АСТРОНОМІЯ - М. В. Головко 2018

Частина 3. Космософія

Розділ І. Коротка історія астрономії

ТЕМА 1.1. РОЗВИТОК АСТРОНОМІЧНОЇ НАУКИ В СВІТІ

§ 3. РОЗВИТОК АСТРОНОМІЇ В СЕРЕДНІ ВІКИ (V-XV ст.)

Після того, як наприкінці V ст. перестала існувати Західна Римська імперія, спадщина давньогрецької культури перейшла до Візантії (Ромейска держава). В її християнських монастирях зберігали рукописи епохи еллінізму. За відсутності світської освіти вони були центрами принаймні писемної вченості. Пізніше це стало характерним і для Європи середніх віків.

Доба Середньовіччя в Європі «переплавила» глибокі природничі знання Стародавньої Греції з примітивними християнськими уявленнями про довкілля, що привело як до нових астрономічних знань, так і до нового розуміння світобудови. Водночас, коли в континентальній Європі на початку середніх віків астрономічні знання попередньої епохи були майже втрачені, то в Індії, Китаї та країнах арабського світу вони отримали новий розвиток.

1. Астрономія в Індії і Китаї.

У перші століття нашої ери в Індії з'явилися твори астрономічного змісту (сиддханти - «рішення», «остаточні твердження»). Перші з п'яти відомих сиддхант вміщують деякі відомості з давніх «Вед», але інші, наприклад «Вашіштха-сиддханти», подають відомості й методи, що спиралися на спеціальні спостереження, виконані за часів нашої ери. В них висвітлено методи визначення середньої тривалості дня (з допомогою гномона), положення екліптики - її висоти над горизонтом (за довжиною полуденної тіні гномона в моменти сонцестояння). Також наведено значення довжини тропічного й зоряного років і синодичні періоди руху п'яти відомих тоді планет.

Результати спостережної й обчислювальної індійської астрономії вміщує п'ята сиддханта (її назва «Сурья-сиддханта» походить від імені бога Сонця - Сур'я). Цей твір є індійським аналогом «Альмагеста». Він умістив опис рухів і положень п'яти планет, місячних і сонячних затемнень, а також виклад деяких методів спостережень та опис астрономічних інструментів. Енциклопедією знань з математики й астрономії, накопичених в Індії до V ст., став трактат знаменитого індійського математика Аріабхати (бл. 476 - бл. 550). До заслуг Аріабхати також відносять запровадження функції синуса й застосування її в астрономії, виклад правила визначення кутового діаметра земної тіні на місячній орбіті, тривалості й типу затемнення, зокрема ступеня часткового затемнення. Також він з дуже високою точністю обчислив тривалість тропічного року (365,27 доби).

Індійські вчені розвинули математичний апарат астрономії, а надто тригонометрію. Разом з десятковою системою обчислення його успадкували астрономи арабського світу.

У період VI - X ст. астрономія набула нового розвитку в Китаї, коли там знову виникла об'єднана могутня китайська держава. Тоді було встановлено тісні наукові контакти з Індією, а з VIII ст. - з арабським світом і Середньою Азією (Бухара, Хорезм, Самарканд). У Китаї до ІХ ст. було створено спеціальну державну установу, фактично астрономічний інститут. Його співробітники виконували спостереження, укладали календарі, передбачали затемнення, а також визначали «щасливі дні» для державних справ і церемоній.

Таке ставлення до астрономії дало свої плоди. В Китаї відкрили прецесію (IV ст.), обчислили (V ст.) з дуже високою точністю тривалість драконічного місяця (усереднений проміжок часу між двома послідовними проходженнями Місяця через висхідний вузол своєї орбіти), а також тривалість сидеричного періоду обертання Юпітера. Знаменитий китайський астроном І Сін (683-727) за тисячу років до Галлея відкрив власний рух зір. На 100 років раніше, ніж це зробили араби, в Китаї (VIII ст.) виміряли довжину дуги меридіана в градусній мірі.

Китайські середньовічні астрономи продовжили роботу попередників зі спостережень нових зір та комет. Упродовж X - XVII ст. було відзначено 12 випадків появи Нових. Серед них і знаменита нова зоря (її залишок - нейтронна зоря, оточена Крабоподібною туманністю), що спалахнула на небі 28 червня 1054 р. і яку було видно до 1056 р. Серед комет в китайських хроніках неодноразово відзначали ту, яку зрештою назвали кометою Галлея.

Рис. 3.1. Залишки давньої китайської обсерваторії Ґаочен (XIІІ ст.)

Протягом XII - XVII ст. китайська астрономія, як і культура загалом, перебувала в занепаді. Після цього почався сучасний етап її розвитку.

2. Астрономія в арабському світі.

Наукові здобутки Стародавньої Греції потрапили до арабів у VII ст., коли на великій території (від Середньої Азії на сході до Іспанії на заході) виникла нова імперія - Арабський халіфат. Це відбувалося через асиміляцію культури Візантії, завойованої арабами, і через запозичення знань з Індії. Наприкінці VIII ст. арабською було перекладено індійські сиддханти Брахмагупти й Аріабхати, а в IX ст. «Альмагест» Птолемея. Це стимулювало розвиток спостережної астрономії та будівництво перших великих інструментів. Водночас тривала розробка математичних методів для потреб астрономії.

Відомий арабський астроном аль-Баттані (858-929), який виконував спостереження в Багдаді, визначив нахил екліптики до екватора з вищою точністю, ніж Птолемей. Після X ст. новими науковими центрами арабської культури були в різний час Каїр, де існував «Будинок знання» й обсерваторія і де працював відомий астроном Ібн Юніс (950-1009); Ісфахан, де в обсерваторії працював поет і вчений Омар Хайям (бл. 1048 - після 1122); пізніше - Марага, на території нинішнього іранського Азербайджану і, нарешті, Самарканд.

В одному з таких центрів - Газні, на південному сході сучасного Афганістану, тривалий час працював вчений-енциклопедист арабського світу Аль-Біруні (973-1048). Він побудував великий настінний квадрант з радіусом дуги 7,5 м, що дозволяв вимірювати положення Сонця і планет з точністю до 2'. Результати своєї астрономічної діяльності Аль-Біруні виклав у творах: «Індія», «Книга тлумачення основних засад астрономії», «Канон Масуда» (Астрономічні таблиці та зоряний каталог). Дві останні книги протягом століть були основними підручниками астрономії в арабському світі. Аль-Біруні мав цікаві уявлення про світобудову. Наприклад, він вважав Сонце і зорі вогняними кулями, а Місяць і планети - темними тілами, що відбивають сонячне світло. Біруні дуже критично ставився до астрології, яка відродилася та поширилася на середньовічному Сході.

Арабські астрономи навчилися по творах греків виготовляти астрономічні кутомірні інструменти (секстанти і квадранти). Вони значно підвищили точність вимірювання положень світил на небесній сфері, головно через збільшення розмірів кутомірних інструментів, а також за рахунок тривалих регулярних спостережень. Це дозволило виявити неточність астрономічних таблиць Птолемея. Тому великі зусилля було спрямовано на укладання нових сонячних, місячних і планетних таблиць (арабською - зідж) і зоряних каталогів. Ця складова арабської астрономії збереглася і в середньоазіатських наукових центрах вже після розпаду в X ст. халіфату на окремі держави.

Визначних успіхів у цій справі досягли відомі середньоазіатські астрономи-спостерігачі Насиреддін Тусі (1201-1274) та Улугбек (1394-1449). Тусі очолював Марагинську обсерваторією, де в 1271 р. було укладено «Ільханські таблиці». Вони, окрім положень Сонця, Місяця і планет, містили новий зоряний каталог.

Улугбек у XV ст. збудував у Самарканді найбільшу на той час у світі обсерваторію, обладнану дуже великим квадрантом - радіус його дуги становив 40 м. Упродовж 30-річних спостережень Сонця з його допомогою вдалося з високою точністю виміряти положення точки весняного рівнодення, нахил екліптики до екватора, а також визначити тривалість тропічного року.

Рис. 3.2. Сучасний вигляд (після реконструкції) частини квадранта з обсерваторії в Самарканді

Астрономи обсерваторії Улугбека уклали новий зоряний каталог, що вміщував небесні координати понад тисячі зір. У Самарканді для майже 700 зір положення були визначені з досить високою для того часу точністю. Ці результати увійшли в «Гу- раганські таблиці» (1437), які протягом кількох століть були найточнішими.

Загалом арабські вчені, зберігши певною мірою здобутки античної астрономії, досягли суттєвих результатів у частині спостережень та укладання таблиць і каталогів, а також математичних методів для астрономії.

Астрономічні знання в середньовічній Європі.

Після тривалого, впродовж V - VII ст., занепаду наукової діяльності на території континентальної Європи (її західної частини) запровадження (782 р.) Карлом Великим, імператором Франкської держави, при своєму дворі наукового товариства стало ознакою її відродження. Водночас в монастирях стали виникати школи, що мали два рівні навчання: «тривіум» (граматика, риторика, діалектика) і «квадривіум» (астрономія, арифметика, геометрія, музика).

Через арабів, які до кінця IX ст. захопили частину Європи, на континент проникли астрономічні твори Стародавньої Греції, а також результати арабських вчених. У X - XI ст. виникли навчальні центри в Іспанії (Кордова, Толедо, Севілья) і Північній Африці. Перші в середньовічній Європі астрономічні таблиці («Толедські») було укладено 1080 року.

У Толедо за сприяння Альфонса X (Мудрого), майбутнього короля Кастилії й Леону, було збудовано першу в Європі астрономічну обсерваторію та укладено (1252 р.) нові таблиці положень небесних світил. Їх підготувала група мусульманських, єврейських та християнських астрономів і математиків, запрошених Альфонсом X. Для укладання «Альфонських таблиць» науковці разом з результатами власних спостережень використали також досягнення арабських астрономів.

У період XI - XIII ст. в Західній Європі суттєво зросла перекладацька діяльність, що привело до появи багатьох латинських перекладів творів Арістотеля, Евкліда («Елементи»), Аль-Батані («Астрономія»), Птолемея («Альмагест»).

Хоча Церква спершу й намагалася заборонити вчення Арістотеля про світобудову, та зрештою засновники схоластики німецький філософ і богослов Альберт Великий (1193-1280) і його знаменитий учень і послідовник італійський філософ і теолог Тома Аквінський (1225-1274) допасували католицьке вчення до його космологічної картини світу. Внаслідок цього Земля «стала» центром Всесвіту, як указували Птолемей і Арістотель, і саме такі уявлення про світобудову узаконила Католицька церква.

Освічені європейці, наприклад, видатний англійський філософ і натураліст Р. Бекон (1214-1294), вже в XIII ст., уважно ознайомившись з науковою спадщиною Стародавньої Греції і спостереженнями арабів, побачили, що між системою Птолемея й уявленнями Арістотеля про довкілля існують неузгодженості. Це підштовхувало їх до думки про те, що вивчення природи вимагає експериментів і дослідів, а також широкого застосування математичних методів. Очевидним ставало те, що пасивне споглядання явищ природи та їх суто розумове пояснення на підставі логіки, що не спирається на досліди, не дозволяє їх пояснити.

Однак, за винятком діяльності Альфонса X, упродовж XIII - XIV ст. в середньовічній Західній Європі астрономія не мала бодай якогось розвитку, хоча інтерес до неї помітно зріс. Уявлення про світобудову були примітивними, астрономічні знання - на елементарному рівні. Про це свідчить поширення астрономічного твору «Трактат про сферу» (1230) англійського письменника Джона Галіфакса (ширше відомого як Сакробоско). Хоча автор виклав найпростіші астрономічні знання, проте його твір використовували як університетський підручник з астрономії протягом чотирьох століть (до XVI ст. він мав 65 видань).

Тільки від початку XV ст. (доба Відродження) астрономія в Західній Європі набула ознак спостережної науки, що спиралась на математичні методи. Головну роль у цьому відіграли австрійський астроном і математик Георг Пурбах (1423-1461) та його німецький друг, учень і соратник Йоганн Мюллер (1436-1476), більше відомий як Реґіомонтан.

Читаючи лекції у віденському університеті про математичну теорію планет, Пурбах згодом на підставі теорії Птолемея написав книжку «Нова теорія планет», яка протягом десятиліть була для європейців основним посібником з астрономії.

Реґіомонтан у 16-річному віці став співробітником Пурбаха. Протягом 1456-1461 рр. вони виконали багато спостережень Сонця, Місяця, місячних затемнень, а також спостерігали рух та зміну вигляду комети (1456-1457), яка пізніше отримала назву комета Галлея. З результатів спостережень Пурбах і Реґіомонтан побачили, що Альфонські таблиці XIII ст. застаріли (наприклад, обчислене за ними положення Марса не збігалося зі справжнім на 2°).

Науковці вирішили укласти нові таблиці положень небесних світил на підставі власних спостережень та обробки результатів із застосуванням методів сферичної тригонометрії. Окрім цього, Пурбах задумав видати скорочений переклад «Альмагеста», але до смерті не встиг виконати переклад. Цю роботу завершив Реґіомонтан у Нюрнберзі (її було видано в 1496 р.).

У Нюрнберзі Реґіомонтан разом з аматором астрономії Б. Вальтером, який влаштував у своєму будинку першу на німецькій землі обсерваторію, виконували в 1471-1475 рр. перші в Європі тривалі регулярні спостереження Сонця. Водночас Реґіомонтан організував власну друкарню зі спеціальним верстатом для друкування астрономічних текстів і таблиць. Це дозволило йому друкувати астрономічні календарі-щорічники, які вміщували не тільки астрономічні дані, але й дати церковних свят, а також інформацію астрологічного змісту.

Друкарня Реґіомонтана видала його головну працю - «Ефемериди» - астрономічні таблиці на 1475-1506 рр., що були значно точнішими, ніж Альфонські таблиці. Це були останні в Європі таблиці, обчислені на підставі геоцентричної теорії Птолемея. Твір також містив опис нового методу (на підставі порівняння табличних і спостережуваних на місці положень Місяця) визначення географічної довготи в морі. «Ефемериди» використав Колумб, а згодом Америґо Веспуччі у своїх подорожах, наслідком чого стало відкриття Нового Світу (Америки).

НАВЧАЛЬНІ ЗАВДАННЯ (ПРАКТИЧНА РОБОТА)

• Підготуйте усну доповідь, реферат, есе на тему з історії астрономії в світі. ВИСНОВКИ

Доба Середньовіччя в Європі «переплавила» глибокі природничі знання Стародавньої Греції з примітивними християнськими уявленнями про довкілля. Це привело до нових астрономічних знань і до нового розуміння

світобудови. Водночас, коли в континентальній Європі на початку середніх віків астрономічні знання попередньої епохи були майже втрачені, то в Індії, Китаї та країнах арабського світу вони отримали новий розвиток.