Древнегреческий астроном Аристарх Самосский — биография, открытия и интересные факты
Кто такой Аристарх Самосский? Чем он знаменит? Ответы на эти и другие вопросы вы найдёте в статье. Аристарх Самосский является древнегреческим астрономом. Он философ и математик III века до н. э. Аристарх разработал научную технологию нахождения расстояний до Луны и Солнца и их размеров, а также впервые предложил гелиоцентрическую мировую систему.
Биография
Какова биография Аристарха Самосского? Сведений о его жизни, как и о большинстве иных астрономов античности, очень мало. Известно, что он появился на свет на острове Самос. Точно неизвестны его годы жизни. В литературе обычно указывают период 310 год до н. э. — 230 год до н. э., который установлен на основании косвенной информации.
Птолемей утверждал, что Аристарх в 280 году до н. э. следил за солнцестоянием. Это свидетельство является единичной авторитетной датой в биографии астронома. Аристарх учился у выдающегося философа, представителя перипатетической школы Стратона из Лампаска. Историки предполагают, что в течение длительного времени Аристарх работал в научном эллинистическом центре в Александрии.
Когда была выдвинута Аристархом Самосским гелиоцентрическая система мира, его обвинили в атеизме. Никто не знает, к чему привело это обвинение.
Построения Аристарха
Какие совершил открытия Аристарх Самосский? Архимед в сочинении «Псаммит» сообщает краткие данные об астрономической системе Аристарха, которая была изложена в сочинении, не дошедшем до нас. Как и Птолемей, Аристарх считал, что перемещения планет, Луны и Земли, происходят внутри сферы недвижимых звёзд, которая, по понятиям Аристарха, неподвижна, как и Солнце, расположенное в её центре.
Он утверждал, что Земля перемещается по кругу, в середине которого расположено Солнце. Построения Аристарха являются высшим достижением гелиоцентрической доктрины. Именно их смелость на автора навлекла обвинение в богоотступничестве, о чём мы говорили выше, и он вынужден был уехать из Афин. Сохранился единственный небольшой по объёму труд великого астронома «О расстояниях и размерах Луны и Солнца», который был издан впервые в Оксфорде на языке подлинника в 1688 году.
Мироустройство
Чем интересны взгляды Аристарха Самосского? Когда изучают историю развития взглядов человечества на конструкцию Вселенной и на место Земли в этой конструкции, всегда вспоминают имя этого древнегреческого учёного. Как и Аристотель, он отдавал предпочтение сферической структуре мироздания. Однако, в отличие от Аристотеля, он ставил не Землю в центр всеобщего движения по кругу (как Аристотель), а Солнце.
В свете нынешних знаний о мире можно говорить, что из числа древнегреческих исследователей Аристарх ближе всех подошёл к реальной картине организации мира. Тем не менее предложенная им структура мира не стала популярной в научной среде того времени.
Гелиоцентрическая конструкция мира
Что собой представляет гелиоцентрическая конструкция мира (гелиоцентризм)? Это воззрение о том, что Солнце является небесным центральным телом, вокруг которого вращаются земля и иные планеты. Оно является противоположностью геоцентрической конструкции мира. Гелиоцентризм появился в древности, но стал популярен лишь в XVI-XVII веках.
В гелиоцентрической конструкции Земля представлена крутящейся вокруг собственной оси (оборот совершается за одни сутки звёздные) и вместе с тем — вокруг Солнца (оборот исполняется за один год звёздный). Итогом первого перемещения является видимое обращение сферы небесной, результатом второго – годовое движение Солнца по эклиптике среди звёзд. Относительно звёзд Солнце считается недвижимым.
Геоцентризм – это вера в то, что центром Вселенной является Земля. Эта мировая конструкция была доминирующей теорией по всей Европе, в Древней Греции и иных странах веками. В 16 веке гелиоцентрическая конструкция мира начала приобретать известность, так как индустрия развивалась для того, чтобы в её пользу получить больше аргументов. Приоритет Аристарха в её создании признавали коперниканцы Кеплер и Галилей.
«О расстояниях и величинах Луны и Солнца»
Итак, вам уже известно, что Аристарх Самосский считал, что центром Вселенной является Солнце. Рассмотрим его известное сочинение «О расстояниях и величинах Луны и Солнца», в котором он пытается установить дистанцию до этих небесных тел и их параметры. Античные учёные Греции на эти темы высказывались неоднократно. Так, Анаксагор из Клазомен утверждал, что Солнце по параметрам больше Пелопоннеса.
Но все эти суждения не были научно обоснованы: параметры Луны и Солнца и расстояния не вычислялись на базе каких-либо наблюдений астрономов, а просто выдумывались. Но Аристарх Самосский применял научный способ, базировавшийся на наблюдении лунных и солнечных затмений и лунных фаз.
Его формулировки основаны на гипотезе, что Луна перенимает от Солнца свет и выглядит как шар. Из чего следует, что если Луна размещена в квадратуре, то есть рассечена пополам, то угол Солнце – Луна – Земля является прямым.
Теперь измеряется угол между Солнцем и Луной α и, «решив» прямоугольный треугольник, можно установить отношение дистанций от Луны до Земли. По замерам Аристарха, α = 87°. В итоге получается, что Солнце дальше почти в 19 раз, чем Луна. В древности функций тригонометрических ещё не было. Поэтому для калькуляции этой дистанции он применял весьма запутанные выкладки, детально описанные в рассматриваемом нами сочинении.
Далее Аристарх Самосский привлёк некоторые данные о затмениях Солнца. Он чётко представлял себе, что они случаются тогда, когда Луна от нас загораживает Солнце. Поэтому указал, что угловые параметры этих светил на небосводе примерно идентичны. Из этого следует, что Солнце больше Луны во столько раз, во сколько раз дальше, то есть (по информации Аристарха) отношение радиусов Луны и Солнца примерно равно 20.
Затем Аристарх попытался измерить отношения параметров Луны и Солнца к величине Земли. На этот раз он привлёк анализ лунных затмений. Он знал, что они происходят тогда, когда Луна оказывается в конусе земной тени. Он определил, что в зоне орбиты Луны ширина конуса этого в два раза больше поперечника Луны. Далее Аристарх заключил, что отношение радиусов Земли и Солнца составляет меньше, чем 43 к 6, но больше, чем 19 к 3. Он также оценил и радиус Луны: он почти в три раза меньше земного радиуса, что почти идентично правильному значению (0,273 радиуса Земли).
Дистанцию до Солнца учёный преуменьшил приблизительно в 20 раз. Вообще, его метод был достаточно несовершенным, неустойчивым к погрешностям. Но это был единственный способ, доступный в древности. Также, вопреки наименованию своей работы, Аристарх не вычисляет дистанцию от Солнца до Луны, хотя он сделать мог бы это запросто, зная их линейные и угловые параметры.
Труд Аристарха имеет огромное историческое значение: именно с него астрономы занялись изучением «третьей координаты», в процессе которого были выявлены масштабы Вселенной, Пути Млечного и Солнечной системы.
Усовершенствование календаря
Вам уже известны годы жизни Аристарха Самосского. Он был великим человеком. Так, Аристарх повлиял на обновление календаря. Цензорин (писатель III века н. э.) указал, что Аристарх установил длительность года в 365 дней.
Кроме того, великий учёный ввёл в применение промежуток календаря длительностью в 2434 года. Многие историки утверждают, что этот промежуток был производным в несколько раз большего цикла в 4868 лет, который называют «Великим годом Аристарха».
В ватиканских списках Аристарх по хронологии является первым астрономом, для которого созданы два разных значения длительности года. Эти два типа года (сидерический и тропический) не равны друг другу из-за прецессии земной оси, в соответствии с традиционным мнением открытой Гиппархом через полтора века после Аристарха.
Если воссоздание ватиканских перечней по Роулинзу верно, то различие между сидерическим и тропическим годами было впервые определено Аристархом, которого и нужно считать обнаруживателем прецессии.
Иные работы
Известно, что Аристарх является создателем тригонометрии. Он, по Витрувию, модернизировал часы солнечные (также придумал солнечные плоские часы). Кроме того, Аристарх изучал оптику. Он думал, что цвет предметов появляется при падении на них света, то есть что краски не имеют цвета в темноте.
Многие считают, что он ставил опыты по выявлению разрешающей восприимчивости глаза человека.
Значение и память
Современники понимали, что труды Аристарха имеют выдающееся значение. Его имя всегда называли в числе известных математиков Эллады. Труд «О расстояниях и величинах Луны и Солнца», написанный его учеником либо им, попал в обязательный перечень произведений, которые нужно было изучать начинающим астрономам в Древней Греции. Его работы широко цитировал Архимед, которого все считали гениальным учёным Эллады (в сохранившихся трудах Архимеда имя Аристарха встречается чаще, чем имя какого-либо иного учёного).
В честь Аристарха были наименованы астероид (3999, Аристарх), лунный кратер, а также аэроузел на его родине – острове Самос.
Источник
Мудрость Человечества
Биография
Ариста́рх Само́сский (др.-греч. Ἀρίσταρχος ὁ Σάμιος; ок. 310 до н. э., Самос — ок. 230 до н. э.) — древнегреческий астроном, математик и философ III века до н. э., впервые предложивший гелиоцентрическую систему мира и разработавший научный метод определения расстояний до Солнца и Луны и их размеров.
Сведения о жизни Аристарха, как и большинства других астрономов античности, крайне скудны. Известно, что он родился на острове Самос. Годы жизни точно неизвестны; период ок. 310 до н. э. — ок. 230 до н. э., обычно указываемый в литературе, устанавливается на основании косвенных данных. По свидетельству Птолемея, в 280 году до н. э. Аристарх произвёл наблюдение солнцестояния; это является единственной надёжной датой в его биографии. Учителем Аристарха был выдающийся философ, представитель перипатетической школы Стратон из Лампсака. Можно предположить, что в течение значительного времени Аристарх работал в Александрии — научном центре эллинизма. Вследствие выдвижения гелиоцентрической системы мира был обвинён в безбожии, неблагочестии со стороны поэта и философа Клеанфа, однако последствия этого обвинения неизвестны.
Работы
«О величинах и расстояниях Солнца и Луны»
Из всех сочинений Аристарха Самосского до нас дошло только одно, «О величинах и расстояниях Солнца и Луны», где он впервые в истории науки пытается установить расстояния до этих небесных тел и их размеры. Древнегреческие учёные предшествующей эпохи неоднократно высказывались на эти темы: так, Анаксагор из Клазомен считал, что Солнце по размерам больше Пелопоннеса. Но все эти суждения не имели под собой какого-либо научного обоснования: расстояния и размеры Солнца и Луны не вычислялись на основании каких-либо астрономических наблюдений, а просто измышлялись. В отличие от них, Аристарх использовал научный метод, основанный на наблюдении лунных фаз и солнечных и лунных затмений. Его построения основаны на предположении, что Луна имеет форму шара и заимствует свет от Солнца. Следовательно, если Луна находится в квадратуре, то есть выглядит рассечённой пополам, то угол Земля — Луна — Солнце является прямым.
По измерениям Аристарха, α = 87°, отсюда получаем, что Солнце примерно в 19 раз дальше, чем Луна. Правда, во времена Аристарха ещё не было тригонометрических функций (собственно, он сам в том же самом сочинении «О величинах и расстояниях Солнца и Луны» закладывал основы тригонометрии). Поэтому для вычисления этого расстояния ему приходилось использовать довольно сложные выкладки, подробно описанные в упомянутом трактате.
Далее Аристарх привлёк некоторые сведения о солнечных затмениях: чётко представляя себе, что они происходят тогда, когда Луна загораживает от нас Солнце, Аристарх указал, что угловые размеры обоих светил на небе примерно одинаковы. Следовательно, Солнце во столько же раз больше Луны, во сколько раз дальше, то есть (по данным Аристарха), отношение радиусов Солнца и Луны примерно составляет 20.
Следующим шагом было измерение отношения размеров Солнца и Луны к размеру Земли. На этот раз Аристарх привлекает анализ лунных затмений. Причина затмений ему совершенно ясна: они происходят тогда, когда Луна попадает в конус земной тени. По его оценкам, в районе лунной орбиты ширина этого конуса в 2 раза больше диаметра Луны. Зная это значение, Аристарх с помощью довольно остроумных построений и выведенного ранее отношения размеров Солнца и Луны заключает, что отношение радиусов Солнца и Земли составляет больше чем 19 к 3, но меньше, чем 43 к 6. Был оценён также радиус Луны: по Аристарху, он примерно в три раза меньше радиуса Земли, что не так уж и далеко от правильного значения (0,273 радиуса Земли).
Расстояние до Солнца Аристарх недооценил примерно в 20 раз. Причина ошибки заключалась в том, что момент лунной квадратуры может быть установлен только с очень большой неопределённостью, которая ведёт к неопределённости значения угла α и, следовательно, к неопределённости расстояния до Солнца. Таким образом, метод Аристарха был достаточно несовершенным, неустойчивым к ошибкам. Но это был единственный метод, доступный в древности.
Схема, поясняющая определение радиуса Луны по методу Аристарха (византийская копия X века)
Вопреки названию своего труда, Аристарх не вычисляет расстояние до Луны и Солнца, хотя он, конечно, легко мог бы это сделать, зная их угловые и линейные размеры. В трактате указано, что угловой диаметр Луны составляет 1/15 часть знака зодиака, то есть 2°, что в 4 раза больше истинного значения. Отсюда следует, что расстояние до Луны составляет примерно 19 радиусов Земли. Любопытно, что Архимед в своём труде «Исчисление песчинок» («Псаммит») отмечает, что именно Аристарх впервые получил правильное значение 1/2°. В связи с этим современный историк науки Деннис Роулинз (Dennis Rawlins) полагает автором трактата «О величинах и расстояниях Солнца и Луны» не самого Аристарха, но одного из его последователей, и значение 1/15 часть зодиака возникшим по ошибке этого ученика, неправильно переписавшего соответствующее значение из оригинального сочинения своего учителя. Если произвести соответствующие вычисления со значением 1/2°, получаем значение расстояния до Луны примерно в 80 радиусов Земли, что больше правильного значения примерно на 20 радиусов Земли. Это в конечном итоге связано с тем, что аристархова оценка ширины земной тени в районе лунной орбиты (в 2 раза больше диаметра Луны) является недооценённой. Правильное значение составляет примерно 2,6. Эта величина была использована полтора столетия спустя Гиппархом Никейским (и, возможно, младшим современником Аристарха Архимедом), благодаря чему было установлено, что расстояние до Луны составляет около 60 радиусов Земли, в согласии с современными оценками.
Историческое значение труда Аристарха огромно: именно с него начинается наступление астрономов на «третью координату», в ходе которого были установлены масштабы Солнечной системы, Млечного Пути, Вселенной.
Первая гелиоцентрическая система мира
Аристарх впервые (во всяком случае, публично) высказал гипотезу, что все планеты вращаются вокруг Солнца, причём Земля является одной из них, совершая оборот вокруг дневного светила за один год, вращаясь при этом вокруг оси с периодом в одни сутки (гелиоцентрическая система мира). Сочинения самого Аристарха на эту тему не дошли до нас, но мы знаем о них из трудов других авторов: Аэция (псевдо-Плутарха), Плутарха, Секста Эмпирика и, самое главное, Архимеда. Так, Плутарх в своём сочинении «О лике видимом на диске Луны» отмечает, что
сей муж [Аристарх Самосский] пытался объяснять небесные явления предположением, что небо неподвижно, а земля движется по наклонной окружности [эклиптике], вращаясь вместе с тем вокруг своей оси.
А вот что пишет в своём сочинении «Исчисление песчинок» («Псаммит») Архимед:
Аристарх Самосский в своих „Предположениях“… полагает, что неподвижные звёзды и Солнце не меняют своего места в пространстве, что Земля движется по окружности вокруг Солнца, находящегося в её центре, и что центр сферы неподвижных звёзд совпадает с центром Солнца.
Причины, заставившие Аристарха выдвинуть гелиоцентрическую систему, неясны. Возможно, установив, что Солнце гораздо больше Земли, Аристарх пришёл к выводу, что неразумно считать большее тело (Солнце) двигающимся вокруг меньшего (Земли), как считали его великие предшественники Евдокс Книдский, Каллипп и Аристотель. Неясно также, насколько подробно им и его учениками была обоснована гелиоцентрическая гипотеза, в частности, объяснял ли он с её помощью попятные движения планет. Впрочем, благодаря Архимеду мы знаем об одном важнейшем выводе Аристарха:
Размер этой сферы [сферы неподвижных звёзд] таков, что окружность, описываемая, по его предположению, Землёй, находится к расстоянию неподвижных звёзд в таком же отношении, в каком центр шара находится к его поверхности.
Таким образом, Аристарх сделал вывод, что из его теории следует огромная удалённость звёзд (очевидно, по причине ненаблюдаемости их годичных параллаксов). Сам по себе этот вывод необходимо признать ещё одним выдающимся достижением Аристарха Самосского.
Трудно сказать, насколько широко были распространены эти взгляды. Ряд авторов (в их числе Птолемей в «Альмагесте») упоминают школу Аристарха, не приводя, правда, никаких подробностей. Среди последователей Аристарха Плутарх указывает вавилонянина Селевка. Некоторые историки астрономии приводят свидетельства о широком распространении гелиоцентризма среди древнегреческих учёных, однако большинство исследователей не разделяют это мнение.
Причины, по которым гелиоцентризм так и не стал базисом для дальнейшего развития древнегреческой науки, до конца не ясны. По свидетельству Плутарха, «Клеанф полагал, что греки должны привлечь [Аристарха Самосского] к суду за то, что он будто двигает с места Очаг мира», имея в виду Землю; Диоген Лаэрций указывает среди сочинений Клеанфа книгу «Против Аристарха». Этот Клеанф был философом-стоиком, представителем религиозного направления античной философии. Последовали ли власти призыву Клеанфа, неясно, однако образованным грекам были известны судьбы Анаксагора и Сократа, подвергшихся гонениям в значительной мере по религиозным основаниям: Анаксагора изгнали из Афин, Сократ был вынужден выпить яд. Поэтому обвинения того рода, что были предъявлены Клеанфом Аристарху, отнюдь не были пустым звуком, и астрономы и физики, даже если и были сторонниками гелиоцентризма, старались воздерживаться от публичного обнародования своих взглядов, что и могло привести к их забвению.
Гелиоцентрическая система получила развитие лишь по прошествии почти 1800 лет в трудах Коперника и его последователей. В рукописи своей книги «О вращениях небесных сфер» Коперник упоминал об Аристархе как о стороннике «подвижности Земли», но в окончательной редакции книги эта ссылка исчезла. Знал ли Коперник в период создания своей теории о гелиоцентрической системе древнегреческого астронома, остаётся неизвестным. Приоритет Аристарха в создании гелиоцентрической системы признавали коперниканцы Галилей и Кеплер.
Работа по усовершенствованию календаря
Аристарх оказал существенное влияние на развитие календаря.
Кроме того, Аристарх ввёл в употребление календарный промежуток продолжительностью в 2434 года. Ряд историков указывают, что этот промежуток был производным в два раза большего периода, 4868 лет, так называемый «Великий Год Аристарха». Если принять продолжительность года, лежащего в основе этого периода, в 365,25 дней (каллиппов год), то Великий Год Аристарха равен 270 саросам или 1778037 дней.
Измерение продолжительности года Аристархом упоминается в одном из документов ватиканской коллекции древнегреческих манускриптов. Число 152 также связывается с Аристархом: его наблюдение солнцестояния (280 г. до н. э.) имело место ровно 152 года после аналогичного наблюдения афинского астронома Метона. В ватиканских списках Аристарх оказывается хронологически первым астрономом, для которого приведено два различных значения продолжительности года. Эти два вида года, тропический и сидерический, не равны друг другу ввиду прецессии земной оси, согласно традиционному мнению открытой Гиппархом примерно через полтора столетия после Аристарха. Если реконструкция ватиканских списков по Роулинзу правильна, то различие между тропическим и сидерическим годами было впервые установлено Аристархом, которого и следует в этом случае считать первооткрывателем прецессии.
Другие работы
Аристарх является одним из основоположников тригонометрии.
По Витрувию, Аристарх усовершенствовал солнечные часы (в том числе изобрёл плоские солнечные часы). Аристарх занимался также оптикой, полагая, что цвет предметов возникает при падении на них света, то есть что краски в темноте не имеют цвета. Полагают, что он ставил опыты по определению разрешающей способности человеческого глаза.
Лунный кратер Аристарх (в центре)
Современники осознавали выдающееся значение трудов Аристарха Самосского: его имя неизменно называлось в числе ведущих математиков Эллады, сочинение «О величинах и расстояниях Солнца и Луны», написанное им или одним из его учеников, попало в обязательный список произведений, которые должны были изучать начинающие астрономы в Древней Греции, его труды широко цитировались Архимедом, по всеобщему мнению, величайшим учёным Эллады (в дошедших до нас трактатах Архимеда имя Аристарха упоминается чаще, чем имя какого-либо другого учёного).
Память
В честь Аристарха названы лунный кратер, астероид ((3999) Аристарх), а также аэропорт на его родине — острове Самос.
Источник