Системы мира (от древних до Ньютона) - Г. Гурев

Развивая это учение, нетрудно было в конце концов притти к правильному, гелиоцентрическому представлению о системе мира. Для этого надо было только признать, что

Солнце находится в центре орбит и остальных планет и что Земля является одной из планет. Аристарх Самосский и был тем великим астрономом, который первым пришел к гелиоцентрической теории. По всей вероятности огромную роль в зарождении этой гениальной идеи сыграло его убеждение, что Солнце гораздо больше, чем Земля и Луна.

Мы не имеем подробных сведений о жизни Аристарха; из его трудов до нас дошли только отрывки весьма важного сочинения «О величине и расстояниях Солнца и Луны».

До Аристарха астрономы, развивая различные теории о строении вселенной, совершенно не обращали внимания на проблему взаимных расстояний небесных тел и их размеров. Мы не встречали до Аристарха ни одной научной попытки определить расстояния, отделяющие Солнце и Луну от земного шара. Аристарх же изобрел чрезвычайно остроумный способ, позволяющий при помощи простых геометрических данных определить отношения расстояний Солнца и Луны от Земли. Произведя много тщательных наблюдений, Аристарх вычислил, что Солнце отстоит от нас в 19 раз дальше, чем Луна (на самом деле, как выяснилось почти через два тысячелетия, Солнце дальше Луны от Земли приблизительно в 400 раз). Аристарх пришел к заключению, что Солнце должно быть больше Земли в 300 раз (на самом деле в 1 300 000 раз).

Теоретический путь, которым Аристарх старался решить задачу определения расстояний и размеров Солнца и Луны, был совершенно правилен и состоял в следующем. Когда освещена как раз половина лунного диска, солнечные лучи составляют прямой угол с направлением от Земли к Луне, так что центры Земли, Луны и Солнца находятся в вершинах прямоугольного треугольника, причем расстояние Луны от Земли образует катет, а расстояние Солнца от Земли — гипотенузу. Чтобы определить отношение катета к гипотенузе, т. е. отношение расстояния Солнце — Земля к расстоянию Луна — Земля, достаточно определить один угол (содержащийся между лучами зрения, идущими от глаза наблюдателя к центрам Луны и Солнца), поддающийся непосредственному измерению.

Из своих измерений Аристарх вывел, что угол у центра Солнца равен 3 градусам; в действительности же он гораздо меньше и составляет всего 10 минут. Эта ошибка в подсчетах была вызвана тем, что во времена Аристарха не умели точно измерять очень маленькие углы, тем более, что граница между освещенной и темной половиной Луны не отличается достаточной отчетливостью. Во всяком случае до Аристарха только пифагорейцы пытались определять расстояния до небесных тел, но они довольствовались лишь 72

игрой чисел. Например, Филолай в своей системе, предполагая расстояния возрастающими в геометрической прогрессии, утверждал, что каждое последующее светило в три раза дальше от З^мли, нежели предыдущее. По сообщению Плиния, пифагорейцы оценивали расстояния путем сравнения с высотой музыкальных тонов, причем этот способ возник, по всей вероятности, в связи с открытым самим Пифагором соотношением между числами и гармонией музыкальных тонов. Подобные взгляды, поддержанные Платоном, существовали в продолжение тысячелетий, и даже Кеплер говорил: «Вселенная задумана и построена разумным существом, имею*- щим особое пристрастие к простым математическим соотношениям».

Аристарх считал невероятным обращение столь „исполинского небесного тела, как Солнце, вокруг сравнительно маленькой Земли. В конце концов он пришел к заключению, что звезды неподвижны, что в центре вселенной находится не Земля, а Солнце и чт® Земля обращается вокруг него в течение года. Вместе с тем он допустил, что Земля, обращаясь вокруг Солнца, в то же время имеет и суточное вращение вокруг своей оси.

Сообщения целого ряда древних авторов не оставляют сомнения в том, что Аристарх был первым, с достаточной ясностью выразившим гелиоцентрическое мировоззрение. Между прочим, Плутарх говорит, что мысль о движении Земли высказана была Аристархом лишь в качестве гипотезы, но якобы доказана была Селевком, жившим в середине II в. до хр. эры. В этом, конечно, нельзя не сомневаться, так как в то время не могли располагать доказательствами, которые имели бы достаточно убедительный характер.

Фиг. 19. Треугольник Аристарха, иллюстрирующий метод сравнения расстояний Солнца и Луны от Земли. S, Е и М — Солнце, Земля и Луна. Когда с Земли Луна кажется равной половине круга, точка Е образует с точками М и S прямоугольный треугольник, где расстояние Луны от Земли есть катет МЕ, а расстояние Солнца от Земли гипотенуза ES. Измерив угол MES, узнаем все углы треугольника, гак как угол М прямой, следовательно и сумма углов Е и S равна прямому углу; отсюда нетрудно вычислить отношение сторон треугольника — катета МЕ и гипотенузы ES, т. е. отношение расстояний Луны и Солнца от Земли.

Чрезвычайно интересно, как Аристарх объяснял, почему при годичном движении Земли вокруг Солнца неподвижные звезды не меняют своего видимого положения. Он говорил, что сравнительно с расстоянием неподвижных звезд от Земли, расстояние Солнца от Земли совершенно ничтожно. Как ни велика земная орбита сама по себе, к размерам системы неподвижных звезд она относится так же, как центр круга к его окружности.

Это объяснение вполне удовлетворительно: при колоссальном отдалении неподвижных звезд незначительное перемещение Земли в пространстве не может вызывать видимого перемещения звезд на небосводе. Лаплас справедливо заметил, что уже одна эта мысль доказывает, что у Аристарха было более правильное представление о размерах, вселенной, чем у всех других астрономов древнего мира. Важно и то, что Аристарх придерживался также идеи о существовании множества миров и относил Солнце к числу неподвижных звезд. Нельзя поэтому не согласиться с Гумбольдтом, называвшим этого астронома «древним копер- никанцем».[11] Многие из противников Коперника не без основания называли себя «анти — Аристархами».

Смелое учение Аристарха противоречило астрономическим представлениям того времени, и поэтому было встречено возражениями и насмешками. Даже математик Архимед (287–212 гг. до хр. эры), один из величайших гениев древнего мира, не понял учения Аристарха и доказывал, что никакой круг не может казаться точкой и что самое учение нелепо. В своем знаменитом сочинении об исчислении песчинок (по — гречески оно называлось «Псаммит») Архимед писал:

«Известно, что большинство астрономов под вселенной понимают сферу, центр которой соответствует центру Земли, а радиус равен прямой линии, соединяющей центр Земли и Солнца. Но Аристарх Самосский в своих «Предположениях», написанных им против астрономов, опровергает это мнение и приходит к заключению, что вселенная должна быть гораздо больших размеров, чем только что указано. А именно, он принимает, что неподвижные звезды и Солнце не меняют своего места в пространстве, что Земля движется по окружности около Солнца, находящегося в центре этой окружности и что центр сферы неподвижных звезд совпадает с центром Солнца. Сфера неподвижных звезд имеет такую величину, что круг, по которому движется Земля, находится в таком же отношении к сфере неподвижных звезд, как центр этого круга к его окружности. Но это, очевидно, невозможно, ибо центр круга не имеет никакой величины и следовательно нет никакого отношения центра к окружности. Поэтому надо полагать, что Аристарх хотел сказать, — так как мы все‑таки рассматриваем Землю как центр вселенной, — что Земля так относится к тому, что я называл выше вселенной, как сфера, к которой принадлежит круг, описываемый, согласно его допущению, Землей, относится к сфере неподвижных звезд».

Таким образом, Архимед выразил следующую мысль: объем сферы неподвижных звезд во столько раз больше объема сферы с радиусом земной орбиты, во сколько этот последний объем больше объема земного шара. Не подлежит сомнению, что Аристарх представлял себе центр круга как бы бесконечно малым кругом и этим придавал сфере неподвижных звезд бесконечно большие размеры по сравнению с размерами земной орбиты. Архимед же пытался опровергнуть этот взгляд только на том «основании», что нет никакого отношения точки к кругу. Для вычисления поперечника сферы неподвижных звезд Архимед принял, что Аристарх под центром земного пути разумел самый земной шар, и считал окружность Земли в 300 ООО стадий. На основании своих вычислений он пришел к выводу, что расстояние Солнца от Земли не может быть больше 10 ООО земных радиусов, а поперечник сферы неподвижных звезд не больше 10 ООО млн. стадий, т. е. приблизительно лишь в 100 000 раз больше поперечника земного шара.

Гелиоцентрическая система казалась настолько новой, парадоксальной, противоречащей ходячим представлениям, а геоцентрическая до такой степени удовлетворяла всех, что даже такой великий ученый древности, как Архимед, не только не перешел на сторону Аристарха, но и плохо понял его.