ВІКІСТОРІНКА
Навигация:
Інформатика
Історія
Автоматизація
Адміністрування
Антропологія
Архітектура
Біологія
Будівництво
Бухгалтерія
Військова наука
Виробництво
Географія
Геологія
Господарство
Демографія
Екологія
Економіка
Електроніка
Енергетика
Журналістика
Кінематографія
Комп'ютеризація
Креслення
Кулінарія
Культура
Культура
Лінгвістика
Література
Лексикологія
Логіка
Маркетинг
Математика
Медицина
Менеджмент
Металургія
Метрологія
Мистецтво
Музика
Наукознавство
Освіта
Охорона Праці
Підприємництво
Педагогіка
Поліграфія
Право
Приладобудування
Програмування
Психологія
Радіозв'язок
Релігія
Риторика
Соціологія
Спорт
Стандартизація
Статистика
Технології
Торгівля
Транспорт
Фізіологія
Фізика
Філософія
Фінанси
Фармакологія


Історіографія давньогрецької астрономії

Історіографія давньогрецької астрономії

За невеликими винятками [1], до нас не дійшли спеціальні праці античних астрономів, і ми можемо відновлювати їх досягнення в основному на підставі творів філософів, не завжди мали адекватне уявлення про тонкощі наукових теорій і до того ж далеко не завжди були сучасниками наукових досягнень, про які вони пишуть у своїх книгах. Часто при реконструкції історії античної астрономії використовуються праці астрономів середньовічної Індії, оскільки, як вважає більшість сучасних дослідників, індійська середньовічна астрономія значною мірою базується на грецької астрономії доптолемеева (і навіть догіппархова) періоду [2]. Тим не менш, у сучасних істориків поки ще немає однозначного уявлення про те, як відбувався розвиток давньогрецької астрономії.

Традиційна версія античної астрономії [3] робить основний упор на пояснення іррегулярностью планетних рухів в рамках геоцентричної системи світу. Вважається, що велику роль у розвитку астрономії зіграли досократики, сформулювали уявлення про природу як про самостійне буття і тим самим дали філософське обгрунтування пошуків внутрішніх закономірностей життя природи. Проте ключовою фігурою при цьому виявляється Платон (V-IV ст. до н. е..), який поставив перед математиками завдання висловити видимі складні рухи планет (включаючи назадній руху) як результат додавання кількох простих рухів, в якості яких представлялися рівномірні руху по колу. В обгрунтуванні цієї програми велику роль зіграло вчення Аристотеля. Першою спробою вирішити "завдання Платона" стала теорія гомоцентріческіх сфер Евдокса, за якою послідувала теорія епіциклів Аполлонія Пергського. При цьому вчені не так прагнула пояснювати небесні явища, скільки розглядали їх як привід для абстрактних геометричних задач і філософських спекуляцій [4]. Відповідно, астрономи практично не займалися розвитком методики спостережень і створенням теорій, здатних пророкувати ті чи інші небесні явища. У цьому, як вважають, греки сильно поступалися вавилонянам, які з давніх пір вивчали закономірності руху небесних тіл. Відповідно до цієї точки зору, рішучий перелом в античній астрономії відбувся тільки після того, як в їх рук потрапили результати спостережень вавілонських астрономів (що сталося завдяки завоюванням Олександра Македонського). Тільки тоді греки відчули смак до пильній спостереження зоряного неба і застосування геометрії до обчислення положень світил. Першим на цей шлях, як вважається, вступивГіппарх (друга половина II ст. до н. е..), який побудував перші моделі руху Сонця і Місяця, не тільки задовольняють вимогам філософів, а й пояснюють дані спостережень. З цією метою він розробив новий математичний апарат - тригонометрію [5]. Кульмінацією античної астрономії стало створення птолемеевой теорії руху планет (II ст. н. е..).

Афінська школа - фреска Рафаеля, що зображає найвидатніших мислителів Стародавньої Греції

Відповідно до альтернативної точки зору, проблема побудови планетної теорії взагалі не входила до числа основних завдань давньогрецьких астрономів. На думку прихильників цього підходу, протягом тривалого часу греки або взагалі не знали про зворотним рухах планет, або не надавали цьому особливого значення [6]. Головним завданням астрономів була розробка календаря і методів визначення часу по зірках [7]. Основоположна роль при цьому приписується Евдоксу, але не стільки як творцеві теорії гомоцентріческіх сфер, скільки як розробнику концепції небесної сфери. У порівнянні з прихильниками попередньої точки зору, ще більш фундаментальної виявляється роль Гіппарха і особливо Птолемея, оскільки завдання побудови теорії видимих ​​рухів світил на підставі спостережних даних пов'язується саме з цими астрономами.

Нарешті, існує і третя точка зору, що є, в деякому розумінні, протилежної другий. Розвиток математичної астрономії її прихильники пов'язують з піфагорійцями, яким приписується і створення концепції небесної сфери, і постановка задачі побудови теорії зворотним рухів, і навіть перша теорія епіциклів [8]. Прихильники цієї точки зору оспорюють теза про неемпіричний характері астрономії догіппархова періоду, вказуючи на високу точність астрономічних спостережень астрономів III століття до н. е.. [9] і використання цих даних Гиппархом для побудови своїх теорій руху Сонця і Місяця [10], широке використання в космології спекуляцій про ненаблюдаемости параллаксов планет і зірок [11]; деякі результати спостережень грецьких астрономів виявилися доступними їх вавілонським колегам [10]. Основи тригонометрії як математичного фундаменту астрономії також були закладені астрономами III століття до н. е.. [12] Значним стимулом для розвитку античної астрономії стало створення в III столітті до н. е.. Аристархом Самосским геліоцентричної системи світу та її подальша розробка [13], у тому числі з точки зору динаміки руху планет [14]. Геліоцентризм при цьому вважається добре вкоріненим в античній науці, а відмова від нього зв'язується з позанаукові, зокрема релігійними і політичними, факторами.


Періодизація

Історію давньогрецької астрономії можна умовно розділити на чотири періоди, асоційованих з різними етапами розвитку античного суспільства [16] :

  • Архаїчний (донаукових) період (до VI століття до н. Е..): Становлення полісної структури в Елладі;
  • Класичний період (VI-IV століття до н. Е..): Розквіт давньогрецького поліса;
  • Елліністичний період (III-II століття до н. Е..): Світанок великих монархічних держав, що виникли на уламках імперії Олександра Македонського; з точки зору науки особливу роль відіграєптолемеевскую Єгипет зі столицею в Олександрії;
  • Період занепаду (I століття до н. Е.. - I століття н. Е..), Що асоціюється з поступовим згасанням елліністичних держав і посиленням впливу Риму;
  • Імперський період (II-V століття н. Е..): Об'єднання всього Середземномор'я, включаючи Грецію і Єгипет, під владою Римської імперії.

Ця періодизація є досить схематичною. У ряді випадків важко встановити приналежність того чи іншого досягнення до того чи іншого періоду. Так, хоча загальний характер астрономії і науки взагалі в класичний і елліністичний період виглядає досить різним, в цілому розвиток в VI-II століттях до н. е.. видається більш-менш безперервним. З іншого боку, ряд досягнень науки останнього, імперського періоду (особливо в області астрономічного приладобудування і, можливо, теорії) є ні чим іншим, як повторенням успіхів, досягнутих астрономами елліністичної епохи.


Джерела

До нас дійшли тільки два спеціалізованих астрономічних праці цього періоду, трактати Про обертається сфері та Про сході і заході зірочок Автолік з живильної - підручники з геометрії небесної сфери, написані в самому кінці цього періоду, близько 310 року до н. е.. [19] До них примикає також поема Феномени Арата з Сол (написана, втім, у першій половині III століття до н. е..), де міститься опис давньогрецьких сузір'їв (поетичне перекладення не дійшли до нас праць Евдокса Книдской (IV століття до н. е..) [20].

Питання астрономічного характеру часто зачіпаються в працях давньогрецьких філософів: деяких діалогах Платона (особливо Тімей, а також Держава, Федон, Закони, Послезаконіе), трактатахАристотеля (особливо О Небі, а також Метеорологіка, Фізика, Метафізика). Праці філософів більш раннього часу ( досократиков) до нас дійшли тільки в дуже уривчастому вигляді через другі, а то й треті руки.


Досократики, Платон

У цей період виробилися два принципово різних філософських підходу в науці взагалі і астрономії зокрема. Перший з них зародився в Іонії і тому може бути названий ионийским. Для нього характерні спроби знайти матеріальну першооснову буття, зміною якої філософи сподівалися пояснити все різноманіття природи [21]. У русі небесних тіл ці філософи намагалися побачити прояви тих же сил, що діють і на Землі. Спочатку ионийское напрям був представлений філософами міста Мілета Фалесом, Анаксимандр і Анаксимену. Цей підхід знайшов своїх прихильників і в інших частинах Еллади. До числа іонійців відноситься Анаксагор з Клазомен, значну частину життя провів у Афінах, значною мірою уродженець Сицилії Емпедокл з Акраганта. Своєї вершини іонійський підхід досяг у працях античних атомістів: Левкіппа (родом, можливо, також з Мілета) і Демокріта з Абдер, що з'явилися предтечами механістичної філософії.

Прагнення дати причинне пояснення явищ природи було сильною стороною іонійців. У цьому стані світу вони побачили результат дії фізичних сил, а не міфічних богів і чудовиськ [22]. Іонійці вважали небесні світила об'єктами, в принципі, тієї ж природи, що й земні камені, рухом яких управляють ті ж сили, що діють на Землі. Добову обертання небосхилу вони вважали реліктом початкового вихрового руху, що охоплював всю матерію Всесвіту. Філософи-іонійці були першими, кого назвали фізиками. Однак недоліком навчань іонійських натурфілософів була спроба створити фізику без математики. Іонійці не побачили геометричну основу Космосу [23].

Другий напрямок ранньої грецької філософії можна назвати италийским, оскільки воно отримало первинний розвиток в грецьких колоніях италийского півострова. Його основоположник Піфагорзаснував знаменитий релігійно-філософський союз, представники якого, на відміну від іонійців, бачили основу світу в математичній гармонії, точніше, в гармонії чисел, прагнучи при цьому до єднання науки і релігії. Небесні світила вони вважали богами. Це обгрунтовувалося таким чином: боги - це досконалий розум, для них характерний найбільш досконалий вид руху; таким є рух по колу, оскільки воно вічне, не має ні початку, ні кінця і весь час переходить саме до тями. Як показують астрономічні спостереження, небесні тіла рухаються по колах, отже, вони є богами [24]. Спадкоємцем піфагорійців був великий афінський філософ Платон, який вважав весь Космос створеним ідеальним божеством за своїм образом і подобою. Хоча піфагорійці і Платон вірили в божественність небесних світил, для них не була характерна віра в астрологію : відомий вкрай скептичний відгук про неї Евдокса, учня і послідовника Платона філософії піфагорійців [25].

Прагнення пошуків математичних закономірностей в природі було сильною стороною италийцев. Характерна для италийцев пристрасть до ідеальних геометричних фігур дозволила їм першими припустити, що Земля і небесні тіла мають форму кулі і відкрити дорогу до додатка математичних методів до пізнання природи. Однак вважаючи небесні тіла божествами, вони практично повністю вигнали з небес фізичні сили.


Аристотель

Структура Всесвіту за Арістотелем. Цифрами позначені сфери: землі (1), води (2), повітря (3), вогню (4), ефіру (5), перводвигатель (6). Масштаб не дотримано

Сильні сторони цих двох дослідницьких програм, іонійської і пифагорейской, доповнювали один одного. Спробою їх синтезу може розглядатися вчення Аристотеля з Стагира [26]. Аристотель розділив Всесвіт на дві радикально різні частини, нижню і верхню (підмісячному і надмісячну області, відповідно). Підмісячному (тобто ближча до центру Всесвіту) область нагадує побудови філософів-іонійців доатомістіческого періоду: вона складається з чотирьох елементів - землі, води, повітря, вогню. Це область мінливого, непостійного, що минає - того, що не може бути описано мовою математики. Навпаки, надлунний область - це область вічного і незмінного, в цілому відповідна піфагорійсько-платоновскому ідеалу досконалої гармонії. Її становить ефір - особливий вид матерії, не зустрічається на Землі.

Згідно Арістотелем, кожному виду матерії відповідає своє природне місце в межах Всесвіту: місце елемента землі - в самому центрі світу, далі йдуть природні місця елементів води, повітря, вогню, ефіру. Для підмісячному світу було характерно рух по вертикальних прямих лініях; такий рух має мати початок і кінець, що відповідає тлінність всього земного. Якщо елемент підмісячному світу вивести зі свого природного місця, він буде прагнути потрапити на своє природне місце. Так, якщо підняти жменю землі, природним для неї буде рух вертикально вниз, якщо розпалити вогонь - вертикально вгору. Оскільки елементи землі і води в своєму природному русі прагнули вниз, до центру світу, вони вважалися абсолютно важкими; елементи повітря і вогню прагнули вгору, до кордону підмісячної області, тому вони вважалися абсолютно легкими. При досягненні природного місця рух елементів підмісячному світу припиняється. Усі якісні зміни в підмісячному світі зводилися саме до цієї властивості відбуваються в ньому механічних рухів. Елементи, які прагнуть вниз (земля і вода) є важкими, які прагнуть вгору (повітря і вогонь) - легкими. З теорії природних місць слід було кілька найважливіших наслідків: кінцівку Всесвіту, неможливість існування порожнечі, нерухомість Землі, єдиність світу [27].

Хоча Аристотель не називав небесні світила богами, він вважав їх мають божественну природу, оскільки для їх становить елемента, ефіру, характерно рівномірний рух по колу навколо центру світу; цей рух є вічним, оскільки на колі немає ніяких граничних точок [28].


Практична астрономія

До нас дійшла тільки фрагментарна інформація про методи і результати спостережень астрономів класичного періоду. Виходячи з доступних джерел, можна припустити, що одним з основних об'єктів їхньої уваги були сходи зірок, оскільки результати таких спостережень можна було використовувати для визначення часу вночі. Трактат з даними таких спостережень склав Евдокс Кнідський (друга половина IV століття до н. е..); поет Арат з Сол наділив трактат Евдокса в поетичну форму.

Починаючи з Фалеса Мілетського інтенсивно спостерігалися також явища, пов'язані з Сонцем: сонцестояння і рівнодення. Згідно що дійшли до нас свідченнями, астроном Клеострат Тенедосскій(близько 500 р. до н. е..) першим в Греції встановив, що сузір'я Овна, Стрільця і Скорпіона є зодіакальними, тобто через них проходить Сонце в своєму русі по небесній сфері. Самим раннім свідченням знання греками всіх зодіакальних сузір'їв є календар, складений афінським астрономом Евктемоном в середині V століття до н. е.. Той же Евктемон вперше встановив нерівність пір року, пов'язане з нерівномірністю руху Сонця по екліптиці. За його вимірах, довжина астрономічної весни, літа, осені і зими становить, відповідно, 93, 90, 90 і 92 днів (насправді, відповідно, 94,1 день, 92,2 дня, 88,6 днів, 90,4 дня). Набагато більш висока точність вимірювання характеризує Калліппа з Кизика, який жив через сторіччя: за його даними, весна триває 94 дні, літо 92 дня, осінь 89 днів, зима 90 днів.

Давньогрецькі вчені фіксували також появи комет [29], покриття планет Місяцем [30].

Про астрономічних інструментах греків класичного періоду практично нічого невідомо. Про Анаксимандра Мілетського повідомляли, що для розпізнавання рівнодень і сонцестоянь він використовував гномон - найдавніший астрономічний інструмент, що представляє собою вертикально розташований стрижень. Евдоксу приписують і винахід "павука" - основного конструктивного елемента астролябії [31].

Сферичні сонячний годинник

Для обчислення часу вдень, по всій видимості, часто використовувалися сонячний годинник. Спочатку були винайдені сферичні сонячний годинник (скафе), як найбільш прості. Удосконалень конструкції сонячних годинників також приписувалося Евдоксу. Ймовірно, це був винахід однієї з різновидів плоских сонячних годин.

Календар греків був місячно-сонячним. Серед авторів календарів (так званих парапегм) були такі знамениті вчені, як Демокріт, Метон, Евктемон. Парепегми часто вибивалися на кам'яних стелах і колонах, встановлених у громадських місцях. В Афінах був у ходу календар, заснований на 8-річному циклі (згідно з деякими відомостями, введений знаменитим законодавцем Солоном). Значне удосконалення місячно-сонячного календаря належить афінському астроному Метона, який відкрив 19-річний календарний цикл:

19 років = 235 синодичних місяців = 6940 днів.

Протягом цього періоду часу дати сонцестоянь і рівнодень поступово змінюються і одна і та ж місячна фаза кожного разу доводиться на іншу календарну дату, проте після закінчення циклу сонцестояння і рівнодення припадає на ту ж дату, і в цей день має місце та ж фаза Місяця, що і на початку циклу. Однак Метона цикл так і не був покладений в основу афінського громадянського календаря (а його першовідкривач удостоївся глузувань в одній з комедій Арістофана).

Уточнення метоновим циклу справив Калліпп, що жив приблизно через сторіччя після Метона: він об'єднав чотири цикли, опустивши при цьому 1 день. Таким чином, тривалість калліппова циклу склала

76 років = 940 місяців = 27759 днів.

Рік у циклі Калліппа дорівнює 365,25 доби (таке ж значення прийнято в юліанському календарі). Тривалість місяці становить 29,5309 доби, що всього на 22 секунди довше його істинного значення. На основі цих даних Калліпп склав власний календар.


Космологія

Зображення геоцентричної системи (з книги Петра АпіаКосмографія, 1524 р.)

У класичну епоху виникла геоцентрична система світу, згідно з якою в центрі сферичної Всесвіту знаходиться нерухома куляста Земля і видиме добове рух небесних світил є відображенням обертання Космосу навколо світової осі. Її предтечею є Анаксимандр Мілетський. У його системі світу містилися три революційні моменти: плоска Земля розташована без будь-якої опори, шляхи небесних тіл є цілими колами, небесні тіла знаходяться на різних відстанях від Землі [32]. Ще далі пішов Піфагор, який припустив, що Земля має форму кулі. Ця гіпотеза спочатку викликала великий опір; так, серед її ворогів були знамениті філософи іонійського напрями Анаксагор, Емпедокл, Левкіпп, Демокрит. Проте після її підтримки Парменідом, Платоном, Евдоксом і Аристотелем вона стала основою всієї математичної астрономії і географії.

Якщо Анаксимандр вважав зірки розташованими найближче до Землі (далі слідували Місяць і Сонце), то його учень Анаксимен вперше припустив, що зірки є найбільш далекими від Землі об'єктами, закріпленими на зовнішній оболонці Космосу. Виникло думку (вперше, мабуть, у Анаксимена або піфагорійців), що період обертання світила по небесній сфері зростає із збільшенням його відстані від Землі. Таким чином, порядок розташування світил опинявся таким: Місяць, Сонце, Марс, Юпітер, Сатурн, зірки. Сюди не включені Меркурій і Венера, тому що період їх обігу по небесній сфері дорівнює одному року, як і у Сонця. Аристотель і Платон поміщали ці планети між Сонцем і Марсом. Аристотель обгрунтовував це тим, що жодна з планет ніколи не затуляла собою Сонце і Місяць, хоча зворотне (покриття планет Місяцем) спостерігалося неодноразово [30].

Починаючи з Анаксимандра, робилися численні спроби встановити відстані від Землі до небесних тіл. Ці спроби були засновані на спекулятивних пифагорейских міркуваннях про гармонію світу[33]. Вони знайшли відображення, зокрема, у Платона [34].

Філософи-іонійці вважали, що рухом небесних світил керують сили, аналогічні тим, що діють в земній масштабі. Так, Емпедокл, Анаксагор, Демокріт вважали, що небесні тіла не падають на Землю, оскільки їх утримує відцентрова сила. Італійци (піфагорійці і Платон) вважали, що світила, будучи богами, рухаються самі по собі, як живі істоти.

Аристотель вважав, що небесні тіла переносяться в своєму русі твердими небесними сферами, до яких вони прикріплені [35]. У трактаті Про Небі він стверджував, що небесні тіла здійснюють рівномірні кругові рухи просто тому, що така природа становить їх ефіру [36]. У трактаті Метафізика він висказивет інша думка: все, що рухається, приводиться в рух чимось зовнішнім, яке, в свою чергу, також чимось рухається, і так далі, поки ми не дійдемо до двигуна, який сам по собі нерухомий. Таким чином, якщо небесні світила рухаються за допомогою сфер, до яких вони прикріплені, то ці сфери приводяться в рух двигунами, які самі по собі нерухомі. За кожне небесне тіло відповідально кілька "нерухомих двигунів", за кількістю сфер, які його несуть. Що знаходиться на кордоні світу сфера нерухомих зірок повинна мати тільки один двигун, оскільки вона здійснює лише один рух - добове обертання навколо осі. Оскільки ця сфера охоплює весь світ, відповідний двигун (перводвигатель) і є в кінцевому підсумку джерелом усіх рухів у Всесвіті. Усі нерухомі двигуни поділяють ті ж якості, що й перводвигатель: вони є нематеріальними безтілесними утвореннями і являють собою чистий розум (латинські середньовічні вчені називали їх інтелігенція і зазвичай ототожнювали з ангелами) [37].

Геоцентрична система світу стала основною космологічної моделлю аж до XVII століття н. е.. Проте вчені класичного періоду розвивали й інші погляди. Так, серед піфагорійців було досить широко поширена думка (оприлюднене Філолай Кротонскім наприкінці V століття до н. е..), що в середині світу розташовується якийсь Центральний вогонь, навколо якого, поряд з планетами, обертається і Земля, роблячи повний оборот за добу; Центральний вогонь невидимий, оскільки між ним і Землею рухається ще одне небесне тіло - Протівоземля [38]. Незважаючи на штучність цієї системи світу, вона мала найважливіше значення для розвитку науки, оскільки вперше в історії Земля була названа однією з планет. Піфагорійці висунули також думка, що добове обертання небосхилу пояснюється обертанням Землі навколо осі. Ця думка була підтримана й обгрунтовано Гераклід Понтійський (2-я половина IV століття до н. е..). Крім того, на підставі дійшли до нас убогих відомостей можна припустити, що Гераклід вважав Венеру і Меркурій обертаються навколо Сонця, яке, в свою чергу, обертається навколо Землі. Існує й інша реконструкція система світу Геракліда: і Сонце, і Венера, і Земля обертаються по колах навколо єдиного центру, причому період одного оберту Землі дорівнює року [39]. У такому випадку теорія Геракліда була органічним розвитком системи світу Филолая і безпосереднім попередником геліоцентричної системи світу Аристарха.

Серед філософів були значні розбіжності щодо того, що знаходиться поза Космосу. Деякі філософи вважали, що там розташовується нескінченне порожній простір; на думку Аристотеля, поза Космосу немає нічого, навіть простору; атомісти Левкіпп, Демокріт і їх прихильники вважали, що за нашим світом (обмеженим сферою нерухомих зірок) знаходяться інші світи. Найбільш близькими до сучасних були погляди Геракліда Понтійського, згідно з яким нерухомі зірки - це і є інші світи, розташовані в нескінченному просторі.


Математична астрономія

Рух Сонця як суперпозиція річного руху по екліптиці (внутрішня сфера) та добового паралельно небесному екватору (зовнішня сфера). T - Земля.

Головним досягненням математичної астрономії аналізованого періоду є концепція небесної сфери. Ймовірно, спочатку це було чисто умоглядне уявлення, засноване на міркуваннях естетики. Однак пізніше було усвідомлено, що явища сходу і заходу світил, їх кульмінації дійсно відбуваються таким чином, нібито зірки були жорстко скріплені з сферичним небозводом, що обертається навколо нахиленою до земної поверхні осі. Таким чином природно пояснювалися основні особливості рухів зірок: кожна зірка завжди сходить в одній і тій же точці горизонту, різні зірки за один і той же час проходять по небу різні дуги, причому чим ближче зірка до полюса світу, тим меншу дугу вона проходить за одне і той же час. Необхідною етапом роботи зі створення цієї теорії мало стати усвідомлення того, що розмір Землі незмірно малий у порівнянні з розміром небесної сфери, що давало можливість нехтувати добовими паралакса зірок. До нас не дійшли імена людей, які вчинили цю найважливішу інтелектуальну революцію; швидше за все, вони належали до пифагорейской школі. Найбільш раннє дійшли до нас керівництво по сферичної астрономії належатьАвтолік з живильних (близько 310 р. до н. е..). Там доведено, зокрема, що точки обертається сфери, не лежать на її осі, при рівномірному обертанні описують паралельні кола, перпендикулярні осі, причому за рівний час всі крапки поверхні описують подібні дуги [42].

Іншим найважливішим досягненням математичної астрономії класичної Греції є введення уявлення про екліптиці - великому колі, нахиленому по відношенню до небесного екватора, за яким здійснює свій рух серед зірок Сонце. Ймовірно, це подання було введено знаменитим геометром Енопідом Хиосськом, який також зробив і першу спробу вимірювання нахилу екліптики до екватора (24 ) [43].

Система з чотирьох концентричних сфер, що використовувалась для моделювання руху планет в теорії Евдокса. Цифрами позначені сфери, що відповідали за добове обертання небосхилу (1), за рух уздовж екліптики (2), за назадній руху планети (3 і 4). T - Земля, пунктирна лінія зображує екліптику (екватор другої сфери).

В основу геометричних теорій руху небесних тіл давньогрецькі астрономи поклали наступний принцип: рух кожної планети, Сонця і Місяця є комбінацією рівномірних кругових рухів. Цей принцип, запропонований Платоном або ще піфагорійцями, виходить з уявлення про небесні тіла як про богів, яким може бути притаманний тільки найдосконаліший вид руху - рівномірний рух по колу [44]. Як вважається, першу теорію руху небесних тіл, засновану на цьому принципі, запропонував Евдокс Кнідський [45]. Це була теорія гомоцентріческіх сфер - різновид геоцентричної системи світу, в якій небесні тіла вважаються жорстко прикріпленими до комбінації скріплених між собою жорстких сфер із загальним центром. Удосконаленням цієї теорії займався Калліпп з Кизика, а Аристотельпоклав її в основу своєї космологічної системи. Теорія гомоцентріческіх сфер була згодом залишена, оскільки передбачає незмінність відстаней від світил до Землі (кожне зі світил рухається по сфері, центр якої збігається з центром Землі). Однак до кінця класичного періоду вже було накопичено значну кількість свідчень, що відстані небесних тіл від Землі насправді змінюються: значні зміни блиску деяких планет, мінливість кутового діаметра Місяця, наявність поряд з повними і кільцеподібних сонячних затемнень.

На думку ван дер Варден, піфагорійці ще доплатоновой епохи розробили також теорії руху планет, засновані на моделі епіциклів [46]. Йому навіть вдалося відновити деякі параметри цієї ранньої теорії епіциклів [47]. Досить успішними були теорії руху внутрішніх планет і Сонця, причому остання, на думку дослідника, була покладена в основу календаря Калліппа. Думка ван дер Варден, однак, не поділяється більшістю істориків науки [48].


Джерела

Вчені заняття в Олександрійській бібліотеці

Практична астрономія

Давньогрецькі сонячний годинник

Календар. Калліппово значення довжини тропічного року (365 + (1 / 4) днів) було покладено в основу так званого зодіакального календаря, або календаря Діонісія (перший рік починався 28 червня 285 р. до н. е..) - сонячного календаря, в якому календарний цикл складався з трьох років по 365 днів і одного в 366 днів (як і в юліанському календарі). В 238 році до н. е.. базилевс Єгипту Птолемей III Евергет зробив невдалу спробу впровадження аналогічного календаря в цивільне життя своєї країни [55].

З метою удосконалення календаря вчені епохи еллінізму проводили спостереження сонцестоянь і рівнодень: довжина тропічного року дорівнює проміжку часу між двома солнцестояниями або рівноденнями, поділене на повне число років. Вони розуміли, що точність обчислення тим вище, чим більше проміжок між використовуваними подіями. Спостереженнями такого роду займалися, зокрема, Аристарх Самоський, Архімед Сіракузького, Гіппарх Нікейський і ряд інших астрономів, імена яких невідомі.

У бібліотеці Ватикану зберігається рукопис, в якому наведено дані про величину року відповідно до вимірів деяких древніх астрономів. Зокрема, Аристарху приписано два різні значення. Записи сильно спотворені, але аналіз документа дозволив з'ясувати, що одне з приписаних Аристарху значень близько до тривалості тропічного, інше - зоряного року (відповідно, 365 + (1 / 4) - (15/4868) днів і 365 + (1 / 4) + (1 / 152) днів) [56]. Оскільки тропічний рік є проміжком часу між двома послідовними проходженнями Сонця через точку весняного рівнодення, з нерівності тропічного і зоряного року автоматично слід рух точок рівнодень назустріч річному рухові Сонця, тобто попереджання рівнодення, або прецессия.

Грецькі сонячний годинник у греко-Бактрійського місті Ай-Ханумі (суч. Афганістан), III-II століття до н.е.

Проте зазвичай відкриття прецесії приписується Гиппарху, який показав переміщення точок рівнодення серед зірок у результаті зіставлення координат деяких зірок, виміряних Тімохарісом і їм самим. За Гиппарху, кутова швидкість руху точок рівнодення становить 1 на століття. Таке ж значення випливає з величин зоряного та тропічного року по Аристарху, відновленого з Ватиканських манускриптів (насправді, величина прецесії становить 1 за 72 року).

За визначенням Гіппарха тривалість тропічного року становить 365 + (1 / 4) - (1 / 300) днів (на 6 хвилин довше правильного значення в ту епоху). Виходячи з цього значення Гіппарх вніс чергове вдосконалення в місячно-сонячний календарний цикл: 1 цикл Гіппарха становить 4 цикли Калліппа без одного дня:

304 року = 111035 днів = 3760 синодичних місяців.

Можливо, грецькі астрономи епохи еллінізму використовували у своїх роботах результати астрономів Месопотамії, які стали доступними після утворення імперії Олександра Македонського. На користь цього говорить те, що значення довжини синодичний місяця, використане Гиппархом, також зустрічається у вавилонських глиняних таблицях. Можливо, однак, що потік інформації був двостороннім: зустрічається у вавилонських глиняних таблицях довжина тропічного року 365 + (1 / 4) - (5 / 1188) днів майже напевно отримана виходячи з проміжку часу між літніми солнцестояниями Гіппарха (135 р. до н. е.., о. Родос) і Метона (432 р. до н. е.., Афіни) [10]. Тільки що згадане значення довжини синодичний місяця також вперше могло бути отримано грецькими астрономами школи Аристарха [57]. Про наявність потоку інформації з заходу на схід говорить також підтримка вавілонянин Селевко грецької концепції руху Землі.

Кутомірні спостереження. Починаючи з IV або навіть V століття до н. е.. в якості нахилу екліптики до екватора приймалося значення 24 . Нове визначення цієї величини зробив у кінці III століття до н. е.. Ератосфен в Олександрії. Він знайшов, що цей кут складає 11/83 частину півкола, або 23 51 '(справжнє значення цієї величини в ту епоху становило 23 43'). Отримане Ератосфеном значення було використано Птолемеєм в Альмагесті. Однак у кількох незалежних дослідженнях було показано, що ряд дійшли до нас зразків античних астрономічних і географічних робіт заснований на набагато більш точному значенні величини нахилу екліптики до екватора: 23 40 '.

Олександрійські астрономи Тімохаріс (~ 290 рік до н. е..) і Арістілл (~ 260 рік до н. е..) виробляли вимірювання координат нерухомих зірок [58]. Протягом цих десятиліть точність таких спостережень істотно зросла: від 12 'у Тімохаріса до 5' у Арістілла [59]. Такий істотний прогрес говорить про наявність в Олександрії потужної школи спостережної астрономії.

Роботу з визначення зоряних координат продовжив у другій половині II століття до н. е.. Гіппарх, що склав перший в Європі зоряний каталог, що включив точні значення координат близько тисячі зірок. Цей каталог до нас не дійшов, але не виключено, що каталог з Птолемеєва Альмагеста майже цілком є каталогом Гіппарха з перерахованими за рахунок прецесії координатами. При складанні свого каталогу Гіппарх вперше ввів поняття зоряних величин.

У другій половині III століття до н. е.. олександрійські астрономи також проводили спостереження положень планет. У їх числі були Тімохаріс а також астрономи, чиї імена нам невідомі (все що ми про них знаємо, це те, що для датування своїх спостережень вони використовували зодіакальний календар Діонісія). Спонукальні мотиви олександрійських спостережень не цілком ясні [60].

З метою визначення географічної широти в різних містах проводилися спостереження висоти Сонця під час сонцестоянь. При цьому досягалася точність порядку декількох кутових хвилин, максимально досяжна неозброєним оком [11]. Для визначення довготи використовувалися спостереження місячних затемнень (різниця довгот між двома пунктами дорівнює різниці місцевого часу, коли відбулося затемнення).

Екваторіальне кільце.

Архімед в Численні піщинок наводить результати вимірювання кутового діаметра Сонця: від 1 / 164 до 1 / 200 прямого кута (тобто від 32'55 "до 27 '). За більш ранньої оцінки Аристарха, ця величина складає 30 'її справжнє значення коливається від 31'28 "до 32'37" [61].

Астрономічні інструменти. Ймовірно, для спостереження положення нічних світил використовувалася диоптра, а для спостереження Сонця - полуденну коло; досить імовірно також використанняастролябії (винахід якої іноді приписується Гиппарху [62]) і армілярні сфери. За словами Птолемея, для визначення моментів рівнодень Гіппарх використовував екваторіальне кільце.

Архімед побудував небесний глобус - механічний планетарій, поміщаючись всередину якого людина могла бачити рух по небосхилу планет, Місяця і Сонця, місячні фази, сонячні і місячні затемнення [63].


Космологія

Отримавши підтримку з боку стоїків, геоцентрична система світу продовжувала залишатися основною космологічної системою в елліністичний період. Твір по сферичної астрономії, написанийЕвклідом на початку III столітті до н. е.., також засновано на геоцентричної точці зору. Однак у першій половині цього століття Аристарх Самоський запропонував альтернативну, геліоцентричну систему світу, відповідно до якої

  • Сонце і зірки нерухомі,
  • Сонце розташоване в центрі світу,
  • Земля обертається навколо Сонця за рік і навколо осі за добу.

Виходячи з геліоцентричної системи і ненаблюдаемости річних параллаксов зірок, Аристарх зробив піонерський висновок, що відстань від Землі до Сонця дуже малий в порівнянні з відстанню від Сонця до зірок. Цей висновок з достатньою часткою симпатії призводить Архімед у своєму творі Обчислення піщинок (одному з основних джерел нашою інформацією про гіпотезу Аристарха), що можна вважати непрямим визнанням геліоцентричної космології сіракузький вченим [64]. Можливо, в інших своїх працях Архімед розвивав іншу модель устрою Всесвіту, в якій Меркурій і Венера, а також Марс обертаються навколо Сонця, яке, в свою чергу, рухається навколо Землі (при цьому шлях Марса навколо Сонця охоплює Землю) [65].

Більшість істориків науки вважає, що геліоцентрична гіпотеза не отримала скільки-небудь значної підтримки з боку сучасників Аристарха і астрономів більш пізнього часу. Деякі дослідники, проте, приводять ряд непрямих свідчень про широку підтримку геліоцентризму античними астрономами [66]. Проте, відомо ім'я тільки одного прихильника геліоцентричної системи: вавілонянин Селевк, 1-а половина II століття до н. е..

Стоїк Клеанф вважав, що за висловлювання ідеї про рух Землі Арістархa слід притягнути до суду [67]. Привів чи цей заклик до будь-яких наслідків, невідомо.

Розглянутий період відзначений також

© 2013 wikipage.com.ua - Дякуємо за посилання на wikipage.com.ua | Контакти