Г. Гурев - Системы мира (от древних до Ньютона)

Как мы уже знаем, «небесную гармонию» нарушают планеты, которые блуждают по небу, то продвигаясь вперед, то пятясь назад. Это обстоятельство ставило втупик древних мыслителей, полагавших, что божественным небесным телам «не приличествует» совершать неправильные, несовершенные движения. Поэтому они прибегали к различным головоломным ухищрениям для объяснения двоякого рода особенностей, т. е. неравенств или неправильностей, которые древние наблюдатели открыли в движении планет.

Первый ряд этих особенностей заключается в том, что движение планет по их путям происходит неравномерно, не с одной и той же скоростью. Эта скорость заметно изменяется, и такое явление древние астрономы назвали первым неравенством в движении планет.

Но особенно бросаются в глаза те особенности в движении планет, которые древние астрономы назвали вторым неравенством в движении планет. Эти неправильности состоят в том, что планеты совершают также обратные движения и «завязывают» узлы или петли в то время, когда прямое движение планеты меняется на обратное, или обратное на прямое. Происходит это каждый раз в различных частях небосвода, и в результате движение планет кажется нам очень сложным, — оно напоминает круг с целым рядом завитушек.

Первое неравенство (как это доказал Кеплер) происходит от того, что планеты движутся около Солнца не по круговым, а по эллиптическим линиям, и вследствие этого планеты в различных точках своего пути в действительности имеют различные скорости. Причина же второго неравенства заключается в том, что (как это показал Коперник) мы наблюдаем планеты с Земли, которая не находится в покое, а вместе с планетами движется около Солнца. Но древние астрономы считали Землю важнейшим телом вселенной, ради которого созданы все остальные тела. К тому же они верили, что бог должен был устроить вселенную так, чтобы все тела двигались по самым «совершенным» кривым — по окружностям кругов. Поэтому задача древних астрономов состояла в том, чтобы геометрически представить наблюдаемые движения Солнца, Луны и планет, исходя из допущения, что движения эти происходят вокруг неподвижной Земли и совершаются по кругам с неизменной скоростью.

Ничто так не вредило успехам астрономии, ничто так не запутывало древнее учение о движении небесных тел, как представление о равномерно — круговом движении. Когда становилось ясно, что это представление противоречит наблюдаемым явлениям, пытались придумывать новые движения, более сложные, но все‑таки составленные из ряда круговых и равномерных движений. Для разрешения этой задачи древними астрономами предложены были три теории: представление о концентрических сферах, представление об эксцентрических кругах и, наконец, представление об эпициклах. Древнейшей из этих теорий является «система сфер», изобретенная учеником Платона, астрономом Евдоксом (408–355 — до хр. эры), и усвоенная Аристотелем в его геоцентрическом учении о мире.

Так как обычный опыт свидетельствует о том, что все тела падают, то древние не могли себе представить, чтобы небесные тела «висели» в пространстве без всякой опоры; мысль о том, что эти тела свободно движутся в небесном пространстве, казалась им нелепой. Еще Анаксимену (около 550 г. до хр. эры) приписывается мнение о том, что «наружное небо — твердое, хрусталевидное, а звезды вбиты в его сферическую поверхность, как гвозди». Теория Евдокса связана с этим представлением о вещественном и твердом небесном своде, так как она говорит о гомоцентрических сферах, т. е. о концентрических прозрачных шарообразных чашах, охватывающих расположенную в центре Землю и вращающихся с постоянной скоростью Евдокс утверждал, что неподвижные звезды имеют свою общую вращающуюся сферу и в пределах этой сферы не меняют своего взаимного положения, а Луна, Солнце и пять планет имеют свои собственные сферы, в которых они и движутся.

Для объяснения неравномерностей в движениях Луны, Солнца и планет Евдокс наделил каждое из этих светил не одним, а целым рядом равномерно вращающихся со всевозможными скоростями сфер, оси которых наклонены друг к другу под различными углами. К оси первой наружной вращающейся сферы под некоторым углом укреплена ось другой сферы, концы которой опираются на поверхность первой сферы; третья ось (третьей сферы) имеет точки опоры на второй сфере и т. д. Каждая из сфер вращается равномерно в свойственном ей направлении, причем чем неправильнее видимое движение небесного тела, тем больше сфер имеет это тело. Из совокупности вращательных движений всех шаровых оболочек в раз личных направлениях и слагается, по этой теории, сложное видимое движение столь причудливо укрепленного небесного светила., Вообразим две такие сферы и допустим, что внутренняя сфера связана с небесным светилом и что она движется в направлении противоположном внешней. В таком случае светило будет казаться нам движущимся пр кривой линии, похожей на восьмерку. Если добавить третью сферу, охватывающую эти две сферы и вращающуюся в направлении первой из них, то светило будет казаться движущимся по восьмерке, переносящейся к востоку, т. е. приблизительно в том виде, в каком происходит движение планет. Словом, в результате сочетания вращательных движений многих сфер можно, по Евдоксу, получить прямые и обратные <��движения планет, т. е. разложить их видимые сложные движения на комбинацию простых вращений сфер.