IX. ПЕРВОЕ ГЕЛИОЦЕНТРИЧЕСКОЕ УЧЕНИЕ

Первым из древних ученых, кто решительно отверг геоцентрическое учение и принял гелиоцентрическую систему мира, был выдающийся астроном Аристарх Самосский (310 — 250 гг. до хр. эры), находившийся в тесной связи с Александрийской школой. По всей вероятности, важнейшую роль в зарождении этой гениальной идеи сыграло его убеждение, что Солнце больше не только Луны, но и Земли.

Мы не имеем подробных сведений о жизни Аристарха; из его трудов сохранились только частицы весьма важного сочинения «О величине и расстояниях Солнца и Луны».

До Аристарха астрономы, развивая различные теории о строении вселенной, совершенно не обращали внимания на проблему взаимных расстояний небесных тел и их размеров. Аристарх же придумал чрезвычайно остроумный способ, позволяющий при помощи простых геометрических данных определить отношения расстояний Солнца и Луны от Земли. Произведя много тщательных наблюдений, Аристарх вычислил, что Солнце отстоит от нас в 19 раз дальше, чем Луна¹. Он также пришел к заключению, что Солнце по объему должно быть больше Земли в 300 раз². Однако, хотя результаты, полученные Аристархом, оказались сильно преуменьшенными,— их историческое значение нисколько не снижается. Ведь это первая известная нам попытка определить размеры небесных тел и расстояния между ними.

Теоретический путь, которым Аристарх старался решить вадачу определения расстояний и размеров Солнца и Луны, был совершенно правилен; он состоял в следующем. Когда освещена как раз половина лунного диска (Луна в первой или последней четверти), линия «Луна — Солнце» составляет прямой угол с направлением «Земля — Луна», так что центры Земли, Луны и Солнца находятся в вершинах прямоугольного треугольника. В этом треугольнике расстояние Луны от Земли образует катет, а расстояние Солнца от Земли — гипотенузу. Чтобы определить отношение катета к гипотенузе, т. е. отношение расстояния «Солнце — Земля» к расстоянию «Луна — Земля», достаточно определить один угол (содержащийся между лучами зрения, идущими от глаза наблюдателя к центрам Луны и Солнца), поддающийся непосредственному измерению.

Из своих измерений Аристарх вывел, что угол у центра Солнца равен 3 градусам; в действительности же он в 18 раз меньше и составляет всего 10 минут. Эта ошибка была вызвана тем, что во времена Аристарха не умели точно измерять очень маленькие углы, тем более, что и момент наступления определенной фазы Луны трудно установить наблюдением, так как граница между освещенной и темной половиной лунного диска не отличается достаточной отчетливостью.

Треугольник Аристарха, иллюстрирующий метод сравнения расстояний Солнца и Луны от Земли. S, Е и М — Солнце, Земля и Луна. Когда с Земли Луна кажется равной половине круга, точка Е образует с точками М и S прямоугольный треугольник, где расстояние Луны от Земли есть катет ME, а расстояние Солнца от Земли — гипотенуза ES. Измерив угол MES, узнаем все углы треугольника, так как угол М прямой, следовательно и сумма углов Е и S равна прямому углу; отсюда нетрудно вычислить отношение сторон треугольника — катета ME и гипотенузы ES, т. е. отношение расстояний Луны и Солнца от Земли.

До Аристарха только пифагорейцы пытались определять расстояния до небесных тел, но они довольствовались лишь «игрой чисел». Например, Филолай в своей системе, предполагая расстояния возрастающими в геометрической прогрессии, утверждал, что каждое последующее светило в три раза дальше от Земли, нежели предыдущее. По сообщению Плиния, пифагорейцы оценивали расстояния путем сравнения с высотой музыкальных тонов. Этот способ возник, по всей вероятности, в связи с открытым самим Пифагором соотношением между числами и гармонией музыкальных тонов. Подобные взгляды, поддержанные Платоном, существовали в продолжение тысячелетий, и даже Кеплер говорил; «Вселенная задумана и построена разумным существом, имеющим особое пристрастие к простым математическим соотношениям».

Основываясь на полученных им данных о расстояниях до Луны и Солнца, Аристарх и пришел к выводу об огромных размерах нашего дневного светила. Поэтому он считал невероятным обращение столь исполинского небесного тела, как Солнца, вокруг сравнительно маленькой Земли. В конце концов Аристарх пришел к заключению, что в центре вселенной находится не Земля, а Солнце, и что Земля обращается вокруг него в течение года. Вместе с тем он допустил, что Земля, обращаясь вокруг Солнца, в то же время имеет и суточное вращение вокруг оси.

Сообщения целого ряда древних авторов не оставляют сомнения в том, что Аристарх был первым, кто с достаточной ясностью выразил гелиоцентрическое мировоззрение. Так, Плутарх утверждает, что Аристарх «передвигает центр мира: чтобы правильно объяснить небесные явления, он допускал, что небо неподвижно, а Земля, наоборот, движется по наклонному кругу и в то же время вращается вокруг своей оси». Между прочим, Плутарх говорит, что мысль о движении Земли высказана была Аристархом лишь в качестве гипотезы, но якобы доказана была Селевком, жившим в середине II в. до хр. эры. В этом, конечно, нельзя не сомневаться, так как в то время не могли располагать такого рода доказательствами, которые имели бы достаточно убедительный характер.

Чрезвычайно интересно, как Аристарх объяснял, почему при годичном движении Земли вокруг Солнца неподвижные звезды не меняют своего видимого положения. Он говорил, что сравнительно с расстоянием неподвижных звезд от Земли расстояние Солнца от Земли совершенно ничтожно. Как ни велика земная орбита сама по себе, к размерам системы неподвижных звезд она относится так же, как центр круга к его окружности.

Это объяснение вполне удовлетворительно: при колоссальном отдалении неподвижных звезд незначительное перемещение Земли в пространстве не может вызывать видимого перемещения звезд на небосводе. Лаплас справедливо заметил, что уже одна эта мысль доказывает, что у Аристарха было более правильное представление о размерах вселенной, чем у всех других астрономов древнего мира. Важно и то, что Аристарх придерживался также идеи о существовании множества миров и относил Солнце к числу неподвижных звезд. Нельзя поэтому не согласиться с Гумбольдтом, называвшим этого астронома «древним коперниканцем»³. Многие противники Коперника не без основания называли себя «анти-Аристархами».

Учение Аристарха противоречило астрономическим представлениям того времени, и поэтому было встречено возражениями и насмешками. Даже Архимед (287—212 гг. до хр. эры), один из величайших математических гениев древнего мира, не понял учения Аристарха и доказывал, что никакой круг не может казаться точкой и что само учение нелепо. В своем знаменитом сочинении об исчислении песчинок (по-гречески оно называлось «Псаммит») Архимед довольно четко и ясно говорит об учении Аристарха:

«Известно, что большинство астрономов под вселенной понимают сферу, центр которой соответствует центру Земли, а радиус равен прямой линии, соединяющей центр Земли и Солнца. Но Аристарх Самосский в своих «Предположениях», написанных им против астрономов, опровергает это мнение и приходит к заключению, что вселенная должна быть гораздо больших размеров, чем только что указано. А именно, он принимает, что неподвижные звезды и Солнце не меняют своего места в пространстве, что Земля движется по окружности и что центр сферы неподвижных звезд совпадает с центром Солнца. Сфера неподвижных звезд имеет такую величину, что круг, по которому движется Земля, находится в таком же отношении к сфере неподвижных звезд, как центр этого круга к его окружности. Но это, очевидно, невозможно, ибо центр круга не имеет никакой величины и, следовательно, нет никакого отношения центра к окружности. Поэтому надо полагать, что Аристарх хотел сказать, — так как мы все-таки рассматриваем Землю как центр вселенной, — что Земля так относится к тому, что я называл выше вселенной, как сфера, к которой принадлежит круг, описываемый, согласно его допущению, Землей, относится к сфере неподвижных звезд».

Таким образом, Архимед исходил из следующих соображений: объем сферы неподвижных звезд во столько раз больше объема сферы с радиусом земной орбиты, во сколько этот последний объем больше объема земного шара. Не подлежит сомнению, что Аристарх представлял себе центр круга как бы бесконечно малым кругом и этим придавал сфере неподвижных звезд бесконечно большие размеры по сравнению с размерами земной орбиты. Архимед же пытался опровергнуть этот взгляд только на том «основании», что нет никакого отношения точки к кругу. Для вычисления поперечника сферы неподвижных звезд Архимед допустил, что Аристарх под центром земного пути подразумевал самый земной шар и считал окружность Земли в 300 тыс. стадий. На основании своих вычислений он пришел к выводу, что расстояние Солнца от Земли не может быть больше 10 тыс. земных радиусов, а поперечник сферы неподвижных звезд не больше 10 тыс. млн. стадий, т. е. приблизительно лишь в 100 тыс. раз больше поперечника земного шара.

Гелиоцентрическая система мира казалась настолько парадоксальной, противоречащей привычным, геоцентрическим представлениям, что даже такой великий ученый древности, как Архимед, не только не перешел на сторону Аристарха, но и плохо понял его. Неудивительно, что Аристарх, идеи которого не нашли сочувствия у его современников, подвергался гонению со стороны жрецов, обвинявших его в богохульстве. По сообщению Плутарха, реакционер стоик Клеант объявил представление о подвижности Земли и неподвижности звездной сферы преступным и требовал, чтобы Аристарх был предан суду за неверие и безбожие. По словам Плутарха, идея о движении Земли у древних греков считалась идеей безбожной и опасной.

Древние астрономы не пошли по правильному пути, указанному Аристархом. Философ Сенека, живший в I в. хр. эры, говоря о двух противоположных астрономических взглядах, не склоняется ни в ту, ни в другую сторону. «Важно было бы исследовать, — писал Сенека, — мир ли вращается вокруг Земли, которая остается неподвижной, или Земля вертится, тогда как мир стоит. Находятся люди, которые утверждают, что нас несет природа, а мы того совершенно не замечаем, что восход и закат светил происходит не от движения неба, а оттого, что мы сами то восходим, то заходим относительно их восхождения на небесном своде. Эта задача достойна наших размышлений, ибо мы должны знать, в каком состоянии мы находимся: обрекла ли судьба нашу Землю на вечный покой, или же, наоборот, она одарила Землю быстрым движением; заставили ли боги все небесные тела двигаться вокруг нас, или же мы сами около них вращаемся».

Гениальные идеи Аристарха о строении вселенной, связанные с представлением о движении Земли, не получили распространения и оказали очень малое влияние на древних астрономов.

Почти все они продолжали верить, что Земля является если не всем миром, то, по крайней мере, неподвижной основой мира, а небесные светила — это лишь его более или менее важная принадлежность. Что же касается натурфилософов, учивших о пространственной бесконечности вселенной, то они даже не заметили, что это их положение прекрасно гармонирует с утверждением Аристарха о нецентральности Земли во вселенной, о том, что все звезды — это очень удаленные от нас солнца и т. д.

Если система Аристарха и не была совсем забыта, то во всяком случае, никто до Коперника не брался за ее разработку. Она являлась преждевременной, так как слишком опережала физические воззрения своего времени (основанные, главным образом, на аристотелевском противопоставлении «земного» и «небесного») и, следовательно, не имела необходимой опоры. Даже восемнадцать веков спустя при обнародовании ее в значительно развитом виде Коперником она почти никем не была правильно понята: потребовался длинный ряд десятилетий, чтобы осознать ее действительное революционное значение.