Современная астрономия базируется на принципе универсальности физических законов, которые действуют одинаково как на Земле, так и в любой точке космоса. Интересно, что подобный подход, хотя и в ином ключе, применял ещё Аристотель. Он радикально переосмыслил устройство Вселенной, отвергнув модель с центральным огнём, предложенную Филолаем, и поместил в центр мироздания неподвижную Землю.
Аристотель
Несмотря на то, что модель Аристотеля неоднократно подвергалась сомнениям, её критика долгое время подавлялась. Сначала этому способствовала древнегреческая вера в совершенную гармонию природы, а позже — поддержка католической церкви, которая включила идеи философа в своё религиозное учение. В результате геоцентрическая система Аристотеля оставалась общепринятой на протяжении почти двух тысячелетий — с IV века до нашей эры вплоть до начала XVII века.
Слои материи: четырёхэлементная основа мира
Аристотель исходил из представления, что всё сущее состоит из четырёх основных элементов: земли, воды, воздуха и огня. Сочетаясь в разных пропорциях, они образовывали все природные вещества, а такие качества, как тепло, сухость, холод и влажность, указывали на преобладание того или иного элемента. Например, дым от горящего дерева считался высвобождающимся воздухом, смола — водой, пепел — землёй, а само пламя — огнём. Философ полагал, что в основе природных процессов лежит стремление элементов занять своё «естественное» место. Самый тяжёлый элемент, земля, стремился вниз, формируя сушу. Над ним располагался слой воды, затем — воздуха, и, наконец, — огня. Такие явления, как извержения вулканов, землетрясения и осадки, объяснялись как движение элементов к своим законным сферам.
Сфера огня простиралась вплоть до орбиты Луны. Далее, вокруг Земли, двигались Солнце и пять известных тогда планет. Всю эту конструкцию заключала в себя хрустальная сфера неподвижных звёзд.
Карта Вселенной в представлении Аристотеля, дополненная зодиаком и опубликованная в 1539 году, в трактате Питера Апиана «Космография» всего за несколько десятилетий до того, как эта система была развенчана Николаем Коперником
Пространство за Луной, согласно Аристотелю, было заполнено особым веществом — эфиром, или квинтэссенцией (пятым элементом). Этот небесный элемент считался вечным, неизменным и не смешивающимся с земными стихиями. Любопытно, что идея всепроникающего эфира пережила саму аристотелевскую космологию и существовала в науке вплоть до XX века, когда была окончательно опровергнута специальной теорией относительности Альберта Эйнштейна.
Превращение в сферу: доказательства шарообразности Земли
Может показаться, что Аристотель во многом ошибался, однако некоторые его идеи оказались пророческими. Для астрономии ключевым стало его твёрдое убеждение в шарообразности Земли, которое он подкреплял логическими и наблюдательными доказательствами, включая знаменитый «слоновий аргумент».
Представление о круглой форме мира существовало в древних культурах задолго до Аристотеля. Например, в VII веке до н.э. греки считали Землю диском, а философ Анаксимандр (ок. 580 г. до н.э.) предполагал, что она имеет форму цилиндра с плоской населённой поверхностью наверху, окружённой океаном.
Труды Аристотеля говорят нам, что древние астрономы понимали, как тень Земли, падающая на Луну, вызывает лунные затмения. Любопытно, что красный цвет Луны при полном затмении связан с особенностями рассеивания света в земной атмосфере
Учеником Анаксимандра, по некоторым сведениям, был Пифагор — математик, который, возможно, заимствовал знания из Египта и Месопотамии. Он одним из первых заявил о сферичности небесных тел, включая Землю. Однако его идеи не были общепринятыми. Даже такой выдающийся мыслитель, как Демокрит, основоположник атомистической теории, придерживался концепции плоской Земли.
Рассуждения Аристотеля: наблюдательные доказательства
Если Пифагор не подкреплял свою гипотезу доказательствами, то Аристотель, спустя два столетия, сделал это системно. Во-первых, он анализировал фазы Луны. Поскольку Луна светит отражённым светом Солнца, изменение её видимой формы (терминатора) указывает на то, что мы наблюдаем освещённую часть сферы под разными углами. Во-вторых, во время лунных затмений тень Земли, падающая на Луну, всегда имеет круглую форму, что возможно только в случае, если отбрасывающий её объект — шар. Почему же Земля не может быть плоским диском? Аристотель приводил следующий аргумент: при путешествии на север или юг изменяется угол, под которым видны знакомые созвездия над горизонтом (например, Полярная звезда опускается при движении на юг). Это явление можно объяснить лишь движением по криволинейной поверхности. И, наконец, философ использовал оригинальный «слоновий аргумент»: поскольку слоны обитали как на восточной (Индия), так и на западной (Марокко) границах известного тогда мира, это косвенно указывало на то, что края мира должны где-то смыкаться, образуя шар.