Наблюдатели (собиратели)
- В чем состоит предназначение человека
- Наблюдать за небосводом.
Из беседы с Пифагором
Далекие предки
М.М.Герасимов в ходе раскопок на стойбище Мальта (Байкал, 1928 1931) нашел костяную пластинку с орнаментом, обработанную около 25 000 лет тому назад. Орнамент состоит из серповидных лунок.
В Сибири и во Франции были найдены и другие изделия из кости, покрытые похожими орнаментами.
В.Е.Ларичеву удалось отказаться от изобразительных трактовок этих находок и доказать, что наши далекие "недалекие" предки нанесли на кость лунно-солнечный календарь - систему знаков для точного определения времени наступления начала очередного календарного цикла (лунных месяцев, солнечного года), лунных и солнечных затмений (предсказания затмений, как мы до сих пор выражаемся и думаем). Цена лунки на календарной пластине равна одним суткам для работы с обычным календарем на полугодие или год, лунному месяцу при работе с 41-месячным лунным циклом для наблюдений и прогнозов лунных затмений, солнечному году при работе с большим лунным саросом длиной 216 лет. Календарь охватывает период длиной в 486 лет (216+216+54).
Племя охотников состояло примерно из 70 человек. Кто из них поддерживал систему наблюдений и вел календарь? Какую потребность удовлетворяла эта работа? Обывательский материализм ищет ответ в хозяйственной деятельности племени, полагая, например, что племя имело жесткие календарные границы охотничьего сезона - совсем "как у нас". Если бы у них были наши порядки, результаты были бы плачевными (для нас).
Генетически присущее человеку стремление к знанию порождает одну из главных потребностей человека - потребность в исследовании и создании моделей. Мальтинская знаковая модель есть феномен живой системы идеального, культурного бытия человека, созданный мыслью человека "первобытной культуры"; эту культуру лучше назвать первобытийной культурой.
Создатели первобытийной культуры усилиями не менее 15 поколений, живших по 30 лет каждое, обнаружили, что изменение картины неба следует неизменным путем, и абсолютно устойчивые вехи этого пути, знаковую модель прочно зафиксировали на прочном материале усилиями десятков поколений. И ни одной "опечатки"!
Человек существует в природе, но живет в культуре, коэволюционируя в обеих средах обитания. Знаковая модель небесных явлений была фактором устойчивости в первобытийной культуре, системным фактором устойчивости коллективного сознания племени. Племя обрело в этих знаниях уверенность в наличии порядка в непрестанно движущемся небе, в закономерной надежной устойчивости Мира. Мальтийцы переживали календарь, а не пользовались им.
Устойчивое сознание определило устойчивое бытие. О большей пользе, нежели устойчивое бытие племени, и мечтать нельзя. Поиск постоянных законов, управляющих непостоянством мира, - дело всей истории человека. Вера в постоянные законы удерживает человека "на плаву" в социуме и в природе.
Можно ли считать вполне эффективное средство определения времени наступления небесных явлений научным достижением? Можно считать, что "первые" представления наших предков о Вселенной были фантастическими, детскими, одним словом, убогими, - такими же, какими были сами предки?
Древность
Изобретение письменности и арифметических процедур породило новые модели, опиравшиеся на ряды чисел, в которых фиксировали повторяющиеся события: шумерские, вавилонские, египетские наблюдатели экстраполировали эти ряды.
Платон
Календарные системы и астрономические обсерватории - великие технологические достижения, но календарная астрономия - табличная и даже не вычислительная, а тем более не математическая конструкция.
Платон высоко ценил результаты астрономических наблюдений египтян и вавилонян, но отмечал, что они не имели теории, которая объясняла бы нерегулярность перемещения планет на фоне регулярного движения звездной сферы.
Заслуга Платона - в постановке проблемы, существующей и по сей день.
Гераклид Понтийский предложил теоретическую модель с суточным вращением Земли и обращением (заметно меняющих яркость) Венеры и Меркурия вокруг Солнца, т.е. идею эпициклов. Замечательна судьба этой идеи: она стала участницей гео- и гелиоцентрической систем. Не будучи вычислительной, эта модель надолго осталась одинокой вехой в эволюции астрономической мысли.
Евдокс
Обучавшийся в Академии Платона Евдокс (IV в. до н.э.) создал первую кинематическую модель. В его модели у каждой планеты имеется несколько сфер, скрепленных друг с другом. Одна из них совершает один оборот в сутки вокруг оси небесной сферы по направлению с востока на запад. Время обращения другой (в обратную сторону) предполагалось равным периоду обращения планеты. Тем самым объяснялось движение планеты вдоль эклиптики. При этом предполагалось, что ось второй сферы наклонена к оси первой под определенным углом. Комбинация с этими сферами еще двух позволяла ввести попятное движение по отношению к эклиптике. Все особенности движения Солнца и Луны воссоздавались с помощью трех сфер. Звезды Евдокс разместил на одной сфере, вмещающей в себя все остальные. Таким образом, все видимое движение небесных светил Евдокс свел к вращению 27 сфер. В центре сфер находилась неподвижная Земля.
Модель достаточно точно воспроизводила движение всех планет, кроме Марса и Венеры (движения этих планет будут камнем преткновения и стимулом для новаций и в последующие века), и не объясняла изменения яркости планет. Евдокс эти "детали" игнорировал (Платон - тоже). Завораживающая, непостижимая мощь математики впервые проявилась в творении Евдокса. Прием Евдокса разделения сложного движения на составляющие и по сей день является привычным математическим и инженерным инструментом.
Гиппарх (на рубеже I и II в. до н.э.) разработал совершенно новую кинематическую модель: неподвижная Земля находится в центре окружности (для каждой планеты - своей), по которой равномерно движется центр еще одной окружности и так далее, а уже по последней окружности равномерно движется планета.
Концепции Гиппарха была суждена долгая жизнь - почти полторы тысячи лет; немногие современные идеи могут рассчитывать на такое долголетие. В современном описании движения Луны вокруг Солнца легко узнать схему Гиппарха.
Начальная окружность получила название деферента, каждая следующая - эпицикла. Подбор радиусов эпициклов, направлений и скоростей движения по ним обеспечил довольно точное воспроизведение наблюдаемого движения планет. Для некоторых планет пришлось сместить центр деферента. По модели лунные затмения можно было предсказать с точностью до 1 - 2 часов, с предсказанием солнечных затмений модель справлялась гораздо хуже. Гиппарх составил каталог положений 850 звезд - стимулом была вспышка новой звезды в 134 г. Определил длительность года всего на 6,5 минут больше современной оценки.
Эпициклы и деференты предложил до Гиппарха Аполлон Пергский.
Классическую форму эпициклической модели придал Клавдий Птолемей.
Птолемей (70 - 147 н.э.) описал в 13 книгах сочинения "Megalesyntaxis" ("Великое математическое построение") новую модель: "Перед нами стоит задача доказать, что как в случае пяти планет, так и в случае Солнца и Луны, все видимые нерегулярности вполне объяснимы посредством равномерных круговых движений (свободных от каких бы то ни было несоразмерностей и беспорядков)".
Арабский перевод титула "Великое" - Аль-Мегисте - в европейской науке после перевода с арабского на латинский закрепился навсегда как Альмагест.
Текст Птолемея был найден в Толедо и переведен в 1175 году. Полное издание Альмагеста вышло за 30 лет до выхода в свет трактата Коперника "Об обращении небесных сфер". Общее число эпициклов в этом издании достигло 77.
Птолемей царил четырнадцать столетий. Тригонометрия в птолемеевской форме употреблялась в течение тысячи лет.
В чем причина такого поражающего долголетия: в силе создателя или в слабости наследников?
Птолемей создал настолько эффективную вычислительную конструкцию, что результаты вычислений совпадали (первое время) с данными наблюдений до десятого знака после запятой.
Птолемей внес мастерские дополнения в концепцию Гиппарха:
Землю сместил из центра деферента, а центр движения поместил в точку, симметричную Земле относительно центра деферента - эквант (сдвинул Землю из центра мира!).
Центр деферента Меркурия стал двигаться по окружности.
Греки усовершенствовали модели, включив в свой арсенал геометрию. Модели были столь мощными, что уже в V веке было открыто предварение равноденствий.
В 150-160 гг. в Александрии были изданы эфемериды ( ) - ежедневные записи положения небесных тел. Со временем ошибки в Птолемеевой системе накопились, и несовпадение с результатами наблюдений потребовало внести изменения. В 1252 г. в Толедо были изданы Альфонсиновы таблицы - исправленные Птолемеевы, но с грубыми ошибками. Для этого издания были использованы новые единицы, предложенные Альфонсом Х Мудрым - градус, минута, секунда. Ошибки забыты, а единицы измерения остались.
Мюллер (Региомонтан) повторно издал эфемериды в 1474 г., исправив многие ошибки Альфонсинских; ими пользовались Васко да Гама, Колумб, Веспуччи. И по сей день продолжается издание эфемерид. Тираж расходится, по-видимому, в основном среди астрологов, что еще раз подтверждает не знающую исключений силу закона сохранения невежества.
Коперник (1473-1543) - племянник Вармийского епископа - изучал в Краковском и Болонском университетах астрономию, астрологию, греческий язык и право, в Падуе - медицину. Преподавал математику. Был администратором и инженером.
Говорят, что его сооружение для подъема воды на 25 метров послужило образцом для строительства водоподъемника в Марли - того самого, который побудил Петра к строительству одного из фонтанов в Петергофе. В трактате "О чеканке монет" (1519) Коперник предложил меры к упорядочению металлического денежного обращения в Польше (это удалось Ньютону в Англии).