суббота, 9 января 2016 г.

Oт Коперника до Ньютона.ASTRONOMY

Во всех странах почти полтора тысячелетия владело умами людей ложное
учение Птолемея, который считал, что Земля неподвижно покоится в центре
Вселенной. Последователи Птолемея придумывали все новые осложнения,
чтобы согласовать его теорию движения планет вокруг Земли с наблюдаемым
в действительности. Но от этого система Птолемея становилась все более
надуманной и искусственной.



Задолго до Птолемея греческий ученый Аристарх Самосский утверждал, что
Земля движется вокруг Солнца. Позже, в средние века, передовые ученые
разделяли точку зрения Аристарха о строении мира и отвергали ложное
учение Птолемея. Незадолго до Коперника итальянские ученые Николай
Кузанский и Леонардо да Винчи предполагали, что Земля движется, что она
совсем не находится в центре Вселенной и не занимает в ней чрезвычайного
положения.
Почему же, несмотря на это, система Птолемея продолжала господствовать?
Потому, что она поддерживалась церковной властью, которая подавляла
свободную мысль, мешала развитию науки. Кроме того, ученые, отвергали
учение Птолемея и выражали правильные взгляды на строение Вселенной, не
могли еще их убедительно обосновать.
Это удалось сделать только Николаю Копернику. После 30 лет упорного
труда, долгих размышлений и сложных математических расчетов он доказал,
что Земля - ​​только одна из планет, а все планеты вращаются вокруг Солнца.


Великий польский астроном Николай Коперник (1473-1543)
Коперник родился в 1473 г.. В польском городе Торуни. Он рано лишился
родителей. Его воспитал дядя Лукаш Ваченроде - выдающийся
общественно-политический деятель того времени. Жажда знаний владела
Коперником с детства. Сначала он учился у себя на родине. Затем
продолжал образование в итальянских университетах. Конечно, астрономия
там излагалась по Птолемею, но Коперник тщательно изучал и все
сохранившиеся труды великих математиков и астрономов древности. У него
уже тогда возникли мысли о правоте догадок Аристарха, о ложности системы
Птолемея. Но не одной астрономией занимался Коперник. Он изучал
философию, право, медицину и вернулся на родину всесторонне сложившейся
для своего времени человеком.
Система мира по Копернику
По возвращении из Италии Коперник поселился в Вармии - сначала в г..
Лидцбарци, затем в Фромборке. Деятельность его была разнообразна. Он
принимал активное участие в управлении областью: ведал ее финансовыми,
хозяйственными и другими делами. В то же время Коперник неустанно
размышлял над строением Солнечной системы и постепенно пришел к своему
великому открытию.
Что же включает в себя книга Коперника "О вращении небесных сфер" и
почему она нанесла такой сокрушительный удар по системе Птолемея? В этой
книге Коперник утверждал, что Земля и другие планеты - спутники Солнца.
Он показал, что именно движением Земли вокруг Солнца и ее суточным
вращением вокруг своей оси объясняется видимое перемещение Солнца среди
звезд, странное, петлеобразное движение планет и видимое суточное
вращение небесного склона.
Гениально просто Коперник объяснил, что мы воспринимаем движение далеких
небесных тел так же, как и перемещение различных предметов на Земле,
когда сами находимся в движении.
Мы скользим в лодке по спокойно текущей реке, и нам кажется, что лодка и
мы в нем нерухомви, а берега "плывут" в обратном направлении. Точно так
же нам только кажется, что Солнце движется вокруг Земли. А на самом деле
Земля со всем, что на ней находится, движется вокруг Солнца и в течение
года совершает полный оборот по своей орбите. И точно так же, когда
Земля в своем круговом движении вокруг Солнца обгоняет другую планету
или отстает от нее, нам кажется, что планета движется то назад, то
вперед, описывая петлю на небе, хотя в действительности планеты движутся
вокруг Солнца, не делая никаких петель . Коперник, как и древнегреческие
ученые, ошибочно полагал, что орбиты, по которым движутся планеты, могут
быть только круговыми. Через три четверти века немецкий астроном Иоганн
Кеплер доказал, что орбиты всех планет представляют собой продолговатые
кривые - эллипсы.
Звезды Коперник считал неподвижными. Сторонники Птолемея, настаивая на
неподвижности Земли, утверждали, что если бы Земля двигалась в
пространстве, то при наблюдении неба в течение года наблюдались бы
небольшие периодические смещения звезд. Но таких смещений звезд замечал
тогда ни один астроном. Именно в этом сторонники учения Птолемея хотели
видеть доказательство неподвижности Земли. Однако Коперник утверждал,
что звезды находятся от нас на невероятно огромных расстояниях. Поэтому
незначительные сдвиги их не могут быть замечены. Действительно,
расстояния от нас до ближайших звезд оказались настолько большими, что
еще через три века после Коперника они не поддавались точному
определению. Только в 1837 г.. Российский астроном Василий Яковлевич
Струве положил начало точному определению расстояний до звезд.
Понятно, какое потрясающее впечатление должна была произвести книга, в
которой Коперник объяснял мир, несмотря на религию и даже отвергая
всякий авторитет церкви в делах науки. Деятели церкви не сразу поняли,
какой удар по религии наносит научный труд Коперника, в котором он свел
Землю до положения одной из планет. Время книга свободно
распространялась среди ученых. Прошло немного лет, и революционное
значение великой книги оказалось в полной мере. Появились другие крупные
ученые - продолжатели дела Коперника. Они развили и распространили идею
бесконечности Вселенной, в которой Земля как бы песчинка, а миров -
бесчисленное множество. С этого времени церковь начала ожесточенное
преследование сторонников учения Коперника.
Новое учение о Солнечной системе - гелиоцентрическое (с греческого "гел"
солнце) - утверждалось в жесточайшей борьбе с лютым врагом науки -
религии. Учение Коперника подрывало самые основы религиозного
мировоззрения и открывало широкий путь к материалистическому, подлинно
научному познанию явлений природы.
Во второй половине XVI в. учение Коперника нашло своих сторонников среди
передовых ученых разных стран. Выдвинулись и такие ученые, которые не
только пропагандировали учение Коперника, но углубляли и расширяли его.
Коперник думал, что Вселенная ограничена сферой неподвижных звезд,
которые расположены на невероятно огромных, но все-таки конечных
расстояниях от нас и от Солнца. В обучении Коперника утверждался
огромность Вселенной, но не бесконечность его. Особенно смело развил и
углубил идею бесконечности Вселенной великий итальянский мыслитель
Джордано Бруно (1548-1600).
Джордано Бруно - итальянский мыслитель, атеист (1548-1600)


Бруно родился на юге Италии. В молодости его отдали монастырь, где он
должен был стать верным слугой церкви. Но свободолюбивый юноша не мог
мириться с монастырскими порядками. Им владели жажда знаний и желание
передавать их людям. Бруно познакомился с учением Коперника и стал
ревностным сторонником этого учения, чем вызвал к себе ненависть
монастырского начальства. Оставив монастырь, Бруно уехал из Италии. К
этому времени он был уже сложившимся мыслителем и в своих взглядах на
строение Вселенной шел дальше Коперника.
Долгие годы Бруно провел в разных странах Западной Европы. Преследование
церкви заставляли его переезжать из Швейцарии во Францию, затем в Англию
и Германию. Везде он развивал кипучую деятельность: читал лекции,
издавал свои книги, выступал на публичных диспутах против сторонников
системы мира Птолемея. Бруно учил, что Вселенная бесконечна, что в нем
не может быть никакого «центра». Огромное Солнце - всего только одна из
звезд. Каждая звезда - такое же Солнце. Этих солнц бесчисленное
множество, они окружены планетами, на которых может быть жизнь. Бруно
предположил, что и Солнце и звезды вращаются вокруг своих осей, а в
Солнечной системе помимо известных уже планет существуют и другие, пока
еще не открыты.
Свои гениальные догадки Бруно не мог подтвердить результатами
наблюдений. В его время не было телескопов. Однако многие предсказаний
Бруно потом подтвердились наукой. Были открыты Уран, Нептун, Плутон -
дальние планеты Солнечной системы. Было доказано, что Солнце - рядовая
звезда в гигантской звездной системе Млечного Пути, а эта система - одна
из бесчисленных во Вселенной. Что Солнце вращается вокруг своей оси,
было установлено вскоре после смерти Бруно, а доказательство вращения
звезд - одно из завоеваний науки XX в.
В 1592 служителям римской церкви удалось с помощью обмана и
предательства схватить Бруно. Более семи лет они продержали его в
тюремных застенках. Слишком велика была его слава, и церкви хотелось во
что заставить его отречься от своих взглядов. Бруно не сдался. Когда его
приговорили к сожжению на костре, он произнес слова, которые остались в
веках: "Сжечь не значат опровергнуть".
17 февраля (ст. Ст.) 1600 Джордано Бруно был сожжен на одной из площадей
Рима. Ученый трагически погиб, но остались его бессмертные идеи. Выражая
их, Бруно опережал свою эпоху на целые столетия, хотя наблюдения без
телескопов и не могли подтвердить его правоту. Спустя десятилетие после
гибели Бруно человечество получило в свое распоряжение телескопы, с
помощью которых были сделаны открытия, подтвердили и учение Коперника и
некоторые предположения Бруно. Первые телескопы появились в самом начале
XVII в. Трудно точно сказать, кто был их изобретателем и кто первый
начал наблюдения неба в телескоп. Но первые, притом выдающиеся,
астрономические открытия с помощью телескопа сделал соотечественник
Бруно - итальянский ученый Галилео Галилей (1564-1642).
Галилео Галилей - великий итальянский физик, механик и астроном (1564-1642)


Имя Галилея было хорошо известно ученым еще при жизни Бруно! Галилей
сделал важнейшие открытия в области физики и механики и нашел новые пути
для развития этих наук. В отличие от ученых - последователей Аристотеля,
Галилей считал, что основой изучения природы является наблюдение и опыт.
Астрономия также развиваться на основе наблюдений, только нужно
совершенствовать их. Галилей сам строил зрительные трубы и использовал
их для наблюдений неба. Какими маленькими были эти трубы по сравнению с
мощными современными телескопами, которые могут увеличивать изображение
в тысячи раз! Первая труба, из которой Галилей начал свои наблюдения,
увеличивала в 3 раза. Позднее, самодельная труба Галилея увеличивала
только в 30 раз. И тем не менее с помощью этих самодельных инструментов
Галилей сделал открытия, которые буквально потрясли его современников.
Наблюдая Луну, Галилей обнаружил, что на нем есть горы, долины и
глубокие впадины, то есть поверхность Луны по своему рельефу похожа на
поверхность Земли. Галилей открыл четыре спутника Юпитера, вращающиеся
вокруг планеты, а это означало, что не только Земля и Солнце могут быть
центрами вращения небесных тел. Вместе с тем оказывалось, что в
Солнечной системе помимо уже известных небесных тел существует и много
других, видимых только в телескоп. Наблюдая солнечные пятна, Галилей
установил, что они перемещаются по поверхности Солнца всегда в одном
направлении, и сделал правильный вывод: Солнце вращается вокруг своей
оси. Так было доказано, что вращение свойственно не только Земли, но и
другим небесным телам. При наблюдениях в телескоп оказалось огромное
количество звезд, не видимых невооруженным глазом. Сплошное сияние
Млечного Пути оказалось гигантским скоплением звезд.
Телескоп Галилея
Все эти открытия Галилея, опубликованные им в книге "Звездный вестник",
получивший широкое распространение, подтверждали учение Коперника и
догадки Бруно. Поэтому они вызвали особенно бешеную злобу со стороны
церкви: теперь уже не умозрительное, а прямое наблюдение неба
опровергало учение церкви о Земле как о центре Вселенной.
Часы, построенные в 1877 по идее, которую высказал еще Галилей
В 1616 римская церковь официально объявила учение Коперника безбожным,
несовместимым с "истинной верой", и запретила всякую его пропаганду.
Однако Галилей не прекратил борьбу за распространение учения Коперника и
за популяризацию своих открытий. Много лет он работал над большой книгой
"Диалог о двух главнейших системах мира, Птолемея и коперниковой", где
убедительно доказывал правильность учения Коперника и полную
несостоятельность учения Птолемея. Эту книгу Галилей чуть выдал в 1632
Астролябия, которой пользовался Галилей
Римская церковь привлекла Галилея за книгу в суд инквизиции. Суд над
Галилеем - одна из найпозорниших страниц в многовековой борьбе религии
против науки. Галилея силой заставили отречься от учения о движении и
вращения Земли. До самой смерти он жил под надзором инквизиции, но
открытие его были уже известны всему миру. По мере своих сил Галилей
продолжал заниматься наукой, главным образом механикой. В Италии его
книги даже не могли печататься, но их выдавали в других странах, куда ни
простиралась власть католической церкви.
Одновременно с Галилеем выдающиеся открытия в области строения Солнечной
системы и движения тел в ней сделал немецкий ученый Иоганн Кеплер
(1571-1630). Учение Коперника требовало математического уточнения.
Вскоре после смерти Коперника астрономы составили на основе его системы
мира новые таблицы движения планет. И хотя эти таблицы лучше
согласовывались с наблюдениями, чем прежние таблицы, состоявшие еще по
Птолемею, у них потом оказались расхождения с данными наблюдений.
Необходимо было глубже исследовать и уточнить законы движения планет.
Именно эту задачу и решил Кеплер.

Иоганн Кеплер - великий немецкий астроном (1571-1630)


Кеплер жил в неспокойное время, когда значительная часть Центральной
Европы была раздроблена на множество мелких государств, а религиозные
войны между католиками и протестантами препятствовали развитию науки и
образования. Поступив в Тюбингенський университет, Кеплер с увлечением
занимался математикой и астрономией. Профессор, преподававший эти науки,
Местлин (1550-1631), вынужден в аудитории преподавать астрономию по
Птолемею, был последователем учения Коперника и дома знакомил с этим
учением своих слушателей. Кеплер вскоре стал последователем Коперника,
но, в отличие от Местлина, он не скрывал своих взглядов, а открыто
пропагандировал их.
Судьба Кеплера сложилась трагически. Преследуемый за свои взгляды
богословами, как католическими, так и протестантскими, он вынужден был
после окончания университета скитаться по разным городам и заниматься
случайными работами. Но и тогда ученый неустанно размышлял над захватив
его вопросом: какая геометрическая форма планетных орбит лучше объясняет
особенности движения планет? Философы Древней Греции были убеждены, что
круг - это идеальная геометрическая форма и только по кругу могут
двигаться небесные тела. Даже в системе мира Коперника еще сохранилось
это представление. Кеплер пришел к выводу, что оно ошибочно. Планетные
орбиты имеют не круговую, а другую геометрическую форму. Но какую? Но
уже тогда он получил известность как замечательный
математик-вычислитель. Это обстоятельство сыграло большую роль в
дальнейшей судьбе ученого.
В 1600 г.. В Прагу переехал датский астроном Тихо Браге (1546-1601).
Тихо Браге был выдающимся наблюдателем неба, но в вопросе о строении
Вселенной придерживался отсталых взглядов и учения Коперника не
признавал. В Праге он решил продолжить свои наблюдения, а в качестве
помощника для вычислений пригласил Кеплера. Совместная работа двух
ученых была недолгой. Вскоре Тихо Браге умер, и богатые материалы его
наблюдений перешли к Кеплера. Среди них особое значение имели материалы
многолетних наблюдений Марса. Изучая их, Кеплер сделал замечательное
открытие: он установил, что Марс движется вокруг Солнца не по кругу, а
по вытянутой кривой - эллипсу. Потом оказалось, что так движется вокруг
Солнца не только Марс, но и все планеты Солнечной системы; по эллипсу
движется и Луна вокруг Земли. Продолжая свои исследования, Кеплер
установил три закона движения тел в Солнечной системе.
На древней гравюре изображен датский астроном Тихо Браге (1546-1601) в
своей обсерватории. Внизу его помощники: один записывает наблюдения,
другой отсчитывает время. Главный наблюдатель визирует звезду через
отверстие в стене
Первый закон Кеплера: планеты движутся по эллипсам. Солнце находится не
в центре эллипса, а в точке, находящейся на некотором расстоянии от
центра и называемой фокусом эллипса. Но из этого следует, что расстояние
планеты от Солнца не всегда одинакова, а потому и скорость движения
планеты вокруг Солнца также не всегда одинакова: чем ближе к Солнцу
находится планета, тем быстрее она движется, и наоборот, чем дальше она
от Солнца, тем ее движение медленнее. Эта особенность в движении планет
составляет второй закон Кеплера. В третьем законе Кеплера
устанавливается уже точная связь между расстояниями планет от Солнца и
время их вращения: оказывается, что квадраты времен обращений планет
относятся между собой как кубы их средних расстояний от Солнца.
Обсерватория Тихо Браге Ураниборг
Книги Кеплера неоднократно запрещались и сжигались на кострах, а жизни
его не раз угрожало опасность со стороны церкви и ее приспешников. Итак,
в начале XVII в. развития астрономии на основе учения Коперника мешал
упорное сопротивление церкви. Однако условия для развития астрономии,
как и для развития науки вообще, во многих странах резко изменились.
Астрономия становилась наукой, все больше необходимой для географии и
мореплавания, для определения точного времени и других нужд. В ряде
государств Европы влияние церкви ослаб и учение Коперника получило
всеобщее признание.

Комментариев нет:

Отправить комментарий