Первая революция в астрономии кратко
Обновлено: 02.07.2024
1. Потребности развивающегося сельскохозяйственного производства.
2. Изменение структуры населения – миграция сельского населения в города и освобождение от крепостной зависимости.
3. Промышленные революции в Италии, Англии, Германии, Франции
4. Прекращение тоталитарного преследования инакомыслящих со стороны католической церкви.
5. Развитие книгопечатания.
6. Светское свободомыслие Ренессанса – гуманизм – основа для восприятия науки.
7. Открытие Америки и информация о новых континентах.
8. Разработка методов экспериментального естествознания – Р.Бэкон, Н.Кузанский.
9. Появление наук, использующих эксперимент в ходе своих исследований – алхимия, ятрохимия.
10. Накопление научных данных, противоречащих парадигме Аристотеля в астрономии, физике, химии, биологии.
Научная революция ХVI – ХVII веков охватила все стороны мировоззрения. Это был новый взгляд на мир, в результате которого возникло новое направление в науке – экспериментальное естествознание. Ее исходным пунктом считается переход от геоцентрической модели мира к гелиоцентрической. Этот переход был обусловлен серией открытий, связанных с именами Н. Коперника, Г. Галилея, И. Кеплера, Р. Декарта. И. Ньютон, подвел итог их исследованиям и сформулировал базовые принципы новой научной картины мира в общем виде.
Научная революция имеет своих предшественников. Прежде всего, это Роджер Бэкон, который утверждал, что источником познания является опыт и Николай Кузанский, сделавший существенный шаг в развитии представлений об устройстве Вселенной.
Основные положения гелиоцентрической системы Н.Коперника:
1. Не существует одного центра для всех небесных орбит и сфер.
2. Центр Земли не является центром мира, но только центром тяготения и центром лунной орбиты.
3. Все сферы движутся вокруг Солнца, расположенного как бы в середине Вселенной, так что около Солнца находится центр мира.
4. Размер Вселенной невообразимо больше размера Солнечной системы.
5. Все небесные движения, замечаемые с Земли, есть следствие движения самой Земли. Сами же небесные тела неподвижны.
6. Земля вращается вокруг Солнца также. Как и все планеты солнечной системы.
7. Кажущиеся петлеобразные движения планет в небе связаны с неравенством скоростей вращения Земли и планет вокруг Солнца.
Согласно Копернику, Земля не является центром Вселенной, таким центром является Солнце. Вокруг Солнца, как вокруг центра, вращаются все планеты, и Земля стоит третьей в этом ряду. Вслед за последней планетой, Сатурном, на очень большом расстоянии находится сфера неподвижных звезд. Поэтому для объяснения видимого движения планет ему приходится также создавать модели с использованием эпициклов, деферентов, эксцентриков и т.д. В некоторых случаях математический аппарат, применяемый Клавдием Птолемеем, позволял с большей точностью описывать движения планет, чем способ, применяемый Коперником. Рассчитанные на основе теории Коперника таблицы движения планет стали предсказывать их положения с еще большими погрешностями. Главная же заслуга Коперника в том, что его теория совершенно перевернула астрономические взгляды и создала новую эпоху в науке. Коперник четко изложил свою концепцию, но конкретных подтверждений ее правильности не привел. Единственное, что было определенно - то, что на основе этой концепции существенно упрощалось объяснение видимого движения планет.
Роль идеи гелиоцентризма в научной революции XVI века очевидна. Новая система мира наносила удар, прежде всего по иерархической структуре мироздания. Превращение Солнца в центр движения планет лишило Землю выделенного места во Вселенной. Такой подход упраздняет иерархию небесных сфер, очень существенную в системе мира Аристотеля и подрывает основы старой парадигмы естествознания.
Не все ученые приняли и поддержали новую гелиоцентрическую систему мира. Она была воспринята как математическая система, необходимая для упрощения описания траекторий движения небесных объектов. Поэтому церковные иерархи спокойно отнеслись к изложению Коперником своих идей и никаких репрессий с их стороны не последовало.
Поисками точных законов гелиоцентрического планетного мира почти через пол века после смерти Коперника занялся немецкий астроном Иоганн Кеплер (1571-1630). Именно он оказался основателем современной астрономии, используя массу точных наблюдений за положением планет, выполненных его учителем датским астрономом Тихо Браге. Кеплер показал, что сложная и неизящная комбинация Коперника с эпициклом и эксцентр - эпициклом не вносит ничего нового в математическое описание движения планет по сравнению с Птолемеем. Он долгое время безуспешно пытался рассчитать круговые орбиты планет. Наконец, наблюдения за движениями Марса привели его к счастливой идее попробовать вместо круга эллипс, что дало положительный результат. Был открыт первый закон Кеплера и первый закон в астрономии – закон эллиптических орбит. Этот закон говорит о том, что все планеты вращаются вокруг Солнца по эллиптическим орбитам, причем Солнце находится в одном из фокусов эллипса. Кеплер установил также, что Земля и все другие планеты движутся в плоскости, проходящей через центр Солнца. Он стал искать связь между скоростью движения планет и их расстоянием от Солнца. Он пришел к выводу, что линия, соединяющая Солнце с планетой за равные промежутки времени отмеряет на орбите разные расстояния, однако площади, которые при этом покрывает радиус – вектор равны. Это открытие представляет собой знаменитый второй закон Кеплера – закон равенства площадей.
Далее Кеплер продолжил поиски общей закономерности, объединяющей все планеты, и отражающей тот факт, что планеты движутся тем медленнее, чем дальше они от Солнца. Он интуитивно высказал мнение, что причиной планетных движений является некоторая сила, исходящая от Солнца и ослабевающая с расстоянием. Так был открыт третий закон – квадраты периодов обращения планет вокруг Солнца относятся, как кубы больших полуосей их эллиптических орбит. Эти три закона связали движение планет в единое стройное целое. Впервые ученый увидел в гелиоцентрической картине движения планет действие единой физической силы, исходящей от Солнца. Он сравнивал эту силу с действием магнита и считал, что она воздействует на расстоянии через особую тонкую среду. По мнению современных физиков, подход Кеплера к устройству мира близок и идеям, изложенным А. Эйнштейном в его общей теории относительности.
Бруно не был простым последователем коперниканства. Он постоянно подчеркивал преемственность этой идеи с учением Николая Кузанского о бесконечности и вечности Вселенной. Именно эта сторона учения Бруно и представляла особую опасность для религии. Согласно его теории, Вселенная едина, материальна, бесконечна и вечна. То, что мы видим перед собой - лишь малая часть вселенной. Фиксированному центру, каким являлась ранее Земля, а в системе Коперника стало Солнце, нет места во Вселенной. Да и само Солнце не остается неподвижным по отношению к другим солнечным системам. Каждая звезда представляет собой такое же солнце, как наше и имеет планеты. Все звездные системы находятся в постоянном движении друг относительно друга. Вселенная – одна, миры же бесчисленны. Вне Вселенной нет ничего, так как именно она представляет собой все сущее. Она вечна, не сотворена Богом, неподвижна. Смысл ее неподвижности - невозможность перемещения в другое место, так как такого места, такой пустоты не существует. В самой же Вселенной вечно происходит постоянное изменение, развитие. То есть в естествознание впервые проникает целостная картина находящейся в постоянном движении однородной Вселенной.
Одним из следствий учения Бруно является идея о существовании иной разумной жизни на других планетах. Жизнь, согласно его концепции, есть вечное свойство материи, не зависящее ни от случая, ни от Бога. Он считал человека разумным животным. Бруно предполагал, что на других планетах разум мог принимать другие телесные формы, то есть, впервые в истории пытался преодолеть антропоцентристский взгляд на мир.
Его концепция бесконечности Вселенной и бесконечного множества миров, их обитаемости, в которую не вписывался Бог – вот что было главным. К отречению именно от этих еретических идей его безуспешно в течение семи лет пытались склонить инквизиторы. Ничего не добившись, его осудили как нарушителя монашеского обета и еретика.
И надо сказать, что философия Джордано Бруно намного опередила то время, когда гелиоцентризм, как астрономическая концепция был принят достаточно широко.
Дальнейшую поддержку учение Коперника получило с развитием физики - особенно механики небесных тел. Наиболее важное развитие концепция гелиоцентризма получила в работах флорентийца Галилео Галилея (1564-1642). Галилей не только поддержал систему Коперника. Он впервые получил реальные подтверждения ее правильности. В этой связи наибольший интерес представляют его собственные многочисленные наблюдения, сделанные на изобретенном голландскими мастерами и изготовленном им самим телескопе – зрительной трубе.
Ему удалось установить, что Млечный Путь- это огромное скопление отдельных звезд, которые отличаются по яркости и размерам. Он сделал вывод об их различной удаленности от нас. Следовательно, они не могли быть прикреплены к неподвижной сфере, отмечающей границу мира, как считалось в концепции Аристотеля.
Галилей обнаружил кольца Сатурна, спутники Юпитера (Ио, Европа, Ганимед, Каллисто), получившие название галилеевых лун, сделал новую карту Луны и установил, что она не является идеальным шаром, а имеет неровную поверхность с горами и кратерами и обращена к Земле всегда одной стороной. Наблюдая пятна на Солнце, он определил время его обращения вокруг оси. Он определил, что все планеты, в отличие от звезд, при наблюдении их в телескоп видны в виде круглых светящихся дисков. Венера, как и Луна, с течением времени меняет свой вид от круглого диска, до узкого серпа.
Все эти исследования на практике подтвердили правильность теории Коперника.
Галилей начал серьезно заниматься исследованиями в области механики в связи с борьбой за признание учения Коперника. Необходимо подчеркнуть, что именно он впервые ввел в практику научных исследований физический эксперимент.
Работы Галилея в области кинематики в корне изменили представления ученых о причинах и характере движения.
Средневековая физика при рассмотрении движения исходила из двух фундаментальных принципов перипатетической кинематики:
1. Всякое движение предполагает двигатель.
2. Любому движению тело оказывает сопротивление. Это сопротивление должно быть преодолено, чтобы движение началось, и постоянно преодолеваемо, чтобы движение продолжалось.
Главное его творение – закон свободного падения тел, движения тела, брошенного горизонтально и под углом к горизонту.
Закон свободного падения: S = gt /2
S – пройденный путь
g – ускорение свободного падения, 9,81 м/сек
Законы механики Галилея вместе с его астрономическими открытиями подводили ту физическую базу под теорию Коперника, которой тот не располагал. Из гипотезы гелиоцентрическая доктрина превращалась в теорию. Кроме того, впервые в истории человеческой мысли было сформулировано само понятие физического закона в современном его значении.
С именем Галилея связывается утверждение в науке гипотетико-дедуктивной методологии познания. Основу этого метода, составляющего ядро современного естествознания, образует логический вывод утверждения из принятой гипотезы и ее последующая эмпирическая проверка. В основе его метода лежит опыт, однако построение гипотезы базируется не непосредственно на опытных данных, а на некоей логической абстракции. Именно абстракция лежит в основе теоретических построений.
Галилей наметил также основные черты нового представления о природе материи, движении и закономерностях материального мира – механистического материализма Материя, по Галилею, обладает лишь простыми геометрическими и механическими свойствами. Это мировоззрение – механистический материализм – на долгие годы стало основным мировоззрением физиков.
Движение солнце (желтый), Земля (синий) и Марс (красный). Слева Коперник гелиоцентрический движение. Справа традиционный геоцентрический движение, в том числе ретроградное движение Марса.
Для простоты период обращения Марса обозначен как 2 года вместо 1,88, и орбиты изображаются как идеально круглые или эпитрохоид.
Содержание
Гелиоцентризм
До Коперника
Европейские ученые были хорошо осведомлены о проблемах птолемеевой астрономии с 13 века. Споры были вызваны прием от Аверроэс'критика Птолемея, и она была снова возрождена восстановлением текста Птолемея и его переводом на латынь в середине 15 века. [а] Отто Э. Нойгебауэр в 1957 г. утверждал, что дебаты в области латинских ученых XV века должны были быть вызваны критикой Птолемея, произведенной после Аверроэса, со стороны Ильханид-эра (13-14 вв.) Персидская школа астрономии, связанная с Обсерватория Мараге (особенно работы Аль-Урди, Ат-Туси и Ибн аль-Шатир). [3]
Суть вопроса, полученного Коперником, резюмируется в Theoricae novae planetarum от Георг фон Пойербах, составлено из конспектов лекций ученика Пейербаха. Региомонтан в 1454 г., но напечатан только в 1472 г. Пойербах пытается дать новое, математически более элегантное представление системы Птолемея, но он не приходит к гелиоцентризму. Сам Региомонтан был учителем Доменико Мария Новара да Феррара, который, в свою очередь, был учителем Коперника.
Есть вероятность, что Региомонтан уже пришел к теории гелиоцентризма еще до своей смерти в 1476 году, так как он уделял особое внимание гелиоцентрической теории гелиоцентризма. Аристарх в поздней работе и упоминает "движение Земли" в письме. [4]
Николай Коперник
Коперник учился в Болонский университет в течение 1496–1501 гг., где он стал помощником Доменико Мария Новара да Феррара. Известно, что он изучал Воплощение в Almagestum Ptolemei Пейербаха и Региомонтана (напечатано в Венеции в 1496 году) и выполнил наблюдения за движением Луны 9 марта 1497 года. Коперник развил явно гелиоцентрическую модель движения планет, сначала написанную в его короткой работе Комментарий незадолго до 1514 г. распространен среди его знакомых ограниченным тиражом. Он продолжал совершенствовать свою систему, пока не опубликовал свою большую работу, De Revolutionibus orbium coelestium (1543), который содержал подробные схемы и таблицы. [5]
Прием
Тихо Браге
Тихо Браге (1546–1601) был Датский дворянин который в свое время был хорошо известен как астроном. Дальнейшее продвижение в понимании космоса потребует новых, более точных наблюдений, чем те, которые Николай Коперник полагались, и Тихо добился больших успехов в этой области. Тихо сформулировал геогелиоцентризм, означающий, что Солнце движется вокруг Земли, в то время как планеты вращаются вокруг Солнца, известное как Тихоническая система. Хотя Тихо ценил преимущества системы Коперника, он, как и многие другие, не мог принять движение Земли. [8]
В 1572 году Тихо Браге заметил новую звезду в созвездии Кассиопея. Восемнадцать месяцев он ярко сиял в небе без видимого параллакс, что указывает на то, что он был частью небесной области звезд согласно Аристотеля модель. Однако, согласно этой модели, на небесах не могло произойти никаких изменений, поэтому наблюдение Тихо было серьезной дискредитацией теорий Аристотеля. В 1577 году Тихо наблюдал великая комета в небе. По его наблюдениям за параллаксом, комета прошла через область планеты. Согласно теории Аристотеля, в этой области существовало только равномерное круговое движение на твердых сферах, что делало невозможным проникновение кометы в эту область. Тихо пришел к выводу, что таких сфер не существует, и возник вопрос о том, что удерживает планету в орбита. [8]
С покровительство короля Дании Тихо Браге учредил Ураниборг, обсерватория в Хвене. [9] В течение 20 лет Тихо и его команда астрономов собирали астрономические наблюдения, которые были намного более точными, чем те, что были сделаны ранее. Эти наблюдения окажутся жизненно важными для будущих астрономических открытий.
Иоганн Кеплер
Кеплер нашел работу помощником Тихо Браге и после неожиданной смерти Браге заменил его на посту имперского математика Император Рудольф II. Затем он смог использовать обширные наблюдения Браге для выдающихся достижений в астрономии, таких как три закона движения планет. Кеплер не смог бы разработать свои законы без наблюдений Тихо, потому что они позволили Кеплеру доказать, что планеты движутся по эллипсам и что Солнце находится не прямо в центре орбиты, а в фокусе. Галилео Галилей пришел после Кеплера и разработал свой собственный телескоп с достаточным увеличением, чтобы позволить ему изучить Венера и обнаруживаем, что у него есть фазы как луна. Открытие фаз Венеры было одной из наиболее влиятельных причин перехода от геоцентризм к гелиоцентризм. [10] Сэра Исаака Ньютона Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica завершила Коперниканскую революцию. Развитие его законов движения планет и вселенская гравитация объяснил предполагаемое движение, связанное с небесами, утверждением гравитационной силы притяжения между двумя объектами. [11]
В 1596 году Кеплер опубликовал свою первую книгу, Mysterium Cosmographicum, который был вторым (после Томас Диггес, в 1576 г.), чтобы поддержать космологию Коперника астрономом с 1540 г. [8] В книге описана его модель, которая использовала Пифагорейская математика и пять Платоновы тела чтобы объяснить количество планет, их пропорции и порядок. Книга заслужила достаточно уважения Тихо Браге, чтобы пригласить Кеплера на Прага и служить его помощником.
В 1600 году Кеплер приступил к работе на орбите Марс, вторая наиболее эксцентричная из шести известных в то время планет. Эта работа легла в основу его следующей книги, Astronomia nova, который он опубликовал в 1609 году. В книге приводятся аргументы в пользу гелиоцентризма и эллипсов для планетных орбит вместо кругов, модифицированных эпициклами. Эта книга содержит первые два из трех его одноименных законов движения планет. В 1619 году Кеплер опубликовал свой третий и последний закон, который показал взаимосвязь между двумя планетами, а не движение одной планеты. [ нужна цитата ]
Работа Кеплера в астрономии была отчасти новой. В отличие от тех, кто был до него, он отказался от предположения о равномерном круговом движении планет, заменив его на эллиптическое движение. Также, как и Коперник, он утверждал, что физическая реальность гелиоцентрической модели противоположна геоцентрической. Тем не менее, несмотря на все свои открытия, Кеплер не мог объяснить физику, которая удерживает планету на ее эллиптической орбите.
Законы движения планет Кеплера
1. Закон эллипсов: все планеты движутся по эллиптическим орбитам с Солнцем в одном фокусе. 2. Закон равных площадей в равное время: линия, соединяющая планету с Солнцем, сметает равные площади в равное время. 3. Закон гармонии: время, необходимое планете для обращения вокруг Солнца, называемое периодом, пропорционально длинной оси эллипса, возведенному в степень 3/2. Константа пропорциональности одинакова для всех планет.
Галилео Галилей
Галилео Галилей был итальянским ученым, которого иногда называют «отцом современного наблюдательная астрономия". [12] Его улучшения в телескоп, астрономические наблюдения и поддержка коперниканства были неотъемлемой частью Коперниканской революции.
На основе проектов Ганс ЛиппершиГалилей сконструировал свой собственный телескоп, который в следующем году он улучшил до 30-кратного увеличения. [13] Используя этот новый инструмент, Галилей провел ряд астрономических наблюдений, которые он опубликовал в Сидерей Нунций в 1610 году. В этой книге он описал поверхность Луна как грубые, неровные и несовершенные. Он также отметил, что «граница, отделяющая светлую часть от темной, не образует равномерно овальной линии, как в случае идеально сферического твердого тела, а отмечена неровной, грубой и очень извилистой линией, как показано на рисунке. " [14] Эти наблюдения поставили под сомнение утверждение Аристотеля о том, что Луна была совершенной сферой, и более широкую идею о том, что небо было совершенным и неизменным.
Следующее астрономическое открытие Галилея окажется неожиданным. Наблюдая Юпитер в течение нескольких дней он заметил четыре звезды рядом с Юпитером, положение которых менялось так, что было бы невозможно, если бы они были неподвижными звездами. После долгих наблюдений он пришел к выводу, что эти четыре звезды вращаются вокруг планеты Юпитер и на самом деле являются лунами, а не звездами. [15] Это было радикальным открытием, потому что, согласно аристотелевской космологии, все небесные тела вращаются вокруг Земли, а планета с лунами явно противоречит этому распространенному мнению. [16] Вопреки убеждениям Аристотеля, он поддерживал космологию Коперника, которая утверждала, что Земля такая же планета, как и все остальные. [17]
В 1610 году Галилей заметил, что у Венеры есть полный набор фаз, подобных фазам Луны, которые мы можем наблюдать с Земли. Это было объяснено системами Коперника или Тихона, которые утверждали, что все фазы Венеры будут видны из-за характера ее орбиты вокруг Солнца, в отличие от системы Птолемея, которая утверждала, что будут видны только некоторые фазы Венеры. Из-за наблюдений Галилея Венеры система Птолемея стала очень подозрительной, и большинство ведущих астрономов впоследствии обратились к различным гелиоцентрическим моделям, что сделало его открытие одним из самых влиятельных при переходе от геоцентризма к гелиоцентризму. [10]
Сфера неподвижных звезд
В шестнадцатом веке ряд писателей, вдохновленных Коперником, например, Томас Диггес, Джордано Бруно и Уильям Гилберт отстаивал бесконечно протяженную или даже бесконечную Вселенную с другими звездами в качестве далеких солнц. Это контрастирует с аристотелевским взглядом на сфера неподвижных звезд. Хотя противники Коперника и Кеплера (с Галилеем, не выражающим точку зрения [ сомнительный – обсудить ] ), к середине 17 века это стало широко распространенным, отчасти благодаря поддержке Рене Декарт.
Исаак Ньютон
Ньютон был известным англичанином физик и математик кто был известен своей книгой Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica. [18] Он был главной фигурой в Научная революция для его законы движения и вселенская гравитация. Говорят, что законы Ньютона являются конечной точкой Коперниканской революции. [ кем? ]
Ньютон использовал законы движения планет Кеплера, чтобы получить свой закон всемирного тяготения. Закон всемирного тяготения Ньютона был первым законом, который он разработал и предложил в своей книге. Principia. Закон гласит, что любые два объекта вызывают сила гравитации притяжения друг на друга. Величина силы пропорциональна произведению гравитационных масс объектов и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними. [11] Наряду с законом всемирного тяготения Ньютона Principia также представлены его три закона движения. Эти три закона объясняют инерцию, ускорение, действие и противодействие, когда к объекту прилагается чистая сила.
Иммануил Кант
Арабская астрономия
Метафорическое использование
В ркоперниканская эволюция это термин, применяемый к великим изменениям, произошедшим в Западной Европе в отношении науки. Сначала ее истоки восходят к открытиям Николая Коперника о Солнечной системе в 16 веке, но истинный масштаб этой революции заключался в том, что она изменила способ видения мира.
В то время самой распространенной теорией Солнечной системы была геоцентрическая, которая утверждала, что остальные планеты вращаются вокруг Земли. Коперник, польский астроном, своими наблюдениями продемонстрировал, что Солнце на самом деле является центральной осью системы.
Это открытие означало не только разрыв с убеждениями, установленными и защищаемыми Церковью. В среднесрочной перспективе это означало сдвиг парадигмы в научных исследованиях и философии, открывший путь идеям Просвещения. Современность заменила средневековье, отдав приоритет научной мысли.
Многие другие авторы переняли свидетельство Коперника и продолжили исследования, используя научный метод. Среди наиболее выдающихся были Галилей, Кеплер и Ньютон, которые в конечном итоге усовершенствовали работу, проделанную польским астрономом.
Николай Коперник
Название Коперниканской революции произошло от имени астронома польского происхождения, который жил между 1473 и 1543 годами. Многие авторы называют этого ученого эпохой Возрождения, учитывая широту его интересов.
Коперник учился в Краковском и Болонском университетах. Затем, примерно в 1500 году, он начал заниматься наукой и астрономией в Риме. Именно в этой последней области ученый сделал открытия, которые в конечном итоге революционизировали науку.
Гелиоцентрическая теория
Во времена Коперника наиболее распространенной теорией Солнечной системы была геоцентрическая теория Птолемея. Эта модель поместила Землю в центр Вселенной, а остальные небесные тела вращаются вокруг нее.
Польский астроном предложил новую теорию, основанную на его собственном вкладе: гелиоцентрическую. Таким образом, в его работе На Revolutionibus (которое Имя "РеволюцииОтносится к траектории планет и звезд) заявил, что центр Вселенной находился близко к Солнцу.
Вокруг него, по мнению Коперника, вращались небесные тела по единой и вечной траектории. Между этими телами находилась Земля, что противоречило Церкви и ученым, которые считали ее центром творения.
Позднее эта теория была улучшена другими учеными, кульминацией которой стал Исаак Ньютон в 18 веке.
Основа теории
Гелиоцентрическая теория Коперника ответила на проблемы понимания движения планет. На самом деле размещение Солнца в качестве центра Вселенной не было новым, поскольку Аристарх Самосский в третьем веке до нашей эры предложил эту модель, чтобы объяснить отсутствие звездного параллакса.
Однако простота геоцентрической модели загнала эти древние знания в угол. Отчасти заслуга Коперника заключалась в том, что он выходил за рамки того, что видели человеческие чувства, когда смотрели на небо, и не увлекался церковными учениями, в которых человек и, следовательно, Земля были центром существования.
В 16 веке в предсказаниях, сопровождавших геоцентрическую модель, стало обнаруживаться множество несоответствий. Например, траектории планет не совпадали с теми, которые указывала эта модель.
Несмотря на защиту птолемеевских астрономов, таких как Тихо Браге, ни одно из выполненных ими измерений не было так близко к реальности, как измерения Николая Коперника.
Революция в науке
Помимо важности для астрономии, коперниканская революция была революцией в науке. С этого момента наука и способ изучения мира определенно изменились.
Теории Коперника и Церковь
Хотя многие ученые утверждают, что оппозиция церкви идеям Коперника не была слишком резкой, есть свидетельства того, что они противоречили его учениям. Главная из них заключалась в том, что гелиоцентризм изгнал идею о том, что человек и Земля являются центром творения.
Примером этого была атака Мартина Лютера на сочинения астронома. Теолог-реформатор обвинил его во лжи и в желании фальсифицировать астрономию.
Другие авторы, последовавшие за Коперником, действительно столкнулись с гораздо более резкой оппозицией со стороны католической церкви. Галилей, защитник гелиоцентрической теории, считал свою работу запрещенной.
От средневековья до современности
Как отмечалось выше, влияние работы Коперника вышло за рамки астрономии. Таким образом, в первую очередь изменилось видение мира. Это перешло от того, чтобы человек был в центре внимания, к тому, что наука могла продемонстрировать. Это привело к изменению всего научного знания.
Кроме того, это также означало революцию в научном методе. После Коперника в основе всех открытий лежали наблюдения и эксперименты, достигающие гораздо более успешных результатов.
Оказывать влияние
Такие ученые, как Галилей, Кеплер и позже Ньютон, были последователями гелиоцентрической модели, предложенной Коперником. Начиная со своей работы, эти ученые выдвигали новые теории, пока не достигли кульминации: механики Ньютона.
По мнению экспертов, принятие гелиоцентрической модели стало важной вехой в истории Запада. Считается, что с этой теорией закончилась эпоха, отмеченная религией и ее установлением, действовавшим в средние века.
После Коперника, Джордано Бруно, Галилея и Кеплера мир физики и астрономии стремительно продвигался вперед. С другой стороны, это привело к появлению целого ряда философов, таких как Декарт или Бэкон.
Отчасти великая коперниканская революция поставила под сомнение то, как человечество должно было объяснить мир. Недостаточно было наблюдать, как Солнце, казалось, вращается вокруг Земли, но возникла необходимость в науке для открытия его истинной механики.
XVI век является эпохальной вехой в отношениях между наукой и религией. Он знаменует собою начало освобождения науки от теологии, рождение современного естествознания.
Коперниканская астрономия знаменовала собою мировоззренческую революцию, появление совершенно новой картины мира, а также заявку со стороны науки на свою автономию и право судить о мире самостоятельно, независимо от теологических догм. Наиболее ярко этот значительный шаг в истории естествознания был охарактеризован Ф. Энгельсом: «Революционным актом, которым исследование природы заявило о своей независимости. было издание бессмертного творения, в котором Коперник бросил. вызов церковному авторитету в вопросах природы.
Это противоречие между двумя теориями, зафиксированное уже Птолемеем и выступавшее как постоянный возмущающий фактор в развитии науки, оказывалось неразрешимым в условиях господства аристотелевской физики, а также безоговорочного приоритета метафизического и религиозного знания над научным. Прокл, как известно, предложил компромисс — рассматривать теорию гомоцентрических сфер как единственно истинную картину универсума, а эпициклическо-эксцентрическую астрономию Птолемея — просто как удобную математическую фикцию. Это противоречие и этот компромисс пришли в латинскую европейскую науку и теологию через арабо-мусульманских мыслителей, прежде всего через Аверроэса.
Таким образом, реформа календаря явилась той практической задачей, которая оказала несомненное влияние на оживление астрономической практики, стимулировала интерес к теоретической астрономии и развивала критическое чутье к астрономическим достижениям древних. Кроме того, к этому времени в полной мере выявились расхождения системы Птолемея с наблюдаемыми явлениями, например, несоответствие его теории движения Луны наблюдаемым закономерностям, неудовлетворительность принципов определения тропического года и т. д.
Прежде всего Коперник определяет свое отношение к
Доказывая наличие годового вращения Земли и выявляя порядок планет и структуру Вселенной, Коперник апеллирует к явлениям и предлагает интерпретацию этих явлений, основываясь на достижениях оптики, полученных вне рамок аристотелевской физики. Он ссылается на неадекватность теории гомоцентрических сфер, выявленную еще во времена Автоликия Питанского, младшего современника Аристотеля, и показывает, что невозможно утверждать центральное положение Земли, поскольку мы наблюдаем планеты то приближающимися к Земле, то удаляющимися от нее. Из неравномерности видимого движения планет на основании законов оптики можно заключить, что когда планеты замедляют движение — они удаляются от Земли, а когда ускоряют,— приближаются. Об этом же свидетельствует и изменение яркости планет. Все это и позволяет заключить, что Земля не является центром системы гомоцентрических кругов.
Исходя из того, что размеры орбит измеряются величиной времени обращения, Коперник устанавливает порядок вращений. Первой и наивысшей из всех является сфера неподвижных звезд, которая сама является неподвижной; она служит точкой отсчета движений и положений всех остальных светил. Далее следует первая из планет — Сатурн, завершающий свое обращение в 30 лет, после него — Юпитер, движущийся двенадцатилетним обращением, затем — Марс, который делает оборот в два года. Четвертое по порядку место занимает годовое вращение Земли вместе с лунной орбитой, как бы эпициклом. На пятом месте стоит Венера, возвращающаяся на девятый месяц. Наконец, шестое занимает Меркурий, делающий круг в 80 дней. В середине всех вращений находится Солнце.
Таким образом, гелиоцентрический тезис позволил Копернику избежать той произвольности, которая со времен Прокла являлась постоянно воспроизводимым аргументом против системы Птолемея. Все необъяснимые в ней совпадения и ограничения нашли свое объяснение в системе Коперника. Наиболее сильные ограничения налагались в системе Птолемея на движения нижних планет — центры их эпициклов должны были всегда лежать на прямой, соединяющей Землю и Солнце. Это ограничение для Меркурия и Венеры в гелиоцентрической системе становится легко объяснимым,— эти планеты обращаются вокруг Солнца, находясь все время внутри орбиты Земли. Другое ограничение относилось к верхним планетам: отрезок, соединяющий каждую из верхних планет с центром ее эпицикла должен был всегда оставаться параллельным прямой, соединяющей Землю с Солнцем. Кроме того, периоды обращения по эпициклам для всех верхних планет одинаковы и совпадали с периодом годового обращения Солнца вокруг Земли. Эти ограничения также становятся совершенно очевидными в гелиоцентрической системе. Наблюдаемое движение планеты становится результирующей ее собственного движения вокруг Солнца и годичного движения Земли, с которой оно наблюдается.
Кроме того, гелиоцентрический тезис позволил Копернику определить порядок планет и точную соразмерность их орбит, чего не мог сделать Птолемей. По положениям планет и при учете движения Земли Коперник мог вычислить радиусы деферентов планет, соответствующие их средним расстояниям от Солнца. Эти расстояния оказались весьма близкими к их современным значениям. Определение средних размеров планетных орбит было одним из выдающихся достижений астрономии Коперника, полученных в результате принятия гелиоцентрического принципа, выполнявшего роль систематического и гармонического основания. Именно достигнутое в системе Коперника гармоническое единство мира стало одним из существенных аргументов в пользу принятия гелиоцентризма.
Кимелев Ю. Полякова Т. Наука и религия Глава 3. Коперниканская революция
Восстановленное по найденному черепу лицо астронома (слева). Учёные были поражены сходством с портретами молодого Коперника: был заметен даже шрам над правой бровью (иллюстрация AP Photo/Kronenberg Foundation)
Читайте также: