Читати книгу - "Пояснюючи світ"

приклад важливого зв’язку між наукою та технікою: технічний пристрій, винайдений для практичних потреб, може відкрити шлях до наукових відкриттів. За допомогою гномона стало можливим точно підрахувати кількість днів у кожній порі року – це період від одного рівнодення до наступного сонцестояння або відтоді до чергового рівнодення. У такий спосіб Евктемон, афінський сучасник Сократа, відкрив, що тривалість пір року не є абсолютно рівною. Це було б не так, якби Сонце рухалося навколо Землі (або Земля навколо Сонця) правильною круговою орбітою з постійною швидкістю із Землею (або Сонцем) у центрі кола, бо в такому разі пори року мали б однакову тривалість. Астрономи століттями намагались зрозуміти, чому пори року мають різну тривалість, але правильне пояснення цієї та інших аномалій було знайдене лише в XVIII столітті, коли Йоганн Кеплер зрозумів, що Земля рухається навколо Сонця еліптичною орбітою, а не круговою, а Сонце є не в центрі цієї орбіти, а зміщене до одного боку в точку, яку називають фокусом. При цьому Земля рухається зі швидкістю, що зростає і зменшується в міру наближення до Сонця та віддалення від нього.

Місяць також, схоже, як і зірки, щоночі обертається зі сходу на захід навколо Північного полюса світу, а також рухається, як і Сонце, зодіаком із заходу на схід, але замість року витрачає на повне коло серед зірок трохи більше ніж 27 діб. Оскільки Сонце для спостерігача рухається зодіаком у тому самому напрямку, хоч і повільніше, Місяць витрачає, щоб повернутися до попереднього положення відносно Сонця, приблизно 29,5 діб (насправді 29 діб 12 годин 44 хвилини і 3 секунди). Оскільки фази Місяця залежать від його положення відносно Сонця, цей інтервал у 29,5 діб і є місячним місяцем[10], тобто часом від одного молодика до наступного. Здавна було помічено, що затемнення Місяця відбуваються на повний місяць приблизно кожні 18 років, коли місячний шлях серед зірок перетинається із сонячним[11].

Певним чином Місяць пропонує зручніший календар, ніж Сонце. Коли спостерігаєш за фазою Місяця тієї чи іншої ночі, можна приблизно визначити, скільки днів минуло з останнього молодика – це значно легше, ніж судити про пору року, просто дивлячись на Сонце. Тому місячні календарі були доволі поширені у Стародавньому світі, і їх досі використовують, наприклад, для релігійних цілей в ісламі. Але, звісно, для сільського господарства, мореплавства або війни потрібно передбачати зміни пір року, а ті керуються Сонцем. Однак у році не рівна кількість місячних місяців (рік приблизно на 11 днів довший за 12 місячних місяців), тому в календарі, що ґрунтується на фазах Місяця, дата будь-якого сонцестояння або рівнодення не залишалася б постійною.

Іншою відомою складністю є те, що в самому році не рівна кількість днів. Це привело до запровадження за часів Юлія Цезаря високосного року, яким називали кожен четвертий рік. Але це створило подальші проблеми, бо рік має не точно 365¼ доби, а є на 11 хвилин довшим.

Упродовж усієї історії науковці робили незліченні спроби (надто багато, щоб усі їх тут згадати) створити календар, що враховував би такі складності. Вагомий внесок у цю справу зробив близько 432 року до н. е. Метон Афінський, можливо, соратник Евктемона. Імовірно, за допомогою вавилонських записів Метон помітив, що 19 років – це майже точно 235 місячних місяців (різниця становить лише 2 години). Тому можна зробити календар, що охоплює 19 років, а не один, у якому для кожного дня будуть точно визначені і пора року, і фаза Місяця. Після цього календар повторюватиметься на кожен наступний 19-річний період. Але хоча 19 років – це майже точно 235 місячних місяців, це приблизно на третину доби менше за 6 940 днів, тож Метону довелося зазначити, що після кожних двох 19-річних циклів із календаря потрібно викидати один день.

Намагання астрономів узгодити між собою сонячні та місячні календарі добре ілюструє визначення дати Великодня. У 325 році Нікейський собор проголосив, що Великдень потрібно святкувати першої неділі після першого повного місяця від дня весняного рівнодення. За часів царювання Феодосія І було навіть встановлено смертну кару за святкування Великодня не в той день. На жаль, точна дата, коли насправді спостерігається весняне рівнодення, неоднакова в різних точках Землі[12]. Щоб уникнути жахливої ситуації, коли Великодень святкують у різні дні в різних місцях, довелося призначити чітку дату весняного рівнодення й відповідно дату першого повного місяця після нього. У пізньоантичний період Римська церква схвалила для цього Метонів цикл, але чернечі громади Ірландії спиралися на давніший юдейський 84-річний цикл. У VII столітті боротьба між римськими місіонерами та ірландськими ченцями за контроль англійської церкви здебільшого була конфліктом саме через дату Великодня.

Фактично до Нового часу створення календарів було основним заняттям астрономів, привівши до прийняття в 1582 році під покровительством папи Григорія XIII нашого сучасного календаря. Для розрахунку дати Великодня датою весняного рівнодення сьогодні встановлено 21 березня, але це 21 березня за григоріанським календарем на Заході та за юліанським календарем у православних церквах. Тому Великдень досі святкують у різні дні в різних частинах світу.

Хоча наукова астрономія мала практичне застосування ще в Еллінську епоху, це не вразило Платона. Показовим є діалог у «Державі» між Сократом та його опонентом Главконом6. Сократ припускає, що астрономію варто включити до курсу освіти царів-філософів, а Главкон з готовністю погоджується: «На мою думку, саме її, бо добра обізнаність у змінах пір року, у місяцях та роках бажана не лише для рільництва й мореплавства, а й не меншою мірою для стратегічного вміння». Сократ називає це наївним. Для нього суттю астрономії є те, що «при вивченні тих наук очищається і знову оживає певний орган людської душі… Тим часом набагато вартісніше зберегти його в цілості, ніж мати тисячу очей, адже лише він єдиний здатний бачити істину». В Александрії такий інтелектуальний снобізм був менш поширений, ніж в Афінах, але, наприклад, філософ Філон Александрійський (I століття) у своїй роботі зауважує, що «те, що сприймається розумом, у всі часи вище за видиме органами чуттів»7. На щастя, можливо, під тиском практичних потреб астрономи навчилися не покладатися на один лише розум.

7. Вимірювання Сонця, Місяця та Землі

Одним із найвидатніших досягнень давньогрецької астрономії було вимірювання розмірів Землі, Сонця та Місяця, а також відстаней від Землі до Сонця та Місяця. Не те, щоб отримані результати були точні щодо цифр. Спостереження, на яких базувалися ці розрахунки, були надто приблизні, щоб привести до точних розмірів та відстаней. Але це