Изобратетельство и великие астрономические открытия от Птол

Астрономические наблюдения с помощью армиллярной сферы. Миниатюра из турецкой рукописи XVI века.

Нельзя не упомянуть и одно мнимое открытие арабских ученых — трепидацию. Его автором является багдадский астроном и математик Сабит ибн Корра (836—901). Согласно теории трепидации, прецессия носит колебательный характер. Уже арабские астрономы более позднего времени показали, что Сабит ошибался: прецессия является монотонной. Тем не менее, они полагали, что скорость прецессии периодически изменяется, так что изменение долгот звезд можно разложить на две составляющие: равномерное увеличение (собственно прецессия), на которое наложено периодическое колебание (трепидация). Такой точки зрения придерживался, в том числе, Николай Коперник, и лишь Тихо Браге доказал полное отсутствие трепидации.

Важным направлением деятельности астрономов ислама было составление звёздных каталогов. Один из наиболее известных каталогов был включён в «Книгу созвездий неподвижных звёзд» Абд ар-Рахмана ас-Суфи. Кроме всего прочего, он содержал первое дошедшее до нас описание Туманности Андромеды. Составление каталога, включавшего в себя точные координаты 1018 звезд, было одним из важнейших результатов работы обсерватории Улугбека.

В некоторых случаях арабы проводили астрономические наблюдения, не имевшие аналогову греков. Так, выдающийся сирийский астроном Ибн аш-Шатир определял угловой радиус Солнца с помощью камеры-обскуры. При этом был сделан вывод, что эта величина изменяется в гораздо более широких пределах, чем должно быть по теории Птолемея. Ибн аш-Шатир построил собственную теорию движения Солнца, учитывающую это обстоятельство.

4. Таблицы движения солнца и планет

Альфонсовы таблицы или Альфонсинские таблицы —астрономические таблицы, созданные в Толедо под патронажем Альфонсо X между 1252 и 1270 годами, чтобы скорректировать неточности Толедских таблиц (англ. Toledan Tables). Основной вклад внесли еврейские астрономы Исаак Бен Сид и Иегуда бен Моисей Коэн. Изначально были написаны на испанском и переведены на латынь. Незадолго до 1321 года работа над совершенствованием этих таблиц продолжилась в Париже. Результат этот многовековой работы поколений астрономов разных стран и народов был напечатан в 1485 году как editio princeps (первое издание) Альфонсинских таблиц. Они были самыми популярными астрономическими таблицами в Европе до конца 16 века, когда на смену им пришли «Прусские таблицы»(англ. Prutenic Tables) Эразма Рейнгольда, основанные на трактате Николая Коперника «Об обращении небесных сфер». Георг Пурбах использовал Альфонсовы таблицы для своей астрономической работы «Новая теория планет». В Альфонсовых таблицах зафиксирована длина тропического года равная 365 дней, 5 часов, 49 минут, 16 секунд (~365.24255), которая была использована для григорианской реформы календаря.

В 1271 году в Персии были созданы астроном ат-Туси[3]  «Ильханские таблицы» («Зидж Ильхани»). В этом зидже содержались таблицы для вычисления положения Солнца и планет, звёздный каталог, а также первые шестизначные таблицы синусов и тангенсов с интервалом 1′. На основании наблюдений звёзд ат-Туси очень точно определил величину предварения равноденствий (51,4″).

Ат-Туси составил также изложение «Альмагеста» Клавдия Птолемея и ряд других астрономических трактатов: «Трактат Муинийа по астрономии», дополнение к нему, «Сливки познания астрономии небесных сфер», «Памятку по астрономии». В этом цикле трактатов ат-Туси строит свою схему кинематики небесных тел, отличную от птолемеевской. Её основой служит так называемая «пара Туси», преобразующая вращательное движение в поступательное. Если некоторый круг катится изнутри по окружности круга вдвое большего диаметра, то произвольная точка малого круга, перемещаясь от того положения, когда она была точкой касания, будет совершать прямолинейное движение вдоль одного из диаметров большого круга. Лемма ат-Туси впоследствии применялась такими астрономами, как аш-Ширази, Ибн аш-Шатиром и др., а затем и Коперником.

Ат-Туси принадлежат также «Трактат в двадцати главах о познании астролябии», «Трактат о синус-квадранте» и другие трактаты об астрономических инструментах.

В 1417, самаркандские астрономы под руководством и при непосредственном участии Улугбека составили "Новые Гурганские таблицы" — главный труд обсерватории, в котором содержатся координаты 1018 звезд, определенные впервые после Гиппарха и к тому же с невиданной ранее точностью. Это было последнее слово средневековой астрономии. В течение долгого времени каталог Улугбека считался лучшим в мире. Он был издан в 1665 в Оксфорде и не раз переиздавался с многочисленными комментариями. Большое значение в истории астрономии имели планетные таблицы и определение наклона эклиптики к экватору и годичной прецессии, выполненные самаркандскими астрономами.

5. Возрождение астрономии в Европе

Возрождение астрономии в Европе можно отметить работой  австрийского астронома и математика Георга Пурбаха (1423-1461 гг.) «Новая теория планет» (1472 г.).

Пурбах составил вспомогательные таблицы для составления астрономических ежегодников, написал учебник арифметики «Веселейший курс по алгоритму». Он составил также «Трактат о предложениях Птолемея о синусах и хордах», в котором тригонометрия хорд Птолемея сравнивалась с тригонометрией синусов. К трактату прилагались таблицы синусов с шагом в 10′ и с радиусом тригонометрического круга, равным 6000 единиц. Пурбах уделял большое внимание устройству солнечных часов и астрономических инструментов; результаты этих занятий он осветил в лекциях (1458) и в ряде рукописей.

В 1456 году Пурбах наблюдал большую комету, которая позднее была отождествлена скометой Галлея. В работе Пурбаха, посвящённой этим наблюдениям, сделана попытка определить размеры кометы и её удаление от Земли. В своих расчётах Пурбах исходил из того, что комету следует отнести к «подлунному миру». Он пришёл к выводу, что расстояние до кометы превышало 1000 миль, а длина — 80 миль, впрочем, эти оценки слишком грубы, потому что они меньше реальных размеров в десятки и сотни тысяч раз.

Пурбах занимался также астрономическими наблюдениями и изготовлением астрономических инструментов. В частности, он разработал инструменты для определения новолуний и полнолуний, инструмент для определения высоты и несколько видов солнечных часов, широко применявшихся до XVIII века. В 1451 году он сконструировал для собора Святого Стефана в Вене, которые и сейчас можно видеть на южном контрфорсе хоров.

В 1474 году выдающийся немецкий астроном и математик Региомонтан (1436-1476 гг.)  издал «Эфемериды» — таблицы координат звёзд, положений планет и обстоятельств соединений и затмений на каждый день с 1475 по 1506 годы. Таблицы, предвычислявшие положение небесных светил на то или иное время вперед, составлялись и раньше. Широкой известностью в течение нескольких веков пользовались, например, «альфонсинские» таблицы, составленные большой группой ученых к 1252 г. под руководством будущего короля Кастилии и Леона Альфонса X. Были и другие. В них обычно приводились сведения о расположении Солнца и Луны на каждый день, интервалы для положений планет составляли от 4 до 10 дней, причем сведения о каждой планете приводились на разных страницах, поэтому было весьма неудобно решать такую задачу, как взаимное расположение Луны и планет или планет между собой в тот или иной момент времени. Региомонтан, составлявший астрономические таблицы еще в студенческие годы, с самого начала приводил соответствующие сведения в одном месте, на одной странице. Этот порядок он сохранил и в своих «Эфемеридах» (в которых, кстати, титульный лист и название еще отсутствовали).

«Эфемериды» Региомонтана содержали сведения о положении не только Солнца и Луны, но и каждой из планет: Сатурна, Юпитера, Марса, Венеры и Меркурия на каждый из дней с 1475 по 1506 г. на одной и той же (левой) странице, на правой приводились сведения о времени наступления полно- или новолуния, далее положения Луны по отношению к другим планетам и планет между собой. На каждый месяц отводилось по две страницы. Сведения о примечательных астрономических явлениях года, в частности о солнечных и лунных затмениях, давались в начале раздела на соответствующий год. Указания к пользованию таблицами имеются в различных местах таблиц первого года, где между прочим отмечается, что положения планет приводятся на полдень соответствующей календарной даты. Региомонтан показывает также, как пересчитывать данные «Эфемерид» для различных пунктов на территории Европы, таблица положений которых приводится отдельно.

Интересен вопрос о количестве ошибок и опечаток в таблицах Региомонтана. Зачинатель издания научной литературы типографским способом, Региомонтан особо отмечал, что этот способ размножения книг позволит резко уменьшить количество ошибок, обычно допускавшихся при переписывании. Во многих сохранившихся экземплярах «Эфемерид» заметны одни и те же рукописные поправки положений Луны на отдельные даты 1475, 1479 и 1498 гг., а также положений Юпитера в январе и феврале 1491 г. Все это позволяет согласиться с выводом, что эти поправки сделаны еще в типографии и свидетельствуют о стремлении Региомонтана любой ценой свести к минимуму ошибки в изданных типографским способом книгах.

«Эфемериды» Региомонтана, первые астрономические таблицы, изданные типографским способом, быстро приобрели популярность. Многие записывали на широких полях таблиц данные о наблюдениях погоды, пытаясь уловить зависимость между расположением небесных светил и погодой. 

6. Гелиоцентрическая система мира Коперника.

              В 1543 г. польский астроном Николай Коперник опубликовал свое выдающееся в истории науки произведение «Об обращении небесных сфер», в котором математически была разработана гелиоцентрическая теория движения Земли и строения солнечной системы.

Основу гелиоцентрической системы мира Коперника составляли нижеследующие положения:

1. Все планеты обращаются по круговым орбитам вокруг Солнца.

2.    Земля как одна из планет обращается вокруг Солнца в плоскости эклиптики с периодом в один год.

3.    Земля вращается с периодом в одни сутки вокруг оси, наклоненной к плоскости эклиптики.

4.    Все планеты движутся вокруг Солнца непрерывно и в одну сторону, петлеобразные движения и остановки планет суть явления кажущиеся, обусловленные тем, что планеты наблюдаются с движущейся Земли.

Таким образом, согласно гипотезе Коперника, в центре Вселенной находится Солнце, вокруг которого движутся Меркурий. Венера, Земля, Марс, Юпитер и Сатурн, орбита которого замыкала тогда пределы солнечной системы. Мир, простирающийся за границами солнечной системы, ограничен поверхностью сферы неподвижных звезд, в сравнении с расстоянием до которой радиус земной орбиты ничтожно мал.

Считая, что периоды обращения планет возрастают по мере их удаления от Солнца, Коперник объяснил видимые движения планет с помощью схем.

Общая закономерность видимого движения планет такова, что, когда Земля и планета находятся по разные стороны от Солнца, планета перемещается прямым движением; когда же Земля и планета располагаются по одну сторону от Солнца, планета перемещается попятным движением. В момент перемены направления видимого движения планета как бы останавливается и прекращает видимое движение относительно звезд.

Истинность гелиоцентрической системы мира Коперник обосновал наличием тесной связи между видимыми движениями планет и годичным движением Солнца по эклиптике. Однако он не мог дать тех доказательств существования вращательного и орбитального движений Земли, которые были получены только в XVIII и XIX столетиях.

Книга Коперника «Об обращении небесных сфер» была доступна для понимания лишь специалистам, его система мира рассматривалась как гипотеза, и поэтому она вначале не привлекала внимания католической церкви. Но в скором времени последователи Коперника сделали далеко идущие выводы из его учения, привели много свидетельств в пользу его достоверности, и тогда церковь решительно выступила против него.

Заключение

II- XVI века были значимым периодом в развитии астрономии. В это время:

      были разработаны теория эпициклического движения планет, планетные таблицы, каталог блеска и положений 1025 звезд;

      произведено измерение длины дуги мередиана;

      составлены таблицы движения планет;

была обоснована гелиоцентрическая теория.

Утверждение гелиоцентрической системы мира представляет собой наглядную иллюстрацию к той бескомпромисной борьбе, которую на протяжении тысячелетий вели прогрессивные, передовые мыслители, стремящиеся познать объективную истину и законы развития мира, с представителями реакционных взглядов, сторонниками церковных догматов. 

Список литературы

1.Еремеева А.И. Астрономическая картина мира и ее творцы. -М., 2007.

2. Зигель Ф.Ю. Астрономия в её развитии. – М. , 2006.

3. Концепция современного естествознания / Под ред. В.Н. Лавриненко. - М., 2009.

2

[1] Кла́вдий Птолеме́й (Κλαύδιος Πτολεμαῖος, лат. Ptolemaeus), реже Птоломе́й(Πτολομαῖος, Ptolomaeus) (ок. 87—165) — древнегреческий астроном, астролог,математик, оптик, теоретик музыки и географ.

[2] И Син  (683—727), китайский астроном, математик, инженер и буддийский монах времён династии Тан.

[3] Абу Джафар Мухаммад ибн Мухаммад Насир ад-Дин ат-Туси (февраль 1201 — Марага, 26 июня 1274) — персидский математик и астроном XIII века Тюрко-монгольской империи Хулагу, ученик Камал ад-Дина ибн Юниса, чрезвычайно разносторонний учёный, автор сочинений по философии,географии, музыке, оптике, медицине, минералогии.