Петр Щеглов - Отражённые в небе мифы земли
Однако это не так. Современная астрономия является наукой о природе; она тесно связана с другими науками и, разумеется, в первую очередь — с физикой, но отношения между ними равноправны. Об этом говорит история астрономии, и мы знаем, что впервые взаимодействие науки о небе с другими разделами человеческого знания началось в Древней Греции. И действительно, применение мощного нового метода — евклидовой геометрии к результатам даже очень простых и не очень точных (у греков не было совершенных угломерных инструментов и часов) наблюдений позволило не только успешно решать прикладные задачи, но и впервые произвести исключительно важные фундаментальные исследования — установить факт изолированности Земли в пространстве, определить ее форму и размеры, расстояние от Земли до Луны и оценить в этих единицах расстояние до Солнца.
Астрономы Древней Греции впервые стали последовательно проводить идею взаимодействия астрономии с математикой; ранее это не делалось в Египте и Двуречье довольствовались определением длины года, фиксацией определенных его моментов и, разумеется, предсказанием затмений. В суть вещей астрономы этих стран проникнуть, повидимому, не пытались, а может быть, не хотели или не могли. Во всяком случае первую попытку определения масштаба системы Земля — Луна — Солнце мы приписываем древним грекам. О шарообразности Земли с доказательствами ее мы читаем уже у Аристотеля в середине IV в. до н. э. Примерно в это же время хранитель Александрийской библиотеки Эратосфен определил из измерений величины теней в полдень в Александрии и Асуане диаметр земного шара с неплохой (по-видимому, порядка 20 %) точностью. Столетием раньше Анаксагор из Клазомены объяснил истинную причину солнечных и лунных затмений, а также установил тот факт, что Луна светит отраженным светом Солнца.
В III в. до н. э. Аристарх Самосский, первый гелиоцентрист, анализируя свои наблюдения, определил с помощью геометрического построения, что Солнце отстоит от Земли в 19 (на самом деле в 370) раз дальше, чем Луна. Ошибка была вызвана несовершенством применявшихся им угломерных устройств.
Гиппарх Никейский, работавший во II в. до н. э. на Родосе, обнаружил предварение равноденствий прецессию; он изучал также движение линии узлов лунной орбиты, неравномерность годичного движения Солнца и определил расстояние от Земли до Луны.
Разумеется, при таком уровне фундаментальных исследований астрономы древней Эллады решали без большого труда все задачи, которые могли поставить перед ними потребности повседневной жизни эпохи.
Энциклопедией античной астрономии был «Альмагест» Клавдия Птолемея. Без всякого сомнения можно утверждать, что даже через 1000 лет одно его оглавление заставляло трепетать сердце любого астронома. И, действительно, мы знаем, какие усилия были приложены в XV в. для того, чтобы сделать доброкачественный прямой перевод этой книги с греческого языка на латынь.
Просмотрим же теперь бегло содержание «Альмагеста». В первой его книге астроном времен Ивана Грозного или Генриха IV мог найти описание небесной сферы и наиболее употребительных ее кругов, а также сферическую тригонометрию. Вторая книга труда Птолемея посвящена делению Земли по зонам различной продолжительности дня и ночи, восходу и заходу Солнца и определению длины тени. Третья и четвертая книги «Альмагеста» трактуют продолжительность года и месяца, а пятая излагает устройство астролябии и новые измерения неравенства движения Луны. В шестой книге говорится о противостояниях Солнца и Луны и описываются условия затмений, а седьмая посвящена прецессии; в ней же приведен каталог Гиппарха с 21 северным, 12 зодиакальными и 15 южными созвездиями. Для некоторых его звезд приведены координаты долгота и широта, другие же указаны по их расположению в созвездиях. В тринадцатой книге дано описание Млечного Пути, а в последних пяти излагается геоцентрическая система.
К сожалению, довольно часто в популярных, да и не только популярных изданиях наших дней можно встретить мнение о труде Клавдия Птолемея как о реакционной и принесшей много вреда науке книге, пропагандирующей неправильную геоцентрическую систему мира. Как было бы хорошо, если бы там прямо была изложена гелиоцентрическая система Анаксагора — Коперника! Ведь сколько времени потеряли европейские астрономы для восстановления истины!
Но не будем требовать от мудрецов Эллады невозможного; они и так сделали невероятно много для создания современной европейской цивилизации. Что же касается системы Птолемея, то астрономия всегда была наблюдательной наукой и остается таковой, а наблюдения предшественников величайшего астронома античности не позволяли сделать однозначный выбор между гео- или гелиоцентрической системой мира. На уровне гипотез обе системы считались равноправными — древние греки были весьма терпимы в научных спорах и не отдавали заранее предпочтения какой-нибудь определенной точке зрения (это научились делать позже, в средние века); математический аппарат для анализа данных был создан, и его было бы вполне достаточно для доказательства гелиоцентризма, но небесные координаты планет определялись тогда со значительными погрешностями. Поэтому астрономии пришлось ждать великого Коперника, гениального наблюдателя Тихо Браге с его точнейшими инструментами и необузданного в своей фантазии скрупулезного аналитика Кеплера, которые появились на исторической сцене через 15 веков после Птолемея.
Следует заметить, что геоцентрическая система Птолемея была доработана до высокой степени совершенства и позволяла с неплохой точностью удовлетворять всем требованиям практики, предсказывая положение на небе Луны, Солнца и планет; так, по «Альмагесту» были составлены достаточно совершенные мореходные таблицы Региомонтана, которыми пользовались португальские мореплаватели и навигаторы эскадры Колумба. Не следует также забывать, что в Европе геоцентризм имел мощную поддержку католической церкви, которой импонировало иметь в центре Вселенной Землю, а значит, и венец творения — ее обитателя человека. Все это, разумеется, задержало развитие правильных представлений о строении Солнечной системы, и лишь после работ Кеплера придерживаться геоцентризма сколь-нибудь уважающему себя европейскому астроному стало невозможно, хотя в университетах его продолжали изучать еще во времена кардинала Ришелье.
Интересным практическим применением Птолемеева «Альмагеста», давшим, как в наши дни принято говорить, значительный экономический эффект, было открытие Колумбом Америки. Христофор Колумб, несмотря на смелость, не был авантюристом и тщательно готовил свою экспедицию, направлявшуюся искать Индию западным путем. Известно, что он беседовал с работавшими в Испании и Италии географами — учеником Региомонтана Мартином Бехаймом из Нюрнберга и известным географом Паоло Тосканелли. Тема этих бесед была, по-видимому, весьма конкретна: каково расстояние от Испании до Индии, если плыть на запад. Великий генуэзец изучал также и литературу; в одной из библиотек Севильи сохранился экземпляр труда «Трактат о картине мира» кардинала Пьера д’Айн (1350–1420) с пометками Колумба на полях, в котором излагаются античные аргументы в пользу шарообразности Земли, взятые из книги «Opus Maius» («Великий труд») английского ученого монаха Рожера Бэкона. На широте Канарских островов ширина океана, называемого теперь Атлантическим, составляла по данным Пьера д’Айн 78° (около 6000 км). Колумб с удовлетворением пишет на полях этой страницы: «Следует принять, что Земля шарообразна… Конец Испании и начало Индии (при плавании на Запад) не очень удалены друг от друга, — продолжает он, — очевидно, что при хорошем ветре можно пересечь море за несколько дней».
Рис. 71. Птолемей и Астрономия (аллегория из книги: Жемчужина философии. - Страсбург, 1504_
Мартин Бехайм переселился из Нюрнберга в Лиссабон и занимался там преподаванием навигации. Он снабдил португальских мореплавателей эфемеридами Региомонтана (таблицами, позволяющими заранее определить положение светил; по ним, кстати, Колумб предсказал лунное затмение 1 марта 1504 г., сильно повысив свой авторитет у жителей современной Ямайки) и ввел в употребление посох Якова — простейшей угломерный инструмент. Бехайму принадлежит также создание в 1492 г. одного из первых европейских земных глобусов, который по его эскизам был изготовлен в Нюрнберге. Этот глобус несколько опоздал к плаванию Колумба, но на середине изображенного на нем между Испанией и Японией Атлантического океана мы видим следующую надпись: «Как хорошо устроен мир, что мы можем повсюду проплыть на корабле, как здесь показано».
Рис. 72. Доказательство шарообразности Земли. (Из руководства по устройству солнечных часов 1531 г.). Надпись вверху: «Эта схема показывает, что Земля шарообразна». Написи под рисунками: «Если бы Земля была квадратной, треугольной или шестиугольной, мы увидели бы при лунном затмении тень соответствующей формы)
