Слайд 1Национальный исследовательский университет
МИЭТ
Модуль 2 «История науки и
историко-научные исследования»
Семинар 11 Обоснование роли гелиоцентризма в изменении картины мира.
Слайд 2Гелиоцентрическая система мира
— Представление о том, что Солнце является центральным
небесным телом, вокруг которого обращается Земля и другие планеты. Противоположность
геоцентрической системе мира. Возникло в античности, но получило широкое распространение с конца эпохи Возрождения.
Слайд 3Часто даже профессиональные астрономы путают два понятия: гелиоцентрическая система мира
и гелиоцентрическая система отсчета.
Слайд 4Гелиоцентрическая система отсчета
— это просто система отсчета, где начало
координат размещено в Солнце. Гелиоцентрическая система мира — это представление
об устройстве мироздания.
Слайд 5Термин «гелиоцентрическая система мира» часто используется в более широком смысле
слова, когда Вселенная считается неограниченной и не имеющей центра. Тогда
смысл этого термина заключается в том, что звезды в среднем неподвижны относительно Солнца, т.е.
Слайд 6В Средние века гелиоцентрическая система мира была практически забыта. Некоторую
известность получило представление, что Меркурий и Венера обращаются вокруг Солнца,
которое, в свою очередь, вращается вокруг Земли. Вероятно, средневековые авторы узнали об этой теории из сочинения латинского автора первой половины V века Марциана Капеллы «Брак Меркурия и Филологии», пользовавшегося большой популярностью в раннем средневековье.
Слайд 7В числе параметров своих планетных теорий Ариабхата приводит гелиоцентрические периоды
движения планет, включая Меркурий и Венеру.
Слайд 8Впоследствии, по мнению ван дер Вардена, эта теория перешла к
мусульманским астрономам, составившим «Таблицы Шаха» — эфемериды планет, использовавшиеся для
астрологических предсказаний.
Слайд 9Исключением являются астрономы Самаркандской школы, основанной Улугбеком в первой половине
XV века. Так, ал-Кушчи отвергал философию Аристотеля как физический фундамент
астрономии и считал вращение Земли вокруг оси физически возможным. Есть указания, что некоторые из самаркандских астрономов рассматривали возможность не просто осевого вращения Земли, но движения её центра, а также разработывали теорию, в которой Солнце считается вращающимся вокруг Земли, но все планеты вращаются вокруг Солнца (гео-гелиоцентрическая система мира).
Слайд 10В Европе возможность вращения Земли вокруг оси обсуждалась начиная с
XII века. Во второй половине XIII века эта гипотеза была
упомянута Фомой Аквинским, наряду с представлением о поступательном движении Земли (без конкретизации центра движения).
Слайд 11В начале Эпохи Возрождения подвижность Земли утверждал Николай Кузанский, но
его обсуждение было сугубо философским, не связанным с объяснением конкретных
астрономических явлений: скорее всего, он имел в виду поступательное движение вокруг плохо определённого и постоянно перемещающегося центра.
Слайд 12Коперник
Окончательно гелиоцентризм возродился только в XVI веке, когда польский астроном
Николай Коперник разработал теорию движения планет вокруг Солнца на основании
пифагорейского принципа равномерных круговых движений. Результаты своих трудов он обнародовал в книге «О вращениях небесных сфер», изданной в 1543 году.
Слайд 13Коперник полагал, что Земля совершает троякое движение:
Вращение вокруг оси с
периодом в одни сутки, следствием чего является суточное вращение небесной
сферы;
Движение вокруг Солнца с периодом в год, приводящее к попятным движениям планет;
Слайд 14Так называемое деклинационное движение с периодом также примерно в один
год, приводящее к тому, что ось Земли перемещается приближенно параллельно
самой себе (небольшое неравенство периодов второго и третьего движений проявляется в предварении равноденствий).
Слайд 15Теория движения внешних планет у Коперника. S — Солнце, P
— планета, U — центр орбиты планеты. Четырёхугольник UEDP оставался
равнобедренной трапецией. Движение планеты из точки E экванта выглядит равномерным (угол между отрезком EP и линией апсид SО изменяется равномерно). Таким образом, эта точка играет примерно такую же роль в системе Коперника, как точка экванта в системе Птолемея
Слайд 16Отсутствие годичных параллаксов звёзд
Отсутствие годичных параллаксов звёзд.
Для опровержения
второго довода гелиоцентристам приходилось предполагать огромную удалённость звёзд. Тихо Браге
на это возражал, что в таком случае звёзды оказываются необычайно большими, по размерам больше орбиты Сатурна.
Слайд 17 Кеплер
Выдающийся вклад в развитие гелиоцентрических представлений внёс немецкий астроном
Иоганн Кеплер. Ещё со студенческих лет (пришедшихся на конец XVI
века) он был убеждён в справедливости гелиоцентризма ввиду способности этого учения дать естественное объяснение попятных движений планет и возможности вычислять на её основе масштабы планетной системы.
Слайд 18Галилей
Одновременно с Кеплером на другом конце Европы, в Италии, трудился
Галилео Галилей, оказавший двоякую поддержку гелиоцентрической теории. Во-первых, с помощью
изобретённого им телескопа Галилей сделал ряд открытий, либо косвенно подтверждавших теорию Коперника, либо выбивавших почву из-под ног его противников — сторонников Аристотеля:
Слайд 19 После Кеплера и Галилея
Оказавшись в том же лагере коперниканцев,
что и Кеплер, Галилей так и не принял его законов
движения планет. Это относится и к другим гелиоцентристам первой трети XVII в., например, голландскому астроному Филипу ван Лансбергу.
Слайд 20Гелиоцентризм и религия
Движение Земли в свете Священного Писания
Практически сразу после
выдвижения гелиоцентрической системы было отмечено, что она противоречит некоторым местам
из Священного Писания.
Слайд 21Гелиоцентризм и космология
Одним из возражений против гелиоцентризма в XVI—XVII вв. считалось
отсутствие годичных параллаксов звёзд. Для объяснения этого противоречия Коперник (как
ранее Аристарх) предполагал, что орбита Земли является точкой по сравнению с расстояниями до звёзд.
Слайд 22В конце XVI века бесконечность Вселенной отстаивал и Уильям Гильберт
С
этими взглядами не соглашался Кеплер. Вселенную он представлял в виде
шара конечного радиуса с полостью посередине, где располагалась Солнечная система. Шаровой слой за пределами этой полости Кеплер считал заполненным звёздами — самосветящимися объектами, но имеющими принципиально другую природу, чем Солнце.
Слайд 23Классическая механика и утверждение гелиоцентризма
Выдвижение гелиоцентрической системы значительно стимулировало развитие
физики. Прежде всего, нужно было ответить на вопрос, почему движение
Земли не ощущается людьми и не проявляется в земных экспериментах.
Слайд 24 Значение гелиоцентризма в истории науки
Гелиоцентрическая система мира, выдвинутая в
III веке до н. э. Аристархом и возрождённая в XVI веке Коперником,
позволила установить параметры планетной системы и открыть законы планетных движений. Обоснование гелиоцентризма потребовало создания классической механики и привело к открытию закона всемирного тяготения.
Слайд 25Гелиоцентризм открыл дорогу звёздной астрономии (звёзды — далёкие солнца) и космологии
бесконечной Вселенной. Основное содержание научной революции XVII века состояло в
утверждении гелиоцентризма.