Коперниканская революция

МИНИСТЕРСТВО  СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА  РФ

ФГОУ  ВПО «САМАРСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ 

СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ  АКАДЕМИЯ»

ИНСТИТУТ  УПРАВЛЕНЧЕСКИХ ТЕХНОЛОГИЙ И АГРАРНОГО  РЫНКА

Кафедра _________________________ 
 
 
 
 

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

Дисциплина  «___________________________________________________ »

     Тема  «______________________________________________________» 
 
 
 
 
 
 

Работу  выполнил студент группы № ______

__________________________

Работу  проверил:

__________________________ 
 
 
 

Самара 2012 

Коперниканская революция.

Существенные изменения  в европейской науке происходят только в эпоху Возрождения. Именно к этому периоду относится  первая в истории научная революция: коперниканская. Коперник высказал гипотезу, что не Солнце вращается вокруг Земли, а Земля – вокруг Солнца. Последнее противоречило не только геоцентрическим учениям Птолемея и Аристотеля, но и авторитету Библии. Тем самым Коперник выступил в качестве еретика и был посмертно осужден инквизицией.

Следует отметить, что  система Коперника противоречила  не только сложившейся в Средние  века культурной традиции, но и здравому смыслу, а также опытным данным, поскольку Коперник предполагал, что  планеты движутся вокруг Солнца по круговым орбитам. Теорию Коперника усовершенствовал Кеплер, сформулировавший первую в истории систему адекватных эмпирических законов (законы Кеплера): планеты движутся вокруг Солнца по эллипсу, в одном из фокусов которого находится Солнце (1); радиус-вектор, проведенный от Солнца к планете, за одинаковые времена описывает равные площади (2); отношение квадрата периода обращения к кубу большой полуоси орбиты есть величина, постоянная для всех планет (3).

Итальянский ученый Галилео Галилей впервые стал использовать телескоп для наблюдения звездного неба. Он открыл спутники Юпитера, горы на Луне, пятна на Солнце, окончательно разрушив традиционные средневековые  представления об устройстве Вселенной. За свои идеи он был осужден инквизицией и остаток жизни провел в тюрьме.

Галилей не только боролся  за утверждение учения Коперника. Он экспериментально опроверг механику Аристотеля, сформулировав принцип инерции, согласно которому, если на тело не действуют  внешние силы, оно движется прямолинейно и равномерно или покоится, и принцип  относительности, в соответствии  с которым состояние покоя  физически неотличимо от  состояния  прямолинейного равномерного движения.

Трагична судьба Джордано Бруно, выступившего с идеей  бесконечности Вселенной и наличия  в ней бесконечного множества  обитаемых миров. Его учение было объявлено ересью, а сам он сожжен 1 марта 1600 года на площади цветов в Риме. Именно эту дату и можно считать датой рождения классической науки.

Теория, которую мы называем коперниканской, в XVI веке считалась совершенно новой, хотя в действительности была изобретена греками. В Древней Греции ее проповедовала пифагорейская школа, а приписывали ее - вероятно, не заботясь о соблюдении исторической правды, - основателю школы - Пифагору. Первым астрономом, о котором точно известно, что он учил о том, что Земля движется, был Аристарх Самосский, живший в III веке до н. э. Аристарх во многих отношениях был замечательным человеком. Он изобрел метод вычисления относительных расстояний между Солнцем и Луной, хотя из-за ошибок наблюдения результаты оказались не слишком точными. Подобно Галилею, он навлек на себя упреки в безбожии и был обвинен стоиком Клеанфом. Однако Аристарх жил в такое время, когда фанатики не имели большого влияния на правительства, и обвинение это не имело последствий.

Греки были очень  искусны в геометрии и в  некоторых вопросах достигли значительных результатов. Они знали причину  затмений, а из наблюдения формы  земной тени на Луне сделали вывод  о сферической форме Земли. Эратосфен, живший немного позже, обнаружил  способ определения ее размеров. Но у греков не было даже начатков динамики, и поэтому те, кто придерживался  пифагорейской доктрины о движении Земли, не могли выдвинуть сколько-нибудь сильные аргументы в ее пользу. Около 130 года н. э. Птолемей отверг точку  зрения Аристарха и вернул Земле  ее привилегированное положение  в центре Вселенной. На всем протяжении поздней античности и средних  веков его точка зрения считалась  неоспоримой.

Копернику (1473-1543) принадлежала честь - едва ли, впрочем, заслуженная - дать имя коперниканской системе. Молодым человеком, после обучения в Краковском университете, он отправился в Италию и около 1500 года стал профессором математики в Риме. Три года спустя он возвратился в Польшу, где принял участие в проведении денежной реформы и в борьбе против Тевтонского ордена. В свободное время, в 1507-1530 годах, он сочинил свой великий труд "Об обращениях небесных сфер", который был опубликован в 1543 году - перед самой его кончиной.

Теория Коперника - этот полезный продукт воображения, - хотя и внесла огромный вклад в  развитие науки, была все же еще очень  несовершенна. Планеты, как сегодня  известно, обращаются вокруг Солнца не по кругам, а по эллипсам; Солнце занимает положение не в центре, а в одном  из фокусов. Коперник считал, что орбиты планет должны быть круговыми, и объяснял отклонения, предполагая, что Солнце находится не совсем в центре каждой из этих орбит. Это частично лишило его систему простоты - главного ее преимущества перед системой Птолемея, и если бы ее не исправил Кеплер, обобщение  Ньютона оказалось бы невозможным. Коперник знал, что учение о центральном  положении Солнца уже выдвигалось  ранее Аристархом, ибо то была эпоха  возрождения классического образования  в Италии. Не знай он этого, он, наверное, и не посмел бы опубликовать свою теорию. На самом деле Коперник откладывал публикацию, потому что боялся церковной цензуры. Сам церковник, он посвятил свой труд папе, а его издатель Осиандер добавил предисловие (на которое, возможно, Коперник и не давал согласия), где оговаривалось, что теория земного движения выдвигается в качестве гипотезы и не претендует на достоверность. Вначале такой тактики было достаточно, но смелый вызов Галилея все же навлек на Коперника запоздалое официальное осуждение.

Конечно, в коперниканской астрономии нет ничего, что доказывало бы, что люди не так значительны, как они сами полагают, но низведение нашей планеты с царственного трона вызывало в воображении низложение и ее обитателей. Если Солнце, Луна, планеты и неподвижные звезды обращаются вокруг Земли, легко предположить, что они существуют исключительно для нас, а мы представляем предмет особого интереса для творца. Но после того, как Коперник и его последователи убедили мир, что вращаемся-то на самом деле мы, а звезды и не замечают нашей Земли; когда оказалось, что Земля очень мала в сравнении с некоторыми планетами, а те малы в сравнении с Солнцем; когда с помощью вычислений и телескопа были установлены размеры Солнечной системы, Галактики и, наконец, Вселенной, состоящей из бесконечного числа галактик, тогда очень трудно стало верить, что столь отдаленный уголок мог стать домом человека - если, конечно, значение человека определяется космическими масштабами, о которых твердила традиционная теология. Самые простые соображения приводили к мысли, что мы, видимо, не являемся целью Вселенной; пошатнувшееся достоинство нашептывало, что если не мы цель Вселенной, то у нее, скорее всего, вовсе нет цели.

Я не хочу сказать, что  такие идеи были логически выводимы, еще меньше - что коперниканская система сразу же вызвала их, и они широко распространились после ее появления. Думаю только, что эта система вполне могла их стимулировать в тех умах, для которых они были очевидны (пример - Джордано Бруно, которого после семи лет тюрем инквизиция в 1600 году сожгла). Неудивительно поэтому, что христианские церкви - как протестантские, так и католические - были настроены к новой астрономии враждебно и выискивали поводы, чтобы объявить ее ересью.

Специфическая черта  коперниканской революции, во многом обусловливающая постоянный интерес к ней со стороны исследователей, заключается в том, что теория Коперника была ассимилирована наукой, несмотря на то, что не имела новых эмпирических подтверждений по сравнению с системой Птолемея и не обладала какими-либо прагматическими преимуществами перед ней.

В 1978 г . И. Лакатос в статье «Почему программа Коперника вытеснила программу Птолемея?» подвел итог усилиям современной философии в изучении коперниканской революции. Результатом явилось то, что, по его мнению, ни одна из предложенных концепций так и не смогла объяснить причин коперниканской революции, показать, чем же действительно теория Коперника превосходила теорию Птолемея, почему коперниканство было принято в качестве новой картины мира и ассимилировано астрономической практикой, несмотря на отсутствие фактов, его подтверждающих. Это связано, по нашему мнению, с неадекватностью методологических подходов к анализу истории науки, разработанных позитивистски ориентированной философией науки, в рамках которой систематически предавался забвению мировоззренческий аспект научной теории, а значит, выпадала из поля зрения и картина мира, и анализ сводился лишь к исследованию чисто формальных характеристик теории, таких, например, как эмпирическое содержание теории, ее простота, точность предсказаний и т. д.

Система Коперника  действительно не имеет преимущества перед теорией Птолемея с точки  зрения чисто формальных критериев, выдвинутых позитивистской методологией науки. Во-первых, она не имеет преимущества перед системой Птолемея по критерию эмпирического содержания теорий. Общим местом современного западного коперниковедения является утверждение об эмпирической эквивалентности теорий Коперника и Птолемея. Оно связано со следующими соображениями. Несмотря на то, что теория Коперника основывалась на большем количестве астрономических фактов, чем теория Птолемея, эти факты (наблюдения и самого Коперника, и арабских астрономов, а также наблюдения Региомонтана) не имели принципиального значения и не создавали качественного превосходства эмпирической базы теории Коперника над эмпирической базой теории Птолемея, поскольку они были не более точны, чем наблюдения античных астрономов, так как никакого принципиального прогресса в измерительной технике в период от Птолемея до Коперника не произошло. Кроме того, и это главное, методология Птолемея позволяла ассимилировать в его теорию новые наблюдения путем увеличения и усложнения системы эпициклов-эксцентров. Иными словами, то эмпирическое содержание, которым обладала Коперниканская теория сверх Птолемеевой, без особого труда могло вмещаться и в теории Птолемея.

Во-вторых, теория Коперника но имела преимущества перед теорией Птолемея и с, так сказать, инструменталистской точки зрения: она не позволяла делать более точные астрономические предсказания, чем Птолемеева теория. Это стало очевидным сразу после появления коперниканской теории. А систематические сравнения коперниканских «Прусских» таблиц с птолемеевскими «Альфонсовыми» на основе своих собственных астрономических наблюдений, которые проводил Тихо Браге, свидетельствовали о том, что «Альфонсовы» таблицы нередко даже дают более точные предсказания, чем «Прусские».

В Григорианской  реформе календаря Коперниканская теория использовалась лишь частично, только в той ее части, которая связана с расчетом движения Луны (эти расчеты были сделаны по «Прусским» таблицам Рейнгольда, основывавшимся на теории Коперника). Можно предположить, что большая точность теории Коперника в предсказании движения Луны может рассматриваться как ее эмпирическое преимущество перед теорией Птолемея. Однако это неверно, поскольку о преимуществе можно говорить только в каком-то «среднем» смысле; некоторое преимущество коперниканской теории в предсказании лунного движения компенсировалось преимуществом теории Птолемея в предсказании движения планет, например Марса. Недаром расчет движения планет осуществлялся при реформе календаря на основе теории Птолемея.

Кроме того, оценка в  современной литературе механизма  движения Луны у Коперника не свидетельствует  о его преимуществе перед механизмом движения Луны в теории Птолемея. Советский  историк науки Н. И. Идельсон пишет по этому поводу, что «на совершенно различных моделях Птолемей и Коперник дали приблизительно одинаково удовлетворительное представление движений Луны по долготе, но существенно различное представление изменений ее расстояния от Земли. Так, у Птолемея наибольшее расстояние Луны всегда в сизигиях, у Коперника всегда в квадратурах; разумеется ни то, ни другое неверно; но ведь от эпициклического механизма и нельзя требовать ничего иного... Только через 14 с половиной столетий после Птолемея в лунную теорию был внесен новый и весьма существенный материал; его дал Тихо Браге...» Идельсон Н. И. Этюды по истории небесной механики. Необходимо также отметить, что даже безоговорочное преимущество теории Коперника над теорией Птолемея в предсказании движения Луны не смогло бы стать объяснением факта перехода от одной теории к другой, поскольку суть дела заключается в переходе от геоцентризма к гелиоцентризму, который никак не связан у Коперника с механизмом движения Луны.

Чтобы закончить  сравнение теорий Птолемея и Коперника  по критерию точности их предсказаний, упомянем результаты исследований современного американского коперниковеда О. Джинджерича, который для сравнения точности предсказаний обеих теорий предпринял широкое изучение звездных альманахов XVI в. Он исследовал деятельность двух наиболее известных создателей эфемеридов И. Штоффлера (1452-1530) и И. Штадиуса (р. 1527). Эфемерид И. Штоффлера, основанный на птолемеевской системе, был рассчитан для периода 1499— 1531 гг. Из эфемеридов, основывающихся на коперниканской системе, а их было немало, Джинджерич выбрал эфемерид И. Штадиуса, рассчитанный для периода 1554— 1600 гг., который охватил наиболее широкий период времени. Для сравнения этих эфемеридов Джинджерич, используя современную теорию и современные вычислительные средства, сделал свой эфемерид для того же периода и, сравнив его с эфемеридами Штоффлера и Штадиуса, получил величину ошибки того и другого. «Первым результатом этого сравнения было установление того факта, что величина ошибки эфемеридов до Коперника и после него была приблизительно одной и той же». У Штоффлера ошибка в долготе для Марса на 1625 г . достигла пяти градусов, у Штадиуса она была чуть меньше пяти градусов.

Отсутствие каких-либо прагматических преимуществ своей  теории понимал и сам Коперник. Ему была известна наблюдательная эквивалентность  обеих теорий, на которую он ссылался как на аргумент в пользу своей  теории, утверждая, что явления одинаково  «спасаются» как геоцентрической, так и гелиоцентрической системами. Но этот факт, естественно, мог работать и против теории Коперника. Поэтому  в качестве критерия превосходства  своей теории над птолемеевской Коперник выдвинул чисто конвенционалистский критерий: ее простоту, последовательность, экономичность. Ему следовали Ретик, Осиандер, виттенбергские математики, ассимилировавшие в своей практике математическую часть теории Коперника и особенно теорию движения Луны и планет. Большая простота, последовательность и единообразие коперниканской теории признаны в истории и философии науки от Галилея до Дюгема.