Астрономическая картина мира и ее творцы

сектантов. На этом пути за полтора века до Браге великий узбекский ученый

Улугбек достиг выдающихся успехов. Ничего не зная о своем предшественнике,

по тому же пути пошел и датский астроном. Он добился невиданной для

европейцев того времени точности в измерениях угловых расстояний между

светилами (1-2 угловые минуты). Еще в юности он задумал и построил свой

первый инструмент для точных астрономических наблюдений – огромный квадрант

с радиусом

около 6 метров и латунным кругом, разделенным на минуты. Наблюдение светил

для большей точности велось через два диоптра (пластинка с маленьким

круглым отверстием в центре), установленных на квадранте.

Позднее Галилео Галилей (1564-1642) один из основателей современного

естествознания. Уже в ранние годы, сначала близкие друзья, а затем и

ученые, знакомившиеся с его идеями, увидели в нем не только талантливого

университецкого лектора, но и решительного и глубокого тех самых

официальных взглядов в науке, которые ему приходилось излагать в своих

лекциях по физике и астрономии. В письмах к друзьям и ученикам, получавших

затем распространение в рукописных копиях, а также в работах, остававшихся

долгое время неопубликованными, Галилей в 90-е годы XVI века начал

наступление на безнадежно устаревшую, но остававшуюся догмой физику

Аристотеля, на узаконенную католической церковью геоцентрическую систему

мира Птолемея, на традиционную схоластическую науку.

Физика в то время сводилась к механике, проблемами которой Галилей

занимался в течение всей жизни.

Вместе с тем она охватывала широкий круг общих мировозренческих, по

существу, космологических проблем. До Галилея в ней в течение веков

господствовали представления аристотелевской школы перипатетиков о

принципиальном различии земных (точнее, подлунных) и небесных, или

космических, явлений, о существовании насильственных и естественных

движений. К первым относили движения под действием механической силы. При

этом считалось, что они могут продолжатся, лишь пока действует сила. Второй

вид движений якобы определялся самой природой тела и геометрическими

свойствами замкнутого пространства Вселенной. По Аристотелю, тяжелые тела в

своем единственном движении должны были падать с различной скоростью в

зависимости от своей тяжести. Аристотель полагал, что независимым от веса

падение было бы лишь в пустоте, существование которой он как физик-

экспериментатор отрицал.

Галилей совершил подлинную революцию в механике, полностью разрушив

представления аристотелелевой физики, сложившийся на основе слишком грубого

повседневного наблюдения, либо напротив, чисто умозрительные. Галилей

впервые построил экспериментально математическую науку о движении –

кинематику, законы которой он вывел в результате обобщения данных

специально поставленных научных опытов.

Сравнивая движение тел по наклонной плоскости с их свободным падением, он

установил единство (в частности, независимость скорости такого падения от

веса тела), установил законы качения маятника и построил теорию равномерно

ускоренного движения. Этим не исчерпывается его вклад в механику. С ее

помощью он заложил основы более общего научного метода выявления законов

природы вообще. Прежде всего, он ввел в механику точный количественный

эксперимент и математическое описание явлений, утверждая, что «книга

природы написана языком математики». Метод же его экспериментально –

теоретического исследования заключается в количественном анализе

наблюдаемых частных явлений и постепенном мысленном приближении этих

явлений к некоторым идеальным условиям, в которых законы, управляющие ими,

проявиться, так сказать, в чистом виде. Такой метод получил название

индуктивного. Единственно, в чем Галилей остался аристотелеанцем, - было

его представление об инерциальном как движении по кругу.

Поиски точных законов гелиоцентрического планетного мира стали главным

делом жизни великого немецкого астронома Иогана Кеплера(1571-1630). В ходе

этой колоссальной работы проявились не только его гениальность как

астронома и математика, но и смелость мысли, свобода духа, благодаря

которым он сумел преодолеть тысячелетние космологические традиции и вместе

с тем возродить и поставить на службу науке известные с древности, но, по

существу, забытые некоторые натурфилософские принципы, раскрыв их глубокое

истинное содержание.

Уже современники Кеплера убедились в точности открытых им трех законов

планетных движений. Но они считали их удачной эмпирической находкой,

«правилами», полученными без каких-либо предпосылок и обоснований, путем

подбора величин. Общие размышления, связанные с идеей «мировой гармонии» и

поисками и поисками простых числовых отношений в мире, составляющие большую

часть в сочинениях Кеплера: «Новая, изыскивающая причины астрономия, или

физика неба»(1609) и «Гармония мира»(1619), где изложены и его законы,

рассматривались как неизбежная дань эпохе, не имевшая отношения к его

научным открытиям. Галилей считал их простым воскрешением древней

пифагорейской идеи о роли числа во Вселенной, не совместимой с новым

экспериментальным естествознанием, за которое он боролся. Поэтому он не

обратил внимания и на кеплеровы законы (а,

возможно, и не ознакомился с ними, хотя Кеплер послал ему сочинение 1609

год).

Первую универсальную физико-космологическую и космогоническую картину

мира на основе гелиоцентризма попытался построить великий французский

ученый и философ, физик, математик, физиолог Рене Декарт (1596-1650). Мысль

дать общий очерк устройства и развития мира, положив в основу лишь идею

вечно движущейся материи, возникла у Декарта в юности, когда ему было 23

года. Его «Трактат о системе мира», законченный в основном к 1633 году,

начинал собою новое направление в философии естествознания – построение

материалистических физико-космологических картин мира, опиравшихся на

механику. Однако, узнав о суровом суде над Галилеем, Декарт не решился

опубликовать свой труд.

Как и Галилей, выступив против схоластики и догматизма, он

сформулировал принципы подлинно научного познания природы и изложил их в

своем труде «Рассуждение о методе». Сочинение было издано анонимно в

Лейдене в 1637 г. и имело разъясняющий подзаголовок: «Чтобы хорошо

направлять свой разум и отыскивать истину в науках». Основным средством

установления истины Декарт провозгласил логические рассуждения, которые

могли дополнить всегда несовершенный опыт, установить истинные связи между

явлениями и проникнуть в их существо. Основные положения такого метода

познания, получившего название рационалистического он изложил в виде

четырех правил, в которых попытался привести в систему процесс познания.

Рационалистические воззрения Декарта, отрицавшего первостепенное

значение опыта, признававшего врожденные идеи, на основе которых, якобы,

вырабатываются аксиомы в науке, - все это послужило в дальнейшем для

развития идеалисического мировоззрения. Вместе с тем скептическое

отношение Декарта к голому эксперименту, воспринимаемому вне определенной

идейной атмосферы, выражало и глубоко верную идею о недостаточности для

познания сущности вещей одного только опыта, который никогда не может

отразить действительность во всех ее деталях и полноте. Поэтому метод

Декарта вошел в науку как дедуктивный метод познания. Однако Декарт не

только не отрицал необходимости экпериментального исследования, но и сам

был блестящим экспериментатором в физике, особенно в оптике, механике, а

также физиологии. Он внес усовершенствование в проведение эксперимента,

утверждал, что природа материальных

вещей «…гораздо легче познается, когда мы видим их постепенное развитие,

чем когда рассматриваем их как вполне уже образовавшиеся». «Рассуждение о

методе» сыграло огромную прогрессивную роль в формировании нового

экспериментально-теоретического естествознания и научного мировоззрения в

целом.

Вместе с этим трудом Декарта, ввиде приложений к нему, вышли его

«Геометрия», «Диоптрика» и «Метеоры», посвященные математическим и

физическим исследованиям.

Все главное, связанное с именем великого Ньютона (1643-1727), знакомо

каждому со школьных лет: знаменитые законы динамики, закон всемирного

тяготения, создание новых математических методов – дифференциального и

интегрального исчисления, ставших фундаментом современной высшей

математики, изобретение телескопа-рефлектора, открытие спектрального

состава белого света… Все свои великие открытия он сделал в молдые годы, в

1665-1667 годы (спасаясь в родной деревушке Вулсторпе под Лондоном от чумы,

свирепствовавшей в городах Англии). В математике и физике-механике, оптике

и других ее разделах, - наконец, в самом стиле научного мышления, в методах

исследования природы более столетия господствовало направление, известное

под именем ньютоновского.

В основе ньютоновского метода лежит экспериментальное установление

точных количественных закономерных связей между явлениями и выведение из

них общих законов природы методом индукции, то есть переходом от

приближенных выводов из конечного числа конкретных наблюдений к предельным,

абстрагированным от частностей точным законом. Развитие этого индуктивного

метода начал Галилей. Ньютон довел его до логического завершения. Вразрез с

многовековыми традициями в науке и, казалось бы, с главной целью ученого,

Ньютон впервые сознательно от поисков «конечных причин» явлений и законов и

ограничился, в противоположность картезианцам, точным изучением

количественных проявлений этих закономерностей в природе. В этом Ньютон был

близок к Птолемею.

На новом этапе развития знаний Ньютон обобщил в своей универсальной

(но лишь феноменологической, то есть не разъясняющей механизм явления)

теории тяготения новые астрономические, физические и геофизические факты. В

качестве отдельных элементов в его теорию гравитации вошли открытые

Кеплером на базе гелиоцентрической системы Коперника кинематические законы

планетных движений, открытые Галилеем

закономерности прямолинейного движения тел под действием сил (динамика),

теория центростремительной силы, возникающей при криволинейном движении,

построенная Гюйгенсом.

Для математического описания, сведения в единую систему всех этих

движений и взаимодействий тел самого различного рода, качеств, масштабов

Ньютон (который, как и древнегреческие физики, для описания явлений

пользовался геометрическими методами) впервые объединил число,

геометрическую фигуру и движение.

Свой метод расчета механических движений путем рассмотрений

бесконечно малых приращений величин - характеристик исследуемых движений

Ньютон назвал «методом флюксий» и описал его в сочинении «Метод флюксий и

бесконечных рядов с приложением его к геометрии кривых» (опубликовано в

1736 году). Вместе с методом Лейбница он составил основу современных

дифференциального и интегрального исчислений. В математике Ньютону

принадлежат такие важнейшие труды по алгебре, аналитической и проективной

геометрии.

В то время как существование упорядоченной планетной системы уже в

XVII веке из ранга гипотез перешло в ранг доказанных фактов, мир звезд

оставался целиком загадочным. Даже гениальный Кеплер предполагал, что все

звезды сосредоточены в тонком сферическом слое вокруг Солнца, допуская

даже, что этот слой состоит из твердого прозрачного вещества вроде льда...

Хотя в другом месте Кеплер высказывал мысль о... рождении звезд из тонкой

материи Млечного Пути. Мы видели, что колоссальная протяженность и

сложность звездного мира впервые проглянули сквозь телескоп Галилея, но и

его основное внимание было поглощено проблемой планетной системы -

гелиоцентризма. К тому же для детального изучения мира звезд нужна была еще

целая эпоха развития самих телескопов.

В отличие от единолично создававшихся фундаментальных направляющих

идей, создание фактического, наблюдательного фундамента для их

возникновения с развитием астрономии становилось делом все более

коллективным. Умозрительная картина бесконечно удаленной сферы звезд,

неподвижно закрепленных на этой сфере, уже не удовлетворяла исследователей

неба второй половины XVII - начала XVIII века. Предпринимавшиеся в течение

всей истории астрономии, особенно в период утверждения гелиоцентризма,

попытки изменения звездных параллаксов оставались безрезультатными до

первой трети XIX века.

В первые десятилетия XVIII века в поле зрения астрономов стали все

более настойчиво вторгаться новые таинственные объекты - туманности.

Несколько их было отмечено еще Птолемеем, который называл их «туманными

звездами».Часть их уже Галилей разложил на звезды. Несколько туманностей

отметил в XVII веке Я. Гевелий(1611-1687).

Для дальнейшего развития астрономической картины мира исключительно

важным было то, что Галлей привлек впервые внимание астрономов к

туманностям как особым самосветящимся космическим образованьям, играющим,

по-видимому, существенную роль в структуре Вселенной. В статье 1715 года

посвященной этому вопросу, оспаривая мнения некоторых астрономов о том, что

самосветящимися могут быть лишь звезды, Галлей описал шесть таких

туманностей. Они были открыты разными наблюдателями, начиная со второй

половины XVII века в различных созвездиях или их частях: в Мече Ориона, в

Поясе Андромеды, в Стрельце, Центавре, в Антиное и в Геркулесе. Галлей

заключи что таких объектов во Вселенной много больше, а поскольку они не

имеют заметных годичных параллаксов (то есть очень далеки от нас), то «они

не могут занимать огромных пространств».Размер туманных пятен, как писал

Галлей, «быть может, не меньше, чем вся наша Солнечная система», и потому

они представляют, добавлял он, чрезвычайно богатый материал для размышлений

естествоиспытателям и особенно астрономам.

Имя шведского ученого, философа, Эммануэля Сведенборга (1688-1772)

связывается обычно с его мистико-религиозными попытками исследовать

несуществующий мир «духов», познать «истинного Бога» менее известна другая

сторона деятельности Сведенборга - исследования во многих областях

естествознания и техники, которые приходятся на первую половину его жизни.

Между тем эта часть его деятельности позволяет назвать Сведенборга

выдающимся ученым, идеи которого нередко опережали свое время, а некоторые

перекликаются с научными идеями XX века. С его именем связано немало

исследований в области математики, физики, астрономии, химии, геологии,

анатомии, физиологии, минералогии, а также техники. Большая часть его работ

по естествознанию технике была написана до 40-х годов XVIII века. Между

прочем, именно Сведенборгу принадлежи первая вихревая модель атома как

системы сложных частиц.

Астрономические сочинения Сведенборга (первое вышло 1707) касались

различных вопросов, например, злободневной тогда проблемы определения

долготы на море с помощью наблюдений Луны. Но основным вкладом его в эту

науку, вернее, в астрономическую картину мира стала его космолого-

космогоническая концепция разрабатывавшаяся с 1722 года и опубликованная в

1729 и 1734 годах.

В области космогонии Солнечной системы Сведенборг опирался на вихревую

концепцию Вселенной Декарта, будучи одним из последних сторонников и

защитников картезианской физики и философии. Однако его космогоническая

планетная концепция отличается от картезианской. Планеты в ней

предполагались образующимися из самого солнечного вещества. Эта идея,

возможно, независимо многократно возрождалась в дальнейшем в гипотезах

Бюффона, Канта, Лапласа, Чемберлена и Мультона и прочно укрепилась в

космогонии планетной системы. По гипотезе Сведенборга, планеты

сформировались в результате возникновения в солнечном веществе и

постепенного развития вихря материи, который, ускоряясь, расширялся под

действием центробежных сил. От внешних частей его в некоторый момент

отделилось кольцо материи, разбившееся затем на отдельные массы -

родоначальницы планет. Аналогично представлялось возникновение спутников из

вещества протопланет. Движение планет вокруг Солнца у Сведенборга

объяснялось в духе Кеплера - Декарта - увлечением их околосолнечным вихрем.

Ошибочное с точки зрения законов механики, космогоническая гипотеза

Сведенборга содержала в то же время ценную идею эволюции материи во

Вселенной.

Рождение концепции островных вселенных, которая с середины XVIII и

до первых десятилетий XX века была предметом острых дискуссий, прочно

связывается в истории астрономии с именем английского астронома - самоучки

Томаса Райта (1711-1786). Космологической проблеме посвящены три работы

Райта. Одна, представлявшая материал для публичной лекции и написанная в

1734 году осталась в рукописи, обнаруженной лишь в 1967 году; две другие

были опубликованы в 1742 и 1750 годах.

О концепции Райта известно главным образом по изложению ее у Канта.

Истинные мотивы и содержание размышлений и построений Райта были раскрыты

лишь в 1970 году английским историком астрономии М. Хоскином. В космологии

Райта нашло яркое отражение характерное для начальных этапов развития

науки нового времени астрономо-теологическое содержание. Аналогичной была и

над вопросом о наиболее общих закономерностях Вселенной, о ее

упорядоченности. Это видно, например, в сочинениях английского астронома и

теолога В. Уистона (1667-1752), по которым учился Райт. Одна из книг

Уистона так и называлась: «Астрономические принципы религии».Вместе с тем,

видимо, из этих книг Райт узнал о законе всемирного тяготения и о том, что

в случае конечности Вселенной все звезды, если они вначале были неподвижны,

должны были бы сблизится и в конце концов упасть друг на друга в центре

Вселенной. Райт знал также об открытии Галлеем собственных движений у трех

ярких звезд. Из этого Райт сделал первый правильный вывод, что звезды

должны обращаться вокруг общего центра тяготения, чтобы не упасть на него.

Но центр звездной Вселенной Райт представлял как «божественный» источник

самой правильности, упорядоченности Вселенной.

Великий немецкий философ и ученый Иммануил Кант (1724-1804) создал

первую универсальную концепцию эволюционирующей Вселенной в рамках

гравитационной ньютоновской картины мира. Наиболее широко ее вторая,

космогоническая часть под неточным названием «небулярной космогонической

гипотезы Канта». Вся концепция изложена в его главном естественнонаучном

сочинении «Всеобщая естественная история и тория неба».

В сочинении Канта сначала излагалась гипотеза Райта об устройстве

Вселенной. Однако знакомый только с кратким рефератом сочинения Райта, он

использовал именно приведенную там картину плоского слоя звезд. В своей

основе, по содержанию и целям концепция Канта существенно отличалась от

гипотезы Райта и противопоставлялась теологическим целям последнего. Из

Страницы: 1, 2, 3