Изложение системы мира

Лаплас Пьер Симон

Мы даём здесь очерк истории астрономии. Вы увидите, как астрономия оставалась в течение многих веков в состоянии детства, затем вышла из него и выросла во времена Александрийской школы. Потом остановилась в своём развитии до времён усовершенствования её трудами арабов. Наконец, покинув Африку и Азию, где она зародилась, астрономия утвердилась в Европе, где меньше чем за три века поднялась до высоты, которой достигла в настоящее время. Эта картина прогресса самой величественной из всех естественных наук позволяет простить человеческому уму астрологию, которая с самых древнейших времён везде овладевала слабостью людей, но которую прогресс астрономии навсегда заставил исчезнуть.

Глава I О ДРЕВНЕЙ АСТРОНОМИИ ДО ОСНОВАНИЯ АЛЕКСАНДРИЙСКОЙ ШКОЛЫ

Картина небосвода привлекала внимание первых людей, особенно в тех странах, где ясное небо побуждало их к наблюдению небесных светил. Для земледелия было необходимо различать времена года и знать время их возвращения. Люди не замедлили обнаружить, что восход и заход главных звёзд, когда они погружаются в солнечные лучи или выходят из них, могут служить для этой цели. Почти у всех народов такие наблюдения восходят к тем временам, в которых теряется их происхождение.

Но немногие общие сведения о восходе и заходе звёзд ещё не составляют науку, и астрономия возникла только в эпоху, когда прежние наблюдения были собраны и сравнены между собой, небесные

движения были прослежены с большей тщательностью, чем это делалось до тех пор, и были сделаны первые попытки определения законов этих движений. Движение Солнца по орбите, наклонённой к экватору, движение Луны, причина её фаз и затмений, знакомство с планетами и их обращениями, сферичность Земли и её измерение могли быть предметом этой древней астрономии. Но то немногое, что осталось нам от её памятников, недостаточно для определения времени и объёма их наблюдений. Мы можем судить о глубокой древности астрономии только по астрономическим периодам, дошедшим до нас, периодам, которые предполагают ряд настолько же продолжительных наблюдений, насколько они были несовершенны. Таковы были превратности дел людских, что то из искусств, которое одно только могло надолго сохранить и передать потомству события протёкших веков, — книгопечатание, будучи новейшим изобретением, не оставило нам памяти о первых открывателях, и она полностью утратилась. Великие народы исчезли, не оставив никаких следов своего существования. Большинство наиболее знаменитых городов древности погибли вместе со своими летописями и даже языком, на котором говорили их обитатели. С трудом находим мы место, где был Вавилон. Из стольких памятников искусства и мастерства, украшавших эти города и считавшихся мировыми чудесами, осталось не больше, чем смутное предание и разрозненные обломки, происхождение которых по большей части недостоверно, но величие которых свидетельствует о могуществе народов, воздвигших эти монументы.

Представляется, что практическая астрономия первых времён ограничивалась наблюдением восхода и захода главных звёзд, их покрытий Луной и планетами и затмений. Движение Солнца прослеживалось с помощью звёзд, которые исчезали в свете зари, и по изменению полуденной тени гномонов. Движение планет определяли по звёздам, к которым они приближались при своих перемещениях. Чтобы узнавать все эти светила и их разнообразные движения, небо было разделено на созвездия, и та небесная зона, названная Зодиаком, от которой никогда не отклонялись Солнце, Луна и известные тогда планеты, была разделена на двенадцать следующих созвездий: Овен, Телец, Близнецы, Рак, Лев, Дева, Весы, Скорпион, Стрелец, Козерог, Водолей, Рыбы.

Их назвали знаками, так как они служили для того, чтобы различать времена года. Так, вступление Солнца в созвездие Овна отмечало во времена Гиппарха начало весны. Это светило проходило потом созвездия Тельца, Близнецов, Рака и т.д. Но попятное движение равноденственных точек изменило, хотя и медленно, соответствие созвездий временам года. Да и в эпоху этого великого астронома оно уже сильно отличалось от того, что было установлено при создании Зодиака. Тем не менее астрономия, совершенствуясь и нуждаясь в знаках для указания движения звёзд, продолжала приурочивать, как это делал Гиппарх, начало весны к вступлению Солнца в созвездие Овна. Поэтому тогда начали различать созвездия и знаки Зодиака, которые стали лишь условными символами, служащими для указания движения небесных тел. Теперь, когда стараются всё свести к самым простым обозначениям и выражениям, астрономы начинают отказываться от применения знаков Зодиака и отмечают положения светил на эклиптике через их расстояния от точки весеннего равноденствия.

Названия созвездий Зодиака были даны вовсе не случайно. Они выражали отношения, бывшие предметом большого числа изысканий и попыток систематизации. Некоторые из этих названий представляются относящимися к движению Солнца. Например, Рак и Козерог обозначали попятное движение этого светила во время солнцестояний, а Весы символизировали равенство дня и ночи во время равноденствий. Другие названия кажутся относящимися к земледелию и климату народа, у которого Зодиак зародился. Козерог, или созвездие Козы, представляется более уместным поместить в самую высокую точку солнечного пути, чем в самую низкую. В таком его положении, которое возвращает нас на 15 000 лет назад, Весы находились в точке весеннего равноденствия, и созвездия Зодиака поразительно согласовывались с климатом Египта и с его земледелием. Это согласие существовало бы ещё и теперь, если бы созвездия Зодиака были названы по их восходу в начале ночи, а не но их восходу вместе с Солнцем в начале дня; например, если бы восход Весов в этот момент указывал на начало весны. В этом случае происхождение пояса Зодиака восходило бы только к 2500 годам до н.э., и эта эпоха гораздо лучше, чем упоминавшаяся выше, соответствовала бы тому немногому, что мы знаем о древности наук, и в частности астрономии.

Из всех народов китайцы в своих летописях приводят наиболее древние наблюдения, пригодные для использования в астрономии. Первые затмения, о которых они упоминают, не могут служить для хронологии из-за неясности изложения. Но эти затмения доказывают, что во времена императора Яо, более 2000 лет до нашей эры, астрономия развивалась в Китае как основа для церемоний. Календарь и оповещение о затмениях были важными предметами, ради которых была организована математическая коллегия. Со времени её организации наблюдали полуденные тени гномона во время солнцестояний и прохождение звёзд через меридиан. Время измеряли с помощью клепсидр — водяных часов, и во время затмений определяли положение Луны относительно звёзд, что давало звёздные положения Солнца и солнцестояний. Были построены даже инструменты для измерения угловых расстояний между светилами. Объединив все эти методы, китайцы узнали, что солнечный год приблизительно на четверть суток превышает 365 суток. Они установили начало года в день зимнего солнцестояния. Их гражданский год был лунным, и чтобы привести его к солнечному, они использовали период в 19 солнечных лет, соответствующий 235 лунным месяцам, период, в точности равный тому, который через шестнадцать веков Калипп ввёл в греческий календарь. Их месяц попеременно был равен 29 и 30 дням, а лунный год содержал 354 дня и, следовательно, был на 1174 суток короче их солнечного года. Но в год, когда сумма этих разностей, накопившись, превышала один лунный месяц, они включали ещё один месяц. Экватор они разделили на 12 неподвижных знаков и 28 созвездий, в которых они с большой тщательностью определяли положения солнцестояний. Вместо века китайцы употребляли цикл из 60 лет, а вместо недели — цикл из 60 дней, но этот маленький цикл из 7 дней, употреблявшийся на всем востоке, был им известен с самых давних времён. Деление окружности в Китае всегда было подчинено длине года, так что Солнце проходило один градус в сутки. Но подразделения градуса, суток, веса и всех линейных мер были десятичными. И этот пример, данный нам, по меньшей мере, за четыре тысячи лет народом, наиболее многочисленным на Земле, доказывает, что это деление, которое к тому же даёт столько преимуществ, может стать исключительно популярным.

Первые наблюдения, полезные для

астрономии, были сделаны Чжоу Гуном, память о котором до сих пор почитается в Китае, как об одном из лучших государей, управлявших страной. Брат У Вана, основателя династии Чжоу, он правил империей после его смерти, во время малолетства своего племянника с 1104 по 1098 гг. до нашей эры. Конфуций в Шу цзине — наиболее почитаемой китайцами книге, описывает правителя Чжоу Гуна дающим своему воспитаннику самые мудрые наставления по управлению и морали. Чжоу Гун и его астрономы сделали большое число наблюдений, из которых три, к счастью, дошли до нас и ценны своей глубокой древностью. Два из них — это полуденные длины тени гномона, наблюдённые с большой тщательностью во время зимнего и летнего солнцестояния в городе Лояне. Они дают для наклонности эклиптики в ту древнюю эпоху величину, согласную с теорией всемирного тяготения. Третье наблюдение относится к положению точки зимнего солнцестояния на небе в ту же эпоху. Оно также согласуется с теорией в пределах возможностей, даваемых способами, применявшимися тогда для нахождения столь трудно определяемого элемента. Это замечательное согласие не позволяет сомневаться в достоверности этих наблюдений.

Сожжение китайских книг по приказу императора Цинь Шихуанди около 213 г. до н.э. уничтожило следы древних методов вычисления затмений и многих интересных наблюдений. Чтобы найти наблюдения, которые могут быть полезными астрономии, надо приблизиться к нашему времени примерно на четыре века после Чжоу Гуна и перенестись в Халдею [Вавилон]. Птолемей оставил нам несколько таких наблюдений. Наиболее древние из них — это три затмения Луны, наблюдённые в Вавилоне в 720 и 719 гг. до н.э. и использованные им для определения движения Луны. Несомненно, Гиппарх и он не имели более древних наблюдений, которые были бы достаточно точны, чтобы служить для этих определений, точность которых зависит от интервала времени, разделяющего крайние наблюдения. Это соображение должно уменьшить наше сожаление о потере халдейских наблюдений, которые Аристотель, если верить Порфиру, цитированному Симплициусом, получил в передаче от Каллисфена и которые относились к эпохе, девятнадцатью веками предшествовавшей царствованию Александра [Македонского, 356—323 гг. до н.э.]. Но халдеи не могли бы открыть иначе, чем длинным рядом наблюдений, период в 6585¹/₃ суток, в течение которых Луна делает 223 обращения относительно Солнца, 239 аномалистических обращений и 241 обращение относительно своих узлов. Они прибавляли 4/135 окружности, чтобы получить сидерическое движение Солнца в этом интервале, что предполагает сидерический год равным 365¹/₄ суткам. Птолемей, сообщая об этом периоде, приписывает его определение более древним математикам. Но астроном Геминус, современник Суллы, указывает, что этот период был найден халдеями, и объясняет способ, с помощью которого они вывели суточное движение Луны, и метод, использованный ими для вычисления лунной аномалии. Его свидетельство не составляет сомнений, если учесть, что халдейский сарос — период в 223 лунных месяца, приводящий Луну в её исходное положение относительно её узлов, её перигея и Солнца, составляет часть упоминавшегося периода. Таким образом, затмения, наблюдённые в такой период, дают простой способ предсказать те затмения, которые должны произойти в следующие периоды. Этот период и остроумный способ, каким халдеи вычисляли главное лунное неравенство, привели к необходимости проведения большого числа искусно сравнённых между собой наблюдений. Они представляют собой наиболее достопримечательный астрономический памятник, созданный до основания Александрийской школы. Вот что достоверно известно об астрономии народа, считавшегося в древности наиболее сведущим в науке о небесных светилах. Взгляды халдеев на систему мира были очень неопределёнными, как это и должно было быть в отношении предмета, который не был ещё прояснён ни наблюдениями, ни теорией. Впрочем, некоторые из их философов, более счастливые, чем другие, или руководимые более здравыми суждениями о порядке и необъятности вселенной, думали, что кометы, так же как и планеты, движутся, управляемые вечными законами.

Мы имеем очень мало достоверных сведений об астрономии египтян. Точное направление граней их пирамид относительно сторон света говорит о том, что они были искусными наблюдателями. Но никакие наблюдения, сделанные ими, до нас не дошли. Удивительно, что астрономы Александрии были вынуждены обращаться к халдейским наблюдениям — либо потому, что память о египетских наблюдениях к тому времени была потеряна, либо из-за того, что египтяне не хотели поделиться ими из чувства зависти, которое могло быть порождено благосклонностью монархов к школе, этими монархами основанной. В предыдущую эпоху репутация их жрецов привлекла первых философов из Греции. Фалес, Пифагор, Евдокс и Платон позаимствовали у них знания, которыми обогатили свою родину. Вероятно, что школа Пифагора была им обязана некоторыми здравыми идеями, которые она высказывала о строении мира. Макробий определённо приписывает египтянам мысль о движении Меркурия и Венеры вокруг Солнца. Их гражданский год содержал 365 дней, он был разделён на 12 месяцев по 30 дней, и в конце года они прибавляли 5 дополнительных дней — эпагоменов. Но, по проницательному замечанию г-на Фурье, наблюдение предсолнечных восходов самой яркой звезды — Сириуса — показало им, что возвращение восхода этой звезды каждый год запаздывало на четверть суток. На основании этого они ввели сотический период в 1461 год, который приводил приблизительно к одним и тем же временам года их месяцы и праздники. Этот период возобновился в 139 г. н.э. Если, как всё на это указывает, ему предшествовал подобный же период, начало этого более раннего периода восходило к эпохе, в которую, как с вероятностью можно предположить, египтяне дали названия созвездиям Зодиака и основали свою астрономию. Они заметили, что за 25 их лет было 309 возвращений Луны к Солнцу, что даёт очень точное значение длины месяца. Наконец, из того, что нам осталось от их Зодиаков, видно, что они тщательно наблюдали положение солнцестояний в зодиакальных созвездиях. Как сообщает Дион Кассий, неделей мы обязаны египтянам. Этот период основан на самой старой астрономической системе, помещавшей Солнце, Луну и планеты в таком порядке по расстояниям от Земли, начиная с самого большого: Сатурн, Юпитер, Марс, Солнце, Венера, Меркурий, Луна. Последовательные части ряда дней, делённых на 24 части каждый, были посвящены в том же порядке этим светилам. Каждый день получал название от светила, соответствовавшего его первой части. Неделю мы находим и в Индии, у браминов, с нашими названиями; и я убедился в том, что дни, одинаково названные ими и нами, соответствуют одним и тем же физическим моментам. Этот период, бывший в употреблении у арабов, у евреев, у ассирийцев и на всем Востоке, возобновлялся беспрерывно и неизменно, проходя через смену веков и государств. Среди стольких различных народов невозможно узнать, кто его придумал. Мы только можем утверждать, что недельный период является самым древним памятником астрономических знаний. Так как египетский гражданский год заключал в себе 365 дней, легко видеть, что, если давать каждому году название его первого дня, названия этих лет всегда будут названиями дней недели. Так должны были сформироваться семилетние периоды, которые мы видим в употреблении у евреев, но которые, несомненно, принадлежали народу, у которого год измерялся по Солнцу и имел 365 дней.