Читать книгу Философия и наука. От Анаксимандра до Коперника - - Страница 6

Система гомоцентрических сфер не решала и не могла решить проблемы объяснения всей совокупности астрономических явлений. Уже во времена Евдокса и Аристотеля существовали эмпирические данные о том, что расстояния планет от Земли не остаются постоянными, а изменяются, в то время как в системе гомоцентрических сфер расстояние от некоторого светила до Земли с необходимостью предполагалось неизменным. Симпликий в «Комментарии» к аристотелевскому трактату «О Небе» указывал, что теории Евдоксовой школы не объясняли явления. Это относится не только к явлениям, открытым позднее, но и открытым ранее и известным ученикам Евдокса. «Я имею в виду тот факт, что иногда планеты появляются ближе к нам, а иногда дальше. Это очевидно для наших глаз в некоторых случаях. Так, Венера и Марс выглядят во много раз большими, когда они находятся в середине своего возвратного движения. В результате в безлунные ночи Венера позволяет телам отбрасывать тени»33.

Нельзя сказать, что неравенство в расстояниях относительно Земли каждого из этих тел не принималось во внимание учениками Евдокса. Так, Полемарх из Кизика (IV в. дон. э.), друг и ученик Евдокса, учитель Каллиппа, очевидно знал об этом. Но в конце концов он пренебрег этими явлениями, чтобы не отказываться от теории гомоцентрических сфер, которой отдавал предпочтение. Наконец, Автоликий Питанский, математик, современник Теофраста, первым попытался построить теорию, которая объясняла бы явления изменения расстояния светил от Земли, но ему, по свидетельству Сосигена, это не удалось.

П. Дюгем приводит мнение Сосигена, который, описывая явления, противоречащие гипотезе гомоцентрических сфер, упрекает сторонников этой гипотезы в том, что они не учитывают подобные факты: «Сферы сторонников Евдоксане объясняют наблюдаемые явления. Они не объясняют даже те, которые были известны еще до них и которые они сами рассматривали как истинные… По крайней мере, уже простое наблюдение обнаруживает одно явление, которое никому из них до Автоликия Питанского не удалось вывести из своих гипотез… Я имею в виду тот факт, что некоторые светила то удаляются, то находятся вблизи от нас»34.

Критические замечания, которые выдвинул Сосиген, сводятся к следующим. Теория гомоцентрических сфер неверна уже в самой своей основе. Из основного ее принципа вытекает, что каждое светило находится на постоянном расстоянии от Земли, но даже простое наблюдение показывает, что расстояния многих блуждающих светил от Земли меняются с течением времени. Они очевидны для Венеры и Марса, благодаря значительному изменению яркости этих планет. Они очевидны и для Луны, поскольку видимый диаметр этого светила может быть измерен, а измерение показывает, что он меняется в соотношении 12 к 11. Они становятся неоспоримыми благодаря тому факту, что центральные затмения Солнца оказываются то полными, то с остаточным венцом, что было бы невозможно, если бы расстояние от Луны до Солнца оставалось постоянным. Наконец, эти изменения расстояния вытекают из положений, признанных еще со времен Пифагора: если мы видим, что светило движется с переменной угловой скоростью, то это значит, что мы ведем наблюдения не из центра описываемой им окружности.

И тем не менее, все эти хорошо известные критические высказывания не привели к отказу от концепции космоса как системы гомоцентрических сфер. Казалось бы, простейший выход из создавшейся ситуации заключается в отказе от того, чтобы рассматривать Землю как необходимый центр мира и всех небесных движений, тем более что прецеденты подобного отказа уже существовали. Так, в это время ещё находила сторонников система Филолая, вводившего круговую орбиту суточного обращения Земли вокруг центрального огня. Его система предполагала, что расстояния от центрального огня до различных небесных светил остаются постоянными, но расстояния их до Земли изменяются, а потому систему Филолая можно было рассматривать как образец для возможного разрешения трудностей наблюдательной астрономии.

Мнения о движении Земли имели в общем и целом широкое хождение в Античности. Например, пифагореец Экфант считал, что Земля совершает суточное вращение вокруг своей оси, намеки на суточное движение Земли можно встретить и у Платона в «Тимее», это мнение отстаивал также и современник Аристотеля Гераклид Понтийский (388—315 гг. до н.э.), как о том свидетельствует Симпликий, и Гикетас Сиракузский, согласно Цицерону.

Однако лишь Аристарх Самосский (ок. 320—250 гг. до н.э.) предложил геокинетическую систему мира, в которой Земля вращалась не только вокруг своей оси, но и вокруг Солнца. Эта система получила широкую известность, и о ней мы знаем благодаря Архимеду (ок. 287—212 гг. до н.э.), изложившему основную идею Аристарха в своем сочинении «Исчисление песчинок», а также благодаря Плутарху. Характеризуя астрономическую систему Аристарха, Паннекук пишет: «Несомненно, что это была гелиоцентрическая система мира, однако без всякой детализации причин и следствий. Не давали этих деталей и поздние авторы, упоминавшие об Аристархе и его теории. Очевидно, она вообще не нашла приверженцев»35.

Существует, на наш взгляд, две причины, почему система Аристарха не была разработана, оставаясь лишь смелой, изобретательной, но не получившей широкого признания идеей. Первая причина заключается в общепринятое™ и общераспространенности принципов аристотелевской физики. Физическое обоснование принципа статического геоцентризма, его кажущаяся очевидность с точки зрения обыденного опыта и наличных физических представлений привели к тому, что геоцентрическая система мира стала рассматриваться как надежно обоснованная истина. Аристотелевская физика встала на пути всех иных астрономических идей и прежде всего газокинетических. Именно она стала позднее основой критики, выдвинутой против гелиоцентрических идей Птолемеем.

Второй причиной является оппозиция идее гелиоцентризма со стороны философов. Основу этой оппозиции составляли религиозно-философские соображения, согласно которым небесные движения являются сферой божественного. Свидетельства этой оппозиции мы находим у Плутархав его «Ликах на Луне» и у Сенеки в «Исследованиях о природе».

В силу этого астрономия была вынуждена искать обходные пути для решения трудностей, возникающих в связи с наблюдаемым движением светил. Однако сама проблема -противоречие системы гомоцентрических сфер и наблюдательной астрономии – была осознана. Поскольку она не могла быть решена в ситуации господства аристотелевской физики, то оставался один путь – разделить физику и астрономию, что и было сделано знаменитым стоиком и астрологом Посидонием (135—50 гг. до н.э.). Именно ему приписывается известное положение о различии между астрономической и физической науками: для астронома приемлемо любое объяснение, которое спасает явления, тогда как физик должен выводить истину исходя из первопричин. Астрономия пошла по пути создания различных хитроумных геометрических построений, позволяющих «спасать явления», не нарушая принципа геоцентризма.

Напомним, что теория гомоцентрических сфер натолкнулась на ряд трудностей при попытке сохранения видимого движения светил. К их числу относились следующие: во-первых, наблюдаемая неравномерность движения светил, которая свидетельствует о том, что наблюдение ведется не из центра их орбит; во-вторых, изменение яркости светил, которое также свидетельствует о том, что планеты изменяют своё расстояние от Земли; и, наконец, в-третьих, наблюдаемое попятное движение планет.

Решение этих проблем стало возможным только на путях математической астрономии. Еще в III в. до н. э. александрийский математик Аполлоний Пергский ввел понятие эксцентра – окружности, центр которой не совпадает с положением наблюдателя, находящегося на Земле.

Окружность АВСД (рис. 1) с центром в точке О изображает путь светила, Земля смещена относительно центра этой окружности. Светило движется по своей траектории равномерно, и только наблюдателю, находящемуся на Земле, движение светила предстает неравномерным: в точке А это движение предстает наиболее быстрым, а в точке С – наиболее медленным. По дуге АВС оно движется равнозамедленно, а по дуге СДА равноускоренно. Эксцентр 3 объясняет изменение яркости светил: в А они более яркие, чем в С. Кроме того, на рис. 1 видно, что светило пройдет дуги АВ и ДА за меньшее время, чем дуги ВС и СД. В случае, если этим светилом будет Солнце, этот факт и объяснит неравенство сезонов.

Конструкция Аполлония объясняла часть наблюдаемых неравномерностей за исключением попятного движения планет и была заимствована в астрономию Гиппархом (190—125 гг. до н.э.), крупнейшим астрономом Древней Греции и всего доптолемеевского периода, труды которого не сохранились, нор об основных идеях которого известно от Птолемея.