История астрономии. Великие открытия с древности до Средневековья
Шрифт:
Несмотря на тесную связь его философской доктрины с учением Ксенофана, Парменид оказался в состоянии осознать шарообразную форму Земли и заслуживает уважения за этот громадный шаг вперед, причем ни одному философу, за исключением пифагорейской школы, не хватило непредвзятости, чтобы сделать этот шаг до того, как появился Платон. Феофраст приписывал открытие Пармениду, а не Пифагору (VIII, 48; ср. IX, 21, где он говорит, что Парменид первым заявил о шарообразной форме), следовательно, есть вероятность, что первым из них написал об этом именно Парменид. Он также утверждал, что первым поделил Землю на пять поясов, из которых центральный – жаркий и необитаемый – он сделал почти вдвое больше его впоследствии вычисленной ширины, так что он выдавался за границы тропиков в умеренные зоны (Страбон, II; Аэций, III, 11, но без упоминания о чрезмерной ширине жаркой зоны). Не подлежит сомнению, что истинная форма Земли впервые выяснилась благодаря рассказам путешественников о том, что отдельные звезды становятся околополярными, когда наблюдатель приближается к северу от Эвксина (Черного моря), а очень яркая звезда (Канопус), невидимая в Греции, едва возвышается над горизонтом на Родосе и поднимается тем выше, чем дальше мореплаватель продвигается на юг. Путешественники, вероятно, говорили и о разной продолжительности дня на разных широтах, причем об этом факте, возможно, было известно даже автору Одиссеи (X, 82 и дальше) [21] . Парменид, однако, мог предполагать, что Земля должна иметь такую же форму, что и ее окружение (как впоследствии предполагал Аристотель, «О небе», II, 4), поскольку в его устройстве Вселенная располагалась концентрическими слоями вокруг Земли. Здесь мы впервые встречаем систему концентрических сфер, которая впоследствии сыграла столь важную роль в истории астрономии. Наружный из этих слоев, «крайний Олимп», представляет собой твердый свод, прикованный Неизбежностью служить пределом для хода звезд («О природе», 137—139).
21
В Телепиле пастух, возвращающийся вечером, встречает другого, который выгоняет свои стада на восходе, и работник, которому не требуется спать, мог бы заработать двойную плату. Конечно, вполне возможно, что это чистая фантазия, а не результат знания того, что летом на более высоких широтах день продолжается дольше, но все-таки уже Кратет Малльский интерпретировал этот отрывок именно таким образом.
22
Стобей говорит, что темные пятна на лике Луны образуются из-за смешения темного вещества с огненным, и поэтому Парменид называет ее звездой, которая светит ложным светом.
Резкой противоположностью представлениям элейской школы, метафизическим и космологическим, выступает учение Гераклита Эфесского, жившего и работавшего, по-видимому, около 500 года до н. э. Ведущая идея его философской системы состояла в том, что ничто не находится в состоянии покоя и единственная реальность – это Становление, и для выражения нескончаемых изменений в природе он выбрал огонь в качестве первоначала, из которого образуется все сущее и в котором оно должно в конечном счете раствориться, после чего материя образуется снова, как и прежде, и возникнет новый мир [23] . Огонь сначала стал водой, и от этого образовалась твердая земля. В природе существует непрекращающийся круговорот, «вверх, вниз – один и тот же путь» («О природе», 69); на самом деле вся доктрина Гераклита сосредоточена в этом движении всепроникающей сущности вверх-вниз, и, следовательно, не может быть никаких сомнений в том, что он считал Землю плоской, хотя об этом впрямую нигде не говорится. Поднимающиеся от Земли влажные испарения собираются в выдолбине, обращенной к Земле своей полостью, и воспламеняются, когда эта выдолбина поднимается из моря на востоке, и потом гаснут, когда она опускается на западе. Таким образом образуется Солнце, и, так как Солнце постоянно обновляется, оно остается «вечно молодым» (Аристотель, «Метеорологика», II, 2) и сияет ярче, потому что движется в более чистом воздухе, в то время как Луна, которая также является чашей с огнем, сияет менее ярко, потому что движется в толще воздуха (Аэций, II, 28). Звезды кажутся более тусклыми из-за большого расстояния (Диоген, IX, 10). Затмения (и, вероятно, фазы Луны) происходят из-за вращения этих похожих на лодки выдолбин, в результате которого они поворачиваются к нам своей несветящейся стороной (Аэций, II, 29). Солнце величиной всего лишь со стопу человека (Аэций, II, 21) – любопытное заблуждение, которое вскоре после этого повторил Эпикур. День и ночь, лето и зима зависят от преобладания светлых и темных, холодных и горячих испарений (Диоген, IX, 11).
23
Гераклит, вероятно, даже установил периоды таких перерождений мира: его annus magnus (великий год) составлял 10 800 лет (Цензорин, «О дне рождения», гл. 18) или 18 000 лет (Аэций, II, 32). Верным, по-видимому, является первое число, так как оно равно 30 x 360, или одному поколению на каждый день года, поскольку поколение по Гераклиту – это 30 лет.
Представление об этих выдолбинах-лодках, нагруженных легчайшим веществом, которые плывут по небосводу, вполне совпадает с легендами и мифами халдеев и египтян, о которых мы говорили во вступительной главе. Сходство, конечно, может быть случайным, и Гераклит, возможно, никогда о них не слышал, но, во всяком случае, его гипотезы дали правдоподобное и популярное объяснение загадки о том, что становится с Солнцем, Луной и звездами между закатом и восходом, потому что лодки легко могли пройти по Океану и успеть к новому рассвету.
Взгляды Эмпедокла из Агригента (около 450 г. до н. э.) были не менее причудливы, чем у Гераклита, и сочетали в себе доктрины ионийцев с пифагорейскими и элейскими. Он предположил, что существует четыре основных стихии – огонь, воздух, вода и земля, – вечных и неизменных по своей природе; и он первым сосредоточился на этих стихиях как таковых, тогда как его предшественники лишь допускали существование одной или двух [24] . Чтобы объяснить сочетания стихий, он предполагает, что они соединяются друг с другом и отделяются друг от друга двумя движущими силами или божественным влиянием притяжения и отталкивания, любви и раздора, которые соответственно соединяют или разъединяют стихии в различных пропорциях и таким образом производят все многообразные явления природы. Любовь и раздор преобладают попеременно, и поэтому история мира делится на разные периоды. Эмпедокл считал конечную Вселенную сферическим твердым телом, состоящим (в начале нынешнего периода) из сгущенного воздуха, подобного хрусталю (Аэций, II, II) [25] . К этой сфере прикреплены неподвижные звезды, образованные из огненного вещества, придавленного снизу вверх воздухом, в то время как планеты свободно блуждают в пространстве (Аэций, II, 13). Луна представляет собой свернутый воздух, смешанный с огнем, она плоская, как диск, и освещается Солнцем (Аэций, II, 25, 27, 28; Псевдо-Плутарх, «Строматы»; Ахилл, «Введение к «Явлениям» Арата», XVI). Эмпедокл предполагает существование двух отдельных небесных полушарий (Псевдо-Плутарх; Аэций, III, 8), одно из огня, другое из воздуха с небольшой долей огня, или дневную и ночную сторону; и поскольку сфера приводится во вращение давлением огня, две половины, каждая в свою очередь, появляются над Землей и вызывают день и ночь, «земля производит ночь, заслоняя свет» (Плутарх, «Платоновские вопросы», VIII, 3), то есть загораживая светящееся полушарие. Идеи Эмпедокла о Солнце своеобразны; по описанию Аэция, он представлял себе два Солнца, одно в одном полушарии, а другое – всего лишь его отражение «от шарообразной Земли», и оно «увлекается движением огненного», а также он добавляет: «Короче говоря, Солнце есть отражение огня, окружающего Землю», и в следующем абзаце: «Солнце, смотрящее на противоположное отражение, того же размера, что и Земля» (Аэций, II, 20—21). Однако писатель-доксограф, очевидно, не понял, что имел в виду Эмпедокл, потому что мы читаем в «Строматах» Псевдо-Плутарха: «Солнце по своей природе не огонь, а отражение огня, подобное тому, что производит вода». Это вполне ясно и согласуется с утверждением, что путь Солнца ограничивает мир (Аэций, II, 1). Поэтому Солнце представляет собой просто образ огненного полушария, отраженный хрустальным сводом и движущийся вперед согласно перемещению огненного полушария. Зима наступает, когда «за счет сгущения воздух преобладает и поднимается в верхние области, а лето – когда преобладает огонь и опускается в нижние области» (Аэций, III, 8), так что воздушное и огненное полушария, каждое в свою очередь, занимают более половины небесной сферы и тем самым заставляют Солнце, образ огненного полушария, перемещаться южнее или севернее в зависимости от времени года. Поворот Солнца во время солнцестояний также происходит из-за того, что сдерживающая его сфера и круги тропиков не позволяют Солнцу всегда двигаться по прямой линии (Аэций, II, 23). Довольно трудно разобраться, где, по представлениям Эмпедокла, должна находиться ось вращения темного и светлого полушарий, но вряд ли можно предполагать, что она совпадала с осью хрустальной сферы, на которой расположены неподвижные звезды. Также он не упоминает и о годовом движении Солнца относительно звезд, а лишь о его перемещении к северу и к югу. По его мнению, ежедневное движение Солнца было настолько медленным во времена, когда из земли зарождался человеческий род, что тогдашний день длился десять теперешних месяцев; впоследствии же он укоротился до теперешних семи месяцев, и по этой причине выживают десятимесячные и семимесячные дети (Аэций, V, 18).
24
Он не использует слово «стихия», cjtoi%sTov, его ввел Платон.
25
По Стобею, Эмпедокл считал, что высота неба меньше ширины и Вселенная имеет форму яйца.
Эмпедокл знал, что солнечные затмения вызывает Луна, проходящая перед Солнцем (Аэций, II, 24). Он предполагал, что Луна находится вдвое дальше от Солнца, чем от Земли (Аэций, II, 31), или, так как Солнце – всего лишь отражение от небесной сферы, расстояние до Луны составляет одну треть от радиуса сферы. Место, населяемое людьми, полно зла, и оно достигает самой Луны, но дальше не идет, так как там пространство намного чище (Ипполит, «Филосуфомены», IV). Планеты представляют собой массы огня, свободно движущиеся в пространстве, очевидно за пределами лунной орбиты [26] .
26
Вероятно, именно планеты подразумевает Аристотель, когда говорит, что, по Эмпедоклу, вращение Земли быстрее, чем склонность к падению, вызываемая ее весом, благодаря чему сохраняется движение («О небе», II, 1; Симпликий, 29).
Согласно Эмпедоклу, Земля удерживается на месте за счет быстрого кружения вращающихся небес, «как вода не выливается из кубка, если его быстро вращать» (Аристотель, «О небе», II, 13). Вначале давление вращения выжало из нее воду, от испарения которой возник воздух (Аэций, II, 6). Наклон оси небес к горизонту, по его мнению, вызван тем, что воздух смещается из-за быстрого движения Солнца, в результате чего северная сторона приподнимается, а южная сторона понижается (Аэций, II, 8). Небесный северный полюс, таким образом, первоначально должен был находиться вертикально над Землей, пока та не наклонилась так, что северный край не оказался вверху, а южный край – внизу. Следовательно, он должен был предполагать, что Земля плоская.
Среди ранних философских систем важное место занимает атомистическая теория, четко продуманная двумя ее главными представителями и превращенная в систему происхождения и строения видимой Вселенной, которая выглядит гораздо лучше по сравнению с более примитивными представлениями предыдущих мыслителей и знаменует собой явный прогресс в направлении просвещенного взгляда на Космос, который впоследствии разделяли Платон и Аристотель. Основателем атомизма был Левкипп, живший и работавший около середины V века, но о его жизни нам ничего не известно. Левкиппа совершенно затмил его блестящий ученик Демокрит Абдерский из Фракии, который в дальнейшем разработал атомистическую теорию, однако нет никаких сомнений в том, что ее главные положения выдвинул Левкипп. В то время как элейская школа отрицала движение и множество сущего, поскольку они немыслимы без пустоты, а пустота отвергалась, как несуществующая, атомизм признавал существование пустоты и предполагал, что материя состоит из бесконечного числа крайне малых, конечных и неделимых частиц, движущихся в пустоте. Смешение и разделение этих атомов приводит к возникновению и уничтожению вещей. Атомы неразрушимы и не имеют начала, они похожи по качеству, но не по форме и размеру, а богатое разнообразие всего сущего вызвано различными соединениями больших и малых атомов. На атомы воздействует сила тяжести, то есть (по мнению античных мыслителей в данном вопросе) они имеют тенденцию к нисходящему движению и, будучи разных размеров, должны падать сквозь пустое пространство с разными скоростями. Кроме того,
Демокрит учил, что более легкие (меньшие) атомы в процессе этого движения вытесняются более тяжелыми (большими), так что они производят впечатление тенденции движения вверх. Из-за столкновений между атомами возникает круговое, или вихревое, движение, в которое постепенно вовлекаются все атомы целой массы. Таким образом в бесконечном пространстве бесконечное число атомов производит бесконечное число миров, которые увеличиваются, когда новые атомы присоединяются к ним извне, и уменьшаются, когда они теряют атомы. Поэтому миры подвержены постоянному изменению, и, когда два из них сталкиваются, они погибают. Когда началось подобное зарождение нашего собственного мира, вокруг него образовалась своего рода оболочка, которая постепенно утончалась по мере того, как ее части вследствие вихревого движения оседали в середине; из них образовалась Земля, а из других возникли огонь и воздух, заполнившие пространство между небом и Землей. Из атомов, уловленных шаровидной оболочкой, одни сгруппировались в скоплениях, которые сначала были влажными, но постепенно высохли и воспламенились; это звезды (Диоген Лаэртский, IX, 31—33). В центре более легкие части были вытеснены и собрались в виде воды в углублениях. Земля, пока она была мала и легка, сначала двигалась туда-сюда, а когда стала тяжелой, остановилась в середине мира (Аэций, III, 13). По Левкиппу, Земля напоминает тимпан, то есть она плоская на поверхности, но, возможно, имеет слегка приподнятые края (Аэций, III, 10) [27] . Он объяснял наклон небесной оси к горизонту тем, что Земля понижается в сторону юга, потому что северная сторона замерзшая и холодная, в то время как южная сторона (неба) нагревается Солнцем и намного более тонкая (Аэций, III, 12). Демокрит сравнивал Землю с диском, который выше по окружности и ниже в середине (Аэций, III, 10), и предположил, что нижняя часть небесной сферы наполнена сжатым воздухом, который Земля запирает, словно крышка, по выражению Аристотеля («О небе», 2, 13 [28] ). На южной стороне неба воздух тоньше и поддается под напором Земли, которая тяжелее и еще увеличивается на этой стороне вследствие огромной массы растущих там плодов (Аэций, III, 12), по каковой причине Земля наклонена к югу, а северный небесный полюс опустился от зенита на полпути к северному горизонту. То же самое объяснение дает и Левкипп.
27
Нижняя часть тимпана (твртшуоу) имеет форму полушария, но Левкипп, вероятно, лишь имел в виду нечто вроде современного бубна, как ясно показывает Аристотель («О небе», II, 13), который ссылается на эту идею, не упоминая Левкиппа и прямо говоря о диске, а не полушарии. Иначе нужно предполагать большие разногласия между взглядами Демокрита и Левкиппа по этому вопросу.
28
Здесь то же мнение приписывается Анаксимену и Анаксагору. Аэций (III, 15) говорит, однако, что Демокрит, как и Парменид, полагал, что Земля пребывает в равновесии, так как находится на равном расстоянии от всех частей сферы.
Что же касается природы и положения небесных тел, то здесь между двумя философами были некоторые разногласия. По Левкиппу, орбита Солнца – самая отдаленная от Земли, орбита Луны – ближайшая, а между ними находятся орбиты других планет. Луна затмевается чаще, чем Солнце, из-за различия размеров их орбит [29] (Диоген Лаэртский, IX, 33). Демокрит помещает Луну и утреннюю звезду ближе всего к Земле, затем Солнце (которое он считал массой горящего камня или железа), затем планеты и, наконец, неподвижные звезды (Аэций, II, 15 и 20; Ипполит, 13) [30] . Планеты, видимо, не движутся по орбитам, а лишь вращаются с востока на запад несколько медленнее, чем неподвижные звезды (Аэций, II, 16) [31] . Солнце и Луна представляют собой большие твердые тела, однако меньшие, чем Земля; первоначально они были такими же, как наша Земля, каждая помещенная в центре мира; они столкнулись с нашим миром, который их поглотил их и завладел Землей каждого (Псевдо-Плутарх, «Строматы», VII). Кометы возникают из-за приближения друг к другу двух планет (Аэций, III, 2; Аристотель, «Метеорологика», I, 6). Луна представляет собой твердое тело, а пятна на ее лике – это тени гор и долин, причем это утверждение (как и о кометах) также приписывается Анаксагору (Аэций, II, 25, Стобей). Демокрит, по-видимому, имел на удивление верное представление об одном небесном явлении: о Млечном Пути, свет которого он, как говорят, объяснял огромным множеством слабо светящих звезд (Аэций, III, 1; Макробий, «Сон Сципиона», I, 15).
29
В разделе о том, что затмения происходят из-за наклона Земли к югу, должно быть, пропущена часть текста.
30
Согласно Сенеке, «О природе», VII, 3, Демокрит не отважился назвать число планет.
31
Ср. со словами Лукреция, «О природе вещей», 5, 619—626, о том, что тела, самые далекие от неба (и самые близкие к Земле), движутся медленнее всего.
Метродор Хиосский, ученик Демокрита, видимо, как и его учитель, создал несколько собственных астрономических теорий, хотя они не ознаменовали никакого прогресса. Как и Анаксимандр, он считал, что звезды и планеты находятся ближе к нам, чем Луна и Солнце (Аэций, II, 15). Неподвижные звезды и планеты освещаются Солнцем (Аэций, II, 17). Земля – скопление воды, Солнце – воздуха (там же, III, 9) [32] . Воздух, сгущаясь, производит облака, а затем воду, которая гасит Солнце; мало-помалу Солнце высыхает и превращает прозрачную воду в звезды, а смена дня и ночи и затмения происходят, когда Солнце возгорается или гаснет (Псевдо-Плутарх, «Строматы», XI). Млечный Путь – это прежний путь Солнца (Аэций, III, 1). Все эти представления очень примитивны и больше напоминают взгляды Гераклита и Ксенофана, чем атомистическую школу.
32
Земля, будучи тяжелой, опустилась, а Солнце, будучи легким, поднялось в верхние области, как пузырь с воздухом, а остальные звезды помещены на свои места как бы для равновесия.