Развитие представлений о форме и размерах Земли
Страница в процессе написания…
Представления древних цивилизаций об устройстве мира
Истинные сведения о Земле и её форме появились у людей не сразу, не в одно время и не в одном месте. Однако, выяснить, где именно, у какого народа и когда впервые зародились географические представления уже практически невозможно. Очень мало сохранилось об этом достоверных документов и материальных памятников.
Одна из древнейших культурных стран на Земле – Китай. За несколько тысяч лет до н.э. древние китайцы обладали письменностью, умели изображать местность на картах и составляли географические описания. В Древнем Китае существовало представление, согласно которому Земля имеет форму плоского прямоугольника, над которым на столбах поддерживается круглое выпуклое небо. Разъярённый дракон будто бы согнул центральный столб, вследствие чего Земля наклонилась к востоку. Поэтому все реки в Китае текут на восток. Небо же наклонилось на запад, поэтому все небесные светила движутся с востока на запад.
В не менее древней индийской культуре Земля представляется в виде плоскости, лежащей на спинах слонов. До нашего времени дошли письменные документы из древней Вавилонии. Они имеют давность около 6000 лет и унаследованы вавилонянами от ещё более древних народов. Вавилоняне представляли Землю в виде горы, на западном склоне которой находится Вавилон. Они заметили, что к югу от Вавилона располагается море, а на востоке – горы, через которые вавилоняне не решались переходить. Поэтому им казалось, что их страна находится на склоне «мировой горы». Гора эта круглая и окружена морем, а на море, как опрокинутая чаша, опирается твёрдое небо – небесный мир. На небе, как и на Земле, есть суша, вода и воздух. Небесная суша – это пояс созвездий Зодиака, как плотина, протянувшаяся среди небесного моря. По этому поясу суши движутся Солнце, Луна и пять планет. Под Землёй находится бездна – ад, куда спускаются души умерших; ночью Солнце проходит через это подземелье от западного края Земли к восточному, чтобы утром опять начать свой дневной путь по небу.
Народы, жившие в Палестине, представляли себе Землю иначе, чем вавилоняне. Древние евреи жили на равнине и Землю представляли в виде равнины, на которой кое-где возвышаются горы. Особое место в мироздании евреи отводили ветрам, которые приносят с собой то дождь, то засуху. Обиталище ветров, по их мнению, находится в нижнем поясе неба и отделяет собой Землю от небесных вод: снега, дождя и града. Под Землёй находятся воды, от которых кверху идут каналы, питающие моря и реки. Представление о форме всей Земли у них, видимо, отсутствовало.
Египтяне, финикийцы и древние греки были хорошими мореплавателями: даже на небольших кораблях они смело пускались в далёкие плавания и открывали новые земли. Наблюдения мореплавателей за появлением из-за горизонта кораблей впервые послужило основой для предположения, что Земля имеет выгнутую форму, так как корабль показывается из-за горизонта постепенно, как будто выплывает из-за изгиба океанической поверхности.
Развитие представлений о Земле в античности
Очень многим география обязана эллинам или древним грекам. Самые древние известные нам представления греков о Земле встречаются в поэмах Гомера – «Одиссее» и «Иллиаде» (XII–VIII вв. до н.э.). Из этих описаний видно, что греки представляли себе Землю в виде слегка выпуклого диска, напоминающего щит воина. Сушу со всех сторон обтекает река Океан. Над Землёй находится медный небосвод, по которому движется Солнце, поднимаясь ежедневно из вод Океана на востоке и погружаясь в них на западе. Над дискообразной Землёй с рекой-Океаном опрокинулся подобно огромной чаше, неподвижный небесный свод. Его радиус представлялся равным радиусу Земли. На западе свод опирался на колонны, которые поддерживал титан Атлант.
Первые систематизированные географические научные знания были связаны с эпохой формирования рабовладельческого строя. Особенно высокого уровня древнегреческое общество достигло в VII–VI вв. до н.э. в Милете, Фокее, Эфесе, Приене, Самосе и др. Здесь сильно развивалось мореплавание, и все берега Средиземного моря были усеяны ионийскими колониями.
Среди всех ионийских городов особенно выделялся в экономическом, политическом и культурном отношении Милет, расположенный на берегу Латмийского залива недалеко от устья реки Меандр. Здесь в VII в. до н.э. возникла так называемая ионийская или милетская натурфилософская школа, давшая первых древнегреческих мыслителей – Фалеса, Анаксимандра и Анаксимена. Они создали первые естественнонаучные космогонии. Неотделимой частью этих космогоний были и физико-географические концепции – о форме и размерах Земли, её положении во Вселенной, характере поверхности, процессах, протекающих на суше, в океане и в воздушной оболочке. Известно, что Фалес считал Землю плавающей на воде, подобно куску дерева. Но о том, какую форму имела эта Фалесова плавающая на поверхности океана Земля, мы не имеем точных сведений. Мы также не знаем, чем ограничена у древнего мыслителя вода, служащая её опорой. По всей видимости, Океан он считал беспредельной, ничем не ограниченной плоскостью. Плавающую же Землю, подобно Гомеру и Гесиоду, Фалес видел выгнутым диском. По мнению Анаксимандра, Земля имела форму отрезка круглой колонны, высотой в три раза меньше, чем её диаметр. На одной плоскости живут люди, и Земля находится в центре нашего «мира». Эта догадка Анаксимандра стала, по сути, основой для господствовавшей многие века геоцентрической модели. Открытие наклонного по отношению к горизонту движения небесных тел приводит к пересмотру картины мира, начинаются поиски объяснения этого явления. Так Анаксимен считает, что наклон – всего лишь кажущаяся иллюзия, в то время, когда родоначальники атомизма Анаксагор и Левкипп в V в. до н.э. высказывают мысль о наклоне плоскости Земли. По их мнению, вначале небесные тела двигались вокруг Земли параллельно плоскости её диска, но после того, как «Земля наклонилась к югу», все светила стали «заходить под Землю и восходить над Землёй».
Причину этого они видели по-разному, однако, оба сходились в том, что в результате наклона Земли возникают «обитаемые» и «необитаемые» области в зависимости от близости к Солнцу. Эта догадка была первоосновой теории тепловых поясов и природных зон Земли. Также Анаксагор был первым мыслителем, который стал искать причину зимнего и летнего солнцестояний, считая, что Солнце движется по спирали и гонит перед собой воздух, который становится всё плотнее и у «тропиков» заставляет его поворачивать назад.
Философ Архелай, ученик Анаксагора заметил, что «восход и заход солнца бывает не одновременно во всех частях Земли, как должно было бы быть, если бы Земля была ровной». Объяснение этому он нашел в вогнутости Земли и учил тому, что Земля имеет форму вогнутого диска.
Открытие шарообразной фигуры Земли было одним из самых выдающихся достижений античной науки. До сих пор остаётся спорным вопрос о времени её возникновения и о мыслителе, впервые выдвинувшем её. Многие историки приписывают открытие шарообразности Земли философу Пифагору, другие – Пармениду или даже Фалесу. Шар представлялся им, как самая совершенная фигура, не имеющая ни начала, ни конца.
Наиболее точное определение размеров земного шара сделал древнегреческий учёный Эратосфен Киренский, живший за 200 лет до н.э. Неслучайно именно его называют основателем географии. Совершая путешествия из г. Александрия на юг в Сиену (современный Асуан), люди замечали, что там летом, в тот день, когда солнце бывает выше всего на небе, в полдень оно освещает дно глубоких колодцев, т.е. бывает как раз над головой – в зените. Предметы в этот момент не дают тени. В Александрии же и в этот день солнце в полдень не доходит до зенита, а предметы дают тень.
Эратосфен измерил, на сколько полуденное солнце в Александрии отклонено от зенита, и получил величину, равную 7°12’, что составляет 1/50 окружности. Это ему удалось сделать с помощью прибора, называемого скафисом. Скафис представлял собой чашу в форме полушария. В его центре отвесно укреплялась игла. Тень от иглы падала на внутреннюю поверхность скафиса. Для измерения отклонения солнца от зенита (в градусах) на внутренней поверхности скафиса проводились окружности, помеченные цифрами. Расстояние между Александрией и Сиеной было известно и составляло 5000 стадиев. Если 1/50 окружности Земли равняется 5000 стадиев, то вся окружность составит 250 000, что в переводе равно 39 500 км. Узнав длину окружности Земли, Эратосфен вычислил и её радиус, составивший 6290 км. Так Эратосфен нашёл приблизительно верные размеры Земли, впоследствии подтверждённые измерениями более точных приборов.
К этому времени Аристотель в своих трудах подводит итоги исследований и умозаключений древнегреческих философов, развивая их идеи. Он поддерживает идею шарообразной Земли, а также идею обитаемых и необитаемых поясов, предполагая, что в южном полушарии должна находиться такая же обитаемая ойкумена, а людей, населяющих её, предлагается называть антиподами. Такого же мнения ранее придерживался Платон.
Представления о Земле в Средние века
В 723 г. н. э. во время правления династии Тан китайский астроном И-Синь (683 – 727 гг.) возглавил отряд по измерению длины освещаемых Солнцем теней от предметов и высот Полярной звезды. В результате он получил, что протяжённость одного градуса дуги составляет 132,3 км, что выше истинного приблизительно на 20%. Однако, измерения китайцев всё-таки значительно уступали по точности измерениям Эратосфена, несмотря на то, что он проводил их почти 900 лет назад.
После уничтожения александрийской библиотеки, в смутные годы первых веков нашей эры, всякие научные работы прервались, и новая попытка градусного измерения сделана лишь в 827 году арабами, которые, достигнув политического могущества, в лице своих калифов с любовью покровительствовали развитию точных наук. Калиф Альмамум, сын Гарун–аль–Рашида, приказал своим астрономам измерить дугу меридиана в равнине Синджар, лежащей к западу от реки Тигра и нынешнего города Мосула. В избранной исходной точке, около 35° северной широты, арабские ученые разделились на две группы и направились одна на север, другая на юг, производя измерения арабскими локтями. Эти измерения продолжались до тех пор, пока каждая группа не прошла по меридиану 1°, что определялось имевшимися тогда угломерными инструментами по высотам звезд. Одна группа получила для градуса меридиана величину 56, а другая 56⅔ мили по 4 000 локтей. Второе число было признано точнее первого и принято за величину градуса меридиана. Арабский локоть равен приблизительно 49⅓ сантиметрам, так что длина арабской мили выходит около 1973 метров или 926.3 саженей. От перемножения этого числа на 56⅔ получается длина одного градуса под широтой 35°, которая составляет 111.088 км, что весьма близко к современным определениям.
В Средние века достижения древних, китайцев и арабов европейцами «открывались» заново или долгое время вовсе не признавались, как противоречащие догмам христианской церкви. Из географических сочинений известна «Христианская география» Козьмы Индикоплова VI в. н.э., получившая широкую известность, благодаря тому, что решительно отвергала шарообразность Земли. Огромное значение имеют такие труды, как «Книга» Марко Поло или «Хождение за три моря» Афанасия Никитина, однако, они имеют скорее описательный или этнографический характер и только расширяют сведения европейцев о границах существующего мира.
Лишь в 14 в. «непобедимый доктор» Оксфордского университета Уильям Оккам «посмел» считать вращение Земли возможным. В этот период начинается возрождение землеведческих идей античности, в особенности, тех из них, которые относятся к представлениям о шарообразности Земли. В этом отношении прежде всего следует назвать книгу кардинала Пьера Д’Эйи или Петра Аллиакуса «Изображение мира» 1414 года. В ней впервые в Эпоху Возрождения комментируется «География» Птолемея. Возрождается идея о возможности достичь Индии западным путём, делается разбор точек зрения относительно обитаемости жаркого пояса, оспаривается замкнутость Индийского океана с юга, приводятся доказательства того, что Африка с юга омывается океаном.
Эти идеи вдохновляют многих правителей и мореплавателей. Так в самом конце XV века – в 1498 году Васко да Гама, вдохновлённый подобными идеями, обогнул Африку и достиг берегов Индии. А несколькими годами ранее – в 1492 году Христофор Колумб достиг берегов Америки. Стоит сказать, что целью мореплавателя было достижение Индии, но западным, а не восточным путём. Потому до самой своей смерти Колумб был уверен, что открыл Вест-Индию. А уже совсем скоро – всего через 20 лет, ещё один португальский мореплаватель – Фернан Магеллан совершает первое кругосветное путешествие, окончательно доказав, что Земля имеет форму шара. Правда, сам Магеллан из этого тяжёлого путешествия не вернулся, а через два года плавания из четырёх кораблей экспедиции в порт возвратился только один.
В 1492 г. был создан первый глобус Земли современного типа. Изготовил его астроном и космограф Мартин Бехайм. Глобус Бехайма зафиксировал доколумбовы представления о земном шаре как раз накануне открытия Америки. На нем подробно представлен хорошо известный европейцам Старый Свет, но отсутствует Америка, а Атлантический океан простирается до берегов Восточной Азии. Следующей по времени вершиной в глобусном картографировании считают глобусы «короля картографов», космографа и гравера Герарда Меркатора, его достижения хорошо известны, а имя увековечено в названии проекции, используемой для морских и аэронавигационных карт.
Тем не менее, преследования инакомыслящих учёных продолжались ещё ни одно столетие. В 1500-е годы польский астроном Николай Коперник пишет свою работу, где излагаются идеи гелиоцентрической системы мира, называвшейся «Малый комментарий о гипотезах, относящихся к небесным движениям». Над редакцией своего труда он работал в течение сорока лет.
Можно сказать, что Копернику повезло, потому что его труд был принят католической церковью и даже был признан полезным для грядущей редакции календаря. Но уже после смерти Коперника гелиоцентрическая система была объявлена еретическим учением и запрещена. В том числе за эту идею, а также за ряд еретических высказываний в 1600 году был сожжён на костре Джордано Бруно. Он предполагал, что звезды – это далёкие солнца, а во Вселенной существует не один, а множество миров. В защиту Коперника высказывался и другой выдающийся учёный этой эпохи – Галилео Галилей. В 1611 г. он лично отправляется в Рим, чтобы убедить римского папу в том, что коперниканство не противоречит католицизму. Галилей был изобретателем первого телескопа, благодаря которому сделал немало открытий. По поводу вопроса «не грешно ли смотреть на небо через трубу» была созвана целая комиссия, разрешившая Галилею проводить исследования. Галилею пришлось пройти через суд инквизиции и тюремное заключение, последние годы своей жизни он прожил в изгнании, от своих работ его вынудили публично отречься. Несмотря на это, он с помощью своих учеников продолжал научную деятельность до самой смерти. По легенде последней фразой, сказанной Галилеем были слова: «И всё-таки она вертится». Только в 17 веке гелиоцентрическая система окончательно утвердилась в научном мире.