Геоцентрическая система мира
Человеческий разум не способен охватить нечто столь необъятное как Вселенная. Однако в древние времена существовало очень примитивное представление о Вселенной. Люди полагали, будто Солнце, Луна, звезды и планеты – всего лишь маленькие тела, вращающиеся вокруг Земли. Они думали, что Вселенная такова, какой хотелось ее видеть им, т.е в центре её находится огромная, плоская, неподвижная Земля, а над ней простирается купол неба, усыпанный тысячами маленьких огоньков.
Впервые зачатки истинного учения о Вселенной появились в Древней Греции. Большинство греческих астрономов по-прежнему считали, что Земля неподвижна и находится в центре Вселенной. Однако известный ученый Пифагор уже в 6 веке до н.э. высказал предположение, что Земля имеет форму шара.
Множество учёных потрудились над разработкой взглядов на окружающий человека мир, но. Пожалуй, одним из первых выдающихся представителей древних наук был Аристотель (384-322 гг. до н.э.), наставник и друг знаменитого полководца Александра Македонского. Аристотель в течение почти двух тысячелетий считался величайшим авторитетом в любой науке. Он одним из первых придумал собственную систему мира, т.е. рассказал, как, по его мнению, устроена Вселенная.
В центре Вселенной он поставил неподвижную шарообразную Землю. То, что Земля - шар, Аристотель доказывал двумя фактами: во-первых, во время лунных затмений Земля отбрасывает на поверхность нашего спутника круглую тень, а во-вторых, во время дальних путешествий звезды, расположенные низко над горизонтом, исчезают под ним, скрытые выпуклостью Земли, зато с другой стороны появляются новые, до этого не видимые. Это было бы невозможным, если бы Земля была плоская: путник видел бы одни и те же звезды.
Система Аристотеля называется геоцентрической (от греч. «геос» - земля): вокрун Земля вращаются твердые прозрачные сферы, к которым прикреплены Луна, Меркурий, Венера, Марс, Юпитер и Сатурн. На восьмой сфере он поместил все звёзды, а на девятой сфере был своего рода небесный мотор, который и вращал все остальные сферы. Система Аристотеля выкинула из мироздания богов. Жрецы обрушили за это на ученого весь свой гнев, изгнали на старости лет из родного города.
Учение Аристотеля оказалось очень полезным для европейской науки средних веков, однако некоторые ошибочные выводы его последователями были объявлены непререкаемыми истинами и долгое время тормозили развитие науки.
Немного есть научных трудов, которые сохранили бы свою ценность на протяжении многих веков, изучались бы десятками поколений ученых. К числу таких трудов относится «Альмагест» греческого ученого Клавдия Птолемея (ок. 90-160). Он долго жил в Александрии, которая в течение нескольких столетий служила центром греческой культуры. Там Птолемей производил астрономические наблюдения, там написал «Альмагест» (так переделали на арабский лад заглавие «Великое построение»). В нем он изложил новую, придуманную им систему мира. Птолемей, как и Аристотель, придумал геоцентрическую систему мира, и у него центром Вселенной служила неподвижная Земля. Но, в отличие от Аристотеля, александрийский астроном не признавал никаких хрустальных сфер. У него Солнце и планеты вращались вокруг Земли в пустом небесном пространстве.
Путем сложных геометрических построений Птолемей сумел создать такую систему мира, что она давала возможность предсказывать солнечные и лунные затмения, находить небесные тела в тех точках неба, на какие указывала теория. Птолемеевской системе мира «повезло» еще в том, что ее приняла и поддерживала христианская церковь. А она в те времена пользовалась огромной силой. Все, что не соответствовало церковному учению, объявлялось ересью, еретики томились в тюрьмах или погибали на кострах. И Птолемей, и религия одинаково считали Землю центром мироздания. Геоцентрическая система мира удовлетворяла церковь, ее распространяли, запрещая сомневаться в истинности учения Птолемея.
Гелиоцентрическая система мира
Эта система просуществовала до великого открытия польского астронома Николая Коперника. В 16 веке Коперник предложил свою систему мира, названную гелиоцентрической (от греч. «гелиос» - Солнце). Это был революционный переворот в науке. Коперник первым дал правильный план построения Солнечной системы, по которому утверждалось, что в центре мира находится Солнце, а Земля вместе с другими планетами движется вокруг него. Теори Коперника поддерживали и развивали многие ученые: И.Кеплер, И.Ньютон. В России учение Коперника поддерживал М.В.Ломоносов.
Спустя немногие десятилетия после кончины Коперника была раскрыта революционная сущность его нового учения. Это сделал бывший монах одного из неаполитанских монастырей Джордано Бруно (1548—1600гг). В 60-е годы по сокращенному изложению Ретина Бруно познакомился с гелиоцентрической теорией Коперника. Она показалась ему вначале нелепой, но заставила критически присмотреться к официальному учению Птолемея и более внимательно — к материалистическим учениям древнегреческих атомистов о бесконечности Вселенной. Особенно большую роль в формировании взглядов Бруно сыграло его знакомство с натурфилософским учением Николая Кузанского, в котором отрицалась возможность для любого тела быть центром Вселенной, поскольку она бесконечна. Пораженный этой идеей, Бруно понял, какие грандиозные перспективы открывал гелиоцентризм, если понимать его не как учение о всей Вселенной, а как теорию типичной для Вселенной системы — планетной.
Объединив философско-космологическую концепцию Николая Кузанского и четкие астрономические выводы теории Коперника, Бруно создал собственную естественно-философскую картину бесконечной Вселенной. Концепция Вселенной Бруно и в наши дни поражает глубиной идей и точностью научных предвидений. Она была изложена в двух сочинениях Бруно, изданных им в 1584 г.: «О причине, начале и едином» и «О бесконечности, вселенной и мирах». Вслед за Николаем Кузанским он отрицал существование какого бы то ни было центра Вселенной. Бруно утверждал бесконечность Вселенной во времени и пространстве и представлял небо как «единое, безмерное пространство, лоно которого содержит все», как эфирную область (понимая эфир как вид обычной материи), «в которой все пробегает и движется». Он писал: «В нем — бесчисленные звезды, созвездия, шары, солнца и земли, чувственно воспринимаемые; разумом мы заключаем о бесконечном количестве других». «Все они,— пишет он в другом месте,— имеют свои собственные движения, независимые от того мирового движения, видимость которого вызывается движением Земли», причем «одни кружатся вокруг других».
Бруно писал о колоссальных различиях расстояний до разных звезд и сделал вывод, что поэтому соотношение их видимого блеска может быть обманчивым. Он разделял небесные тела на самосветящиеся — звезды, солнца и на темные, которые лишь отражают солнечный свет «из-за обилия на них водных или облачных поверхностей». Бруно утверждал изменяемость всех небесных тел, полагая, что существует непрерывный обмен между ними космическим веществом. Эту идею он распространял и на Землю. Бруно утверждал, что «поверхность нашей Земли меняется, только через большие промежутки эпох и столетий, в течение которых моря превращаются в континенты, а континенты в моря». Общим фоном учения Бруно была идея саморазвития природы.
Многие идеи Бруно оказались преждевременными, недоступными для их понимания и принятия и были надолго забыты. Но одна уже вскоре овладела умами. Это — идея множественности обитаемых миров. Она существенно меняла астрономическую картину мира, и ее утверждение может быть квалифицировано как своего рода локальная революция в самой астрономии, ставшая первым следствием универсальной революции Коперника. Вплоть до середины XVI в. астрономия в Европе была чем-то вроде приложения математики.
Галилей, оказавший двоякую поддержку гелиоцентрической теории. Во-первых, с помощью изобретённого им телескопа Галилей сделал ряд открытий, либо косвенно подтверждавших теорию Коперника, либо выбивавших почву из-под ног его противников — сторонников Аристотеля:
Поверхность Луны не гладкая, как подобало небесному телу в учении Аристотеля, а имеет горы и впадины, как Земля. Кроме того, Галилей объяснил пепельный свет Луны отражением солнечного света Землёй. Благодаря этому Земля стала телом, во всех отношениях подобным Луне. Устранялось противоречие между земным и небесным, постулировавшееся у Аристотеля.
Четыре спутника Юпитера (получивших впоследствии название галилеевых). Тем самым он опроверг утверждение, что Земля не может обращаться вокруг Солнца, поскольку вокруг неё самой обращается Луна (такой тезис часто выдвигали противники Коперника): Юпитер заведомо должен был вращаться либо вокруг Земли (как у Птолемея и Аристотеля), либо вокруг Солнца (как у Аристарха и Коперника).
Смена фаз Венеры, указывавшая, что Венера обращается вокруг Солнца.
Галилей установил, что Млечный Путь состоит из большого количества звёзд, неразличимых невооружённым взглядом. Это открытие совершенно не умещалось в космологию Аристотеля, но вполне было совместимо с теорией Коперника, из которой следовала огромная удалённость звёзд.
Одним из первых Галилей открыл солнечные пятна. Наблюдения над пятнами привели Галилея к выводу о вращении Солнца вокруг своей оси. Само существование пятен и их постоянная изменчивость опровергали тезис Аристотеля о «совершенстве» небес.
Галилей показал, что видимые размеры планет в различных конфигурациях (например, в противостоянии и соединении с Солнцем) меняются в таком соотношении, как это следует из теории Коперника.
Наоборот, при наблюдении звёзд в телескоп их видимые размеры не меняются. Этот вывод опровергал один из основных доводов Тихо Браге, заключавшийся в огромных размерах звёзд, которые следуют из ненаблюдаемости их годичных параллаксов. Галилей заключил, что при наблюдении звёзд в телескоп их видимый размер не меняется, следовательно, оценка Браге угловых размеров звёзд сильно преувеличена.
Вторым направлением деятельности Галилея было установление новых законов динамики. Им были сделаны важные шаги в установлении принципов инерции и относительности, что позволило устранить традиционные возражения противников гелиоцентризма: если Земля движется, почему мы этого не замечаем