Житомирский С.В.

ГЕЛИОЦЕНТРИЧЕСКАЯ ГИПОТЕЗА

АРИСТАРХА САМОССКОГО И АНТИЧНАЯ КОСМОЛОГИЯ

Гелиоцентрическая система мира, с которой выступил в середине III в. до н. э. александрийский математик Аристарх Самосский (ок. 310—250 гг. до н. э.), не была признана античной наукой. Другая его пионерская работа «О величинах и расстояниях Солнца и Луны»¹ имела продолжателей: определением космических расстояний занимались вслед за Аристархом его младшие современники Архимед и Эратосфен. Можно думать, что и гелиоцентрическая гипотеза Аристарха была широко известна. На нее ссылался в своем «Псаммите» Архимед, тесно связанный с математиками Александрии и Пергама. О том, что она была знакома и философским кругам, говорит реакция стоиков. Клеанф, второй руководитель стоической школы после ее основателя Зенона Китийского, подверг гипотезу критике в специальной книге «Против Аристарха» (Диоген Лаэртский, 1979, с. 322; VII, 174). Этого не могло бы случиться, если бы гипотеза не была замечена в Афинах, которые тогда еще сохраняли положение «столицы философов».

Почему же ученые и философы того времени не приняли новую гипотезу, дававшую картину мира геометрически более стройную, чем все, что было предложено раньше? И. Н. Веселовский в своей прекрасной работе «Аристарх Самосский — Коперник античного мира» объясняет это двумя причинами. По его мнению, в первую очередь гелиоцентризм должен был столкнуться с получившими в то время распространение астрологическими представлениями, которые требовали центрального положения человека и Земли во Вселенной. С астрономической же стороны система Аристарха, предполагавшая равномерные круговые движения планет, скоро должна была вступить в противоречие с результатами более точных наблюдений светил (Веселовский, 1961, с. 64—66).

Эти, в общем, справедливые доводы кажутся все же недостаточными. Астрология в эпоху Аристарха еще не получила широкого распространения. Но и значительно позже мистическое мировоззрение было в античном мире не единственным — ему противостояла эпикурейская система взглядов, отвергавшая веру в судьбу и гадания. С точки зрения астрономии система Аристарха тоже могла развиваться и исправляться, причем не только путем введения эксцентров, но и с привлечением неравномерности движения небесных тел. Идея переменной скорости планет не была вовсе чужда античной космологии. О ней упоминает, например, в X книге своего сочинения «Об архитектуре» Витрувий (Витрувий, 1936, с. 222; X, гл. I, 11, 12). Представляется, что основную роль в неприятии гипотезы Аристарха сыграли космологические соображения.

В античной космологии можно выделить два направления. В первом, идущем от пифагорейцев, преобладали попытки математического описания небесных движений и геометрического осмысления Вселенной. При этом вопрос о физической природе светил отходил на второй план, они считались сделанными из особой материи, божественными и непознаваемыми. Это направление сыграло огромную роль в развитии астрономии; к его представителям относятся Платон, Евдокс, Калипп, Гераклид Понтийский, Архимед, Гиппарх, Птолемей.

Второе направление было связано с представлениями об эволюции мира и единстве вещества Вселенной. Оно оказало влияние на последующее развитие химии и физики, но в отношении астрономии его приверженцы обычно довольствовались грубыми качественными описаниями движений светил. Среди мыслителей этого плана — Эмпедокл, Анаксимандр, Анаксимен. Анаксагор, Демокрит, Эпикур.

В III в. до и. э. всерьез могли рассматриваться системы мира, которых придерживались основные философские школы. Это прежде всего система гомоцентрических сфер Евдокса Книдского, объяснявшая сложные движения светил как сумму простых вращений связанных друг с другом сфер. Систему Евдокса принял Аристотель, и, вероятно, ее придерживались многие перипатетики, в том числе учитель Аристарха Стратон Лампсакский, который с 268 г. до п. э. возглавлял Ликей. Схема Евдокса не противоречила воззрениям платоников и стоиков, признававших сферическое строение Вселенной. В эпоху Аристарха в космологии стоиков имелись архаичные черты, о чем будет сказано дальше. Была распространена и система Гераклида Понтийского, который признавал вращение Земли вокруг оси и считал, что некоторые планеты совершают эпициклические движения, обращаясь вокруг Солнца. Подобной системы с обращением вокруг Солнца Меркурия, Венеры и Марса придерживался Архимед (Житомирский, 1977). В системах Евдокса и Гераклида Земля считалась шарообразной, находящейся в центре сферической Вселенной, ограниченной небом неподвижных звезд.

Кроме этих «астрономических» систем существовала еще и качественная система мира, которой придерживались атомисты, последователи Демокрита и Эпикура. Хотя в вопросе о строении вещества атомисты полностью расходились с Анаксагором, их взгляды на строение мира во многом совпадали. Земля признавалась плоской, окруженной сферическим вихрем, который нес сгущения материи — небесные тела. При этом пространство считалось бесконечным, наполненным множеством миров, «похожих на наш и непохожих», как писал Эпикур (Диоген Лаэртский, 1979, с. 409; X, 45).

Что же нового внес Аристарх в космологию своей гипотезой? Идея об относительности движения, о том, что видимое вращение неба может быть результатом вращения Земли, была известна. Ее высказывали еще пифагорейцы, Аристотель находил ее в «Тимее» Платона (где она высказана довольно неясно), ее могли придерживаться сторонники системы Гераклида Понтийского. Идея нецентрального положения Земли также не являлась новой. Аристотель писал о воззрениях пифагорейцев: «В центре,— утверждают они,— находится огонь, а Земля — одна из звезд — движется по кругу вокруг центра, вызывая смену дня и ночи. Сверх того, они постулируют еще одну Землю, противоположную нашей „Антиземлю..."» (Аристотель, 1981, с. 329; 293а). Здесь «огонь» — это признававшееся пифагорейцами фантастическое светило Гестия, «Очаг Вселенной». Солнце пифагорейцы считали лишь зеркалом, отражавшим свет Гестии. Аэтий, излагая взгляды одного из поздних пифагорейцев Филолая Тарентского, рисует примерно такую же, хотя и менее ясную картину (Маковелъский, 1919, с. 29).

Имеется и другое, более логичное истолкование пифагорейской картины мира. Возможно, для того чтобы совместить сферическое строение Вселенной и освещение небосвода светом Гестии, Земля предполагалась рассеченной по экватору на два полушария — Землю и Антиземлю,— между которыми имелся просвет. Тогда получает объяснение введение Антиземли и орбитального движения Земли вокруг Гестии не требуется — достаточно ее вращения вокруг своей оси (Веселовский, 1982, с. 143).

Может быть, Аристотель дал неверное истолкование пифагорейских воззрений, возможно и то, что взгляды Филолая расходились с обычными. Как бы то ни было, описывая мнения пифагорейцев, Аристотель совершенно определенно говорит о вращении Земли вокруг «огня» именно как о движении по орбите. Таким образом, независимо от того, существовала ли идея орбитального движения Земли у пифагорейцев, ко времени Аристарха она была уже известна.

Очевидно, Аристарху принадлежит открытие соответствия картины видимого движения небесных тел с теоретической картиной, полученной для наблюдателя, перемещающегося по орбите. От идеи относительности движения он перешел к геометрическим доказательствам, подтвержденным наблюдениями, от двойного вращения Земли в плоскости экватора с периодом в одни сутки вокруг фантастического небесного тела — к ее годичному обращению вокруг Солнца в плоскости эклиптики. Тем самым получили объяснение смена дня и ночи и времен года. Одновременно было дано простое объяснение загадочных петлеобразных видимых движений верхних планет. Об этом имеется упоминание у Плутарха. В сочинении «О лике на Луне» писатель говорит: «Только, мой дорогой, не начни против меня процесса вроде Клеанфа, по мнению которого долгом всех греков было предъявить Аристарху Самосскому обвинение в безбожии за то, что он сдвинул с места Очаг Вселенной; он сделал это в попытках «сохранить явления», предположив, что небо неподвижно, а Земля обращается по косому кругу (эклиптике), вращаясь одновременно вокруг своей оси» (Веселовский, 1961, с. 64). «Попытка сохранить явления» — это и есть обоснование гипотезы результатами наблюдений. Из отрывка видно также резко негативное отношение Клеанфа к Аристарху, а упоминание «Очага Вселенной» говорит о близости космологических воззрений философа к пифагорейским. Второй новаторской идеей Аристарха было предположение о практически бесконечной удаленности звезд, к которому приводило отсутствие у них заметного годичного параллакса. Об этом мы знаем из упоминания в «Псаммите» Архимеда (Архимед, 1962, с. 358). Впоследствии Птолемей также признал огромную удаленность звезд, хотя для его геоцентрической системы это было не нужно, но во времена Аристарха считалось, что звезды находятся недалеко от планет. Архимед, следовавший системе Гераклида Понтийского, считал, что расстояние до неба звезд всего в 2,5 раза больше, чем до Солнца. Астрономы, которые придерживались системы Евдокса, согласно замечанию того же Архимеда, располагали звезды и планеты вообще в непосредственной близости к орбите Солнца (Житомирский, 1983, с. 308). Эта сторона гипотезы Аристарха могла на первых порах вызвать недоверие части ученых и философов. Все же можно предположить, что простая и изящная система Аристарха была во многом притягательна, в противном случае Клеанфу не понадобилось бы с ней полемизировать.

Почему же все-таки ее не приняли? Начнем со стоиков. Приверженцы стоической школы считали себя последователями Гераклита Эфесского и объявляли основой всего огонь. Детерминизм Гераклита превратился у них в мистическое преклонение перед судьбой. Стоики верили в гадания и астрологию и несмотря на это, вероятно, именно для них существовала реальная возможность принять гелиоцентрическую систему. На это указывает упоминание Плутарха о том, что Клеанф, подобно пифагорейцам, верил в существование Гестии. Сомнительно, чтобы стоики представляли себе «Очаг Вселенной» так же прямолинейно, как пифагорейцы, в виде особого небесного тела. Но гипотеза Аристарха позволяла им по-новому переосмыслить «систему Филолая», отождествив Гестию с Солнцем. Тогда «огонь» естественно занял бы центральное положение при гармоничном строении мира и полном «сохранении явлений». Как мы знаем, стоики на это не решились, а напротив, восприняли идею о подвижности Земли как богохульство.

Перипатетикам в принятии гелиоцентрической гипотезы должна была помешать прежде всего физика. Механика Аристотеля не знала инерции. «Принудительные» движения, т. е. все, кроме движений элементов к своим естественным «местам», происходили в ней только при воздействии внешних сил и с концом воздействия прекращались. На такого рода представлениях основаны известные возражения Птолемея против мнения о подвижности Земли. Основное из них — отсутствие отставания не связанных с Землей тел от ее движения. Подобные доводы, разумеется, много раньше могли быть приведены против гипотезы Аристарха.

Теория тяготения Аристотеля также не допускала перемещения Земли, занимавшей у него центральное положение во Вселенной. Причем центром мира не был центр Земли, наоборот, Земля устойчиво удерживалась в этом центре именно потому, что ее вещество со всех сторон стремилось туда. Аристотелева теория тяготения оказалась плодотворной. Очевидно, на подобных представлениях основывался Архимед при разработке основ гидростатики. Возможно, именно эти соображения помешали великому механику принять гипотезу Аристарха.

Правда, в эпоху Аристарха Ликей не был полностью подавлен авторитетом Аристотеля. Известно, что учитель Аристарха Стратон, получивший, кстати, прозвище «Физик», во многих вопросах отошел от основателя школы. Насколько можно судить по сохранившимся данным, он во многом сблизился с атомистами. Так, он признавал наличие пустоты между телами, его точка зрения была близка к эпикурейской. Теорию тяготения он развил, приняв, что к центру мира стремятся не только земля и вода, но также воздух и огонь. Однако эти расхождения в отношении теории тяготения не были принципиальными; Стратон даже несколько усилил значение неподвижного центра мира.

Остаются эпикурейцы, космология которых в принципе могла бы опереться на гипотезу Аристарха. Эпикур учил о бесконечности пространства и множественности миров; вывод Аристарха о бесконечной удаленности звезд подтверждал эту концепцию. То, что звезды, по блеску близкие к планетам, располагаются гораздо дальше, говорило об их огромной собственной яркости и могло привести к мысли о том, что они — солнца далеких миров. Таким образом, теоретические построения философа получили бы подтверждение со стороны астрономии.

Преградой на пути такого истолкования эпикурейцами гелиоцентрической системы мира должна была стать, как и для перипатетиков, прежде всего теория тяготения. Она в корне отличалась от аристотелевской, но тоже признавала анизотропность пространства. Эпикурейцы учили, что Вселенная имеет «верх» и «низ» и миры вечно «падают» из бесконечности в бесконечность. Земля при этом, естественно, считалась плоской в противоположность шарообразной Земле Аристарха.

Мешало и общее отношение эпикурейцев к астрономии. Атомистическое учение было для них в первую очередь основой для опровержения религиозных представлений. В борьбе с мистическим отношением к небу Эпикур провозглашал подобие земных и небесных явлений, ему импонировали их «метеорологические» объяснения в духе Анаксагора. Он даже выступал против однозначного истолкования их причин. Приводя несколько архаичных объяснений видимого движения Солнца, он добавлял: «Все такие и подобные объяснения не противоречат очевидности, если только держаться возможного и всякую частность отводить к согласованности с видимыми явлениями, не пугаясь рабских ухищрений астрономов» (Диоген Лаэртский, 1979, с. 423; X, 93).

Стремясь к «очевидности», Эпикур и его последователи придерживались мнения о весьма малых размерах Солнца и Луны. В этом они расходились даже с Анаксагором, системы мира которого в основном придерживались. Если у того «Солнце — раскаленная металлическая глыба или камень... во много раз больше Пелопоннеса» (Рожанский, 1972, с. 288; А72), то по Эпикуру «Величина Солнца и других светил для нас такова, какова кажется» (Диоген Лаэртский, 1979, с. 423; X, 91). Это парадоксальное мнение поддерживалось доводами о том, что видимые размеры светящихся объектов не подчиняются обычным законам перспективы. Оно надолго осталось в эпикурейской космологии; через несколько столетий его повторил в своей поэме Лукреций. Такие взгляды могли стать для эпикурейцев дополнительным источником недоверия к гипотезе Аристарха. Одной из ее отправных точек, очевидно, было его доказательство, что Солнце намного больше Земли, известное нам по сочинению «О величинах и расстояниях Солнца и Луны». Мнение Эпикура на этот счет оказывалось не только противоположным, но и обесценивало в глазах приверженцев философа доводы астронома, основанные на признании прямолинейности лучей зрения, т. е. сохранении законов перспективы по отношению к небесным телам.

И все же в принципе принятие гелиоцентрической системы эпикурейцами было возможно. Философия Эпикура опиралась на уверенность в реальности существующего мира, и источником знания в ней считались ощущения, осмысленные разумом. Достаточно убедительные доводы, казалось бы, могли склонить философов к принятию гелиоцентрической системы или ее включению в учение в качестве одного из возможных видов мироустройства. Это, правда, потребовало бы пересмотра основ атомистики. Философы должны были бы принять какой-то качественный вариант закона тяготения и вместо тяжести придать атомам слабые тяготеющие свойства. Такое предположение примирило бы наличие многих центров тяготения с подвижностью небесных тел. Оно не нарушило бы и принятой атомистами космогонии — образования миров из первичных вихрей. Понятие о центробежной силе у них имелось, так что гелиоцентрическая система смогла бы получить определенное физическое обоснование.

Но даже в этом случае были бы сняты не все трудности: придание атомам тяготеющих свойств при отсутствии механизма отталкивания частиц привело бы к постепенному укрупнению небесных тел. Вселенная стала бы необратимо эволюционировать, что противоречило основным принципам философии Эпикура. «Какова Вселенная теперь,— писал он,— такова она была и вечно будет, потому что изменяться ей не во что, ибо кроме Вселенной нет ничего, что могло бы войти в нее, внеся изменения» (Диоген Лаэртский, 1979, с. 408; X, 39). Вероятно, по этим причинам атомисты остались верны архаичной системе мира, предложенной еще Демокритом.

Иногда развитие античной космологии представляют в виде некоего восхождения по пути все более полного математического осмысления движений светил — обоснование Евдоксом шарообразности Земли, его система гомоцентрических сфер, введение Гераклидом Понтийским эпициклического движения, основополагающие работы Гиппарха и, наконец, вершина античной астрономии — система Птолемея. Но это только одна сторона картины, основанная на современном представлении о том, что достижения науки становятся обязательным достоянием большинства образованных людей. В античную эпоху дело обстояло иначе. Единой, пользующейся безусловным авторитетом науки не было — существовали философские школы, которые не слишком считались друг с другом. С моделями мира, опирающимися на математику и наблюдения, на протяжении всей поздней античности сосуществовали и другие, среди которых видное место занимала эпикурейская с бесконечной Вселенной, множественностью миров, но плоской Землей. В I в. до н. э. была написана география Страбона, опирающаяся на учение о шарообразности Земли, в этом же столетии о шарообразной Земле упоминают Цицерон и Витрувий. Но тогда же последователь Эпикура Лукреций создал свою знаменитую поэму «О природе вещей», в которой смеялся над верой в антиподов (Лукреций, 1933, с. 29; I, ст. 1056— 1064). Через два столетия Птолемей написал «Географию» и «Альмагест», и в это же время о том, что Земля плоская, мимоходом упомянул великий историк Корнелий Тацит (Тацит, 1969, с. 333; Жизнеописание Агриколы, 12).

Такими, вероятно, были основные причины, которые не позволили гипотезе Аристарха сыграть в античной науке заметную роль. Она оказалась в противоречии с физическими представлениями того времени и не нашла приверженцев среди философов.

Еще одно, заключительное замечание. То, что на гипотезу Аристарха откликнулся Клеанф, позволяет, хотя и не слишком уверенно, высказать предположение, что это случилось после смерти Зенона, когда Клеанф стал во главе стоической школы, т. е. позже 264 г. до н. э. Клеанф, видимо, не получил систематического образования. Диоген Лаэртский сообщает, что в молодости он был кулачным бойцом, а в зрелые годы, уже являясь учеником Зенона, добывал средства к существованию, работая по ночам водоносом и хлебопеком. Поэтому можно предположить, что если бы Аристарх выступил со своей гипотезой при жизни Зенона, философ вступил бы с ним в полемику сам. Но если принять дату смерти Зенона за наиболее ранний срок появления гелиоцентрической гипотезы, то окажется, что к этому времени среди известных нам философов уже не было в живых тех, кто смог бы ее оценить. В 268 г. до н. э. умер учитель Аристарха Стратон, последний из крупных ученых-перипатетиков, возглавлявший Ликей после Феофраста. Еще раньше, в 271 г. до н. э., скончался Эпикур, передав руководство школой Гермарху. Как говорилось, признание гелиоцентризма и включение его в существовавшие философские системы было возможно, хотя и потребовало бы от философов определенной смелости и гибкости. Но эти качества в большей степени присущи основоположникам учений, чем их последователям, особенно первому поколению учеников, которые чувствуют себя прежде всего хранителями традиции.

Может быть, если бы гелиоцентрическая гипотеза была высказана на одно-два десятилетия раньше, ее судьба оказалась бы иной.

¹⁾ - Полный перевод этого сочинения см.  (Веселовский,  1961).

СПИСОК  ЛИТЕРАТУРЫ

1. Аристотель.  Сочинения.— М.:   Мысль,   1981,  т.  3.

2. Архимед. Сочинения. М., Физматгиз, 1962.

3. Веселовский И. Н. Аристарх Самосский — Коперник античного мира.—ИАИ / Отв. ред. П. Г. Куликовский, 1961, вып. VII, с. 17-70.

4. Веселовский И. Н. Астрономия орфиков.— Вопросы истории естествознания и техники, 1982, № 2, с. 120—124.

5. Витрувий. Об архитектуре десять книг.— Л.: Гос. соц.-эконом, изд., 1936.

6. Диоген Лаэртский. О жизни, учениях и изречениях знаменитых философов.— М.: Мысль, 1979.

7. Житомирский С. В. Астрономические работы Архимеда.— ИАИ / Отв. ред. Л. Е. Майстров, 1977, вып. XIII, с. 319—397.

8. Житомирский С. В. Античные представления о размерах мира.—ИАИ / Отв. ред. Л. Е. Майстров, 1983, вып. XVI, с. 293—326.

9. Лукреций. О природе вещей.— М.: 1933.

10. Маковелъский А.   Досократики.— Казань,   1919,  т.   III.

11. Рожанский И.  Д.  Анаксагор.—М.:   Наука,   1972.

* * *