Изложение системы мира

Лаплас Пьер Симон

Глава III ОБ АСТРОНОМИИ С ПТОЛЕМЕЯ ДО ЕЕ ВОЗРОЖДЕНИЯ В ЕВРОПЕ

Работами Птолемея завершается развитие астрономии Александрийской школы. Эта школа существовала ещё пять веков, но последователи Птолемея ограничивались комментированием его работ, ничего не прибавляя к его теориям, и почти все явления, происходившие на небе за время, большее шести столетий, не имели наблюдателей. Рим, долго бывший обителью добродетелей, славы и литературы, не сделал ничего полезного для науки. В этой республике увлечение ораторским искусством и военными доблестями увлекло все умы. Науки, не доставляя никаких преимуществ, находились в пренебрежении среди завоеваний, совершать которые Рим толкало тщеславие, и внутренних раздоров, перешедших в конце концов в гражданские войны, в которых его тревожная свобода погибла и сменилась грозным деспотизмом его императоров. Распад империи, неизбежное следствие её слишком большой протяжённости, привёл её к упадку; и светоч знаний, потушенный нашествиями варваров, зажёгся вновь только у арабов.

Этот народ, экзальтированный фанатизмом новой религии, после того, как его могущество и эта религия распространились на большую часть Земли, едва успев отдохнуть в мире, с жаром отдался наукам. Около

середины VIII в. калиф аль-Мансур особенно поощрял астрономию. Но среди арабских правителей, отличавшихся своей любовью к наукам, история упоминает главным образом аль-Мамуна из семьи Абассидов, сына знаменитого Гарун аль-Рашида. Аль-Мамун правил в Багдаде в 814 г. Победив греческого императора Михаила III, он потребовал, как одно из условий мира, чтобы ему передали лучшие книги Греции. «Альмагест» оказался в их числе. Он приказал перевести его и распространил таким образом среди арабов астрономические знания, прославившие Александрийскую школу. Чтобы развить их далее, он пригласил избранных астрономов, которые, сделав большое число астрономических наблюдений, опубликовали новые таблицы Солнца и Луны, более совершенные, чем таблицы Птолемея, и в течение долгого времени известные на Востоке под названием «Исправленных таблиц». В этих таблицах солнечный перигей имеет правильное положение, а уравнение центра Солнца, слишком большое у Гиппарха, приведено к его истинной величине. Но это уточнение сделалось источником ошибок в вычислениях затмений, где годичное движение Луны частично исправляло неточность уравнения центра Солнца, принятого этим астрономом. Продолжительность тропического года точнее, чем у Гиппарха, но всё же слишком коротка, приблизительно на 2 мин. Эта ошибка вызвана тем, что авторы «Исправленных таблиц» сравнивали свои наблюдения с наблюдениями Птолемея. Ошибка была бы близкой к нулю, если бы они для сравнения использовали наблюдения Гиппарха. По этой же причине они несколько преувеличили прецессию равноденствий.

Аль-Мамун повелел в обширной равнине Месопотамии с большой тщательностью измерить земной градус, который оказался равным 200 500 чёрных локтей. Это измерение содержит такую же неопределённость, как и измерение Эратосфена в отношении длины использованной меры. Все эти измерения могли бы нас теперь заинтересовать только возможностью узнать эти меры, но погрешности, сопровождавшие в то время подобные операции, не позволяют извлечь из них эту выгоду, которую могут дать только точные, современные измерения, с помощью которых всегда можно будет восстановить наши меры, если с течением времени их эталоны изменятся.

Поощрение, оказанное астрономии аль-Мамуном и его преемниками, способствовало появлению большого числа очень достойных уважения арабских астрономов, среди которых выдающееся место занимает аль-Батани. Этот арабский принц делал свои наблюдения в Аракте около 880 г. Его трактат «Наука о звёздах» содержит множество интересных наблюдений и главные элементы солнечной и лунной теорий. Они очень мало отличаются от элементов, полученных другими астрономами аль-Мамуна. Его работа долгое время была единственным арабским трудом по астрономии, и ему приписали полезные изменения, внесённые в элементы таблиц Птолемея. Но драгоценный фрагмент, извлечённый из «Астрономии» Ибн-Юнуса и любезно переведённый по моей просьбе г-ном Коссеном, показал нам, что эти изменения были введены авторами «Исправленных таблиц». Кроме того, он дал нам точные и пространные сведения об арабской астрономии. Ибн-Юнус, астроном египетского калифа Хакема, занимался наблюдениями в Каире около 1000 г. Он написал большой труд по астрономии и составил знаменитые на Востоке, благодаря их точности, таблицы небесных движений; эти таблицы, по-видимому, послужили основой таблиц, составленных позже арабами и персами. В этом фрагменте, начиная с века аль-Мансура до времён Ибн-Юнуса, мы видим длинный ряд наблюдений затмений, равноденствий, солнцестояний, соединений планет и покрытий звёзд, наблюдений, очень важных для улучшения астрономических теорий, позволивших узнать вековое уравнение Луны и проливших свет на большие изменения в системе мира. Эти наблюдения составляют лишь малую часть из огромного числа сделанных арабскими астрономами.

Арабы обнаружили неточность птолемеевых наблюдений равноденствий и, сравнив свои наблюдения как между собой, так и с наблюдениями Гиппарха, установили с большой точностью длину года. Длина года, выведенная Ибн-Юнусом, не превышает даже на 13 с нашу, которую она должна была превышать на 5 с. По его работе и по названиям нескольких рукописей, хранящихся в наших библиотеках, можно думать, что арабы специально занимались улучшением астрономических инструментов. Труды, которые они оставили, доказывают, что они считали этот предмет важным, и это обеспечило правильность их наблюдений. Особое внимание они уделяли измерению времени с помощью клепсидр, гигантских солнечных часов и даже по качаниям маятника. Несмотря на это, их наблюдения затмений представляются почти столь же неточными, как наблюдения халдеев и греков, а их наблюдения Солнца и Луны далеки от того, чтобы превзойти наблюдения Гиппарха настолько, чтобы это компенсировало преимущества, даваемые промежутком времени, отделяющим нас от этого великого наблюдателя. Деятельность арабских астрономов, ограничивавшихся наблюдениями, не распространялась на поиски новых неравенств. В этом они ничего не прибавили к гипотезам Птолемея. То живое любопытство, которое привлекает нас к явлениям до тех пор, пока не станут хорошо известными их причины и законы, характеризует лишь современных европейских учёных.

Персы, долгое время подчинённые тем же правителям, что и арабы, и исповедывавшие ту же религию, около середины XI в. сбросили иго калифов. В эту эпоху стараниями астронома Омара Хайама их календарь получил новую форму, основанную на остроумном включении восьми високосных годов в 33-летний период, включении, которое в конце прошлого века Доминико Кассини предложил как более точное и простое, чем григорианское, не ведая, что персы уже давно его применяли. В XIII в. Хулагу, один из их властителей, собрал в Мараге наиболее образованных астрономов и приказал построить там великолепную обсерваторию, директором которой назначил Насирэддина. Но ни один правитель из этой нации не отличался такой страстью к астрономии, как Улугбек, которого надо отнести к числу наиболее великих наблюдателей. Он сам составил в Самарканде,

столице его государства, новый каталог звёзд и самые лучшие астрономические таблицы из всех, составленных до Тихо Браге. В 1437 г. с помощью огромного инструмента он измерил наклонность эклиптики. И его результат после учёта влияния рефракции и исправления ошибочно внесённого параллакса дал эту наклонность, большую, чем в начале нашего века, что подтверждает её последовательное уменьшение.

Летописи Китая дали нам самые древние астрономические наблюдения. А двадцатью четырьмя веками позднее они же дают нам наиболее точные наблюдения, какие были сделаны до возрождения астрономии и даже до применения телескопов с квадрантами. Мы видели, что астрономический год в Китае начинался с зимнего солнцестояния и что для установления его начала наблюдали полуденные тени гномона около солнцестояний.

Гобиль, один из наиболее знающих и рассудительных иезуитских миссионеров, посланных в эту империю, познакомил нас с рядом наблюдений такого рода, продолжавшихся с 1100 г. до н.э. по 1280 г. н.э. Они с очевидностью указывают на уменьшение наклонности эклиптики, которое в этом длинном интервале было равно одной тысячной окружности. Цзу Чун-чжи, один из наиболее искусных китайских астрономов, сравнивая наблюдения, сделанные им в Нанкине в 461 г., с теми, которые были сделаны в Лояне в 173 г., определил величину тропического года более точно, чем это сделали греки и даже астрономы аль-Мамуна. Оп нашёл его равным 365.24282 суток, почти таким же, как Коперник. В то время как Хулагу способствовал процветанию астрономии в Персии, его брат Хубилай, основавший в 1271 г. династию Юань, оказывал такое же покровительство астрономии в Китае. Он назначил главой математической коллегии Го Шоуцзина, первого из китайских астрономов. Этот великий наблюдатель приказал сделать гораздо более точные инструменты, чем те, которые были в употреблении до него. Самым ценным из них был гномон в 40 китайских футов, оканчивавшийся медной пластинкой с отверстием диаметром в толщину иглы. От центра этого отверстия он считал высоту гномона. Он измерял тень до центра изображения Солнца. Он говорил: «До сих пор наблюдали только верхний край Солнца, и было трудно различить конец тени. Кроме того, гномон в восемь футов, которым постоянно пользовались, слишком короток. Эти соображения привели меня к употреблению гномона в сорок футов и к наблюдению центра изображения». Гобиль, у которого мы взяли эти подробности, сообщил нам некоторые из этих наблюдений, сделанных с 1277 по 1280 гг. Они ценны благодаря своей точности и неоспоримо доказывают уменьшение наклона эклиптики и эксцентриситета земной орбиты с той эпохи до наших дней. Го Шоуцзин в 1280 г. с замечательной точностью определил положение точки зимнего солнцестояния относительно звёзд. Он совмещал его с апогеем Солнца, что имело место 30 годами раньше. Принятая им величина года в точности равна нашему григорианскому году. Китайские методы вычисления затмений хуже арабских и персидских. Несмотря на частые встречи с ними, китайцы не использовали знаний, приобретённых этими народами. Они распространяли даже на астрономию свою постоянную приверженность древним обычаям.

История Америки, до её завоевания испанцами, сохранила нам некоторые следы астрономии, так как самые элементарные представления об этой науке у всех народов были первыми плодами их цивилизации. Мексиканцы вместо недели использовали небольшой период в 5 дней, их месяцы были по 20 дней, и 18 таких месяцев составляли год, начинавшийся в день зимнего солнцестояния. К нему они прибавляли 5 дополнительных дней. Есть основания считать, что они составляли большой цикл из 104 лет, в который вставляли 25 дополнительных дней. Это предполагает продолжительность тропического года, более соответствующую истинной, чем у Гиппарха, и примечательно, что она почти такая же, как у астрономов аль-Мамуна. Перуанцы и мексиканцы тщательно наблюдали тени гномона в солнцестояниях и равноденствиях. Для этой цели они построили даже колонны и пирамиды. Однако, если учесть трудность столь точного определения длины года, склоняешься к мысли, что это не их работа и что это определение пришло к ним из Старого Света. Но от какого народа и каким способом они её получили? Почему, если оно было им передано через Северную Азию, у них было деление времени, столь отличающееся от употреблявшегося в этой части света? Эти вопросы, по-видимому, невозможно разрешить.

В многочисленных рукописях, хранящихся в наших библиотеках, есть много древних, ещё не известных нам наблюдений, которые могли бы пролить свет на астрономию и, в особенности, на вековые неравенства небесных движений. Их изучение должно привлечь внимание учёных, знакомых с восточными языками, потому что большие изменения в системе мира не менее интересно знать, чем перевороты в истории государств. Последующие поколения, которые смогут сравнить длинный ряд очень точных наблюдений с теорией всемирного тяготения, воспользуются их согласием гораздо лучше нас, кому древние времена оставили чаще всего лишь ненадёжные наблюдения. Но эти наблюдения, подвергнутые здоровой критике, смогут, хотя бы частично, компенсировать своим количеством ошибки, которым они подвержены, и возместить нам недостаток точных наблюдений, подобно тому, как в географии, чтобы установить положение места, дополняют иногда астрономические наблюдения, сравнивая между собой сообщения разных путешественников. Таким образом, хотя общая картина имеющихся наблюдений с самой глубокой древности до наших дней и очень несовершенна, всё же в ней весьма явственно замечаются изменения эксцентриситета земной орбиты и положений её перигея, вековые движения Луны по отношению к её узлам, её перигею и к Солнцу и, наконец, изменения элементов планетных орбит. Особенно заметно последовательное уменьшение наклонности эклиптики в течение почти трёх тысяч лет, получаемое путём сравнения наблюдений Чжоу Гуна, Пифея, Ибн-Юнуса, Го Шоуцзина и Улугбека с современными.

Глава IV ОБ АСТРОНОМИИ В СОВРЕМЕННОЙ ЕВРОПЕ

Современная Европа обязана первыми лучами света, рассеявшими мрак, окружавший её больше двенадцати веков, главным образом арабам. Они достойно передали нам сокровища знаний, полученные ими от греков, которые сами были учениками египтян. Но по роковому стечению обстоятельств у всех этих народов накопленные знания исчезли после того, как они их передали другим.

Уже давно деспотизм, охвативший своим варварством прекрасные страны, бывшие колыбелью наук и искусств, изгладил даже воспоминание о науках и искусствах, вплоть до имён великих людей, которые их прославили.