stringtranslate.com

Коперниканская революция

Движение Солнца (желтый), Земли (синий) и Марса (красный). Слева — гелиоцентрическое движение Коперника. Справа — традиционное геоцентрическое движение, включая ретроградное движение Марса.
Для простоты период обращения Марса изображен как 2 года вместо 1,88, а орбиты изображены как идеально круговые или эпитрохоидные .

Коперниканская революция была парадигмальным сдвигом от птолемеевской модели небес, которая описывала космос как имеющий Землю , неподвижную в центре Вселенной, к гелиоцентрической модели с Солнцем в центре Солнечной системы . Эта революция состояла из двух фаз: первая была чрезвычайно математической по своей природе, а вторая фаза началась в 1610 году с публикации памфлета Галилея . [1] Начиная с публикации в 1543 году труда Николая Коперника «О вращении небесных сфер» , вклад в «революцию» продолжался, пока, наконец, не завершился работой Исаака Ньютона более столетия спустя.

Гелиоцентризм

До Коперника

«Коперниканская революция» названа в честь Николая Коперника , чей «Комментарий» , написанный до 1514 года, был первым явным изложением гелиоцентрической модели в науке эпохи Возрождения. Идея гелиоцентризма гораздо старше; ее можно проследить до Аристарха Самосского , эллинистического автора, писавшего в 3 веке до н. э., который, в свою очередь, мог опираться на еще более древние концепции пифагореизма . Однако древний гелиоцентризм был затмен геоцентрической моделью, представленной Птолемеем в Альмагесте и принятой в аристотелизме .

Марциан Капелла (V в. н. э.) высказал мнение, что планеты Венера и Меркурий не вращаются вокруг Земли, а вращаются вокруг Солнца. [2] Модель Капеллы обсуждалась в раннем Средневековье различными анонимными комментаторами IX в. [3] и Коперник упоминает его как человека, повлиявшего на его собственные работы. [4] Макробий (420 г. н. э.) описал гелиоцентрическую модель. [5] Иоанн Скот Эриугена (815-877 г. н. э.) предложил модель, напоминающую модель Тихо Браге. [5]

Европейские ученые хорошо знали о проблемах с астрономией Птолемея к 13 веку. Дебаты были ускорены приемом критики Птолемея Аверроэсом и снова возродились с восстановлением текста Птолемея и его переводом на латынь в середине 15 века. [ a] Отто Э. Нойгебауэр в 1957 году утверждал, что дебаты в латинской науке 15 века также должны были быть информированы критикой Птолемея, произведенной после Аверроэса, персидской школой астрономии эпохи Ильханидов (13-14 века), связанной с обсерваторией Мараги (особенно трудами Аль-Урди , Аль-Туси и Ибн аль-Шатира ). [7]

Состояние вопроса, полученное Коперником, суммировано в Theoricae novae planetarum Георга фон Пейербаха , составленном из лекционных заметок ученика Пейербаха Региомонтана в 1454 году, но напечатанном только в 1472 году. Пейербах пытается дать новое, математически более изящное представление системы Птолемея, но он не приходит к гелиоцентризму. Сам Региомонтан был учителем Доменико Марии Новары да Феррары , который в свою очередь был учителем Коперника.

Существует вероятность, что Региомонтан уже пришел к теории гелиоцентризма до своей смерти в 1476 году, поскольку он уделил особое внимание гелиоцентрической теории Аристарха в более позднем труде и упоминает «движение Земли» в письме. [8]

Николай Коперник

Гелиоцентрическая модель Николая Коперника

Коперник учился в Болонском университете в 1496–1501 годах, где стал помощником Доменико Марии Новары да Феррары . Известно, что он изучал « Краткое изложение в Альмагестуме Птолемея» Пейербаха и Региомонтана (напечатано в Венеции в 1496 году) и провел наблюдения за движением Луны 9 марта 1497 года. Коперник продолжил разрабатывать явно гелиоцентрическую модель движения планет, впервые изложенную в его коротком труде «Комментариолус» некоторое время назад, который распространялся в ограниченном количестве копий среди его знакомых. Он продолжал совершенствовать свою систему, пока не опубликовал свой более крупный труд « О вращении небесных сфер» (1543), который содержал подробные диаграммы и таблицы. [9]

Модель Коперника претендует на описание физической реальности космоса, чего модель Птолемея, как считалось, уже не могла обеспечить. Коперник удалил Землю из центра Вселенной, заставил небесные тела вращаться вокруг Солнца и ввел суточное вращение Земли вокруг своей оси. [9] Хотя работа Коперника и вызвала «коперниканскую революцию», она не ознаменовала ее конец. Фактически, собственная система Коперника имела множество недостатков, которые должны были быть исправлены более поздними астрономами.

Коперник не только выдвинул теорию о природе Солнца по отношению к Земле, но и тщательно поработал над развенчанием некоторых второстепенных деталей в геоцентрической теории. [10] В своей статье о гелиоцентризме как модели автор Оуэн Джинджерич пишет, что для того, чтобы убедить людей в точности своей модели, Коперник создал механизм, чтобы вернуть описание небесного движения к «чистой комбинации окружностей». [11] Теории Коперника заставили многих людей почувствовать себя неуютно и несколько расстроиться. Даже несмотря на пристальное внимание, с которым он столкнулся в отношении своей гипотезы о том, что Вселенная не вращается вокруг Земли, он продолжал получать поддержку — другие ученые и астрологи даже утверждали, что его система позволяет лучше понять концепции астрономии, чем геоцентрическая теория.

Прием

Тихо Браге

Геогелиоцентрическая модель Тихо Браге

Тихо Браге (1546–1601) был датским дворянином , который был хорошо известен как астроном своего времени. Дальнейшее продвижение в понимании космоса потребовало бы новых, более точных наблюдений, чем те, на которые опирался Николай Коперник , и Тихо добился больших успехов в этой области. Тихо сформулировал геогелиоцентризм, означающий, что Солнце движется вокруг Земли, в то время как планеты вращаются вокруг Солнца, известный как система Тихо . Хотя Тихо оценил преимущества системы Коперника, он, как и многие другие, не мог принять движение Земли. [12]

В 1572 году Тихо Браге наблюдал новую звезду в созвездии Кассиопеи . В течение восемнадцати месяцев она ярко сияла на небе без видимого параллакса , что указывало на то, что она была частью небесной области звезд согласно модели Аристотеля . Однако, согласно этой модели, на небесах не могло произойти никаких изменений, поэтому наблюдение Тихо было серьезным дискредитацией теорий Аристотеля. В 1577 году Тихо наблюдал большую комету в небе. Основываясь на своих наблюдениях параллакса, комета прошла через область планет . Согласно теории Аристотеля, в этой области существовало только равномерное круговое движение на твердых сферах, что делало невозможным попадание кометы в эту область. Тихо пришел к выводу, что таких сфер не существует, подняв вопрос о том, что удерживает планету на орбите . [12]

При покровительстве короля Дании Тихо Браге основал Ураниборг , обсерваторию в Хвене. [13] В течение 20 лет Тихо и его команда астрономов собирали астрономические наблюдения, которые были намного точнее тех, что делались ранее. Эти наблюдения оказались жизненно важными для будущих астрономических прорывов.

Иоганн Кеплер

Модель Солнечной системы Платоновых тел Кеплера из Mysterium Cosmographicum

Кеплер устроился помощником Тихо Браге и после неожиданной смерти Браге заменил его на посту императорского математика императора Рудольфа II . Затем он смог использовать обширные наблюдения Браге для совершения замечательных прорывов в астрономии, таких как три закона движения планет . Кеплер не смог бы вывести свои законы без наблюдений Тихо, потому что они позволили Кеплеру доказать, что планеты движутся по эллипсам и что Солнце находится не прямо в центре орбиты, а в фокусе. Галилео Галилей пришел после Кеплера и разработал свой собственный телескоп с достаточным увеличением, чтобы позволить ему изучить Венеру и обнаружить, что у нее есть фазы, как у Луны. Открытие фаз Венеры было одной из наиболее влиятельных причин перехода от геоцентризма к гелиоцентризму . [14] Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica сэра Исаака Ньютона завершили Коперниканскую революцию. Развитие его законов движения планет и всемирного тяготения объяснило предполагаемое движение, связанное с небесами, путем утверждения о гравитационной силе притяжения между двумя объектами. [15]

В 1596 году Кеплер опубликовал свою первую книгу Mysterium Cosmographicum , которая была второй (после Томаса Диггеса в 1576 году) книгой, подтвердившей космологию Коперника астрономом с 1540 года. [12] В книге описывалась его модель, которая использовала пифагорейскую математику и пять платоновых тел для объяснения числа планет, их пропорций и порядка. Книга получила достаточно уважения от Тихо Браге, чтобы пригласить Кеплера в Прагу и стать его помощником.

В 1600 году Кеплер приступил к работе над орбитой Марса , второй по эксцентриситету из шести известных в то время планет. Эта работа легла в основу его следующей книги, Astronomia nova , которую он опубликовал в 1609 году. В книге доказывались гелиоцентризм и эллипсы для планетарных орбит вместо окружностей, измененных эпициклами. Эта книга содержит первые два из его трех одноименных законов движения планет. В 1619 году Кеплер опубликовал свой третий и последний закон, который показал связь между двумя планетами вместо движения одной планеты. [ необходима цитата ]

Работа Кеплера в астрономии была отчасти новой. В отличие от тех, кто был до него, он отказался от предположения, что планеты движутся по равномерной окружности, заменив его эллиптическим движением . Также, как и Коперник, он утверждал физическую реальность гелиоцентрической модели в отличие от геоцентрической. Однако, несмотря на все свои прорывы, Кеплер не мог объяснить физику, которая удерживала бы планету на ее эллиптической орбите.

Законы движения планет Кеплера

1. Закон эллипсов: все планеты движутся по эллиптическим орбитам, в одном из фокусов которых находится Солнце.
2. Закон равных площадей за равное время: линия, соединяющая планету с Солнцем, описывает равные площади за равное время.
3. Закон Гармонии: Время, необходимое планете для обращения вокруг Солнца, называемое ее периодом, пропорционально длинной оси эллипса, возведенной в степень 3/2. Константа пропорциональности одинакова для всех планет.

Галилео Галилей

В 1610 году Галилео Галилей наблюдал с помощью своего телескопа, что Венера показывала фазы , несмотря на то, что оставалась вблизи Солнца на земном небе (первое изображение). Это доказало, что она вращается вокруг Солнца , а не Земли , как предсказывала гелиоцентрическая модель Коперника , и опровергло общепринятую тогда геоцентрическую модель (второе изображение).

Галилео Галилей был итальянским ученым, которого иногда называют «отцом современной наблюдательной астрономии ». [16] Его усовершенствования телескопа , астрономические наблюдения и поддержка коперниканства были неотъемлемой частью коперниканской революции.

Основываясь на конструкциях Ганса Липперсгея , Галилей сконструировал свой собственный телескоп, который в следующем году он улучшил до 30-кратного увеличения. [17] Используя этот новый инструмент, Галилей сделал ряд астрономических наблюдений, которые он опубликовал в Sidereus Nuncius в 1610 году. В этой книге он описал поверхность Луны как грубую, неровную и несовершенную. Он также отметил, что «граница, разделяющая светлую и темную части, не образует равномерно овальную линию, как это было бы в идеально сферическом теле, но отмечена неровной, шероховатой и очень извилистой линией, как показано на рисунке». [18] Эти наблюдения бросили вызов утверждению Аристотеля о том, что Луна является идеальной сферой, и более широкой идее о том, что небеса совершенны и неизменны.

Следующее астрономическое открытие Галилея оказалось удивительным. Наблюдая за Юпитером в течение нескольких дней, он заметил четыре звезды вблизи Юпитера, чьи положения менялись таким образом, который был бы невозможен, если бы они были неподвижными звездами. После долгих наблюдений он пришел к выводу, что эти четыре звезды вращались вокруг планеты Юпитер и на самом деле были лунами, а не звездами. [19] Это было радикальное открытие, потому что, согласно космологии Аристотеля, все небесные тела вращаются вокруг Земли, а планета со лунами, очевидно, противоречила этому распространенному мнению. [20] Хотя это противоречило убеждению Аристотеля, оно поддерживало космологию Коперника, которая утверждала, что Земля — это такая же планета, как и все остальные. [21]

В 1610 году Галилей заметил, что Венера имеет полный набор фаз, аналогичных фазам Луны, которые мы можем наблюдать с Земли. Это можно было объяснить системами Коперника или Тихона, которые утверждали, что все фазы Венеры будут видны из-за характера ее орбиты вокруг Солнца, в отличие от системы Птолемея, которая утверждала, что будут видны только некоторые из фаз Венеры. Из-за наблюдений Галилея за Венерой система Птолемея стала весьма подозрительной, и большинство ведущих астрономов впоследствии перешли к различным гелиоцентрическим моделям, что сделало его открытие одним из самых влиятельных в переходе от геоцентризма к гелиоцентризму. [14]

Сфера неподвижных звезд

В шестнадцатом веке ряд авторов, вдохновленных Коперником, таких как Томас Диггес [22] , Джордано Бруно [23] и Уильям Гилберт [24], утверждали, что Вселенная бесконечно протяженная или даже бесконечна, а другие звезды — далекие солнца. Это контрастирует с аристотелевским представлением о сфере неподвижных звезд . Хотя Коперник и (первоначально) Кеплер противостояли ему, в 1610 году Галилей провел телескопическое наблюдение слабой полосы Млечного Пути , которую он обнаружил в бесчисленных белых звездообразных пятнах, предположительно, более далеких звездах. [25] К середине XVII века эта новая точка зрения стала широко принятой, отчасти благодаря поддержке Рене Декарта .

Исаак Ньютон

Титульный лист книги Ньютона «Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica», первое издание (1687 г.)

Ньютон был известным английским физиком и математиком , который прославился своей книгой Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica . [26] Он был главной фигурой в научной революции благодаря своим законам движения и всемирного тяготения . Законы Ньютона считаются конечной точкой коперниканской революции. [ кем? ]

Ньютон использовал законы планетарного движения Кеплера, чтобы вывести свой закон всемирного тяготения. Закон всемирного тяготения Ньютона был первым законом, который он разработал и предложил в своей книге Principia . Закон гласит, что любые два объекта оказывают гравитационную силу притяжения друг на друга. Величина силы пропорциональна произведению гравитационных масс объектов и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними. [15] Наряду с законом всемирного тяготения Ньютона, Principia также представляет его три закона движения. Эти три закона объясняют инерцию, ускорение, действие и реакцию, когда результирующая сила приложена к объекту.

Метафорическое использование

Иммануил Кант

Иммануил Кант в своей «Критике чистого разума» (издание 1787 года) провел параллель между «коперниканской революцией» и эпистемологией своей новой трансцендентальной философии . [27] Сравнение Канта сделано в предисловии ко второму изданию « Критики чистого разума» (опубликованному в 1787 году; серьезная переработка первого издания 1781 года). Кант утверждает, что подобно тому, как Коперник перешел от предположения о вращении небесных тел вокруг неподвижного зрителя к движущемуся зрителю, так и метафизика, «продвигаясь точно по линии первичной гипотезы Коперника», должна перейти от предположения, что «знание должно соответствовать объектам», к предположению, что «объекты должны соответствовать нашему [ априорному ] знанию». [b]

Много было сказано о том, что Кант имел в виду, когда говорил о своей философии как о «точно следующей по линии первичной гипотезы Коперника». Была давняя дискуссия об уместности аналогии Канта, поскольку, как считает большинство комментаторов, Кант перевернул первичное движение Коперника. [29] По словам Тома Рокмора , [30] сам Кант никогда не использовал фразу «коперниканская революция» по отношению к себе, хотя она «регулярно» применялась к его работам другими.

После Канта

После Канта выражение «Коперниканская революция» в 20 веке стало использоваться для обозначения любого (предполагаемого) сдвига парадигмы , например, в отношении фрейдистского психоанализа [31] или континентальной философии и аналитической лингвистической философии [32] .

Смотрите также

Примечания

  1. ^ «Критика Аверроэсом астрономии Птолемея ускорила этот спор в Европе. [...] Восстановление текстов Птолемея и их перевод с греческого на латынь в середине пятнадцатого века стимулировали дальнейшее рассмотрение этих вопросов». [6]
  2. ^ В английском переводе: «До сих пор предполагалось, что все наши знания должны соответствовать объектам. Но все попытки расширить наши знания об объектах, устанавливая что-либо в отношении них a priori , посредством понятий, при этом предположении заканчивались неудачей. Поэтому мы должны проверить, не сможем ли мы добиться большего успеха в задачах метафизики, если предположим, что объекты должны соответствовать нашим знаниям. Это лучше согласуется с желаемым, а именно, что должно быть возможно иметь знание об объектах a priori , определяя что-либо в отношении них до того, как они будут даны. Тогда мы должны были бы действовать точно по линии первичной гипотезы Коперника. Не добившись удовлетворительного прогресса в объяснении движений небесных тел на основе предположения, что все они вращаются вокруг наблюдателя, он попробовал, не сможет ли он добиться большего успеха, если заставит наблюдателя вращаться, а звезды оставаться в покое. Похожий эксперимент можно провести в метафизике в отношении интуиции объектов ». [28]

Ссылки

  1. ^ Джиллис, Дональд (2019-04-10), Почему революция Коперника произошла в Европе, а не в Китае? , получено 2019-12-03
  2. ↑ Уильям Шталь , перевод, Martianus Capella и семь свободных искусств , т. 2, Брак филологии и Меркурия , 854, 857, Нью-Йорк: Columbia Univ. Pr, 1977, стр. 332–333
  3. ^ Иствуд, Брюс С. (2007), Упорядочение небес: римская астрономия и космология в эпоху Каролингского Возрождения , Лейден: Brill, стр. 244–259, ISBN 978-90-04-16186-3
  4. ^ Иствуд, Брюс С. (1982), «Кеплер как историк науки: предшественники коперниканского гелиоцентризма согласно De revolutionibus I, 10», Труды Американского философского общества , 126 : 367–394.
  5. ^ ab Carman, Christian C. (2017-12-23). ​​«Первым Коперниканом был Коперник: разница между докоперниканским и коперниканским гелиоцентризмом». Архив для History of Exact Sciences . 72 (1): 1–20. doi :10.1007/s00407-017-0198-3. ISSN  0003-9519.
  6. ^ Ослер (2010), стр. 42
  7. ↑ Джордж Салиба (1979). «Первая нептолемеевская астрономия в школе Марага», Isis 70 (4), стр. 571–576.
  8. ↑ Артур Кестлер , Лунатики , Penguin Books, 1959, стр. 212.
  9. ^ ab Osler (2010), стр. 44
  10. ^ Рашкин, Илья (6 февраля 2015 г.). «Оптимизация Птолемеевой модели планетарного и солнечного движения». История и философия физики . 1 : 1–13. arXiv : 1502.01967 . Bibcode : 2015arXiv150201967R.
  11. ^ Джинджерич, Оуэн (1973). «От Коперника до Кеплера: гелиоцентризм как модель и как реальность». Труды Американского философского общества . 117 (6): 513–522. Bibcode : 1973PAPhS.117..513G. ISSN  0003-049X. JSTOR  986462.
  12. ^ abc Osler (2010), стр. 53
  13. ^ Дж. Дж. О'Коннор и Э. Ф. Робертсон. Биография Тихо Браге. Апрель 2003. Получено 28.09.2008
  14. ^ ab Thoren (1989), стр. 8
  15. ^ ab Newton, Isaac (1999). Principia: Математические принципы натуральной философии . Перевод I. Bernard Cohen; Anne Whitman; Julia Budenz. Berkeley: University of California Press. ISBN 0-520-08817-4.
  16. ↑ Зингер (1941), стр. 217
  17. ^ Дрейк (1990), стр. 133-134.
  18. ^ Галилей, Хелден (1989), с. 40
  19. ^ Дрейк (1978), стр. 152
  20. ^ Дрейк (1978), стр. 157
  21. ^ Ослер (2010), стр. 63
  22. ^ Хеллиер, Маркус, ред. (2008). Научная революция: основные чтения. Blackwell Essential Readings in History. Том 7. John Wiley & Sons . стр. 63. ISBN 9780470754771. Пуританин Томас Диггес (1546–1595?) был первым англичанином, выступившим в защиту теории Коперника. ... Отчет Диггеса сопровождается диаграммой вселенной, изображающей гелиоцентрическую систему, окруженную сферой неподвижных звезд, которую Диггес описывает как бесконечно протяженную во всех измерениях.
  23. ^ Бруно, Джордано. «Третий диалог». О бесконечной вселенной и мирах . Архивировано из оригинала 27 апреля 2012 года.
  24. ^ Гилберт, Уильям (1893). «Книга 6, Глава III». De Magnete. Перевод Моттелэя, П. Флери. (Факсимиле). Нью-Йорк: Dover Publications. ISBN 0-486-26761-X.
  25. ↑ Галилео Галилей, Sidereus Nuncius (Венеция, (Италия): Томас Бальони, 1610), страницы 15 и 16. Архивировано 16 марта 2016 г. на Wayback Machine.
    Английский перевод: Галилео Галилей с Эдвардом Стаффордом Карлосом, пер., The Sidereal Messenger (Лондон: Rivingtons, 1880), страницы 42 и 43. Архивировано 2 декабря 2012 г. на Wayback Machine.
  26. ^ См . Principia онлайн на сайте Andrew Motte Translation
  27. ^ Эрманно Бенчивенга (1987), Коперниканская революция Канта .
  28. ^ Иммануил Кант (1929) [1787]. «Предисловие». Критика чистого разума . Перевод Нормана Кемпа Смита . Palgrave Macmillan. ISBN 1-4039-1194-0. Архивировано из оригинала 2009-04-16.
  29. ^ Для обзора см. Engel, M., Kant's Copernican Analogy: A Re-examination , Kant-Studien, 54, 1963, стр. 243. Согласно Виктору Кузену : «Коперник, видя, что невозможно объяснить движение небесных тел на основе предположения, что эти тела движутся вокруг Земли, рассматриваемой как неподвижный центр, принял альтернативу, предположив, что все движется вокруг Солнца. Поэтому Кант, вместо того чтобы предположить, что человек движется вокруг объектов, предположил, наоборот, что он сам является центром, и что все движется вокруг него». Кузен, Виктор, Философия Канта . Лондон: Джон Чепмен, 1854, стр. 21
  30. ↑ Том Рокмор, Маркс после марксизма: философия Карла Маркса (2002), стр. 184.
  31. ^ «Определив истерию как болезнь, симптомы которой вызваны бессознательными идеями человека, Фрейд начал то, что можно назвать «коперниканской революцией» в понимании психических заболеваний, — что поставило его в оппозицию как парижскому Шарко, так и немецкому и австрийскому научному сообществу». Хосе Бруннер, Фрейд и политика психоанализа (2001), стр. 32.
  32. ^ " Формулировку Жака Лакана о том, что бессознательное, как оно проявляется в аналитических феноменах, «структурировано подобно языку», можно рассматривать как своего рода коперниканскую революцию, объединяющую Фрейда и идеи лингвистических философов и теоретиков, таких как Роман Якобсон ". Бен Хаймор, Мишель де Серто: Анализ культуры (2006), стр. 64.

Цитируемые работы

Внешние ссылки