I. ВИДИМОЕ ДВИЖЕНИЕ СВЕТИЛ

Раскрывающийся перед нами в темные ночи вид звездного неба представляет собой поистине величественное зрелище.

Различные небесные светила издавна привлекают внимание людей, побуждая их к всевозможным исследованиям, к многообразным попыткам раскрыть их природу, свойства, движения и т. д.

Науку о небесных телах и небесных явлениях древние греки назвали астрономией. Обычно слово «астрономия» производится от двух греческих слов: «астрон» — светило и «номос» — закон. Впрочем, вторую половину слованекоторые ученые производят также от греческого слова «немо» — определяю.

В прошлом астрономы занимались тем, что распределяли звезды по группам (созвездиям) и наблюдали движения звезд и других светил. В настоящее время круг их занятий гораздо шире: они изучают все то, что касается звезд, планет, комет, метеоров, звездных скоплений, туманностей и прочих небесных тел. В общем предметом астрономии является «Земля и небо», т. е. вселенная, — мир в целом, совокупность всех космических тел, находящихся во взаимной связи и, следовательно, воздействующих друг на друга¹.

Первые астрономические сведения сложились в самую раннюю эпоху истории человечества и возникли в результате хозяйственной жизни людей. По мере развития процесса труда и усложнения форм хозяйственной жизни всё более и более усиливалась потребность в календаре, т. е. в ориентировке во времени. Эта потребность могла быть удовлетворена только на основе правильных и регулярных наблюдений небесных светил.

Астрономия является самой старой наукой. Фридрих Энгельс, рассматривая последовательное историческое развитие отдельных отраслей естествознания, указывает: «Сперва астрономия, которая уже из-за времен года абсолютно необходима для пастушеских и земледельческих народов»².

Астрономия имела непосредственное отношение к повседневной жизни земледельческих народов, так как земледелие находится в прямой зависимости от явлений природы. Оно повсюду связано с годовым периодом, т. е. с тем обстоятельством, что сев и жатва неизменно повторяются в одно и то же время года. Конечно, земледельцам было крайне необходимо уметь устанавливать начало того или иного времени года, и, следовательно, они должны были научиться измерять время определенными промежутками. Они в конце концов заметили, что движение небесных светил периодично. Стало быть, упомянутые промежутки времени могут быть установлены именно по небесным светилам. Люди стали тщательно наблюдать за небом, осознав тот факт, что периоды небесных явлений могут быть выражены числами, т. е. определены точно. Они обнаружили, что времена года зависят от различного положения Солнца относительно горизонта и что о наступлении тех или иных сезонов можно судить по наблюдениям за изменениями положений определенных звезд.

Неудивительно поэтому, что египетские пирамиды и храмы разных древних народов были построены по линии с востока на запад, с отклонением часто не более чем в 1°. Ряд «чудес», производившихся жрецами, объясняется таким расположением храма. Например, в определенный момент, к изумлению верующих, Солнце посылало свои ослепительные лучи через потайное отверстие в темную глубину храма. Это указывает на то, что у жрецов были уже астрономические знания, связанные с календарем.

Развитие астрономии началось в речных долинах Месопотамии, Египта и Китая, где необходимость коллективных работ по регулированию орошения привела к созданию крупных городских поселений. Например, земледелие в долине реки Нила, где расселялись египтяне, властно требовало создания календаря, по которому можно было правильно ориентироваться в периодических разливах реки, оставлявших на берегах большое количество плодородного ила. Необходимо было знать, когда разольется река, когда вода спадет и т. д. Тщательное наблюдение небесных светил в Египте привело к открытию, что разливы Нила наступают вслед за тем, как звезда Сотис — по современному названию Сириус — восходит в лучах утренней зари.

Древнейшая астрономическая обсерватория. Вавилонский семиступенчатый храм, с вышки которого халдейские жрецы наблюдали небесные светила.

Наблюдения небесных светил, делавшиеся с целью создания календаря, занимали большое место в деятельности египетских жрецов, старавшихся удержать свою власть над темными массами. Свои астрономические знания они тщательно скрывали, храня их как профессиональную тайну, чрезвычайно важную для сельского хозяйства и всей общественной жизни.

К. Маркс, упомянув в первом томе «Капитала» о регулировании воды в Египте, приводит замечание ученого Кювье: «Солнцестояние есть тот момент в году, когда начинается разлитие Нила, его египтяне должны были наблюдать с особым вниманием... Им важно было определить этот период года, чтобы регулировать свои сельскохозяйственные мероприятия. Они должны были поэтому искать на небе знака, указывающего на его возвращение».

И Маркс приходит к выводу, что «Необходимость вычислять периоды разлития Нила создала египетскую астрономию, а вместе с тем господство касты жрецов, как руководителей земледелия»³.

Другой важной причиной, толкавшей людей к изучению астрономии, являлась необходимость ориентироваться в пространстве, когда приходилось пересекать лишенные дорог пустыни, степи и моря. Арабы, двигаясь со своими караванами по раскаленным пескам, и финикийцы и греки, пересекая Средиземное море, смотрели на звезды, чтобы сохранить направление или определить свое положение на местности. Таким образом, возникновение торговых сношений и мореходства требовало не только правильного счета времени, но и хорошего знания звездного неба. В этом астрономия получила еще один стимул для своего развития.

Пока мореходство ограничивалось плаванием вдоль берегов, для ориентировки и определения положения корабля на море не требовалось никаких астрономических познаний. Но когда колонии отдельных народов начали раскидываться всё шире и кораблям приходилось совершать путешествия вдали от берегов, без астрономии уже нельзя было обойтись. Чтобы ночью не сбиться с пути, рулевой должен был знать положение полюса, вокруг которого вращается весь небесный свод, а также расположение звезд, их точки восхода и захода и т. п.

И в настоящее время астрономия сохраняет практическое значение. Так, из наблюдений небесных светил определяется точное время, летчики в дальних полетах и штурманы кораблей в дальних плаваниях ориентируются по небесным светилам и т. д.

Посмотрим теперь, что удалось узнать древним астрономам о небесных светилах и их движении.

С давних пор было замечено, что дневной путь, описываемый Солнцем на небе, не всегда одинаков; в течение года постепенно меняются точки восхода и захода Солнца, меняется и высота его над горизонтом в южной стороне неба в полдень. Различна продолжительность дня — время, протекающее от восхода до заката. Благодаря изменению положения Солнца на небосводе происходит смена времен года. Полный цикл таких изменений происходит за промежуток времени, называемый годом.

Луна, являющаяся наиболее заметным после Солнца небесным светилом, видна в разных фазах. В результате наблюдений, уже в незапамятные времена было установлено, что существует связь между фазой этого светила и его положением на небе относительно Солнца. После одной-двух ночей, когда Луна не видна на небе, она появляется вечером в западной стороне в виде узкого серпа, обращенного выпуклой стороной к Солнцу, скрывающемуся за горизонтом. В это время Луна заходит вслед за Солнцем. Но с каждым днем она отступает все дальше и дальше от Солнца и заходит все позже и позже. При этом серп все более расширяется. Дней через семь Луна принимает форму полукруга, а еще через семь дней этот полукруг превращается в полный диск; в это время Луна находится почти прямо против Солнца (полнолуние).

Затем это изменение лунных фаз повторяется в обратном порядке: Луна начинает приближаться к Солнцу с противоположной стороны. Луна снова становится полукругом, затем серпом, попрежнему обращенным стороной в ту сторону, где находится Солнце (но теперь уже не направо, а налево). Этот серп бывает виден по утрам перед восходом Солнца.

Постепенно убывая, Луна совсем исчезает в лучах утренней зари на два-три дня. Потом показывается «новая» Луна, я смена фаз повторяется снова в течение так называемого лунного месяца, продолжительностью около 29 с половиной суток.

Наблюдения показывают, что звезды не меняют своего взаимного расположения. Поэтому уже первые наблюдатели соединяли более яркие звезды в разнообразные группы и фигуры — созвездия. Слабые же звезды, расположенные близко от ярких, причислялись к группе ярких. Таким образом все небо было разделено на определенные участки. Древние наблюдатели старались находить в группах звезд сходство с теми или иными предметами, животными и т. п. Нередко, однако, сначала изобреталась какая-нибудь фантастическая фигура, а затем уже выбирались звезды для заполнения ее контуров.

Общепринятые в настоящее время названия созвездий (за исключением некоторых, преимущественно южных, присоединенных в современную нам эпоху) перешли к нам от древних греков, которые, вероятно, сами позаимствовали их у египтян и азиатских народов.

Вследствие неизменности взаимного расположения звезд уже древнейшим внимательным наблюдателям неба удалось заметить, что и звезды, подобно Солнцу и Луне, в течение суток передвигаются по небосклону. Одни из них восходят в восточной части неба и подымаются вверх, а в западной опускаются вниз. Другие же звезды, хотя и участвуют в этом движении, никогда не восходят и не заходят, а отписывают круги вокруг некоторой неподвижной точки на небе, которая с древних времен называется полюсом мира. Кажется, будто весь небосвод со всеми «прикрепленными» к нему светилами равномерно вращается вокруг некоторой воображаемой оси, которая проходит через глаз наблюдателя и через полюс мира. Время, в течение которого совершается один полный оборот небесного свода, составляет 23 часа 56 мин., т. е. немного короче солнечных суток; это время названо звездными сутками.

При внимательном наблюдении за небом нетрудно заметить, что Луна не находится все время в одном и том же положении среди звезд, а медленно передвигается на фоне звездного неба от запада к востоку; за 27,3 суток она делает полный круг, проходящий через определенные созвездия.

Замечательно то, что и Солнце подобно Луне всегда передвигается с запада на восток, но только гораздо медленнее: полный круг на небе оно совершает лишь в течение года. Обнаружить это было нелегко, ибо нельзя видеть те звезды, которые находятся над горизонтом вместе с Солнцем. Видны лишь те созвездия, которые находятся над горизонтом данного места ночью, когда Солнца не видно. Однако еще в глубокой древности было замечено, что вид неба меняется от ночи к ночи и что в разные месяцы года созвездия занимают разные положения. Отсюда нельзя было не притти к заключению, что и Солнце в разные месяцы различно располагается относительно звезд, что оно в течение года перемещается на фоне звездного неба, переходя из одного созвездия в другое.

Если осенью, например, восходу Солнца предшествуют звезды созвездия Тельца, то эти же звезды весной заходят вечером вслед за Солнцем; летом этих звезд не видно, так как Солнце находится на фоне этого созвездия, что можно увидеть и непосредственно при полных солнечных затмениях. Относительно звезд Солнце перемещается от запада к востоку, противоположно направлению суточного движения всех небесных светил. Это движение в астрономии называется прямым. Солнце делает на небе полный круг. Этот круг на небе был назван «эклиптикой». Вблизи эклиптики перемещается на фоне звезд и Луна.

Звездный пояс (полоса), по которому перемещаются Луна и Солнце, получил особое значение. Его разделили на 12 созвездий, и эти созвездия были названы зодиакальными, потому что все они, за исключением одного (Весы), носят название живых существ (греческое слово «зодиак» означает круг животных). Таким образом, каждое из этих 12 созвездий Солнце проходит в течение месяца; положение Солнца всегда можно приблизительно определить указанием на зодиакальное созвездие, в котором оно находится.

По восходу этих созвездий египтяне распределяли свои сельскохозяйственные работы; об этом в ряде случаев свидетельствуют названия, которые носят эти созвездия. Например, появление созвездия Девы говорило о начале уборки хлеба, которое производилось при участии: женщин, оно и изображалось в виде фигуры женщины с хлебом и колосом в руках. Взвешивание и подсчет урожая происходили при появлении соседнего созвездия Весов.

С течением времени эти созвездия получили символические обозначения, которые называются «знаками зодиака». Эти знаки считались священными. Но необходимо иметь в виду, что созвездия, появление которых первоначально связывалось с различными земледельческими работами, уже более не совпадают по времени своего появления с этими работами, ибо вследствие явления, называемого прецессией или «предварением равноденствий», в течение протекших тысячелетий положение звезд на небосводе в одно и то же время года заметно изменилось.

Уже в древнейшие времена было замечено, что в зодиакальных созвездиях бывают видны пять особенных светил, постоянно меняющих свое положение на небе. Эти светила греки назвали «планетами», блуждающими звездами (от древнегреческого слова «планетес» — блуждающий), в отличие от остальных, так называемых неподвижных звезд. По виду планеты похожи на наиболее яркие звезды, но, в отличие от звезд, они переходят из одного зодиакального созвездия в соседнее. Из них одни (Меркурий и Венера) бывают всегда на небе близко от Солнца и не отходят в далекие от Солнца созвездия; другие же (Марс, Юпитер и Сатурн) могут быть и в одном созвездии с Солнцем, но могут отходить от него даже и в противоположную сторону небосвода.

В то время как Солнце и Луна постоянно перемещаются среди звезд в одном направлении, движение планет иногда бывает прямым — с запада на восток, а иногда и обратным (иначе — попятным), с востока на запад. При этом, в момент, когда планеты меняют направление своего движения, они находятся в стоянии, т. е. как бы останавливаются среди звезд. Следовательно, если бы планеты, перемещаясь между звездами, оставляли след своего движения, то след этот представлял бы собой линию с более или менее значительными заворотами или «узлами» («петлями»).

Открытие особенных светил — планет, ничем не отличающихся по своему внешнему виду от неподвижных звезд, не оставляет сомнения в том, что древним народам хорошо было знакомо звездное небо. По сравнению с народами средней Европы, южные народы были гораздо ближе знакомы со звездным небом, потому что на юге воздух прозрачнее, ночи чернее и звезды ярче. В наших широтах, где так часто не видно неба из-за облаков и туманов, астрономия не могла бы сделать таких сравнительно быстрых успехов, как в странах, лежащих на юге. Именно в связи с этим Коперник писал: «Древние жили под ясным небом, так как Нил, согласно их сообщениям, никогда не дает таких туманов, как наша Висла. Природа отказывает нам, живущим в суровом климате, в таком удобстве; воздух редко бывает спокоен, и, кроме того, ввиду значительного наклона небесной сферы, нам редко представляется возможность наблюдать Меркурий».

Без близкого знакомства с небом совершенно невозможно было выбрать среди хаоса звезд именно те немногие, которые обладают собственным движением, т. е. перемещаются относительно звезд независимо от суточного вращения звездного неба. При этом уже древние наблюдатели должны были заметить, что «попятные» движения планет продолжаются

Видимое движение планеты Марс среди звезд с апреля по октябрь 1939 г. Планета описала петлю на фоне созвездий Стрельца и Козерога.

сравнительно короткое время, так что в общем эти светила все же движутся поступательно, вперед (с запада на восток) относительно неподвижных звезд. Они обходят весь небесный свод в периоды, различные для каждой планеты, причем период полного обращения — это промежуток времени между двумя последовательными возвращениями планеты к одной и той же неподвижной звезде, находящейся в определенном созвездии (это так называемый сидерический или звездный оборот планеты).

Из недавно прочитанных вавилонских клинописных таблиц видно, что уже в V столетии до хр. эры вавилонским астрономам были хорошо известны периоды обращения даже медленно движущихся планет Юпитера и Сатурна. Очевидно, открытие этих периодов было сделано гораздо раньше и притом в результате значительных усилий. Если принять во внимание, что, например, период Сатурна охватывает почти 30 лет, то станет ясным, что лишь столетние неустанные наблюдения могли привести вавилонян к знанию этих периодов.

Все пять планет были вообще известны вавилонянам еще за 20 веков до хр. эры, т. е. почти полные четыре тысячи лет тому назад. Это видно из того, что в прочитанных клинописных таблицах из так называемой «библиотеки Ассурбанипала» имеются записи наблюдений Венеры (даны точные периоды ее невидимости и даты появления ее в виде вечерней и утренней звезды), которые относятся к 1921 —1901 гг. до хр. эры.

Регулярное и внимательное наблюдение планет и послужило главным фундаментом для развития астрономических знаний. В течение многих столетий древнейшие астрономы (а ими сначала были жрецы), наблюдая положение пяти странствующих звезд на небосводе, не смогли определить периодов обращения планет, так как не имели календаря — правильного и непрерывного счета лет. Но когда такой счет был введен (вероятно, около 800 лет до хр. эры), удалось определить и периоды обращения планет, т. е. найти определенную закономерность в повторяемости.

Наблюдения планет, столь важные для развития науки о кебе, все же были бесполезны для главного занятия древнейших астрономов — составления календаря. Но зато планеты и зодиакальные созвездия оказались нужными для древней лженауки — астрологии, которая учила, что блуждание планет связано с судьбами людей и земными событиями.

Такие явления, как затмения Солнца и Луны, привлекали особенное внимание древних наблюдателей, которые в конце концов подметили, что эти небесные явления повторяются через определенные промежутки времени. Сперва было замечено, что лунные затмения происходят только в полнолуние, а солнечные — в новолуние. Затем, путем внимательных длительных наблюдений и тщательных записей было установлено, что по истечении 18 лет 11 дней, т. е. 223 оборотов Луны, все затмения повторяются в общем в прежней последовательности. Этот период известен под халдейским названием «сарос».

Вавилонские астрономы знали об этом периоде уже в древнейшие времена и, польузясь им, могли предсказывать наступление затмений (главным образом лунных).

Древнегреческий историк Геродот утверждает, что философ Фалес Милетский предсказал полное солнечное затмение, происшедшее во время войны двух малоазиатских племен — либийцев с мидянами. Как показывают таблицы затмений (например, таблица Оппольцера), солнечное затмение действительно произошло 28 мая 585 г. до хр. эры; полоса полной фазы прошла через те области Малой Азии, где обитали упомянутые народности. Вероятно, Фалес также знал о саросе и в своем предвычислении исходил от затмения 603 г. до хр. эры.

Надписи, найденные при раскопках, показывают, что в Вавилоне главный астролог регулярно являлся к царю и сообщал о небесных явлениях. Например, на одной глиняной таблице написано: «Основателю зданий царю, своему господину, его покорный слуга Набадин, великий астролог Ниневии, шлет привет. Пусть небо и Меродах (планета Юпитер) будут благосклонны к основателю зданий, царю и моему повелителю. В 15-й день сего месяца Луна была в затмении. Мы наблюдали вступление Луны в лунный узел».

Еще более интересен документ, посланный ассирийскому царю Ассурбанипалу (668—626 до хр. эры) его астрологом Абиль-Истаром. Начало этого послания гласит: «Царю, моему повелителю, от твоего слуги Абиль-Истара. Да будет мир моему царю, моему повелителю; да будет милость неба и Мардука моему царю, моему повелителю. Да даруют великие боги долгие годы, здравие тела и радость сердца царю, моему повелителю. В 27-й день исчезла Луна. В 28-й, 29-й и 30-й день мы ожидали солнечное затмение; но Солнце не вступило в затмение».

Из этого послания видно, что астрономические сведения халдеев стояли настолько высоко, что позволяли предугадывать затмения со значительной точностью. Счет дням месяца они вели от новолуния, т. е. первым днем месяца был день после новолуния. "Случилось так, что их определение оказалось неточным: они ожидали солнечное затмение (которое должно наступать лишь при новолунии), но оно не произошло.

Сарос был давно известен и китайцам: уже за несколько тысячелетий до нашего летосчисления предсказание затмений в Китае было довольно точным. Назначаемые для этой цели придворные астрономы подвергались наказанию, если такое событие наступало без предсказания. В китайской книге «Шу-кинг» сообщается о солнечном затмении, имевшем место в 2137 г. до хр. эры, не предсказанном придворными астрономами, вследствие чего вся страна пришла в смятение. В китайских государственных летописях об этом случае повествуется так: «Астрономы Хи и Хо забыли всякую добродетель, они предались непомерному пьянству, забросили свою должность и оказались ниже своего высокого звания. Они впервые нарушили годовое вычисление небесных светил, и в последний месяц осени, в первый день месяца, Солнце и Луна, вопреки ожиданиям, встретились в (созвездии) «Фанг». Слепым поведал о том барабан, бережливые люди были преисполнены смятением, простой народ бежал. Хи и Хо, занимая свои должности, не слышали и не знали ничего».

Ужас перед неожиданно наступившим затмением, очевидно, был очень велик в Китае, и астрономы Хи и Хо поплатились за это жизнью: они были казнены. Однако может быть их не следовало обвинять в нерадивости, так как предсказание солнечного затмения для какого-либо определенного места—дело далеко не простое и в то время оно было сопряжено с большими трудностями. Современная астрономия сумела, конечно, «дойти» до этих далеких времен и вычислить, как обстояло дело с этим замечательным затмением. Оппольцер нашел, что для города Нган-йи, резиденции царствовавшей в то время в Китае династии Хиа, затмение произошло 22 октября 2137 г. до хр. эры. Оно началось через 19 мин. после восхода Солнца; наибольшей фазы затмение достигло в 7 час. утра, причем Луной было закрыто около 0,85 солнечного диска.