Что такое геоцентрическая модель мироустройства
Естествознание.ру
Геоцентрическая и гелиоцентрическая системы мира
С самого зарождения астрономии в Древней Греции ученых беспокоил фундаментальный вопрос: что в космосе необходимо считать центром, точкой отсчета? Долгое время соперничали две теории: геоцентрической и гелиоцентрической систем устройства мира. Причем соперничали далеко не всегда методом научных дискуссий — в этом противостоянии имеются трагичные эпизоды.
Земля как центр мира
Геоцентрическая (в переводе с древнегреческого «гея» — «земля») система мира подразумевает, что в центре мира располагается наша планета Земля. Лестная для нас, землян, теория. Только совершенно неверная, как показали позднейшие исследования. Между тем геоцентристами были почти все великие ученые эллинской школы, включая Пифагора, Аристотеля, Платона и Птолемея.
Инопланетные «танцы»
Перед нами не рисунок прекрасного цветка или изысканный узор. Именно такие «танцы» вокруг Земли должны устраивать планеты Солнечной системы, Луна и само Солнце в геоцентрической модели мира. Неподвижная точка в центре «цветка» — как раз и есть Земля. Эту сложнейшую систему пришлось составить геоцентристам, чтобы объяснить существующие траектории планет, наблюдаемые с Земли.
Солнце как центр мира
Приверженцы гелиоцентрической системы мира утверждают, что планеты вращаются вокруг Солнца (Гелиос — в древнегреческой мифологии солнечное божество). При такой системе нет необходимости придумывать сложнейшие модели планетных траекторий. Когда ставишь в центр системы Солнце, а не Землю, все намного упрощается. Траектории планет принимают вид эллипсов.
Отцом гелиоцентрической системы мира является польский астроном, математик и механик Николай Коперник (1473— 1543).Коперник считанные недели не дожил до опубликования в 1543 г. труда всей его жизни — «О вращении небесных сфер», в котором обосновал гелиоцентрическую систему мира.
Первый революционер
Гелиоцентрическая система мира оказалась настолько важным открытием, что считается ни много ни мало началом первой научной революции. Ее так и назвали коперниканской революцией. Отказ от устаревшей модели с Землей в центре Вселенной стал революционной перестройкой не только в астрономии, но и во всей мировой науке. Он изменил образ мышления ученых и исследователей.
Если в терминах «геоцентрическая система мира» и «гелиоцентрическая система мира» под словом «мир» понимать Вселенную, то неверна ни одна, ни другая теория. По гелиоцентрической модели «работает» наша Солнечная система, а также планетные системы всех других звезд. Однако Вселенная функционирует совсем по другим законам, многие из которых нам лишь предстоит открыть.
Жизнь за науку
Одним из виднейших последователей Н. Коперника (коперниканцем) был итальянский философ, поэт и астроном Джордано Бруно. Однако против гелиоцентристов развернули настоящую борьбу, так как геоцентризм был официальной теорией Римско-католической Церкви. В 1600 г. за свои научные и философские взгляды Бруно был казнен как еретик.
Геоцентрическая система мира и её авторы
Геоцентрическая система мира является мировоззрением об устройстве космоса. Суть этой теории заключается в том, что земля занимает центральное место во всей вселенной, то есть вокруг планеты вращаются Луна, Солнце и звёзды. Альтернативой геоцентризму считается гелиоцентризм (солнечная система). Кроме того, существует множество других современных космологических моделей.
Геоцентризм в античности
Если говорить кратко, геоцентрическая система мира предполагает, что строение мироустройства основывается на центральном положении Земли. Все небесные тела вращаются вокруг неё. Кстати, согласно результатам проводимых опросов, примерно треть населения планеты до сих пор уверены, что Солнце вращается вокруг Земли. Так думают не только жители бедных и слаборазвитых государств, но и те, кто проживает в богатых странах. И это несмотря на то, что астрономия преподаётся в школах.
Рассуждения античных философов были достаточно просты. Если встать на равнине и посмотреть по сторонам, то можно увидеть, что земля плоская. Луна и Солнце вращаются вокруг неё. Древним астрономам и учёным с других областей науки такая картина мира казалась очевидной. Никто даже не задумывался над тем, чтобы её оспаривать.
Абсолютно всё падает вниз, а Земля постоянно неподвижна. Значит, ей что-то мешает. В античные времена наука физика, можно сказать, не существовала, или же она была только на этапе своего зарождения.
У представителей Древней Греции были такие суждения:
Первым, кто описал форму Земли как сферическую, стал Пифагор. Впоследствии эту теорию обосновал Аристотель. Он обратил внимание на одну особенность: лунное затмение происходит тогда, когда Земля, Луна и Солнце расположены на одной прямой. В этот момент Земля затеняет Луну, а эта тень всегда круглая.
Земля в центре мира
Аристотель обратил внимание на то, что каждое тело падает вниз. По его мнению, они двигаются по направлению к центру мира. Земля является наиболее тяжёлым телом, поэтому она всегда расположена именно в центре.
Представители пифагорейских взглядов изложили другую теорию. Они считали, что планета способна двигаться по орбите. Аристотель это категорически отвергал. В качестве аргумента он использовал невозможность увидеть обратную сторону Луны. Значит, планета неподвижна. Частично Аристотель был прав, но он не мог представить, что различные небесные тела способны двигаться вокруг разных объектов.
Из-за постоянного наклона земной оси восход Солнца в различные сезоны происходит в разном месте. В одной и той же точке оно встаёт на протяжении недели в зимнее и летнее время, то есть в дни солнцестояния. Плиний старший этим явлением доказывал центральное место планеты в космосе.
Клеомед всячески защищал теорию геоцентризма. Он говорил, что в случае смещения Земли тени на закате и восходе отличались бы по длине. Он не учитывал, что небосвод не является куполом, а звёзды на нём не закреплены.
Птолемей создал дополненную теорию геоцентризма. По его мнению, планета не вращается вокруг своей оси. Объяснял он это тем, что во время езды на телеге все незакреплённые предметы начинают двигаться назад по инерции. Согласно птолемеевской теории, на Земле должно было бы происходить то же самое, то есть при вращении облака начинали бы сдвигаться. А не происходит этого из-за неподвижности планеты. Но его утверждения оказались неверны. Опровергнуть их удалось только в XIX веке.
Другие небесные тела
Главным преимуществом геоцентризма можно назвать то, что эта система была очень простой и понятной всем в древние времена. Она достаточно логично объясняла строение мира. Луна и вправду вращается вокруг Земли. Звёзды и солнце кажутся вращающимися из-за того, что они остаются на месте.
Но когда речь идёт о других планетах, начинаются проблемы. Они вертятся вокруг Солнца, но каждая со своей скоростью, поэтому создаётся впечатление, что у них странная траектория. Они двигаются по спирали. В античной астрономии такое явление называли ретроградным движением.
Это поведение выпадало из простой теории. Тем более, в древние времена планеты считали богами. А они не будут суетиться и бегать вперёд и назад.
Для объяснения подобного движения Аполлоний Пергский создал собственную теорию эпициклов. Чтобы её понять, следует вообразить гончарный круг, в центре которого располагается земля, а рядом с краем находится маленький циркуль. Круг вращается, а циркуль перемещается одновременно и вместе с ним, и сам по себе.
Подразумевается, что его стержнем является планета, которая периодически приближается или отдаляется от земли. Эта теория объясняла неувязки геоцентризма.
Астрономия в Средние века
Геоцентрическая модель мироздания отошла на задний план после падения Рима и прихода христианства. Но вместо неё появилась идея плоского мира. В 6-м веке византийский купец выпустил книгу, которая называлась «христианская топография». В ней автор описывал мир с библейской точки зрения. Он утверждал следующее:
В этой теории огромное количество аллегорий, но никакого отношения к настоящей географии она не имеет. Вместо точных математических расчётов и различных таблиц с единицами измерения, она построена на представлениях об идеальном христианском мире. Поэтому всего лишь через 200 лет её популярность начала снижаться. Византийские учёные не смогли достичь уровня древних греков.
Теория геоцентризма продолжала развиваться в исламских странах. Работы Птолемея и Аристотеля перевели на арабский ещё в восьмом веке. Исламские учёные пытались посчитать расстояние до небесных тел.
В Европу геоцентризм вернулся в эпоху Возрождения. В это время астрономию начали преподавать в университетах, а источником знаний были сочинения древних греков.
Появление гелиоцентризма
В XVI веке Николай Коперник выдвинул предположение, что планеты движутся вокруг Солнца, а не Земли. Это положило начало научной революции. Учёные начали стараться наблюдать за миром, а не пытаться подвести его под какую-либо теорию. Современная наука начинается именно с гелиоцентризма.
Противником Коперника был датчанин Тихо Браге. Он не смог полностью отказаться от гелиоцентризма, но также и не принял его в полной мере. Учёный выдвинул геогелиоцентрическую систему. Согласно его представлениям, в центре вселенной расположена Земля, вокруг которой движутся Солнце и Луна. Но все остальные планеты вращаются вокруг Солнца.
Теории Коперника и Браге соперничали на протяжении нескольких десятилетий. Но в итоге гелиоцентризм окончательно победил. Это произошло после открытия закона всемирного тяготения и изобретения телескопа.
Отношение религии
Геоцентризм встречал множество препятствий. Сторонники религиозной философии выступали против описанной теории. Представители различных конфессий считали, что она разрушает божественный устрой. Один из стоиков вообще призвал суд, чтобы тот привлёк к ответственности Аристарха Самосского, который выступал за геоцентрическую систему.
Христианская церковь пыталась навязать мнение о том, что мир был создан Богом ради человечества. Но всё же геоцентрическая система смогла приспособиться к религиозным правилам. Её можно встретить даже в современном мире, но зачастую только в протестантских группах консервативного типа. Чаще всего они располагаются в США.
Эти группы в своих учениях делают упор на тщательное прочтение Библии, хотя есть мнение о том, что эта книга придерживается версии о плоской земле. А в исламе уверены, что современные модели движения планеты противоречат их вере.
Геоцентрическая система, конечно, неверна, с точки зрения современной астрономии, но это была одна из первых попыток научно обосновать космические явления. Древнегреческим учёным приходилось бороться с аллегориями, поэтому геоцентризм в то время казался вершиной научной мысли. Эта теория стала основой, на которой была построена астрономия.
Геоцентрическая модель мира – характеристика системы устройства мироздания
Сегодня вопрос о том, что вокруг чего вращается – Земля вокруг Солнца или наоборот – имеет однозначный ответ, который не оспаривается. Однако история говорит, что только в 1992 году католическая Церковь признала гелиоцентрическую модель Солнечной системы.
Существуют такие явления, которые человеку тяжело познавать опытом. Он принимает их на том основании, что доверяет различным источникам информации (учебники, учителя, мнения ученых, энциклопедии и прочее). Когда же речь идёт о научных исследованиях, тогда любая теория должна быть подтверждена опытным путем. Сегодня гелиоцентрическая модель подтверждается тем, что человек может выходить в открытый космос и проводить исследования вне земли, имеет мощные телескопы, способные фиксировать каждую секунду движение небесных тел, и формировать максимально точные траектории движения планет и спутников.
Почему же столько веков в умах людей доминировала геоцентрическая модель мироздания? Неужели люди были настолько глупы, чтобы понимать все неправильно?
Всё в мире относительно
Когда ребенок, сидя в движущемся автомобиле, говорит о том, что мимо едут деревья, это не признак глупости. Даже взрослый, смакуя горячий кофе в купе пассажирского поезда, стоящего на станции, может ощутить неудобство от того, что ему не совсем понятно, какой поезд движется – тот, в котором он находится, или находящийся рядом. Этот вопрос решается легко, когда смотришь на оба поезда со стороны.
Уже давно всем знаком из уроков физики принцип относительности. Он оказывает значительное влияние на восприятие мира человеком и на объяснение им феноменов.
С древних времен, смотря на солнце, луну и звезды, человеку проще было воспринять модель вселенной именно геоцентрической – Земля стоит, а вселенная вокруг неё вертится. Поскольку не было возможности проникнуть в космос и взглянуть на землю со стороны, эта модель оставалась общепринятой в течение двух тысяч лет. Она уникальна, логична и упорядочена. Она создана на основе наблюдений за Вселенной «невооруженным глазом». Те люди, которые изобрели её, отличались высоким интеллектом, и человечество до сих пор вспоминает их с чувством уважения и благодарности.
Немного истории
Первые идеи о системе мироздания появились в Древней Греции в кругах философов. Начало учению положил Анаксимандр Милетский (6 век до н.э.), представивший мир как систему колец. Последовательное учение о геоцентризме было разработано Аристотелем в 4 веке до н.э., а математически обосновано математиком и астрономом Птолемеем во 2-м столетии н.э. Птолемей написал по этой теме труд «Альмагест», состоявший из тринадцати книг.
Мир, в котором Земля в центре
Все существующие геоцентрические теории сводились к тому, что Земля находится в центральном месте в состоянии покоя. По мнению одних философов неподвижность её была следствием симметричности Вселенной, по мнению других – планета удерживалась за счет сжатого воздуха.
Форма Земли также была предметом споров. Анаксимандр полагал, что планета имеет вид цилиндра, диаметр основания которого был в три раза больше высоты. Левкипп и Анаксагор представляли Землю плоской, как гранитная плита. Первым человеком, предположившим, что Земля имеет форму шара, был Пифагор. Аристотель и Птолемей тоже так считали. Обоснованием того, что Земля находится в центре, было то, что ей приписывался самый большой вес, а тяжелые тела стремятся к центру.
Вокруг Земли по траекториям в виде окружностей различных диаметров, называемым деферентами, равномерно вращаются по порядку Луна, Меркурий, Солнце, Венера, Марс, Юпитер и Сатурн, а затем сфера неподвижных звезд. Поскольку наблюдения показывали, что движение планет отличается от того, как двигаются звезды, Птолемей ввел понятие «эпицикл». Это означало, что планета, кроме вращения по деференту, ещё совершает вращение вокруг некоторой центральной точки, которая принадлежала деференту. Многие ученые Средних Веков, такие как Фома Аквинский, сомневались в существовании эпициклов, но их подкупал согласованный с наблюдениями математический анализ движения небесных тел.
Почему геоцентризм оказался таким живучим?
Первая причина заключается в том, что человек не имел возможности проникнуть глубоко в космос, чтобы увидеть подлинный порядок вещей. Уровень имеющихся на то время знаний логично располагал к такому пониманию устройства мироздания.
Второй причиной является возможность с помощью этой теории рассчитывать положение небесных светил при правильном подборе параметров. Схемой Птолемея успешно пользовались для навигации и астрономии в течение многих веков. Этот факт вызывал огромное доверие человечества.
Третья причина особо касается времён Средневековья. Идея геоцентризма успешно вписывалась в доминирующую тогда философию антропоцентризма. Человек был центральной фигурой мироздания и обитал на земле. Соответственно место его обитания лучше всего позиционировалось в центре.
Четвертая причина была в том, что учение средневековой церкви также поддерживало эту теорию. Поскольку церковная элита была тесно связана с политической жизнью общества, то это учение строго охранялось законом, а инакомыслие преследовалось.
Почему человек стал сомневаться в многовековой геоцентрической системе мира?
Основным недостатком геоцентрической модели мира была невозможность объяснить физическую природу движения планет. Сталкиваясь с наблюдениями, эта система обнаруживала противоречия, которые устранялись методом допущений.
Ещё в Древней Греции Аристарх Самосский, задаваясь этим вопросом, выдвинул идею о вращении Земли вокруг Солнца, но его современники отвергли её. Лишь через полторы тысячи лет Николай Коперник, основываясь на идеях этого философа, предложил гелиоцентрическую систему мира, которая способна была дать ответы на неразрешимые тогда вопросы.
В 17-м веке, когда метод научного исследования стал в основу естествознания, была создана классическая механика Ньютона и открыты законы Кеплера, а церковь стала терять влияние на общество, геоцентрическая система мира сдала свои позиции, а на её место пришла новая гелиоцентрическая система, которая актуальна сегодня.
Выводы
Подводя итоги, следует отметить, что любая теория имеет право на жизнь, пока она не будет опровергнута убедительными доказательствами. Несмотря на то, что геоцентризм оказался ошибочной теорией, он оказывал существенное влияние на развитие цивилизации древнего мира и послужил отправной точкой для открытия достоверной системы мироздания.
Геоцентрическая система мира в античности
Кстати, судя по опросам, около 30% жителей современной Земли до сих пор считают, что Солнце крутится вокруг нее. И думают так не только жители беднейших африканских стран, но и вполне себе россияне и американцы. И это несмотря на то что астрономию изучают в старших классах средней школы.
Говоря кратко, если встать на равнине и посмотреть по сторонам, видно, что Земля плоская, а Солнце и Луна вращаются вокруг нее. Это такая очевидная картина мира, что ранним античным философам даже не приходило в голову ее оспаривать.
Все тела падают вниз, если не встречают препятствия, а вот Земля остается на месте. Очевидно, что падать ей что-то мешает. У древних греков были по этому поводу следующие теории в хронологическом порядке :
Пифагор первым предположил, что Земля имеет форму сферы. Обосновал эту идею Аристотель. Он заметил, что лунное затмение случается, если Солнце, Земля и Луна находятся на одной прямой: тень от Земли падает на полную Луну и скрывает ее сияние. Эта тень всегда круглая, а потому она может падать только от шара.
Земля в центре Вселенной
Аристотель заметил, что все тяжелые тела падают отвесно вниз. Он считал, что они стремятся к центру мира. Земля — самое тяжелое из тел. Поэтому она и находится в центре, это естественное мироустройство. Пифагорейцы считали, что Земля может двигаться по орбите, но Аристотель это отвергал. Он утверждал, что если бы Земля двигалась, то можно было увидеть Луну с разных сторон. Раз этого не происходит, планета неподвижна, а спутник движется. Надо заметить, что в этом он был прав. Но Аристотель не предполагал, что небесные тела могут двигаться вокруг разных астрономических объектов.
Из-за наклона земной оси место, где встает Солнце, в течение года смещается. Единственные дни, когда оно встает в одной и той же точке — это примерно неделя в середине зимы или лета. Время, которое называется солнцестоянием. Для Плиния Старшего это явление было доказательством центрального положения Земли.
Клеомед же опровергал все возможные сомнения в геоцентризме. Если бы Земля находилась к востоку от центра, то на восходе тени были короче, чем на закате, а это не так. А если бы она была сдвинута к северу или югу, тени простирались не строго по оси восток-запад, а смещались южнее или севернее. К сожалению, эта теория подразумевает, что существует некоторый центр Вселенной, вокруг которого движется Солнце, а это не так.
Тот же Клеомед опровергал и возможность сравнительного расположения Земли выше или ниже центра: если бы точка отсчета находилась там, тогда было видно больше или меньше половины небосвода соответственно. А раз всего это не происходит, то Земля находится точно в центре. Он не учитывал, что небосвод — это не купол, а звезды к нему не приколочены.
Птолемей приводил аналогичные доводы в пользу геоцентрической модели. Кроме того, он объяснял, почему Земля не вращается вокруг своей оси: при движении в автомобиле (или телеге, учитывая время жизни создателя теории) любые незакрепленные предметы скатываются назад. Это явление называется инерцией.
Философ считал, что с предметами на Земле происходило бы то же самое, если она вращалась, то облака не смогли двигаться на восток: их за долю секунды сносило назад. Этого не происходит, поэтому неподвижная планета находится в центре координат. Опровергнуть эту теорию смогли только в XIX веке, с открытием первого закона Ньютона. Если тело движется равномерно и прямолинейно, инерции не возникает.
Другие небесные тела
Преимущество геоцентрической системы в том, что она просто, понятно и, с точки зрения античных знаний, логично объясняет устройство Вселенной. Луна действительно вращается вокруг Земли, не падая на нее, а Солнце и другие звезды остаются на месте, поэтому кажутся тоже вращающимся по орбите.
Но вот когда дело доходит до планет, начинаются проблемы. Они вращаются вокруг Солнца, как и Земля, но делают это с разной скоростью, поэтому кажется, что планеты движутся петлями по странной траектории. В античной астрономии это называлось ретроградным движением.
Такое их поведение не могло не выпасть из стройной теории. Тем более, в античности планеты считались вечными богами, а им не пристало суетиться и бегать то вперед, то назад. Чтобы объяснить их движение, философ Аполлон Пергский разработал теорию эпицикликов. Чтобы ее объяснить, можно представить себе гончарный круг. В центре его стоит Земля, а недалеко от края находится небольшой циркуль. Круг вращается, а циркуль движется одновременно и вместе с ним, и сам по себе. Его стержень — это планета. Она то приближается к Земле, то отдаляется от нее.
Теория эпицикликов неверна с точки зрения астрономии, но она неплохо позволяла описывать и с высокой степенью точности предсказывать взаимодействие планет. Это представление продержалось до XVI века.
Астрономия в средние века
С концом античности, приходом христианства и падением Рима геоцентрическая теория подзабылась. Но ей на смену пришел не гелиоцентризм, а идея плоского мира. В VI веке нашей эры византийский купец Косьма Индикоплов выпустил книгу «Христианская топография». В ней мир описывался с идеалистической библейской точки зрения. Автор утверждал:
Эта теория полна аллегорий, и к реальной географии она имеет мало отношения. Вместо таблиц и математических расчетов она строится на представлениях об идеальном христианском мироустройстве. Так что уже через два века популярность книги пошла на спад.
К сожалению, византийские ученые не достигли уровня развития своих греческих предков. Теория геоцентризма была почти забыта и развивалась не в западном мире, а на исламском востоке.
Сочинения Аристотеля и Птолемея были переведены на арабский еще в VIII веке нашей эры. На многие годы, пока в Европе продолжались темные века, именно арабы стали хранителями античных знаний.
Исламские ученые внесли свой вклад в теорию геоцентризма. Они пытались определить, на каком расстоянии от Земли находятся небесные тела. Астроном Джафир ибн Афлах создал теорию, согласно которой ближе всего к Земле Луна, потом Солнце, а за ними идут звезды и планеты.
Математики Андалузии, которая в XIII веке принадлежала арабам, протестовали против теории эпициклов. Она противоречила идеям Аристотеля о том, что Земля находится в центре мира и является единственной точкой вращения Вселенной. Астрономы пытались доказать, что на самом деле планеты движутся по кругу, но не в той же плоскости, в которой находится Земля, а потому и кажется, что они совершают возвратные движения. К сожалению, эта теория противоречила всем наблюдениям и доказать ее не удалось.
В Европу теория геоцентризма вернулась только в эпоху Возрождения. Тогда астрономию по сочинениям древних греков начали изучать в университетах. Ученые того времени изучали возможность вращения Земли, но сочли, что это невозможно. К XV веку астрономия в Европе была столь же развита, как на востоке. И на это же время пришел ее закат.
Возникновение гелиоцентризма
В XVI веке польский астроном Николай Коперник предположил, что в планеты вращаются вокруг Солнца, а не Земли. Это открытие стало началом научной революции в мире познания. Впервые в истории ученые стали не пытаться подвести окружающий мир под собственные представления о нем, а наблюдать действительность, какой она есть. С гелиоцентризма начинается современная наука.
Противником Коперника был датчанин Тихо Браге. Он не принял гелиоцентризм в полном виде, но и полностью отказаться от него не смог, потому предложил гео-гелицентрическую систему: в центре мира находится Земля, вокруг нее вращаются Луна и Солнце, а остальные планеты движутся вокруг звезды.
Теории Браге и Коперника соперничали следующие десятилетия, пока гелиоцентризм не победил окончательно. Этому помогло и изобретение телескопа, и открытие закона всемирного тяготения Исааком Ньютоном.
Конечно, геоцентрическая система мира в астрономии неверна с точки зрения современности, но это была первая попытка научно объяснить космические явления. Античной философии приходилось бороться со сказками и аллегориями, на этом фоне геоцентризм, при всем своем несовершенстве, выглядит вершиной научной мысли. Он заложил основы для всей современной астрономии.