Что заставило Коперника сомневаться в геоцентризме? Научные аргументы и философские принципы

Пост опубликован в блогах iXBT.com, его автор не имеет отношения к редакции iXBT.com
| Рассуждения | Наука и космос

Имя Николая Коперника навеки вписано в историю науки как имя человека, перевернувшего представление о мироздании, сместившего Землю с пьедестала центра Вселенной и поместившего на ее место Солнце. Гелиоцентрическая система, предложенная Коперником в его фундаментальном труде «О вращениях небесных сфер», стала настоящей революцией, изменившей не только астрономию, но и всю физическую картину мира. Однако, мотивы, побудившие Коперника бросить вызов тысячелетней геоцентрической традиции, заложены гораздо глубже, чем простое стремление к более простой и элегантной модели космоса.

Популярные изложения истории астрономии часто упрощают ситуацию, представляя коперниканскую революцию как торжество простоты и гармонии над сложностью и громоздкостью геоцентрической системы Птолемея, перегруженной эпициклами и эквантами — вспомогательными геометрическими построениями, призванными увязать теорию с наблюдениями. Однако, при более внимательном рассмотрении, оказывается, что и сама модель Коперника не была свободна от эпициклов. Это объясняется тем, что Коперник, как и его предшественники, оставался в плену идеи равномерного кругового движения небесных тел, которая считалась единственно возможной с точки зрения античной и средневековой философии.

Истинный смысл и глубина коперниканской революции раскрываются не столько в геометрических особенностях предложенной им системы мира, сколько в тех физических принципах, которые он положил в ее основу. Именно физика небесных сфер, а не просто их пространственное расположение, стала главным предметом спора между Коперником и птолемеевской традицией. Коперник не просто «переставил» Землю и Солнце местами, он предложил принципиально новое понимание природы движения и сил, действующих во Вселенной.

Наблюдение за звездами, иллюстрация
Автор: ИИ Copilot Designer//DALL·E 3 Источник: www.bing.com
Критика физических основ геоцентризма

Одним из центральных пунктов критики Коперника стали физические основания геоцентрической модели. В его эпоху, задолго до появления ньютоновской механики и закона инерции, господствовало аристотелевское представление о том, что для поддержания движения тела необходимо постоянное приложение силы. В рамках этого представления, геоцентрическая система Птолемея, в которой неподвижная Земля находится в центре, а вокруг нее вращается сфера неподвижных звезд с огромной скоростью, представляла собой серьезную физическую проблему. Чтобы поддерживать такое движение, требовались невероятно большие силы, источник которых оставался непонятным.

Иллюстрация геоцентрической системы мира из атласа Андрея ЦелларияHarmonia Macrocosmica (1708)
Автор: Андреас Целлариус. http://www.phys.uu.nl/~vgent/cellarius/cellarius_plates.htm, Общественное достояние

Коперник настаивал на том, что такая картина мира физически несостоятельна. Он аргументировал это тем, что силы, необходимые для вращения гигантской звездной сферы с такой скоростью, неизбежно привели бы к ее разрушению. В гелиоцентрической же системе, где Земля сама вращается вокруг своей оси, суточное движение небесной сферы становится лишь кажущимся, обусловленным вращением наблюдателя вместе с Землей. В этом случае, скорость движения звездной сферы значительно снижается, а значит, и силы, необходимые для поддержания этого движения, становятся на порядки меньше.

Таким образом, переход к гелиоцентризму позволил Копернику избежать фундаментальных физических противоречий, присущих геоцентрической модели, и предложить более устойчивую и гармоничную картину мироздания.

Объяснение попятных движений планет с помощью эпицикла
Автор: Михайленко Константин aka Const. gnuplot + TheGIMP, CC BY-SA 3.0 Источник: ru.wikipedia.org
Новое понимание природы гравитации

Еще одним важным аспектом коперниканской революции стало переосмысление природы гравитации. Птолемей, следуя аристотелевской традиции, связывал гравитацию с природным стремлением всех тел к некоторому единому центру тяжести Вселенной. Земля, по его мнению, естественным образом занимала это центральное положение, поскольку не была поддержана никакой небесной сферой и поэтому «падала» к центру мира.

Коперник же предлагает совершенно иную интерпретацию природы гравитации. Он отказывается от идеи единого центра тяжести и полагает, что гравитация — это врожденное свойство всех материальных тел, проявляющееся в их стремлении к сферической форме. Согласно Копернику, гравитация действует не только на Земле, но и на Солнце, Луне и планетах, что лишает Землю ее особого статуса «центра тяготения» Вселенной.

Первое печатное изображение Солнечной системы (страница из книги Коперника)
Автор: Николай Коперник. Image from http://sp2.dobremiasto.net/patron.html (image is not eligible for copyright), with small alterations by User:Omegatron, Общественное достояние Источник: commons.wikimedia.org

Это новое понимание гравитации имело важные последствия для всей физической картины мира. Оно открывало путь к идее о том, что все небесные тела подчиняются единым физическим законам, и что Земля не является в этом смысле никаким исключением.

Аномалии в движении планет как аргумент в пользу гелиоцентризма

Помимо критики физических основ геоцентризма, Коперник также обращает внимание на ряд аномалий в движении планет, которые сложно было объяснить в рамках геоцентрической модели. Одним из таких аргументов было наблюдение, что апогей и перигей планет — точки их орбиты, наиболее удаленные и близкие к Земле, — всегда располагаются вблизи Солнца. Это явление естественным образом вытекает из гелиоцентрической модели, где планеты вращаются вокруг Солнца, и их расстояние от Земли зависит от их положения относительно Солнца. Однако, в геоцентрической системе такое совпадение не находит логичного объяснения и выглядит как случайность.

1-Земля; 2-орбита спутника; 3-спутник Земли; 4-линия земного экватора; 5-ось вращения Земли; 6-перигей; 7-апогей; 8-линия апсид
Автор: Сведения об авторе отсутствуют или не читаются программно. Предположительно GifTagger (основываясь на заявлении об авторском праве). Не предоставлен машиночитаемый источник. Предположительно собственная работа (на основании заявления об авторских правах), Общественное достояние Источник: commons.wikimedia.org

Другим важным аргументом Коперника были размеры эпициклов, необходимых для объяснения наблюдаемого движения планет в геоцентрической модели. В частности, для объяснения движения Венеры требовался эпицикл настолько большого размера, что он пересекал бы сферы Меркурия и Луны. Это противоречило устоявшимся представлениям о «нетленности» небесной материи, которая, по мнению древних астрономов, начиналась с лунной сферы. Гелиоцентрическая же модель позволяла избежать этой проблемы, поскольку в ней Венера вращается вокруг Солнца внутри орбиты Земли, и ее движение не требует таких больших эпициклов.

Николай Коперник перед астрономами мира. Гравюра Яна Стифи (1839—1921). Изображены Гиппарх, Птолемей, Галилей, Браге, Кеплер, Ньютон, Лаплас
Автор: https://wellcomeimages.org/indexplus/obf_images/c8/5f/0c1868fe4716b87ab7e18099cb9f.jpgGallery: https://wellcomeimages.org/indexplus/image/V0006864.htmlWellcome Collection gallery (2018-03-31): https://wellcomecollection.org/works/gz9rqcqh CC-BY-4.0, CC BY 4.0 Источник: commons.wikimedia.org
Революция, а не просто реформа

Таким образом, коперниканский переворот был не просто «реформой» астрономии, а истинной революцией, которая затронула самые фундаментальные представления о мироздании. Коперник не только изменил пространственное расположение небесных тел, но и предложил новые физические принципы, которые позволили по-новому взглянуть на природу космоса и место человека в нем. Его идеи не были сразу приняты научным сообществом, и путь от геоцентризма к гелиоцентризму был долгим и тернистым. Однако, именно Коперник сделал первый, решительный шаг в этом направлении, открыв новую эпоху в истории науки и заложив фундамент для дальнейших открытий Кеплера, Галилея и Ньютона.

1 комментарий

A
Главной проблемой модели Птолемея было различие движения внутренних и внешних планет и непонятное нечто в виде небесной сферы со звездами. Для них всех были принципиально разные описания движения. Модель Коперника сделала ненужным такое деление. Как всегда есть одно «но». Модель Птолемея была точнее модели Коперника в плане соответствия наблюдениям. Поэтому сопротивление Копернику было не только со стороны церкви, но и со стороны других астрономов. Понадобились точные наблюдения Тихо Браге и выводы из них Кеплера (70 лет после Коперника), чтобы привести модель Коперника в соответствие с наблюдениями.
Смешно, но католическая церковь продолжала воевать с гелиоцентрической моделью очень долго, запрещая печатать даже работы Ньютона. Впрочем, католическся церковь еще в XIX веке десятилетия не давала похоронить скрипача Паганини, считая его связанным с дьяволом.
P.S. Экванты Птолемея очень похожи на второй фокус эллипса )))

Добавить комментарий

Сейчас на главной

Новости

Публикации

Чем российское молоко отличается от произведённого в США?

Молоко — один из главных и наиболее востребованных продуктов человечества. Благодаря высокому содержанию белка, кальция и других питательных элементов оно способствует поддержанию...

Обзор смарт-часов Black Shark GS3 со спортивным уклоном. GPS, фонарик, влагозащита и отсутствие измерения давления

Часы стали неотъемлемой частью для каждодневного использования. И если раньше они выполняли классические функции часов, то теперь в них появляется все больше различных функций для мониторинга...

Как начиналась история советских вертолётов и почему Як-24 стал важной вехой в авиации?

Сегодня вертолеты стали частью обыденной жизни, и их присутствие в небе никого не удивляет. Однако если взглянуть назад, легко понять, что еще несколько десятилетий назад такие машины...

ЯАЗ-200: как американские технологии помогли создать советский грузовик-легенду?

Грузовик ЯАЗ-200, впервые выпущенный в 1947 году, стал знаковым явлением для советского автопрома. Это был не просто автомобиль, а символ индустриального подъёма страны после войны. В его...

Павлиноглазка атлас – крупнейшая бабочка мира: фото, факты и особенности вида

В мире бабочек есть свои гиганты, и павлиноглазка атлас (Attacus atlas) — яркий представитель этой удивительной группы. Эта ночная бабочка из семейства павлиноглазок поражает своими...