Исследование Солнечной системы
О планетах — «блуждающих звездах» — человечество знало уже в глубокой древности. Причудливые видимые движения пяти ярких звездообразных светил на ночном небе, резко выделявшие их среди других многочисленных звезд, далеко не сразу нашли свое объяснение; воспоминание об этой отдаленной эпохе сохранилось в самом названии «планета», что в переводе с греческого означает «блуждающая».
Самые первые попытки отыскать определенные закономерности в этих блужданиях опирались на развитие астрономии и геометрии в Древней Греции и странах Востока — Китае, Индии, Египте. Они были непосредственно связаны с потребностями мореплавания, летосчисления и созданием календаря, а также с формированием начальных представлений о Вселенной. Согласно космологии Аристотеля (IV в. до н. э.), опиравшейся на еще более раннюю планетную теорию Евдокса Книдского, наблюдаемые движения планет объяснялись равномерным несоосным вращением друг относительно друга концентрических полых сфер, к внутренним поверхностям которых прикреплена каждая планета, а в центре находится Земля. В этой теории нашли свое отражение общие концепции философии Аристотеля, делившего весь «подлунный» мир на оболочки земли, воды, воздуха, огня и эфира. Значительно более строгое обоснование геоцентрической системы мира было дано позднее в трудах выдающегося древнегреческого астронома и географа Клавдия Птолемея, издавшего во II в. н. э. свое знаменитое сочинение «Великое математическое построение астрономии в 13 книгах» — «Альмагест». Опираясь на идеи другого древнегреческого ученого-геометра Аполлония Пергского, заменившего вращающиеся планетные сферы Аристотеля кругами и тем самым заложившего основы теории эпициклов, Птолемей установил законы наблюдаемого движения планет, позволявшие предвычислять их положения. Тем самым были подведены итоги многовековых астрономических наблюдений и систематизирована вся совокупность знаний того периода. И хотя сами геометрические построения оказались исключительно сложными, что естественным образом было связано с ошибочностью исходных предпосылок о геоцентричности мира, труды Птолемея имели большое прогрессивное значение. Особенно велика была их практическая ценность для мореплавания и определения географических координат.
Подлинно научные основы современной астрономии были заложены только приблизительно 15 веков спустя трудами великого польского ученого Николая Коперника (1473—1543). Он решительно отбросил геоцентрическую систему Птолемея и заменил ее гелиоцентрической системой мира, с Солнцем в центре и обращающимися вокруг него планетами, которая убедительно и просто объясняла их видимое движение. Изданный в 1543 г. выдающийся труд Коперника об обращениях небесных сфер» стал поистине революционным шагом, определившим все последующее развитие астрономической науки. Однако потребовалось еще много лет, прежде чем на смену устоявшимся догмам средневековой схоластики, освященным церковью, пришло действительно научное мировоззрение. Астрономические наблюдения Г. Галилея (1564—1642) с помощью построенного им простейшего телескопа, теория движения планет, сформулированная и математически обоснованная И. Кеплером (1672—1630), переход от кинематического объяснения движений в Солнечной системе к динамическому благодаря открытию И. Ньютоном (1643—1727) закона всемирного тяготения — все это явилось блестящим подтверждением и подлинным триумфом коперниковского учения. Между тем запрет, наложенный инквизицией на исторический труд Коперника, официально был снят лишь почти 300 (!) лет спустя после его издания.
Работы Коперника практически совпали по времени с началом эпохи великих географических открытий, когда невиданно быстрыми темпами стали расширяться представления о мире за ограниченными пределами европейского континента. Именно в этот период здесь начался процесс зарождения мануфактурного производства, послужившего основой последующего интенсивного промышленного развития ряда западноевропейских стран. Развитие промышленности предъявляло растущие требования к внутренним и внешним рынкам, стимулируя тем самым снаряжение многочисленных морских экспедиций. Благодаря этим экспедициям, предпринятым несколькими поколениями отважных мореплавателей, была окончательно доказана сферичность Земли (упоминавшаяся еще в учении пифагорейской школы в VI в. до н. э.), открыты новые земли и целые континенты, европейцы узнали об уникальных и порой экзотических регионах, приобщились к культуре населяющих их народов. Этот бурный процесс открытия и затем освоения новых обширных территорий фактически продолжался вплоть до нынешнего столетия, когда на нашей планете по существу уже не осталось «белых пятен». А современная авиация сократила время полета между континентами до нескольких часов.
Начало изучения и освоения космоса, открытого 4 октября 1957 г. запуском первого советского искусственного спутника Земли, явилось крупнейшим свершением человечества. Трудно переоценить его значение для астрономии, для наук о Земле, для повседневной хозяйственной деятельности людей, наконец, для культуры и социологии. Не касаясь здесь этих многочисленных аспектов, отметим, что спутники и космические аппараты впервые позволили взглянуть на Землю как на планету из космоса и положили начало изучению ее разнообразных физических характеристик методами «обращенной астрономии», т. е. при помощи аналогов тех инструментов, которые используются астрономами на обсерваториях при исследовании излучения планет, звезд, туманностей. Были начаты ранее недоступные непосредственные исследования многообразных процессов и явлений, происходящих в ближайших окрестностях Земли, изучение их взаимосвязи с активностью Солнца, выявление определенных закономерностей. Наконец, благодаря полетам космических аппаратов стало возможным всестороннее изучение других ближайших небесных тел — соседей Земли по Солнечной системе. Этот период «знакомства» с небесными соседями, с их природными особенностями, начатый в 60-е годы XX столетия, можно уподобить эпохе великих географических открытий, масштаб которых распространился ныне далеко за пределы Земли, почти на всю Солнечную систему.
Совершенно очевидно, что космические исследования не привели к пересмотру фундаментальных концепций, основанных на астрономических наблюдениях,— механических характеристик планет или законов их движения. Наоборот, эти характеристики, добытые классическими методами оптической и радиоастрономии, были блестяще подтверждены и в ряде случаев уточнены. Однако полеты космических аппаратов обеспечили принципиально новое качество в получении сведений о физической природе планет, особенностях основных действующих природных механизмов,— одним словом там, где наземные средства наблюдений недостаточно эффективны или попросту бессильны. Можно поэтому без преувеличения сказать, что после некоторого периода относительного застоя планетная астрономия переживает сейчас период Высокого Возрождения. Открылся неведомый ранее лик планет, неизмеримо возросли возможности и эффективность наблюдений, расширился их диапазон. Стало доступным проведение непосредственно на небесных телах прямых физических экспериментов, подобных геофизическим исследованиям на Земле, изучение внеземного вещества в земных лабораториях. Такое вторжение геофизики в традиционные сферы астрономии, значительно большая, чем это было раньше, «доступность» Луны и планет естественным образом приблизили этот раздел астрофизики к комплексу наук о Земле, и процесс этот будет в дальнейшем несомненно углубляться.
Историческое значение этого периода в жизни человечества, может быть, в полной мере будет оценено лишь нашими потомками, подобно тому, как мы, наверное, только сейчас можем в полной мере оценить научные подвиги Коперника, Галилея, Ньютона.
Космологию Аристотеля от учения Коперника отделяет почти 20 столетий, создание уточненной теории движения планет от начала полетов к ним космических аппаратов — около трех веков. Исследования Солнечной системы продолжаются менее трех десятилетий, и поток открытий буквально ошеломляющий. Вполне вероятно, однако, что процесс этот в дальнейшем замедлится, и к началу нового тысячелетия рекогносцировочный этап исследования далеких окрестностей планетной системы и подробное изучение ближайшего окружения Земли в основном завершится. Одновременно такие традиционные разделы человеческих знаний, как геофизика, геохимия, теология, метеорология, будут во все большей степени становиться разделами космофизики, космохимии, планетологии, физики атмосфер планет, и это создаст необходимые предпосылки для более глубокого и всестороннего изучения нашей собственной планеты. Возрастет осознание значимости проблем комплексного изучения Земли и планет, вплотную поставленных перед человечеством XXI века.
|
|
Читайте в рубрике «История астрономии»: |