Блеск и нищета астрономов Древнего мира
Астрономия родилась семь тысяч лет назад, когда началась Великая неолитическая революция и люди, ранее занимавшиеся собирательством «вершков и корешков» и охотой, стали развивать земледелие и животноводство, переходить к оседлому образу жизни. Чтобы точно знать, когда сеять, а когда убирать урожай, нужно было учитывать наступление времён года, а это можно было определить по полуденной высоте солнца и появлению на ночном небе определённых звёзд. За три тысячи лет до нашей эры египетские жрецы заметили, что разливы Нила, регулировавшие сельское хозяйство страны, наступают вскоре после того, как перед восходом Солнца на востоке появлялась самая яркая из звёзд, Сириус, скрывавшаяся до этого около двух месяцев в лучах Солнца.
В это же время в междуречье рек Тигр и Евфрат, известном как Месопотамия, процветала шумеро-аккадская цивилизация, достигшая больших высот в астрономии. В центре каждого шумерского города был храм-зиккурат, в котором производились астрономические наблюдения.
Шумерские астрономы поняли, что Вечерняя и Утренняя звезда представляет собой одно и то же светило — планету Венеру. Планеты шумеры называли «дикими овцами», чтобы отличить их от неподвижных звёзд. Они составили список созвездий «на пути Луны» — прообраз современного зодиака, разделили солнечный год на четыре сезона. Главное астрономическое достижение шумеров — введение эклиптики: большого круга в зодиакальном поясе, состоящего из 12 частей. Этот круг служил шкалой для определения положений Солнца, Луны и планет. Каждая из этих частей называлась именем своего созвездия. Был открыт 18-летний период повторяемости лунных затмений. Большие круги небосвода делились на 360 градусов, что сохранилось до сих пор.
К концу IV века до нашей эры шумерские астрономы создали математическую теорию движения Луны и планет, в основе которой лежали арифметические прогрессии. При раскопках в окрестностях Вавилона найдены тысячи глиняных «халдейских» табличек с эфемеридами (измерениями движения) Луны и планет очень высокой точности. Географ Страбон сохранил для нас имена величайших шумерских астрономов — Гидинны, Габуриана и Селевка.
Неплохо разбирались в астрономии и строители Стоунхенджа в Южной Англии. Камни этой древней обсерватории установлены так, что если мысленно соединить их линиями, то они сойдутся в точках восхода Солнца в дни летнего и зимнего солнцестояния и на положение Луны в разные времена года.
Древние греки создали математическую астрономию. Их воззрения на устройство Вселенной были далёкими от реальности, но математические методы для описания и предсказания движения небесных тел, несмотря на их сложность, способствовали развитию навигации.
Первым известным нам астрономом Эллады был Фалес Милетский, предсказавший солнечное затмение 585 года до н.э.
Следующий шаг в понимании устройства Вселенной сделал Пифагор, провозгласив шарообразность Земли. Пифагор и его ученики создали космологию — науку о строении Вселенной. Они считали, что и Земля, и Вселенная шарообразны. Об этом свидетельствовали наблюдения мореплавателей и путешественников, подкреплённые научными рассуждениями пифагорейцев.
Последователи Пифагора впервые попытались разгадать, хотя и безуспешно, причины странного поведения планет (что означает «бродяги»), которые совершали попятные движения на небосводе.
Основатель Афинской академии Платон поставил перед учёным миром Эллады задачу — «спасти явления», то есть создать единую теорию движения небесных тел. Его ученик Евдокс Книдский справился с этой задачей. Построенную Евдоксом обсерваторию показывали любопытным спустя многие сотни лет. Мировую известность и славу принесла Евдоксу его математическая теория мира.
В центре Вселенной, согласно Евдоксу, — неподвижная Земля, окружённая концентрическими сферами. Движение любого небесного тела Евдокс объяснял с помощью комбинации движений этих сфер. Он не считал, что сферы существуют на самом деле, просто выстроил математическую модель, дающую неплохие результаты.
Но давайте не будем спешить насмехаться над учёными античной Греции.
Ведь точно такая же ситуация наблюдается в современной науке, например в квантовой механике, имеющей дело с законами микромира. Основной закон квантовой механики — уравнение Шредингера — не выведено из каких-либо дедуктивных соображений, а просто подогнано под экспериментальные результаты.
И величайшие физики мира вот уже сто лет спорят, какой физический смысл несут основные квантово-механические законы. И всё больше склоняются к тому — что никакого. Просто описывают странные процессы микромира, не более.
И наоборот — очень красивая теория суперструн, до мелочей, кстати, повторяющая модель Вселенной Пифагора, не имеет никаких экспериментальных подтверждений и не может ничего предсказать.
Ученик Платона Гераклид Понтийский высказал революционную и не принятую современниками идею о том, что вращение небосвода — не более чем иллюзия, а на самом деле это Земля совершает суточное вращение вокруг своей оси за 24 часа. Гераклид предположил также, что Меркурий и Венера, не вписывающиеся в модель Евдокса, вращаются вокруг Солнца. Отсюда был один шаг до гелиоцентрической модели Аристарха Самосского.
Архимед в своём «Псаммите» говорит: «Аристарх Самосский написал сочинение, содержащее ряд новых допущений… Он принимает, что неподвижные звёзды и Солнце остаются неподвижными, а Земля движется вокруг Солнца по окружности круга, в центре которого лежит Солнце…»
Увы, революции в сознании античных астрономов не произошло. Но в античной астрономии случился новый взлёт после завоевательных походов Александра Македонского. В Александрии Египетской был построен Мусейон — величайшее книгохранилище, известное сейчас как Александрийская библиотека. Здесь работали астрономы Эратосфен, Аполлоний, Аристарх, Гиппарх и Птолемей, создавшие астрономическую теорию, просуществовавшую полторы тысячи лет.
Гиппарх создал модель эпициклов, основу астрономической модели, описанной Клавдием Птолемеем в его знаменитом «Альмагесте» (в оригинале рукопись называлась «Математическое построение», но сохранилась она только в арабском переводе как «Аль-мегисте» — «величайшее»).
Птолемеевский «Альмагест» давал столь точные результаты, что на тысячу лет стал настольной книгой мореплавателей.
Сам Птолемей чётко сознавал, что его теория — не более чем удобная математическая модель, согласующаяся с результатами измерений.
Клавдий Птолемей знал о гелиоцентрической модели Аристарха Самосского, но отвергал её. Он считал, что скорость движения тел зависит от их массы, и если бы Земля двигалась, то обогнала бы более лёгкие предметы, находящиеся на ней, — например, людей и животных. Сейчас такое заблуждение может показаться смешным; наверное, людям, которые будут жить через тысячу лет после нас, покажутся смешными иные наши воззрения.