Считая, что Земля — шар, греческий учёный Эратосфен (276–196 гг. до н. э.) определил длину её окружности и поперечника. Как он это сделал? Зная, что во всех точках на одном меридиане полдень наступает в одно и то же время, Эратосфен выбрал два города — Александрию, где он жил, и Сиену, расположенную приблизительно на одном меридиане с Александрией. В Сиене 22 июня, в день летнего солнцестояния, Солнце в полдень стоит прямо над головой — в зените. В Александрии же в это время оно отстоит от зенита на некоторый угол. С помощью изобретённого им прибора Эратосфен измерил этот угол. Он оказался равным 71⁄5 градуса, т. е. 1⁄50 доли окружности (в окружности 360 градусов). Таким образом, расстояние между Сиеной и Александрией составляло 1⁄50 часть всего земного меридиана. Зная расстояние между Сиеной и Александрией и умножив его на 50, Эрато-сфен вычислил длину всей окружности земного шара. Он получил результаты, очень близкие к истинным.
Однако наряду с этими правильными выводами широкое распространение в древней Греции получила неправильная геоцентрическая система мироздания (гео — по-гречески Земля). Земля считалась неподвижной и находящейся в центре мира. Вокруг неё по сферам, шарам или кругам обращаются с равномерной скоростью все небесные светила.
Греческие учёные считали «совершенным» всякое равномерное круговое движение. Так как всё небесное для них было «совершенно», то они и полагали, что небесные светила движутся равномерно по кругу. Однако наблюдения показывали, что Солнце и Луна движутся неравномерно, а планеты даже описывают сложные петли. Для объяснения сложных видимых путей небесных светил математик Евдокс Книдский (около 408–355 гг. до н. э.) считал, что Солнце прикреплено к равномерно вращающейся сфере. В свою очередь эта сфера скреплена со второй, вращающейся также равномерно, но с некоторой другой скоростью; вторая сфера связана с третьей. Солнце, по схеме Евдокса, совершало три равномерных круговых движения. Чтобы объяснить движения планет, Евдокс ввёл по 4 связанные друг с другом сферы, и т. д. Модель мира Евдокса содержала 26 сфер, не считая сферы «неподвижных» звёзд.
Развивая взгляды Евдокса, Аристотель учил, что Земля окружена рядом сфер, вставленных одна в другую. Чтобы добиться полного соответствия между моделью мира Евдокса и видимыми движениями светил, Аристотель увеличил количество сфер до 56. Неподвижные звёзды имели одну сферу, а Солнце, Луна и планеты — системы сфер. За сферой «неподвижных» звёзд Аристотель поместил «перврдвигатель», который якобы приводил в движение все сферы.
Сферы состояли, по мысли Аристотеля, из прозрачного твёрдого вещества.
Этот философ считал, что небесное вечно и совершенно, земное же тленно и несовершенно.
В дальнейшем геоцентрическая система Евдокса — Аристотеля совершенствовалась другими учёными древней Греции. Сферы были заменены кругами. Наиболее полно эта система была разработана астрономом Птоломеем, жившим во II веке н. э. Птоломей построил новые очень сложные схемы движения планет и составил таблицы, по которым можно было определить положение планет на небе для любого момента времени.
Геоцентрическая система мира была неправильной в самой своей основе, но она позволяла вычислять положения Солнца, Луны и планет, что было необходимо для мореплавания. Она не противоречила религиозным учениям. Поэтому в дальнейшем эта система получила не только широкое распространение во многих странах, но и нашла ревностного защитника — христианскую религию.
ЧТО ДУМАЛИ О НЕБЕ В ПЕРВЫЕ ВЕКА НАШЕЙ ЭРЫ
Христианская религия возникла в Европе в начале I века нашей эры. К этому времени рабовладельческая Римская империя, покорившая Грецию, Египет и многие другие страны, переживала глубокий упадок. Опустошения, вызванные беспрерывными войнами, обнищание трудовых масс, многочисленные восстания рабов, наконец, их незаинтересованность работать на эксплуататоров, привели хозяйство страны к потной разрухе.
Сельское хозяйство, ремёсла, торговля находились в глубоком упадке. Положение трудовых масс было крайне тяжёлым. Вот почему христианская религия, обещавшая приход освободителя народа от страданий и нужды, нашла широкое распространение среди угнетённых.
Эксплуататорские классы Римской империи, опасаясь объединения рабов, сначала повели борьбу с христианством. Однако очень скоро они объявили христианство господствующей религией. Ведь христианство призывало к терпению и покорности перед нуждой и страданиями, обещая радость и счастье лишь после смерти.
Служители христианской церкви повели жестокую борьбу с языческими религиями древнего мира. В этой борьбе уничтожались все достижения древнегреческой культуры и науки.
Христианские фанатики уничтожали храмы и статуи — замечательные произведения архитекторов и скульпторов древней Греции. Они сожгли часть знаменитой библиотеки в Александрии, где было собрано около миллиона рукописей древнегреческих учёных. Половина рукописей погибла в огне.
«После Христа мы не нуждаемся в науке», — проповедовали «отцы» христианской церкви. Земная жизнь человека, говорили они, это лишь переход к жизни загробной, к вечному блаженству для праведников и страшным мукам для грешников Земное существование должно быть посвящено посту и молитве.
Учение о строении мира перестало развиваться. Получили широкое признание вавилонские и египетские легенды о сотворении мира, которые вошли в «священную» книгу иудеев и христиан — библию.
Признавались лишь те сочинения, которые полностью соответствовали «священному» писанию. Таким лженаучным произведением была книга монаха Козьмы Индикоплевста «Христианская топография вселенной, основанная на свидетельствованиях священного писания, в коем не дозволяется христианам сомневаться». В этой книге, написанной в 535 году, говорилось: «Все светила созданы для того, чтобы управлять днями и ночами, месяцами и годами, а движутся они не вследствие движения неба, а под влиянием божественных сил и светоносца. Бог сотворил ангелов, дабы они ему служили: одним повелел двигать воздух, другим — Солнце, третьим — Луну, четвёртым— звёзды; некоторым повелел скоплять облака и производить дождь».
Вселенная, по описанию Козьмы Индикоплевста, представляет собой нечто вроде огромного продолговатого ящика: дно ящика — Земля, а крышка — небо. Неподвижное небо состоит из тверди, по нему ангелы двигают небесные светила — Солнце, Лупу и планеты. Выше неба расположено «царство небесное» — божье жилище. Небесные светила обращаются вокруг большой горы, то скрываясь за неё, то вновь появляясь.
Сочинение Козьмы Индикоплевста вполне соответствовало «священному» писанию. Оно защищало идею божественного происхождения мира. Поэтому «отцы» церкви пользовались этой книгой на протяжении ряда столетий для борьбы со взглядами, противоречащими религии.
Христианство, широко распространившееся в Европе, надолго затормозило развитие науки о строении и развитии вселенной, на многие века закрепило неверное, религиозное представление о мире.
АСТРОНОМИЯ У АРАБОВ И В СРЕДНЕЙ АЗИИ
В VII веке большую часть побережья Средиземного моря завоевали арабы, принесшие в покорённые области свою, магометанскую религию. В 691 году была захвачена Александрия. Вождь арабов Омар приказал сжечь все рукописи Александрийской библиотеки. При этом, по преданию, он воскликнул: «Если в этих книгах содержится то же, что написано в коране[1], то они излишни; если же они противоречат корану, то они вредны. Поэтому в обоих случаях их следует сжечь».
Многие народы, покорённые арабами, были носителями более высокой культуры, чем их завоеватели. Эта культура оказала влияние на арабов. Они сравнительно быстро начали усваивать достижения древней науки. Особенно сильно интересовали арабских учёных труды древнегреческих астрономов.
Далёкие военные походы, торговля, связанная с переходами через огромные пространства на суше и море, требовали умения хорошо ориентироваться по небесным светилам. Это в сильной степени содействовало развитию астрономии, которая стала у арабов одной из наиболее распространённых наук.
Столица арабов Багдад превратилась в центр научной деятельности. Здесь работали многие учёные из покорённых стран; свои сочинения им приходилось писать по-арабски.
В VIII–IX веках были переведены на арабский язык труды Архимеда, Аристотеля, Птоломея и других учёных древней Греции. В конце IX века был переведён большой труд Птоломея, состоящий из 13 томов, в котором излагались все важнейшие достижения древнегреческих астрономов. Это сочинение вошло в историю под арабским названием «Альмагест».
Во многих городах были построены астрономические обсерватории для наблюдения небесных светил. Арабские астрономы уточнили данные греческих учёных о движении Солнца, Луны и планет, более точно определили размеры земного шара и т. д.
Однако расцвет арабской науки продолжался недолго. В XI веке у арабов распространилось учение «суффизм», совершенно отрицавшее науку. Развитие астрономии приостановилось. Начались гонения против философов и учёных, научные книги сжигались. Это привело к тому, что арабская наука не получила в дальнейшем самостоятельного значения. Но через неё европейские народы сумели ознакомиться с достижениями древних учёных.
В X–XV веках астрономия получает широкое распространение в странах Средней Азии. Здесь протекала деятельность великих учёных таджикского и узбекского народов— Бируни Абу-Райхана (972—1048 гг.) и Улугбека (1394–1449 гг.). В Азербайджане работал учёный Насир-Эддин (1201–1274 гг.).
Бируни был одним из крупнейших учёных средневековья. Он занимался астрономией, математикой, географией, минералогией, историей, философией. Но любимой его наукой была астрономия. Разработанный Бируни метод определения размеров Земли, оригинальные методы определения географических долгот и широт явились крупным вкладом в развитие астрономии и географии средневекового Востока. Учёный высказал много интересных мыслей о движении Земли вокруг Солнца, об окраске земной тени, наблюдающейся при лунном затмении, о рассвете и сумерках и др.