Николай Дорожкин
Краткая история Вселенной
Мир по Пифагору
Со времен Пифагора (580–500 гг. до Р.Х.) учеными античного мира было признано, что Земля имеет форму шара. Но как известно, решение одной задачи ставит перед людьми несколько новых нерешенных задач. Так и здесь. Допустим, что Земля – шар. Тогда непонятно, на чем этот шар держится, стоит ли он на месте или движется в пространстве? И если движется, то куда и каким образом?
Именно в научной школе Пифагора (так принято называть союз ученых-единомышленников) родилось понятие «космос». Сподвижники Пифагора, пифагорейцы, исходили из того, что в природе возможны два состояния – порядок и беспорядок. Беспорядочное состояние назвали словом хаос. В отличие от хаоса упорядоченное состояние получило название космос, что означает одновременно «порядок» и «красота». Со времен Пифагора слово «космос» стало синонимом таких понятий, как «мир» или «Вселенная».
Шар из слоновой кости
Тем, кто бывал в музее культур народов Востока, приходилось видеть старинные изделия из слоновой кости – произведения искусства китайских и японских мастеров. Особое внимание привлекает многослойный шар с несколькими отверстиями. Через эти отверстия видно, что внутри наружного шара находится меньший пустотелый шар, который может свободно вращаться в любом направлении. Внутри этого шара – снова шар, еще меньший, и так далее. Изготовлением подобных шаров увлекался и Петр I, «царь-мастеровой». Некоторые из таких дорогих игрушек состояли из 10 и более концентрических шаров. Есть предположение, что эти шары должны были изображать строение Вселенной.
Именно так, в частности, устроена наша Вселенная по представлениям пифагорейской школы. В самом центре Вселенной – неподвижная Земля. Земля, по мнению Пифагора, висит во Вселенной без всякой поддержки. Вокруг Земли вращаются, одна внутри другой, девять сфер. Это сферы Луны, Солнца и пяти планет – Меркурия, Венеры, Марса, Юпитера и Сатурна. Дальше всех расположена звездная сфера. Это была очень красивая картина Мира и Порядка – одним словом, Космос.
Система мира по Пифагору
Как известно, Пифагор во всех своих теоретических построениях исходил из того, что Миром правит Всеобщая Гармония. Это значит, что все в природе упорядочено, взаимосвязано и соразмерно, все можно выразить словом, звуком и числом. Отсюда следовало, что при вращении этих сфер звучит музыка, а расстояния между планетными сферами выражены числами, которые соответствуют музыкальным интервалам в 1 тон, 1/2 тона, 3/2 тона… Интервалу в 1 тон соответствовало расстояние в 1 стадий, или 185 метров. Сейчас можно, конечно, иронизировать над «музыкой сфер» и теорией, по которой Луна от Земли не дальше, чем Нью-Йорк от Москвы. Но при этом надо помнить, что жили эти люди более 2500 лет назад.
Интересно, что один из учеников Пифагора, Филолай, тогда еще предложил свой вариант строения Мира, отличающийся от гипотезы учителя. Он утверждал, что в центре всех сфер находится не Земля, а некий центральный огонь, который дает свет и тепло всем другим небесным телам. Земля, как и все планеты, вращается со своей сферой вокруг этого огня. К известным тогда планетам Филолай добавил еще и «противоземлю», которая находилась на своей сфере ближе всех к центральному огню, но всегда напротив Земли и поэтому не видна. Солнце тоже вращается вокруг огня, но в отличие от планет своей гладкой блестящей поверхностью отражает его свет, передавая планетам. Система Филолая не нашла признания ученых коллег. А ведь он был ближе к истине, несмотря даже на этот странный «центральный огонь» вместо Солнца…
Такой видел модель мира последователь Пифагора
Более поздние философы усмотрели в картине Пифагора кое-какие странности. Их смутило наблюдаемое поведение планет. В отличие от Солнца и Луны планеты чертили по небесной сфере какие-то петлеобразные фигуры. Создавалось впечатление, что планеты движутся не кругами, как им положено по мысли Пифагора, а как-то иначе. Надо было продолжать поиск истинной картины, полностью соответствующей гармонии мироздания.
Мир по Платону и Аристотелю
Предложенная Пифагором модель мироздания в виде планетных сфер, вращающихся вокруг неподвижной Земли, оказалась привлекательной для многих мыслителей античного мира. Особое место среди них занимают Платон (427–347 гг. до Р.Х.) и его ученик Аристотель (384–322 гг. до Р.Х.).
Платон
Платон, философ широчайшего диапазона, основал вблизи Афин, в местечке Академ, собрание ученых, где в спорах вырабатывались определения для всех существующих вещей. Отсюда берет начало и понятие «академия». В своем учении о мироздании Платон представлял Вселенную единой, вечной, живой и одухотворенной. Он изображал ее в виде восьми сфер, вращающихся вокруг центрального тела – Земли. Первую сферу от Земли занимала Луна, вторую – Солнце, дальше располагались Гермес (Меркурий), Афродита (Венера), Арес (Марс), Зевс (Юпитер) и Кронос (Сатурн). За ними – сфера звезд. Все наименования планет по именам олимпийских богов были даны именно Платоном – в греческом варианте. Позже возобладал римский вариант, принятый и в современной астрономии.
Модель мира по Платону
Учение Платона развил и внес в него изменения Аристотель, сын врача Никомаха из македонского города Стагиры, автор множества книг, учитель и воспитатель будущего царя Александра Македонского. Аристотель считал, что все в мире состоит из четырех стихий, или первоэлементов – Земли, Воды, Воздуха и Огня. Каждое тело, каждый предмет на Земле представляет собой комбинации этих первоэлементов. С позиций современной науки можно предположить, что четыре первоэлемента были просто символами основных состояний вещества – твердого, жидкого, газообразного и плазменного.
По системе Аристотеля, в центре Мира находится неподвижная Земля. Земной шар окружен сферами из Воды, Воздуха и Огня. Далее вращаются прозрачные («хрустальные») небесные сферы, на которых неподвижно закреплены Луна, Меркурий, Венера, Солнце, Марс, Юпитер и Сатурн. Эти сферы назывались также «небесами» – «Небо Луны», «Небо Солнца», «Небо Венеры» и т. д. За «Небом Сатурна» находится последняя сфера – «Небо неподвижных звезд». А за ним – «Перводвигатель», приводящий всю мировую систему в движение.
Модель мира по Аристотелю
Чтобы объяснить странности в движении планет, которые чертили по небесной сфере петлеобразные фигуры, Аристотель усложнил картину Мира. Он предположил, что вокруг Земли, между известными планетными сферами («небесами планет»), вращается еще множество твердых прозрачных сфер. Эти дополнительные сферы не имеют своих планет, но связаны между собой и с планетными сферами. Поэтому при вращении одной сферы приходят в движение и все остальные – как, например, шестеренки в часовом механизме. Все сферы вращаются по-разному, поэтому наблюдателю из центра (с Земли) движения планет кажутся петлеобразными. Благодаря системе Аристотеля стало возможно рассчитывать движение планет и научно предсказывать их расположение на небосводе.
Создавая свою систему мироздания, Аристотель рассматривал Вселенную как некий идеальный механизм, работающий без участия олимпийских богов. Это не значит, что он отрицал их существование. Просто он не находил для них места в системе движения планет. Идея Бога у Аристотеля заключалась в другом. По его представлениям, Бог есть причина движения – «Перводвигатель».
Аристотель внес огромный вклад во все отрасли знания. Он написал 150 научных трудов. Главный из них – «Метафизика». Творчество Аристотеля – вершина не только античной философии, но и всего древнего мышления. Аристотель дал начало всем последующим философским системам. Отдельные ошибки философа были возведены его последователями в ранг абсолютной истины, что задержало развитие науки. Но это не его вина…
Мир по Птолемею
Систему Аристотеля принял за основу и усовершенствовал астроном из Александрии Клавдий Птолемей (90–160 гг. н. э.). Александрия, хотя и находилась в Египте, была в то время научным центром культуры античной Греции – Эллады. Там проходили научные симпозиумы, на которых представители разных школ и направлений спорили в поисках истины. Именно в Александрии после одной из дискуссий между философами (греческими учеными) и книжниками (еврейскими учеными) последними была переведена на греческий язык древнейшая часть Библии – Пятикнижие. В знаменитой Александрийской библиотеке мечтал поработать каждый ученый того времени.
Птолемей
Клавдий Птолемей, изучив положения Пифагора, Платона и Аристотеля, разработал свою систему мира. Как и системы предшественников, его система оставалась геоцентрической. Но Птолемей внес новые положения: он утверждал, что планеты не закреплены на твердых прозрачных аристотелевых сферах, а вращаются вокруг Земли по своим орбитам. Кроме того, каждая планета, совершая круговые движения относительно Земли, одновременно вращается вокруг невидимого центра на своей орбите. Если это так, то становится понятно, почему планеты описывают загадочные петли на небосводе.
Предложив свою систему движения планет, Птолемей разрушил «хрустальные планетные небеса» Аристотеля. А заодно он убрал, за ненадобностью, дополнительные аристотелевы сферы, не несущие планет. Эта система сложнее, чем у Аристотеля, но, во-первых, она выглядит уже более естественной (на взгляд грамотного человека ХХI столетия). Во-вторых, расчеты по ней дают более точное описание движения планет, предсказание солнечных и лунных затмений.
Модель мира по Птолемею
Система Птолемея оказалась настолько точной, что при всей своей сложности была принята многими астрономами мира. Более того, Птолемееву картину мира приняли и признали истинной ученые богословы христианской церкви. Расчеты движения небесных тел по системе Птолемея велись учеными на протяжении почти полутора тысяч лет. Система казалась настолько совершенной, всеобъемлющей и незыблемой, что поэты слагали о ней стихи и песни. Данте Алигьери обессмертил ее в «Божественной комедии», а живописец Сандро Ботичелли запечатлел на иллюстрации к книге Данте.
Система Птолемея описана им в его знаменитой работе «Математический трактат по астрономии в 13 книгах». Для краткости греческие ученые стали называть ее «Мегале синтаксеос» («Великое построение») и просто «Мегистэ» («Величайшее»). Позже арабские астрономы дали ей название «Альмагест», под которым она переиздается до сих пор.
Для астрономических расчетов Клавдий Птолемей использовал древнеегипетский календарь с фиксированной длиной года в 365 дней.
Предтечи Коперника в античном мире
Первым таким античным «Коперником» был в III веке до Р.Х. грек Аристарх Самосский, тот самый, что измерял размер Луны и расстояние до нее. Вычисления Аристарха показали, что Солнце в 19 раз дальше от Земли, чем Луна, и по объему оно в 343 раза больше Земли. Отсюда Аристарх сделал вывод, что не Земля, а именно Солнце как самое большое тело должно находиться в центре мира. И понадобилось еще почти 300 лет, чтобы идея гелиоцентризма (да и то в урезанном виде) посетила другого «Коперника» античной эпохи…
Имя великого ученого Древней Греции Архимеда (59 г. до Р.Х. – 17 г. от Р.Х.) знают даже те, кто больше ничего о нем не знает. Архимед оставил после себя не только знаменитый закон о теле, погруженном в воду, и анекдот о том, как он, открыв этот закон, с торжествующим криком «Эврика!» выскочил из бани, забыв завернуться в простыню. Архимед обессмертил свое имя в физике, математике, оборонной технике. Но только в 1970—1980-х годах стало известно, что он разработал свою модель мира. Оказывается, Архимед, живший за полтора века до Птолемея, в своем миропредставлении шагнул вперед на полторы тысячи лет!
Система мира по Архимеду получила название гео-гелиоцентрической. Напомним, что до него все системы были геоцентрическими. Отличие модели Архимеда состоит в том, что согласно ей планеты Меркурий, Венера и Марс вращаются вокруг Солнца. А Солнце вместе со своим окружением, в свою очередь, вращается вокруг Земли. Вокруг Земли вращаются также Юпитер и Сатурн. Модель Архимеда отличается еще и тем, что расстояния от Солнца до Меркурия, Венеры и Марса, выраженные в расстояниях от Земли до Солнца, практически совпадают с современными значениями. Другое дело, что само расстояние от Земли до Солнца у Архимеда много меньше истинного. Но ведь до появления первых телескопов оставалось еще полторы тысячи лет!..
Архимед
Однако Архимед не только предложил свою теоретическую модель мира. Он изготовил эту модель в металле и сделал ее части подвижными. Механический планетарий стал сенсацией века. Вот впечатление очевидца, современника Архимеда: «…Такая сфера, на которой были бы представлены движения Солнца, Луны и пяти звезд, называемых странствующими и блуждающими (т. е. планет. – Авт.), не могла быть создана в виде сплошного тела; изобретение Архимеда изумительно именно тем, что он придумал, каким образом при несходных движениях, во время одного оборота сохранить неодинаковые и различные пути.
Модель мира по Архимеду
Когда Галл приводил эту сферу в движение, происходило так, что на этом шаре из бронзы Луна сменяла Солнце в течение стольких же оборотов, во сколько дней она сменяла его на самом небе, вследствие чего и на небе сферы происходило такое же затмение Солнца, и Луна вступала в ту же межу, где была тень Земли…» (Цицерон, «Диалоги»).
