки. Л., 1988.
Крут И.В., Забелин И.М. Есета върху историята на идеите за връзката между природата и обществото. М., 1988.
Кудрявцев П.С. История на физиката. Т. 1-3. М., 1956.
Рожански И.Д. Древна наука. М., 1980.
Соловьов Ю.И. История на химията. М., 1983.
Исаченко А.Г. Развитие на географските представи. М., 1971.
Рожански И.Д. История на естествените науки в епохата на елинизма и Римската империя. М., 1988.
Стройк Д.Я. Кратък преглед на историята на математиката. М., 1984.
Азимов А. Кратка историяхимия. М., 1983.
Вернадски V.I. Избрани трудове по история на науката. М., 1981.
Гайденко П.П. Еволюция на понятието наука. Формиране и развитие на първия научни програми. М., 1980.
Гайденко В.П., Смирнов Г.А. Западноевропейската наука през Средновековието. М., 1989.
Еремеева А.И. Астрономическата картина на света и нейните създатели. М., 1984.
кожарска фабрика П. Исторически очеркразвитието на естествените науки в Европа. М.-Л., 1934.
Кузнецов Б.Г. Идеи и образи на Ренесанса. М., 1979.
Кузнецов Б.Г. Джордано Бруно и Битие класическа наука. М., 1970.
Llozzi M. История на физиката. М., 1970.
Търговецът Г.Ю. Еволюция на основните физични идеи. Киев, 1989 г.
Кирсанов В.С. Научната революция от 17 век. М., 1987.
Гайденко П.П. Еволюция на понятието наука (XVII - XVIII в.). М., 1987.
Айнщайн А., Инфелд Л. Еволюция на физиката. М., 1965.
Воронцов Н.Н. Развитие на еволюционните идеи в биологията. М., 1999.
Вергински V.S. Есета по история на науката и техниката от 16-19 век. М., 1984.

Печатна версия

Читател

Заглавие на работата	Анотация

Работилници

Име на работилницата	Анотация

Презентации

Заглавие на презентацията	Анотация

Преподаватели

Известно е, че в Древна Гърция (и Рим) преобладава геоцентричната система на света. В описанията на различни философи тя се различава в детайлите. Най-известната е системата на Аристотел, който очевидно обобщава данните, известни преди него. Птолемей също използва тази система (добавяйки я с тримове и епицикли). В този си вид беше прието християнска църкваи средновековната наука и оказва значително влияние върху цялата европейска култура. Фигура 1 показва диаграма на геоцентричната система на Аристотел. По-долу даваме описанието му според A. Pannekoek.

Фиг.1. Геоцентрична система на Аристотел-Птолемей

„В системата на Аристотел, който обедини физиката и астрономията в една хармонична система на Вселената, всички тежки елементи се стремят към центъра на света и се натрупват около него, образувайки сферична маса на Земята; по-леките елементи (вода, въздух, огън) са събрани в слоеве, последователно разположени един над друг. Думата "долу" означава към центъра на света, думата "горе" - към околната небесна сфера. В допълнение към четирите земни елемента има пети - съвършен етер, от който са съставени небесните тела. Там, където свършват земните елементи, там според Аристотел е орбитата на Луната. Планетите и Слънцето се въртят зад орбитата на Луната. Сферата на Слънцето се върти през цялата година, сферите на планетите имат всяка своя период на въртене. Небесна сфера, носещ звезди, се върти около оста на света за един ден. То носи със себе си всички вътрешни сфери и това обяснява ежедневния залез и изгрев на всички светила.”

Винаги съм се изненадвал от наивността и в същото време сложността на тази система, напомняща зъбни колела на часовников механизъм. Въртенето на небесния свод може да се счита за наблюдателен факт, а обяснението за ежедневното движение на светилата изглежда съвсем естествено. Но за да се представи годишното движение на Слънцето и ъгловото движение на планетите, беше необходимо да се въведат допълнителни сфери - всяко светило имаше своя собствена сфера и също беше необходимо да се свържат всички с въртенето на сферата на фиксираната звезди (да не говорим за облицовките и епициклите, които се появиха по-късно). Очевидно някои древни философи са усетили тази изкуственост. Така Хераклид от Понт обяснява ежедневното движение на светилата с въртенето на Земята около оста си; Венера и Меркурий в неговата система се въртят около Слънцето, но той все още поставя Земята в центъра на Вселената. Но Аристарх от Самос, когото Ф. Енгелс правилно нарича Коперник Древен свят, учи, че Слънцето е в центъра на Вселената, а Земята и планетите се въртят около него.

Това означава, че са знаели за хелиоцентричната система още в древни времена, но тя не е открита широко разпространена. Както отбелязва Х. П. Блаватска в „Разбулената Изида“, египтяните са познавали хелиоцентричната система, както и сферичността на Земята от незапомнени времена.