Величайший ученый древности, александрийский астроном Клавдий Птолемей создал фундаментальный труд «Большое математическое построение астрономии в XIII книгах» («Альмагест»). В нем излагалась геоцентрическая система мира. Она опиралась на следующие постулаты.
1. Земля шарообразна.
2. Земля неподвижна.
3. Земля занимает центральное положение во Вселенной.
4. Небесные тела совершают равномерное круговое движение.
5. Сфера звезд находится на колоссальном расстоянии от Земли.
Птолемей предположил, что вокруг Земли находятся окружности, центры которых смещены относительно центра Земли. Они получили название деферентов. По деферентам движутся центры меньших окружностей, которые называются эпициклами. Их центры движутся с постоянными угловыми скоростями по отношению к точке, расположенной симметрично центру деферента относительно Земли. Эта точка получила название эквант. Солнце, Луна и планеты совершают движение по своим эпициклам. Сложная совокупность деферентов и эпициклов вместе с небесными телами получила название геоцентрической системы мира. Она завершила построение первой естественнонаучной картины мира.
ГЕЛИОЦЕНТРИЧЕСКАЯ СИСТЕМА МИРА
Трудности геоцентрической системы мира
Методы астрономических наблюдений уточнялись, и когда происходили расхождения с расчетами, астрономам приходилось в геоцентрическую систему добавлять новые деференты и эпициклы. К XVI веку их число возросло до 80. Кроме того, геоцентрическая теория позволяла вычислять лишь направления на небесные тела, но не могла ответить на вопрос, как они в действительности расположены в пространстве. Эту задачу Птолемей считал неразрешимой.
Гелиоцентрическая система мира
Польский ученый Николай Коперник совершил революцию в астрономии. В процессе изучения «Альмагеста» Птолемея восхищение Коперника сменилось сомнением в истинности, а затем и уверенностью в противоречивости геоцентрической системы. В поисках фундаментальных астрономических идей Коперник обратился к античному наследию и там нашел ответ.
Аристарх Самосский утверждал, что Земля движется. Пифагореец Филолай полагал, что Солнце и планеты вращаются вокруг «Центрального Огня». Мистические и эзотерические учения Античности и Средневековья говорили о духовном центре мира, который они связывали с Солнцем.
В 1543 году вышел в свет труд Коперника «Об обращении небесных сфер», в котором излагалась новая теория видимых движений Солнца, Луны, планет и сферы звезд. Гениальный ученый лежал на смертном одре, когда в его холодеющие руки друг вложил только что напечатанный том, еще пахнущий типографской краской. Со своим детищем в руках Коперник и скончался.
Теория Коперника объяснила видимое движение планет и суточного вращение небосвода. Движение планет кажется петлеобразным из-за вращения Земли вокруг Солнца. Стало понятно, почему происходит смена времен года. При движении Земли вокруг Солнца ось ее вращения сохраняет положение в пространстве. Коперник впервые в истории астрономии поставил проблему определения действительных расстояний планет от Солнца.
В теории Коперника сохранялись античные и средневековые традиции:
1) круговые равномерные движения небесных тел;
2) центральное положения Солнца во Вселенной;
3) конечность Вселенной;
4) единственность планетной системы Солнца.
Поскольку Коперник допускал лишь круговые равномерные движения планет по окружности, ему пришлось сохранить деференты и эпициклы. Правда, их оставалось только 34. Поэтому расчеты по теории Коперника долгое время оказывались не намного более простыми и не более точными, чем по теории Птолемея.
Значение теории Коперника
1. Теория Коперника заменила геоцентрическую систему – основание первой научной картины миры.
2. Теория Коперника стала основой нового научного мировоззрения – механистической картины мира.
3. Теория Коперника явилась важнейшей предпосылкой создания классической механики.
4. Теория Коперника определила новую научную методологию. Философы, представители схоластики, считали, что сущность можно непосредственно постигать разумом. Коперник впервые показал, что сущность может быть понята только после тщательного изучения явления.
Учение Джордано Бруно
Джордано Бруно, монах неаполитанского монастыря, пришел к пониманию, что Солнце – такая же звезда, как и множество других звезд на небосводе, и оно не занимает центральное положение во Вселенной. В бесконечной Вселенной существует бесконечное количество планетных систем наподобие Солнечной, и среди них есть обитаемые.
К середине XVII в. научный мир окончательно признал гелиоцентрическую теорию. Возникла проблема ее физического обоснования. В середине XVII в. астрономическая революция трансформировалась в физическую революцию.