Древний Китай
Из стран Восточной Азии наибольшее
развитие древняя астрономия получила
в Китае. Уже во время легендарной династии
Ся (конец III — начало II тыс. до н. э.) в Китае
были две должности придворных астрономов.
По легенде, в 2137 г. до н. э. были казнены
астрономы Хо и Хи, не сумевшие предсказать
затмение. Много астрономических сведений
содержится в памятнике китайской литературы
«Ши цзин» («Книга песен») (~VI век до н. э.).
Примерно в это же время китайцы уточнили
продолжительность солнечного года (365,25
дней). Соответственно небесный круг делили
на 365,25 градусов или на 28 созвездий (по
движению Луны).
Обсерватории появились в XII
веке до н. э. Но гораздо раньше китайские
астрологи прилежно регистрировали все
необычные события на небе (затмения, кометы
— «звёзды-метлы», метеорные потоки, новые
звёзды). Первая запись о появлении кометы
относится к 631 г. до н. э., о лунном затмении
— к 1137 г. до н. э., о солнечном — к 1328 году
до н. э., первый метеорный поток описан
в 687 г. до н. э. Самое раннее однозначно
идентифицируемое сообщение о комете
Галлея датируется 240 г. до н. э. Возможно,
что наблюдавшаяся комета 466 г. до н. э.
также являются появлением кометы Галлея.
Начиная с 87 г. до н. э. отмечены все последующие
появления. В 301 г. впервые замечены пятна
на Солнце; позже они регистрировались
неоднократно.
Из других достижений китайской
астрономии отметим правильное объяснение
причины солнечных и лунных затмений,
открытие неравномерности движения Луны,
измерение сидерического периода сначала
для Юпитера (12 лет, точное значение: 11.86),
а с III века до н. э. — и для всех прочих
планет, как сидерические, так и синодические,
с хорошей точностью.
Календарей в Китае было множество.
К VI веку до н. э. был открыт метонов цикл
и утвердился лунно-солнечный календарь.
Начало года — день зимнего солнцестояния,
начало месяца — новолуние. Сутки делились
на 12 часов (названия которых использовались
и как названия месяцев) или на 100 частей.
Календарные реформы в Китае
проводились постоянно. Годы объединялись
в 60-летний цикл: каждый год посвящался
одному из 12 животных (Зодиака) и одной
из 5 стихий: вода, огонь, металл, дерево,
земля. Каждой стихии соответствовала
одна из планет; имелась и шестая — первичная
— стихия «ци» (эфир). Позже ци делили на
несколько видов: инь-ци и ян-ци, и другие,
согласовывая с учением Лао Цзы (VI век
до н. э.)
Индия
У индийцев заметных успехов
в астрономии — в отличие от математики
— не было; позже они охотно переводили
и комментировали греческие сочинения.
Наиболее ранние сведения о знаниях индийцев
в области естественных наук относятся
к эпохе Индской цивилизации, датирующейся
III тысячелетием до н. э. В ведийскую эпоху
в Индии, Вселенная считалась разделенной
на три различные части: небо, небесный
свод и Землю, о чём свидетельствует ведийская
литература тех времён. Учёные Индии, в
отличие от вавилонских и древнекитайских,
практически не интересовались изучением
звёзд и не составляли звездных каталогов.
В V веке н. э. астроном и математик
Ариабхата высказал догадку, что планеты
вращаются вокруг своей оси. Он также правильно
объяснил причины солнечных и лунных затмений
и предсказал несколько предстоящих затмений.
Империя инков
Инкская астрономия непосредственно
связана с космологией и мифологией, поскольку
каждая вака (священное место на земле)
отражала некое небесное тело или явление.
Это нашло отражение во многих легендах,
где при сотворении мира небесные объекты
сошли под землю, а потом вновь вышли из
скал, пещер, родников, то есть из каждой
уаки. Из них же вышли сами народы, по представлениям
инков.
Первостепенным небесным объектом
считался Млечный Путь («Майю» — Река),
на котором или вблизи которого расположены
все более мелкие значимые объекты. Положения
Майю в периоды, когда в результате вращения
земли ось Млечного Пути максимально отклоняется
в ту и в другую сторону от линии Север—Юг,
отмечают границы, членящие мир на четыре
сектора. На земле примерно под тем же
углом пересекаются две центральные улицы
селения (и продолжающие их дороги) и оросительные
каналы.
Инки знали различие между звёздами
(кечуа Quyllur) и планетами (кечуа Hatun quyllur).
Точно известно, что они наблюдали Венеру
(Ч’аска), Юпитер (Пирва) и Сатурн (Хауча)[24],
о наблюдении ими Меркурия и Марса достоверных
сведений нет. Инкские названия планет
дают основания полагать, что астрономам
инков были известны Галилеевы спутники
Юпитера и обусловленная атмосферой нечёткость
краёв диска Венеры.
Измерения велись по размещенным
на холмах и пригорках возле Куско столбам
или камням: два на Восток от города, и
два — на Запад. Через них выходило и садилось
солнце, когда оно достигало Тропика Рака
и Козерога. Два камня, по которым определялось
начало зимы, назывались Пукуй-Суканка;
два других, обозначавших начало лета,
назывались Чирав-Суканка.
У Хосе де Акосты упоминается
о 12 столбах. Он их называет Succanga. Антонио
де ла Каланча приводит сведения о 8 столбах
с восточной стороны и 8 столбах с западной.
Похоже, что уже в середине XVI
века, после завоевания испанцами, эти
столбы в Куско были заброшены, и наблюдение
за ними прекратилось или ослабевало.
Центральная
Америка.
Цивилизация майя (II—X
век н. э.) придавала астрономическим знаниям
очень большое значение, что доказывают
многочисленные археологические раскопки
на местах городов этой цивилизации. Древние
астрономы майя умели предсказывать затмения,
и очень тщательно наблюдали за различными,
наиболее хорошо видимыми астрономическими
объектами, такими как Плеяды, Меркурий,
Венера, Марс и Юпитер. Остатки городов
и храмов-обсерваторий выглядят впечатляюще.
К сожалению, сохранились только 4 рукописи
разного возраста и тексты на стелах.
Майя с большой точностью
определили синодические периоды всех
5 планет (особо почиталась Венера), придумали
очень точный календарь. Месяц майя содержал
20 дней, а неделя — 13. Начало календарной
эры отнесено к 5041738 году до н. э., хотя хронология
своего народа велась с 3113 г. до н. э.
Древняя
Греция
Особенно большого
развития достигла астрономия в Древней
Греции. Эллины, судя по всему,
ещё в гомеровские времена интересовались
астрономией, их карта неба и многие названия
остались в современной науке. Первоначально
знания были неглубоки — например, утренняя
и вечерняя Венера считались разными светилами
(Фосфор и Геспер); уже шумеры знали, что
это одно и то же светило. Исправление
ошибки «раздвоения Венеры» приписывают
Пифагору и Пармениду.
Полюс мира в это время
уже ушёл от Альфы Дракона, но ещё не придвинулся
к Полярной; может быть, поэтому в Одиссее,
ни разу не упоминается направление на
север.
Пифагорейцы предложили
пироцентрическую модель Вселенной, в
которой звёзды, Солнце, Луна и шесть планет
обращаются вокруг Центрального Огня
(Гестии). Чтобы всего получилось священное
число — десять — сфер, шестой планетой
объявили Противоземлю (Антихтон). Как
Солнце, так и Луна, по этой теории, светили
отражённым светом Гестии. Это была первая
математическая система мира — у остальных
древних космогонистов работало скорее
воображение, чем логика.
Расстояния между сферами
светил у пифагорейцев соответствовали
музыкальным интервалам в гамме; при вращении
их звучит «музыка сфер», неслышимая нами.
Пифагорейцы считали Землю шарообразной
и вращающейся, отчего и происходит смена
дня и ночи. Впрочем, отдельные пифагорейцы
(Аристарх Самосский и др.) придерживались
гелиоцентрической системы. У пифагорейцев
возникло впервые и понятие эфира, но чаще
всего этим словом обозначался воздух.
Только Платон обособил эфир как отдельную
стихию.
Платон, ученик Сократа,
уже не сомневался в шарообразности Земли
(даже Демокрит считал её диском). По Платону,
Космос не вечен, так как всё, что ощущается,
есть вещь, а вещи старятся и умирают. Более
того, само Время родилось вместе с Космосом.
Далеко идущие последствия имел призыв
Платона к астрономам разложить неравномерные
движения светил на «совершенные» движения
по окружностям.
На этот призыв откликнулся
Евдокс Книдский, учитель Архимеда и сам
ученик египетских жрецов. В своих (не
сохранившихся) сочинениях он изложил
кинематическую схему движения планет
с несколькими наложенными круговыми
движениями, всего по 27 сферам[36]. Правда,
согласие с наблюдениями для Марса было
плохим. Дело в том, что орбита Марса заметно
отличается от круговой, так что траектория
и скорость движения планеты по небу меняются
в широких пределах. Евдокс также составил
звёздный каталог.
Аристотель, автор
«Физики», тоже был учеником Платона. В
его сочинениях было немало рациональных
мыслей; он убедительно доказал, что Земля
— шар, опираясь на форму тени Земли при
лунных затмениях, оценил окружность Земли
в 400 000 стадиев, или около 70 000 км — завышено
почти вдвое, но для того времени точность
неплохая. Но встречаются и множество
ошибочных утверждений: разделение земных
и небесных законов мира, отрицание пустоты
и атомизма, четыре стихии как первоосновы
материи плюс небесный эфир, противоречивая
механика: «стрелу в полёте подталкивает
воздух» — даже в Средневековье это нелепое
положение высмеивалось (Филопон, Буридан).
Метеоры он считал атмосферными явлениями,
родственными молнии.
Концепции Аристотеля
часть философов канонизировала ещё при
его жизни, и в дальнейшем многие противоречащие
им здравые идеи встречались враждебно
— например, гелиоцентризм Аристарха
Самосского. Аристарх впервые пытался
также измерить расстояние до Солнца и
Луны и их диаметры; для Солнца он ошибся
на порядок (получилось, что диаметр Солнца
в 250 раз больше земного), но до Аристарха
все полагали, что Солнце меньше Земли.
Именно поэтому он и решил, что в центре
мира находится Солнце. Более точные измерения
углового диаметра Солнца выполнил Архимед,
в его пересказе нам и известны взгляды
Аристарха, сочинения которого утрачены.
Эратосфен в 240 г. до
н. э. довольно точно измерил длину земной
окружности и наклон эклиптики к экватору
(т.е. наклон земной оси); он также предложил
систему високосов, позже названную юлианским
календарём.
С III века до н. э. греческая
наука усвоила достижения вавилонян, в
том числе — в астрономии и математике.
Но греки пошли значительно дальше. Около
230 года до н. э. Аполлоний Пергский разработал
новый метод представления неравномерного
периодического движения через базовую
окружность — деферент — и кружащуюся
вокруг деферента вторичную окружность
— эпицикл; само светило движется по эпициклу.
В астрономию этот метод ввёл выдающийся
астроном Гиппарх, работавший на Родосе.
Гиппарх открыл отличие
тропического и сидерического годов, уточнил
длину года (365,25 — 1/300 дней). Методика Аполлония
позволила ему построить математическую
теорию движения Солнца и Луны. Гиппарх
ввёл понятия эксцентриситета орбиты,
апогея и перигея, уточнил длительность
синодического и сидерического лунных
месяцев (с точностью до секунды), средние
периоды обращения планет. По таблицам
Гиппарха можно было предсказывать солнечные
и лунные затмения с неслыханной для того
времени точностью — до 1-2 часов. Кстати,
именно он ввёл географические координаты
— широту и долготу. Но главным результатом
Гиппарха стало открытие смещения небесных
координат — «предварения равноденствий».
Изучив данные наблюдений за 169 лет, он
нашёл, что положение Солнца в момент равноденствия
сместилось на 2°, или на 47" в год (на
самом деле — на 50,3").
В 134 году до н. э. в созвездии
Скорпиона появилась новая яркая звезда.
Чтобы облегчить слежение за изменениями
на небе, Гиппарх составил каталог для
850 звёзд, разбив их на 6 классов по яркости.
46 год до н. э.:
введён юлианский календарь, разработанный
александрийским астрономом Созигеном
по образцу египетского гражданского.
Летоисчисление Рима велось от легендарного
основания Рима — с 21 апреля 753 года до
н. э.
Систему Гиппарха завершил
великий александрийский астроном, математик,
оптик и географ Клавдий Птолемей. Он значительно
усовершенствовал сферическую тригонометрию,
составил таблицу синусов (через 0,5°). Но
главное его достижение — «Мегале синтаксис»
(Большое построение); арабы превратили
это название в «Аль Маджисти», отсюда
позднейшее «Альмагест». Труд содержит
фундаментальное изложение геоцентрической
системы мира.
Будучи принципиально
неверной, система Птолемея, тем не менее,
позволяла с достаточной для того времени
точностью предвычислять положения планет
на небе и потому удовлетворяла, до известной
степени, практическим запросам в течение
многих веков.
Системой мира Птолемея
завершается этап развития древнегреческой
астрономии.
Распространение христианства
и развитие феодализма в Средние века
привели к потере интереса к естественным
наукам, и развитие астрономии в Европе
затормозилось на многие столетия. [8]
3.2 БИОЛОГИЯ
Биология как учение о живых организмах
возникла, когда человек, наконец, осознал
свое отличие от окружающего его неподвижного,
безжизненного мира. Однако еще долго,
на протяжении многих столетий, биологию
нельзя было назвать наукой в строгом
смысле этого слова. Люди пытались избавляться
от недугов, облегчать боль, восстанавливать
здоровье, спасать от смерти. Делали они
это посредством религиозных или магических
обрядов в надежде умилостивить доброго
или злого духа и тем самым изменить ход
событий.
Вскрывая туши животных, приносимых в
жертву или используемых для приготовления
пищи, человек не мог не обратить внимания
на строение их внутренних органов, однако
его целью при этом было не изучение животных,
а предсказание будущего. Поэтому первыми
анатомами следует считать жрецов, которые
по форме и внешнему виду органов животных
стремились предсказать судьбы властителей
государств.
Несомненно, даже в те времена, когда
человек полностью находился во власти
суеверий, накапливалось множество полезных
сведений. Египтяне, умевшие искусно бальзамировать
тела умерших и делать мумии, обладали
практическими знаниями анатомии человека.
В Кодексе Хаммурапи, составленном в XVIII в.
до н. э. (Вавилон), был даже подробный устав,
регулирующий деятельность врачей; их
знания, основанные на бережно передаваемых
из поколения в поколение наблюдениях,
безусловно, приносили определенную пользу.