Сто великих покорителей космоса

Автор геоцентрической системы мира Клавдий Птолемей (около 100 – около 165)

Прежде чем говорить о покорителях космоса, надо определиться с понятием «космос». Не в философском и астрономическом смысле, а в инженерно-прикладном. Для того чтобы покорять, надо знать, что покорять. Чтобы попасть в определенную точку космического пространства, надо знать устройство этого пространства, карту (глобус) «местности». Таких карт в истории астрономии было несколько. Остановимся на двух главных.

Первая – геоцентрическая[2] – система мира появилась около 150 г. Модель построил Клавдий Птолемей. В 1543 г. ей на смену пришла гелиоцентрическая система, предложенная Николаем Коперником (1473–1543). Создав эти две модели Солнечной системы, принятые человечеством, Птолемей и Коперник открыли список великих покорителей космоса.

В 1920-х гг. труды Эдвина Хаббла и других астрономов привели к созданию теории расширяющейся Вселенной. В этой модели огромная Солнечная система превратилась в исчезающе малую величину. Родилась иллюзия, что она стала гораздо доступнее.

Клавдий Птолемей. Гравюра XVI в.

Итак, первая модель мира – геоцентрическая, или Птолемеева.

Древние философы много рассуждали о космосе. При этом они оставались на Земле, считая ее центром мироздания. Опорой Земли одни называли Мировой океан или сжатый воздух, другие – гигантскую черепаху или слонов и пр. Анаксимандр Милетский полагал, что космос симметрично сферичен и Земле не нужна опора, поскольку она – центр, ось Вселенной. Это была заманчивая идея, которую потом многие философы и политики сделали основой не только своих воззрений, но и архитектоники научных школ и государств. Естественно, в модель мироустройства мудрецы включали всё, что видели невооруженным глазом, – Солнце, Луну, звёзды, созвездия, планеты. Точку зрения Анаксимандра разделил и Клавдий Птолемей.

Землю древние философы представляли разной формы – от плоской (Анаксимен) до шарообразной (Пифагор). Тот же Анаксимандр считал ее цилиндром. (Как ни странно, сегодня есть попытки экспериментально доказать, что Земля – плоская.)

Платон, Аристотель и др. дали миру каноническую форму сферической геоцентрической системы, в центре которой находится шарообразная неподвижная Земля, вокруг которой (на ее оси) вращается космос, что хорошо видно по небесным светилам. Астрономы выстроили видимые объекты в определенном порядке, отдавая предпочтение тем или иным, располагая их ближе или дальше от нашей планеты.

В пользу геоцентрической схемы мира ученые приводили самые разные доказательства. Плиний Старший, например, обосновывал центральное положение Земли «равенством дня и ночи во время равноденствий и тем, что во время равноденствия восход и заход наблюдается на одной и той же линии, а восход солнца в день летнего солнцестояния находится на той же линии, что и заход в день зимнего солнцестояния. С астрономической точки зрения, все эти доводы, конечно, являются недоразумением».

Клавдий Птолемей четверть века вёл собственные наблюдения звёзд с помощью изобретённых им инструментов – астролябона (астролябия), трикветрума (квадранта) и др. Замеры астроном свел в таблицы с указанием координат долготы и широты, что позволяло затем рассчитывать положение планет и другие астрономические явления на любую дату.

Обобщив данные предшественников о видимом движении звёзд и траекториях планет, а также собственные наблюдения, Клавдий Птолемей представил геоцентрическую концепцию мира в математическом и астрономическом трактате на греческом языке и латыни – «Альмагест», или «Математический синтаксис» (около 150 г.). К этому воистину космическому труду астроном прибавил и другие поменьше. «Великий трактат» стал самым влиятельным научным текстом в истории науки, на который до Коперника молились все ученые и богословы. Долгое время «Альмагест» был известен только по арабской копии и переводам с арабского языка. В этом труде Птолемей впервые в истории дал образец важнейшей естественно-научной теории, изложив ее на языке математики. Геоцентрическая система стала основой для античной и средневековой космологии и астрономии.

В этом «Великом математическом построении по астрономии в 13 книгах» (еще одно название) излагаются космология Аристотеля, сферическая тригонометрия, теория эпициклов. Приводятся астрономические наблюдения за небесными объектами, солнечными и лунными затмениями, размеры Солнца, Луны, планет и расстояний до них от Земли. Предлагается планетарная модель. Птолемей установил следующий порядок планетарных сфер, начиная с самой внутренней: Луна, Меркурий, Венера, Солнце, Марс, Юпитер, Сатурн, сфера неподвижных звёзд.

Ученый представил звёздный каталог из 1022 звёзд разной звёздной величины, привязанных к 48 созвездиям (из них – 12 знаков зодиака, 21 к северу от зодиака и 15 к югу). Птолемей описал движения планет и их отклонение от эклиптики, объяснил, как можно использовать геометрические модели планет для прогнозирования их движения. Составил таблицу хорд, впервые применив деление градуса на минуты и секунды. И т. д.

Вот как выглядят начальные условия Птолемеева космоса: «Небесное царство имеет сферическую форму и движется как сфера. Земля – это сфера. Земля находится в центре космоса. Земля относительно расстояния до неподвижных звёзд не имеет заметных размеров и должна рассматриваться как математическая точка. Земля не движется…»

Из-за неправильной калибровки инструмента, не точности определения прецессии, атмосферной рефракции, ошибок копирования и переводов текста «Альмагеста» координаты светил оказались слегка смещенными от истинного их положения, но эта небольшая систематическая ошибка не мешала в течение 14 столетий пользоваться «учебником математической астрономии» Птолемея для научных, богословских и хозяйственных нужд.

Что известно о Клавдии Птолемее? Практически ничего. Сплошные версии и предположения. О его жизни и деятельности нет никаких упоминаний у современных ему авторов.

По предположительно наиболее достоверной версии, будущий ученый родился в Александрии Египетской, был римским гражданином, не имел никакого отношения к роду Птолемеев, правивших в Египте после смерти Александра Македонского. Это был состоятельный человек, что позволяло ему заниматься научными трудами, особо не заботясь о куске хлеба. Жил и работал в Канопе (ныне Абукир) близ Александрии. «Некоторые результаты своих исследований он велел вырубить на каменной колонне, и этот текст, получивший название «Канопской надписи», дошел до нас».

Ученый оставил множество трудов не только по математике, астрономии и астрологии, но и по механике, оптике (5 книг), картографии, математической географии (8 книг, 8000 пунктов Евразии), демографии (4 книги), истории (хронология правления римских императоров, персидских, македонских, ассирийских и вавилонских царей за 900 лет), теории музыки («Учение о гармонии» в 3 книгах). Умер великий подвижник науки предположительно в 165 г. во время эпидемии чумы.

Труды ученого – настоящая пирамида египетская, а сам он – Сфинкс.

P.S. «О. Нейгебауэр пишет в книге «Точные науки в древности»: «Как однажды сказал Гильберт, значение научной работы можно измерить числом публикаций, чтение которых становится ненужным после этой работы». Он делает свое замечание именно в той связи, что после «Начал» Евклида и «Альмагеста» Птолемея для исследователей (не беря в расчет, конечно, историков науки) отпала необходимость в чтении вообще всех предшествующих книг по математике и астрономии» (В. А. Бронштэн).

Автор гелиоцентрической системы мира Николай Коперник (1473–1543)

Авторитет геоцентрической системы мира Клавдия Птолемея был непререкаемым 14 веков. Первая модель Солнечной системы не знает других соперников по продолжительности влияния на науку и культуру, кроме «Начал» Евклида. Это, несомненно, была заслуга не только Птолемея, но и патронат Церкви – несмотря на то, что автор теории был язычник.

В странах ислама ученые «одумались» на пять столетий раньше, чем в христианских, и стали оспаривать постулат о вращении Солнца вокруг неподвижной Земли. Критике подвергалась не концепция в целом, а отдельные ее положения. Однако не нашлось ученого, который свел бы замечания воедино. «Сомнения относительно Птолемея» – так, например, назвал в 1028 г. свой труд арабский ученый-универсал Ибн аль-Хайсам Басрский. Коперник был знаком с некоторыми работами арабских ученых, цитировал их и использовал разработанные ими математические методы в своих моделях.

Отдавая должное арабским астрономам, не надо забывать, что за 15–20 веков до них в Древней Греции философы разработали подходы к гелиоцентрической модели мира. Пифагор создал теорию о сферическом движущемся глобусе. Гераклид Понтийский говорил о вращении Земли вокруг своей оси. Филолай выдвинул гипотезу о движении Земли. Прототип модели гелиоцентрической системы предложил Аристарх Самосский (около 310 до н. э. – около 230 до н. э.). Текст Аристарха не сохранился, но его работу описал Архимед в книге «Исчисление песчинок», указав, что из высказанных Аристархом гипотез следует: «Вселенная во много раз больше», чем считалось прежде; звёзды находятся на огромном удалении от Земли; «неподвижные звёзды и Солнце остаются неподвижными, Земля вращается по окружности вокруг Солнца, находящегося в её центре, и центр сферы неподвижных звёзд совпадает с центром Солнца».

В 1543 г. Коперник издал в Нюрнберге сборник из шести книг «О вращении небесных сфер», где предложил гелиоцентрическую модель мира, которую он разрабатывал свыше 30 лет. (Опубликовать труд убедил Коперника его единственный ученик Ретикус[3].)

Коперник использовал огромный эмпирический материал, накопленный в Античности и Средневековье. Вдохновленный чтением трудов Цицерона и Плутарха, Николай задумал сей труд в 1510-х гг. Тогда он и описал в общих чертах будущую модель: «Небесные движения равномерные, вечные и круговые или составленные из нескольких кругов (эпициклов). Центр Вселенной находится около Солнца. Вокруг Солнца по порядку находятся Меркурий, Венера, Земля и Луна, Марс, Юпитер, Сатурн и неподвижные звёзды. Земля совершает три движения: суточное вращение, годовое вращение и годовой наклон своей оси. Ретроградное движение планет объясняется движением Земли, на которое также влияют планеты и другие небесные тела. Расстояние от Земли до Солнца мало по сравнению с расстоянием до звёзд».

Теория Коперника опрокинула концепцию Птолемея, но при этом в ней сохранился математически упорядоченный космос предшественника, круговые орбиты планет, эпициклы, однородные скорости и др. Труд содержал общее и конкретное (с указанием планетной долготы и широты) описание новой модели мира, трактовку принципов сферической астрономии, видимых движений Солнца и связанных с ними явлений, описание Луны и ее орбитальных движений, список звёзд.

Поскольку система противоречила ветхозаветной трактовке движения Солнца вокруг Земли, Коперник смягчил ее революционное воздействие на ортодоксальные умы иерархов Церкви. Автор посвятил книгу папе Павлу III, объяснив в предисловии, что предлагаемая им модель увеличит точность астрономических предсказаний и позволит Церкви разработать более точный календарь. Понтифик как раз был озабочен реформой юлианского календаря.

После смерти ученого книга была издана еще раз. Приверженцы новой теории появились не сразу. Лишь через 200 лет астрономы начали признавать, что Земля движется вокруг Солнца, а не наоборот. Главная причина этого была в том, что система Коперника противоречила ежедневным наблюдениям людей и Библии. Тем не менее она оказала огромное влияние на труды Эразма Рейнхольда, Джордано Бруно, Галилея, Иоганна Кеплера, Исаака Ньютона, инициировала научную революцию, радикально изменила образ мышления естествоиспытателей, обратив их взор к исследованию реального мира. Церковь же приняла смену парадигм и систему Коперника только в XIX в.

Коперник. Беседа с Богом. Картина Яна Матейко. 1872 г.

Коротко о жизненном пути великого ученого.

Уроженец польского города Торна (Королевская Пруссия), Николай Коперник рано потерял отца. Мальчика воспитывал его дяди по материнской линии Лукас Ватценроде Младший (1447–1512). Ватценроде сыграл важную роль в образовании племянника и его церковной карьере. После окончания школы Святого Иоанна в Торуни и кафедральной школы во Влоцлавеке Николай обучался в 1491–1503 гг. в четырех университетах Европы. В Краковском университете он изучал философию, науки, связанные с искусством, математической астрономией и математикой, труды Аристотеля и Аверроэса. В Болонском – Коперник занимался каноническим правом, гуманитарными науками и астрономией. В Падуанском – получил медицинское образование. В университете Феррары сдал экзамены и получил степень доктора канонического права.

Коперник занимался астрономическими наблюдениями за Меркурием, Марсом, Венерой, Юпитером, Сатурном, Солнцем, затмением Альдебарана Луной, соединением Сатурна и Луны, лунным затмением – всего свыше 60 наблюдений. Астроном использовал инструменты, созданные по образцу древних, – квадрант, трикветрум, армиллярную сферу.

Ученый общался с известными астрономами, собирал библиотеку и любую информацию о небесных объектах, изучал иностранные языки. Как профессор математики читал публичные лекции «перед многочисленными студентами и ведущими магистрами науки» по математике и современной астрономии. Николай совершенно не интересовался астрологией, которая входила в перечень важных дисциплин.

Небесные сферы в рукописи Коперника

Помимо астрономии ученый занимался переводами с древнегреческого, врачеванием, дипломатией, сочинял стихи. Большую известность снискала его количественная теория денег и экономический принцип, который позже не совсем справедливо назвали законом Грэшема: «Худшие деньги вытесняют из обращения лучшие».

Коперник командовал королевскими польскими войсками при обороне Ольштына и Вармии во время польско-тевтонской войны (1519–1521), а также представлял польскую сторону на последовавших мирных переговорах.

Достаточно успешной была и церковная карьера Коперника, католического каноника. Как канцлер капитула управлял экономическими предприятиями капитула в Вармии (область на южном побережье Балтийского моря). В 1537 г. был одним из четырех кандидатов на епископский престол Вармии.

Умер Николай Коперник 24 мая 1543 г. в возрасте 70 лет. «Легенда гласит, что в тот самый день, когда он умер, ему подарили последние печатные страницы его книги «О вращении небесных сфер», что позволило ему попрощаться с делом всей его жизни. Считается, что он очнулся от комы, вызванной инсультом, посмотрел на свою книгу, а затем мирно скончался».

P.S. По данным опроса, проведённого 2 августа 2022 г. Всероссийским центром изучения общественного мнения (ВЦИОМ), «каждый третий россиянин убежден, что Солнце вращается вокруг Земли (35 %), за 15 лет показатель вырос на 7 пунктов. В то же время только 12 % согласились с тем, что оборот вокруг Солнца Земля совершает за один месяц (2007 г. – 14 %; 2011 г. – 20 %)».

Неужели треть россиян – сторонники системы мира Птолемея?

Коперника на них нет!

«Огненные стрелы» Поднебесной империи (X в.) и «первый китайский тайконавт» Ван Гу (около 1500 г.)

Рождением пороха, ракетной техники и космонавтики человечество обязано в первую очередь древним китайцам.

Многокомпонентную твёрдую взрывчатую смесь селитры, угля и серы (обычно в соотношении 5:3:2), ныне именуемую порохом, китайцы изобрели предположительно ранее II–III вв. Сами китайцы называли порох Huǒyào (Хояо) – «огнем медицины», он был востребованным лекарственным средством. Смесь открыли случайно, когда искали эликсир бессмертия и эффективное средство для отпугивания злых духов. «Это действо приписывается некоему ученому старцу Сунь Сымяо, смешавшему соответствующие ингредиенты в нужной пропорции и получившему что-то горючее. Однако, по легенде, изобретатель не оценил всю важность своего порошка, потому что он ему в таком качестве был не нужен».

Изначально порох использовали для развлечения знати. Устроители церемоний зажигания фейерверков начиняли порохом бумажные трубки (бумага также изобретение китайцев), поджигали их и радовали зрителей красочным и шумным зрелищем. Древние изобретатели создали, таким образом, первые твердотопливные ракеты на базе реактивного принципа и этим, даже не подозревая о смысле и значении своего открытия, сделали первый шаг человечества в космос.

В X в. «мирный порох» стали использовать и военные. «Принцип действия заключался в следующем: лучник выпускал стрелу, к древку которой была привязана набитая порохом бамбуковая или бумажная трубка с коротким горящим фитилем. И уже на излете – когда огонь с фитиля добирался до пороховой трубки – стрела получала дополнительный импульс за счет реактивной тяги». Дальность полета «огненной стрелы» достигала 300–350 м. Подобное оружие стало массовым. «Защитники города имели «огненные стрелы». Они прикрепляли к стрелам какое-то легко воспламеняющееся вещество, и стрела внезапно улетала по прямой линии, разбрасывая снопы искр и огня на десять шагов. На монголов эти стрелы наводили ужас» (Вилли Лей). Известно, например, что «в 994 г. династия Ляо атаковала Сун и осадила Цитонг со 100 000 солдат. Они были отбиты с помощью огненных стрел».