История космонавтики

     Стародавній період 

     Небесний  диск з Небри (Німеччина, XVII ст. до н. е.)

     Астрономічна  діяльність простежується в джерелах принаймні з IV тис. до н. е., а, швидше за все, почалася набагато раніше. Окремі особливості мегалітичних споруд і навіть наскальних малюнків первісних людей тлумачаться як астрономічні. У фольклорі також безліч подібних мотивів. 

     Стоунхендж 

     Річна зміна положення Сонця на небі відзначена в Біблії. У Ветхому  Заповіті в книзі Іова сказано: Чи «давав ти коли в житті своєму наказу утру і чи указував зорі місце її» (38.12). Тут мовиться, що ранок наступає не в один і той же час, і зоря, тобто місце, де сходить Сонце, теж  міняє своє положення щодо сторін горизонту. В книзі Іова відображені  і інші астрономічні пізнання її авторів: Чи «можеш ти зв'язати вузол Хима і дозволити узи Кесиль?» (38.31). «переводиться» це так: Чи «можеш зв'язати  вузол у Плеяд і розв'язати  його у Оріона? Чи можеш ти вивести  зодіакальні сузір'я і Ведмедицю  з дітьми її водити?». Ймовірно, записано це було на початку I тисячоліття до н. э., але тут відобразилися і  більш стародавні представлення  кочівників, коли семітські племена  ще блукали з своїми стадами по аравійському півострову.

     Спостерігаючи періодичні зміни на небесній сфері (світил, що рухаються, комет, метеорів і т. д.), люди помітили їх зв'язок із зміною сезонів на Землі. Це наштовхнуло  на думку, що небесні рухи пов'язані  і з іншими земними явищами - впливають  на земну історію або передбачають найважливіші події - народження царів, війни, голод, епідемії і ін. Довір'я  до астрологічних фантазій значно сприяло  розвитку наукової астрономії, оскільки інакше обгрунтувати властям практичну  користь від наглядів за небом  було б нелегко.

     Якнайдавнішими  астрономічними винаходами були гномон (жердина для вимірювання висоти Сонця по довжині тіні) і календар. Пізніше з'явилися кутоміри різних систем. 

     Шумер і Вавілон 

     Шумеро-аккадська держава Вавілон існувала з II тис. до н.е. по VI ст. до н.е. (в останні десятиріччя їм правили халдеї, а в VI столітті до н.е. країною заволоділа Персія).

     Жерці-вавілоняни залишили безліч астрономічних таблиць. Вони ж виділили основні сузір'я  і зодіак, ввели розподіл повного  кута на 360°, розвинули тригонометрію.

     В II тис. до н.е. у шумерів з'явився місячний календар, вдосконалений в I тис. до н.е. Рік складався з 12 синодичних місяців - шість по 29 днів і шість по 30 днів, всього 354 дні. Спочатку для узгодження з сонячним роком робили вставку 13-го місяця, але потім перестали.

     Обробивши свої таблиці наглядів, жерці відкрили багато законів руху планет, Місяці і Сонця, змогли передбачати затьмарення. В 450 році до н.е. вавілоняни вже знали  «метонов цикл» (235 місяців з великою точністю співпадають з 19 сонячними роками). Втім, китайці відкрили його ще раніше.

     Ймовірно, саме у Вавілоні з'явився семиденний тиждень (щодня був присвячений  одному з 7 світил). 

     Давній  Єгипет 

     Розливи Нила відбуваються на початку літа, і якраз на цей час доводиться перший схід найяскравішої зірки  неба - Сиріусу, по-єгипетськи званого «Сотіс». До цього моменту Сиріус не видний. Напевно, тому «сотичний» календар вживався в Єгипті разом з цивільним. Сотічеській рік - це період між двома геліактичним сходом Сиріусу, тобто він співпадав з сидеричним роком, а цивільний рік складався з 12 місяців по 30 днів плюс п'ять додаткових діб, всього 365 днів.

     Тижнів  спочатку не було, місяць ділився на 3 декади. Вживався в Єгипті і місячний календар з метоновым циклом, злагоджений з цивільним. Пізніше під впливом Вавілона з'явився семиденний тиждень.

     Доба  ділилася на 24 години, які спочатку були нерівними (окремо для світлого і темного часу доби), але в  кінці IV століття до н.е. придбали сучасний вигляд. В Єгипті, на відміну від  Вавілона, використовувалася десяткова  система, але в добі, окрім 10 світлих  годин, вони виділяли ще по годині на перехідні  періоди, тому і вийшло 12 годин; те ж  для темного часу доби.

     Ступінь розвитку єгипетської математики і  астрономії неясний. Документів на цю тему майже немає, але елліни високо цінували єгипетських астрономів і  вчилися у них.

     Астрологія  з'явилася не в Єгипті, але ворожіння  по Місяцю і планетам використовувалося  там вельми широко.

     Єгипетська  система світу, по опису Геракліда  Понтійського (IV ст. до н. э.), була геоцентричною, але Меркурій і Венера звертаються навкруги Сонця (хоча разом з ним - і навкруги Землі). 

     Стародавній Китай 

     Найбільший  розвиток стародавня астрономія Сходу  одержала в Китаї. Вже під час  легендарної династії Ця (кінець III - почало II тис. до н. э.) в Китаї були дві посади придворних астрономів. Розвиток китайської астрономії відбувався в тісному спілкуванні з Вавілоном  і Єгиптом. Перший астрономічний  твір, що дійшов до нас, - «Книга зірок» - з'явилося в IV столітті до н.е. Приблизно  в цей же час китайці уточнили тривалість сонячного року (365,25 днів). Відповідно небесний круг ділили на 365,25 градусів або на 28 сузір'їв (по руху Місяця).

     Обсерваторії  з'явилися в XII столітті до н.е. Але  набагато раніше китайські астрологи  старанно реєстрували всі незвичайні події на небі (затьмарення, комети - «зірки з мітлою», метеори, нові зірки). Перший запис про появу комети відноситься до 2315 р. до н. э., про  місячне затьмарення - до 1137 р. до н. э., про сонячне - до 720 року до н. э., перший метеоритний дощ запротокольований  в 687 р. до н.е. найраніше повідомлення про комету Галлея датується 1058 р. до н.е. В записах відзначені майже  всі появи комети Галлея, починаючи  з 1058 р. до н.е. В 301 р. вперше помічені плями  на Сонце; пізніше вони реєструвалися  неодноразово.

     По  легенді, в 2137 р. до н.е. були страчено двох астрономів Хо і Хи, що не зуміли передбачити  затьмарення. З III століття до н.е. таких  помилок вже не було, передбачалася  не тільки дата затьмарення, але і  його тип і район нагляду.

     Цікаво, що Чумацький шлях у китайців називався  саме так (або - Небесною річкою).

     З інших досягнень китайської астрономії відзначимо правильне пояснення  причини сонячних і місячних затьмарень, відкриття нерівномірності руху Місяця, вимірювання сидеричного  періоду спочатку для Юпітера (12 років, точне значення: 11.86), а з III століття до н.е. - і для всіх інших  планет, як сидеричні, так і синодичні, з хорошою точністю.

     Календарів  в Китаї була множина. До VI століття до н.е. був відкритий метонов цикл і затвердився місячно-сонячний календар. Початок року - день зимового сонцестояння, початок місяця - молодик. Доба ділилася на 12 годин (назви яких використовувалися і як назви місяців) або на 100 частин.

     Календарні  реформи в Китаї проводилися  постійно. Роки об'єднувалися в 60-річний цикл: щороку присвячувався одному з 12 тварин (Зодіаку) і однієї з 5 стихій: вода, вогонь, метал, дерево, земля. Кожній стихії відповідала одна з планет; була і шоста - первинна - стихія «ци» (ефір). Пізніше ци ділили на декілька видів: інь-ци і ян-ци, і інші, погоджуючи з навчанням Лао Цзи (VI ст. до н. э.).

      Інші країни 

     У індійців помітних успіхів в астрономії - на відміну від математики - не було; пізніше вони охоче переводили і  коментували грецькі твори.

     А ось цивілізація майя (II-X століття н. э.) надавала астрономічним знанням величезне значення. Залишки міст і храмів-обсерваторій вражають уяву. На жаль, збереглися тільки 4 рукописи різного віку і тексти на стелах.

     Майя  з великою точністю визначили  синодичні періоди всі 5 планет (особливо почитала Венера), придумали дуже точний календар. Місяць майя містив 20 днів, а тиждень - 13. Початок календарної ери віднесений до 5041738 року до н. э., хоча хронологія свого народу велася з 3113 р. до н.е.

     В Європі друїди кельтських племен безумовно  володіли якимись астрономічними знаннями; є підстави припускати, що Стоунхендж був не тільки місцем ритуалів, але  і обсерваторією. Побудований він  був близько 1900-1600 рр. до н.е. 

     Стародавня  Греція - ранній період 

     Елліни, судячи з усього, ще в гомерівських часів цікавилися астрономією, їх карта  неба і багато назв залишилися в  сучасній науці. Спочатку знання були неглибокі - наприклад, уранішня і вечірня  Венера вважалися різними світилами (Фосфор і Геспер); вже шумери знали, що це одне і те ж світило. Виправлення  помилки «роздвоєння Венери»  приписують Піфагору і Парменіду.

     Полюс світу в цей час вже пішов  від Альфи Дракона, але ще не присунувся до Полярної; можливо, тому в Одіссеї  жодного разу не згадується напрям на північ.

     Піфагорійці запропонували піроцентричну модель Всесвіту, в якому зірки, Сонце, Місяць і шість планет звертаються навкруги Центрального Вогню (Гестії). Щоб всього вийшло священне число - десять - сфер, шостою планетою оголосили Протівоземлю (Антіхтон). Як Сонце, так і Місяць, по цій теорії, світили відображеним світлом Гестії. Це була перша математична система світу - у інших стародавніх космогоністів працювало швидше уява, ніж логіка.

     Відстані  між сферами світил у піфагорійців відповідали музичним інтервалам в  гаммі; при обертанні їх звучить  «музика сфер», нечутна нами. Піфагорійці  рахували Землю кулястої і обертається, отчого і відбувається зміна дня  і ночі. Втім, окремі піфагорійці (Аристарх Самосській і ін.) дотримувалися  геліоцентричної системи. У піфагорійців виникло вперше і поняття ефіру, але частіше за все цим словом позначалося повітря. Тільки Платон відособив ефір як окрему стихію.

     Платон, учень Сократа, вже не сумнівався в шароподібноті Землі (навіть Демокріт вважав її диском). По Платону, Космос не вічний, оскільки все, що відчувається, є річ, а речі старіють і вмирають. Більш того, сам Час народився разом з Космосом. Наслідки, що далеко йдуть, мав заклик Платона до астрономів розкласти нерівномірні рухи світил на «досконалі» рухи по колах.

     На  цей заклик відгукнувся Евдокс Кнідській, вчитель Архімеда і сам учень  єгипетських жерців. В своїх (що не збереглися) творах він висловив кінематичну  схему руху планет з декількома накладеними  круговими рухами, всього по 27 сферам. Правда, згода з наглядами для  марса була поганою. Річ у тому, що орбіта марса помітно відрізняється  від кругової, так що траєкторія і швидкість руху планети по небу міняються в широких межах. Евдокс також склав перший в Європі зоряний  каталог.

     Аристотель, автор «Фізики», теж був учнем  Платона. В його творах було немало раціональних думок; він переконливо  довів, що Земля - куля, спираючись на форму  тіні Землі при місячних затьмареннях, оцінив коло Землі в 400000 стадій, або близько 70000 км - завищено майже удвічі, але для того часу точність непогана. Але зустрічаються і безліч помилкових тверджень: розділення земних і небесних законів світу, заперечення пустки і атомізму, чотири стихії як першооснови матерії плюс небесний ефір, суперечлива механіка: «стрілу у польоті підштовхує повітря» - навіть в середньовіччі це безглузде положення висміювалося (Філопон, Бурідан). Метеори він вважав атмосферними явищами, спорідненими блискавці. 

     Стародавня  Греція - александрійський період 

     Концепції Аристотеля частина філософів канонізувала ще при його житті, і надалі багато здорових ідей, що суперечать їм, зустрічалися вороже - наприклад, геліоцентризм Аристарха  Самосського. Аристарх вперше намагався  також зміряти відстань до Сонця  і Місяця і їх діаметри; для Сонця  він помилився на порядок (вийшло, що діаметр Сонця в 250 разів більше земного), але до Аристарха всі  вважали, що Сонце менше Землі. Саме тому він і вирішив, що в центрі світу знаходиться Сонце. Більш  точні вимірювання кутового діаметра Сонця виконав Архімед, в його переказі нам і відомі погляди  Аристарха, твори якого втрачені.

     Ератосфен в 240 р. до н.е. досить точно зміряв довжину  земного кола і нахил екліптики  до екватора (т.е нахил земної осі); він також запропонував систему  високосів, пізніше названу юліанським календарем.