Система мира, предложенная Коперником

Тюменский Государственный Нефтегазовый Университет

Домашняя контрольная работа

По предмету «Концепция Современного Естествознания»

На тему «Система мира, предложенная Коперником»

Выполнила: студентка гр.УИН-08

Таркова Екатерина

Проверила: Шевнина Т.Е.

Тюмень, 2009

1.      Коперник

Много спорили о том, был ли Коперник поляком или немцем; ныне национальность его не подлежит сомнению, так как отыскан список студентов падуанского университета, в котором Коперник записан в числе учившихся там поляков.

Родился в Торне, в купеческой семье. Потеряв 9-ти летним ребенком отца и оставшись на попечении дяди по матери, каноника Ватцельрода, Коперник в 1491 г. поступил в краковский университет, где с одинаковым усердием изучал математику, медицину и богословие.

По окончании курса Коперник путешествовал по Германии и Италии, слушал лекции о разных университетах, а одно время даже и сам профессорствовал в Риме; в 1503 г. он вернулся в Краков и прожил тут целых семь лет, состоя профессором университета и занимаясь астрономическими наблюдениями.

Однако шумная жизнь университетских корпораций была не по душе Копернику и в 1510 г. он переселился в Фрауенбург, маленький городок на берегу Вислы, где провел всю остальную жизнь, ведя общественную жизнь и посвящая свои досуги астрономии; мало того, когда было нужно - Коперник посвящал свои силы и практическим работам: по его проекту введена новая монетная система в Польше, а в г. Фрауенбурге он построил гидравлическую машину, которой снабжались водой все дома.

Здесь же, во Фромборке, как каноник (духовное лицо) он стал участвовать в управлении епархией. А еще — не зря же медицине учился — безвозмездно лечить людей.

Однажды ему внезапно пришлось бросить все свои дела, наблюдения за светилами и составление математических таблиц. На время войны с крестоносцами.

Когда их войска подошли к городу Олынтын, каноник и звездочет Николай Коперник взяли на себя командование военным гарнизоном. Пока все духовенство во главе с епископом отсиживались в безопасных местах, Коперник принял на себя руководство обороной замка-крепости, заботу об установке орудий, о запасе пороха, провианта и воды. Благодаря его умелым действиям жители Олынтына сумели удержать город и обратить неприятеля в бегство.

По глубине соображений, Коперник неоспоримо был величайшим астрономом своего времени, но как практик он был ниже даже арабских астрономов; однако, в этом не его вина: в его распоряжении были самые бедные средства и все инструменты он делал собственными руками.

В то время, когда жил Николай Коперник, задавать вопросы об устройстве Вселенной было не просто бесполезно, но опасно. Разве что-то еще неизвестно?! Земля неподвижна и находится в центре мироздания. Весь мир существует ради нее. Вокруг нее движутся Солнце и планеты. На протяжении полутора тысячелетий незыблемо царила астрономическая теория Птолемея. Возможно, и потому, что ее положения хорошо согласовались с учением католической церкви. Движение Земли? Это нелепость, глупость. Чтобы поверить ей, надо быть сумасшедшим или невеждой.

Древнее заблуждение спокойно и уверенно правило миром. До тех пор, пока не пришло время обнаружить себя истине. Занимаясь размышлениями о Птолемеевой системе мира, Коперник поражался ее сложностью и искусственностью, и, изучая сочинения древних философов, особенно Никиты Сиракузского, Филолая и др., он пришел к выводу, что не Земля, а Солнце должно быть неподвижным центром вселенной. Исходя из этого положения, Коперник весьма просто объяснил всю кажущуюся запутанность движений планет, но, не зная еще истинных путей планет и принимая их кругообразными, он был еще вынужден частью удержать эпициклы и дифференты древних для объяснения разных неравенств движений. Эти эпициклы и дифференты были окончательно отброшены лишь Кеплером.

Мы не знаем, как родилась эта загадочная нить, связавшая на всю жизнь молодого ученого с его предназначением. Может быть, это были созвучные его собственным размышлениям слова римского мудреца Сенеки, который тоже задавался вопросом:
«Обрекла ли судьба нашу Землю на покой, или одарила ее быстрым движением; повелел ли Бог всем небесным телам вращаться около нас, или же мы сами около них вращаемся?»

«Я перечитал, — писал Коперник, — все философские книги, какие только мог достать; мне хотелось убедиться, не высказывал ли кто-нибудь другого мнения о движении небесных сфер, кроме того, какому учили в школах. Я увидел у Цицерона», а затем у Плутарха, что «Земля обращается около огня...» Впрочем, главные последователи Пифагора, каковы Архитас Тарентский, Гераклид Понтийский и другие, учили тому же — что «Земля не неподвижна... но около огня вращается и не принадлежит ни к самым важным, ни к первым частям мира».

До сих пор остается загадкой, как церковь проглядела каноника Вармийского, не уловила при его жизни тех идей, за которые чуть позже был сожжен на костре Джордано Бруно, а Галилео Галилей испытал все ужасы застенков инквизиции.

Главное и почти единственное сочинение Коперника, плоды более чем 30-ти летней его работы в Фрауенбурге, это: "De revolutionibns orbium coelestium" ("Об обращениях небесных сфер"). Он медлил с изданием книги. Нет, то был не личный страх, но опасения, что теория его будет искажена и не понята неподготовленными умами. Наконец, чтобы избежать монашеской цензуры, Коперник открыто посвятил свой труд самому папе Павлу III.

Вот что он ему написал: «Я долго колебался, публиковать ли свои комментарии о движении небесных тел, или последовать примеру некоторых пифагорейцев, которые передавали философские тайны посвященным и друзьям, не письменно, а устно. Для того чтобы самые важные вопросы, с великим усердием изучаемые знаменитыми людьми, не осквернялись людьми праздными, которые не любят предаваться никакому серьезному труду, кроме прибыльных занятий, или людьми ограниченными, которые, занимаясь науками из одного тщеславия, втирались между философами. Как трутни между пчел».

Умирающий Коперник держал в руках только что напечатанную книгу "О вращениях небесных сфер". Николаю Копернику оставалось жить несколько часов, когда ему привезли отпечатанный в Регенсбурге экземпляр его книги. Говорят, ученый уже был почти без сознания и лишь беспомощно и нежно водил рукой по переплету. Дело сделано, семена посеяны, можно уходить. Идеи его распространились по всему миру.

Церковники не сразу поняли, какой удар по религии нанесла книга Коперника. Лишь 73 года спустя после его смерти инквизиция объявила его работу ересью и включила ее в «Индекс запрещенных книг».

Сочинение его было разделено на 6 частей и печаталось под наблюдением лучшего и любимейшего ученика Коперника, Ретикуса. В первой части говорится о шарообразности мира и Земли, а также изложены правила решения прямоугольных и сферических треугольников; во второй даются основания сферической астрономии и правила вычисления видимых положений звезд и планет на небесном своде. В третьей говорится о прецессии или предварении равноденствий, с объяснением ее попятным движением линии пересечения экватора с эклиптикой. В четвертой - о Луне, в пятой о планетах вообще, и в шестой - о причинах изменения широт планет.

Уединенная жизнь и позднее опубликование сочинения избавили Коперника от гонений, которым подверглись его последователи; идеи Коперника подхватили и развили Бруно, Галилей, Кеплер, Ньютон, Лаплас... он умер спокойно и похоронен в Торне в костеле св. Яна. Только в XIX в. ему поставлены памятники в Варшаве, Кракове, Торне и Регенсбурге.

2. Гелиоцентрическая система Мира

Идею гелиоцентризма Коперник нашел у Аристарха Самосского. Коперник глубоко изучил древнюю астрономию, в частности "Альмагест " Птолемея. Он обратил внимание на особую роль Солнца в птолемеевой схеме. Солнце как бы разделяло планеты на две группы - "нижние " (расположенные ближе к Земле, чем Солнце) и "верхние ". В комбинации кругов для описания видимого движения каждой планеты существовал обязательно один круг с годичным, как у Солнца, периодом движения по нему. Для верхних планет это был главный эпицикл, а для нижних - деферент.

Высоко оценивая систему Птолемея как выдающееся достижение античной астрономии, Коперник убедился в ее несостоятельности. "Хотя Клавдий Птолемей Александрийский, стоящий впереди других по своему удивительному хитроумию и тщательности, после более чем сорокалетних наблюдений завершил создание всей этой науки почти до такой степени, что, кажется, ничего не осталось, чего он не достиг бы,- пишет Коперник во вступлении к книге первой своего основополагающего сочинения "Об обращении небесных сфер ",- мы все-таки видим, что многое не согласуется с тем, что должно было бы вытекать из его положений ".

Коперник разработал гелиоцентрическую систему Мира, основное содержание которой было сформулировано им следующим образом: "Все замечаемые нами у Солнца движения не свойственны ему, но принадлежат Земле и нашей сфере, вместе с которой мы вращаемся вокруг Солнца, как и всякая другая планета; таким образом, Земля имеет несколько движений. Кажущиеся прямые и попятные движения планет принадлежат не им, но Земле. Таким образом, одно это ее движение достаточно для объяснения большого числа видимых в небе неравномерностей ".

Система Мира Коперника

Рисунок Коперника из его книги "Об обращении небесных сфер ". В центре Солнце, затем идут орбиты: Меркурия, Венеры, Земли с Луной, Марса, Юпитера, Сатурна и сфера неподвижных звезд

Другими словами, Земля смещается с центрального положения и ей придается два движения: вращение вокруг собственной оси и обращение вокруг Солнца.

Система Коперника была впервые изложена в небольшой книжке, составленной его учеником Иоганом Ретиком и опубликованной в 1540 г. Основной труд Коперника "Об обращении небесных сфер " ( "De Revolutionibus Orbium Coelestium ") был напечатан в мае 1543г., когда он был уже при смерти.

Закономерности движения планет, их петлеобразные, прямые и попятные движения, казавшиеся ранее загадочными, получили в системе Коперника простое объяснение. Допустив замедление вращения с удалением от Земли, он объяснил петли.

Схема Коперника позволила определить относительные масштабы планетной системы. Впервые в истории естествознания Коперник установил верные соотношения между расстояниями планет от Солнца. За единицу (100%) он принял расстояние от Земли до Солнца - так называемую "астрономическую единицу ". Таким образом, Коперником впервые была составлена правильная карта солнечной системы. Требовалось только верно определить масштаб этой карты - астрономическую единицу. Напомним, что во времена Коперника ошибочно считалось, что это расстояние лишь в 19 раз больше, чем расстояние до Луны (результат, полученный Аристархом Самосским в III в. до н.э.).

Идею определения относительных расстояний до планет проще всего уяснить на примере нижней планеты, например, Венеры. Наибольшее угловое удаление этой планеты от Солнца (S) составляет 46 -; следовательно, под таким углом виден с Земли (T) радиус орбиты Венеры (V), когда луч зрения TV касается орбиты. Так как треугольник VST прямоугольный, то и расстояние до Венеры составляет 0.72 астрономической единицы. Для планет, находящихся дальше от Солнца, чем Земля, определение расстояний в системе Коперника также сводится к несложной геометрической задаче.

В таблице приведены расстояния планет от Солнца в астрономических единицах, полученные Коперником, и современные значения средних расстояний.