Изложение системы мира
Шрифт:
Если бы гражданский год был постоянно равен 365 суткам, его начало всегда предваряло бы начало истинного тропического года, и оно проходило бы вспять все сезоны за период около 1508 лет. Но такой год, некогда применявшийся в Египте, лишает календарь удобства относить месяцы и праздники к одним и тем же временам года и отмечать сроки, важные для сельского хозяйства.
Можно было бы сохранить это ценное для сельских жителей преимущество, рассматривая начало года как астрономическое явление, фиксируемое путём вычислений в полночь, предшествующую солнцестоянию или равноденствию. Именно так было сделано во Франции в конце прошлого века. Но в этом случае високосные годы, или годы в 366 суток, включались бы по очень сложному закону, и было бы трудно разложить какое-нибудь число лет на дни, что вносило бы путаницу в историю и хронологию. Кроме того, начало года, которое всегда необходимо знать заранее, становилось бы не точно определяемым и спорным в случае, когда оно приближалось бы к полночи на величину, меньшую, чем ошибка солнечных таблиц. Наконец, порядок високосных годов был бы различным на разных меридианах,
В XI в. персы придумали способ, замечательный по своей точности и простоте. Он состоит в том, чтобы делать високосным годом каждый четвёртый год семь раз подряд, а восьмой раз изменять лишь пятый год. Это предполагает длину тропического года равной 365d8/33, т.е. только на 0.d0001823 больше года, определяемого из наблюдений. В результате понадобилось бы множество веков, чтобы заметно сместить начало гражданского года. Способ включения дней в григорианском календаре несколько менее точен, но позволяет проще переводить годы и века в дни, что является одним из главных назначений календаря. Он состоит в том, чтобы считать високосным каждый четвёртый год, исключая его в конце каждого века, кроме каждого четвёртого столетия. Длина такого года равна 365d97/400, или 365.d242500, что на 0.0002581 длиннее истинного года. Но если, следуя аналогии такого способа, исключать ещё один високосный год каждые четыре тысячи лет, что сократит их число до 969 за этот интервал времени, длина года будет 365d969/4000, или 365.d24225; это так приближает его к длине 365.d2422419, определённой из наблюдений, что можно пренебречь их разностью, учитывая неточность наблюдений длины года, которая к тому же не совсем постоянна.
Деление года на 12 месяцев — очень древнее и почти повсеместное. Некоторые народы положили месяцы одинаковыми и равными 30 дням. Эти народы дополняют год необходимым числом дней. Другие народы распределяют весь год на 12 месяцев, делая их неодинаковыми. Система тридцатидневных месяцев естественно приводит к их делению на три декады. Такое деление облегчает нахождение в любой момент числа месяца. Но в конце года дополнительные дни нарушают порядок событий, связанных с разными днями декады, что требует введения неудобных административных мер. Это затруднение устраняется введением короткого периода, независимо от месяцев в году. Такова неделя, которая с глубокой древности, где теряется её происхождение, в течение веков без перерыва была принята у людей, входя в сменяющие друг друга календари разных народов. Очень примечательно, что на всей Земле она оказывается одинаковой как по названиям её дней, установленным по наиболее древней астрономической системе, так и по их соответствию одним и тем же физическим моментам. Быть может, это самый древний и самый неоспоримый памятник человеческих знаний: он, по-видимому, указывает на общий источник их распространения. Но астрономическая система, служащая его основанием, доказывает несовершенство человеческих знаний в этом общем источнике.
При реформе григорианского календаря за начало года было бы легко принять зимнее солнцестояние, что позволило бы совместить начало каждого сезона с началом месяца. Было бы также легко сделать более равномерной продолжительность месяцев, установив 29 дней в феврале обычных годов и 30 дней в високосные годы, остальные месяцы попеременно — в 31 и 30 дней. Было бы удобно обозначать их по порядковому номеру. Исправив, как было сказано, принятый способ включения високосных годов, мы получили бы григорианский календарь, не оставляющий желать почти ничего лучшего. Но следует ли придавать ему такую степень совершенства? Мне кажется, что в результате мы не получили бы достаточных выгод, могущих компенсировать затруднения, вводимые подобным изменением в наши привычки, в наши сношения с другими народами и в хронологию, уже и так слишком осложнённую множеством различных эр. Если принять во внимание, что этот календарь теперь является календарём почти всех народов Европы и Америки и что потребовалось два века и всё влияние религии, чтобы обеспечить ему эту универсальность, мы почувствуем, как важно сохранить ему такое ценное преимущество, даже за счёт совершенства, не затрагивающего его основных черт, так как главное назначение календаря — дать простой способ привязывать события к последовательности дней и лёгким способом включения фиксировать в одном и том же сезоне начало года — условия, хорошо выполняющиеся в григорианском календаре.
Совокупность ста лет образует век — самый длинный период, применяемый до сих пор при измерении времени, так как самые древние известные нам явления ещё не требуют более длинных периодов.
Глава IV О ДВИЖЕНИЯХ ЛУНЫ, ЕЁ ФАЗАХ И ЗАТМЕНИЯХ
Среди всех небесных тел после Солнца нас более всего интересует Луна, фазы которой дают нам такое замечательное подразделение времени, что оно первоначально применялось всеми народами. Как и Солнце, Луна имеет собственное движение с запада на восток. В начале этого столетия продолжительность её обращения относительно звёзд была равна 27.d321661423. Эта продолжительность не всегда одинакова, и сравнение новейших наблюдений с древними бесспорно доказывает ускорение среднего движения Луны. Это ускорение, ещё мало ощутимое со времён самого древнего из известных нам затмений, увеличивается с течением времени. Но будет ли оно увеличиваться непрерывно или остановится с тем, чтобы перейти в замедление? Это можно определить только после многих веков наблюдений. К счастью, открытие причин ускорения, опережая время, позволило нам узнать, что оно имеет периодический характер. В начале века среднее угловое расстояние Луны от точки весеннего равноденствия, отсчитанное от этого равноденствия в направлении её собственного движения, в полночь среднего времени в Королевской обсерватории Парижа было равно 124.g01321 [111.°61189].
Луна движется по эллиптической орбите, в одном из фокусов которой находится Земля. Радиус-вектор Луны описывает вокруг этой точки площади, почти пропорциональные времени. Если принять среднее расстояние Луны от Земли за единицу, то эксцентриситет её эллипса равен 0.0548442, что даёт самое большое уравнение центра, равное 6.g9854 [6.°2869]. Оно представляется неизменным.
Движение лунного перигея прямое, т.е. оно направлено в сторону собственного движения Солнца. В начале века продолжительность сидерического обращения лунного перигея была равна 3232.d575343, а его среднее угловое расстояние от точки весеннего равноденствия составляло 295.g68037 [266.°11233]. Его движение неравномерно: оно замедляется, в то время как движение Луны ускоряется.
Законы эллиптического движения ещё далеки от того, чтобы точно представлять наблюдения Луны: её движения подвержены большому числу неравенств, имеющих очевидное отношение к положению Солнца. Мы укажем на три главных из них.
Наибольшее и первое, которое было обнаружено, носит название эвекции. Это неравенство в своём максимуме доходит до l.g4907 [1.°3416] и пропорционально синусу двойного углового расстояния Луны от Солнца без углового расстояния Луны в перигее. В противостояниях и в соединениях Луны с Солнцем оно смешивается с уравнением центра, постоянно его уменьшая. По этой причине древние астрономы, которые определяли элементы лунной теории только с помощью затмений и с целью предсказания этих явлений, получали меньшее уравнение центра Луны, чем действительное, на полную величину эвекции.
В лунном движении наблюдается ещё одно большое неравенство, исчезающее при соединениях и противостояниях Луны и Солнца, а также в точках, где эти два светила отдалены друг от друга на четверть окружности. В своём максимуме оно достигает 0.g6611 [0.°5950], когда расстояние между ними равно 50g [45°]; отсюда следует, что это неравенство пропорционально синусу двойного расстояния Луны от Солнца. Это неравенство, называемое вариацией и исчезающее во время затмений, не могло быть обнаружено при наблюдении этих явлений.
Наконец, движение Луны убыстряется, когда замедляется движение Солнца, и наоборот. Отсюда вытекает неравенство, известное под названием годичного уравнения, закон которого в точности таков же, как закон движения центра Солнца, но с обратным знаком. Это неравенство, достигающее в максимуме 0.g2074 [0.°1867], при затмениях смешивается с уравнением центра Солнца, и при вычислении момента этого явления безразлично, рассматривать ли эти два уравнения по отдельности или исключить годичное уравнение из лунной теории и увеличить на такую же величину уравнение движения центра Солнца. По этой же причине древние астрономы преувеличивали эксцентриситет солнечной орбиты, как они преуменьшали по причине эвекции эксцентриситет лунной орбиты.
Эта орбита наклонена на 5.g7185 [5.°1466] к эклиптике. Точки её пересечения с ней, называемые узлами, не зафиксированы на небе: они имеют попятное, т.е. противоположное лунному, движение, которое легко обнаружить по последовательности звёзд, встречаемых Луной при пересечении ею эклиптики. Восходящим узлом называют тот, в котором Луна поднимается над эклиптикой в сторону Северного полюса, а нисходящим тот, в котором она опускается под эклиптику, к Южному полюсу. Продолжительность сидерического оборота узлов в начале века была равна 6793.d39108, и среднее расстояние восходящего узла от точки весеннего равноденствия было 15g.46117 [13.°91505]. Но движение узлов замедляется от века к веку. Оно подвержено нескольким неравенствам, из которых самое большое пропорционально синусу двойного расстояния Луны от Солнца и в максимуме достигает l.g8102 [1.°6292]. Наклонность орбиты — также переменная величина. Самое большое её неравенство, которое в максимуме достигает 0.g1627 [0.°1464], пропорционально косинусу того же угла, от которого зависит неравенство движения узлов, но средняя наклонность в разные века представляется постоянной, несмотря на вековые изменения плоскости эклиптики.