Птолемеевская и коперникианская революции

Все концепции естествознания взаимосвязаны между собой. Их общей основой является физика. Нет ни одной естественнонаучной дисциплины, которая не использовала бы достижения физики. С учетом этого обстоятельства нам необходимо перейти от физики, рассмотренной в предыдущей главе, к другим естественным наукам. Разумно в этой связи обратиться в первую очередь к астрономии и родственным ей дисциплинам — астрофизике и космологии. Эти три дисциплины задают концептуальный каркас, без которого преждевременно обращаться к химии, геологии и биологии. Атомы химических элементов синтезируются в недрах звезд. Следовательно, ранее их следует рассмотреть звезды. Жизнь зарождается на планетах, значит, резонно ее концептуальному осмыслению предпослать рассмотрение процесса образования планет. Звезды и планеты являются объектами астрономии. Итак, ближайший предмет нашего рассмотрения — астрономия.

Астрономия (от греч. astron — звезда и nomos — закон) — наука о космических объектах. Как свидетельствует ее название, она первоначально воспринималась как наука о звездах. Но космос не исчерпывается звездами. С учетом современного уровня знания астрономию следует определить как науку о мультивселенной (от лат. multus — многие), состоящей из многих вселенных, одной из которых является наша Вселенная, или просто Вселенная. При характеристике объектного состава мультивселенной следует учитывать ее строение. В ее состав входят отдельные вселенные, состоящие из сверхскоплений звезд. Они в свою очередь состоят из скоплений звезд, которые представляют собой системы галактик, в том числе и нашу Галактику. Галактики состоят из ~10⁸ звезд. В состав вселенных входит также темная материя и темная энергия, межзвездные и межгалактические среды, планеты, кометы и многое другое. Часть ученых полагают, что нет многих вселенных. Для них астрономия — наука о Вселенной и ее объектах.

Астрофизика, по определению, является наукой о физических процессах, происходящих во вселенных. Судя, но термину «астрофизика», она должна была бы изучать только физику звезд. В действительности же астрофизика имеет дело и с физикой темной материи, и с физикой космических излучений.

Что касается космологии, то ее обычно понимают в качестве раздела астрономии, изучающего свойства и эволюцию Вселенной или даже мультивселенной в целом. Таким образом, астрофизика и космология, как правило, понимаются в качестве двух самых крупных разделов астрономии.

Читателю уже известно, что науки по мере своего развития переходят от одних концепций, менее развитых, к другим, более развитым. Такие переходы называются научными революциями. Они могут быть более или менее значимыми. Разумеется, особое внимание уделяется самым существенным новациям. В астрономии такой новацией стала замена геоцентрической системы мира гелиоцентрической системой. Согласно геоцентрической системе мира, в его центре находится Земля, вокруг которой вращаются Солнце, Луна и планеты. По гелиоцентрической системе, в центре мира находится Солнце, вокруг которого вращаются Луна и планеты. Звезды уподобляются Солнцу. Они не признаются вращающимися вокруг Солнца. Такова, в частности, позиция Дж. Бруно.

Обычно концепции называются именами тех ученых, которые внесли наибольший вклад в ее развитие. Следуя этому правилу, геоцентрическую систему допустимо считать теорией Аристотеля — Птолемея, а гелиоцентрическую систему — концепцией Коперника — Галилея — Кеплера — Ньютона.

Аристотель (384—322 до н.э.) — гений Античности, обладавший замечательным талантом интегратора знаний. Именно он первым представил геоцентрическую систему мира как соответствующую многочисленным наблюдениям. Но в его теории не было математики. Снабдить геоцентрическую систему развитым математическим аппаратом удалось Клавдию Птолемею (ок. 90—168). Он полагал, что вращающаяся вокруг Земли планета равномерно движется по малому кругу, называемому эпицентром, а его центр — по большому кругу. Сложение равномерных движений дает неравномерное движение. Обилие эпицентров — в модели Птолемея их было 80 — свидетельствовало об известной искусственности его модели. Тем не менее она в некотором интервале погрешности адекватно описывала движение планет. Вплоть до открытий Коперника геоцентрическая система Птолемея господствовала в астрономии.

Николай Коперник (1473—1543), как и Птолемей, был превосходным математиком. Он отмечал громоздкость модели Птолемея. Будучи знакомым с учением пифагорейцев, как известно, большими любителями числовых пропорций, Коперник знал, что некоторые из них, в частности Гикет из Сиракуз и Филолай, высказывали предположение, что не Земля является центром мира. Впрочем, они и не утверждали, что Земля вращается вокруг Солнца. Как бы то ни было, идеи пифагорейцев, живших без малого за 2000 лет до него, очевидно, показались ему заслуживающими внимания. Но есть все основания считать, что решающим импульсом его новаций стало превосходство его математического аппарата над аппаратом Птолемея. Если поставить в центр мира Солнце, то описание движения планет существенно упрощается. Отказаться от более красивой теории, которую он разрабатывал 40 лет, в пользу менее удачного построения Коперник не пожелал. Основные положения его теории таковы:

• • центром мира является Солнце, вокруг которого, но круговым орбитам вращаются планеты, в том числе Земля;
• • расстояние от Земли до Солнца значительно меньше, чем до сферы неподвижных звезд;
• • суточное движение Солнца воображаемо и является эффектом, за который ответственно вращение Земли вокруг своей оси.

Воззрения Коперника были для своего времени необычны в высшей степени. И неудивительно, он ведь поменял местами действительное и кажущееся. Кажется, что Солнце вращается вокруг Земли, а на самом деле планета вращается вокруг светила. Неподвижность Солнца многим казалась также непонятным феноменом.