Теория Николая Коперника

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

  «О вращениях небесных сфер»

Первое издание книги «О вращениях небесных сфер» появилось в мае 1543 года в Нюрнберге, благодаря усилиям Тидемана Гизе, Иоахима Ретика и нюрнбергского профессора математики Шонера, взявшего на себя просмотр корректур. По приданию, сам Коперник получил экземпляр своего гениального творения в день своей смерти, незадолго до того момента, когда он навсегда закрыл глаза.

В книге «О вращениях небесных сфер» изложена математическая теория сложных видимых движений Солнца, луны, пяти планет и сферы звёзд с соответствующими математическими таблицами и приложением каталога звёзд.

В центре мира Коперник поместил Солнце, вокруг которого движутся планеты, и среди них впервые зачисленная в ранг «подвижных звёзд» Земля со своим спутником Луной. На огромном расстоянии от планетной системы находится сфера звёзд. Его вывод о чудовищной удалённости этой сферы диктовался гелиоцентрическим принципом; только так мог Коперник согласовать его с видимым отсутствием у звёзд смещений за счёт движения самого наблюдателя вместе с Землёй (т.е. отсутствием у них параллаксов).

Система Коперника была проще и точнее системы Птолемея, и её сразу же использовали в практических целях. На её основе составили «Прусские таблицы», уточнили длину тропического года и провели в 1582г. давно назревшую реформу календаря - был введён новый, или григорианский стиль.

Меньшая сложность теории Коперника и получавшаяся, но лишь на первых порах, большая точность вычислений положений планет по гелиоцентрическим таблицам были не самыми главными достоинствами его теории. Более того, теория Коперника при расчётах оказалась не намного проще птолемеевской, а по точности предвычислений положений планет на длительный промежуток времени практически не отличалась от неё. Несколько более высокая точность, дававшаяся на первых порах «Прусскими таблицами», объяснялась не только введением нового гелиоцентрического принципа, а и более развитым математическим аппаратом вычислений. Но и «Прусские таблицы» также вскоре разошлись с данными наблюдений. Это даже охладило первоначальное восторженное отношение к теории Коперника у тех, кто ожидал от неё немедленного практического эффекта. Кроме того, с момента своего возникновения и до открытия Галилеем в 1616 году фаз Венеры, т.е. более полувека, вообще отсутствовали прямые наблюдательные подтверждения движения планет вокруг солнца, которые свидетельствовали бы об истинности гелиоцентрической системы. В чём же действительное достоинство, привлекательность и истинная сила теории Коперника? Почему она вызвала революционное преобразование всего естествознания?

В десятой главе описывается картина гелиоцентрической системы мироздания и приведен знаменитый рисунок (рис.2), на котором указано расположение небесных сфер. В системе Коперника Солнце (1) находится в центре Солнечной системы, вокруг него обращаются Меркурий (2),Венера (3),Земля (4), Марс (5), Юпитер (6), Сатурн (7).

 

 

 

 

4.  Коперниканская революция

Любое новое возникает на базе и в системе старого. Коперник в этом отношении не был исключением. Он разделял многие представления старой, аристотелевской космологии. Так, он представлял Вселенную замкнутым пространством, ограниченным сферой неподвижных звёзд. Он не отступал от аристотелевской догмы, в соответствии с которой истинные движения небесных тел могут быть только равномерными и круговыми. В этом он был даже больший консерватор и приверженец аристотелизма, чем Птолемей, который ввёл понятие экванта и допускал неравномерное движение центра эпицикла по деференту. Стремление восстановить аристотелевские принципы движения небесных тел, нарушавшиеся в ходе развития геоцентрической системы, кстати сказать, и стало для Коперника одним их мотивов поисков иных, негеоцентрических подходов к описанию движений планет.

Но, в отличие от своих предшественников, Коперник пытался создать логически простую и стройную планетную теорию. В отсутствие простоты, стройности, системности Коперник увидел коренную несостоятельность теории Птолемея, в которой не было единого стержневого принципа, объясняющие системные закономерности в движениях планет. Н. Коперник писал: «…Я ничем иным не был приведён к мысли придумать иной способ вычисления движений небесных тел, как только тем обстоятельством, что относительно исследований этих движений математики не согласны между собой. Начать с того, что движения Солнца и Луны столь мало им известны, что они не в состоянии даже доказать и определить продолжительность года. Затем, при определении движений не только этих, но и других пяти блуждающих светил, они не употребляют ни одних и тех же одинаковых начал, ни одних и тех же предположений, ни известных доказательств… Даже главного - вида мироздания и известную симметрию между частями его - они не в состоянии вывести на основании этой теории».

Коперник был уверен, что представление движений небесных тел как единой системы позволит определить реальные физические характеристики небесных тел, т.е. то, о чём в геоцентрической модели вовсе не было и речи. Поэтому свою теорию он рассматривал как теорию реального устройства Вселенной.

Возможность перехода к гелиоцентризму (подвижность Земли, обращающейся вокруг реального тела - неподвижного Солнца, расположенного в центре мира) Коперник совершенно справедливо усмотрел в представлении об относительном характере движения, известном ещё древним грекам, но забытом в средние века. Неравномерное петлеобразное движение планет, неравномерное движение Солнца Коперник, как и Птолемей, считал кажущимся эффектом. Но он представил этот эффект не как результата подбора и комбинации движений по условным вспомогательным окружностям, а как результат перемещения самого наблюдателя. Иначе говоря, этот эффект объяснялся тем, что наблюдение ведётся с движущейся Земли. Допущение подвижности Земли было главным новым принципом в системе Коперника.

Обоснование введения принципа гелиоцентризма Коперник усматривал в особой роли Солнца, отразившейся уже в птолемеевской схеме. В этой схеме планеты по свойствам их движений как бы разделялись Солнцем на две группы - нижние (ближе к Земле, чем Солнце) и верхние. Среди тех кругов, которые применялись для описания видимого движения планет, обязательно был один круг с годичным, как у Солнца, периодом движения по нему. Для верхних планет - это был первый, или главный эпицикл, для нижних - деферент. Кроме того, Меркурий и Венера (нижние планеты) вообще всё время сопровождали Солнце, совершая около него лишь колебательные движения.

Революционное значение гелиоцентрического принципа состояло в том, что он представил движения всех планет как единую систему, объяснил многие ранее не непонятные эффекты. Так, с помощью представления о годичном и суточном движениях Земли теория Коперника сразу же объяснила все главные особенности запутанных видимых движений планет (попятные движения, стояния, петли) и раскрыла причину суточного движения небосвода. Петлеобразные движения планет теперь объяснялись годичным движением Земли вокруг Солнца. В различии же размеров петель (и, следовательно, радиусов соответствующих эпициклов) Коперник правильно увидел отображение орбитального движения Земли: наблюдаемая с Земли планета должна описывать видимую петлю тем меньшую, чем дальше она от Земли. В системе Коперника впервые получила объяснение загадочная прежде последовательность размеров первых эпициклов у верхних планет, введённая Птолемеем. Размеры их оказались убывающими с удалением планеты от Земли. Движение по этим эпициклам, равно как и движение по деферентам для нижних планет, совершалось с одним периодом, равным периоду обращения Солнца вокруг Земли. Все эти годичные круги геоцентрической системы оказались излишними в системе Коперника.

Впервые получила объяснение смена времён года: Земля движется вокруг Солнца, сохраняя неизменным в пространстве положение оси своего суточного вращения.

Более того, это глубокое объяснение видимых явлений позволило Копернику впервые в истории астрономии поставить вопрос об определении действительных расстояний планет от Солнца. Коперник понял, что этими расстояниями планет были величины, обратные радиусам первых эпициклов для внешних планет и совпадающие с радиусами деферентов - для внутренних. Таким образом он получает весьма точные относительные расстояния планет от Солнца (в а.е.), (в скобках современные данные):

Меркурий 0,375 (0,387)

Венера 0,720 (0,723)

Земля 1,000 (1,000)

Марс 1,52 (1,52)

Юпитер5,21 (5,20)

Сатурн 9,18 (9,54)

Теория Коперника логически стройная, чёткая и простая. Она способна рационально объяснить то, что раньше либо не объяснялось вовсе, либо объяснялось искусственно, связать в единое то, что ранее считалось совершенно различными явлениями. Это - её несомненные достоинства; они свидетельствовали об истинности гелиоцентризма. Наиболее проницательные мыслители поняли это сразу.

И уже не столь важным было то, что Коперник отдал дань античным и средневековым традициям: он принял круговые равномерные движения небесных тел, центральное положение Солнца во Вселенной, конечность Вселенной, ограничивал мир единственной планетной системой. Допуская лишь круговые равномерные движения по окружностям, Коперник отверг эквант - быть может, наиболее остроумную находку Птолемея. Этим он сделал даже некоторый принципиальный шаг назад. Коперник сохранил и эпициклы, и деференты. Принцип круговых равномерных движений вынудил его для достаточно точного описания движения планет сохранить свыше трёх десятков эпициклов (правда, всего 34 вместо почти 80 в геоцентрической системе).

Завершая характеристику труда Коперника, хочется подчеркнуть ещё раз основное естественнонаучное значение великого произведения Коперника «О вращениях небесных сфер», которое состоит в том, что его автор, отказавшись от геоцентрического принципа и приняв гелиоцентрический взгляд на строение Солнечной системы, открыл и познал истину действительного мира.

 

 

 

 

 

5.   Борьба за признание гелиоцентрической системы мира

Утверждение гелиоцентрической системы мира представляет собой наглядную иллюстрацию к той бескомпромиссной борьбе, которую на протяжении тысячелетий вели прогрессивные, передовые мыслители, стремящиеся познать объективную истину и законы развития мира, с представителями реакционных взглядов, сторонниками церковных догматов. Следует, правда, заметить, что гениальное творение Коперника не сразу подверглось гонению церкви.

Основная причина этого, прежде всего в том, что трактат Коперника мог быть понят только высокообразованными людьми, умевшими разбираться в математических выкладках и формулах.

Намного быстрее поняли опасность учения Коперника для религии представители протестантства. Первые весьма резкие и оскорбительные нападки на Коперника со стороны основателей протестантского вероисповедания Мартина Лютера (1483-1546) и Филиппа Меланхтона (1497-1560) относятся уже к 1531 году. Эти представители протестантства сразу заметили глубокие расхождения и непримиримые противоречия между блестящими идеями Коперника и догмами библейских писаний, и повели против нового учёного фанатическую борьбу.

Первым защитником учения был Ретик, издавший «Первое повествование», ещё при жизни Коперника. В 60-70 годах XVI столетия благодаря трудам Джона Фильда, Роберта Рекорда (1510-1558) и Томаса Диггса, коперниково учение получило некоторое распространение в Англии.

Несмотря на все запреты, учение Коперника, будучи по природе своей революционным учением, стало к началу XVII столетия преобладающей концепцией о строении Вселенной. Выдающиеся открытия XVIII и XIX столетий, непосредственно доказали истинность учения Коперника.

 

 

6.   ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В заключение моей работы можно сказать, что Николай Коперник действительно был выдающимся, гениальным учёным. Он оспорил точку зрения Птолемея и убедил общество, что геоцентрическая система мира неправильна в корне.

Теория Коперника содержала в себе колоссальный творческий, мировоззренческий и теоретико-методологический потенциал. Её историческое значение трудно переоценить.

Она подорвала ядро (геоцентрическую систему) религиозно-феодального мировоззрения, основания старой (первой) научной картины мира.

Она стала базой революционного становления нового научного мировоззрения, новой (второй) механистической картины мира.

Она явилась одной из важнейших предпосылок революции в физике (так называемой ньютонианской революции) и создания первой естественно-научной фундаментальной теории - классической механики.

Она определила разработку новой, научной методологии познания природы. Схоластическая традиция исходила из того, что для познания сущности объекта нет необходимости детально изучать внешнюю сторону объекта, сущность может непосредственно постигаться разумом. Коперник же впервые в истории познания на деле показал, что сущность может быть понята только после тщательного изучения явления, его закономерностей и противоречий; познание сущности всегда опосредованно познанием явления, которое по своему содержанию может быть совершенно противоположным сущности.

 

 

7.   СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1.    Концепции современного естествознания // Лихин А.Ф. // - М.: ТК Велби, Издательство проспект,2006.

2.    Концепции современного естествознания // Солопов Е.Ф. // - М.: Владос, 2001.  
3.     Концепции современного естествознания // Горелов А.А. // - М.: Центр, 1997.  
4. Николай Коперник // Сборник // - М.: Знание, 1973.  
5.   Белый Ю.А., Веселовский И.А. Николай Коперник (1473-1543) - М.: “Наука”,

6.    История философии в кратком изложении: пер. И. И. Богута, изд. Мысль, Москва 1991