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


Науковий метод давньогрецької астрономії

Головним досягненням астрономії стародавніх греків слід вважати геометризації Всесвіту, що включає в себе не тільки систематичне використання геометричних конструкцій для подання небесних явищ, а й суворе логічне доказ тверджень за зразком евклідової геометрії.

Домінуючою методологією в античній астрономії була ідеологія "порятунку явищ": необхідно знайти таку комбінацію рівномірних кругових рухів, за допомогою яких може бути змодельована будь нерівномірність видимого руху світил. "Порятунок явищ" мислилося греками як чисто математична задача, і не передбачалося, що знайдена комбінація рівномірних кругових рухів має якесь відношення до фізичної реальності. Завданням фізики вважався пошук відповіді на питання "Чому?", Тобто встановлення істинної природи небесних об'єктів і причин їх рухів виходячи з розгляду їх субстанції і діючих у Всесвіті сил, застосування математики при цьому не вважалося необхідним [15].


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.


Донаукових період (до VI століття до н. Е..)

Атлант, який тримає небо (Атлант Фарнезе - найдавніший з дійшли до нас зоряних глобусів)

Подання про астрономічні пізнаннях греків цього періоду дають поеми Гомера і Гесіода : там згадується ряд зірок і сузір'їв, наводяться практичні поради щодо використання небесних світил для навігації і для визначення сезонів року. Космологічні уявлення цього періоду цілком запозичувалися з міфів : Земля вважається плоскою, а небосхил - твердої чашею, що спирається на Землю [17].

Разом з тим, на думку деяких істориків науки, членам одного з еллінських релігійно-філософських спілок того часу ( орфиками) були відомі і деякі спеціальні астрономічні поняття (наприклад, уявлення про деякі небесних колах) [18]. З цією думкою, проте, не згодна більшість дослідників.


Класичний період (з VI - по IV століття до н. Е..)

Головними дійовими особами цього періоду є філософи, інтуїтивно намацують те, що згодом буде названо науковим методом пізнання. Одночасно проводяться перші спеціалізовані астрономічні спостереження, розвивається теорія і практика календаря; в основу астрономії вперше покладається геометрія, вводиться ряд абстрактних понять математичної астрономії; робляться спроби відшукати в русі світил фізичні закономірності. Отримали наукове пояснення ряд астрономічних явищ, доведено кулястість Землі. Разом з тим, зв'язок між астрономічним спостереженнями і теорією ще недостатньо міцна, занадто велика частка спекуляцій, заснованих на суто естетичних міркуваннях.


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.


Філософський фундамент астрономії

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.


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