Астрономия - наука о небесных объектах и Вселенной, она изучает их состав, развитие, прошлое, настоящее и будущее.
Математика – наука о разнообразных структурах их порядке и соотношениях, которые сложились на основе подсчёта операций, измерения и описания форм объекта.
Астрономия, как и математика, начала своё развитие в глубокой древности. Знания математических и астрономических основ было крайне важно для Древнего Египта, цивилизаций Ближнего Востока, таких как Шумер и Вавилонское царство, а также для Древней Индии и Китая.
Астрономия и математика оказались связанными между собой, поскольку математика позволяла вычислить и рассчитать необходимые координаты географического или астрономического объекта.
Рассмотрим, как развивалась взаимосвязь астрономических и математических знаний в античной Греции. Выбор ее в качестве объекта анализа обусловлен тем, что в Греции наиболее ярко проявилось развитие математики и астрономии - об этом мы можем судить поскольку до нас дошли соответствующие источники, документы того времени или о том времени.
Предпосылки теоретизации астрономии
Особенностями развития древнегреческой астрономии были следующие моменты.
древнегреческая астрономия копила практические данные исходя из проведённых наблюдений за небесными объектами. ею разрабатывались теоретические модели структуры и организации Космоса.
Отметим, что в понятие «космос» греки вкладывали несколько иной смысл, чем мы. Согласно древнегреческой античной традиции под «космосом» понимался природный мир как некое упорядоченное гармоническое целое. Космос был противопоставлен хаосу, при этом само понятие «космос» так и переводится – порядок.
Известно, что одними из первых это понятие употребили древнегреческие философы Анаксимен и Анаксимандр , жившие в VI и VII веке соответственно.
Первые представления греческих философов о Космосе вследствие недостаточности знаний и особенностей их мировоззрения носили в основном лишь умозрительный характер.
Лишь в V в. до н.э. рядом греческих философов из числа пифагорейцев было понятно различие между планетами и звёздами.
Филофай является одним из первых и известных авторов древности, составившим модель Вселенной. Согласно его представлениям, центром Вселенной является Гестия – огонь. Вокруг него вращается Земля, имеющая форму сферы. При это центральный огонь для нас невидим, поскольку между Землёю и Гестией лежит Антиземля или Ахтихтон, по-гречески.
Антиземля представляет из себя темное подобие нашей планеты. Солнце в свою очередь представляет из себя прозрачный шар, который получает свет и тепло от Гестии. При этом все планеты вращаются вокруг Гестии.
С V века до нашей эры в античной Греции начинается активное развитие наблюдательной астрономии. Результатом этого было обнаружение неравенства существующих четырех времен года, был измерен наклон эклиптики к небесному экватору.
Эклиптикой является окружность, вдоль которой происходит движение Солнца, Луны и планет.
Также был создан лунно-солнечный календарь. С помощью наблюдений было установлено, что видимые планеты осуществляют движение по сложным орбитам.
В тоже время создавались предпосылки для создания моделей Вселенной на основе математических знаний.
Древнегреческий знаменитый философ Платон, благодаря которому мы узнали об Атлантиде, поставил задачу математизации астрономии и создания математической теории, касающейся движения небесных тел. Также в созданной им Академии были оформлены философские основания математизации философии.
Платоновская академия - религиозный и философский кружок, который создал Платон около 420 года до нашей эры. В нём разрабатывались как философские, так и научные взгляды. Название получил в честь древнего мифического героя Академа.
Требование «спасения явлений»
Философские основания математизации астрономии наиболее ярко проявились в так называемом требовании о «спасении явлений».
Суть его вкратце заключалась в следующем: поскольку наблюдения показывали, что видимые небесные объекты (а именно планеты) двигаются по сложным, необъяснимым для наблюдателя траекториям, для объяснения этого явления были выдвинуты следующие положения:
- Было признано различие между тем, что видит человек, и тем, что происходит на самом деле в Космосе.
- Наблюдаемое движение должно быть объяснено как явление истинного движения.
- Истинное же движение носит упорядоченный идеальный с точки зрения геометрии характер.
В дальнейшем математическая астрономия развивалась в период античности в соответствии с установкой о «спасении явлений». То есть античные астрономы и философы искали такие математические уловки, которые бы устранили противоречие между тем, что они наблюдают, и своими представлениями о том, как это должно быть в некоем идеальном пространстве, где происходит такое же идеально выверенное движение небесных тел.
Метод гомоцентрических сфер
Отметим, что в древнегреческой астрономии было найдено два основных математических подхода для решения проблемы «спасения явлений».
Первый подход, сложившийся в более раннее время, был связан с идеей представить движения планет, как вращающиеся гомоцентрические сферы.
Такой подход был сформулирован математиком Евдоксом Канадским в IV веке до нашей эры. Завершение эта идея получила в трудах другого древнегреческого философа - Аристотеля. Согласно их идеям Космос состоит из определённого числа сфер, которые имеют общий центр, совпадающий с центром планеты Земля. При этом самая дальняя сфера представляет собою сферу неподвижных звёзд, которые совершают оборот вокруг мировой оси в течение суток. Солнцу, Луне и остальным планетам древние философы предоставили по отдельной сфере.
Однако, такая концепция не стала развиваться в дальнейшем поскольку полученные в результате наблюдений свидетельства об изменении планетами расстояния до Земли противоречили методу гомоцентрических сфер.
Античный гелиоцентризм, который проповедовали Аристарх Самосский и Гераклит Понтийский, не получил распространение, поскольку идея о том, что Земля вращается вокруг Солнца противоречила как мировоззрению того времени, так и принципам античной механики. В частности, античным авторам не был известен закон инерции. А человек им представлялся мерою всего, а никоим образом не затерянной в клубинах Космоса песчинкой.
Эпициклы и деференты
Эпициклы – равномерное движение по круговой орбите
Деферент – круговая орбита Земли, по которой совершает равномерное движение центр эпицикла.
Гиппарх, древнегреческий ученый, для описания движения Солнца и Луны использовал теорию эксцентриков. Согласно этой теории, наблюдаемые небесные объекты двигаются равномерно по окружности, при этом центр окружности не совпадает с центром Земли.
Выражение геоцентрическая система мира нашла в трудах Клавдия Птолемея уже во втором веке нашей эры.
Таким образом, древнегреческая математика и астрономия развились из философских умозрительных представлений о мире.
Благодаря накоплению данных, полученных при наблюдении небесных тел, древнегреческие математики и астрономы стали лучше разбираться в мироустройстве. Но недостаток знаний, технологий и особенности мировоззрения приводил их к утверждению геоцентрической модели мира, где центром была Земля, и все расчеты делались исходя из этого ошибочного предположения.
