Astronomia Greciei Antice - cunoștințele și punctele de vedere astronomice ale acelor oameni care au scris în greacă veche, indiferent de regiunea geografică: Hellas însăși , monarhiile elenizate din Orient, Roma sau Bizanțul timpuriu. Acoperă perioada din secolul al VI-lea î.Hr. e. până în secolul al V-lea d.Hr e. Astronomia greacă antică este una dintre cele mai importante etape în dezvoltarea nu numai a astronomiei ca atare, ci și a științei în general. În lucrările oamenilor de știință greci antici se află originile multor idei care stau la baza științei timpurilor moderne. Între astronomia modernă și cea veche greacă există o relație de succesiune directă, în timp ce știința altor civilizații antice a influențat modernul doar prin mijlocirea grecilor.
Cu câteva excepții [1] , lucrările speciale ale astronomilor antici nu au ajuns până la noi și le putem restabili realizările în principal pe baza lucrărilor filozofilor care nu au avut întotdeauna o idee adecvată despre complexitățile științifice. teorii și, în plus, nu au fost în niciun caz mereu contemporani ai realizărilor științifice, despre care scriu în cărțile lor. Adesea, la reconstruirea istoriei astronomiei antice, sunt folosite lucrările astronomilor din India medievală , deoarece, după cum cred majoritatea cercetătorilor moderni, astronomia medievală indiană se bazează în mare parte pe astronomia greacă a perioadei pre-ptolemaice (și chiar pre-Hipparchus). [2] . Cu toate acestea, istoricii moderni nu au încă o idee clară despre cum a avut loc dezvoltarea astronomiei grecești antice.
Versiunea tradițională a astronomiei antice [3] se concentrează pe explicarea neregularității mișcărilor planetare în cadrul sistemului geocentric al lumii . Se crede că presocraticii au jucat un rol important în dezvoltarea astronomiei, care au formulat ideea naturii ca ființă independentă și, astfel, au oferit o justificare filozofică pentru căutarea legilor interne ale vieții naturii. Cu toate acestea, figura cheie în aceasta este Platon (secolele V-IV î.Hr.), care a stabilit matematicienilor sarcina de a exprima mișcările complexe aparente ale planetelor (inclusiv mișcările înapoi ) ca urmare a adăugării mai multor mișcări simple, care au fost reprezentate ca mișcări uniforme în cerc . Învățăturile lui Aristotel au jucat un rol important în fundamentarea acestui program . Prima încercare de a rezolva „problema lui Platon” a fost teoria sferelor homocentrice a lui Eudoxus , urmată de teoria epiciclurilor de Apollonius din Perga . În același timp, oamenii de știință nu au căutat atât de mult să explice fenomenele cerești, cât le considerau drept prilej pentru probleme geometrice abstracte și speculații filozofice [4] . În consecință, astronomii nu au fost practic implicați în dezvoltarea metodelor de observație și în crearea unor teorii capabile să prezică anumite fenomene cerești. În acest sens, se crede, grecii erau mult inferiori babilonienilor , care au studiat de multă vreme legile mișcării corpurilor cerești. Conform acestui punct de vedere, un punct de cotitură decisiv în astronomia antică a avut loc numai după ce rezultatele observațiilor astronomilor babilonieni au căzut în mâinile lor (ceea ce s-a întâmplat din cauza cuceririlor lui Alexandru cel Mare ). Abia atunci grecii au dezvoltat gustul pentru a observa îndeaproape cerul înstelat și a aplica geometria pentru a calcula pozițiile stelelor. Se crede că Hiparh (a doua jumătate a secolului al II-lea î.Hr.) a fost primul care a luat această cale. În acest scop, a dezvoltat un nou aparat matematic - trigonometria [5] . Punctul culminant al astronomiei antice a fost crearea teoriei ptolemeice a mișcării planetare (secolul al II-lea d.Hr.).
Conform unui punct de vedere alternativ, problema construirii unei teorii planetare nu a fost deloc printre sarcinile principale ale astronomilor greci antici. Potrivit susținătorilor acestei abordări, pentru o lungă perioadă de timp grecii fie nu au știut deloc despre mișcările înapoi ale planetelor, fie nu au acordat prea multă importanță acestui lucru [6] . Sarcina principală a astronomilor a fost dezvoltarea unui calendar și a metodelor de determinare a timpului din stele [7] . Rolul fundamental în aceasta este atribuit lui Eudoxus , dar nu atât ca creator al teoriei sferelor homocentrice, cât ca dezvoltator al conceptului de sferă cerească . În comparație cu susținătorii punctului de vedere anterior, rolul lui Hiparh și mai ales al lui Ptolemeu se dovedește a fi și mai fundamental , deoarece sarcina de a construi o teorie a mișcărilor vizibile ale stelelor pe baza datelor observaționale este asociată tocmai cu aceşti astronomi.
În cele din urmă, există un al treilea punct de vedere, care este, într-un sens, opusul celui de-al doilea. Susținătorii săi asociază dezvoltarea astronomiei matematice cu pitagoreenii , cărora li se atribuie crearea conceptului de sferă cerească și formularea problemei de construire a teoriei mișcărilor înapoi și chiar a primei teorii a epiciclurilor [8] . Susținătorii acestui punct de vedere contestă teza despre caracterul neempiric al astronomiei din perioada pre-Hiparh, subliniind acuratețea ridicată a observațiilor astronomice ale astronomilor din secolul al III-lea î.Hr. e. [9] și utilizarea acestor date de către Hiparh pentru a-și construi teoriile despre mișcarea Soarelui și a Lunii [10] , utilizarea pe scară largă în cosmologie a speculațiilor despre neobservabilitatea paralaxelor planetelor și stelelor [11] ; unele rezultate ale observațiilor astronomilor greci au fost disponibile colegilor lor babilonieni [10] . Bazele trigonometriei ca bază matematică a astronomiei au fost puse și de astronomii secolului al III-lea î.Hr. e. [12] Un stimul semnificativ pentru dezvoltarea astronomiei antice a fost crearea în secolul III î.Hr. e. Aristarh din Samos al sistemului heliocentric al lumii și dezvoltarea lui ulterioară [13] , inclusiv din punctul de vedere al dinamicii planetelor [14] . În același timp, heliocentrismul este considerat a fi bine înrădăcinat în știința antică, iar respingerea lui este asociată cu factori extraștiințifici, în special religioși și politici.
Principala realizare a astronomiei grecilor antici ar trebui considerată geometrizarea universului, care include nu numai utilizarea sistematică a construcțiilor geometrice pentru a reprezenta fenomenele cerești, ci și o demonstrație logică riguroasă a afirmațiilor de-a lungul liniilor geometriei euclidiene.
Metodologia dominantă în astronomia antică a fost ideologia „fenomenelor de salvare”: este necesar să se găsească o astfel de combinație de mișcări circulare uniforme care să poată fi folosită pentru a simula orice denivelare în mișcarea vizibilă a luminilor. „Salvarea fenomenelor” a fost concepută de greci ca o problemă pur matematică și nu s-a presupus că combinația de mișcări circulare uniforme găsite ar avea vreo legătură cu realitatea fizică. Sarcina fizicii a fost considerată a fi căutarea unui răspuns la întrebarea „De ce?”, adică stabilirea adevăratei naturi a obiectelor cerești și a cauzelor mișcărilor lor pe baza luării în considerare a substanței lor și a forțelor care acționează. în Univers; utilizarea matematicii în acest caz nu a fost considerată necesară [15] .
Istoria astronomiei antice grecești poate fi împărțită condiționat în cinci perioade asociate cu diferite etape ale dezvoltării societății antice [16] :
Această periodizare este mai degrabă schematică. Într-o serie de cazuri este dificil să se stabilească apartenența uneia sau alteia realizări la una sau la alta perioadă. Deci, deși caracterul general al astronomiei și al științei în general în perioadele clasice și elenistice arată destul de diferit, în ansamblu, dezvoltarea în secolele VI-II î.Hr. e. pare a fi mai mult sau mai puțin continuu. Pe de altă parte, o serie de realizări științifice ale ultimei perioade imperiale (în special în domeniul instrumentării astronomice și, eventual, al teoriei) nu sunt altceva decât o repetare a succeselor obținute de astronomii epocii elenistice.
Poeziile lui Homer și Hesiod oferă o idee despre cunoștințele astronomice ale grecilor din această perioadă : acolo sunt menționate o serie de stele și constelații, se oferă sfaturi practice cu privire la utilizarea corpurilor cerești pentru navigație și pentru determinarea anotimpurilor anul. Ideile cosmologice ale acestei perioade au fost în întregime împrumutate din mituri : Pământul este considerat plat, iar firmamentul este un bol solid sprijinit pe Pământ [17] .
În același timp, după părerea unor istorici ai științei, membrii uneia dintre uniunile religioase și filozofice elene din acea vreme ( Orphis ) cunoșteau și câteva concepte astronomice speciale (de exemplu, idei despre unele cercuri cerești) [18] . Cu toate acestea, majoritatea cercetătorilor nu sunt de acord cu această opinie.
Actorii principali ai acestei perioade sunt filozofii care bâjbesc intuitiv ceea ce mai târziu va fi numit metoda științifică a cunoașterii. În același timp, se fac primele observații astronomice de specialitate, se dezvoltă teoria și practica calendarului; pentru prima dată, geometria este luată ca bază a astronomiei, sunt introduse o serie de concepte abstracte ale astronomiei matematice; se fac încercări de a găsi modele fizice în mișcarea luminilor. O serie de fenomene astronomice au fost explicate științific, sfericitatea Pământului a fost dovedită. În același timp, legătura dintre observațiile astronomice și teorie nu este încă suficient de puternică; există prea multe speculații bazate pe considerații pur estetice.
Doar două lucrări astronomice de specialitate din această perioadă au ajuns până la noi, tratatele Despre sfera rotativă și Despre răsărirea și apusul stelelor de Autolycus of Pitana - manuale despre geometria sferei cerești , scrise chiar la sfârșitul acestui articol. perioadă, în jurul anului 310 î.Hr. [19] Li se alătură și poezia „Fenomene” de Arat din Sol (scrisă, însă, în prima jumătate a secolului al III-lea î.Hr.), care conține o descriere a constelațiilor antice grecești (o transcriere poetică a operelor lui Eudox din Cnidus care nu au ajuns până la noi , secolul al IV-lea î.Hr.) [20] .
Probleme de natură astronomică sunt adesea atinse în scrierile filosofilor greci antici: unele dintre dialogurile lui Platon (în special „ Timeu ”, precum și „ Statul ”, „ Fhedon ”, „ Legile ”, „ După lege ”). , tratatele lui Aristotel ( în special „Despre rai”, precum și „Meteorologie”, „ Fizică ”, „ Metafizică ”). Lucrările filozofilor din vremuri anterioare ( presocratici ) au ajuns la noi doar într-o formă foarte fragmentară prin a doua și chiar a treia mână.
În această perioadă s-au dezvoltat două abordări filosofice fundamental diferite în știință în general și astronomie în special [21] . Prima dintre ele își are originea în Ionia și de aceea poate fi numită ionică. Se caracterizează prin încercări de a găsi principiul material fundamental al ființei, prin schimbarea pe care filozofii sperau să explice toată diversitatea naturii [22] (vezi Naturalism (filozofie) ). În mișcarea corpurilor cerești, acești filozofi au încercat să vadă manifestări ale acelorași forțe care operează pe Pământ. Inițial, direcția ionică a fost reprezentată de filozofii orașului Milet Thales , Anaximandru și Anaximenes . Această abordare și-a găsit susținători în alte părți ale Hellasului. Printre ionieni se numără Anaxagoras din Klazomenos , care și-a petrecut cea mai mare parte a vieții la Atena , Empedocles din Akragas , care era în mare măsură originar din Sicilia . Abordarea ionică a atins apogeul în scrierile atomiştilor antici: Leucip ( născut, poate, tot din Milet) şi Democrit din Abdera, care au fost precursorii filosofiei mecaniciste .
Dorința de a da o explicație cauzală a fenomenelor naturale a fost forța ionienilor. În starea actuală a lumii, ei au văzut rezultatul acțiunii forțelor fizice, și nu zeilor și monștrii mitici [23] [24] . Ionii considerau corpurile cerești ca fiind obiecte, în principiu, de aceeași natură ca și corpurile pământești, a căror mișcare este controlată de aceleași forțe care acționează asupra Pământului. Ei considerau rotația zilnică a firmamentului ca fiind o relicvă a mișcării vortex originale, care acoperea toată materia Universului. Filosofii ionieni au fost primii numiți „fizicieni”. Cu toate acestea, lipsa învățăturilor filosofilor naturali ionieni a fost o încercare de a crea fizică fără matematică [25] .
A doua direcție a filosofiei grecești timpurii poate fi numită italiană, deoarece a primit dezvoltarea inițială în coloniile grecești din peninsula italiană. Fondatorul ei Pitagora a fondat celebra uniune religioasă și filosofică, ai cărei reprezentanți, spre deosebire de ionieni, au văzut baza lumii în armonia matematică, mai precis, în armonia numerelor, în timp ce luptă pentru unitatea științei și religiei. Ei considerau că trupurile cerești sunt zei. Acest lucru a fost justificat astfel: zeii sunt o minte perfectă, se caracterizează prin cel mai perfect tip de mișcare; aceasta este mișcarea circumferențială, pentru că este veșnică, nu are început și nu are sfârșit și trece întotdeauna în sine. După cum arată observațiile astronomice, corpurile cerești se mișcă în cercuri, prin urmare, sunt zei [26] [27] . Moștenitorul pitagoreenilor a fost marele filozof atenian Platon , care credea că întregul Cosmos a fost creat de o divinitate ideală după propria sa imagine și asemănare. Deși pitagoreicii și Platon credeau în divinitatea corpurilor cerești, ei nu erau caracterizați de credința în astrologie : este cunoscută o revizuire extrem de sceptică a acesteia de către Eudoxus , un student al lui Platon și un adept al filozofiei pitagoreenilor [28]. ] .
Dorința de a căuta modele matematice în natură a fost forța italienilor. Interesul italian pentru figurile geometrice ideale le-a permis să presupună că Pământul și corpurile cerești sunt sferice și deschid calea aplicării metodelor matematice la cunoașterea naturii. Cu toate acestea, crezând că corpurile cerești sunt zeități, au expulzat aproape complet forțele fizice din cer.
AristotelPunctele forte ale acestor două programe de cercetare, ionian și pitagoreic, s-au completat reciproc. O încercare de a le sintetiza poate fi considerată învățătura lui Aristotel din Stagira [29] . Aristotel a împărțit universul în două părți radical diferite, inferioară și superioară (regiunile sublunare și, respectiv, supralunar). Regiunea sublunară (adică mai aproape de centrul universului) seamănă cu construcțiile filozofilor ionieni din perioada pre-atomistă: este formată din patru elemente - pământ, apă, aer, foc. Acesta este tărâmul schimbătorului, impermanentului, trecătorului — ceea ce nu poate fi descris în limbajul matematicii. Dimpotriva, regiunea supralunara este regiunea eternului si neschimbatorului, corespunzatoare in general idealului pitagorico-platonic al armoniei perfecte. Este compus din eter - un tip special de materie care nu se găsește pe Pământ.
Potrivit lui Aristotel , fiecare tip de materie are propriul său loc natural în Univers: locul elementului pământ este în chiar centrul lumii, urmat de locurile naturale ale elementelor apă, aer, foc, eter. Lumea sublunară a fost caracterizată de mișcarea de-a lungul liniilor drepte verticale; o asemenea mișcare trebuie să aibă un început și un sfârșit, care să corespundă fragilității a tot ce este pământesc. Dacă elementul lumii sublunar este scos din locul său natural, va tinde să cadă în locul său natural. Deci, dacă ridici o mână de pământ, acesta se va mișca în mod natural vertical în jos, dacă aprinzi un foc, se va deplasa vertical în sus. Deoarece elementele pământului și apei, în mișcarea lor naturală, tindeau spre centrul lumii, erau considerate absolut grele; elementele aerului și focului aspirau în sus, până la limita regiunii sublunare, deci erau considerate absolut ușoare. La atingerea locului natural, mișcarea elementelor lumii sublunare se oprește. Toate schimbările calitative din lumea sublună au fost reduse tocmai la această proprietate a mișcărilor mecanice care au loc în ea. Elementele care tind în jos (pământ și apă) sunt grele, care tind în sus (aer și foc) sunt ușoare. Din teoria locurilor naturale au urmat mai multe consecințe importante: finitatea Universului, imposibilitatea existenței vidului, imobilitatea Pământului, unicitatea lumii [30] .
Deși Aristotel nu a numit trupurile cerești zei, el le-a considerat a fi de natură divină, deoarece elementul care le alcătuiește, eterul , se caracterizează printr-o mișcare uniformă în cerc în jurul centrului lumii; această mișcare este eternă, deoarece nu există puncte de limită pe cerc [31] .
La noi au ajuns doar informații fragmentare despre metodele și rezultatele observațiilor efectuate de astronomi din perioada clasică. Pe baza surselor disponibile, se poate presupune că unul dintre obiectele principale ale atenției lor a fost răsăritul stelelor, deoarece rezultatele unor astfel de observații ar putea fi folosite pentru a determina ora pe timp de noapte. Un tratat cu date din astfel de observații a fost întocmit de Eudox din Cnidus (a doua jumătate a secolului al IV-lea î.Hr.); poetul Arat din Sol a îmbrăcat tratatul lui Eudoxus într-o formă poetică.
Începând cu Thales din Milet , au fost observate intens și fenomene asociate cu Soarele: solstiții și echinocții. Conform dovezilor care au ajuns până la noi, astronomul Cleostratus din Tenedos (aproximativ 500 î.Hr.) a fost primul din Grecia care a stabilit că constelațiile Berbec, Săgetător și Scorpion sunt zodiacale , adică Soarele trece prin ele în mișcarea sa. prin sfera cerească. Cea mai timpurie dovadă a cunoașterii grecești a tuturor constelațiilor zodiacale este un calendar alcătuit de astronomul atenian Euctemon la mijlocul secolului al V-lea î.Hr. Enopid din Chios la mijlocul secolului al V-lea. î.Hr. a arătat că constelațiile zodiacale se află pe ecliptică - un cerc mare al sferei cerești, înclinat față de ecuatorul ceresc [32] .
Același Euctemon a stabilit pentru prima dată inegalitatea anotimpurilor, asociată cu mișcarea neuniformă a Soarelui de-a lungul eclipticii. Potrivit măsurătorilor sale, lungimea primăverii, verii, toamnei și iernii astronomice este, respectiv, de 93, 90, 90 și 92 de zile (de fapt, respectiv, 94,1 zile, 92,2 zile, 88,6 zile, 90,4 zile). O precizie mult mai mare caracterizează măsurătorile lui Calipus din Cyzicus, care a trăit un secol mai târziu: după el, primăvara durează 94 de zile, vara 92 de zile, toamna 89 de zile, iarna 90 de zile.
Oamenii de știință din Grecia antică au înregistrat și apariția cometelor [33] , acoperirea planetelor de către Lună [34] .
Despre instrumentele astronomice ale grecilor din perioada clasică nu se știe aproape nimic. S-a raportat despre Anaximandru din Milet că a folosit un gnomon , cel mai vechi instrument astronomic, care este o tijă situată vertical, pentru a recunoaște echinocțiul și solstițiile. Eudoxus este creditat cu inventarea „păianjenului” - principalul element structural al astrolabului [35] .
Pentru a calcula ora din timpul zilei, se pare că se folosea adesea un cadran solar . În primul rând, ceasurile solare sferice (skafe) au fost inventate ca fiind cele mai simple. O îmbunătățire a designului cadranului solar a fost, de asemenea, atribuită lui Eudoxus . Probabil, această invenție a fost una dintre varietățile de ceasuri solare plate.
Calendarul grecesc era lunisolar. Printre autorii calendarelor (așa-numitele parapegme) s-au numărat oameni de știință celebri precum Democrit , Meton , Euctemon . Parepegmas erau adesea sculptate pe stele de piatră și coloane instalate în locuri publice. În Atena exista un calendar bazat pe un ciclu de 8 ani (conform unor rapoarte, introduse de celebrul legiuitor Solon ). O îmbunătățire semnificativă a calendarului lunisolar îi aparține astronomului atenian Meton , care a descoperit ciclul calendaristic de 19 ani:
19 ani = 235 luni sinodice = 6940 zile.În această perioadă de timp, datele solstițiilor și echinocțiului se schimbă treptat și aceeași fază lunară cade de fiecare dată pe o dată calendaristică diferită, totuși, la sfârșitul ciclului, solstițiul și echinocțiul cad la aceeași dată, iar pe în acea zi are loc aceeași fază a lunii, ca la începutul ciclului. Cu toate acestea, ciclul metonic nu a fost niciodată pus la baza calendarului civil atenian (și descoperitorul său a fost ridiculizat într-una dintre comediile lui Aristofan ).
Ciclul metonic a fost rafinat de Kallippus , care a trăit la aproximativ un secol după Meton: a combinat patru cicluri, omițând în același timp 1 zi. Astfel, durata ciclului callippe a fost
76 ani = 940 luni = 27759 zile.Un an în ciclul Calipus este de 365,25 zile (aceeași valoare este acceptată în calendarul iulian ). Lungimea lunii este de 29,5309 zile, ceea ce este cu doar 22 de secunde mai lungă decât valoarea sa reală. Pe baza acestor date, Kallippus și-a întocmit propriul calendar.
În epoca clasică, a apărut un sistem geocentric al lumii , conform căruia în centrul Universului sferic există un Pământ sferic nemișcat și mișcarea zilnică vizibilă a corpurilor cerești este o reflectare a rotației Cosmosului în jurul axei lumii. . Precursorul ei este Anaximandru din Milet . Sistemul său de lume conținea trei momente revoluționare: Pământul plat este situat fără niciun suport, căile corpurilor cerești sunt cercuri întregi, corpurile cerești sunt la distanțe diferite de Pământ [37] . Pitagora a mers și mai departe , sugerând că Pământul are forma unei mingi. Această ipoteză a întâmpinat multă rezistență la început; deci, printre adversarii ei s-au numărat celebrii filozofi ionieni Anaxagoras , Empedocles , Leucip , Democrit . Cu toate acestea, după sprijinul său de către Parmenide , Platon , Eudoxus și Aristotel, a devenit baza tuturor astronomiei și geografiei matematice.
Dacă Anaximandru a considerat stelele situate cel mai aproape de Pământ (au urmat Luna și Soarele), atunci studentul său Anaximenes a sugerat pentru prima dată că stelele sunt obiectele cele mai îndepărtate de Pământ, fixate pe învelișul exterior al Cosmosului. A apărut (pentru prima dată, probabil, printre Anaximene sau pitagoreeni) o părere că perioada de revoluție a stelei în sfera cerească crește odată cu creșterea distanței față de Pământ. Astfel, ordinea luminilor s-a dovedit a fi următoarea: Lună, Soare, Marte, Jupiter, Saturn, stele. Mercur și Venus nu sunt incluse aici, deoarece perioada lor de revoluție în sfera cerească este de un an, ca și cea a Soarelui. Aristotel și Platon au plasat aceste planete între Soare și Marte. Aristotel a justificat acest lucru prin faptul că niciuna dintre planete nu a ascuns vreodată Soarele și Luna, deși opusul (acoperirea planetelor de către Lună) a fost observat în mod repetat [34] .
Mercur, Venus, Marte, Jupiter și Saturn grecii antici până la jumătatea secolului al IV-lea î.Hr. e. numit Stilbon , Phosphorus și Hesperus (Venus dimineața și seara), Pyroent , Phaeton și , respectiv, Fainon . Numele grecești „divine” ale planetelor au apărut la mijlocul secolului al IV-lea î.Hr. e.: Platon (427-347) folosea încă vechile nume pitagorice ale planetelor, iar Aristotel (384-322) - deja noi, divin [38] .
Începând cu Anaximandru , s-au făcut numeroase încercări de a stabili distanțele de la Pământ la corpurile cerești. Aceste încercări s-au bazat pe considerații pitagorice speculative despre armonia lumii [39] . Ele se reflectă, în special, în Platon [40] .
Filosofii ionieni credeau că mișcarea corpurilor cerești era controlată de forțe similare celor care operează la scară pământească. Deci, Empedocle , Anaxagoras , Democrit credeau că corpurile cerești nu cad pe Pământ, deoarece sunt ținute de forța centrifugă . Italienii (pitagoreici și Platon ) credeau că luminarii, fiind zei, se mișcă singuri, ca niște ființe vii.
Aristotel credea că corpurile cerești sunt purtate în mișcarea lor de sfere cerești solide de care sunt atașate [41] . În tratatul „Despre cer” el a susținut că corpurile cerești fac mișcări circulare uniforme pur și simplu pentru că aceasta este natura eterului care le compune [42] . În tratatul „ Metafizică ” el exprimă o altă părere: tot ce se mișcă este pus în mișcare de ceva exterior, care, la rândul său, este mișcat și de ceva și așa mai departe, până ajungem la motor, care în sine imobil. Astfel, dacă corpurile cerești se mișcă prin intermediul sferelor de care sunt atașate, atunci aceste sfere sunt puse în mișcare de motoarele care sunt ele însele nemișcate. Fiecare corp ceresc este responsabil pentru mai multe „motoare fixe”, în funcție de numărul de sfere care îl poartă. Sfera de stele fixe situată la granița lumii ar trebui să aibă un singur motor, deoarece efectuează o singură mișcare - o rotație zilnică în jurul axei sale. Deoarece această sferă acoperă întreaga lume, motorul corespunzător (motorul principal ) este în cele din urmă sursa tuturor mișcărilor din Univers. Toți mișcătorii nemișcați împărtășesc aceleași calități ca și motorul principal: sunt formațiuni necorporale intangibile și reprezintă rațiunea pură (oamenii de știință medievali latini i-au numit inteligență și de obicei identificați cu îngerii) [43] .
Sistemul geocentric al lumii a devenit principalul model cosmologic până în secolul al XVII-lea d.Hr. e. Cu toate acestea, oamenii de știință din perioada clasică au dezvoltat alte opinii. Deci, printre pitagoreici se credea destul de larg (promulgat de Filolau de Croton la sfârșitul secolului al V-lea î.Hr.) că în mijlocul lumii există un anumit foc central , în jurul căruia, împreună cu planetele, și Pământul. se rotește, făcând o revoluție completă pe zi; Focul central este invizibil, deoarece între el și Pământ se mișcă un alt corp ceresc - Contra -Pământ [44] . În ciuda artificialității acestui sistem al lumii, a fost de o importanță capitală pentru dezvoltarea științei, deoarece pentru prima dată în istorie Pământul a fost numit una dintre planete. De asemenea, pitagoreicii au prezentat opinia că rotația zilnică a cerului se datorează rotației Pământului în jurul axei sale. Această opinie a fost susținută și fundamentată de Heraclide din Pont (a doua jumătate a secolului al IV-lea î.Hr.). În plus, pe baza informațiilor slabe care au ajuns până la noi, se poate presupune că Heraclid a considerat Venus și Mercur că se învârt în jurul Soarelui, care, la rândul său, se învârte în jurul Pământului. Există o altă reconstrucție a sistemului lumii lui Heraclid: Soarele, Venus și Pământul se rotesc în cercuri în jurul unui singur centru, iar perioada unei revoluții a Pământului este egală cu un an [45] . În acest caz, teoria lui Heraclid a fost o dezvoltare organică a sistemului lumii lui Philolaus și predecesorul imediat al sistemului heliocentric al lumii lui Aristarh .
A existat un dezacord considerabil între filozofi cu privire la ceea ce este în afara Cosmosului. Unii filozofi credeau că există un spațiu gol infinit; după Aristotel , nu există nimic în afara Cosmosului, nici măcar spațiu; Atomiștii Leucip , Democrit și susținătorii lor credeau că în spatele lumii noastre (limitate de sfera stelelor fixe) se află alte lumi. Cele mai apropiate de modern au fost priveliștile lui Heraclid Pont , conform cărora stelele fixe sunt alte lumi situate în spațiu infinit.
Perioada clasică este caracterizată de speculații larg răspândite despre natura corpurilor cerești. Probabil, Thales din Milet a fost primul care a sugerat că Luna strălucește cu lumina reflectată a Soarelui și pe această bază, pentru prima dată în istorie, a dat o explicație corectă a naturii eclipselor de soare [46] . Explicația eclipselor și fazelor lunare a fost dată pentru prima dată de Anaxagoras din Clazomene . Anaxagoras considera soarele o piatră uriașă (mai mare decât Peninsula Peloponeziană ), încălzită prin frecare cu aerul (pentru care filosoful aproape că a suferit pedeapsa cu moartea, deoarece această ipoteză era considerată contrară religiei de stat). Empedocle considera Soarele nu un obiect independent, ci o reflexie în firmamentul Pământului, iluminat de focul ceresc. Pitagoreeanul Philolaus credea că Soarele este un corp sferic transparent, luminos pentru că refractă lumina focului ceresc; ceea ce vedem ca lumina zilei este imaginea produsă în atmosfera Pământului. Unii filozofi ( Parmenide , Empedocle ) credeau că strălucirea cerului în timpul zilei se datorează faptului că firmamentul este format din două emisfere, lumină și întuneric, a căror perioadă de revoluție în jurul Pământului este o zi, ca și perioada de revoluție. al Soarelui. Aristotel credea că radiațiile pe care le primim de la corpurile cerești nu sunt generate de ele însele, ci de aerul încălzit de ele (parte a lumii sublunare) [47] .
Cometele au atras atenția oamenilor de știință greci . Pitagoreii le considerau a fi un fel de planete. Aceeași părere a fost împărtășită și de Hipocrate din Chios , care credea, de asemenea, că coada nu aparține cometei în sine, ci este uneori dobândită în rătăcirile sale în spațiu. Aceste opinii au fost respinse de Aristotel , care a considerat cometele (precum meteorii ) ca fiind aprinderea aerului din partea superioară a lumii sublunare. Motivul acestor aprinderi constă în eterogenitatea aerului care înconjoară Pământul, prezența incluziunilor inflamabile în acesta, care izbucnesc din cauza transferului de căldură din eterul care se rotește deasupra lumii sublunare [48] .
După Aristotel, Calea Lactee are aceeași natură ; singura diferență este că, în cazul cometelor și meteorilor, strălucirea apare din încălzirea aerului de către o anumită stea, în timp ce Calea Lactee ia naștere din încălzirea aerului de către întreaga regiune supralună [48] . Unii pitagoreici, împreună cu Oenopides din Chios , considerau Calea Lactee ca o traiectorie pârjolită de-a lungul căreia a circulat cândva Soarele. Anaxagoras credea că Calea Lactee este un aparent grup de stele, situat în locul în care umbra pământului cade pe cer. Un punct de vedere absolut corect a fost exprimat de Democrit , care credea că Calea Lactee este o strălucire comună a multor stele din apropiere.
Principala realizare a astronomiei matematice a perioadei analizate este conceptul de sferă cerească . Probabil, inițial a fost o idee pur speculativă bazată pe considerații de estetică. Cu toate acestea, mai târziu s-a realizat că fenomenele de răsărit și apus de soare ale luminilor, punctul culminant al acestora se produc într-adevăr în așa fel ca și cum stelele ar fi fixate rigid de un firmament sferic, rotindu-se în jurul unei axe înclinate pe suprafața pământului. Astfel, principalele trăsături ale mișcărilor stelelor au fost explicate în mod natural: fiecare stea se ridică întotdeauna în același punct de pe orizont, stele diferite trec pe cer în același timp cu arce diferite și cu cât steaua este mai aproape de polul ceresc, mai mic arcul pe care îl trece într-un singur timp. O etapă necesară în munca de creare a acestei teorii ar fi trebuit să fie realizarea faptului că dimensiunea Pământului este nemăsurat de mică în comparație cu dimensiunea sferei cerești, ceea ce a făcut posibilă neglijarea paralaxelor zilnice ale stelelor. Numele oamenilor care au făcut această cea mai importantă revoluție intelectuală nu au ajuns până la noi; cel mai probabil au aparținut școlii pitagoreice. Cel mai vechi manual de astronomie sferică care a ajuns până la noi îi aparține lui Autolycus din Pitana (circa 310 î.Hr.). S-a dovedit acolo, în special, că punctele unei sfere rotative care nu se află pe axa ei, în timpul rotației uniforme, descriu cercuri paralele perpendiculare pe axa, iar în timp egal toate punctele suprafeței descriu arce similare [49] .
O altă realizare majoră a astronomiei matematice a Greciei clasice este introducerea conceptului de ecliptică - un cerc mare înclinat față de ecuatorul ceresc, de-a lungul căruia Soarele se mișcă printre stele. Probabil că această reprezentare a fost introdusă de celebrul geometru Oenopide din Chios , care a făcut și prima încercare de a măsura înclinarea eclipticii față de ecuator (24°) [50] .
Vechii astronomi greci au pus la baza teoriilor geometrice ale mișcării corpurilor cerești următorul principiu: mișcarea fiecărei planete, a Soarelui și a Lunii este o combinație de mișcări circulare uniforme. Acest principiu, propus de Platon sau chiar de pitagoreeni , provine din conceptul corpurilor cerești ca zeități, care nu pot avea decât cel mai perfect tip de mișcare - mișcare uniformă în cerc [51] . Se crede că prima teorie a mișcării corpurilor cerești bazată pe acest principiu a fost propusă de Eudoxus din Cnidus [52] . Era teoria sferelor homocentrice - un fel de sistem geocentric al lumii, în care corpurile cerești sunt considerate atașate rigid la o combinație de sfere rigide fixate împreună cu un centru comun. Îmbunătățirea acestei teorii a fost realizată de Calipus din Cyzicus , iar Aristotel a pus-o la baza sistemului său cosmologic. Teoria sferelor homocentrice a fost ulterior abandonată, deoarece presupune invariabilitatea distanțelor de la lumini la Pământ (fiecare dintre lumini se mișcă de-a lungul unei sfere al cărei centru coincide cu centrul Pământului). Cu toate acestea, până la sfârșitul perioadei clasice, s-au acumulat deja o cantitate semnificativă de dovezi că distanțele corpurilor cerești față de Pământ se schimbă efectiv: modificări semnificative ale luminozității unor planete, variabilitatea diametrului unghiular al Lunii, prezența eclipselor totale și inelare de soare.
Potrivit lui van der Waerden , pitagoreicii din epoca pre-platonică au dezvoltat și teorii ale mișcării planetare bazate pe modelul epiciclurilor [53] . El a reușit chiar să restabilească unii dintre parametrii acestei teorii timpurii a epiciclurilor [54] . Teoriile privind mișcarea planetelor interioare și a Soarelui au fost destul de reușite, iar acesta din urmă, conform cercetătorului, a stat la baza calendarului Calipus . Opinia lui Van der Waerden, însă, nu este împărtășită de majoritatea istoricilor științei [55] .
Cel mai important rol organizator în știința acestei perioade îl joacă Biblioteca din Alexandria și Museion . Deși la începutul perioadei elenistice au apărut două noi școli filozofice, stoicii și epicurienii , astronomia științifică ajunsese deja la un nivel care îi permitea să se dezvolte practic fără a fi influențată de anumite doctrine filosofice (este posibil, totuși, ca prejudecățile asociate cu filosofia stoicismului, au avut un efect negativ asupra propagării sistemului heliocentric: vezi exemplul lui Cleanf de mai jos ).
Astronomia devine o știință exactă. Cele mai importante sarcini ale astronomilor sunt: (1) stabilirea scarii lumii pe baza teoremelor de geometrie și observații astronomice, precum și (2) construirea de teorii geometrice predictive ale mișcării corpurilor cerești. Tehnica observațiilor astronomice atinge un nivel înalt. Unificarea lumii antice de către Alexandru cel Mare face posibilă îmbogățirea astronomiei grecești datorită realizărilor astronomilor babilonieni . În același timp, decalajul dintre obiectivele astronomiei și fizicii se adâncește, ceea ce nu era atât de evident în perioada anterioară.
În cea mai mare parte a perioadei elenistice, grecii nu urmăresc influența astrologiei asupra dezvoltării astronomiei [56] .
La noi au ajuns șase lucrări ale astronomilor din această perioadă:
Realizările acestei perioade stau la baza a două manuale de astronomie elementară, Geminus (secolul I î.Hr.) și Cleomedes (necunoscută de-a lungul vieții, cel mai probabil între secolul I î.Hr. și secolul II d.Hr.), cunoscut sub numele de „Introducere în fenomene”. Claudius Ptolemeu povestește despre lucrările lui Hiparh în opera sa fundamentală - „Almagest” (a doua jumătate a secolului al II-lea d.Hr.). În plus, diferite aspecte ale astronomiei și cosmologiei perioadei elenistice sunt acoperite într-o serie de lucrări de comentarii ale perioadelor ulterioare.
Perioada elenistică este marcată de apariția unor noi școli filozofice, dintre care două ( epicurienii și stoicii ) au jucat un rol proeminent în dezvoltarea cosmologiei.
Școala epicureană a apărut în secolul al IV-lea î.Hr. e. în Atena . Practic, epicurienii au dezvoltat ideile atomiştilor. Explicația lui Epicur despre motivul imobilității Pământului a fost originală: el a sugerat că de fapt Pământul cade într-un fel de „abis mondial”, dar noi nu observăm această cădere, deoarece cădem împreună cu Pământul. Procesul de formare cosmică este următorul [60] : toți atomii cad în „abisul lumii” pe căi paralele, cu viteze egale, indiferent de greutatea și dimensiunea lor. Cu toate acestea, atomii au și un alt fel de mișcare - mișcări aleatorii laterale, care duc la abateri de la traiectorii rectilinii, din cauza cărora atomii se ciocnesc. Acest lucru duce la formarea Pământului și a altor corpuri. În același timp, nu era presupusă activitatea viguroasă a zeilor, datorită căreia epicurienii se bucurau de reputația de atei . Epicurienii susțineau posibilitatea existenței unui număr infinit de lumi asemănătoare cu a noastră. Aceleași fenomene din lumi diferite pot avea cauze diferite. Așadar, poetul roman Titus Lucretius Car (sec. I î.Hr.), care a exprimat părerile lui Epicur în poemul Despre natura lucrurilor , scrie că fazele lunii pot apărea atât datorită faptului că Soarele o luminează diferit, și pentru că pentru faptul că Luna prin natura sa are o emisferă luminoasă și o emisferă întunecată; poate soarele se invarte in jurul pamantului, dar este posibil ca in fiecare zi un nou soare sa straluceasca deasupra noastra. Paralelismul traiectoriilor atomilor a implicat forma plată a Pământului [61] , ceea ce i-a pus pe epicurieni în opoziție cu toți astronomii și geografii din acea perioadă, care credeau că sfericitatea Pământului era dovedită.
Cea mai populară școală filozofică, atât în epoca elenistică, cât și în epoca Imperiului Roman, a fost școala stoică , fondată la Atena la sfârșitul secolului al IV-lea î.Hr. e. Zenon din Kition . Stoicii credeau că Cosmosul s-a născut periodic din foc și a pierit în foc. Focul este capabil să se transforme în alte trei elemente - aer, apă și pământ. În același timp, întregul Univers este pătruns cu o materie specială cea mai subtilă - pneuma. Cosmosul în ansamblu este o ființă vie și inteligentă al cărei suflet este format din pneuma. În centrul lumii se află Pământul sferic, care este în repaus datorită faptului că forțele care acționează asupra lui din diferite părți ale Universului sunt echilibrate. În afara Cosmosului este un spațiu gol nesfârșit.
În ciuda contradicțiilor radicale dintre stoici și epicurieni, aceștia aveau opinii similare asupra unor probleme fizice. Deci, potrivit ambelor, nu există concepte precum corpuri absolut ușoare și absolut grele; toată materia tinde spre centrul lumii, doar unele particule au mai multă gravitație decât altele. Drept urmare, materia cea mai grea care formează Pământul este concentrată în centrul lumii, în timp ce materia mai ușoară este forțată să iasă la periferie. De aceeași părere a fost eminentul filozof Strato din Lampsacus , care a condus școala peripatetică după moartea lui Teofrast , un elev al lui Aristotel .
Calendar. Valoarea kalippiană a lungimii anului tropical (365+(1/4) zile) a stat la baza așa-numitului calendar zodiacal sau calendarul lui Dionysius (primul an a început la 28 iunie 285 î.Hr.) - un calendar solar în care ciclul calendaristic a constat din trei ani de 365 de zile și unul de 366 de zile (ca în calendarul iulian ). În 238 î.Hr. Basileusul Egiptului, Ptolemeu al III-lea Euergetes , a făcut o încercare nereușită de a introduce un calendar similar în viața civilă a țării sale [62] .
Pentru a îmbunătăți calendarul, oamenii de știință din epoca elenistică au făcut observații ale solstițiilor și echinocțiilor: lungimea anului tropical este egală cu intervalul de timp dintre două solstiții sau echinocții, împărțit la numărul total de ani. Ei au înțeles că acuratețea calculului este mai mare, cu cât intervalul dintre evenimentele folosite este mai mare. Astfel de observații au fost făcute, în special, de Aristarh din Samos , Arhimede din Siracuza , Hiparh din Niceea și o serie de alți astronomi ale căror nume sunt necunoscute.
În Biblioteca Vaticanului este păstrat un manuscris , care furnizează date despre magnitudinea anului, conform măsurătorilor unor astronomi antici. În special, lui Aristarh i se atribuie două semnificații diferite . Înregistrările sunt puternic distorsionate, dar analiza documentului a făcut posibil să se constate că una dintre valorile atribuite lui Aristarh este apropiată de durata anului tropical, cealaltă a anului sideral (respectiv, 365+). (1/4)-(15/4868) zile și 365+(1/4) +(1/152) zile) [63] . Întrucât anul tropical este intervalul de timp dintre două treceri succesive ale Soarelui prin echinocțiul de primăvară, inegalitatea anilor tropicali și sideral implică automat mișcarea echinocțiilor spre mișcarea anuală a Soarelui, adică precesia echinocții sau precesiune .
Cu toate acestea, descoperirea precesiei este de obicei atribuită lui Hipparchus , care a arătat mișcarea echinocțiului între stele, ca urmare a comparării coordonatelor unor stele măsurate de Timocharis și el însuși. Potrivit lui Hipparchus, viteza unghiulară a echinocțiului este de 1° pe secol. Aceeași valoare rezultă din valorile anului sideral și tropical conform lui Aristarh , restaurate din manuscrisele Vaticanului (de fapt, magnitudinea precesiunii este de 1 ° în 72 de ani).
Potrivit lui Hipparchus , durata unui an tropical este de 365+(1/4)-(1/300) zile (cu 6 minute mai mult decât valoarea corectă în acea epocă). Pe baza acestei valori, Hipparchus a adus o altă îmbunătățire a ciclului calendaristic lunisolar: 1 ciclu Hipparchus este 4 cicluri Calipus fără o zi:
304 ani = 111035 zile = 3760 luni sinodice.Este posibil ca astronomii greci din epoca elenistică să folosească în lucrările lor rezultatele astronomilor din Mesopotamia , care au devenit disponibile după formarea imperiului lui Alexandru cel Mare . Acest lucru este susținut de faptul că lungimea lunii sinodice folosită de Hiparh se regăsește și în tăblițele de lut babiloniene. Este posibil, totuși, ca fluxul de informații să fi fost în două sensuri: lungimea anului tropical de 365+(1/4)-(5/1188) zile găsit în tăblițele de lut babiloniene este aproape sigur derivată din timp. interval dintre solstițiile de vară ale lui Hiparh (135 î.Hr.).e., o. Rodos ) și Meton (432 î.Hr., Atena ) [10] . Valoarea tocmai amintită a lungimii lunii sinodice ar putea fi obținută pentru prima dată și de către astronomii greci ai școlii lui Aristarh [64] . Existența unui flux de informații de la vest la est este evidențiată și de sprijinul babilonianului Seleucus pentru conceptul grecesc al mișcării Pământului.
Observații unghiulare. Începând din secolul al IV-lea sau chiar din secolul al V-lea î.Hr. valoarea de 24° a fost luată ca înclinație a eclipticii față de ecuator. O nouă definiție a acestei valori a fost făcută la sfârșitul secolului al III-lea î.Hr. Eratostene în Alexandria. El a descoperit că acest unghi este de 11/83 părți dintr-un semicerc, sau 23°51' (valoarea adevărată a acestei valori la acel moment era 23°43'). Sensul obținut de Eratostene a fost folosit de Ptolemeu în Almagestul . Cu toate acestea, mai multe studii independente au arătat că o serie de exemple supraviețuitoare de lucrări astronomice și geografice antice se bazează pe o valoare mult mai precisă pentru înclinarea eclipticii față de ecuator: 23°40’.
Astronomii alexandrini Timocharis (~290 î.Hr.) și Aristillus (~260 î.Hr.) au măsurat coordonatele stelelor fixe [65] . Pe parcursul acestor decenii, acuratețea unor astfel de observații a crescut semnificativ: de la 12’ pentru Timocharis la 5’ pentru Aristillus [66] . Un astfel de progres semnificativ indică prezența în Alexandria a unei școli puternice de astronomie observațională.
Lucrările privind determinarea coordonatelor stelelor au continuat în a doua jumătate a secolului II î.Hr. Hipparchus , care a alcătuit primul catalog de stele din Europa, care includea coordonatele exacte a aproximativ o mie de stele. Acest catalog nu a ajuns la noi, dar este posibil ca catalogul din Almagestul ptolemaic să fie aproape în întregime catalogul lui Hiparh cu coordonatele recalculate din cauza precesiei. Când și-a compilat catalogul, Hipparchus a introdus pentru prima dată conceptul de mărimi stelare .
În a doua jumătate a secolului III î.Hr. Astronomii alexandrini au făcut și observații ale pozițiilor planetelor. Printre ei s-au numărat și Timocharis , precum și astronomi ale căror nume nu le cunoaștem (tot ce știm despre ei este că au folosit calendarul zodiacal dionisiac pentru a-și data observațiile). Motivele din spatele observațiilor alexandrine nu sunt pe deplin clare [67] .
Pentru a determina latitudinea geografică în diverse orașe, s-au făcut observații ale înălțimii Soarelui în timpul solstițiilor. În acest caz s-a atins o precizie de ordinul câtorva minute de arc, maxima realizabilă cu ochiul liber [11] . Pentru a determina longitudinea, s-au folosit observații ale eclipselor de Lună (diferența de longitudine dintre două puncte este egală cu diferența de ora locală când a avut loc eclipsa).
Arhimede în „Calculul granulelor de nisip” dă rezultatele măsurării diametrului unghiular al Soarelui: de la 1/164 la 1/200 dintr-un unghi drept (adică de la 32’55” la 27’). Estimarea anterioară a lui Aristarh , această valoare este de 30'; adevărată, valoarea variază de la 31'28" la 32'37" [68] .
instrumente astronomice. Probabil, o dioptrie a fost folosită pentru a observa poziția luminilor de noapte, iar un cerc de amiază a fost folosit pentru a observa Soarele ; este foarte probabilă folosirea astrolabului (a cărui invenție este uneori atribuită lui Hipparchus [69] ) și a sferei armilare . Potrivit lui Ptolemeu , Hiparh a folosit inelul ecuatorial pentru a determina momentele echinocţiului .
Arhimede a construit un glob ceresc - un planetariu mecanic, plasat în interiorul căruia o persoană putea vedea mișcarea planetelor, a Lunii și a Soarelui în firmament, fazele lunare, eclipsele solare și lunare [70] .
După ce a primit sprijin de la stoici , sistemul geocentric al lumii a continuat să fie principalul sistem cosmologic în perioada elenistică. Un eseu despre astronomia sferică scris de Euclid la începutul secolului al III-lea î.Hr. î.Hr., tot pe baza unui punct de vedere geocentric. Cu toate acestea, în prima jumătate a acestui secol, Aristarh de Samos a propus un sistem alternativ, heliocentric al lumii , conform căruia:
Bazat pe sistemul heliocentric și pe neobservabilitatea paralaxelor anuale ale stelelor, Aristarh a fost primul care a concluzionat că distanța de la Pământ la Soare este neglijabilă în comparație cu distanța de la Soare la stele. Această concluzie este prezentată cu suficientă simpatie de către Arhimede în lucrarea sa „Calcul nisipurilor” (una dintre principalele surse de informare a noastră despre ipoteza lui Aristarh), care poate fi considerată o recunoaștere indirectă a cosmologiei heliocentrice de către omul de știință siracusan [71]. ] . Poate că, în celelalte lucrări ale sale, Arhimede a dezvoltat un model diferit al structurii Universului, în care Mercur și Venus, precum și Marte, se învârt în jurul Soarelui, care, la rândul său, se mișcă în jurul Pământului (în timp ce calea lui Marte). în jurul Soarelui acoperă Pământul) [72] .
Majoritatea istoricilor științei cred că ipoteza heliocentrică nu a primit niciun sprijin semnificativ din partea contemporanilor lui Aristarh și a astronomilor de mai târziu. Unii cercetători, totuși, oferă o serie de dovezi indirecte ale sprijinului larg răspândit pentru heliocentrism de către astronomii antici [73] [74] . Cu toate acestea, numele unui singur susținător al sistemului heliocentric este cunoscut: Seleucus babilonian , prima jumătate a secolului al II-lea î.Hr.
Stoicul Cleanthes credea că Aristarh ar fi trebuit să fie urmărit pentru că a propus ideea mișcării Pământului [75] . Nu se știe dacă acest recurs a dus la vreo consecință.
Perioada luată în considerare este marcată și de apariția altor ipoteze inovatoare. A apărut o opinie despre posibilitatea mișcărilor adecvate ale stelelor „fixe”. În orice caz, conform dovezilor disponibile, unul dintre motivele lui Hipparchus în alcătuirea catalogului său stelar a fost dorința de a oferi astronomilor generațiilor viitoare o bază de date de coordonate stelare exacte pentru a testa ipoteza prezenței mișcărilor stelare adecvate. În acest scop, Hipparchus a înregistrat și câteva cazuri în care trei sau mai multe stele se află aproximativ în linie.
În secolul I î.Hr. Gemin a promulgat opinia că stelele par să se afle doar pe aceeași sferă, dar de fapt sunt situate la distanțe diferite de Pământ. Există toate motivele să credem că această opinie a apărut și mai devreme, în secolul al III-lea sau al II-lea î.Hr., deoarece este asociată cu posibilitatea existenței unor mișcări proprii ale stelelor: prezența unor astfel de mișcări este incompatibilă cu ideea de stele ca corpuri fixate pe o sferă. Ambele ipoteze se armonizează, de asemenea, bine cu sistemul heliocentric : noțiunea geocentrică a imobilității Pământului necesită ca stelele să fie fixate rigid pe sfera cerească, deoarece în acest caz rotația zilnică a cerului este considerată reală și nu aparentă. , ca în cazul unui Pământ în rotație.
Unii filozofi au exprimat, de asemenea, opinii destul de arhaice, abandonate de mult de știință. Deci, adepții lui Epicur considerau că Pământul este plat, căzând în „abisul lumii”.
Unele alte aspecte ale învățăturilor epicurienilor , totuși, par destul de avansate pentru vremea lor. De exemplu, au considerat posibilă existența, pe lângă a noastră, a altor lumi (fiecare este finită și limitată de sfera stelelor fixe). Principalii lor rivali, stoicii , considerau lumea ca una, finită și scufundată într-un spațiu gol nesfârșit. De cel mai mare interes este punctul de vedere al heliocentristului Seleucus , care credea că lumea este infinită.
Încercările de stabilire a distanțelor până la luminari, caracteristice etapei precedente, pe baza unor considerații pitagorice speculative despre armonia lumii, nu și-au găsit continuarea în perioada elenistică. În secolele III-II î.Hr. astronomii au făcut o serie de estimări ale distanțelor până la corpurile cerești ținând cont doar de teoremele geometriei euclidiene și de considerații fizice simple. Prima dintre astfel de încercări care au ajuns până la noi îi aparține lui Aristarh din Samos și este descrisă în lucrarea sa „Despre dimensiunile și distanța soarelui și lunii”. După ce a estimat distanța unghiulară a Lunii față de Soare în cuadraturi (când jumătate din discul lunar este observat de pe Pământ) și făcând o ipoteză despre strălucirea Lunii de lumina reflectată a soarelui, a estimat raportul dintre distanțe față de Soare. iar Luna de 19 ori; întrucât dimensiunile unghiulare ale ambelor corpuri de iluminat de pe cer sunt aproximativ aceleași, Soarele se dovedește a fi de același număr de ori mai mare decât Lunii în rază, adică de 19 ori. Analizând în continuare eclipsa de Lună (care implică date despre raportul dintre dimensiunea unghiulară a umbrei lunii și raza aparentă a Lunii), el a calculat că raportul dintre razele Soarelui și Pământului este de 20:3. Această estimare este de aproximativ 20 de ori mai mică decât valoarea adevărată, ceea ce se datorează imposibilității determinării cu exactitate a momentului de cuadratura lunară. Este posibil, totuși, ca tratatul „Despre dimensiunile și distanța soarelui și a lunii” care a ajuns până la noi să nu fi fost scris de Aristarh însuși, ci să fie o revizuire ulterioară a studenților a lucrării originale a omului de știință Samian sub același nume, Aristarh însuși credea că 19 și 20/3 sunt doar estimări mai mici, respectiv, ale raportului dintre distanțe la Soare și Lună și raportul dintre razele Soarelui și Pământului [11] . Oricum ar fi, rezultatul remarcabil al lui Aristarh a fost stabilirea faptului că volumul Soarelui este de multe ori mai mare decât volumul Pământului. Poate că asta l-a condus la ipoteza heliocentrică a structurii universului.
De aceste sarcini s-a ocupat și Hiparh (lucrările omului de știință însuși nu au ajuns la noi, știm despre ele doar din mențiunile altor autori). În primul rând, pentru a măsura distanța până la Lună, a folosit observațiile unei eclipse de soare, care a fost observată în două orașe diferite în faze diferite. Presupunând că paralaxa zilnică a Soarelui este neglijabilă, Hipparchus a obținut că distanța până la Lună se află în intervalul de la 71 la 83 de raze Pământului. Mai mult, Hipparchus se pare că folosește o metodă pentru determinarea distanței până la Lună, similară cu cea folosită mai devreme de Aristarh și presupune că paralaxa zilnică a Soarelui este egală cu valoarea maximă la care nu se poate distinge cu ochiul liber (conform lui Hiparh). , aceasta este 7′, ceea ce corespunde unei distanțe până la Soare de 490 de raze Pământ). Ca urmare, distanța minimă până la Lună s-a dovedit a fi de 67 1/3, cea maximă de 72 2/3 din razele Pământului [76] .
Există motive să credem că alți astronomi au făcut, de asemenea, estimări ale distanțelor față de corpurile cerești pe baza neobservabilității paralaxelor lor zilnice [11] ; ar trebui să ne amintim, de asemenea, concluzia lui Aristarh despre îndepărtarea enormă a stelelor, realizată în conformitate cu sistemul heliocentric și neobservabilitatea paralaxelor anuale ale stelelor.
Apollonius din Perga și Arhimede au fost, de asemenea, implicați în determinarea distanțelor până la corpurile cerești , dar nu se știe nimic despre metodele pe care le-au folosit. O încercare recentă de a reconstrui lucrarea lui Arhimede a concluzionat că distanța sa până la Lună era de aproximativ 62 de raze Pământului și că el a măsurat distanțele relative de la Soare la planetele Mercur, Venus și Marte destul de precis (pe baza unui model în care acestea planetele se învârt în jurul Soarelui și împreună cu acesta în jurul Pământului) [72] .
La aceasta trebuie adăugată determinarea razei Pământului de către Eratostene . În acest scop, el a măsurat distanța zenitală a Soarelui la prânz în ziua solstițiului de vară din Alexandria , obținând un rezultat de 1/50 dintr-un cerc complet. Mai mult, Eratostene știa că în orașul Siena în această zi Soarele se află exact la zenit, adică Siena este la tropic. Presupunând că aceste orașe se află exact pe același meridian și luând distanța dintre ele egală cu 5000 de stadii și considerând, de asemenea, că razele Soarelui sunt paralele, Eratostene a primit circumferința pământului egală cu 250.000 de stadii. Ulterior, Eratostene a crescut această valoare la o valoare de 252.000 de stadii, mai convenabil pentru calcule practice. Precizia rezultatului lui Eratosthenes este dificil de evaluat, deoarece mărimea stadului pe care a folosit-o este necunoscută. În majoritatea lucrărilor moderne, etapele lui Eratostene sunt considerate a fi de 157,5 metri [77] sau 185 de metri [78] . Atunci rezultatul său pentru lungimea circumferinței pământului, în termeni de unități de măsură moderne, va fi egal cu, respectiv, 39690 km (doar cu 0,7% mai puțin decât valoarea adevărată), sau 46620 km (cu 17% mai mult decât valoarea adevărată). ).
În perioada analizată, au fost create noi teorii geometrice privind mișcarea Soarelui, a Lunii și a planetelor, care s-au bazat pe principiul că mișcarea tuturor corpurilor cerești este o combinație de mișcări circulare uniforme. Cu toate acestea, acest principiu a acționat nu sub forma teoriei sferelor homocentrice , ca în știința perioadei precedente, ci sub forma teoriei epiciclurilor , conform căreia luminarul însuși face o mișcare uniformă într-un cerc mic ( epiciclu), al cărui centru se mișcă uniform în jurul Pământului într-un cerc mare (deferent). Bazele acestei teorii se crede că au fost puse de Apollonius din Perga , care a trăit la sfârșitul secolului al III-lea - începutul secolului al II-lea î.Hr. e.
O serie de teorii cu privire la mișcarea Soarelui și a Lunii au fost construite de Hiparh . Conform teoriei sale despre Soare, perioadele de mișcare de-a lungul epiciclului și deferentului sunt aceleași și egale cu un an, direcțiile lor sunt opuse, drept urmare Soarele descrie uniform un cerc (excentru) în spațiu, al cărui centru nu coincide cu centrul Pământului. Acest lucru a făcut posibilă explicarea neuniformității mișcării aparente a Soarelui de-a lungul eclipticii. Parametrii teoriei (raportul dintre distanțele dintre centrele Pământului și excentric, direcția liniei de abside) au fost determinați din observații. Totuși, o teorie similară a fost creată pentru Lună, în ipoteza că vitezele Lunii de-a lungul deferentului și ale epiciclului nu se potrivesc. Aceste teorii au permis ca predicțiile eclipselor să fie făcute cu o precizie care nu era disponibilă pentru astronomii anteriori.
Alți astronomi au fost implicați în crearea teoriilor privind mișcarea planetelor. Dificultatea a fost că au existat două tipuri de denivelări în mișcarea planetelor:
Pentru a explica aceste inegalități, astronomii elenisti au folosit o combinație de mișcări în cercuri excentrice și epicicluri. Aceste încercări au fost criticate de Hiparh , care însă nu a oferit nicio alternativă, limitându-se la sistematizarea datelor observaționale disponibile la vremea sa [79] .
Principalele progrese în dezvoltarea aparatului matematic al astronomiei elenistice au fost asociate cu dezvoltarea trigonometriei . Necesitatea de a dezvolta trigonometria pe un plan a fost asociată cu necesitatea de a rezolva două tipuri de probleme astronomice:
În ambele cazuri, astronomii trebuiau să calculeze laturile triunghiurilor dreptunghiulare având în vedere valorile cunoscute a două dintre laturile sale și a uneia dintre capturi (determinate din observațiile astronomice de pe suprafața pământului). Prima lucrare care a ajuns până la noi, unde a fost pusă și rezolvată această problemă matematică, a fost un tratat al lui Aristarh din Samos Despre mărimile și distanțele Soarelui și Lunii . Într-un triunghi dreptunghic format de Soare, Lună și Pământ în timpul cuadraturii, a fost necesar să se calculeze valoarea ipotenuzei (distanța de la Pământ la Soare) prin catete (distanța de la Pământ la Lună). ) cu o valoare cunoscută a unghiului inclus (87°), care echivalează cu calcularea valorii sin 3°. Potrivit lui Aristarh , această valoare se află în intervalul de la 1/20 la 1/18. Pe parcurs, a dovedit, în termeni moderni, inegalitatea [80] (cuprinsă și în Calculul boabelor lui Arhimede ).
Începând cel puțin cu Hypsicles , astronomii elenistici au folosit 1/360 de cerc (grad) ca măsură a unghiului. Probabil, această măsură unghiulară a fost împrumutată de ei de la astronomii din Mesopotamia. În loc de sinusuri, astronomii greci au folosit adesea acorduri: coarda unghiului α este egală cu dublul sinusului unghiului α/2. Potrivit unor reconstituiri, primul tabel de acorduri a fost alcătuit încă din secolul al III-lea î.Hr. e. [81] posibil de Apollonius din Perga . Se crede pe scară largă că tabelul de acorduri a fost întocmit de Hipparchus , care a avut nevoie de el atunci când a determinat parametrii orbitelor Soarelui și Lunii pe baza datelor observaționale [82] . Poate că calculul tabelului lui Hiparh s-a bazat pe metoda dezvoltată de Arhimede [83] .
Istoricii nu au ajuns la un consens cu privire la măsura în care astronomii din perioada elenistică au dezvoltat geometria sferei cerești . Unii savanți susțin că cel puțin pe vremea lui Hiparh, sistemul de coordonate ecliptic sau ecuatorial a fost folosit pentru a înregistra rezultatele observațiilor astronomice [84] . Poate că atunci erau cunoscute unele teoreme de trigonometrie sferică , care puteau fi folosite pentru alcătuirea cataloagelor de stele [85] și în geodezie [9] .
Lucrarea lui Hipparchus conține și semne de familiaritate cu proiecția stereografică folosită la construcția astrolabilor [86] . Descoperirea proiecției stereografice este atribuită lui Apollonius din Perga ; în orice caz, el a demonstrat o teoremă importantă care stă la baza acesteia [87] .
În această perioadă, activitatea în domeniul științei astronomice este aproape de zero, dar astrologia , care a venit din Babilon, înflorește cu putere [88] . După cum demonstrează numeroasele papirusuri ale Egiptului elenistic din acea perioadă, horoscoapele au fost întocmite nu pe baza teoriilor geometrice dezvoltate de astronomii greci din perioada anterioară, ci pe baza schemelor aritmetice mult mai primitive ale astronomilor babilonieni [89]. ] . În secolul al II-lea. î.Hr e. a apărut o doctrină sintetică, care a inclus astrologia babiloniană, fizica lui Aristotel și doctrina stoică a conexiunii simpatice a tuturor lucrurilor, dezvoltată de Posidonius din Apamea . Partea sa a fost ideea condiționalității fenomenelor pământești prin rotația sferelor cerești: deoarece lumea „sublunară” este în mod constant într-o stare de devenire eternă, în timp ce lumea „supralunară” este într-o stare neschimbată, a doua este sursa tuturor modificărilor care au loc în prima [90] .
În ciuda lipsei de dezvoltare a științei, nici o degradare semnificativă nu are loc, dovadă a căreia este manualul de bună calitate Introducere în fenomenele lui Gemin (sec. I î.Hr.) și Sfera lui Teodosie din Vithinsky (sec. II sau I î.Hr.) care au coboara la noi. Acesta din urmă este de nivel intermediar între lucrări similare ale autorilor timpurii ( Autolycus și Euclid ) și tratatul de mai târziu „Sfera” de Menelau (secolul I d.Hr.). De asemenea, la noi au ajuns încă două mici lucrări ale lui Teodosie: Despre locuințe , care descrie cerul înstelat din punctul de vedere al observatorilor aflați la diferite latitudini geografice, și Despre zile și nopți , unde mișcarea Soarelui de-a lungul eclipticii. este considerat. S-a păstrat și tehnologia asociată astronomiei, pe baza căreia a fost creat mecanismul de la Antikythera - un calculator de fenomene astronomice, creat în secolul I î.Hr. e.
Astronomia revine treptat, dar cu un amestec vizibil de astrologie. În această perioadă au fost create o serie de lucrări astronomice de generalizare. Cu toate acestea, noua perioadă de glorie este înlocuită rapid de stagnare și apoi de o nouă criză, de data aceasta și mai profundă, asociată cu declinul general al culturii în timpul prăbușirii Imperiului Roman, precum și cu o revizuire radicală a valorilor antice. civilizație, produsă de creștinismul timpuriu.
Scrierile lui Claudius Ptolemeu (a doua jumătate a secolului al II-lea d.Hr.) au ajuns până la noi:
Unele informații astronomice sunt conținute în alte scrieri ale lui Ptolemeu: Optică , Geografie și un tratat de astrologie Tetrabook .
Poate în secolele I-II. n. e. au fost scrise și alte lucrări de aceeași natură cu Almagestul [91] , dar nu au ajuns la noi.
În această perioadă a apărut și cel mai important tratat Sferik [19] al lui Menelau al Alexandriei (secolul I d.Hr.), în care au fost expuse pentru prima dată bazele trigonometriei sferice (geometria internă a suprafețelor sferice). Descrierea tipului cerului înstelat este dedicată unui mic tratat Astronomia lui Gigin (secolul I d.Hr.) [92] .
Problemele de astronomie sunt luate în considerare și într-o serie de lucrări de comentariu scrise în această perioadă (autori: Theon din Smirna , secolul II d.Hr., Simplicius , secolul V d.Hr., Censorinus , secolul III d.Hr. [93] , Pappus din Alexandria , secolul III sau IV d.Hr. d.Hr., Theon din Alexandria , secolul IV d.Hr., Proclus , secolul V d.Hr. etc.). Unele probleme astronomice sunt luate în considerare și în lucrările enciclopedistului Pliniu cel Bătrân , filosofilor Cicero , Seneca , Lucretius , arhitectului Vitruvius , geografului Strabon , astrologilor Manilius și Vettius Valens , mecanicul Heron al Alexandriei , teologului Cyrene Synes. .
Sarcina observațiilor planetare ale perioadei luate în considerare este de a furniza material numeric pentru teoriile mișcării planetelor, a Soarelui și a Lunii. În acest scop, Menelau din Alexandria , Claudius Ptolemeu și alți astronomi și-au făcut observațiile (există o discuție tensionată asupra autenticității observațiilor lui Ptolemeu [94] ). În cazul Soarelui, eforturile principale ale astronomilor erau încă îndreptate spre fixarea cu precizie a momentelor echinocțiilor și solstițiilor. În cazul Lunii s-au observat eclipse (s-a înregistrat momentul exact al celei mai mari faze și poziția Lunii între stele), precum și momente de cuadratura. Pentru planetele interioare (Mercur și Venus), cele mai mari alungiri au fost de interes primordial atunci când aceste planete se află la cea mai mare distanță unghiulară de Soare. Cu planetele exterioare, s-a pus un accent deosebit pe fixarea momentelor de opoziție cu Soarele și observarea lor în momente intermediare, precum și pe studierea mișcărilor lor înapoi. Astronomii au acordat, de asemenea, multă atenție unor fenomene atât de rare, cum ar fi conjuncțiile planetelor cu Luna, stelele și unele cu altele.
S-au făcut și observații ale coordonatelor stelelor. Ptolemeu citează un catalog de stele în Almagest , unde, potrivit lui, a observat fiecare stea în mod independent. Este posibil, totuși, ca acest catalog să fie aproape în întregime catalogul lui Hipparchus cu coordonatele stelelor recalculate din cauza precesiei.
Ultimele observații astronomice din antichitate au fost făcute la sfârșitul secolului al V-lea de către Proclu și studenții săi Heliodor și Ammonius .
Ptolemeu descrie mai multe instrumente astronomice folosite în timpul său. Acesta este un cadran , inel de echinocțiu, cerc la amiază, sferă armilară , triquetrum , precum și un dispozitiv special pentru măsurarea dimensiunii unghiulare a lunii. Eroul Alexandriei menționează un alt instrument astronomic, dioptria.
Treptat, astrolabul , care în Evul Mediu a devenit principalul instrument al astronomilor, câștigă popularitate [69] . Proiecția stereografică , care este baza matematică a astrolabului , a fost folosită în așa-numitul „indicator de vreme furtunoasă”, descris de Vitruvius și reprezentând un analog mecanic al unei hărți în mișcare a cerului înstelat [95] . În lucrarea sa Despre planisferă , Ptolemeu descrie proiecția stereografică și notează că aceasta este baza matematică pentru un „instrument horoscopic” care este descris ca fiind același cu astrolabul. La sfârșitul secolului al IV-lea d.Hr. e. un tratat despre astrolabul a fost scris de Theon din Alexandria ; această lucrare nu a ajuns până la noi, dar conținutul ei poate fi restaurat pe baza mai multor lucrări ale unor autori ulterioare. Potrivit lui Synesius , fiica lui Theon, legendara Hypatia , a luat parte la realizarea astrolabilor . Cele mai vechi tratate despre astrolabul care au ajuns până la noi au fost scrise de Ammonius Hermias [97] la sfârșitul secolului al V-lea sau începutul secolului al VI-lea și puțin mai târziu de către studentul său John Philopon .
Dezvoltarea trigonometriei a continuat. Menelau din Alexandria (circa 100 d.Hr.) a scris o monografie a lui Sferik în trei cărți. În prima carte, el a expus teoria triunghiurilor sferice , similar cu teoria triunghiurilor plane a lui Euclid , așa cum este expusă în Cartea I a Începuturilor . În plus, Menelaus a demonstrat o teoremă pentru care nu există un analog euclidian: două triunghiuri sferice sunt congruente (compatibile) dacă unghiurile corespunzătoare sunt egale. O altă teoremă a lui spune că suma unghiurilor unui triunghi sferic este întotdeauna mai mare de 180°. A doua carte a Sferelor stabilește aplicarea geometriei sferice în astronomie. A treia carte conține „ teorema lui Menelaus ”, cunoscută și sub numele de „regula celor șase cantități”.
Cea mai semnificativă lucrare trigonometrică a antichității este Almagestul ptolemaic . Cartea conține noi tabele de acorduri. Pentru a le calcula, coarda a folosit (în capitolul X) teorema lui Ptolemeu (cunoscută însă lui Arhimede), care spune: suma produselor lungimilor laturilor opuse ale unui convex înscris într-un patrulater cerc este egală cu produsul a lungimilor diagonalelor sale. Din această teoremă, este ușor să se obțină două formule pentru sinusul și cosinusul sumei unghiurilor și încă două pentru sinusul și cosinusul diferenței unghiurilor. Mai târziu, Ptolemeu oferă un analog al formulei pentru sinusul unui jumătate de unghi pentru acorduri.
O inovație importantă a Almagestului este descrierea ecuației timpului , o funcție care descrie abaterea timpului solar mediu de la timpul solar adevărat.
Deși teoria mișcării Soarelui, Lunii și planetelor a fost dezvoltată încă din perioada elenistică, prima teorie care a ajuns până la noi este prezentată în Almagestul lui Ptolemeu . Mișcarea tuturor corpurilor cerești este prezentată ca o combinație a mai multor mișcări în cercuri mari și mici (epicicluri, deferente, excentre). Teoria solară a lui Ptolemeu coincide complet cu teoria lui Hiparh , despre care știm doar din Almagest . Inovații semnificative sunt cuprinse în teoria lunară a lui Ptolemeu, unde pentru prima dată a fost luat în considerare și modelat un nou tip de denivelare în mișcarea unui satelit natural, evecția [98] . Dezavantajul acestei teorii este exagerarea intervalului de schimbare a distanței de la Pământ la Lună - aproape de două ori, ceea ce ar trebui să se reflecte în modificarea diametrului unghiular al Lunii, care nu este observată în realitate.
Cea mai interesantă este teoria planetară a lui Ptolemeu (teoria bisecției excentricității): fiecare dintre planete (cu excepția lui Mercur) se mișcă uniform într-un cerc mic (epiciclu), al cărui centru se mișcă într-un cerc mare (deferent), iar Pământul. este deplasat față de centrul deferentului; cel mai important, atât viteza unghiulară, cât și viteza liniară a centrului epiciclului se modifică atunci când se deplasează de-a lungul deferentului, iar această mișcare ar părea uniformă când este privită dintr-un anumit punct ( ecuant ), astfel încât segmentul care leagă Pământul și ecuantul este împărțit. de centrul deferentului în jumătate. Această teorie a făcut posibilă simularea cu mare acuratețe a inegalității zodiacale în mișcarea planetelor.
Nu se știe dacă Ptolemeu însuși a fost autorul teoriei bisecțiunii excentricității. Potrivit lui van der Waerden , care găsește susținere într-o serie de studii recente, originile sale ar trebui căutate în lucrările oamenilor de știință dintr-o perioadă anterioară care nu ne-au ajuns [99] .
Parametrii mișcării planetare de-a lungul epiciclurilor și deferentelor au fost determinați din observații (deși încă nu este clar dacă aceste observații au fost falsificate). Precizia modelului ptolemaic este [100] : pentru Saturn – aproximativ 1/2°, Jupiter – aproximativ 10’, Marte – mai mult de 1°, Venus și mai ales Mercur – până la câteva grade.
În teoria lui Ptolemeu, odată cu creșterea distanței față de Pământ a fost presupusă următoarea ordine a luminilor: Luna, Mercur, Venus, Soarele, Marte, Jupiter, Saturn, stele fixe. În același timp, distanța medie față de Pământ a crescut odată cu creșterea perioadei de revoluție printre stele; a rămas încă nerezolvată problema lui Mercur și Venus, care au această perioadă egală cu cea solară ( Ptolemeu nu oferă suficiente argumente convingătoare de ce plasează aceste probleme „sub” Soare, pur și simplu referindu-se la opinia oamenilor de știință dintr-o perioadă anterioară). Toate stelele erau considerate a fi situate pe aceeași sferă - sfera stelelor fixe. Pentru a explica precesia, a fost nevoit să adauge o altă sferă deasupra sferei stelelor fixe.
În teoria epiciclurilor, inclusiv cea a lui Ptolemeu , distanța de la planete la Pământ a variat. Tabloul fizic care poate fi în spatele acestei teorii a fost descris de Theon din Smirna (sfârșitul secolului I - începutul secolului al II-lea d.Hr.) în lucrarea care a ajuns până la noi Concepte matematice utile pentru citirea lui Platon . Aceasta este teoria sferelor imbricate , ale cărei prevederi principale sunt următoarele. Imaginați-vă două sfere concentrice din material solid, între care este plasată o sferă mică. Media aritmetică a razelor sferelor mari este raza deferentului, iar raza sferei mici este raza epiciclului. Rotirea celor două sfere mari va face ca sfera mică să se rotească între ele. Dacă o planetă este plasată pe ecuatorul unei sfere mici, atunci mișcarea ei va fi exact aceeași ca în teoria epiciclurilor; astfel epiciclul este ecuatorul unei sfere minore.
Această teorie, cu unele modificări, a fost susținută și de Ptolemeu . Este descrisă în lucrarea sa Ipoteze planetare [101] . Acesta notează, în special, că distanța maximă până la fiecare dintre planete este egală cu distanța minimă până la planeta care o urmează, adică distanța maximă până la Lună este egală cu distanța minimă până la Mercur etc. Ptolemeu a putut pentru a estima distanța maximă până la Lună folosind metoda similară cu metoda Aristarh : 64 de raze Pământului. Acest lucru i-a dat amploarea întregului univers. Drept urmare, s-a dovedit că stelele sunt situate la o distanță de aproximativ 20 de mii de raze a Pământului. Ptolemeu a încercat și el să estimeze dimensiunea planetelor. Ca urmare a unei compensări aleatorii a unui număr de erori, Pământul s-a dovedit a fi un corp de dimensiune medie al Universului, iar stelele aveau aproximativ aceeași dimensiune ca Soarele.
Potrivit lui Ptolemeu, totalitatea sferelor eterice aparținând fiecăreia dintre planete este o ființă animată rațională, unde planeta însăși joacă rolul unui centru cerebral; impulsurile (emanaţiile) emanate din acesta pun în mişcare sferele care, la rândul lor, poartă planeta. Ptolemeu dă următoarea analogie: creierul unei păsări trimite către corpul său semnale care fac să se miște aripile, purtând pasărea prin aer. În același timp, Ptolemeu respinge punctul de vedere al lui Aristotel despre Primul Mover ca fiind motivul mișcării planetelor: sferele cerești se mișcă după propria lor voință și doar cea mai exterioară dintre ele este pusă în mișcare de către Primul. Mover [102] .
În antichitatea târzie (începând cu secolul al II-lea d.Hr.), există o creștere semnificativă a influenței fizicii lui Aristotel . Au fost compilate o serie de comentarii la lucrările lui Aristotel ( Sosigenes , secolul al II-lea d.Hr., Alexandru de Afrodisia , sfârșitul secolului II - începutul secolului al III-lea d.Hr., Simplicius , secolul VI). Există o renaștere a interesului pentru teoria sferelor homocentrice [103] și încercări de a reconcilia teoria epiciclurilor cu fizica lui Aristotel [104] . În același timp, unii filozofi și-au exprimat o atitudine destul de critică față de anumite postulate ale lui Aristotel, în special față de opinia sa despre existența celui de-al cincilea element - eter ( Xenarh , secolul I d.Hr., Proclus Diadochus , secol V, Ioan Philopon , secol VI . ). De asemenea, Proclu a făcut o serie de critici la adresa teoriei epiciclurilor.
S-au dezvoltat și vederi care au depășit geocentrismul. Deci, Ptolemeu discută cu unii oameni de știință (fără a-i numi pe nume), care își asumă rotația zilnică a Pământului. Autor latin al secolului al V-lea. n. e. Marcianus Capella , în The Marriage of Mercur and Philology , descrie un sistem în care Soarele se învârte în cerc în jurul Pământului, iar Mercur și Venus în jurul Soarelui.
În cele din urmă, în scrierile unui număr de autori ai acelei epoci, sunt descrise idei care au anticipat ideile oamenilor de știință din Noua Eră. Așadar, unul dintre participanții la dialogul lui Plutarh Pe fața vizibilă pe discul Lunii [105] susține că Luna nu cade pe Pământ din cauza acțiunii forței centrifuge (ca obiectele plasate într-o praștie), „La urma urmei, fiecare obiect este purtat de mișcarea lui naturală, dacă nu este deviat de o altă forță. În același dialog, se observă că gravitația este caracteristică nu numai Pământului, ci și corpurilor cerești, inclusiv Soarelui. Motivul ar putea fi o analogie între forma corpurilor cerești și a Pământului: toate aceste obiecte sunt sferice și, deoarece sfericitatea Pământului este asociată cu propria sa gravitație, este logic să presupunem că sfericitatea altor corpuri din Univers. este asociat cu același motiv.
Filosoful Seneca (secolul I d.Hr.) mărturisește că în antichitate erau larg răspândite vederile, conform cărora forța gravitațională acționează și între corpurile cerești. În același timp, mișcările înapoi ale planetelor sunt doar o aparență: planetele se mișcă întotdeauna în aceeași direcție, pentru că dacă s-ar opri, pur și simplu ar cădea una peste alta, dar în realitate însăși mișcarea lor le împiedică să cadă. Seneca notează și posibilitatea unei rotații zilnice a Pământului [14] .
Pliniu și Vitruvius descriu o teorie în care mișcarea planetelor este controlată de razele soarelui „sub formă de triunghiuri”. Ce înseamnă aceasta este foarte greu de înțeles, dar este posibil ca textul original din care acești autori și-au împrumutat descrierile să fi vorbit despre mișcarea planetelor sub influența gravitației și a inerției [14] .
Același Seneca expune una dintre opiniile despre natura cometelor, conform căreia cometele se mișcă pe orbite foarte alungite, fiind vizibile doar atunci când ajung în punctul cel mai de jos al orbitei lor. De asemenea, crede că cometele se pot întoarce, iar timpul dintre revenirea lor este de 70 de ani (amintim că perioada de revoluție a celei mai faimoase comete, cometa Halley , este de 76 de ani) [14] .
Macrobius (secolul al V-lea d.Hr.) menționează existența unei școli de astronomi care și-au asumat existența unor mișcări proprii ale stelelor , insesizabile datorită îndepărtării mari a stelelor și a perioadei insuficiente de observare [106] .
Un alt autor antic roman Manilius (secolul I d.Hr.) citează opinia că Soarele atrage periodic cometele spre sine și apoi le face să se îndepărteze, precum planetele Mercur și Venus [14] [107] . Manilius mărturisește, de asemenea, că la începutul erei noastre era încă viu punctul de vedere conform căruia Calea Lactee este o strălucire comună a multor stele situate nu departe unele de altele [107] .
Se presupune că unele dintre ideile grecilor antici au stat la baza astronomiei și cosmologiei Chinei antice. Acest lucru se aplică teoriilor cosmologice ale gaitianului (voalul ceresc) și huntianului (sfera cerească) [108] [109] [110] . Asemenea concepte fundamentale ale filozofiei chineze precum Tao și yin și yang pot fi, de asemenea, împrumutate de chinezi de la greci ( Anaximandru și , respectiv, Parmenide ) [111] .
Probabil astronomia indiană din secolul al V-lea d.Hr. e. se bazează în mare măsură pe astronomia greacă din perioada pre-ptolemaică (sau chiar pre-Hiparh), astfel că lucrările astronomilor indieni sunt adesea folosite pentru a reconstrui paginile necunoscute ale astronomiei grecești [112] . În special, după cum a arătat prima dată B. L. van der Waerden , teoria indiană a mișcării planetare dezvoltată de Aryabhata , Brahmagupta și alți astronomi indieni s-ar putea baza pe teoria bisecției excentricității [113] .
O dezvoltare semnificativă a metodelor și ideilor astronomiei grecești antice se datorează astronomilor medievali din țările islamice : au îmbunătățit metodele de observație astronomică, au dezvoltat metode matematice (în special trigonometrie ) și au rafinat parametrii teoriei astronomice. Configurația generală a Cosmosului a fost determinată pe baza teoriei sferelor imbricate , ca la Ptolemeu.
Cu toate acestea, mulți astronomi și filozofi ai țărilor islamice au văzut dezavantajul teoriei lui Ptolemeu în imposibilitatea interpretării acesteia în termenii fizicii lui Aristotel [114] . Deci, în secolele XII - începutul XIII, teoria lui Ptolemeu a fost supusă unui atac masiv din partea filosofilor și oamenilor de știință arabi din Andaluzia (așa-numita „ răzvrătire andaluză ”). Acești oameni de știință erau convinși că teoria epiciclurilor nu era adevărată, deoarece, potrivit lui Aristotel, singurul centru de rotație al sferelor cerești poate fi doar centrul lumii , care coincide cu centrul Pământului. Punctul culminant al „revoltei andaluse” a fost crearea de către al-Bitruji a unei noi versiuni a teoriei sferelor homocentrice , care era în acord cu fizica lui Aristotel, dar în totală ruptură cu observațiile astronomice.
Totuși, teoria ptolemaică a bisecției excentricității nu a putut să-i satisfacă pe deplin pe astronomi, deoarece nu a existat nicio posibilitate de interpretare fizică a acesteia în cadrul teoriei sferelor imbricate ; în special, este imposibil să ne imaginăm rotația unui corp rigid în jurul unei axe care trece prin centrul său, astfel încât viteza de rotație să fie constantă în raport cu un punct din afara axei de rotație. Pentru a depăși această dificultate, astronomii țărilor islamice au dezvoltat o serie de noi modele de mișcare planetară [115] .
În rândul evreilor, informațiile despre realizările astronomilor greci antici s-au răspândit la sfârșitul primului mileniu î.Hr. e. (vezi articolul Cosmologia în iudaism ). Un rol major în popularizarea concepțiilor științifice și filozofice naturale ale grecilor îi revine lui Maimonide , care, totuși, s-a îndoit de realitatea epiciclurilor ptolemeice. Remarcabilul om de știință evreu Gersonides și-a dezvoltat propria teorie a mișcării Lunii și a planetelor, abandonând complet epiciclurile. Gersonides și Hasdai Crescas au dezvoltat idei non-aristotelice în filosofia naturală .
În primele secole ale creștinismului, sistemul geocentric al lumii dezvoltat de greci a fost criticat de teologii școlii antiohiene , care credeau că ideea unui Pământ sferic și rotație sferică a cerului este contrară Sfintei Scripturi. Cu toate acestea, după secolul al VIII-lea, majoritatea teologilor din Bizanț și din țările Occidentului catolic acceptă pe deplin sistemul geocentric, dând adesea elementelor acestuia o interpretare teologică [116] . Încă din secolul al XIII-lea, învățăturile lui Aristotel au fost stabilite ca bază fizică a astronomiei .
Începând cu secolul al XIII-lea, argumentele savanților andaluzi împotriva noțiunilor de excentri și epicicluri au devenit larg răspândite în rândul scolasticii europeni. Mulți scolastici (de exemplu, Thomas Aquinas , Jean Buridan ) credeau că modelul epiciclului nu este altceva decât o metodă de calcul a pozițiilor planetelor, iar adevărata teorie a structurii Universului nu a fost încă creată. Discrepanța dintre teoria epiciclurilor și fizica lui Aristotel a fost parțial ajutată la eliminarea teoriei sferelor imbricate [117] .
Abaterea de la imaginea lumii a cosmologiei grecești antice a început odată cu crearea de către Copernic a sistemului heliocentric al lumii (mijlocul secolului al XVI-lea); totuși, astronomul polonez folosea încă epiciclurile și deferentele moștenite de la greci și arabi pentru a modela mișcarea planetelor. Următorul pas semnificativ în această direcție a fost dezvoltarea la sfârșitul secolului al XVI-lea. conceptul filosofului Giordano Bruno despre un univers infinit omogen fizic (vezi cosmologia lui Giordano Bruno ); unul dintre primii care a respins presupunerea existenței sferelor cerești, Bruno, totuși, a revenit la ideea corpurilor cerești ca ființe vii uriașe, care a fost apărat de filozofii din direcția italiană și în Renașterea Leonardo da Vinci . , Marsilio Ficino , Tycho Brahe , William Gilbert . Ruptura finală cu teoria planetară greacă s-a produs datorită lui Johannes Kepler (începutul secolului al XVII-lea): după ce a descoperit legile mișcărilor planetare , Kepler a abandonat complet utilizarea aparatului matematic al epiciclurilor și deferentelor și, în plus, a reînviat ideea. a mișcării planetare datorită acțiunii forțelor mecanice.
Cu toate acestea, baza noii imagini a lumii, care a fost stabilită în știința europeană a secolului al XVII-lea, s-a bazat pe câteva idei și metode care au fost prezentate anterior de gânditorii greci antici, dar lăsate în antichitatea târzie: ideile de Democrit , Aristarh , Arhimede , epicurienii , stoicii .
Principalele merite ale astronomiei și cosmologiei grecești antice sunt:
În același timp, un neajuns semnificativ al astronomiei antice a fost ruptura ei cu fizica. De la depășirea acestui decalaj, știința timpurilor moderne și-a început dezvoltarea.
Istoria astronomiei | ||
---|---|---|
perioada antica |
| |
Evul mediu |
| |
Formarea astronomiei teoretice | ||
secolul al 17-lea | Legea gravitației | |
secolul al 18-lea | ||
secolul al 19-lea | Descoperirea lui Neptun | |
Secolului 20 | Telescopul Hubble |
Grecia antică în teme — Portal: Grecia antică | |
---|---|
Poveste | |
Grecii antici | |
Geografie | |
conducători | |
Politică | |
Războaie | |
Economie și Drept | |
cultură | |
Arhitectură | |
Artă | |
Știința | |
Limba și scrierea |
|
Astronomia greacă antică | |
---|---|
Astronomii |
|
Lucrări științifice |
|
Instrumente |
|
Concepte științifice | |
subiecte asemănătoare |
Dicționare și enciclopedii |
|
---|---|
În cataloagele bibliografice |