Сообщение геоцентрическая и гелиоцентрическая системы мира. Круговое, вечное. Подготовка к уроку

Геоцентрическая система мира (от др.-греч. Γῆ, Γαῖα - Земля) - представление об устройстве мироздания, согласно которому центральное положение во Вселенной занимает неподвижная Земля, вокруг которой вращаются Солнце, Луна, планеты и звёзды. Альтернативой геоцентризму является гелиоцентрическая система мира.

Развитие геоцентризма

С древнейших времён Земля считалась центром мироздания. При этом предполагалось наличие центральной оси Вселенной и асимметрия «верх-низ». Землю от падения удерживала какая-то опора, в качестве которой в ранних цивилизациях мыслилось какое-то гигантское мифическое животное или животные (черепахи, слоны, киты). Первый древнегреческий философ Фалес Милетский в качестве этой опоры видел естественный объект - мировой океан. Анаксимандр Милетский предположил, что Вселенная является центрально-симметричной и в ней отсутствует какое-либо выделенное направление. Поэтому у находящейся в центре Космоса Земле отсутствует основание двигаться в каком-либо направлении, то есть она свободно покоится в центре Вселенной без опоры. Ученик Анаксимандра Анаксимен не последовал за учителем, полагая, что Земля удерживается от падения сжатым воздухом. Такого же мнения придерживался и Анаксагор. Точку зрения Анаксимандра разделяли, однако, пифагорейцы, Парменид и Птолемей. Не ясна позиция Демокрита: согласно разным свидетельствам, он последовал Анаксимандру или Анаксимену.

Одно из самых ранних дошедших до нас изображений геоцентрической системы (Макробий, Комментарий на Сон Сципиона, рукопись IX века)

Анаксимандр считал Землю имеющей форму низкого цилиндра с высотой в три раза меньше диаметра основания. Анаксимен, Анаксагор, Левкипп считали Землю плоской, наподобие крышки стола. Принципиально новый шаг сделал Пифагор, который предположил, что Земля имеет форму шара. В этом ему последовали не только пифагорейцы, но также Парменид, Платон, Аристотель. Так возникла каноническая форма геоцентрической системы, впоследствии активно разрабатываемая древнегреческими астрономами: шарообразная Земля находится в центре сферической Вселенной; видимое суточное движение небесных светил является отражением вращения Космоса вокруг мировой оси.

Средневековое изображение геоцентрической системы (из Космографии Петра Апиана, 1540 г.)

Что касается порядка следования светил, то Анаксимандр считал звёзды расположенными ближе всего к Земле, далее следовали Луна и Солнце. Анаксимен впервые предположил, что звёзды являются самыми далёкими от Земли объектами, закреплёнными на внешней оболочке Космоса. В этом ему следовали все последующие учёные (за исключением Эмпедокла, поддержавшего Анаксимандра). Возникло мнение (впервые, вероятно, у Анаксимена или пифагорейцев), что чем больше период обращения светила по небесной сфере, тем оно выше. Таким образом, порядок расположения светил оказывался таким: Луна, Солнце, Марс, Юпитер, Сатурн, звёзды. Сюда не включены Меркурий и Венера, потому что у греков были разногласия на их счёт: Аристотель и Платон помещали их сразу за Солнцем, Птолемей - между Луной и Солнцем. Аристотель считал, что выше сферы неподвижных звёзд нет ничего, даже пространства, в то время как стоики считали, что наш мир погружен в бесконечное пустое пространство; атомисты вслед за Демокритом полагали, что за нашим миром (ограниченным сферой неподвижных звёзд) находятся другие миры. Это мнение поддерживали эпикурейцы, его ярко изложил Лукреций в поэме «О природе вещей».

«Фигура небесных тел» - иллюстрация геоцентрической системы мира Птолемея, сделанная португальским картографом Бартоломеу Велью в 1568 году.

Хранится в Национальной библиотеке Франции.

Обоснование геоцентризма

Древнегреческие учёные по-разному, однако, обосновывали центральное положение и неподвижность Земли. Анаксимандр, как уже указывалось, в качестве причины указывал сферическую симметрию Космоса. Его не поддерживал Аристотель, выдвигая контрдовод, приписанный впоследствии Буридану: в таком случае человек, находящийся в центре комнаты, в которой у стен находится еда, должен умереть с голоду (см. Буриданов осёл). Сам Аристотель обосновывал геоцентризм следующим образом: Земля является тяжёлым телом, а естественным местом для тяжёлых тел является центр Вселенной; как показывает опыт, все тяжёлые тела падают отвесно, а поскольку они движутся к центру мира, Земля находится в центре. Кроме того, орбитальное движение Земли (которое предполагал пифагореец Филолай) Аристотель отвергал на том основании, что оно должно приводить к параллактическому смещению звёзд, которое не наблюдается.

Рисунок геоцентрической системы мира из Исландского манускрипта, датированного примерно 1750 годом

Ряд авторов приводит и другие эмпирические доводы. Плиний Старший в своей энциклопедии «Естественная история» обосновывает центральное положение Земли равенством дня и ночи во время равноденствий и тем, что во время равноденствия восход и заход наблюдается на одной и той же линии, а восход солнца в день летнего солнцестояния находится на той же линии, что и заход в день зимнего солнцестояния. С астрономической точки зрения, все эти доводы, конечно, являются недоразумением. Немногим лучше и доводы, приводимые Клеомедом в учебнике «Лекции по астрономии», где он обосновывает центральность Земли от противного. По его мнению, если бы Земля находилась к востоку от центра Вселенной, то тени на рассвете были бы короче, чем на закате, небесные тела при восходе казались бы больше, чем при заходе, а продолжительность с рассвета до полудня была бы меньше, чем от полудня до заката. Поскольку всего этого не наблюдается, Земля не может быть смещена к западу от центра мира. Аналогично доказывается, что Земля не может быть смещена к западу. Далее, если бы Земля располагалась севернее или южнее центра, тени на восходе Солнца простирались бы в северном или южном направлении, соответственно. Более того, на рассвете в дни равноденствий тени направлены точно в направлении захода Солнца в эти дни, а на восходе в день летнего солнцестояния тени указывают на точку захода Солнца в день зимнего солнцестояния. Это также указывает на то, что Земля не смещена к северу или югу от центра. Если бы Земля была выше центра, то можно было бы наблюдать меньше половины небосвода, в том числе менее шести знаков зодиака; как следствие, ночь всегда была бы длиннее дня. Аналогично доказывается, что Земля не может быть расположена ниже центра мира. Таким образом, она может находиться только в центре. Примерно такие же доводы в пользу центральности Земли приводит и Птолемей в Альмагесте, книга I. Разумеется, доводы Клеомеда и Птолемея доказывают только, что Вселенная гораздо больше Земли, и поэтому также являются несостоятельными.

Страницы из SACROBOSCO "Tractatus de Sphaera" с системой Птолемея - 1550 год

Птолемей пытается также обосновать и неподвижность Земли (Альмагест, книга I). Во-первых, если бы Земля смещалась от центра, то наблюдались бы только что описанные эффекты, а раз их нет, Земля всегда находится в центре. Другим доводом является вертикальность траекторий падающих тел. Отсутствие осевого вращения Земли Птолемей обосновывает следующим образом: если бы Земля вращалась, то «...все предметы, не опирающиеся на Землю, должны казаться совершающими такое же движение в обратном направлении; ни облака, ни другие летающие или парящие объекты никогда не будут видимы движущимися на восток, поскольку движение Земли к востоку будет всегда отбрасывать их, так что эти объекты будут казаться движущимися на запад, в обратном направлении». Несостоятельность этого довода стала ясна только после открытия основ механики.

Объяснение астрономических явлений с позиций геоцентризма

Наибольшей трудностью для древнегреческой астрономии являлось неравномерность движения небесных светил (особенно попятные движения планет), поскольку в пифагорейско-платоновской традиции (которой в значительной степени следовал и Аристотель), они считались божествами, которым надлежит совершать только равномерные движения. Для преодоления этой трудности создавались модели, в которых сложные видимые движения планет объяснялись как результат сложений нескольких равномерных движений по окружностям. Конкретным воплощением этого принципа являлись поддержанная Аристотелем теория гомоцентрических сфер Евдокса-Каллиппа и теория эпициклов Аполлония Пергского, Гиппарха и Птолемея. Впрочем, последний был вынужден частично отказаться от принципа равномерных движений, введя модель экванта.

Отказ от геоцентризма

В ходе научной революции XVII века выяснилось, геоцентризм несовместим с астрономическими фактами и противоречит физической теории; постепенно утвердилась гелиоцентрическая система мира. Основными событиями, приведшими к отказу от геоцентрической системы, были создание гелиоцентрической теории планетных движений Коперником, телескопические открытия Галилея, открытие законов Кеплера и, главное, создание классической механики и открытие закона всемирного тяготения Ньютоном.

Геоцентризм и религия

Уже одна из первых идей, оппозиционных геоцентризму (гелиоцентрическая гипотеза Аристарха Самосского) привела к реакции со стороны представителей религиозной философии: стоик Клеанф призвал привлечь Аристарха к суду за то, что он двигает с места «Очаг мира», имея в виду Землю; неизвестно, впрочем, увенчались ли старания Клеанфа успехом. В Средневековье, поскольку христианская церковь учила, что весь мир создан Богом ради человека (см. Антропоцентризм), геоцентризм также успешно адаптировался к христианству. Этому способствовало также буквальное прочтение Библии. Научная революция XVII веке сопровождалась попытками административного запрета гелиоцентрической системы, что привело, в частности, к судебному процессу над сторонником и пропагандистом гелиоцентризма Галилео Галилеем. В настоящее время геоцентризм как религиозная вера встречается среди некоторых консервативных протестантских групп в США.

Первой глобальной естественнонаучной революцией, преобразовавшей астрономию, космологию и физику, было создание последовательного учения о геоцентрической системе мира. Начало этому учению положил еще древнегреческий ученый Анаксимандр, создавший в 6-м в. до н.э. довольно стройную систему кольцевых мироустроений. Однако последовательная геоцентрическая система была разработана в 4-м в. до н.э. величайшим ученым и философом древности Аристотелем, а затем, в 1-м в. математически обоснована Птолемеем. Геоцентрическую систему мира обычно называют системой Птолемея, а естественнонаучную революцию – аристотелевской.

Великий астроном и математик Клавдий Птолемей (87 - 165) сделал выбор в пользу геоцентрической модели Мира. Он завершил начатое Гиппархом математическое описание движений небесных тел и блестяще выполнил программу Платона- "с помощью равномерных и правильных круговых движений спас явления, представляемые планетами ". Он пытался объяснить устройство Вселенной с учетом видимой сложности движения планет. Считая Землю шарообразной, а размеры ее ничтожными по сравнению с расстоянием до планет и тем более звезд. Птолемей, однако, вслед за Аристотелем утверждал, что Земля - неподвижный центр Вселенной. В основе системы мира Птолемея лежат четыре постулата: I. Земля находится в центре Вселенной. II. Земля неподвижна. III. Все небесные тела движутся вокруг Земли. IV. Движение небесных тел происходит по окружностям с постоянной скоростью, т. е. равномерно.

Так как Птолемей считал Землю центром Вселенной, его система мира была названа геоцентрической. Вокруг земли, по Птолемею, движутся (в порядке удаленности от Земли) Луна, Меркурий, Венера, Солнце, Марс, Юпитер, Сатурн, звезды. Но если движение Луны, Солнца, звезд круговое, то движение планет гораздо сложнее. Каждая из планет, по мнению Птолемея, движется не вокруг Земли, а вокруг некоторой точки. Точка эта в свою очередь движется по кругу, в центре которого находится Земля. Круг, описываемый планетой вокруг движущейся точки, Птолемей назвал эпициклом, а круг, по которому движется точка около Земли,- деферентом. Птолемей построил геоцентрическую модель Мира (по сути дела - модель солнечной системы), которая позволила объяснить все наблюдаемые особенности движения планет, Солнца и Луны, а главное, стала мощным инструментом для предсказания положений этих небесных тел. Главный труд Птолемея - "Большое математическое построение ".

11. Основные черты средневековой картины мира.

Средневековье охватывает тысячелетний период истории (V-XIV вв.), разделяющийся на два этапа – раннее Средневековье (V-X1 вв.) и классическое Средневековье (XII–XIV вв.). Главной чертой духовной культуры Средневековья становится доминирование христианской религии. В ней выразилось стремление человека к духовной, чистой жизни. Вера в единого всемогущего и всеблагого Бога, безмерного в своей любви к человеку. Свидетельство этой любви проявляются в Боговоплощении, или принятии Богом человеч. облика, в несении Богом страданий и смерти ради будущего спасения человека для вечной жизни. Спасение человека видится в его духовном обновлении и через преодоление зависимости от временного природного существования. Все это определило базовые черты средневекового мировосприятия:

1) монотеизм – вера в единого Бога;

2) теоцентризм – признание центрального положения Бога во Вселенной как Творца всего существующего;

3) креационизм – вера в сотворение мира Богом из ничего;

4) антропоцентризм – установление центрального положения человека в сотворенном Богом мире.

Страх перед возмездием за грехи становится движущим мотивом принятия христианства. В культурологическом отношении значение этих идей состоит в утверждении души как высшей земной ценности, кот. важнее материальных благ. Каждая душа достойна любви, поэтому любовь должна стать основой человеч. отношений. Любовь друг к другу не предполагает ничего кроме самой любви, поэтому она совершается не по принуждению, а свободно. Свобода понимается как высшая духовная ценность, наиболее проявляющаяся в вере. Развивается театральное искусство, первоначально оформившееся в виде церковного театра (XI в.), на сценах которого игрались драматические литургии, мистерии, затем – в виде светского театра во всем многообразии жанровых форм: фарса, мистерии, миракля, моралите.

12. Гелиоцентрическая система Коперника. Законы Кеплера .

В гелиоцентрической системе Коперника впервые появилась возможность рассчитать реальные пропорции Солнечной системы, пользуясь радиусом земной орбиты как астрономической единицей. Коперник понял, что если мы смотрим на планеты, находясь на движущейся Земле, то планеты кроме движений по своим орбитам получают дополнительное круговое движение. С Земли оно будет видно в форме эпицикла. Размер эпицикла равен диаметру орбиты нашей планеты. Поэтому чем дальше от нас планета, тем меньшим будет казаться её эпицикл, и по его угловым размерам можно будет судить о её удаленности.

В системе Коперника “…последовательность и величины светил, все сферы и даже само небо окажутся так связанными, что ничего нельзя будет переставить ни в какой части, не производя путаницы в остальных частях и по всей Вселенной".

Казалось бы, дело сделано, новая гипотеза строения мира готова, осталось только опубликовать её. Но сочинение “О вращениях небесных тел. Шесть книг” - заняло больше 20 лет упорного труда. Эта книга содержит описания астрономических приборов, а также новый, более точный, чем у Птолемея каталог неподвижных звёзд. В ней разбирается видимое движение Солнца, Луны и планет. Поскольку Коперник использовал только круговые равномерные движения, ему пришлось потратить много сил на поиски таких соотношений размеров системы, которые бы описывали наблюдаемые движения светил. После всех его усилий его гелиоцентрическая система оказалась ненамного точнее птолемеевской. Сделать точной её удалось только Кеплеру и Ньютону.

В1506г. Коперник, получив образование в течение 10 лет он оформил свои идеи, рожденные в годы учебы и странствий, в виде научной теории – гелиоцентрической системы Мира. В этой системе Коперник низвел Землю до роли рядовой планеты, Солнце он поместил в центре системы, а все планеты вместе с Землей двигались вокруг Солнца по круговым орбитам. В течение 16 лет Коперник ведет астрономические наблюдения Солнца, звезд и планет и наконец накануне своего шестидесятилетия, он закончил труд всей своей жизни “О вращениях небесных сфер”.

Огромное значение созданной Коперником гелиоцентрической системы Мира обнаружилось после того, как Кеплер открыл истинные законы эллиптического движения планет, а И.Ньютон на их основе – закон всемирного тяготения; . В настоящее время учение Коперника не утратило своего значение т.к. оно раскрыло истинную картину Мира и совершило революционный переворот “в развитии системы научного мировоззрения”.

В формулировке Ньютона законы Кеплера звучат так:

Первый закон Кеплера.

-Каждая планета Солнечной системы обращается по эллипсу , в одном из фокусов которого находится Солнце .

-Второй закон Кеплера . Каждая планета движется в плоскости, проходящей через центр Солнца, причём за равные времена радиус-вектор, соединяющий Солнце и планету, заметает сектора равной площади.

-Третий закон Кеплера. Квадраты периодов обращения планет вокруг Солнца относятся, как кубы больших полуосей орбит планет.

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).

Вселенная представлялась Аристотелю пространственно ограниченной, замкнутой, единственной, не имеющей подобия. Он пытался при помощи различных логических ухищрений доказать, что существует лишь одно небо, которое должно иметь сферическую форму, ибо сфера - самое «совершенное» из тел, изучаемых в геометрии.

Но несмотря на то, что Аристотелю небо представлялось пространственно ограниченным, он считал небо безграничным зо времени, т. е. вечно существующим. В своем сочинении «О небе» великий Стагирит писал: «Небо не создано и не может погибнуть, как думают некоторые философы. Оно вечно, без начала и конца; кроме того оно не знает усталости, ибо вне его нет силы, которая принуждала бы его двигаться в несвойственном ему направлении».

Аристотель считал, что мир, не имеющий ни начала, ни конца во времени, не мыслим без движения. Это, однако, привело Аристотеля не к материалистическому представлению о движении как о способе бытия, атрибуте материи, а к чисто поповскому заключению о «первом дв ига- тел е», который должен быть недвижим. Этот двигатель есть ум, мысль, и под его влиянием вселенная сама «желает двигаться», сама стремится к движению или изменению. Словом, в этом первом недвижном двигателе, направляющем вещи к разумным целям, Аристотель видел сверхъестественное существо - божество.

Хотя Аристотель старался сохранить основы религиозного мировоззрения, но его представление о вечности мира было неприемлемо для верующих, ибо оно превратило бога не в творца и устроителя мира, а лишь в первого двигателя. Недаром на склоне дней своих Аристотель был обвинен в безбожии и вынужден был бежать из Афин на остров Евбею, где вскоре умер.

Мы уже отметили, что если первый шаг в развитии науки о небе связан с возникновением идеи шарообразности небосвода, то следующий шаг вперед связан с представлением о шарообразной форме Земли. Это представление в значительной степени принадлежит философской школе Пифагора, причем оно возникло, как и взгляд о сферической форме небесного свода, на основании наблюдений. Пифагор будто бы выражал мнение о повсеместной обитаемости земного шара, т. е. о существовании антиподов, для которых опрокидывались понятия «верха» и «низа» (автором слова «антипод» считают Платона). В настоящее время невозможно установить, какого рода были соображения, которые привели Пифагора к этому, столь важному для дальнейшего развития науки, представлению о шарообразности Земли. Но не подлежит сомнению, что это представление должно было возникнуть у древних греков, ибо, вследствие развития у них мореплавания, они изо дня в день наблюдали явления, обусловленные шарообразной формой Земли.

Аристотель знал об этих фактах и из них он сделал совершенно правильный вывод, что Земля не только шарообразна, но и не может быть очень велика и что она вся заселена. При этом он дал настолько ясный обзор доказательств шарообразности Земли, что этот философ совершенно справедливо может считаться основателем всего нашего учения о форме Земли.

«Что Земля есть шар, - писал Аристотель, - следует также из чувственного ощущения… Ибо в противном случае во время лунных затмений мы не видели бы на Луне столь отчетливого круглого темного сегмента. Предел тени (т. е. невидимой части) Луны в течение месяца принимает различную форму, то вид прямой линии, то выпуклой, то вогнутой дуги круга, - во время же затмений эта линия всегда выпукла, а так как лунное затмение происходит от земной тени, то и Земля должна иметь вид шара. Это явствует также и из явлений, представляемых звездами над горизонтом и доказывающих кроме того, что земной шар не может быть слишком велик. Так, стоит только немного подвинуться по направлению к югу или северу, чтобы круг горизонта значительно изменился и находившиеся прежде над нашей головой звезды удалились от прежнего своего места. Некоторые (южные) звезды, видимые в Египте или на острове Кипре, не видимы бывают в странах, севернее лежащих, и обратно - северные звезды, при ежедневном своем течении, остаются постоянно над нашим горизонтом северных стран Земли, между тем как в более южных местах те же звезды, подобно другим, восходят и заходят. Следовательно Земля не только шарообразна, но она и невелика, так как в противном случае при столь незначительной перемене места вышеописанное явление не было бы заметно. Поэтому можно думать, что местность вокруг Геркулесовых столбов (Гибралтара) соединяется с Индийской страной и что таким образом существует лишь одно море. Затем математики, вычислившие окружность Земли, считают ее равной приблизительно 400 ООО стадиям, а из этого мы заключаем, что Земля не только имеет сферическую форму, но и что объем ее незначителен в сравнении с небом».

Принимая стадию равной 157V2 или 185 метрам, получаем для окружности земного шара 63 ООО или 74 ООО километров, т. е. числа того же порядка, что и истинная величина- 40 000 километров.

Как нами уже было отмечено, Аристотель приписывал

3 Системы мира 33

шарообразную форму и небесному своду. Тем самым создалось противоречие между представлением о шарообразности Земли и неба, к которому привели астрономические наблюдения, и физическими понятиями «верх» и «низ», возникшими при созерцании окружающих явлений. Это противоречие Аристотель разрешал учением о разделении вселенной на две существенно отличные друг от друга части - элементарную и эфирную. И в связи с этим Аристотель развил чрезвычайно последовательную, строго геоцентрическую точку зрения, проведя резкую грань между подлунным и надлунным миром, между «земным» и «небесным».

Вот основные положения астрономического учения Аристотеля в его собственном изложении: «Солнце и планеты обращаются около Земли, находящейся неподвижно в центре мира. Наш огонь, относительно цвета своего, не имеет никакого сходства со светом солнечным, ослепительной белизны. Солнце не состоит из огня, а есть огромное скопление эфира; теплота Солнца причиняется действием его на эфир во время обращения вокруг Земли. Кометы суть скоропреходящие явления, которые быстро рождаются в атмосфере и столь же быстро исчезают. Млечный путь есть не что иное, как испарения, воспламененные быстрым вращением звезд около Земли… Движения небесных тел, вообще говоря, происходят гораздо правильнее, чем движения, замечаемые на Земле; ибо, так как тела небесные совершеннее всех других тел, то им приличествует самое правильное движение, и вместе с тем самое простое, а такое движение может быть только круговым, потому что в этом случае движение бывает вместе с тем и равномерным. Небесные светила движутся свободно подобно богам, к которым они ближе, чем к жителям Земли; поэтому светила при движении своем не нуждаются в отдыхе и причину своего движения заключают в самих себе. Высшие области неба, более совершенные, содержащие в себе неподвижные звезды, имеют поэтому наиболее совершенное движение - всегда вправо (с востока на запад). Что же касается до части неба, ближайшей к Земле, а поэтому и менее совершенной, то эта часть служит местопребыванием гораздо менее совершенных светил, каковы планеты. Эти последние движутся не только вправо, но и влево, и притом по орбитам, наклоненным к орбитам неподвижных звезд. Все тяжелые тела стремятся к центру Земли, а так как всякое тело стремится к центру вселенной, то поэтому и Земля должна находиться неподвижно в этом центре».

Чтобы яснее представить себе идеи, положенные Аристотелем в основу его геоцентрической системы мира, необходимо учесть, что во времена этого философа прочна 34

утвердилось учение Эмпедокла (492–432 до хр. эры) о четырех «элементах» или «стихия х». Эмпедокл допускал существование четырех «первичных веществ», а именно: земли, воды, воздуха и огня, и считал, что от их смешения произошло «все», вся вселенная, т. е. все тела, встречающиеся на Земле и небе. Аристотель принял это представление, но к упомянутым четырем элементам присоединил пятый, резко от них отличный, элемент. По мнению Аристотеля, кроме четырех элементов или основных веществ, из которых составлены все земные предметы, имеется еще особый пятый элемент (по - латыни - quinta essentia, откуда и выражение «квинтэссенция»), эфир, из которого состоят небесные светила. При этом Аристотель говорил, что Земля, где царят четыре элемента, является мирам тленным, т. е. миром постоянных превращений, вечного круговорота рождения и смерти, произрастания и увядания; наоборот - небо, состоящее лишь из одного эфира, есть нетленный мир, служит местопребыванием всего совершенного. Словом, небесные тела объявлялись принципиально отличными от земных, «элементарных» тел.

Все тяжелое, с этой точки зрения, стремится к центру вселенной, имеющей шарообразную форму, и скопляется вокруг него, образуя шарообразную массу. Поэтому Земля, как наиболее тяжелый из всех элементов, находится в центре вселенной, и для астрономии возможна, стало быть, одна только геоцентрическая точка зрения.

Что же касается более легких элементов, то они находятся в последовательно расположенных друг над другом слоях, именно: земной шар окружает вода, над водой находится воздух, а над воздухом - огонь, который является самым легким из четырех элементов и занимает все пространство от Земли до Луны. Над огненной оболочкой расположены звезды, состоящие из чистого эфира. Звезды являются наиболее совершенными мировыми телами, при чем они очень удалены от Земли и нисколько не подвержены тлетворному влиянию элементарных земных тел Солнце, Луна и планеты тоже состоят из эфира, но чем ближе к Земле, тем эфир менее «чист», менее совершенен, и это сказывается на характере движения небесных светил, на форме их путей.

Материя, с этой точки зрения, расположена сферически, причем все тела падают по направлению к центру Земли, гак что слово «вниз» означает - к центру вселенной, слово «верх» - к окружающей небесной сфере. А эта сфера, как мы уже видели, является пространственно ограниченной: за ее пределами нет ничего…

Подобно делению всей вселенной на две строго отличные друг от друга части, движения также разделяются Аристотелем на две группы: несовершенные и совершенные.

Все движения земных элементов относятся к группе несовершенного движения, причем они характеризуются прямолинейностью. Они совершаются в направлении «естественных мест» четырех элементов, прямолинейно вниз или вверх, в зависимости от того, является ли тело тяжелым или легким; тело движется до тех пор, пока не найдет места, где может оставаться в покое. Все тяжелые «элементарные» тела имеют стремление книзу; от этого стремления их можно удержать лишь временно, применяя какие?то силы. Земля, как самый тяжелый элемент, не только находится в центре вселенной, но и покоится в нем, т. е. совершенно не обладает собственным движением (последнее могло бы поддерживаться лишь временно, чтобы затем прекратиться).

Что же касается эфира, то он обладает совершенным движением, отличным от движения четырех элементов. Эфир, по Аристотелю, не имеет своего «естественного места» и может двигаться по самому совершенному пути- по кругу и с абсолютной правильностью.

Аристотель был учеником Платона (429–347 до хр эры), который пользовался в древнем мире большим авторитетом. Стараясь создать простую геометрическую схему движения небесных тел, Платон поставил перед астрономами задачу - объяснить все движения небесных тел как движения круговые и притом равномерные, т. е. происходящие с постоянной скоростью. Эта мысль послужила началом развития так называемой теории эпициклов и она оказала в общем довольно отрицательное влияние на развитие науки о небе. В ней заключалась такая предвзятость, которая чрезвычайно глубоко проникла в умы греческих философов, астрономов, физиков и т. д.

Никому в голову не приходила мысль о возможности отступления от положения о равномерно - круговом движе- 36

нии небесных светил. Представление это вытекало не из наблюдений (наблюдения Солнца, Луны и планет этому противоречат), а из чисто философских соображений. Оно возникло из идей пифагорейцев (влияние пифагореизма на Платона было весьма значительно) о гармонии в космосе, и отступление от него после Платона казалось нелепостью, совершенно противной разумному, целесообразному, божественному устройству мира. Считали, что движения, происходящие в небесном пространстве, целесообразны и, следовательно, должны быть совершенны и неизменны, а таковыми могут быть лишь движения круговые и равномерные.

Словом, для греческих философов и ученых было аксиомой, что только равномерно - круговое движение, не знающее ни приближения к центру, ни удаления от него, ни ускорения, ни замедления, может «приличествовать» безостановочному бегу светил. Как мы в дальнейшем убедимся, отказаться от этого древнего астрономического догмата было трудно даже тем ученым, которые решительно отвергали представление о Земле, как неподвижном средоточии мира.

Идеи Аристотеля о движении небесных тел находятся в неразрывной связи с этим догматом. Аристотель вслед за Платоном считал, что круг есть совершенная фигура и круговое движение отличается равномерностью. Движения звезд, состоящих из чистого эфира, вечны и неизменны, причем они могут совершаться только кругообразно и равномерно вокруг неподвижного мирового центра - земного шара. Что же касается Солнца, Луны и планет, расположенных в тех областях неба, где эфир (вследствие близости к огню и другим элементам) менее чист, то эти небесные тела движутся по кругам, но неравномерно и не всегда в одном и том же направлении.

Таким образом, Аристотель учил, что все части неба находятся в вечном движении. Одна только Земля «очевидно находится в покое», пребывая в центре небесной сферы. Он говорил, что «веским аргументом неподвижности земного шара служит то, что Земле свойственно состояние покоя и что она естественно находится в равновеси и», т. е. что она не имеет причины покидать своего «естественного места». Что же касается причины движения светил вокруг Земли, то по Аристотелю здесь все дело лишь в том, что это движение весьма «естественно», ибо окружность есть наиболее совершенная линия, а светила сами по себе совершенны, так что они должны описывать окружность.

Вместе с тем Аристотель объявлял, что может существовать только один мир. Ведь если элементы всюду одинаковы, то все они стремятся к одному центру (занять свое «естественное место»), т. е. как существует только один мировой центр, так может существовать только и один мир. Далее, Аристотель подчеркивал, что движение мира только тогда возможно, когда существует точка покоя, на которую это движение некоторым образом опирается и что такой именно точкой является земной шар. Наконец, в подтверждение нетленности одаренных круговым движением небесных тел, он приводил следующее: «В длинном ряде времен, согласно передаваемому из рода в род преданию, малейшей перемены на небе, наблюдаемом до последних пределов, не замечено ни в целом, ни в какой?либо его части». Аристотель заключал, что небо вечно и совершенно и что по этой именно причине «все люди, и греки и варвары, если только они имели какое?нибудь понятие о божестве, помещали сюда обиталища богов, которым поклонялись».

Фиг. 8. Аристотелевская система мира. Вокруг неподвижной Земли, образующей центр мира, расположено восемь соприкасающихся «небес», которые приводятся в движение особой сферой - «первым двигателем».

Таким образом, Аристотель построил геоцентрическое учение о вселенной, которое имело очень законченный вид и выражало общее мнение большинства ученых древности, так как заключало в себе наиболее распространенные представления того времени. В этом учении Аристотель уничтожил противоположность верха и низа и вместе с тем ввел противоположность земного и небесного, несовершенной и совершенной формы, вечности и возникновения, подвижности и неподвижности, тяжести и легкости и т. д. Все эти противоположности вытекали из того, что всю вселенную Аристотель резко разграничил на две части: на элементарную (земную, несовершенную) и эфирную (небесную, совершенную).

В основу своей физики Аристотель также положил противоположность «естественных» и «насильственных» движений. Естественным движением он считал движение, соответствующее природе вещей (например, движение камня вниз), насильственным - движение противоположное (движение камня вверх). При этом он полагал, что насильственные движения не сохраняются и в конце концов исчезают сами собой, уступая место естественным движениям.

Влияние великого Стагирита длилось около двух тысяч лет и в течение значительной части средних веков этот философ считался непререкаемым авторитетом; так, Данте называл его «учителем тех, кто занимается наукой». Его взгляды настолько глубоко проникли в умы ученых, что даже Коперник, решительно отбросивший аристотелевский геоцентризм, не в состоянии был освободиться от идей его физики.

Аристотель - энциклопедический ум, давший весьма широкое, почти всеобъемлющее обобщение греческой науки. Но он был непоследовательным мыслителем, колебался между материалистическим и идеалистическим мировоззрением (несмотря на то, что немало сделал для подрыва основ идеализма). Средневековая поповщина взяла его идеалистические идеи и приспособила их к интересам защиты религии, идеологии феодальных классов. Эти идеи сделались знаменем реакции.

По меткой характеристике Ленина, «поповщина убила в Аристотеле живое и увековечила мертвое». Поэтому когда под влиянием Бруно, Галилея и других крупных мыслителей разразилась буря против Аристотеля, то это было необходимым условием для развития науки, становившейся на путь материалистического понимания природы. Однако эта буря не столько относилась к самому Аристотелю, сколько к его средневековым последователям и комментаторам (схоластам), которые старались прикрыть его авторитетом свои «душеспасительные» фантазии.