Астрономы и мыслители Античности о строении Вселенной
Астрономы и мыслители Античности о строении Вселенной
Пролог
Античность заложила интеллектуальный фундамент европейской цивилизации. Её философы и учёные, руководствуясь не только мифопоэтической традицией, но и разумом, наблюдением и стремлением к гармонии, предприняли первые попытки рационального объяснения устройства Вселенной. Астрономия, понимаемая как изучение законов «надлунного мира», стала одной из вершин их интеллектуальных достижений.
Этот путь не был линейным. Он начинался с интуитивных догадок и смелых, но умозрительных гипотез досократиков, которые впервые задались вопросом о фундаментальном начале (архэ) и форме космоса. Пифагорейцы внесли в космологию идею математической гармонии и геометрического совершенства. Платон и Аристотель сформулировали философские и физические основания геоцентрической модели, которая на столетия определила развитие науки.
Эллинистическая эпоха, центром которой стала Александрия, превратила астрономию в точную математическую науку. Евклид и Аполлоний разработали геометрический аппарат, Эратосфен измерил Землю, Гиппарх открыл прецессию и составил звёздный каталог. Вершиной этого процесса стал синтез, осуществлённый Клавдием Птолемеем в его «Альмагесте», – грандиозная система мира, способная с высокой точностью предсказывать движения светил.
Параллельно существовали и альтернативные голоса: пифагореец Филолай, поместивший в центр мироздания не Землю, а Центральный Огонь; Гераклид Понтийский, предположивший вращение Земли вокруг оси; и, наконец, Аристарх Самосский, выдвинувший полную гелиоцентрическую гипотезу. Хотя эти идеи не получили широкого признания в своё время, они свидетельствуют о смелости античной мысли.
Римская цивилизация, будучи практичной и административной, выступила скорее хранителем и систематизатором греческого наследия, а также соединительным мостом между античностью и последующими эпохами. Труды Цицерона, Сенеки, Плиния Старшего и, конечно, астронома-практика Созигена, реформировавшего календарь, донесли эти знания до Средневековья.
Эта книга – дань уважения этим первооткрывателям, которые, глядя на небо невооружённым глазом, силой разума заложили основы нашего понимания Вселенной.
Глава 1. Фалес Милетский (ок. 624/623 – ок. 548/545 до н. э.)
Место деятельности: Милет, Иония (Малая Азия).
1. Вклад в астрономию и основные труды
Фалес, первый из семи мудрецов Греции и родоначальник милетской натурфилософской школы, стоит у истоков европейской науки. Его астрономические достижения, известные в основном из позднейших пересказов, носят фундаментальный характер. Согласно античной традиции, онпредсказал солнечное затмение 585 года до н. э. (вероятно, использовав восточные, возможно, вавилонские циклы), что произвело огромное впечатление на современников и продемонстрировало потенциальную предсказательную силу астрономии. Он ввёл для греков гномон – простейший солнечный часовой инструмент, заимствованный из Египта, и провёл измерения, связанные с солнцестояниями и равноденствиями. Фалес также определил, что Солнце и Луна по угловому размеру равны 1/720 части своего кругового пути по небу (т.е. примерно 0.5°), и первым указал на то, что причиной солнечных затмений является Луна, закрывающая Солнце.
2. Космологическая модель: Вселенная на водах
Фалес видел первооснову всего сущего (архэ) вводе. Это представление было экстраполировано им и на устройство космоса. Его модель была одной из последних натурфилософских моделей с плоской Землёй. Он представлял Землю в виде плоского диска или цилиндра, плавающего на бескрайних водах мирового океана, подобно куску дерева. Эта вода и была той субстанцией, из которой всё произошло и на которой всё покоится. Небесные светила, по его мнению, также состояли из огненного испарения этой праматерии и двигались по небесной тверди. Концепция Фалеса была чисто качественной и умозрительной, она не давала механизма движений и не описывала структуру планетной системы в привычном нам виде. Вселенная в его представлении была конечной и устроенной иерархически: в центре – Земля, над ней – небесная сфера.
3. Луна и её движение
У Фалеса не было детально разработанной теории движения Луны. Однако его ключевое открытие – определение причины солнечных затмений – показывает, что он понималЛуну как отдельное небесное тело, движущееся по своей орбите вокруг Земли. Когда Луна в своём движении оказывается между Землёй и Солнцем, она отбрасывает тень на Землю, вызывая затмение. Это подразумевает, что Луна была для него шарообразным объектом (или, как минимум, диском), заслоняющим солнечный свет. Вопрос о вращении Луны вокруг своей оси перед Фалесом, скорее всего, не стоял; его модель описывала лишь видимое движение по небосводу. Схематически это можно представить, как плоскую Землю, над которой по круговой траектории движется Луна, периодически попадая на линию, соединяющую Землю и Солнце.
4. Выводы
Фалес Милетский совершил переход от мифологического к рациональному объяснению мира. Он впервые поставил вопрос о материальной первооснове космоса и предложил первую физическую модель его устойчивости (Земля на воде). Его практические астрономические достижения – предсказание затмения, введение гномона, объяснение природы затмений – заложили основу для последующего quantitative изучения неба. Несмотря на примитивность его космологии, сам подход – искать естественные причины явлений – сделал Фалеса «отцом науки» и отправной точкой для всей последующей античной астрономии и философии.
Глава 2. Пифагор и пифагорейцы (ок. 570 – ок. 495 до н. э.)
Место деятельности: Кротон (Великая Греция, Южная Италия).
1. Вклад в астрономию и основные труды
Пифагор Самосский основал не столько научную школу, сколько религиозно-философское и политическое братство, для которого изучение чисел и гармонии было путём к очищению души. Однако именно пифагорейцы внесли в астрономию ряд революционных идей, определивших её развитие на века. Им приписывают ряд фундаментальных открытий:
Шарообразность Земли. Пифагор (или его ближайшие последователи) первыми в Греции заявили о шарообразности Земли. Довод был не эмпирическим, а эстетическим и метафизическим: шар – совершеннейшая из геометрических фигур, и потому Земля, центр космоса, должна быть сферической.
Гармония сфер. Пифагорейцы считали, что планеты, двигаясь по своим орбитам, издают звуки, высота которых зависит от скорости и расстояния. Соотношения этих расстояний соответствовали музыкальным интервалам, создавая неслышимую для человека небесную гармонию.
Отождествление Утренней и Вечерней звезды. Считается, что Пифагор (или позже Парменид) установил, что Фосфор (Утренняя звезда) и Геспер (Вечерняя звезда) являются одним и тем же небесным телом – планетой Венерой.
2. Космологическая модель: Центральный Огонь и Антиземля
Космология зрелого пифагорейства (связанная с именемФилолая, V в. до н. э.) была радикальным отходом от геоцентризма. В центре Вселенной они поместили не Землю, а Центральный Огонь (Гестию) – невидимое с Земли светило, вокруг которого вращались все остальные тела. В порядке удаления от центра располагались: Антиземля (Антихтон), Земля, Луна, Солнце, пять известных планет и, наконец, сфера неподвижных звёзд. Всего получалось десять небесных тел (включая Антиземлю), что соответствовало священному декадному числу.
Солнце в этой модели было не самосветящимся, а подобно гигантскому зеркалу, отражавшему свет Центрального Огня на всю Вселенную. Антиземля была введена исключительно для полноты счета (десять тел) и, по мнению пифагорейцев, объясняла некоторые лунные затмения, которые, как они считали, могли вызываться и ею тоже. Земля же, вращаясь вокруг Центрального Огня, всегда была обращена к нему одной и той же стороной (как Луна к Земле), поэтому жители населённой её части никогда не видели ни Огня, ни Антиземли. Это была первая в истории модель, где Земля двигалась в пространстве, пусть и по кругу вокруг другого центра.
3. Луна и её движение
Луна в пифагорейской системе была одним из тел, обращавшихся вокруг Центрального Огня. Она также считаласьшарообразной и, подобно Солнцу, светила отражённым светом. Особых теорий о её движении или вращении вокруг оси пифагорейцы не разрабатывали, следуя общему принципу равномерного кругового движения. Схема вращения была концентрической: в центре – Огонь, вокруг него по своим сферам (на разных расстояниях) – Антиземля, Земля, Луна и т.д. Вопрос о синхронном вращении Луны (лицом к Земле) в их системе не имел смысла, так как в их модели главным центральным телом был не Земля.
4. Выводы
Вклад пифагорейцев в астрономию носил глубоко философский и методологический характер. Они впервые ввели в космологию принципматематической гармонии и геометрического совершенства, который стал аксиомой для Платона, Евдокса, Аристотеля и вплоть до Кеплера. Идея шарообразности Земли, подхваченная и обоснованная позже, стала краеугольным камнем научной астрономии. Их смелая негеоцентрическая модель, хотя и была отвергнута современниками, показала, что привычная картина мира может быть подвергнута сомнению, и оказала влияние на более поздние гелиоцентрические идеи Аристарха Самосского. Пифагорейцы превратили астрономию из собрания наблюдательных данных в попытку описать мир с помощью чисел и геометрии.
Глава 3. Анаксимандр Милетский (ок. 610 – ок. 546 до н. э.)
Место деятельности: Милет, Иония (Малая Азия).
1. Вклад в астрономию и основные труды
Анаксимандр, ученик Фалеса, сделал гигантский шаг от умозрительных догадок к созданию первой в Европе целостной космологической и космогонической системы. Он первым из греков решился написать свой труд в прозе, дав ему название «О природе». Главным его астрономическим новшеством стало представление онеподвижности Земли в центре космоса без какой-либо опоры. Земля, имеющая форму цилиндра, пребывает в равновесии, поскольку находится на равном расстоянии от всех границ мироздания, и у неё нет причин двигаться в какую-либо сторону («довод из безразличия»). Ему также приписывают изобретение или усовершенствование гномона и составление первой среди греков географической карты и, возможно, небесного глобуса (сферы).
2. Космологическая модель: Беспредельное и отделяющиеся миры
Основой всего сущего Анаксимандр считал не конкретную стихию, а«апейрон» – вечную, безграничную и неопределённую материальную субстанцию. Из неё путём вращательного движения («вихря») выделились противоположности (горячее и холодное), сформировавшие наш мир. Его модель Вселенной была геоцентрической, но крайне оригинальной. Он представлял Землю в форме цилиндра (высота которого равна одной трети ширины), парящего в центре. Вокруг Земли располагались три гигантских огненных кольца, скрытых внутри воздушных или туманных оболочек, подобно коре дерева. В этих кольцах есть отверстия, через которые прорывается огонь – это и есть Солнце, Луна и звёзды. Все светила – не отдельные тела, а видимые части огромных скрытых огненных структур. Миров (космосов), подобных нашему, по Анаксимандру, возникает и гибнет в апейроне бесконечное множество.
3. Луна и её движение
Луна в системе Анаксимандра – этоогненное кольцо в 19 раз большее Земли, расположенное ближе к нам, чем солнечное кольцо. Она скрыта непрозрачной воздушной оболочкой, и лишь через одно большое отверстие в ней мы видим лунный свет. Фазы Луны и затмения Анаксимандр объяснял периодическим закрытием этого отверстия. Так, полное лунное затмение происходит, когда отверстие полностью перекрывается (вероятно, той же оболочкой кольца). Луна движется по кругу вокруг Земли, но само это движение – вращение её гигантского огненного кольца. Вопрос о собственном вращении Луны-шара здесь не стоит, так как Луна – не шар, а кольцо. Схематически модель напоминала несколько вложенных друг в друга колец (звёздное, лунное, солнечное) с Землёй-цилиндром в центре.
4. Выводы
Анаксимандр впервые предложилмеханистическую космогонию (рождение мира из вихря) и немеханическую опору для Земли, заменив мифологическую поддержку (типа вод или гигантов) логико-физическим принципом равновесия. Хотя его конкретные представления о кольцах и цилиндрической Земле были отвергнуты, сам подход – объяснять небесные явления действием естественных, скрытых механизмов – оказался чрезвычайно плодотворным. Он расширил масштабы космоса далеко за пределы видимого, введя идею бесконечного «апейрона», и заложил основы геоцентрической парадигмы.
Глава 4. Анаксимен Милетский (ок. 585 – ок. 525 до н. э.)
Место деятельности: Милет, Иония (Малая Азия).
1. Вклад в астрономию и основные труды
Анаксимен, младший современник Анаксимандра, вернулся к идее конкретной материальной первоосновы, но усложнил её, введя принцип изменения. Для негоархэ был воздух (аэр) – бесконечная, вечная и постоянно движущаяся субстанция. Все вещи возникают путём его сгущения или разрежения: ветер → облако → вода → земля → камни (сгущение); огонь (разрежение). В астрономии Анаксимен предложил первое физическое объяснение природы небесных тел. По его мнению, Земля, плоская как стол, парит в воздухе, поддерживаемая его бесконечным потоком и плотностью, подобно листу, парящему на ветру.
2. Космологическая модель: Сжатый воздух и плоская Земля
Вселенная Анаксимена конечна и имеет структуру сферической оболочки. Плоская Земля покоится в центре. Небесные светила не состоят из огня, как думали его предшественники, а являютсясгустками сжатого, влажного воздуха. Звёзды, Луна, Солнце – это плоские, как листья, образования, плавающие в небесном океане воздуха. Они стали раскалёнными из-за скорости своего движения. Небесный свод – это твёрдая кристаллическая сфера («подобная шапке»), к которой прикреплены звёзды, а планеты (которые он, возможно, отличал) и светила движутся независимо. Эта модель возвращала плоскую Землю, но давала ей физическое объяснение устойчивости (давление воздуха).
3. Луна и её движение
Луна, как и Солнце, – плоский сгусток сжатого воздуха. Её свет – собственный, но менее интенсивный, чем у Солнца, из-за большего содержания влажного, холодного воздуха. Фазы и затмения Луны Анаксимен, следуя за Анаксимандром, объяснялпреградами на её пути. Луна затмевается, когда её заслоняют высокие земные или небесные преграды (горы, сгустки более плотного воздуха). Движется она по небосводу, увлекаемая общим вихревым движением небесной сферы. Идеи о шарообразности или о вращении Луны вокруг оси в этой примитивной физической модели отсутствуют. Схема проста: плоская Земля, над ней – движущиеся плоские светила, всё заключено в твёрдый небесный свод.
4. Выводы
Вклад Анаксимена заключается в попытке создатьединую физическую теорию, объясняющую и земные явления, и природу небесных тел через один процесс (сгущение/разрежение воздуха). Хотя его космология была шагом назад в астрономической точности (отказ от шарообразности), она была шагом вперёд в стремлении к универсальным физическим законам. Его идея о том, что звёзды прикреплены к твёрдой сфере, оказала влияние на будущие модели, а представление о воздухе как о поддерживающей силе предвосхитило более поздние дискуссии. Анаксимен показал, что космологическая модель должна быть не только умозрительной, но и физически правдоподобной.
Глава 5. Клеострат Тенедосский (ок. 520 – ? гг. до н. э.)
Место деятельности: Остров Тенедос (Эгейское море).
1. Вклад в астрономию и основные труды
Клеострат Тенедосский является одной из наиболее ранних и загадочных фигур в греческой астрономии. Его деятельность связывают с систематизацией ранних астрономических знаний, возможно, заимствованных из Вавилона. Основным его трудом считается поэма «Астрономия» или «Астрология», от которой сохранились лишь фрагменты. Клеострату приписываютвведение в греческий обиход зодиакальных созвездий, в частности, он одним из первых выделил созвездия Овна и Стрельца. Его работа носила календарно-астрономический характер и была тесно связана с нуждами сельского хозяйства и навигации.
2. Космологическая модель: Ранний геоцентризм и неподвижные звёзды
Мировоззрение Клеострата, реконструируемое по скудным источникам, было типичным для ранней ионийской традиции. Он придерживался моделигеоцентризма с плоской Землёй. Земля представлялась ему плоским диском, окружённым рекой-океаном. Над ней располагался небесный свод, к которому были прикреплены неподвижные звёзды, образующие узнаваемые фигуры – созвездия. Планеты, Солнце и Луна двигались независимо по своим путям. Его главным вкладом стало упорядочение картины звёздного неба через выделение зодиакального пояса – пути, по которому движутся Солнце и планеты. Это деление неба на участки стало фундаментом для дальнейших наблюдательных и вычислительных практик.
3. Луна и её движение
У Клеострата не было разработанной теории лунного движения. Луна воспринималась как одно из светил, движущееся по небосводу. Упоминание о нём как о «наблюдателе восходов и заходов звёзд» позволяет предположить, что он мог фиксировать её положение относительно звёзд, но не строил механических моделей. Вопрос о природе её света (собственный или отражённый), фазах и, тем более, о вращении вокруг оси в его эпоху ещё не ставился системно. Луна была просто блуждающим светилом, одним из многих.
4. Выводы
Клеострат Тенедосский представляет собой важный переходный этап – от чисто мифологического восприятия неба к его систематическому описанию. Его работа по выделению зодиакальных созвездий заложила основу для будущейсферической астрономии и создания звёздных каталогов. Хотя его космология была примитивной, практическая направленность его трудов – связь с календарём и ориентированием – показала прикладную ценность астрономических знаний.
Глава 6. Пифагор и пифагорейцы (ок. 570 – ок. 495 до н. э.)
Место деятельности: Кротон (Великая Греция, Южная Италия).
1. Вклад в астрономию и основные труды
Пифагор Самосский и основанное им религиозно-философское братство внесли в астрономию не конкретные открытия, афундаментальные методологические принципы. Пифагорейцы первыми провозгласили, что в основе мироздания лежат числа и математические соотношения. Астрономия стала для них разделом математики, изучающим гармонию небесных движений. Им приписывают ряд ключевых идей: утверждение шарообразности Земли (из соображений геометрического совершенства), введение понятия космоса как упорядоченного, гармоничного целого, противопоставленного хаосу, и разработку теории «гармонии сфер».
2. Космологическая модель: Центральный Огонь, Антиземля и десять небесных тел
Классическая пифагорейская космология (дошедшая в изложении Филолая, V в. до н. э.) была радикально негеоцентрической. В центре Вселенной помещалсяЦентральный Огонь (Гестия) – великий алтарь мироздания. Вокруг него вращались, в порядке удаления: Антиземля (Антихтон), Земля, Луна, Солнце, пять известных планет (Меркурий, Венера, Марс, Юпитер, Сатурн) и, наконец, сфера неподвижных звёзд. Всего десять тел – священное число декады. Земля и Антиземля вращались синхронно, всегда скрывая от обитателей Земли и Центральный Огонь, и друг друга. Солнце рассматривалось как зеркало, отражающее свет Центрального Огня на всю систему.
3. Луна и её движение
В системе пифагорейцев Луна была сферическим телом, обращающимся вокруг Центрального Огня. Она светилаотражённым светом Солнца (отражённым светом Центрального Огня). Поскольку Луна в этой модели была ближе к Земле, она служила границей между подлунным миром изменчивости и надлунным миром совершенства. Пифагорейцы, вероятно, считали её населённой. Вопрос о вращении Луны вокруг оси в рамках этой сложной кинематики не рассматривался – все тела совершали равномерные круговые движения вокруг единого центра. Схема представляла собой серию концентрических кругов или сфер с Центральным Огнём в точке отсчёта.