Реферат выполнила Кудимова А.С.
Министерство образования РФ
Пенза
2001
Наше представление о вселенной.
Как-то один известный ученый (говорят, это был Бертран Рассел) читал публично лекцию об астрономии. Он рассказывал, как Земля обращается вокруг Солнца, а Солнце в свою очередь обращается вокруг центра огромного скопления звезд, которое называют нашей Галактикой. Когда лекция подошла к концу из последних рядов зала поднялась маленькая пожилая леди и сказала: Все, что Вы нам говорили – чепуха. На самом деле наш мир – это плоская тарелка, которая стоит на спине гигантской черепахи. Снисходительно улыбнувшись, ученый спросил: “А на чем держится черепаха?” – “Вы очень очень умны, молодой человек, - ответила пожилая леди. – черепаха – на другой черепахе, та – тоже на черепахе, и так все ниже и ниже.”
Такое представление о Вселенной как о бесконечной башне из черепах большинству из нас покажется смешным, но почему мы думаем, что сами знаем лучше? Что нам известно о Вселенной, и как мы это узнали? Откуда взялась Вселенная, и что с ней станется? Было ли Вселенной начало, а если и было, то что происходило до начала? Какова сущность времени? Кончится ли оно когда-нибудь? Достижения физики последних лет, которыми мы частично обязаны фантастической новой технике, позволяют, наконец, получить ответы хотя бы на отдельные из таких давно поставленных вопросов.
Пройдет время, и эти ответы, может быть, станут столь же очевидными, как то, что Земля вращается вокруг Солнца, а может быть, столь же нелепыми как башня из черепах. Только время (чем бы оно ни было решит это).
От Аристотеля до Бэкона.
Еще в 340г. до н. э. греческий философ Аристотель в своей книге “О небе” приводил резкие доводы в пользу того, что Земля не плоская тарелка, а круглый шар. Шарообразность Земли Аристотель обосновал тем, что во время лунных затмений Земля отбрасывает на поверхность нашего спутника круглую тень. Это доказательство совершенно справедливо, его и теперь приводят в учебниках географии и астрономии. То, что Земля – шар, греческий философ доказывал еще и по-другому и тоже правильно. Он говорил, что во время дальних путешествий звезды, расположенные низко над горизонтом, исчезают под ним, скрытые выпуклостью Земли, зато с другой стороны появляются новые, до того не видные. Это было бы невозможно, если Земля была плоская: путник всегда видел бы одни и те же звезды.
Аристотель считал, что вокруг Земли, как неподвижного центра мироздания, вращаются твердые прозрачные сферы, к которым прикреплены Луна, Меркурий, Венера, Солнце, Марс, Юпитер, Сатурн. На восьмой сфере он поместил все звезды. В те времена нелегко было допустить, чтобы сферы вращались вокруг Земли сами собой, и Аристотель вышел из трудного положения так. Придумав девятую сферу, самую дальнюю, Аристотель назвал ее “перводвигателем”. Этот своего рода “небесный мотор” и вращал остальные сферы.
Система мира Аристотеля относится к числу геоцентрических, то есть таких, где центром Вселенной считается Земля (по-гречески “геос”).
Сейчас, в наше просвещенное время, мы читаем о системе Аристотеля с улыбкой, его рассуждения кажутся наивными. Но тогда, в его эпоху, она сыграла большую роль. Ведь она выкинула из мироздания богов, низвергла их с Олимпа. Солнце стало светилом, обходящим Землю по законам природы, а не огненной колесницей бога Гелиоса, на которой мог прокатиться своевольный мальчишка Фаэтон. А если не стало Гелиоса, то нельзя было верить в Зевса, Афину и других богов.
Жрецы это прекрасно поняли и обрушили свой гнев на Аристотеля. Они обвинили его в безбожии, изгнали на старости лет из родного города. Александра Македонского, который мог бы заступиться за ученого, уже не было в живых.
Аристотель умер на чужбине. Он стал жертвой своих передовых научных взглядов.
Из ученых той далекой от нас эпохи огромный вклад в развитие представления о Вселенной внес Аристарх Самосский (320 – 250 г. до н. э.). Он создал гелиоцентрическую систему мира, то есть в центре мироздания поставил Солнце. По учению Аристарха, Земля и другие планеты вращались вокруг Солнца. Историки называют Аристарха Самосского “Коперником древнего мира”: ведь только через восемнадцать веков после него гелиоцентрическую систему мира возродил великий польский астроном Николай Коперник.
Аристарх Самосский определил, хотя и неточно, величину Луны и расстояние до нее. Он нашел, что диаметр, или поперечник, Луны в три раза меньше земного, и это довольно близко к истине. Из серебряного блюда, катящегося по небу, астроном превратил Луну в огромное небесное тело, по которому можно совершать путешествие в десятки тысяч стадиев (греческий стадий равнялся 185 метрам).
Аристарх внес новое в учение о звездах. Он считал, что они отстоят от Земли неизмеримо дальше, чем Солнце. Для той эпохи это открытие было весьма важным: из уютного домашнего мирка Вселенная превращалась в необъятный гигантский мир. В этом мире Земля с ее горами и равнинами, с лесами и полями, с морями и океанами становилась крошечной пылинкой, затерянной в грандиозном пустом пространстве…
И вполне естественно, что Аристарх Самосский не мог сделать эту пылинку центром мироздания, заставить кружиться вокруг нее огромное Солнце и неизмеримо далекие звезды.
Звездную сферу Аристарх ошибочно считал неподвижной. Мы теперь знаем, что каждая звезда – тоже Солнце, более или менее удаленное от нашего. Знаем, что наше Солнце – обыкновенная рядовая звезда в гигантском их скоплении – Галактике, где насчитываются миллиарды звезд, из которых иные в тысячи и миллионы раз больше нашего Солнца.
Аристарх представлял себе расположение планет внутри солнечной системы правильно. Более того: он учил, что Земля вращается вокруг оси, и именно этим объясняется смена дня и ночи и кажущееся движение Солнца и планет вокруг земного шара.
Все рассуждения Аристарха были справедливы, но как видно, для того, чтобы в них поверили еще не пришло время. Ученые не приняли теории Аристарха Самосского, потому что геоцентрическая система мира была ближе их сердцу, понятнее.
К числу трудов, сохранивших свою ценность в продолжении многих веков относится “Альмагест” греческого ученого Клавдия Птолемея. В нем он изложил новую, придуманную им систему мира. Эта система прославила его на века и продержалась в науке полторы тысячи лет. Птолемей, как и Аристотель, придумал геоцентрическую систему мира, и у него центром Вселенной служит неподвижная Земля. Но, в отличие от Аристотеля, александрийский астроном не признавал никаких хрустальных сфер, у него Солнце и планеты вращались вокруг Земли в пустом небесном пространстве.
Когда рассматривают какую-нибудь небесную систему, то прежде всего задают вопрос: а соответствует ли она действительности, то есть можно ли на ее основании предсказать, в каком месте пространства будет находится та или иная планета в известный день и час. Добиться такого соответствия очень трудно, но Птолемей сумел этого добиться путем сложных геометрических построений.
Система Птолемея, хоть и неправильная в своей основе, давала возможность предсказывать солнечные и лунные затмения и находить небесные светила в тех точках неба, на какие указывала теория. Вот эти-то ее достоинства и позволили ей просуществовать полторы тысячи лет.
Птолемеевой системе мира “повезло” еще и в том, что ее приняла и поддерживала христианская церковь. А она в те времена обладала огромной силой. Все, что не соответствовало церковному учению объявлялось ересью, еретики томились в тюрьмах или погибали на костре.
Почему церковь приняла под свое крыло птолемееву систему мира? Это объясняется очень просто: она соответствовала библейскому рассказу о сотворении мира.
Библия утверждала, что бог сотворил сначала Землю, а потом создал Солнце, Луну и звезды, чтобы они освещали и согревали нашу планету. Значит и религия, и Птолемей одинаково считали Землю центром мироздания. А в разные мелкие подробности церковники не входили: геоцентрическая система удовлетворяла их в главном и этого было достаточно.
Сомневаться в истинности Птолемеевого учения не разрешалось: вольнодумец рисковал распроститься с жизнью. И такие случаи бывали…
Сочинения Птолемея в продолжении многих веков служило настольной книгой каждого астронома. Даже после того, как было изобретено книгопечатание, труд Птолемея неоднократно переиздавался.
Через тысячу лет жил в Англии замечательный философ и астроном Роджер Бэкон (1214 – 1294). В туманном климате Англии не так-то чисты ясные ночи. Но если такая выдавалась, Бэкон не сходил с башни до рассвета, наблюдая за небесными телами. И в его сочинениях мы находи удивительные высказывания, из которых видно, насколько Бэкон опередил свой век. За 300 лет до Коперника он усомнился в правильности геоцентрической системы Птолемея. Бэкон понимал, что звезды светят своим светом, а Луна отражает солнечные лучи. В старину Млечный Путь считали испарениями луны, а Бэкон справедливо утверждал, что это – скопление множества мельчайших звезд, которые настолько далеки от Земли, что свет их сливается в туманное облако.
Наблюдая кажущееся движение Солнца по небу, Бэкон с такой точностью вычислил длину года, что его таблицами в последствии без всяких поправок пользовался Коперник. Очень точно для того времени Бэкон высчитал и длину лунного месяца – промежутка времени, в продолжении которого Луна совершает оборот вокруг Земли.
В шарообразность Земли тогда не верили даже крупные ученые: теория Аристарха Самосского забылась. А Бэкон не сомневался в том, что Земля – шар. В этом он убедился во время морских плаваний из Англии во Францию и обратно.
Ведь горизонт, так хорошо видимый на море, представлял собой не прямую линию, а окружность.
Достижения Бэкона в астрономии огромны, они одни могли прославить английского философа на весь мир. Почему же этого не случилось? Да все по той же злополучной причине – они намного опередили его эпоху.
Николай Коперник
Немногим более 500 лет назад, 19 февраля 1473 года в маленьком польском городке Торунь, в купеческой семье родился сын Николай. И это о нем, о Николае Копернике были сказаны спустя много лет после его смерти гордые слова: “Коперник – богу соперник”.
Чтобы в эпоху безраздельного господства религии оказаться соперником бога, стать в какой-то мере равным ему, надо было прожить великую жизнь и сделать грандиозные научные открытия, которые в корне перевернули бы взгляды людей на Вселенную. И Коперник такое открытие сделал.
Он еще в молодости задумал преобразовать астрономическую науку. Его не удовлетворяла Птолемеева система мира, он находил в ней множество противоречий и неясностей. Но молодой ученый понимал, что берется за дело огромной трудности, за дело, которое можно совершить, только посвятив ему всю жизнь. И он ее отдал этому великому делу.
После того, как Копернику дали хорошо оплачиваемую должность каноника в городе Фромборк, он ясными вечерами поднимался на одну из башен крепостной стены Фромборка, которую превратил в свою обсерваторию. Потомки с великим уважением к памяти гениального ученого сохранили эту башню, и туристы со всего света поднимаются по ее истертым каменным ступеням.
Вот там-то, на верхушке крепостной башни, овиваемой всеми ветрами, с примитивными астрономическими инструментами тех времен, с тетрадью и свинцовым карандашом в руке Коперник проводил наблюдения в течение многих лет. Там он стал соперником владыки Вселенной, потому что “осмелился по другому, не по библейским взглядам перестроить план мира. Бог поместил Землю в центре мироздания, заставил обращаться вокруг нее Солнце, планеты, звезды…” А польский астроном, человек духовного звания, смело пошел наперекор веками становившемуся учению церкви, он лишил Землю ее центрального положения во Вселенной и отправил мчаться вокруг Солнца наряду с другими планетами.
Коперник ниспроверг геоцентрическую систему мира Птолемея и создал систему гелиоцентрическую. И подвиг его кажется поистине потрясающим, если вспомнить, что в ту эпоху в распоряжении астрономов не было даже самого плохонького телескопа, не было часов, кроме водяных и песочных, а по ним не то что секунды, даже минуты отмерять трудно. Все, что имелось у астрономов, - это примитивные и неточные угломеры, циркули, линейки…
Каким же несбыточным, неистощимым терпением надо было обладать, чтобы с таки примитивным оборудованием, в продолжении десятков лет ловить, наблюдать и проверять положение небесных светил, а потом в келье, при свете лампады, покрывать математическими исчислениями лист за листом, убеждаясь, что наблюдения соответствуют новой теорией.
Были, конечно, в теории Коперника и ошибки, объяснимые неточностью инструментов. Например, он считал, что Земля и другие планеты вращаются вокруг Солнца по окружностям, тогда как в действительности они совершают путь по эллипсам (эллипс – это круг, растянутый по одному из диаметров, называемому осью эллипса). Но эти и другие ошибки Коперника меркнут перед грандиозностью его достижений.
Коперник отлично сознавал, какое великое революционное значение имеет его теория, какой страшный удар наносит она по религии. В прах рассыпались библейские сказки о том, что бог в первый день сотворил Землю, во второй – небо, и только на четвертый день творения создал Солнце, Луну и звезды, чтобы они освещали Землю. А ведь достаточно заронить в ум человека сомнение, как оно начинает разрастаться, крепнуть.
Коперник был великим преобразователем науки, но в нем не было смелости Роджера Бэкона. Он хорошо знал свою братию – церковников. Знал, как беспощадно расправляются они с теми, кто хоть в малейшей мере восстает против правил религии.
И потому Коперник многие годы не осмеливался напечатать книгу с изложением гелиоцентрической системы мира. Но он писал о своем учении друзьям – другим астрономам и теория Коперника понемногу овладевала умами. В 1540 году ученик Коперника Ганс Иоахим Ретик опубликовал брошюру с кратким изложением новой системы. А книга Коперника, где его теория была разработана подробно, вышла из печати только в 1543 году. Сохранилось известие, что первый экземпляр этого гениального труда под названием “Николая Коперника из Таруня 6 книг об обращениях небесных сфер” автор увидел только на смертном одре: взял книгу в руки, посмотрел на нее и умер. Это случилось 24 мая 1543 года.
Церковь не сразу поняла великое революционное значение теории Коперника. Его труд был нарочно написан темным, запутанным языком, доступным лишь астрономам. Но когда до церковников дошел точный смысл новой системы, они ужаснулись. Чтение труда Коперника было запрещено, в библиотеках его книга хранилась в отдельном шкафу “за семью замками”.
Только в 1836 году католическая церковь вычеркнула сочинение Коперника из списка запрещенных книг. Произошло это тогда, когда было уже смешно и нелепо бороться против идей Коперника, когда мало-мальски грамотный человек знал, что ни Солнце вращается вокруг Земли, а Земля вращается вокруг Солнца.
Джордано Бруно
В 1548 году в семье отставного кавалериста Джованни Бруно, проживавшего в окрестностях маленького итальянского городка Нага, родился сын Фелипе, единственный ребенок в семье. Ему первому суждено было постигнуть всю необъятность вселенной и создать стройную теорию мироздания, которая теперь поражает своей ясностью и глубиной.
С детства у Фелиппе появилось страстное желание заниматься астрономией. С годами это желание все росло и росло. А гениальный труд Коперника о гелиоцентрической системы мира определил его жизнь до самого смертного часа.
“6 книг об обращении небесных сфер” хранились в самом секретном из всех секретных шкафов монастырской библиотеки, где обучался Бруно. Но для любимого ученика для библиотекаря не было тайн, и заветный фолиант на латинском язык лег перед юношей не его рабочий стол в самую глухую пору ночи, когда никакому надзирателю не вздумалось бы явиться в библиотеку.
Невозможно передать впечатление, какое произвела теория Коперника на молодого астронома. Новое учение влекло к себе, очаровывало своей красотой и величием. Раскаленный шар Солнца и 6 планет, вращающиеся вокруг него…
Джордано дал себе клятву посвятить свою жизнь утверждением системы Коперника. Эта клятва его погубила, но он ее сдержал.
Великий философ и астроном Бруно принял систему Коперника, но соглашался с ней не во всем: он видел дальше и глубже своего гениального предшественника, был более последователен в своем учении о мире. “Не только Земля, но и Солнце вращается вокруг своей оси”, учил Бруно. Эта истина была доказана после его смерти. “Взор человека слаб, - говорил Бруно – кроме тех планет, которые ми видим, могут быть открыты новые, еще не доступные нашему зрению”. В последующие века были названы Уран, Нептун, Плутон, тысячи астероидов.
Джордано Бруно предвидел изобретение зрительных приборов, которые неизмеримо расширят наблюдаемую нами Вселенную. И действительно, вскоре Галилей направил на небо зрительную трубу и с восторгом доказал справедливость утверждения Бруно.
Коперник поместил все звезды на одинаковом расстоянии от Земли и считал их неподвижными. Бруно учил, что каждая звезда – обширный мир, подобный солнечному, со своими планетами, на которых обитаю разумные существа. И если мы не видим этих планет, то потому лишь, что они слишком далеки от нас. Солнечных миров во Вселенной бесконечное множество, говорил итальянский философ. И он считал, что все миры, в том числе и наш, постоянно изменяются, что они имеют начало и конец. Это была необычайно смелая для того времени мысль: ведь библия доказывала, что мир, сотворенный богом,
29-04-2015, 01:55