Як розвивалась наука про Всесвіт. Астрономія в давнину

Астрономія - найдавніша наука. Вона виникла у зв'язку із практичними потребами людей.

Основними заняттями багатьох народів у стародавності були скотарство й землеробство. У Єгипті, Вавілонії, Індії й інших держав землеробство й скотарство регулювалися такими сезонними явищами природи, як розливи більших рік, настання періоду дощів, зміна теплої й холодної погоди й т.д. Люди знали, що зміна дня й ночі обумовлена сходом і заходом Сонця.

Давні спостереження неба привели також і до відкриття зв'язку між зміною пір року й таких небесних явищ, як зміна полуденної висоти Сонця протягом року, поява в ту саму пору року на небі з настанням темряви тих самих яскравих зірок.

Таким чином, ще в далекій давнині були закладені основи календаря - системи рахунку часу, де основними одиницями стали доба (зміна дня й ночі), місяць (проміжок між двома молодиками) і рік (час видимого повного оберту Сонця по небу серед зірок). Календар був необхідний, щоб розраховувати час початку польових робіт. Потрібні були спостереження неба й земних явищ, щоб час від часу уточнювати календар. Такі спостереження й велися в деяких країнах Древнього Сходу.

Із часом було виявлено, що крім Сонця й Місяця є ще п'ять світил, які постійно переміщаються по небу серед зірок. Ці "блукаючі" світила - планети - згодом були названі Меркурієм, Венерою, Марсом, Юпітером і Сатурном. Спостереження дозволили також помітити на небі обриси найбільш характерних сузір'їв і встановити періодичність настання сонячних і місячних затьмарень.

Спостерігаючи небесні явища протягом тисячоріч, люди не знали їхніх причин. Зірки й планети вони бачили як світні крапки на небі, але про їхню дійсну природу, так само як і про природу Сонця й Місяця, їм нічого не було відомо. Не розуміючи природи небесних світил, не знаючи законів розвитку людського суспільства й щирої природи воєн і хвороб, люди обожнювали світила, приписували їм вплив на долі людей і народів. Так виникла лженаука астрологія, яка намагалася пророкувати долі людей по взаємному розташуванню й руху небесних світил. Справжня наука давно спростувала вигадки астрології.

На стародавній гравюрі зображені видатні астрономи. У центрі - покровителька астрономії Ураіия. Ліворуч праворуч: Гевелій, Гасс, Улугбек, Птолемей, Тихо Браге, Риччіолі.

Наука й релігія глибоко ворожі один одному. Наука відкриває закони природи й допомагає людям на основі цих законів використовувати природу у своїх інтересах. Релігія, навпаки, завжди вселяла людям почуття безпорадності й страху перед природою. У стародавності, коли люди не знали законів природи, вплив релігії і її служителів - жерців - на народ було особливо сильним. Тому що жерці відігравали більшу роль у господарському й політичному житті древніх східних держав, вони були зацікавлені в астрономічних спостереженнях і широко використовували їх; ці спостереження їм були потрібні також і для встановлення дат релігійних свят.

                                          

 Загальний вид древньої Пекінської обсерваторії.

Однак господарський уклад древніх держав з їхнім примітивним землеробством, скотарством і ремеслом, заснованим на ручній праці рабів, не вимагав ще скільки-небудь високого розвитку науки й техніки. Тому астрономічні спостереження, що проводилися в державах Древнього Сходу - Єгипті, Вавилонії, Індії, Китаї, протягом багатовікової історії не могли привести до створення астрономії як науки, здатної пояснити будову Всесвіту. І все-таки астрономи країн Древнього Сходу досягли більших успіхів у спостереженнях неба, навчилися пророкувати настання затемнень, стежили за рухом планет. Астрономічні знання, накопичені в Єгипті й Вавилонії, особливо в VI-V р. р. до н.е., запозичили стародавні греки.

Обсерваторія XVIII в Індії.

Перші грецькі вчені в цей час намагалися довести, що Всесвіт існує без участі божественних сил. Грецький філософ Фалес із Мілета в VI в. до н.е. учив, що все існуюче в природі - і Земля й небо - виникло з одного "первісного" елемента - води. Інші вчені вважали таким "первісним" елементом вогонь або повітря. У тім же столітті грецький філософ Геракліт Ефеський висловив геніальну думку, що Всесвіт ніколи ніким не була створений, він завжди був, є й буде, що в ньому немає нічого незмінного - усе рухається, змінюється, розвивається. Ця чудова думка Геракліта згодом лягла в основу справжньої науки, що вивчає закони розвитку природи.

 Багато грецьких учених думали, що Земля - саме велике тіло у Всесвіті й перебуває в її центрі. При цьому вони спочатку вважали Землю нерухомим плоским тілом, навколо якого обертаються Сонце, Місяць і планети. Пізніше вчені прийшли до висновку, що Всесвіт і Земля влаштовані набагато складніше, ніж це представляється недосвідченому спостерігачеві. Наприкінці VI в. до н, е. Піфагор уперше висловив припущення, що Земля - тіло не плоске, а кулясте. 

Великим досягненням було навчання грецьких філософів Левкіппа й Демокрита. Вони стверджували, що все існуюче складається із дрібних часток матерії - атомів і що всі явища природи відбуваються без участі богів і інших надприродних сил.

Пізніше, в IV в. до н.е., з викладом своїх поглядів на влаштування Всесвіту виступив Аристотель - найбільший із учених і філософів Древньої Греції. Твори Аристотеля охоплюють всі області знань того часу: фізику, природознавство, історію й ін. Цікавився Аристотель також формою Землі і її положенням у Всесвіті. Аристотель уважав, що Земля й всі небесні тіла кулясті. Кулястість Місяця він довів, вивчаючи його фази, а кулястість Землі пояснював характером місячних затемнень. На диску Місяця край земної тіні завжди круглий, а це може бути тільки за умови кулястості Землі.

Аристотель уважав Землю центром Всесвіту, найбільшим її тілом, навколо якого обертаються всі небесні тіла. Всесвіт, на думку Аристотеля, має кінцеві розміри - його як би замикає сфера зірок.

Завдяки високому науковому авторитету Аристотеля його вчення на багато століть закріпило помилкову думку, що Земля - нерухомий центр Всесвіту. Цю думка розділяли багато грецьких учених і пізніше. Надалі його як непорушну істину прийняла християнська церква: у Біблії Земля теж уважалася нерухомою.

Згодом, уже в XVIII в., великий росіянин учений М. В. Ломоносов, який все життя боровся за торжество науки над марновірством, оглядаючись на минулі століття, писав, що протягом багатьох століть "ідолопоклонницьке марновірство тримало астрономічну Землю у своїх щелепах, не даючи їй рухатися". 

 

Аристотель - найбільший учений Древньої Греції (384-7-322 до н.е.).

  Однак і в Греції після Аристотеля деякі вчені висловлювали сміливі й правильні здогади про будову Всесвіту. Живший в III в. до н.е. Аристарх Самоський уважав, що Земля обертається навколо Сонця. Відстань до Сонця він визначив в 600 діаметрів Землі. Насправді ця відстань в 20 разів менше дійсної, але для того часу й вона здавалося неймовірно величезною. Однак цю відстань Аристарх уважав незначною у порівнянні з відстанню від Землі до зірок. Ці геніальні думки Аристарха, через багато століть підтверджені відкриттям Миколи Коперника, не були зрозумілі сучасниками. Аристарха обвинуватили в безбожництві й засудили на вигнання, а його правильні здогади були забуті.

Система світу по Птолемею.

Наприкінці IV в. до н.е. після походів і завоювань Олександра Македонського грецька культура проникнула в усі країни Близького Сходу. Засноване у Єгипті місто Олександрія стало найбільшим культурним центром. В Олександрійській академії, що поєднувала вчених того часу, протягом декількох століть велися астрономічні спостереження вже за допомогою кутомірних інструментів. Олександрійські астрономи досягли великої точності у своїх спостереженнях і внесли багато нового в астрономію. В III ст. до н.е. олександрійський учений Ератосфен уперше визначив розміри Землі. 

Клавдій Птолемей - давньогрецький астроном (II ст. н.е.).

В II в. до н.е. олександрійський астроном Гіпарх, використовуючи вже накопичені спостереження, склав каталог більш ніж 1000 зірок з досить точним визначенням їхнього положення на небі. Гіпарх розділив зірки на 6 груп по їхньому блиску. Зірки з найбільшим блиском він назвав зірками 1-ї зоряної величини, зірки із трохи меншим блиском - зірками 2-ї величини й т.д. Гіпарх уважав, що зірки перебувають від нас на однаковій відстані й розходження в їхньому блиску залежить від розмірів.

У дійсності інша справа: зірки перебувають на різних відстанях від нас, тому зірка величезних розмірів, але, що перебуває на дуже великій відстані від нас буде по своєму блиску здаватися зіркою далеко не 1-ї величини. Навпаки, зірка 1-ї величини може бути по своїх розмірах досить скромною, але перебувати порівняно близько від нас. Однак гіпархові зоряні "величини" як позначення видимого блиску зірок збереглися до нашого часу.  

Стародавнє зображення системи світу  по Птолемею. Земля - нерухомий центр Всесвіту, а Сонце, Місяць, планети й зірки обертаються навколо Землі.

Гіпарх правильно визначив розміри Місяця і його відстань від Землі. Зіставляючи результати особистих спостережень і спостережень своїх попередників, він обчислив тривалість сонячного року з дуже малою помилкою, що не перевищує шести мінут.

Гіпарх і інші астрономи його часу приділяли багато уваги спостереженням за рухами планет. Ці рухи представлялися їм украй заплутаними. Справді, напрямок руху планет по небу начебто періодично міняється - планети як би описують по небу петлі. Ця гадана складність у русі планет викликається рухом Землі навколо Сонця - адже ми спостерігаємо планети із Землі, що сама рухається. І коли Земля "доганяє" іншу планету, то здається, що планета як би зупиняється, а потім починає рухатися назад. Але древні астрономи, що вважали Землю нерухомою, думали, що планети дійсно роблять такі складні рухи навколо Землі.  

 

Визначення місця розташування корабля по висоті Сонця.

В II ст. н.е. олександрійський астроном Птолемей висунув свою систему світу. Він намагався пояснити будову Всесвіту з урахуванням видимої складності руху планет. Уважаючи Землю кулястою, а розміри її незначними в порівнянні з відстанню до планет і тим більше до зірок, Птолемей слідом за Аристотелем стверджував, що Земля - нерухомий центр Всесвіту. Тому що Птолемей уважав Землю центром Всесвіту, його система світу була названа геоцентричної.

Навколо Землі, по Птолемею, рухаються (у порядку віддаленості від Землі) Місяць, Меркурій, Венера, Сонце, Марс, Юпітер, Сатурн, зірки. Але якщо рух Місяця, Сонця, зірок правильний круговий, то рух планет набагато складніший. Кожна із планет, на думку Птолемея, рухається не навколо Землі, а навколо деякої точки. Точка ця у свою чергу рухається по окружності, у центрі якої перебуває Земля. Окружність, описувану планетою навколо точки, що рухається, Птолемей назвав епіциклом, а окружність, по якій рухається крапка біля Землі, - деферентом.

Така штучна побудова потрібна була Птолемею для того, щоб, ґрунтуючись на неправильному уявленні про нерухомість Землі, розташованої в центрі Всесвіту, пояснити видиму складність руху планет. Однак аналіз рухів планет і побудова таблиць дозволили Птолемею вперше передбачити положення планет.

Кабінет середньовічного вченого.

Геоцентрична система світу Птолемея з'явилася в той час, коли і Єгипет і Греція вже були завойовані Римом. Потім і Римська імперія занепала, до якого неї привели рабовласницький лад, що зжив себе, війни й навали інших народів.

На зміну рабовласницькому ладу прийшов феодальний. Християнська релігія, що поширилася до цього часу в країнах Європи, визнала геоцентричну систему світу сумісною зі своїм вченням. В основу світорозуміння християнство поклало біблійну легенду про створення світу богом за шість днів. По цій легенді Земля є "осередком" Все, а небесні світила створені для того, щоб освітлювати Землю й прикрашати небесний схил. Усякий відступ від цих поглядів християнство нещадно переслідувало. Те, що в системі світу Аристотеля - Птолемея Земля була в центрі світобудови, як не можна краще відповідало християнському віровченню, хоча багато хто з "батьків церкви" відмовлялися визнавати саме ті положення цієї системи світу, які були вірними, наприклад положення про кулястість Землі.

У християнських країнах одержало визнання й широко поширилося "вчення" ченця Козьми Індикоплова, що вважав Землю плоскою, а небо як би кришкою над нею. Це вчення було поверненням до самих примітивних подань найдавніших народів про будову Всесвіту.