Системы мира (от древних до Ньютона)
Введение
ГЕОЦЕНТРИЗМ И РЕЛИГИЯ
Начало современной науки о вселенной положил великий астроном Николай Коперник (1473–1543). Его нередко называют человеком «остановившим Солнце и двинувшим Землю». Действительно, сущность его учения заключается в том, что планеты обращаются вокруг Солнца, а Земля есть одна из планет, которая вращается в течение суток вокруг оси и обращается в течение года вокруг Солнца. Это смелое представление о мире не только противоречило укоренившимся взглядам, но и отрицало то, что человек привык видеть ежедневно и поэтому казалось противным здравому смыслу. Если некоторые ученые еще допускали, что Земля. вращается вокруг своей оси как волчок, то о том, что она как ядро летит в мировом пространстве и является лишь одним из небесных тел, об этом и думать не хотели, так как это казалось диким, бессмысленным.
Неудивительно поэтому, что Коперник долго не решался издать свою книгу «Об обращении небесных кругов». В течение десятилетий он открывал свои астрономические взгляды только ближайшим друзьям — ученым. Он понимал, что его учение о мире не только произведет великую революцию в астрономии, но и поколеблет самые основы существовавшего до него мировоззрения. Великое сочинение Коперника было напечатано лишь когда ученый уже лежал на смертном одре. Это было в 1543 г., как раз в то время, когда начала действовать «святая римская инквизиция» и был издан приказ о запрещении печатать, читать и продавать какие‑либо книги, не одобренные «конгрегацией индекса», т. е. инквизиционной цензурой.
Коперник предвидел, что его представление о мире своей «новизной и кажущейся нелепостью» вызовет к нему «почти презрение». Действительно, даже около ста лет спустя знаменитый философ Бэкон Веруламский (1561 1626) не хотел поверить, что наш земной шар подвижен и является лишь одной из планет. «Нет ничего бессмысленнее всех этих фантазий, — говорил он по поводу старых теорий движения планет, — но еще более нелепы представления о движении Земли».
Благодаря учению Коперника наука о небе начала развиваться гигантскими шагами. Но особенно важно то, что новое учение о мире вышло далеко за пределы астрономии и произвело в течении человеческой мысли переворот, подобный которому трудно отыскать в истории. Новое учение нанесло смертельный удар религиозному мировоззрению и чрезвычайно высоко подняло авторитет науки, порвавшей с теологией, схоластикой и т. п. Энгельс, подчеркивая это обстоятельство, писал: «Революционным актом, которым естествознание заявило о своей независимости и как бы повторило лютеровское сожжение папской буллы, было издание бессмертного творения, в котором Коперник бросил— хотя и скромно и, так сказать, лишь на ложе смерти — перчатку церковному авторитету в естественных делах. Отсюда датирует освобождение естествознания от теологии, хотя выяснение отдельных взаимных претензий затянулось до нашего времени, не завершившись еще и теперь во многих головах».
Начавшееся под влиянием учения Коперника освобождение естествознания от «церковного авторитета» было революционным актом, далеко выходящим за пределы науки. Это затронуло весь освященный церковью строй средневековой жизни, весь «старый порядок», закоченевший в однообразных, веками сложившихся (и поэтому казавшихся вечными и неизменными) формах. Стало очевидно, что если не верна библейская картина мира, т. е. церковная «астрономия», то можно сомневаться и в библейской общественной теории, в церковной «социологии», учащей о незыблемости экономического неравенства, крепостничества, эксплуатации и т. п. Поэтому церковь, как представительница средневекового, феодального строя, смотрела на учение Коперника как на ужасающую ересь, ведущую к настоящей революции, к «потрясению всех основ». Все реакционеры и мракобесы всячески старались опровергнуть коперникову астрономию.
I. ВИДИМОЕ ДВИЖЕНИЕ СВЕТИЛ
Слово «астрономия» производится от двух греческих слов: «астрон» — светило и «номос» — закон. Впрочем, вторую половину слова некоторые ученые производят также от греческого слова «немо» — наблюдаю, делю, распределяю. Астрономами назывались люди, которые распределяли звезды по группам (созвездиям) и наблюдали движения звезд и других светил.
Первые астрономические сведения появились в самые ранние эпохи истории человечества и возникли в результате потребностей хозяйственной жизни людей. По мере развития процесса труда и усложнения форм хозяйственной жизни все более и более усиливалась потребность в календаре, т. е. в ориентировке во времени. Эта потребность могла быть удовлетворена только на основе правильных и регулярных наблюдений небесных светил, поэтому астрономия является самой старой наукой. Фридрих Энгельс, рассматривая последовательное историческое развитие отдельных отраслей естествознания, указывает: «Сперва астрономия — уже из‑за времен года абсолютно необходима для пастушеских и земледельческих народов».
1
Астрономия имела непосредственное отношение к повседневной жизни земледельческих народов, так как земледелие находится в прямой зависимости от явлений природы. Ведь оно повсюду связано с годовым периодом, т. е. с тем обстоятельством, что сев и жатва неизменно повторяются в одно и то же время года. Конечно, земледельцам было крайне необходимо уметь предсказывать начало того или иного времени года, и следовательно они должны были научиться измерять время определенными, раз навсегда установленными промежутками. Но народы, занимавшиеся земледелием, в конце концов должны были заметить, что движение небесных тел периодично и что, стало быть, упомянутые промежутки времени могут быть установлены только по небесным светилам. Вместе с тем они не могли не обнаружить, что времена года зависят от положения Солнца и что о смене времен года можно судить по некоторым звездам.
Неудивительно поэтому, что египетские пирамиды и храмы разных древних народов были построены как раз по линии с востока на запад, с отклонением часто не более, чем в 1°, ряд «чудес», производившихся жрецами, объясняется таким расположением храма. Например, в определенный момент, к изумлению верующих, Солнце посылало свои ослепительные лучи через потайное отверстие в темную глубину храма. Это указывает на то, что у жрецов были доволно глубокие астрономические знания, связанные с календарем.
Развитие астрономии началось в речных долинах Месопотамии, Египта и Китая, где необходимость коллективных работ по регулированию. орошения привела к созданию крупных городских поселений. Например, земледелие в долине реки Нила, где расселились египтяне, властно требовало создания календаря, по которому можно было правильно ориентироваться в периодических разливах реки, оставлявших на берегах большое количество плодородного ила. Необходимо было знать, когда разольется река, когда вода спадет и т. д. Тщательное наблюдение за небесными светилами в Египте привело к открытию, что разливы Нила наступают вслед за тем, как звезда Сотис — в современном обозначении Сириус — восходит в лучах утренней зари.
II. ДРЕВНИЕ ИДЕИ О СТРОЕНИИ МИРА
У древнего земледельца, привязанного к своему клочку и земли, круг наблюдения и опыта не мог быть большим. У него совершенно отсутствовал масштаб больших расстояний, и о мире он судил только на основе того, что 22
непосредственно ощущал, что видел своими глазами. Поэтому вселенную он считал разделенной на две совершенно различные части — на 3 е м л ю и небо, т. е. на верх и низ. При этом Земля казалась ему небольшой и плоской, а над ней, как крыша дома, высилась — хрустальная «твердь небесная». Над «твердью» находились «воды неба», которые иногда через ситообразные или окнообразные отверстия изливались, по воле бога, на Землю в виде дождя. На небе двигались вокруг Земли, как центра вселенной, Солнце, Луна и другие небесные светила.
Благодаря этому легко было притти к заключению, что все в мире сотворено для человека, что человек — «венец творения», что только для людей Солнце, Луна и звезды в немом величии совершают свои круговые пути, что только для нас изливают они свой свет. При этом каждый древний народ не только считал Землю средоточием вселенной, но и склонен был полагать то именно место, где он обитал, центром мира. Например, китайцы до сих пор называют свою страну Срединным царством; инки Перу показывали центр мира в храме Куцко, название которого значит «пуп».
Такой наивный, ограниченный, типично геоцентрический взгляд на «мир божий» вполне отвечал непосредственным зрительным впечатлениям.
В том или ином виде мы встречаем этот взгляд у всех народов древнего мира — египтян, греков и т. д. Даже вавилонская астрономия, несмотря на свое довольно высокое математическое развитие, все же не пришла к новому, более правильному воззрению на небо и Землю, на строение вселенной. В древнейших вавилонских сочинениях мы читаем, что Земля имеет вид выпуклого острова, окруженного океаном, а небо — просто твердый купол, опирающийся на земную поверхность. На этом куполе прикреплены небесные светила, причем он отделяет воды, находящиеся «внизу» (океан, обтекающий земной остров), от вод, находящихся «наверху» (дождевых вод). Солнце восходит утром, выходя из небесных ворот, а вечером, заходя, проходит через западные ворота и ночью движется где‑то под Землей.
III. ГЕОЦЕНТРИЧЕСКАЯ КАРТИНА МИРА
Перейдем теперь к тому учению о вселенной, под влиянием которого люди находились втечение почти двух тысяч лет. Мы имеем в виду учение Аристотеля (384–322 до хр. эры), которое включило в себя всю совокупность знаний того времени. Это учение имело замкнутый характер, рвало с традицией наивного чувственного миропонимания и не расходилось с привычными религиозными идеями: антропоморфизмом, телеологией и т. д.
Аристотель был уверен в том, что уже имеется все необходимое и достаточное для решения вопросов о Земле, небе и т. п. В общем его учение о вселенной представляет собой довольно стройное, но весьма поверхностное обобщение непосредственного чувственного опыта. Согласно этому учению, мир целесообразно, разумно устроен и представляет собой совокупность тел, состоящих из вещества и находящихся в состоянии непрерывного движения или изменения. Что же касается человека, то для стагирского философа (так называли Аристотеля по имени города Стагира, где он родился) он был не звеном в цепи прочих существ, а конечной целью всей премудро устроенной природы. В связи с этим он поместил земной шар неподвижно в центре мира, а на весь остальной мир смотрел как на своего рода оболочку этого центрального тела, представляющего собой, вместе с обитающим на нем человеком, исходный пункт всей целесообразности природы.
Фиг. 7. Аристотель (статуя в Риме).
IV. СИСТЕМА СФЕРИЧЕСКИХ ДВИЖЕНИЙ
Как мы уже знаем, «небесную гармонию» нарушают планеты, которые блуждают по небу, то продвигаясь вперед, то пятясь назад. Это обстоятельство ставило втупик древних мыслителей, полагавших, что божественным небесным телам «не приличествует» совершать неправильные, несовершенные движения. Поэтому они прибегали к различным головоломным ухищрениям для объяснения двоякого рода особенностей, т. е. неравенств или неправильностей, которые древние наблюдатели открыли в движении планет.
Первый ряд этих особенностей заключается в том, что движение планет по их путям происходит неравномерно, не с одной и той же скоростью. Эта скорость заметно изменяется, и такое явление древние астрономы назвали первым неравенством в движении планет.
Но особенно бросаются в глаза те особенности в движении планет, которые древние астрономы назвали вторым неравенством в движении планет. Эти неправильности состоят в том, что планеты совершают также обратные движения и «завязывают» узлы или петли в то время, когда прямое движение планеты меняется на обратное, или обратное на прямое. Происходит это каждый раз в различных частях небосвода, и в результате движение планет кажется нам очень сложным, — оно напоминает круг с целым рядом завитушек.
Первое неравенство (как это доказал Кеплер) происходит от того, что планеты движутся около Солнца не по круговым, а по эллиптическим линиям, и вследствие этого планеты в различных точках своего пути в действительности имеют различные скорости. Причина же второго неравенства заключается в том, что (как это показал Коперник) мы наблюдаем планеты с Земли, которая не находится в покое, а вместе с планетами движется около Солнца. Но древние астрономы считали Землю важнейшим телом вселенной, ради которого созданы все остальные тела. К тому же они верили, что бог должен был устроить вселенную так, чтобы все тела двигались по самым «совершенным» кривым — по окружностям кругов. Поэтому задача древних астрономов состояла в том, чтобы геометрически представить наблюдаемые движения Солнца, Луны и планет, исходя из допущения, что движения эти происходят вокруг неподвижной Земли и совершаются по кругам с неизменной скоростью.
Ничто так не вредило успехам астрономии, ничто так не запутывало древнее учение о движении небесных тел, как представление о равномерно — круговом движении. Когда становилось ясно, что это представление противоречит наблюдаемым явлениям, пытались придумывать новые движения, более сложные, но все‑таки составленные из ряда круговых и равномерных движений. Для разрешения этой задачи древними астрономами предложены были три теории: представление о концентрических сферах, представление об эксцентрических кругах и, наконец, представление об эпициклах. Древнейшей из этих теорий является «система сфер», изобретенная учеником Платона, астрономом Евдоксом (408–355 — до хр. эры), и усвоенная Аристотелем в его геоцентрическом учении о мире.