Коперниканская революция была сдвигом парадигмы от птолемеевской модели неба, которая описывала космос как стационарную Землю в центре Вселенной, к гелиоцентрической модели с Солнцем в центре Солнечной системы . Эта революция состояла из двух фаз; первый имел чрезвычайно математический характер, а второй этап начался в 1610 году с публикации брошюры Галилея . [1] Начиная с публикации в 1543 году работы Николая Коперника « De Revolutionibus orbium Coelestium» , вклад в «революцию» продолжался до тех пор, пока, наконец, не завершился работой Исаака Ньютона более столетия спустя.
«Коперниканская революция» названа в честь Николая Коперника , чей «Комментарий» , написанный до 1514 года, был первым явным представлением гелиоцентрической модели в науках эпохи Возрождения. Идея гелиоцентризма гораздо старше; его можно проследить до Аристарха Самосского , эллинистического автора, писавшего в III веке до нашей эры, который, возможно, в свою очередь, опирался на еще более старые концепции пифагорейства . Однако древний гелиоцентризм был затмён геоцентрической моделью, представленной Птолемеем в «Альмагесте» и принятой в аристотелизме .
Европейские ученые были хорошо осведомлены о проблемах птолемеевской астрономии еще с 13 века. Дебаты были ускорены реакцией Аверроэса на критику Птолемея и снова возобновились после обнаружения текста Птолемея и его перевода на латынь в середине 15 века . [a] Отто Э. Нойгебауэр в 1957 году утверждал, что дебаты в латинской науке 15-го века, должно быть, также были основаны на критике Птолемея, произведенной после Аверроэса персидской школой астрономии эпохи Ильханидов (13-14 века), связанной с обсерватория Мараге (особенно работы Аль-Урди , Аль-Туси и Ибн аль-Шатира ). [3]
Состояние вопроса, полученное Коперником, резюмировано в « Theoricae novae Planetarum» Георга фон Пейербаха , составленном на основе конспектов лекций ученика Пейербаха Региомонтануса в 1454 году, но напечатанном только в 1472 году. Пейербах пытается дать новое, математически более изящное изложение теории Птолемея. системы, но он не приходит к гелиоцентризму. Сам Региомонтан был учителем Доменико Марии Новары да Феррары , который, в свою очередь, был учителем Коперника.
Есть вероятность, что Региомонтан уже пришел к теории гелиоцентризма еще до своей смерти в 1476 году, поскольку он уделил особое внимание гелиоцентрической теории Аристарха в более поздней работе и упомянул в письме о «движении Земли». [4]
Коперник учился в Болонском университете в 1496–1501 годах, где стал ассистентом Доменико Марии Новары да Феррары . Известно, что он изучал «Эпитом в Альмагесте Птолемея» Пейербаха и Региомонтануса (напечатанный в Венеции в 1496 году) и проводил наблюдения за движением Луны 9 марта 1497 года. Коперник сначала разработал явно гелиоцентрическую модель движения планет. написанный в его коротком сочинении «Комментарий» незадолго до 1514 года и распространенный среди его знакомых в ограниченном количестве экземпляров. Он продолжал совершенствовать свою систему, пока не опубликовал свою более крупную работу De Revolutionibus orbium coelestium (1543 г.), которая содержала подробные диаграммы и таблицы. [5]
Модель Коперника претендует на описание физической реальности космоса, чего больше не считала модель Птолемея. Коперник удалил Землю из центра Вселенной, привел небесные тела во вращение вокруг Солнца и ввел суточное вращение Земли вокруг своей оси. [5] Хотя работа Коперника и спровоцировала «Коперниканскую революцию», она не ознаменовала ее конец. Фактически, собственная система Коперника имела множество недостатков, которые позднее пришлось исправлять астрономам.
Коперник не только выдвинул теорию относительно природы Солнца по отношению к Земле, но и тщательно поработал над разоблачением некоторых мелких деталей геоцентрической теории. [6] В своей статье о гелиоцентризме как модели автор Оуэн Джинджерич пишет, что для того, чтобы убедить людей в точности своей модели, Коперник создал механизм, позволяющий вернуть описание небесного движения к «чистой комбинации кругов». » [7] Теории Коперника заставили многих людей чувствовать себя некомфортно и несколько расстраиваться. Даже несмотря на пристальное внимание, с которым он столкнулся в отношении своей гипотезы о том, что Вселенная не сосредоточена вокруг Земли, он продолжал получать поддержку - другие ученые и астрологи даже утверждали, что его система позволяет лучше понять концепции астрономии, чем геоцентрическая теория.
Тихо Браге (1546–1601) был датским дворянином , который в свое время был хорошо известен как астроном. 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, известную как система Тихона . Хотя Тихо ценил преимущества системы Коперника, он, как и многие другие, не мог принять движение Земли. [8]
В 1572 году Тихо Браге наблюдал новую звезду в созвездии Кассиопеи . В течение восемнадцати месяцев он ярко сиял на небе без видимого параллакса , что указывало на то, что согласно модели Аристотеля он был частью небесной области звезд . Однако, согласно этой модели, на небесах не могло произойти никаких изменений, поэтому наблюдение Тихо стало серьезной дискредитацией теорий Аристотеля. В 1577 году Тихо наблюдал в небе огромную комету . Согласно его наблюдениям параллакса, комета прошла через область планет . Согласно теории Аристотеля, в этой области существовало только равномерное круговое движение по твердым сферам, что делало невозможным вход кометы в эту область. Тихо пришел к выводу, что таких сфер не существует, что подняло вопрос о том, что удерживает планету на орбите . [8]
При покровительстве короля Дании Тихо Браге основал Ураниборг , обсерваторию в Вене. [9] В течение 20 лет Тихо и его команда астрономов собирали астрономические наблюдения, которые были значительно более точными, чем те, которые делались раньше. Эти наблюдения окажутся жизненно важными для будущих астрономических прорывов.
Кеплер нашел работу 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 выдающихся прорывов в астрономии, таких как открытие трех законов движения планет . Кеплер не смог бы создать 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 . [10] Книга сэра Исаака Ньютона Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica завершила Коперниканскую революцию. Развитие его законов движения планет и всемирного тяготения объяснило предполагаемое движение, связанное с небесами, утверждая гравитационную силу притяжения между двумя объектами. [11]
В 1596 году Кеплер опубликовал свою первую книгу « Mysterium Cosmographicum» , которая была второй (после Томаса Диггеса в 1576 году) астрономом с 1540 года, подтверждающей коперниканскую космологию . Платоновые тела для объяснения количества планет, их пропорций и порядка. Книга вызвала такое уважение со стороны Тихо Браге, что он пригласил Кеплера в Прагу и стал его помощником.
В 1600 году Кеплер приступил к работе над орбитой Марса , второй по эксцентричности из шести известных в то время планет. Эта работа легла в основу его следующей книги « Новая астрономия» , которую он опубликовал в 1609 году. В книге доказывался гелиоцентризм и эллипсы планетных орбит вместо кругов, модифицированных эпициклами. Эта книга содержит первые два из трех одноименных законов движения планет. В 1619 году Кеплер опубликовал свой третий и последний закон, который показал взаимосвязь между двумя планетами, а не движение одной планеты. [ нужна цитата ]
Работы Кеплера в астрономии отчасти были новыми. В отличие от тех, кто был до него, он отказался от предположения о том, что планеты движутся равномерно по кругу, заменив его эллиптическим движением . Кроме того, как и Коперник, он утверждал физическую реальность гелиоцентрической модели в отличие от геоцентрической. Тем не менее, несмотря на все свои открытия, Кеплер не смог объяснить физику, которая удерживает планету на ее эллиптической орбите.
Галилео Галилей был итальянским учёным, которого иногда называют «отцом современной наблюдательной астрономии ». [12] Его усовершенствования телескопа , астрономические наблюдения и поддержка коперниканства были неотъемлемой частью Коперниканской революции.
На основе конструкций Ганса Липперши Галилей сконструировал собственный телескоп, который в следующем году усовершенствовал до 30-кратного увеличения. [13] 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, отделяющая светлую часть от темной, не образует равномерно овальную линию, как это было бы в идеально сферическом твердом теле, а отмечена неровной, грубой и очень извилистой линией, как показано на рисунке. " [14] Эти наблюдения бросили вызов утверждению Аристотеля о том, что Луна представляет собой идеальную сферу, и более широкой идее о том, что небеса совершенны и неизменны.
Следующее астрономическое открытие Галилея окажется неожиданным. Наблюдая за Юпитером в течение нескольких дней, он заметил вблизи Юпитера четыре звезды, положение которых менялось так, как это было бы невозможно, если бы это были неподвижные звезды. После долгих наблюдений он пришел к выводу, что эти четыре звезды вращаются вокруг планеты Юпитер и на самом деле являются спутниками, а не звездами. [15] Это было радикальное открытие, поскольку, согласно аристотелевской космологии, все небесные тела вращаются вокруг Земли, а планета со спутниками явно противоречила этому распространенному мнению. [16] Хотя это противоречило верованиям Аристотеля, оно поддерживало космологию Коперника, которая утверждала, что Земля — это такая же планета, как и все другие. [17]
В 1610 году Галилей заметил, что Венера имеет полный набор фаз, подобных фазам Луны, которые мы можем наблюдать с Земли. Это можно было объяснить системами Коперника или Тихона, в которых говорилось, 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 фазы Венеры. Из-за наблюдений Венеры Галилеем 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. [10]
В шестнадцатом веке ряд писателей, вдохновленных Коперником, таких как Томас Диггес , [18] , Джордано Бруно [19] и Уильям Гилберт [20] , выступали за бесконечно протяженную или даже бесконечную Вселенную, в которой другие звезды являются далекими солнцами. Это контрастирует с аристотелевским взглядом на сферу неподвижных звезд . Несмотря на противодействие Коперника и (первоначально) Кеплера, в 1610 году Галилей провел телескопическое наблюдение слабой полосы Млечного Пути , которая, как он обнаружил, распадается на бесчисленные белые звездообразные пятна, предположительно сами более далекие звезды. [21] К середине 17 века эта новая точка зрения получила широкое признание, отчасти благодаря поддержке Рене Декарта .
Ньютон был известным английским физиком и математиком , известным своей книгой Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica . [22] Он был главной фигурой научной революции благодаря своим законам движения и всемирного тяготения . Говорят, что законы Ньютона являются конечной точкой Коперниканской революции. [ кем? ]
Ньютон использовал законы движения планет Кеплера, чтобы вывести свой закон всемирного тяготения. Закон всемирного тяготения Ньютона был первым законом, который он разработал и предложил в своей книге «Начала» . Закон гласит, что любые два объекта оказывают друг на друга силу гравитационного притяжения. Величина силы пропорциональна произведению гравитационных масс объектов и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними. [11] Наряду с законом всемирного тяготения Ньютона, « Начала» также представляют его три закона движения. Эти три закона объясняют инерцию, ускорение, действие и реакцию, когда к объекту прилагается результирующая сила.
Иммануил Кант в своей «Критике чистого разума» (издание 1787 г.) провел параллель между «коперниканской революцией» и эпистемологией своей новой трансцендентальной философии . [23] Сравнение Канта сделано в предисловии ко второму изданию « Критики чистого разума» (опубликовано в 1787 году; серьезная переработка первого издания 1781 года). Кант утверждает, что подобно тому, как Коперник перешёл от предположения о том, что небесные тела вращаются вокруг неподвижного наблюдателя, к зрителю движущемуся, так и метафизика, «действуя точно в соответствии с основной гипотезой Коперника», должна отказаться от предположения, что «знание должно соответствовать возражает» против предположения, что «объекты должны соответствовать нашему [ априорному ] знанию». [б]
Много было сказано о том, что имел в виду Кант, говоря, что его философия «идет точно в соответствии с основной гипотезой Коперника». Была давняя дискуссия о целесообразности аналогии Канта, поскольку, по мнению большинства комментаторов, Кант перевернул основной ход Коперника. [25] По словам Тома Рокмора , [26] сам Кант никогда не использовал фразу «Коперниканская революция» о себе, хотя она «обычно» применялась к его работам другими.
Вслед за Кантом фраза «Коперниканская революция» в 20 веке стала использоваться для обозначения любого (предполагаемого) изменения парадигмы , например, в отношении фрейдистского психоанализа [27] или континентальной философии и аналитической лингвистической философии . [28]
Пуританин Томас Диггес (1546–1595?) был первым англичанином, предложившим защиту теории Коперника. ... К отчету Диггеса прилагается диаграмма Вселенной, изображающая гелиоцентрическую систему, окруженную сферой неподвижных звезд, которую Диггес описал как бесконечно протяженную во всех измерениях.
Словарное определение Коперниканской революции в Викисловаре
СМИ, связанные с Коперниканской революцией, на Викискладе?
