Системы мира (от древних до Ньютона)

После того как весь мир стал представляться сферой, был сделан дальнейший шаг: появились идеи о том, что Земля не плоский диск и не цилиндр, а шар. Ведь если Земля плоска, то горизонт должен быть во всех местах один: и тот же, а вследствие этого вид звездного неба всюду должен быть одинаковым, а земные предметы с любой, точки должны быть видны целиком сверху до низу. А между тем греческие мореплаватели заметили, что звезды, поднимающиеся над южной частью горизонта на берегах Африки, совсем не видны на берегу Черного моря, т. е. в северных странах; это указывало на то, что Земля имеет кривую поверхность, что направление горизонта в разных местах различно. Вместе с тем греки, проживавшие на островах и плававшие по морям, не могли не обратить внимание на то, что при приближении к берегу, сначала показываются верхушки высоких предметов (гор, кораблей, зданий и т. д.), затем средние и наконец нижние; это вело к мысли, что должна существовать выпуклость Земли, заслоняющая от нас нижние части предметов.

Когда была установлена шарообразность Земли, возник вопрос о ее размерах, и этот вопрос впервые был решен, и притом поразительно просто, Эратосфеном (276–196 до хр. эры). Этот замечательный александрийский ученый нашел, что в день летнего солнцестояния в Александрии, в полдень, Солнце отстояло от зенита, от высшей точки неба, на 7.2°, т. е. почти на одну пятидесятую окружности- небесного меридиана, между тем как южнее, в Сиенне (теперь здесь город Ассуан), в то же время отвесные предметы совершенно не давали тени и Солнце освещало дно колодцев, т. е. там Солнце стояло как раз в зените, прямо над головой. Эратосфен знал, кроме того, что эти два города отстоят друг от друга на расстоянии в 5 000 стадий, и поэтому он заключил, что это расстояние составляет одну пятидесятую часть окружности земного шара, т. е. для величины всей окружности Земли получается 250 000 стадий. Но была стадия греческая и стадия египетская и они значительно различаются между собой (157V2 и 185 метров). Думают, что измерения Эратосфена сделаны в греческих стадиях, так что окружность Земли у него оказалась равной 39 690 км, — это с точностью до одного процента совпадает с современными измерениями (ошибка возрастает почти до 20 процентов, если принять египетскую стадию).

Выдвинув представление о сферической форме небесного свода, Ионийская философская школа в лице Анаксимандра сделала первый шаг по пути отрешения от кажущихся, видимых впечатлений. При этом особенно важно то, что один из наиболее замечательных представителей этой школы, Анаксагор (500–428 до хр. эры), совершенно отвергал мысль о прикреплении небесных светил к твердому, хрустальному небесному своду. Звезды он считал состоящими из той же материи, что и Земля, т. е. каменными массами, причем одни из них накалены и светят, а другие холодны и темны. В связи с этой идеей о единстве земной и небесной материи Анаксагор говорил, что Солнце состоит из расплавленного вещества, похожего на земное вещество. В подтверждение этого Анаксагор приводил в пример падающие с неба метеориты. Он описал один «небесный камень», упавший в его время во Фракии и равный по величине мельничному жернову. Он полагал, что этот кусок железа, упавший при дневном свете на Землю, ведет свое происхождение от Солнца и доказывает, что дневное светило состоит из раскаленного железа.

Фиг. О. Определение окружности Земли по Эратосфену. В момент наблюдения, произведенного Эратосфеном, лучи Солнца в точке S — Сиене — направлены к центру Земли, вследствие чего вертикально поставленный стержень не отбрасывает тени. В это же время в точке А—Александрии — солнечные лучи образуют с направлением к центру Земли АО угол а, равный 7.2°, т. е. соответствующий 1 /50 окружности. В виду параллельности солнечных лучей угол а равен углу Ь, а последний соответствует дуге AS, равной расстоянию между обоими городами и составляющей 1/50 окружности Земли.

Анаксагор говорил, что по своей величине Солнце во много раз больше, чем весь Пелопонес, а Луна приблизительно равна Пелопонесу. Луна настолько велика, что на ней умещаются горы и долины, причем подобно Земле она является местопребыванием живых существ; свой свет это темное тело получает от Солнца. Характерно при этом, что на вопрос: если небесные тела подобно земным телам тяжелы, то почему не падают на Землю? — Анаксагор отвечал, что причина этого заключается в их круговом движении около Земли. Значит, с точки зрения этого мыслителя, небесные тела не падают на Землю потому, что их круговое движение имеет перевес над силой падения, влекущей тела вниз. В связи с этим он сравнивал движение Луны вокруг Земли с движением камня в праще, быстрое вращение которой уничтожает стремление камня упасть на Землю (это, вероятно, древнейшее дошедшее до нас понятие о центробежной силе).