Научная картина мира Птолемея и Коперника

Введение

Актуальность темы исследования. Научная картина мира – тема многолетних изысканий. Научная картина мира рассматривается как необходимое и неотъемлемое условие существования научной реальности, так как именно особым образом структурированные знания образуют тот дискурс, или область конечного смысла, который определяет движение и развитие научной мысли. Научная картина мира понятие динамичное, синтезирующее, так как происходит постоянная смена основных научных теорий, систем. Ее можно систематизировать от начала истоков философии, (например, античная картина мира) до постнеклассической научной картины мира (эпоха материализма, космоцентризма).
Научная картина мира представляет собой образ реальности в конкретных областях фундаментального знания. Она образуется путем синтеза отдельных наук, содержит общие представления о мире, которые вырабатываются на определенных стадиях развития науки, включает в себя представления, как о природе, так и о жизни общества Объективных знаний о мире, накопленных за время развития человеческой культуры и проверенных на практике, очевидно недостаточно для однозначных и безапелляционных суждений о нем. Расширение объемов нашего знания одновременно расширяет и горизонты нашего незнания. Мир с каждым новым научным открытием становится не более простым для понимания, а, напротив, более сложным.
Цель работы – изучить научную картину мира Птолемея и Коперника.
Для достижения обозначенной цели были поставлены следующие задачи:
рассмотреть научную картину мира Птолемея;
изучить научную картину Коперника
Теоретической базой исследования послужили научные труды отечественных и зарубежных авторов, посвященных теме исследования; материалы научных конференций и семинаров по данной тематике.
Данная работа состоит из введения, основной части, которая в свою очередь, состоит из перечня ознакомительных вопросов, по которым проводилась основная аналитическая работа, заключение и списка использованной литературы


1.Научная картина мира Птолемея

Начнем с рассмотрения научной картины мира Птолемея. Приведем позиции разных авторов касаемо данного вопроса.
А.В. Букурова в статье «Культурно-историческая роль К. Птолемея в развитии представлений о космосе» пишет о том, что К. Птолемея - один из крупнейших представителей античной эпохи, в развитии западноевропейской мысли. Его вклад невозможно осознать только лишь с позиции истории науки, поскольку он способствовал формированию нового стиля мышления своего времени. История не сохранила каких-либо подробностей его биографии, зато его основные труды, оказав сильное влияние на мировоззренческие установки раннего христианства, дошли до наших дней.
Обобщив и систематизировав накопленные знания о космосе своих предшественников, К. Птолемей создал не просто кинематическую модель геоцентрической системы устройства мира, но выстроил единую логически обоснованную систему знаний о космосе с прочной мировоззренческой основой. В данной системе знаний он выделил два направления:
1. теоретическую астрономию, основу которой составляют данные наблюдений, расчеты, таблицы и теории движения небесных тел. В своем основном труде «Альмагесте» или «Математическом сочинении в тринадцати книгах» он изложил геоцентрическую модель Вселенной, привел математические расчеты движений небесных тел и их характеристику. Он впервые представил образец развернутой естественнонаучной теории. Был заложен прочный фундамент для последующего развития астрономии как отдельного научного направления.
2. теоретическую астрологию, основу которой составила система интерпретации астрономических данных для составления предсказаний о земных событиях в определенный момент времени. В своем труде «Тетрабиблосе», известном как «Математический трактат из четырех частей» или «Четверокнижие», К. Птолемей выделяет разделы, посвященные различным теоретическим вопросам астрологии. Данный труд характеризует высокий математический уровень изложения, что отражено уже в его названии – «Математический трактат из четырех частей».
Весьма подробно данный вопрос исследован А.И. Еремеево в статье «Клавдий Птолемей (к 1925-летию со дня рождения)». Данный автор пишет о том, что спустя почти 300 лет после смерти Гиппарха Птолемей стал его достойным продолжателем. Клавдий Птолемей (ок. 87–165) – один из самых знаменитых древнегреческих астрономов и математиков во всей истории науки и одна из самых загадочных и противоречивых в ее исторических оценках личностей. Созданная им во II в. н.э. первая полная теория видимого движения небесных тел – Солнца, Луны и планет – вершина всей математической древнегреческой астрономии. В течение полутора тысяч (!) лет она определяла во всем мире представления об устройстве Вселенной.
Вместе с тем она служила опорой для весьма точных по тем временам астрономических таблиц, по которым можно было определить в любой момент положение светил на небе, а по ним свое положение на суше и на море
Его главное сочинение «Большое математическое построение» в 13 книгах.
Научным подвигом Птолемея стало создание им первой полной математической теории сложного видимого движения всех известных небесных тел – не только Солнца и Луны, но и планет, что составило «систему мира» Птолемея.
Величайшей заслугой Птолемея является усовершенствование имевшихся и в еще большей степени создание новых математических теорий этого движения. Он улучшил математический аппарат астрономии – сферическую тригонометрию, вычислил таблицу синусов для острых углов от 0 до 180° с шагом всего в 30' в виде таблицы хорд, стягивавших определенные дуги-углы. Этой таблицей Птолемея астрономы пользовались в течение нескольких веков.
Он уточнил, следуя Гиппарху, по картине теней при затмениях метод расчета относительных расстояний Солнца и Луны. Но особенно ценным оказался придуманный им гениальный по своей эффективности метод моделирования небесных движений с помощью введенного им нового образа – экванта.
Начинается «Альмагест» с главных мировоззренческих утверждений. В первой книге Птолемей излагает и обосновывает постулаты современной ему и общепринятой тогда геоцентрической астрономической картины мира. Птолемей, как ему казалось, более доступно, чем Аристотель, доказывает шарообразность Земли (тем, что видимая площадь ее поверхности растет с подъемом наблюдателя на гору); обосновывает сферичность и вращение небесного свода; центральное положение Земли во Вселенной и особенно ее неподвижность.
При этом он критически анализирует и существовавшую до него противоположную теорию, а именно первую негеоцентрическую систему мира пифагорейцев с подвижной и вращающейся Землей. Понимая, что наблюдаемый эффект – вращение небесного свода – мог бы иметь относительный характер как отражение вращения Земли (греческим мореходам давно был известен принцип относительности движения)
Птолемей приводил весьма убедительные по тем временам физико-космологические аргументы в пользу ее неподвижности

. Он ссылался на огненную природу и, следовательно (с точки зрения общепринятой тогда аристотелевой физической картины мира), большую подвижность “легких” звезд по сравнению с тяжелой Землей.
Но главное, опираясь на жизненный опыт, Птолемей резонно указывал, что незакрепленные предметы на поверхности вращающейся Земли должны были бы отбрасываться в пространство центробежной силой. (И в принципе он был прав. Спустя полторы тысячи лет в специальных экспедициях астрономы по точным наблюдениям качания маятника действительно обнаружили это уменьшение силы тяжести на экваторе из-за наибольшей здесь линейной скорости вращения по сравнению с более высокими широтами. И лишь колоссальная масса Земли по сравнению со всем, что на ней находится, сводит практически к нулю такой центробежный эффект (который станет весьма опасным для первых посетителей, например, астероидов...).
Математические основания астрономии изложены в первых двух книгах «Альмагеста». В них же описаны основные астрономические явления, известные тогда: суточное вращение небесной сферы, зависимость продолжительности дня, а также моментов восхода и захода звезд от географической широты.
В третьей книге «Альмагеста» излагается, целиком по Гиппарху, теория видимого движения Солнца и его следствия, например определенная длина года.
В книге четвертой Птолемей существенно развивает гиппархову теорию движения Луны. Усложнив модель Гиппарха, в которой движение Луны объяснялось движением по эксцентрику, он ввел дополнительный эпицикл, а центр лунного деферента эксцентрика заставил обращаться вокруг Земли.
Сверх того, Птолемей ввел колебательное движение плоскости первого лунного эпицикла, назвав это «просневзис». Все это позволило предвычислять положения Луны с погрешностью менее 10' – по тем временам весьма высокая точность! Благодаря этому, помимо уже открытого Гиппархом неравенства в движении Луны, проявляющегося вблизи соединений и противостояний, Птолемей смог открыть новое, еще более важное неравенство, проявляющееся в квадратурах, – эвекцию (которую, впрочем, уже подозревал и Гиппарх).
В пятой книге, помимо описания астролябона, даны оценки расстояний до Луны и Солнца в земных радиусах (59 и 1210 соответственно). Близкий к этому результат, но лишь как относительную оценку, что Солнце дальше Луны в 19–20 раз, впервые получил Аристарх Самосский еще в III в. до н.э. В земные радиусы их впервые перевел, при этом уточнив, Гиппарх, а за ним это подтвердил Птолемей.
Новая теория движения Луны позволила Птолемею уточнить теорию затмений (она изложена у него в книге шестой). Вместе с тем возникавшую в эпициклической модели трудность – необходимость изменения в течение месяца почти вдвое видимого поперечника лунного диска, чего не наблюдается, Птолемей просто не принимал во внимание. Ведь главной задачей для него как теоретика было «спасение явлений» в астрометрическом и кинематическом смысле, то есть достижение совпадения предсказаний теории с видимыми положениями и движениями тел на небесном своде.
Книги седьмая и восьмая посвящены звездам. Первая содержит упоминавшийся уже каталог звезд, вторая – список созвездий северного (27) и южного (21) неба. Сравнив некоторые новые измерения положений звезд с измерениями Гиппарха и еще более старыми – Тимохариса и Аристилла (III в. до н.э.), Птолемей, как уже говорилось, подтвердил реальность прецессии – одного из главных открытий Гиппарха. Здесь же Птолемей впервые очень подробно описал всю внешнюю картину Млечного Пути, а также составил описание небесного глобуса с указанием многочисленных ярких звезд. По нему можно было определять их восходы и заходы в различных широтных поясах Земли. Большинство имен созвездий с вавилонскими истоками дошли до наших дней. Одно из бросающихся в глаза отличий: Весы у него – Клешни (от соседнего созвездия Скорпиона).
Последние пять книг «Альмагеста» (IХ–XIII) содержат главный научный вклад Птолемея – его гениальную, первую в истории астрономии полную и весьма точную математическую теорию движения планет. Ее создание было настоящим научным подвигом Птолемея. Почти шесть веков (начиная с Платона) эту задачу вообще считали неразрешимой. Гиппарх отступил перед нею, сознавая недостаточность имевшихся в его время наблюдательных данных. Но с самоотверженностью истинного ученого он начал трудоемкую, особенно при тогдашних примитивных инструментах, работу по систематическому наблюдению планет с целью накопления материала для будущих исследователей. В частности, Гиппарх первым определил средние периоды обращения планет.
Таким образом, он построил физический базис не только астрономическим, но и астрологическим представлениям, в которых небесные влияния характеризуются не как религиозные или мистические силы, а как природные взаимодействия. Его труды создают рациональную научную базу для дальнейшего развития астрологии. Именно поэтому в истории культуры К. Птолемей занимает место не только создателя геоцентрической модели Вселенной и основателя астрономии, но и основоположника классической астрологии.


2.Научная картина мира Коперника

Рассмотрев научную картину мира Птолемея в предыдущем параграфе, в данном параграфе изучим научную картину мира Коперника. Приведем позиции разных авторов касаемо данного вопроса.
С.В. Девятова, В. И. Купцов в статье «Судьба учения Н. Коперника» пишут о том, что в 1543 г. Н. Коперник опубликовал свой основной труд «Об обращении небесных сфер» с изложением и обоснованием гелиоцентрической системы мира. На памятнике Н. Копернику, созданном знаменитым датским скульптором Б. Торвальдсеном и установленном в 1830 г. в Варшаве, написано: «Остановивший Солнце. Сдвинувший Землю».
Учение великого польского астронома привело к научной революции не только в астрономии, но и в науке в целом. Как считают историки, несколько экземпляров только что вышедшей из печати книги привезли Н. Копернику в день его смерти 24 мая 1543 г. Следует отметить, что эта работа им была закончена ещё в 1532 г., однако он не решался ее публиковать целых 11 лет. Дело в том, что в это время общепринятой была геоцентрическая система – представление о мире, сложившееся в Древней Греции на основе разработок Платона, Евдокса, Аристотеля и Птолемея. Как считало большинство античных учёных, в центре мироздания находится Земля, а мир делится на подлунный и надлунный.
В первом – всё преходяще, временно, движения вынуждены и вызываются действующими силами; во втором – всё вечно, а движения происходят без всяких сил и осуществляются равномерно по совершенным круговым траекториям. Звёзды расположены на небесном своде, который прокручивается за сутки вокруг Земли. Для объяснения видимого неравномерного движения планет Птолемей использовал систему равномерных круговых движений. Каждая планета, как он считал, движется равномерно по кругу – эпициклу, центр которого, в свою очередь, равномерно перемещается по другому кругу – деференту