Коперник

Над оболочкой из огня простирается оболочка из чистого эфира, из которого состоят, по Аристотелю, все небесные тела. Собственно говоря, Луна, Солнце и планеты не движутся вокруг неподвижной Земли. Обращаются вокруг Земли только те сферы, к которым «прикреплены» эти небесные тела.

Эти концентрические сферы (их общий центр, по Аристотелю, совпадает с центром Земли) были введены в астрономию знаменитым математиком Евдоксом (408–355 до н. э.). Он был не только замечательным астрономом, но и выдающимся математиком. Так как Евдокс, несомненно, являлся учеником Платона, то, движимый желанием осуществить идею своего учителя — объяснить сложением круговых движений странные движения планет по небу, он сделал остроумную попытку получить видимые движения планет (а также Солнца и Луны) сочетанием равномерных вращательных круговых движений.

Поставленная задача Евдоксом была, в общем, разрешена, и в эпоху Аристотеля его теория концентрических сфер пользовалась большой славой. Аристотель тоже принял ее и в своем большом сочинении «О небе» (в четырех книгах) широко ею воспользовался. Общее число сфер Евдокса Аристотель даже увеличил до 56 (сам Евдокс пользовался только 27 сферами).

Чтобы вкратце пояснить читателям наиболее простым способом, зачем понадобились эти сложные системы концентрических сфер, напомним прежде всего, как двигаются по небу Солнце, Луна и планеты. Это нам будет необходимо для понимания не только построений Евдокса — Калиппа — Аристотеля, но и гениальной системы мира, выдвинутой Николаем Коперником.

Луна и Солнце перемещаются по небесному своду с запада на восток, по одним и тем же созвездиям (созвездия зодиака): Овен, Телец, Близнецы, Рак, Лев, Дева, Весы, Скорпион, Стрелец, Козерог, Водолей, Рыбы. По этим же 12 зодиакальным созвездиям движутся все пять планет, видимых простым глазом.

Движения по небу двух «нижних» планет — Меркурия и Венеры — представляются менее сложными, нежели движения планет «верхних» (Марса, Юпитера и Сатурна). Обе эти «нижние» планеты всегда бывают видимы на небесном своде недалеко от Солнца, т. е. или на западе, после захода Солнца (иначе говоря, по вечерам), или утром, но уже на востоке, т. е. до восхода Солнца. При этом и Меркурий, и Венера то постепенно отходят от Солнца, то приближаются к нему, пока, наконец, не скрываются в его лучах.

Гораздо более сложным и запутанным представляется движение планет «верхних». Посмотрим на прилагаемый рисунок. На нем изображен видимый путь Марса в 1932–1933 гг. Внимательно рассматривая этот рисунок, мы по цифрам месяцев (римским) замечаем, что сначала, с ноября 1932 года по январь 1933 года, Марс двигался по небесному своду справа налево (с запада на восток), т. е. перемещался по небу «прямым» движением, затем, приблизительно с февраля по апрель 1933 года, Марс двигался слева направо. Такое движение верхней планеты — слева направо — принято называть попятным, или обратным, движением.

Перед тем, как изменить свое прямое движение на обратное, или попятное, каждая верхняя планета как бы совсем перестает двигаться и кажется на фоне данного созвездия некоторое время неподвижной; наступает, как говорят, стояние планеты. После того, как попятное движение планеты заканчивается, наступает снова стояние планеты, затем планета начинает двигаться по небу опять прямым движением, и т. д. Значит, при своем, в общем, плавном движении по небу все верхние планеты описывают как бы некоторые «узлы», или «петли».

Чтобы дать теперь читателям понятие о приложении сфер Евдокса к объяснению движений небесных светил (Солнца, Луны и планет), постараемся пояснить при помощи этих сфер движение Луны по небесному своду. Для этого вообразим себе три концентрических сферы (см. рисунок): первую сферу, «внешнюю», совершающую полный оборот вокруг оси мира в течение суток с востока на запад; вторую сферу «среднюю», вращающуюся вокруг оси, перпендикулярной к плоскости эклиптики, в течение 18 лет 230 дней; наконец, третью сферу — «внутреннюю», которая должна совершать полный оборот в 27 дней вокруг оси, перпендикулярной к плоскости лунной орбиты. Вращение первой сферы «сообщалось» второй, затем третьей. Евдокс не задавался вопросом о причине, приводящей все эти сферы во вращательное движение.

Вращательное движение первой сферы должно объяснять видимое суточное движение Луны по небесному своду; вращательное движение второй сферы должно объяснять движение узлов лунной орбиты; движение третьей — видимое движение Луны по небесному своду в течение одного лунного месяца, т. е. в течение приблизительно 27 суток. Если Луну поместить, скажем, где-нибудь на экваторе третьей сферы, то в результате действительно получится видимый путь Луны на небе, со всеми его главными «неравенствами». Говоря иначе, путем сочетания трех равномерно совершающихся круговых движений является возможным объяснить неравномерное движение Луны по небу.

В результате сочетания многих круговых движений, вводимых Евдоксом, видимый путь планеты на небе должен походить, в общем, на тот, который изображен на другом нашем рисунке. При этом планета описывает в равные времена последовательно дуги 1–2, 2–3, 3–4 и т. д., двигаясь в направлении, указанном стрелкой.

Мы видим, что прямые и обратные движения планет объяснялись при помощи сфер Евдокса. Но Аристотель вводил еще лишние сферы, сферы, «возвращающие назад», чтобы «парализовать» действие системы сфер планеты, более удаленной от Земли, на каждую планету, расположенную ближе к Земле. Это крайне осложняло систему Евдокса; в итоге в космологической системе Аристотеля получалось 55 сфер. Но затем Аристотель ввел некоторое упрощение, и тогда число сфер у него уменьшилось до 47. Для объяснения же вращательных движений всех сфер Аристотель вводит еще 56-ую сферу, которую называет «первым двигателем». Эта самая внешняя сфера, обнимая собой все остальные, приводит во вращение все другие сферы неба. В свою очередь сферу «первого двигателя» приводит в вечное круговращение божество. Божество Аристотеля, таким образом, заменяло собой машину, которая приводит в круговращение многочисленные сферы вселенной.

При всем том влиянии, которым пользовался Аристотель, его мнения не служили для его современников и ближайших их потомков такими непререкаемыми, какими они стали в средние века. Это лучше всего доказывается тем, что не прошло и полвека после смерти Аристотеля, как Аристарх Самосский выступил со своей новой системой мира. Эта система, вопреки Аристотелю, утверждает, что Земля не неподвижна; она движется вокруг Солнца и вокруг своей оси. Теория Аристарха отличалась от построений пифагорейцев не только тем, что она вместо «огня» делала центральным телом Солнце, но и тем, что была основана на наблюдениях и разных математических расчетах. Аристарх даже определил отношение радиуса земной орбиты к радиусу лунной. Правда, полученная им величина этого отношения 19:1 меньше истинной примерно в 20 раз, но ошибка эта имела своим источником плохое качество его угломерных приборов; метод же Аристарха был безупречен.

Вот что говорит об Аристархе величайший математик древности Архимед (287–212 гг. до н. э.): «…По представлению некоторых астрономов, мир имеет вид шара, центр которого совпадает с центром Земли, а радиус равен длине прямой, соединяющей центры Земли и Солнца. Но Аристарх Самосский в своих «Предложениях», отвергая это представление, приходит к заключению, что мир гораздо больших размеров, чем только что указано. Он полагает, что неподвижные звезды и Солнце не меняют своего места в пространстве, что Земля движется по окружности около Солнца, находящегося в центре ее (Земли) пути,