Преподаватель который помогает студентам и школьникам в учёбе.

Реферат на тему: Научная картина мира Птолемея и Коперника

Содержание:

Введение

Каждый человек с незапамятных времен стремится познать себя и окружающую его действительность. Огромное количество людей посвятили себя поиску ответов на вопросы о строении, происхождении и развитии мира, посвятили себя изучению Вселенной и ее законов.

Астрономия - одна из древнейших наук, восходящая ко 2 тысячелетию до нашей эры. е. В Вавилоне и Египте проводились многолетние систематические наблюдения за движением Солнца, Луны и планет, устанавливалась частота лунных и солнечных затмений. Однако люди того времени считали, что Земля плоская, поддерживается тремя китами и покрыта выпуклой крышкой.

Впервые древнегреческий ученый Пифагор пришел к выводу, что Земля имеет сферическую форму еще в VI веке. BC e. Почти все древнегреческие ученые считали, что Земля - это центр мира, а все остальные небесные тела вращаются вокруг нее. Такая система мира называется геоцентрической системой мира. Такая система была разработана Евдоксом и Аристотелем и усовершенствована александрийским астрономом К. Птолемеем во II веке нашей эры. э., поэтому ее часто называют птолемеевой системой мира. Геоцентрическая система мира была общепризнанной уже почти полторы тысячи лет.

Представление Н. Коперника о Солнечной системе стало революционным открытием в астрономии и по сей день является основой для дальнейшего изучения Вселенной. Поэтому тема Гелиоцентрическая система мира Коперника остается актуальной уже почти 5 веков.

Создание гелиоцентрической системы мира

На протяжении многих веков, априори принимая геоцентрическую систему мира за правильность, они редко задумывались о возможности иного устройства мира. Аристарх Самосский в 3 веке до н.э. высказал свои предположения против центрального положения Земли. BC e. На основании астрономических наблюдений он установил, что расстояние до Солнца намного больше, чем расстояние до Луны. Он считал, что Солнце находится в центре мира, что видимое движение небесных тел объясняется вращением Земли вокруг своей оси и вращением Земли и планет вокруг Солнца. Однако эта модель была отвергнута по религиозным причинам, и, названный атеистом, Аристарх был изгнан из Александрии. В атмосфере упадка науки религиозные обвинения привели к тому, что астрономы и физики, даже если они были сторонниками теории Аристарха, старались воздерживаться от публичных заявлений, что привело к забвению такой модели мира. После этого геоцентрическая теория Птолемея надолго утвердилась.

Николай Коперник произвел революцию в научных представлениях о структуре Вселенной в 16 веке, опубликовав книгу под названием О кругах небесных кругов. Коперник показал, что тяжесть наблюдаемых движений небесных тел легко объясняется гелиоцентрической системой мира (от греч. Helios - Солнце). Коперник поместил Солнце в центр мира, вокруг которого движутся планеты, включая Землю с ее единственным настоящим спутником, Луной. На большом расстоянии от планет находилась сфера постоянных звезд. Вывод об огромной удаленности этой сферы был продиктован самим гелиоцентрическим принципом. Итак, Копернику удалось совместить гелиоцентризм с очевидным отсутствием параллакса у звезд. Это было одним из существенных возражений Аристотеля против идеи движения Земли.

В своей книге Коперник старался не касаться крайне скользких богословских вопросов. Он придал презентации такой характер, что значительную часть книги можно было прочесть, не замечая содержащегося в ней нового учения о Земле, планетах и Солнце. Коперник совершенно ясно осознавал важные последствия, проистекающие из его системы мира по отношению ко всему мировоззрению, принятому в его эпоху, и что поначалу лишь немногие могли оценить его идеи. Он знал, что эти идеи вызовут противодействие со стороны церкви, и поэтому надолго откладывал публикацию готового произведения. Он даже думал, не публикуя свою работу, а передать свое учение узкому кругу людей, которые сохранят его и передадут потомкам как традицию. Только в 1542 году, за год до смерти, семидесятилетний Коперник решил опубликовать свое произведение. Книга была напечатана в Нюрнберге в мае 1543 года, сразу после того, как изданный папский указ запретил печатать, читать и продавать книги, не прошедшие одобрение индексной конгрегации запрещенных книг, то есть инквизиторской цензуры.

Мировая система Коперника

Николай Коперник родился в 1473 году в польском городе Торне. Сын богатого купца, он получил всестороннее образование в лучших университетах того времени. Затем, в 1505 году, он вернулся на родину в небольшой городок Фрауэнбург и принял пост каноника (духовного чиновника при епископе для управления церковными делами). Благодаря этому положению он был достаточно обеспечен, и у него было много свободного времени для научных занятий. Однако, хотя Коперник принадлежал к духовенству, он не был священником и не совершал церковных служб.

Коперник был врачом, правоведом и опытным инженером. Но главным делом своей жизни он считал астрономические исследования и все свободное время посвящал наблюдениям за небесными телами и астрономическим расчетам. Он, как и многие ему подобные, пытался понять: как устроен мир? В поисках ответа на этот вопрос он пришел к созданию новой системы астрономии, целиком основанной на концепции движения Земли.

Со стороны священников было предпринято множество попыток дискредитировать идеи Коперника. Прибегали в первую очередь к злобным и грубым насмешкам. Некоторые шутили, что этот астроном много пьет, потому что только у очень пьяных людей Земля крутится под ногами. Дошло до того, что некий драматург написал комедию о Копернике; в 1531 году в Эльбинге, недалеко от Фрауэнбурга, перед престарелым Коперником была разыграна комедия, в которой учение о движении Земли и автор этого учения были представлены в клоунской форме.

Коперник не обращал внимания на проделки священника, он спокойно и спокойно продолжал развивать свое учение и до последних дней своей жизни стойко держал свою позицию. Он, несомненно, был одним из тех великих ученых, которые боролись с устаревшими идеями и заложили основы новой науки.

Подобно большинству естествоиспытателей в Древней Греции, Коперник представлял Вселенную как замкнутое пространство, ограниченное сферой звезд, каждая из которых неподвижна на своем месте. Он считал истинные движения небесных тел однородными и круговыми. Попытка добиться строгого выполнения основных принципов движения небесных тел, провозглашенных Платоном и одобренных Аристотелем, - его равномерной круговой природы, которая была явно нарушена в системе Птолемея введением экванта, была для Коперника в его собственные слова, стимул к поиску других способов описания движения небесных тел. Но другим, несравненно более важным с точки зрения дальнейшего развития науки, стимулом к пересмотру и отказу от теории Птолемея было для Коперника желание восстановить утраченную логическую простоту и гармонию планетарной теории.

В ту эпоху сосуществовали несколько моделей движения небесных тел. И все они опирались на принцип геоцентризма. В этих теориях движение планет было представлено с использованием нескольких одинаковых неоднозначных математических моделей. Для объяснения петель для каждой планеты предполагалось, помимо движения по отклоняющемуся, движение по своей собственной группе эпициклов, которые, вообще говоря, никак не связаны с эпициклами и отклонением для другой планеты. Она была слишком сложной, и поэтому Коперник видел в такой модели несовершенство, более того, указание на фундаментальную несостоятельность теории Птолемея. В нем не было единого принципа, который мог бы объяснить, по крайней мере, основные законы движения планет. Коперник пришел к выводу, что теория Птолемея и другие подобные геоцентрические схемы (в том числе гомоцентрические) были в основном ложными. Они нарушили основной принцип, известный древним грекам: природа не терпит лишнего.

Для Коперника этот принцип был более глубоким проявлением гармонии мира, выражавшимся в стремлении объяснить большее количество следствий и явлений меньшим числом причин. Такая единственная причина могла, согласно Копернику, раскрыть общий мировой порядок, так сказать симметрию Вселенной. В то же время теория Птолемея не претендовала на то, чтобы быть ничем иным, как простым описанием видимых угловых смещений небесных тел. Для Коперника главный недостаток геоцентрических систем мира заключался в том, что они не могли определять форму мира и точную пропорциональность его частей.

В таких утверждениях Коперник отмечал главную особенность Птолемеев и других подобных систем - их условный, модельный характер и их ограниченность узко практическими целями. Эти теории позволяли рассчитывать только направления к небесным светилам, не пытаясь выявить истинное расстояние и местоположение в космосе. Птолемей даже не пытался решить две последние проблемы, считая их неразрешимыми. Коперник, учитывая физические характеристики небесных тел - уже во вступительных главах своей работы - показывает свое отношение к своей теории как к теории реального устройства планетной системы и всей Вселенной.

Коперник упоминает идеи древнегреческих философов Филолая и Хикетаса как источник основной идеи другого, не геоцентрического способа описания видимого движения планет. Это была идея подвижности Земли, вращающейся вокруг неподвижного в космосе тела, находящегося в центре мира. Коперник принял за это тело солнце. Идея относительной природы движения, которую он усвоил и развил, помогла ему принять гелиоцентризм. Кинематический принцип относительности, известный грекам еще в древности, снова стал возрождаться как основа для понимания структуры окружающей Вселенной уже в трудах отдельных философов средневековья. Именно на этом основывалась основная идея многих мыслителей - о возможности объяснения основных астрономических явлений - смены дня и ночи и движения звездной сферы (скорость которой, учитывая ее и без того огромные размеры оказался фантастически высоким) - по подвижности Земли, по ее вращению. Но взяться за серьезное обоснование этой идеи на основе астрономического материала никто не решился.

Подобно Птолемею, Коперник считал неравномерное петлевидное движение планет, неравномерное движение Солнца лишь видимым эффектом. Он считал, что причиной такого эффекта было движение самого наблюдателя, тем самым избавившись от выделения и совмещения движений по условным вспомогательным окружностям. Поэтому он предположил, что наблюдение ведется с движущейся Земли. Это предположение о подвижности Земли стало основным принципом в системе Коперника. Он попытался обосновать это рядом физических и логических соображений.

Вторым предположением было принятие идеи - центрального положения Солнца в мировой системе. Стоит отметить, что принятие подвижности Земли вовсе не обязательно следует из неподвижности и центрального положения Солнца во Вселенной. Коперник занял центральное положение Солнца, подчеркнув его положение во Вселенной, имея свои особые причины - кинематические и физические.

Коперник обратил внимание на особую роль Солнца, которая уже нашла отражение в ряде характерных закономерностей в модели Птолемея. Планеты в нем по свойствам своего движения как бы разделены Солнцем на две группы - ближние (ближе к Земле, чем к Солнцу) и дальние. Чтобы описать видимое движение каждой планеты в виде комбинации кругов, обязательно был один круг с годом, как у Солнца, период движения по нему. Для далеких планет это был первый или главный эпицикл, для ближайших планет он отличался. Более того, Меркурий и Венера обычно сопровождали Солнце все время, только совершая колебательные движения вокруг него. Одним из основных физических оснований отождествления Солнца были общепринятые к тому времени оценки его размеров - в сотни раз больше Земли по объему.

Коперник отметил, что Капелла также предполагала, что Меркурий и Венера вращаются не вокруг Земли, а вокруг Солнца. Коперник писал: Если мы воспользуемся этим и возьмем тот же центр для Сатурна, Юпитера и Марса, обращая внимание на большую протяженность их орбит, окружающих не только орбиту Меркурия и Венеры, но и путь Земли, то это может объяснить их движения... Известно, что Сатурн, Юпитер и Марс всегда ближе к Земле, когда они восходят вечером, то есть в то время, когда они приходят в оппозицию с Солнцем, другими словами, когда Земля стоит между ними и Солнцем. Когда они заходят вечером, они находятся дальше всего от Земли, то есть когда Солнце находится между ними и Землей. Это служит убедительным доказательством того, что центром их вращения является Солнце, которое служит центром орбит Венеры и Меркурия. А поскольку все названные планеты имеют один центр, то остается так, что в свободном пространстве между Венерой и Марсом помещается орбита Земли, сопровождаемая Луной. Несомненно, ближайшая к Земле Луна никак не может быть удалена от нее, даже потому, что в этом пространстве для нее вполне достаточно места. Поэтому мы не боимся утверждать, что все, что охватывает сферу обращения Луны, вместе с центром этой сферы - Землей, описывает между планетами вокруг Солнца в течение года тот большой круг, в центре которого находится центр Вселенной находится, то есть неподвижное покоящееся Солнце. И все, что ранее объяснялось движением Солнца, можно объяснить движением Земли.

Все же признаю в XVI в. подвижность Земли, лишившая ее положения центра мира, настолько противоречила общепринятому здравому смыслу, что сам Коперник, как отмечалось ранее, попытался смягчить впечатление своего нововведения. Он сделал большой акцент на том, что, поскольку размер звездной сферы и ее удаленность от планет колоссальны, вся система планет вместе с движущейся сейчас Землей находилась практически в центре этой Вселенной.

В свое время Птолемей (а до него даже Гиппарх), введя эксцентрики для более точного отражения неравномерности видимого движения небесных тел, уже лишил Землю ее статуса единственного центра всех революций, которым она обладала в Аристотелевской теории. Вселенная. Коперник не мог избавиться от такого множества центров обращения. Однако он попытался восстановить в чистом виде принцип единообразия небесных движений, что привело к отказу от идеи экванта. Он также сохранил идею кругового движения, что впоследствии привело к некоторым затруднениям в описании, но в те времена альтернативы просто не было. Таким образом, Коперник сделал значительный шаг назад, как выяснилось, правда, только в свете открытий Кеплера.

Принцип круговых равномерных движений заставил Коперника сохранить несколько десятков эпициклов в гелиоцентрической системе для достаточно точного описания движения планет, из-за чего теория Коперника в расчетах была не намного проще птолемеевской и практически не отличалась от нее. в точности определения положения планет на длительный период времени. На основе расчетов Коперника его ученики и последователи составили таблицы будущего положения небесных тел, и они были достаточно точными, но это объяснялось не введением гелиоцентрического принципа системы, а более развитым ( по сравнению с 13 веком) математический аппарат вычислений. Эти таблицы, как и их предшественники, вскоре неизбежно расходились с наблюдениями. Этот факт даже охладил первоначальный энтузиазм по поводу теории Коперника среди тех калькуляторов, которые ожидали от нее немедленных практических выгод.

Учение Коперника, как и ожидалось, получило резко отрицательную оценку со стороны католической церкви, так как оно прямо противоречило тексту Библии и переносило человека из центра Вселенной на окраину, на одну из обычных планет, вращающихся вокруг центральной звезда - Солнце.

Развитие и утверждение учения Коперника

Еще большее неприятие церкви вызвали работы итальянских ученых Джордано Бруно и Галилео Галилея, последователей Коперника. Прочитав книгу Коперника, монах Бруно принял основные идеи и дополнил это учение новыми, принципиально важными положениями. Бруно считал, что каждая звезда подобна Солнцу и что у каждой звезды есть свои планеты, населенные живыми существами. На них появляются одни звезды с планетами и жизнью, другие гибнут, но Вселенная бесконечна и в ней бесчисленные обитаемые миры, жизнь во Вселенной вечна.

За такие нечестивые заявления Джордано Бруно был объявлен еретиком, и он бежал из монастыря. Несколько лет он скрывался за пределами Италии, продолжая развивать и распространять свое учение. Однако он все же был схвачен и провел в тюрьме семь лет. Они пытались заставить его публично отказаться от своих взглядов на устройство Вселенной, угрожая смертной казнью. Однако он был тверд и стоял на своем, за что был приговорен к сожжению на костре. Казнь произошла 17 февраля 1600 года на одной из площадей Рима. Но она не могла остановить распространение нового учения, а наоборот. Люди пытались выяснить, в чем заключалась идея, из-за которой человек добровольно пошел на смерть.

Положение гелиоцентрической системы мира укрепил немецкий астроном Иоганн Кеплер.

В университете он увлекся идеями Коперника и начал искать пути его улучшения. В этом ему помогла случайность. В 1600 году датский астроном Тихо Браге пригласил Кеплера для совместной работы. Им предстояло обработать результаты двадцатилетних наблюдений за движением планет.

Тихо Браге хотел создать свою собственную теорию системы мира. Для математической обработки результатов он пригласил Кеплера. Однако из-за смерти наставника Кеплеру пришлось продолжить работу самостоятельно. Закончив работу, он наконец пришел к правильному решению проблемы в 1609 году.

Основными выводами Кеплера были: во-первых, Марс движется по эллипсу, в одном из фокусов которого находится Солнце, второй - радиус-вектор, соединяющий планету и Солнце, описывает равные области через равные промежутки времени, и третий (этот закон был открыт в 1619 г.) - квадраты периодов обращения планет называют кубами средних радиусов орбит.

Несомненно, великий итальянский ученый Галилео Галилей добился больших успехов в установлении гелиоцентрической системы мира.

Он был одним из первых, кто использовал телескоп для астрономических наблюдений, а затем сделал телескоп, благодаря которому он смог наблюдать горы на Луне и пятна на Солнце. Наблюдая за движением пятен, Галилей обнаружил вращение Солнца вокруг своей оси.

Направив свой телескоп на Млечный Путь, он понял, что белая полоса на небе - это бесконечное количество маленьких звезд. Это наблюдение подтвердило теорию бесконечной Вселенной Джордано Бруно.

Основные результаты трудов Галилея были опубликованы в 1632 году в книге Диалог о двух основных системах мира - Птолемеева и Коперника. За такие идеи Галилей мог постигнуть судьбу Бруно, но под угрозой пыток он был вынужден публично отказаться от своих заявлений. Он спас свою жизнь, но закрыл возможность продолжать заниматься научными исследованиями.

Заключение

Гелиоцентрическая система мира прошла долгий, тернистый и ухабистый путь. Пробиваясь сквозь атмосферу упадка науки в III в. BC e. (Аристарх Самосский) и угасая, она вернулась уже в учении великого Коперника, непоколебимая и невозмутимая. Но затем ей пришлось встретиться с серьезным противником геоцентрической системы мира Птолемея и несокрушимым врагом - Инквизицией. Это в значительной степени отбросило возможность прогресса.

Триумфом гелиоцентрической системы мира было открытие закона всемирного тяготения, но даже здесь теория не была полностью последовательной. На протяжении многих лет и многих открытий бесценный труд Коперника получил признание.

Первым успешным измерением годового параллакса была работа русского астронома Пулковского в 1837 году. Это был один из самых проблемных моментов в теории Коперника. Безуспешные попытки обнаружить параллакс привели к выводу, что Земля неподвижна.

Несмотря на все обстоятельства, гелиоцентрическая система Коперника сохранилась до наших дней и считается величайшим прорывом в астрономии.

Список литературы

Гурьев Г.А. Система мира с древнейших времен до наших дней. Московский рабочий, 1951 г.
Еремеева А.И., Цицин Ф.А. История астрономии. Издательство МГУ, 1982 г.
Глазунов А.Т., Кабардин О.Ф., Малинин А.Н., Орлов В.А., Пинский А.А. Физика 11, Москва Просвещение, 2003 г.
Сидоров А.А. Система мира, 1996 г.
Карпов А.П. История астрономии, 1993 г.
Савельев Р.П. Философия, Москва Просвещение, 2011 г.