Изучите геоцентрическую вселенную Аристотеля, модель Солнечной системы Птолемея и гелиоцентризм Коперника. Понимание птолемеевской, геоцентрической и гелиоцентрической моделей.
Древняя Греция
Древнегреческие философы пытались понять Вселенную с ограниченной технологией и информацией по сравнению с тем, что доступно сегодня. Знаменитый философ Платон и его ученик Аристотель придерживались представления о том, что главная задача философии состоит в том, чтобы признать «первые принципы», или первичные причины чего-либо. Аристотель утверждал, что для того, чтобы получить знание о первых принципах, нужно начать с вещей, которые врожденно или безоговорочно известны, а затем работать над вещами, которые менее известны или лучше известны природе. Для древних греков было совершенно очевидно, что небесные тела вращаются вокруг Земли, потому что именно так они появляются на небе. Было также известно, что небеса должны быть совершенными, и поэтому небесные тела должны вращаться в равномерном круговом движении, т. е. Луна, Солнце и планеты были прикреплены к прозрачным сферам, которые направляли их орбиту вокруг Земли. И Платон, и Аристотель описали геоцентрическую модель Вселенной, которая была заметна в течение примерно 2000 лет, прежде чем были постулированы более точные модели Вселенной.
Геоцентрическая модель
Геоцентрическая модель Вселенной — это модель, которая помещает Землю в фиксированное положение в середине Вселенной, в то время как остальная часть Вселенной вращается по орбите и движется вокруг Земли. Это понятие, как известно, впервые постулировалось в Древней Греции в досократовскую эпоху или среди философов до времени Сократа. Досократический философ Анаксимандр представлял Себе Землю как цилиндр высотой в одну треть от ширины, чтобы быть зафиксированным в центре Вселенной. Греки предполагали, что Земля находится в фиксированном положении во Вселенной из-за отсутствия звездного параллакса. Параллакс — это изменение видимых положений объектов на фоне, вызванное разницей перспектив, когда что-то наблюдается из двух отдельных положений. Например, пассажир в автомобиле наблюдает, как положения деревьев быстро смещаются мимо их обзора, в то время как Луна, которая находится намного дальше, кажется фиксированной на месте. Однако, учитывая, что параллакс в положении звезд слишком тонкий из-за их огромных расстояний от Земли, астрономы и философы в Древней Греции не могли знать истинную природу Вселенной.
Параллаксный метод объясняет кажущееся смещение положения объекта при наблюдении из разных мест. У греков не было технологии, чтобы заметить звездные параллаксы.
Цилиндрическая модель Земли Анаксимандра окружена огнем, туманом и звездами, которые вращаются вокруг Земли. За этой орбитой находятся Солнце и Луна, которые, по оценкам, примерно одинакового размера. Анаксимандр вообразил, что Солнце и Луну можно увидеть сквозь туман и звезды, окружающие Землю, потому что туман может сделать некоторые вещи невидимыми, скрывая их, но раскрывает другие вещи, особенно более яркие объекты, такие как Солнце и Луна.
Платон расширил философов до него и принял геоцентрическую модель Вселенной. Однако, в отличие от Анаксимандера, Платон представлял, что Земля является стационарной сферой, а не цилиндром. Вокруг Земли были Луна, Солнце, Венера, Меркурий, Марс, Юпитер и Сатурн в этом порядке. Движение этих небесных тел направлялось вокруг Земли Мойраями, или «Судьбами». За самым дальним телом находились звезды, которые описывались как дыры в небесной сфере. Евдокс Книдский, другой древнегреческий, объяснял, что все движения и явления на небесах должны быть объяснены посредством равномерного кругового движения из-за его совершенства, а не более мистического объяснения Судеб Платоном.
Позже Аристотель описал небесные тела как прикрепленные к своей собственной прозрачной сфере, каждая из которых содержит сферы под собой, как русская матрешка. Труды Аристотеля также дают рассуждения о том, как греки знали, что Земля круглая. В своей книге «О небесах» Аристотель объясняет, что затмения Луны вызваны тенью Земли, отбрасываемой на нее. Поскольку тень круглая для всего события, сама Земля должна быть круглой. Кроме того, греки поняли, что паруса корабля являются первой частью корабля, когда он поднимается над горизонтом, и что Полярная звезда появляется ниже в небе, если смотреть все дальше и дальше на юг.
Греческие геоцентрические модели Вселенной не могут объяснить движения, наблюдаемые на небесах. Ретроградное движение — это явление, которое наблюдается в небе во время наблюдения за движением планет. С точки зрения Земли, кажется, что на протяжении всего орбитального пути планеты каждая планета замедляется, идет назад на короткий период, а затем продолжает свой путь. Это явление вмешивается в древнегреческую идею о совершенстве равномерного кругового движения. Во втором веке нашей эры математик и астроном Клавдий Птолемей модифицировал геоцентрическую модель Вселенной, чтобы учесть ретроградное движение.
Ретроградное движение происходит в видимом положении небесных тел, потому что планеты вращаются вокруг Солнца с разной скоростью.
Модель Птолемея
Клавдий Птолемей был математиком, астрономом, астрологом и географом. Вероятно, он был греческим или эллинизированным египтянином, в то время как арабские источники помещают его происхождение в южном Египте. Несмотря на это, Птолемей сформулировал достаточно точную систему предсказания положения известных планет в то время, во время своей жизни со 100 по 170 год нашей эры. Чтобы объяснить ретроградное движение, Птолемей представил, что планеты не только находятся на прозрачных сферах, но и колеблются на своих собственных орбитах или в эпициклах, когда они вращаются вокруг Земли. Каждая планета имела эпицикл или круговое движение, которое повторяется, поскольку планета также следует своей большей круговой орбите вокруг Земли. Однако это вызывает проблему при рассмотрении появления Луны на небе. Если бы Луна колебалась во время вращения вокруг Земли, она иногда должна была бы казаться в два раза больше в небе, потому что она иногда колебалась бы ближе к Земле.
Модель Солнечной системы Птолемея добавила эпициклы к орбитам планет, чтобы учесть ретроградное движение.
Птолемеевская модель Вселенной, или модель Птолемея Солнечной системы, была геоцентрической моделью, которая имела планеты, вращающиеся вокруг Солнца по круговым орбитам с эпициклами.
Сам Птолемей признавал эту проблему при рассмотрении внешнего вида Луны, но, несмотря на это, его модель Солнечной системы и Вселенной в целом была общепринятой. Арабские астрономы позже оспорили модель Птолемея по этой причине, а также из-за неспособности Птолемея объяснить, почему планеты колебались на своих орбитальных путях вокруг Земли. Не пройдет еще полтора тысячелетия, пока ретроградное движение не будет более точно объяснено моделями, представленными Николя Коперником, Иоганном Кеплером и Исааком Ньютоном. Однако к этому времени была принята гелиоцентрическая модель Вселенной.
Гелиоцентрическая модель
В 1514 году польский священник и астроном Николай Коперник анонимно предложил гелиоцентрическую модель Вселенной, где Солнце находится в центре, а планеты и небесные тела вращаются вокруг него. Первоначально он сделал это анонимно из-за страха перед последствиями со стороны Церкви. Коперник не публиковал свою идею публично, пока не оказался на смертном одре в 1543 году. Однако гелиоцентрическая модель Коперника по-прежнему имела орбиты планет по окружностям и не всегда могла точно предсказать положение небесных тел, особенно при наблюдениях за все большими и большими периодами времени. Только около 1609 года модель Коперника начала восприниматься всерьез немецким астрономом Иоганном Кеплером, а также итальянцем по имени Галилео Галилей.
Древнегреческие философы
Древняя Греция хорошо известна своим огромным вкладом в мир в области математики, естественных наук, архитектуры и управления. Два великих философа Древней Греции, Платон и Аристотель, на долгие годы определили историю астрономии.
Платон и Аристотель пытались объяснить устройство Вселенной, исходя из первого принципа, что считается очевидно верным. Если принцип считается истинным, все, что из него вытекает, также считается истинным. Такое мышление было стандартной практикой в то время. Конечно, она подвержена довольно большому количеству фальсификаций.
Следовательно, этот принцип уводил древнегреческих философов и бесчисленное множество других философов в сторону от реальности нашей вселенной.
Геоцентризм и равномерное круговое движение
Платон утверждал, что небеса совершенны, единственным совершенным типом движения является равномерное движение, а единственной идеальной формой является сфера. Из-за этого Платон считал, что все движение во Вселенной состоит из кругов, вращающихся с одинаковой скоростью, идея, названная равномерным круговым движением. Ученик Платона, Аристотель, верил в геоцентрическую вселенную, в которой Земля находится в центре вселенная. В его модели Вселенной также использовалась платоновская концепция кругового движения.
Причина, по которой древние астрономы считали, что Земля не движется (что, как мы знаем, сегодня не соответствует действительности), заключалась в том, что они не видели параллакса звезд. Параллакс — это концепция, объясняющая видимое движение объекта, который на самом деле может быть полностью неподвижным, из-за движения наблюдателя.
Вы можете легко продемонстрировать эту концепцию для себя, вынув карандаш и держа его прямо перед собой. Теперь возьмите этот карандаш и держите его неподвижно на фоне дерева. Закройте один глаз, а затем поменяйте глаза. Будет казаться, что дерево меняет положение, когда вы переключаете взгляд туда-сюда. Реальность такова, что вы знаете, что дерево стоит совершенно неподвижно!
Древние астрономы считали, что если бы Земля действительно двигалась, то вы могли бы видеть небо из разных мест с течением времени, и что параллакс искажал бы формы созвездий. Проблема в том, что реальный параллакс звезд слишком мал, чтобы люди могли видеть его невооруженным глазом, и это уводило древних астрономов от истинной природы Вселенной.
Поскольку большинство людей считало Аристотеля величайшим философом древнего мира, его представления о Вселенной столетиями порабощали блестящие умы ошибочными представлениями о геоцентризме и равномерном круговом движении.
Птолемеевская модель
Примерно через 500 лет после Аристотеля появился человек по имени Птолемей. Птолемей был греком, который жил в Египте, контролируемом римлянами. Он был блестящим математиком, который не полностью следовал первым принципам, которые приписывали его предшественники. Он принял мысль о том, что Земля находится в центре Вселенной и что здесь задействовано круговое движение, но он попытался рассмотреть движение планет немного точнее, чем его предшественники. По иронии судьбы, его модель слегка подрывала классические идеи Платона и Аристотеля, но это ни здесь, ни там.
Птолемей создал модель Вселенной, в которой планета следует по маленькому кругу, называемому эпициклом, по большему кругу, называемому деферентом. Изменяя размеры этих кругов и скорость их вращения, Птолемей смог аппроксимировать ретроградное движение планеты. Видите ли, в определенные моменты планеты, кажется, разворачиваются и движутся на запад, а не на восток, прежде чем возобновить свой нормальный путь.
Это называется ретроградным движением; это не могло быть хорошо объяснено моделью Вселенной Аристотеля, и поэтому Птолемей создал свою собственную модель, чтобы попытаться объяснить ее с помощью таких вещей, как эпициклы.
Модель Птолемея была немного сложнее, чем та, что показана ниже, но я не хотел бы утомлять вас ее неверными деталями.
Неверной потому, что с течением времени в его модели накопилось множество ошибок, и астрономы стали замечать, что равномерного кругового движения не существует и что Земля не находится в центре Вселенной.
Гелиоцентрическая вселенная, вселенная с солнцем в центре, в конце концов стала общепринятой. Благодаря прямой и косвенной работе таких людей, как Коперник, Тихо Браге, Кеплер и Ньютон, ученые обнаружили, насколько ошибочными были 2000 лет размышлений о нашей Вселенной, и помогли изменить и переписать астрономию в то, чем она является сегодня.
Резюме урока
Древние философы, Платон и Аристотель, пытались объяснить устройство Вселенной, исходя из первопринципов, что считается очевидно верным. Этот тип рассуждений создал модели нашей вселенной, которые были не только неправильными, но и ошибочно влияли на мысли многих будущих людей.
Платон считал, что все движение во Вселенной состоит из кругов, вращающихся с одинаковой скоростью, и эта идея называлась равномерным круговым движением.
Часто задаваемые вопросы
Кто предложил геоцентрическую модель?
Самые ранние сочинения о геоцентрической модели Вселенной были приписаны древнегреческим философам. Такие фигуры, как Анаксимандр, Платон и Аристотель, создали писания и различные предположения о том, что Земля находится в центре Вселенной.
Почему важна геоцентрическая теория?
Геоцентрическая модель Вселенной важна для понимания того, как и почему древние народы представляли себе Вселенную вокруг себя и рассматривали то, что существовало за пределами Земли. Временная шкала, которая существует между геоцентрическими и гелиоцентрическими моделями в истории, показывает нам, как научное мышление и доказательства направляли и способствовали нашему пониманию Вселенной.
Что утверждает геоцентрическая теория?
Геоцентрическая теория вовсе не теория, а скорее неудачная гипотеза, которая утверждает, что Земля находится в фиксированном положении во Вселенной со всеми небесными телами, вращающимися вокруг нее. Кроме того, греческая геоцентрическая модель предполагала, что Вселенная конечна и что за пределами небесной сферы самой дальней от Земли сущностью, содержащей звезды, является небо.