Технические изобретения древнего вавилона.

1. Начало и организация астрономической деятельности. Переход к оседлой жизни земледельцев и формирование египетского народа датируется 4 тыс. до н. э. Разделение неба на 36 созвездий (видимо, экваториально-эклиптических) уже существовало к эпохе Среднего Царства (ок. 2050-1700). От периода Нового Царства (1580-1070) сохранились некоторые их изображения для северного полушария (рис. 3).

Первым стимулом интереса к небесным явлениям стало, видимо, сельское хозяйство, целиком зависевшее от своевременного использования разливов Нила. Хотя они не имели строго периодического характера, их сезонность, связь с полуденной высотой Солнца была подмечена давно. Это и привело к поклонению Солнцу как главному богу Ра. (Любопытно, что еще раньше египтяне поклонялись некоему священному камню «бен-бен». Не исключено, что поклонение камням могло быть вызвано наблюдением их падений с неба, что должно было нередко сопровождаться громовыми раскатами, эффектным явлением хвостатого огненного шара - болида и т. д.)

Утвердившаяся на тысячелетия власть обожествлявшихся фараонов рано сделала астрономию в Египте (как и в Вавилоне) государственной придворной службой с прикладными целями не только хозяйственными, но и социально-политическими. Астрономией занимались жрецы и специальные чиновники, ведшие запись астрономических явлений.

2. Календарь. Разливы Нила происходят в начале лета. В 3 тыс. до н. э. это совпадало с первым, после периода невидимости, гелиакическим восходом ярчайшей звезды неба - Сириуса (по древнеегипетски - Сотис). Так, в Египте появился уникальный местный солнечный календарь - «сотический». Год в нем был солнечным, но не тропическим, а сидерическим, составляя промежуток между двумя соседними гелиактическими восходами Сириуса. Он был введен в начале третьего, а быть может, еще в четвертом тысячелетии до н. э. .

В повседневной жизни употреблялся целочисленный «гражданский» календарь. Год принимался в 365 дней и делился на 12 (30-дневных) месяцев, а в конце добавлялось 5 дней как «дни рождения основных богов». Месяц делился на три декады. Попытка согласовать гражданский календарь с сотическим не удалась, и он остался удобным для расчета исторических событий календарем без вставок с непрерывным счетом дней. Употреблялся в Египте и лунный календарь, который путем введения цикла типа метонова согласовывался с условным, гражданским календарем.

Египтяне ввели деление суток на 24 часа задолго до вавилонян. Это было связано с изобретением в Древнем Египте (намного раньше, чем в Индии) десятичной системы счета (но еще без позиционного обозначения). Сначала было введено разделение на 10 частей светлой части суток и по одному часу добавлялось на утренние и вечерние сумерки. Позднее на 12 частей разделили и всю темную часть суток. Длина ночных и дневных часов изменялась по сезонам, и лишь с конца IV в. до н. э. в эллинистическую эпоху ввели единые «равноденственные» часы.

Тогда же вместо старого деления на 36 (10-градусных) участков (деканы) области неба, более близкой к экватору, был принят вавилонский «Зодиак» - деканы объединили по три в 12 созвездий, а весь круг Зодиака приблизили к эклиптике.

О сложном взаимовлиянии вавилонской и древнеегипетской астрономии может свидетельствовать развитие астрологии. Уже в египетском папирусе XIII-XII вв. до н. э. имеются предсказания по астрономическим знакам счастливых и несчастливых дней. Сильно развившаяся на вавилонской почве астрология новой волной проникает в Египет эллинистический. По числу подвижных светил в Египте вводится семидневная неделя, и теперь уже каждый день получает в покровители планету, Солнце или Луну.

3. Инструменты, наблюдательная и математическая астрономия. Астрономические инструменты - солнечные и водяные часы, угломерные инструменты для наблюдений звезд в кульминациях употреблялись и в древнеегипетской астрономии. Но здесь, например, водяные часы появились на два века позднее, чем в Вавилоне (где их употребляли с XVIII в. до н. э.).

Чрезвычайно различные мнения до сих пор существуют об уровне развития науки в древнем, доэллинистическом Египте. По мнению одних, астрономические знания египтян были невысоки, так как примитивным был применявшийся в астрономии математический аппарат. Египтяне не знали тригонометрии и: едва владели действиями с дробями. Как утверждал Нейгебауэр, в более древние времена математика в Египте хотя и развивалась, но в полном отрыве от астрономии. Лишь в эллинистическую эпоху произошел некоторый подъем математической сферической астрономии и стали развиваться необходимые для нее геометрические методы. Напротив, известный советский историк науки И.Н. Веселовский считал, что в 3-2 тыс. до н. э. астрономия египтян по уровню была выше вавилонской. По Нейгебауэру, эти занятия астрономией на более высоком уровне могла проводить лишь узкая группа людей, и они не были египтянами.

Появившиеся в XIX в. представления о том, что в формах и пропорциях пирамид, в ориентации и наклоне коридоров в них (например, в знаменитой пирамиде Хеопса), помимо явной, но довольно грубой ориентации по странам света, скрыты точные математические и астрономические соотношения (число я, направление на Полярную звезду и т. д.), в наши дни подвергаются критике (ведь и сама «полярная» была иной - α Дракона!). Вместе с тем вряд ли греки называли себя «учениками египетских астрономов» лишь ввиду таинственности иероглифических астрономических текстов египетских жрецов-астрономов. Ведь многие греческие натурфилософы-астрономы доэллинистической эпохи общались с египетскими астрономами непосредственно.

Сведения о египетской астрономии неполны и оценки противоречивы. Так, современные историки утверждают, что египтяне не вели регулярных наблюдений, например не фиксировали затмений Солнца. Но еще Диоген Лаэртский (греческий писатель II - начала III в.) сообщал об упоминании египтянами 373 солнечных и 332 лунных затмений (!), якобы происшедших до эпохи Александра Македонского за период в...48 863 года . Конечно, подобное сообщение не вызывает никакого доверия. Но не нашло в нем отражение (если вспомнить, что «сарос» - слово древнегреческое) наличие гораздо большего интереса к затмениям у египтян, чем это известно по сохранившимся документам?

4. Представления о Вселенной и «египетская» система мира. Древнейший египетский космогонический миф производил Солнце из цветка лотоса, а тот из первичного водяного хаоса (это перекликается с космогоническими мифами Древней Индии, см. ниже). С 4 тыс. до н. э. у египтян уже существовал религиозно-мифологическая «картина мира» с астрономической основой. Совершенно иной уровень представлений о Вселенной отражен в так называемой «египетской» системе мира. Ее впервые описал в IV в. до н. э. современник Аристотеля Гераклид Понтийский, непосредственно общавшийся с египетскими жрецами. Согласно этой модели мира Земля является центром Вселенной, вокруг которого обращаются все светила. Но Меркурий и Венера при этом обращаются еще и вокруг Солнца.

Если эта система действительно была заимствована греками от египтян (а ее приводили в числе четырех главных систем мира именно как «египетскую»), то это означало бы, что древние египтяне должны были наблюдать и планеты. В мировоззренческом аспекте это была первая компромиссная система - попытка увязать «очевидное» центральное положение Земли с подмеченными особенностями движений Венеры и Меркурия, «сопровождающих» Солнце. Во всяком случае нет сомнения, что именно эта система послужила истоком математических образов эпицикла и деферента, использованных спустя сто лет Аполлонием Пергским как метод описания неравномерных движений через равномерные круговые, что сыграло столь большую роль во всем последующем развитии астрономии.

Наследием, доставшимся более поздней астрономии от древних египтян, стал прежде всего 365-дневный гражданский календарь без вставок. Как удобная система непрерывного счета дней он использовался европейскими астрономами вплоть до XVI в. (не следует его путать, однако, с непрерывным счетом дней «юлианского периода», введенным в 1583 г. Ж. Скалигером, см. ниже). В нашу жизнь вошли также египетские 24-часовые сутки, 30-дневные месяцы с делением на три декады. Семидневная неделя и планетные названия дней ее, возможно, также пришли в Европу из Египта (через греков), но они были характерны и для других регионов Древнего Мира ввиду своей очевидной планетно-лунной основы.

Введение

1. Возникновение и основные этапы развития астрономии. Ее значение для человека.

5. Астрономия в Древней Индии

6. Астрономия в Древнем Китае

Заключение
Литература

Введение

История астрономии отличается от истории других естественных наук прежде всего своей особой древностью. В далеком прошлом, когда из практических навыков, накопленных в повседневной жизни и деятельности, еще не сформировалось никаких систематических знаний по физике и химии, астрономия уже была высокоразвитой наукой.

Эта древность и определяет то особое место, которое астрономия занимает в истории человеческой культуры. Другие области естествознания развились в науки только за последние столетия, и этот процесс протекал главным образом в стенах университетов и лабораторий, куда лишь изредка проникал шум бурь политической и общественной жизни. В противоположность этому астрономия уже в древности выступала как наука, как система теоретических знаний, которая значительно превосходила практические потребности людей и стала важным фактором в их идейной борьбе.

История астрономии совпадает с процессом развития человечества, начиная с самого возникновения цивилизации, и относится главным образом к тому времени, когда общество и личность, труд и обряд, наука и религия в основном еще составляли единое неразделимое целое.

На протяжении всех этих столетий учение о звездах было существенной частью философско-религиозного мировоззрения, являвшегося отражением общественной жизни.

Если современный физик оглянется на своих предшественников, стоявших первыми у основания здания науки, он найдет таких же людей, как и он сам, с аналогичными представлениями об эксперименте и теории, о причине и следствии. Если же астроном посмотрит назад, на своих предшественников, он обнаружит вавилонских жрецов и прорицателей, греческих философов, мусульманских властителей, средневековых монахов, дворян и духовных лиц эпохи Возрождения и так далее, до тех пор, пока в лице ученых XVII и XVIII вв. не встретит своих собратьев по профессии.

Для всех них астрономия была не ограниченной отраслью науки, а учением о мире, тесно связанным с их мыслями и чувствами, со всем их мировоззрением в целом. Работу этих ученых вдохновляли не сложившиеся по традиции задачи профессиональной гильдии, а глубочайшие проблемы человечества и всего мира.

История астрономии явилась развитием того представления, которое человечество составило себе о мире.

1. Возникновение и основные этапы развития астрономии. Ее значение для человека

Астрономия является одной из древнейших наук. Первые записи астрономических наблюдений, подлинность которых несомненна, относятся к VIII в. до н.э. Однако известно, что еще за 3 тысячи лет до н.э. египетские жрецы подметили, что разливы Нила, регулировавшие экономическую жизнь страны, наступают вскоре после того, как перед восходом Солнца на востоке появляется самая яркая из звезд, Сириус, скрывавшаяся до этого около двух месяцев в лучах Солнца. Из этих наблюдений египетские жрецы довольно точно определили продолжительность тропического года.

В Древнем Китае за 2 тысячи лет до н.э. видимые движения Солнца и Луны были настолько хорошо изучены, что китайские астрономы могли предсказывать солнечные и лунные затмения.

Астрономия возникла из практических потребностей человека. Кочевым племенам первобытного общества нужно было ориентироваться при своих странствиях, и они научились это делать по Солнцу, Луне и звездам. Первобытный земледелец должен был при полевых работах учитывать наступление различных сезонов года, и он заметил, что смена времен года связана с полуденной высотой Солнца, с появлением на ночном небе определенных звезд. Дальнейшее развитие человеческого общества вызвало потребность в измерении времени и в летоисчислении (составлении календарей).

Все это могли дать и давали наблюдения над движением небесных светил, которые велись в начале без всяких инструментов, были не очень точными, но вполне удовлетворяли практические нужды того времени. Из таких наблюдений и возникла наука о небесных телах – астрономия.

С развитием человеческого общества перед астрономией выдвигались все новые и новые задачи, для решения которых нужны были более совершенные способы наблюдений и более точные методы расчетов. Постепенно стали создаваться простейшие астрономические инструменты и разрабатываться математические методы обработки наблюдений.

В Древней Греции астрономия была уже одной из наиболее развитых наук. Для объяснения видимых движений планет греческие астрономы, крупнейший из них Гиппарх (II в. до н.э.), создали геометрическую теорию эпициклов, которая легла в основу геоцентрической системы мира Птолемея (II в. до н.э.). Будучи принципиально неверной, система Птолемея, тем не менее, позволяла вычислять приближенные положения планет на небе и потому удовлетворяла, до известной степени, практическим запросам человека в течение нескольких веков.

Системой мира Птолемея завершается этап развития древнегреческой астрономии.

В средние века наибольшего развития астрономия достигла в странах Средней Азии и Кавказа, в трудах выдающихся астрономов того времени – Аль-Баттани (850–929 гг.), Бируни (973–1048 гг.), Улугбека (1394–1449) и др.

Правитель Самарканда Улугбек, будучи просвещенным государственным деятелем и крупным астрономом, привлекая в Самарканд ученых, выстроил для них грандиозную обсерваторию. Таких крупных обсерваторий не было нигде ни до Улугбека, ни долгое время после него. Самым замечательным из трудов самаркандских астрономов были "Звездные таблицы" – каталог, содержащий точные положения на небе 1018 звезд. Он долго оставался самым полным и самым точным: европейские астрономы переиздавали его еще спустя два века. Не меньшей точностью отличались и таблицы движений планет.

В период возникновения и становления капитализма, пришедшего на смену феодальному обществу, в Европе началось дальнейшее развитие астрономии. Особенно быстро она развивалась в эпоху великих географических открытий (XV–XVI вв.).

Развитие производительных сил и требование практики, с одной стороны, и накопленный наблюдательный материал – с другой, подготовили почву для революции в астрономии, которую и произвел польский ученый Николай Коперник (1473–1543), разработавший свою гелиоцентрическую систему мира, опубликованную за год до его смерти.

Учение Коперника явилось началом нового этапа в развитии астрономии. Кеплером в 1609–1618 гг. были открыты законы движения планет, а в 1687 г. Ньютон опубликовал закон всемирного тяготения.

Новая астрономия получила возможность изучать не только видимые, но и действительные движения небесных тел. Ее многочисленные и блестящие успехи в этой области увенчались в середине XIX в. открытием планеты Нептун, а в наше время – расчетом орбит искусственных небесных тел.

Следующий, очень важный этап в развитии астрономии начался сравнительно недавно – с середины XIX в., когда возник спектральный анализ и в астрономии стала применяться фотография. Эти методы дали возможность астрономам начать изучение физической природы небесных тел и значительно расширить границы исследуемого пространства. Возникла астрофизика, получившая особенно большое развитие в XX в. В 40-х годах XX в. стала развиваться радиоастрономия, а в 1957 г. было положено начало качественно новым методам исследований, основанным на использовании искусственных небесных тел, что в дальнейшем привело к возникновению фактически нового раздела астрофизики – рентгеновской астрономии.

Запуск искусственного спутника Земли (1957 г., СССР), космических станций (1958 г., СССР), первые полеты человека в космос (1961 г., СССР), первая высадка людей на Луну (1969 г., США) – эпохальные события для всего человечества. За ними последовала доставка на Землю лунного грунта, посадка спускаемых аппаратов на поверхность Венеры и Марса, посылка автоматических межпланетных станций к более далеким планетам Солнечной системы. Исследование Вселенной продолжается.

2. Астрономия в Древнем Вавилоне

Вавилонская культура – одна из древнейших культур на земном шаре – восходит своими корнями к IV тысячелетию до н. э. Древнейшими очагами этой культуры были города Шумера и Аккада, а также Элама, издавна связанного с Двуречьем. Вавилонская культура оказала большое влияние на развитие древних народов Передней Азии и античного мира. Одним из наиболее значительных достижений шумерийского народа было изобретение письменности, появившейся в середине IV тысячелетия до н.э. Именно письменность позволила установить связь не только между современниками, но даже между людьми различных поколений, а также передать потомству важнейшие достижения культуры.

Развитие хозяйственной жизни, главным образом земледелия, приводило к необходимости установления календарных систем, которые возникли уже в шумерийскую эпоху. Для создания календаря надо было иметь некоторые знания в области астрономии. Древнейшие обсерватории устраивались обычно на верхней площадке храмовых башен (зиккуратов), развалины которых были найдены в Уре, Уруке и Ниппуре. Вавилонские жрецы умели отличать звезды от планет, которым были даны особые названия. Сохранились перечни звезд, которые были распределены по отдельным созвездиям. Была установлена эклиптика (годичный путь Солнца по небесной сфере), которую разделили на 12 частей и соответственно на 12 зодиакальных созвездий, многие названия которых (Близнецы, Рак, Скорпион, Лев, Весы и т. д.) сохранились до наших дней. В различных документах регистрировали наблюдения над планетами, звездами, кометами, метеорами, солнечными и лунными затмениями.

О значительном развитии астрономии говорят данные, фиксирующие моменты восхода, захода и кульминации различных звезд, а также умение вычислять промежутки времени, их разделяющие.

В VIII–VI вв. вавилонские жрецы и астрономы накопили большое количество знаний, имели представление о процессии (предварения равноденствий) и даже предсказывали затмения.

Некоторые наблюдения и знания в области астрономии позволили построить особый календарь, отчасти основанный на лунных фазах. Основными календарными единицами счета времени были сутки, лунный месяц и год. Сутки делились на три стража ночи и три стража дня. Одновременно с этим сутки делились на 12 часов, а час – на 30 минут, что соответствует шестеричной системе счисления, лежавшей в основе вавилонской математики, астрономии и календаря. Очевидно, и в календаре отразилось стремление разделить сутки, год и круг на 12 больших и 360 малых частей.

Начало каждого лунного месяца и его продолжительность определялись каждый раз специальными астрономическими наблюдениями, так как начало каждого месяца должно было совпадать с новолунием. Различие между календарным и тропическим годом исправлялось при помощи вставочного месяца, что устанавливалось распоряжением государственной власти.

3. Астрономия в Древнем Египте

Египетскую астрономию создала необходимость вычислять периоды разлива Нила. Год исчислялся по звезде Сириус, утреннее появление которой после временной невидимости совпадало с ежегодным наступлением половодья. Большим достижением древних египтян было составление довольно точного календаря. Год состоял из 3 сезонов, каждый сезон – из 4 месяцев, каждый месяц – из 30 дней (трех декад по 10 дней). К последнему месяцу прибавляли 5 добавочных дней, что позволяло совмещать календарный и астрономический год (365 дней). Начало года совпадало с подъемом воды в Ниле, то есть с 19 июля, днем восхода самой яркой звезды – Сириуса. Сутки делили на 24 часа, хотя величина часа была не одинаковой, как сейчас, а колебалась, в зависимости от времени года (летом дневные часы были длинными, ночные – короткими, зимой – наоборот). Египтяне хорошо изучили видимое простым глазом звездное небо, они различали неподвижные звезды и блуждающие планеты. Звезды были объединены в созвездия и получили имена тех животных, контуры которых, по мнению жрецов, они напоминали («бык», «скорпион», «крокодил» и др.).

Постоянные наблюдения над небесными светилами дали возможность установить своеобразную карту звездного неба. Такие звездные карты сохранились на потолках храмов и гробниц. В гробнице архитектора и вельможи времени XVIII династии Сенмута изображена интересная астрономическая карта. В центральной ее части можно различить созвездия Большой и Малой Медведицы и известной египтянам Полярной Звезды. В южной части неба изображены Орион и Сириус (Сотис) в виде символических фигур, как обычно изображали созвездия и звезды египетские художники.

Замечательные звездные карты и таблицы расположения звезд сохранились и на потолках царских гробниц XIX и XX династий. При помощи таких таблиц расположения звезд, пользуясь пассажным, визирным инструментом, два египетских наблюдателя, сидящие в направлении меридиана, определяли время ночью. Днем для определения времени пользовались солнечными и водяными часами (позднейшая клепсидра). Древними картами расположения звезд пользовались и позднее, в греко-римскую эпоху; такие карты сохранились в храмах этого времени в Эдфу и Дендера.

К периоду Нового царства относится изложение догадки о том, что соответствующие созвездия находятся на небе и днем; они невидимы только потому, что тогда на небе находится Солнце.

4. Астрономия в Древней Греции

Астрономические знания, накопленные в Египте и Вавилоне заимствовали древние греки. В VI в. до н. э. греческий философ Гераклит высказал мысль, что Вселенная всегда была, есть и будет, что в ней нет ничего неизменного – все движется, изменяется, развивается. В конце VI в. до н. э. Пифагор впервые высказал предположение, что Земля имеет форму шара. Позднее, в IV в. до н. э. Аристотель при помощи остроумных соображений доказал шарообразность Земли. Он утверждал, что лунные затмения происходят, когда Луна попадает в тень, отбрасываемую Землей. На диске Луны мы видим край земной тени всегда круглым. И сама Луна имеет выпуклую, скорее всего, шарообразную форму.

В то же время Аристотель считал Землю центром Вселенной, вокруг которой обращаются все небесные тела. Вселенная, по мнению Аристотеля, имеет конечные размеры – ее как бы замыкает сфера звезд. Своим авторитетом, который и в древности, и в средние века считался непререкаемым, Аристотель закрепил на много веков ложное мнение, что Земля – неподвижный центр Вселенной. И все-таки, не все ученые поддерживали точку зрения Аристотеля по этому вопросу.

Живший в III в. до н. э. Аристарх Самосский полагал, что Земля обращается вокруг Солнца. Расстояние от Земли до Солнца он определил в 600 диаметров Земли (в 20 раз меньше действительного). Однако это расстояние Аристарх считал ничтожным по сравнению с расстоянием от Земли до звезд.

Эти гениальные мысли Аристарха, через много веков подтвержденные открытием Коперника, не были поняты современниками. Аристарха обвинили в безбожии и осудили на изгнание, а его правильные догадки были забыты.

В конце IV в. до н. э. после походов и завоеваний Александра Македонского греческая культура проникла во все страны Ближнего Востока. Возникший в Египте город Александрия стал крупнейшим культурным центром.

В Александрийской академии, объединившей ученых того времени, в течение нескольких веков велись астрономические наблюдения уже при помощи угломерных инструментов. В III в. до н. э. александрийский ученый Эратосфен впервые определил размеры земного шара. Вот как о это сделал. Было известно, что в день летнего солнцестояния в полдень Солнце освещает дно глубоких колодцев в г. Сиена (теперь Асуан), т.е. бывает в зените. В Александрии же в этот день Солнце не доходит до зенита. Эратосфен измерил, насколько полуденное Солнце в Александрии отклонено от зенита, и получил величину, равную 7°12ў, что составляет 1/50 окружности (рис. 1). Это ему удалось сделать при помощи прибора, называемого скафисом. Скафис (рис. 2) представляет собой чашу в форме полушария. В центре ее 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 числами. Если, например, тень доходила до окружности, помеченной числом 40, Солнце стояло на 40° ниже зенита. Построив чертеж, Эратосфен правильно заключил, что Александрия отстоит от Сиены на 1/50 окружности Земли. Чтобы узнать окружность Земли, оставалось измерить расстояние от Александрии до Сиены и умножить его на 50. Это расстояние было определено по числу дней, которые тратили караваны верблюдов на переход между городами.

Рис.1. Схема направления солнечных лучей: в Сиене они падают вертикально, в Александрии – под углом 7°12”.

Рис. 2. Скафис – древний прибор для определения высоты Солнца над горизонтом (в разрезе).

Размеры земли, определенные Эратосфеном (средний радиус Земли у него получился равным 6290 км – в переводе на современные единицы измерения) близки к тем, которые определены точными приборами в наше время.

Во II в. до н. э. великий александрийский астроном Гиппарх, используя уже накопленные наблюдения, составил каталог более, чем 1000 звезд с довольно точным определением их положения на небе. Гиппарх разделил звезды на группы и к каждой из них отнес звезды примерно одинакового блеска. Звезды с наибольшим блеском он назвал звездами первой величины, звезды с несколько меньшим блеском – звездами второй величины и т.д. Гиппарх правильно определил размеры Луны и ее расстояние от Земли. Он вывел продолжительность года с очень малой ошибкой – только на 6 минут. Позднее, в I в. до н. э., александрийские астрономы участвовали в реформе календаря, предпринятой Юлием Цезарем. Этой реформой был введен календарь, действовавший в Западной Европе до XVI – XVII вв., а в нашей стране – до 1917 года.

Гиппарх и другие астрономы его времени много внимания уделял наблюдениям за движением планет. Эти движения представлялись им крайне запутанными. В самом деле, направление движения планет по небу как будто периодически меняется – планеты как бы описывают в небе петли. Эта кажущаяся сложность в движении планет вызывается движением Земли вокруг Солнца – ведь мы наблюдаем планеты с Земли, которая сама движется. И когда Земля «догоняет» другую планету, то кажется, что планета как бы останавливается, а потом движется назад. Но древние астрономы, считавшие Землю неподвижной, думали, что планеты действительно совершают такие сложные движения вокруг Земли.

Во II в. до н. э. александрийский астроном Птолемей выдвинул свою систему мира, позднее названной геоцентрической: неподвижная Земля в ней была расположена в центре Вселенной. Вокруг Земли, по Птолемею, движутся (в порядке удаленности от Земли) Луна, Меркурий, Венера, Солнце, Марс, Юпитер, Сатурн, звезды (рис.3). Но если движение Луны, Солнца, звезд правильное, круговое, то движение планет гораздо сложнее. Каждая из планет, по мнению Птолемея, движется не вокруг Земли, а вокруг некоторой точки. Точка эта, в свою очередь, движется по кругу, в центре которого находится Земля. Круг, описываемый планетой вокруг точки, Птолемей назвал эпициклом, а круг, по которому движется точка относительно Земли – деферентом.

Система мира Аристотеля-Птолемея казалась правдоподобной. Она давала возможность заранее вычислять движение планет на будущее время – это было необходимо для ориентировки в пути во время путешествий и для календаря. Геоцентрическую систему признавали почти полторы тысячи лет!

Рис. 3. Система мира по Птолемею.

5. Астрономия в Древней Индии

Наиболее ранние сведения о естественнонаучных знаниях индийцев относятся к эпохе Индской цивилизации, датирующейся III тысячелетием до н.э. До нас дошли краткие записи, сделанные на печатях и амулетах и значительно реже на орудиях и оружии. Как правило, крупные города Индии располагались или на берегу океана, или вдоль побережья больших судоходных рек. Для ориентации при передвижении судов в океане требовалось изучать небесные тела и созвездия. Другим побудительным мотивом развития астрономии была потребность измерять интервалы времени.

Вследствие общности черт древнеиндийской цивилизации с древнейшими культурами Вавилона и Египта и наличия между ними контактов, хотя и не регулярных, можно полагать, что ряд астрономических явлений, известных в Вавилоне и Египте, был также известен в Индии.

Сведения по астрономии можно найти в имеющей религиозно-философское направление ведической литературе, относящейся ко II–I тысячелетию до н.э. Там содержатся, в частности, сведения о солнечных затмениях, интеркаляциях с помощью тринадцатого месяца, список накшатр – лунных стоянок; наконец, космогонические гимны, посвященные богине Земли, прославление Солнца, олицетворение времени как начальной мощи, также имеют определенное отношение к астрономии.

В ведическую эпоху Вселенная считалась разделенной на три различные части – региона: Земля, небесный свод и небо. Каждый регион в свою очередь также делился на три части. Солнце во время своего прохождения через Вселенную освещает все эти регионы и их составляющие. Эти идеи неоднократно выражались в гимнах и строфах «Ригведы» – самой ранней по времени составления.

В ведической литературе встречается упоминание о месяце – одной из ранних естественных единиц времени, промежутке между последовательными полнолуниями или новолуниями. Месяц делился на две части, две естественные половины: светлая половина – шукла – от полнолуния до новолуния, и темная половина – кришна – от полнолуния до новолуния. Первоначально лунный синодический месяц определялся в 30 дней, затем он был более точно вычислен в 29,5 дней. Звездный месяц был больше 27, но меньше 28 дней, что нашло свое дальнейшее выражение в системе накшатр – 27 или 28 лунных стоянок.

Сведения о планетах упоминаются в тех разделах ведической литературы, которые посвящены астрологии. Семь адитья, упомянутые в «Ригведе», можно трактовать как Солнце, Луну и пять известных в древности планет – Марс, Меркурий, Юпитер, Венера, Сатурн.

Звезды уже давно использовались для ориентировки в пространстве и во времени. Тщательные наблюдения показали, что расположение звезд в один и тот же час ночи со временем года постепенно изменяется. Постепенно то же самое расположение звезд наступает раньше; самые западные звезды исчезают в вечерних сумраках, а на рассвете на восточном горизонте появляются новые звезды, восходя все раньше с каждым последующим месяцем. Это утреннее появление и вечернее исчезновение, определяемое годичным движением Солнца по эклиптике, повторяется каждый год в одну и ту же дату. поэтому было очень удобно использовать звездные явления для фиксирования дат солнечного года.

В отличие от вавилонских и древнекитайских астрономов, ученые Индии практически не интересовались изучением звезд как таковых и не составляли звездных каталогов. Их интерес к звездам в основном сосредотачивался на тех созвездиях, которые лежали н эклиптике или вблизи нее. Выбором подходящих звезд и созвездий они смогли получить звездную систему для обозначения пути Солнца и Луны. Эта система среди индийцев получила название «системы накшатры», среди китайцев – «системы сю», среди арабов – «системы маназилей».

Самые ранние сведения о накшатрах встречаются в «Ригведе», где термин «накшатра» употребляется как для обозначения звезд, так и для обозначения лунных стоянок. Лунные стоянки представляли собой небольшие группы звезд, удаленные друг от друга примерно на 13°, так что Луна при своем движении по небесной сфере каждую следующую ночь оказывалась в следующей группе.

Полный список накшатр впервые появился в «Черной Яджурведе» и «Атхарваведе», которые были составлены позднее «Ригведы». Древнеиндийские системы накшатр соответствуют лунным стоянкам, приведенным в современных звездных каталогах.

Так, 1-я накшатра «Ашвини» соответствует звездам b и g созвездия Овен; 2-я, «Бхарани» – части созвездия Овен; 3-я, «Криттика» – созвездию Плеяды; 4-я, «Рохини» – части созвездия Телец; 5-я, «Мригаширша» – части созвездия Орион и т.д.

В ведической литературе приводится следущее деление дня: 1 сутки состоят из 30 мухурта, мухурта в свою очередь делится на кшипру, этархи, идани; каждая единица меньше предыдущей в 15 раз.

Таким образом, 1 мухурта = 48 минутам, 1 кшипра = 3,2 минуты; 1 этархи = 12,8 секунды, 1 идани = 0,85 секунды.

Продолжительность года чаще всего составляла 360 дней, которые делили на 12 месяцев. Поскольку это на несколько дней меньше истинного года, к одному или нескольким месяцам прибавляли 5-6 дней или через несколько лет добавляли тринадцатый, так называемый интеркаляционный месяц.

Следующие сведения по индийской астрономии относятся к первым векам нашей эры. Сохранились несколько трактатов, а также сочинение «Ариабхатийа» крупнейшего индийского математика и астронома Ариабхаты I , родившегося в 476 г. В своем сочинении Ариабхата высказал гениальную догадку: ежедневное вращение небес – только кажущееся вследствие вращения Земли вокруг своей оси. Это было чрезвычайно смелой гипотезой, которая не была принята последующими индийскими астрономами.

6. Астрономия в Древнем Китае

Древнейший период развития китайской цивилизации относится ко времени царств Шан и Чжоу. Потребности повседневной жизни, развитие земледелия, ремесла побуждали древних китайцев изучать явления природы и накапливать первичные научные знания. Подобные знания, в частности, математические и астрономические, уже существовали в период Шан (Инь). Об этом свидетельствуют как литературные памятники, так и надписи на костях. Предания, вошедшие в «Шу цзин», рассказывают о том, что уже в древнейшие времена было известно деление года на четыре сезона. Путем постоянных наблюдений китайские астрономы установили, что картина звездного неба, если ее наблюдать изо дня в день в одно и то же время суток, меняется. Они подметили закономерность в появлении на небесном своде определенных звезд и созвездий и временем наступления того или иного сельскохозяйственного сезона года.

Установив эту закономерность, они в дальнейшем уже могли сказать земледельцу, что тот или иной сельскохозяйственный сезон начинается тогда, когда на горизонте появится определенная звезда или созвездие. Такие выдающиеся ориентировочные светила (по-китайски называемые «чэн») наблюдались астрономами древности в вечернее время суток сразу же после захода Солнца или в утреннее, перед самым восходом его.

Нужно отметить, что если египтяне для своей календарной системы пользовались гелиактическим восходом Сириуса (a Большого Пса) , халдейские жрецы – гелиактическим восходом Капеллы (a Возничего), то у древних китайцев мы можем проследить смену нескольких «чэн»: звезды «Дахо» (Антарес, a Скорпиона); созвездия «Цан» (Орион); созвездия «Бэй доу» – «Северный ковш» (Большая Медведица). Эти «чэн», как явствует из китайских источников, употреблялись во времена, предшествующие Чжоуской эпохе, т.е. ранее XII в. до н.э. В известных комментариях к книге «Чуньцю», составленных в III в. до н.э., есть такая фраза: «Дахо является великим ориентировочным светилом; Цан является великим ориентировочным светилом, и «самое северное» [Большая Медведица] тоже является великим ориентировочным светилом».

С древних времен в Китае год делился на четыре сезона. Очень важным было наблюдение акронического восхода «Огненной звезды» (Антарес). Ее восход происходил около момента весеннего равноденствия. За ее появлением на небесном своде следили астрономы и извещали жителей о наступлении весны.

Существует легенда, что император Яо приказал своим ученым составить календарь, которым могли бы пользоваться все жители страны. Для сбора сведений и производства необходимых астрономических наблюдений за Солнцем, Луной, пятью планетами и звездами в разных местах государства он послал четырех своих высших чиновников, ведавших при дворе астрономическими работами, братьев Си и братьев Хэ, в четырех направлениях: на север, юг, восток и запад. В книге «Шуцзин» глава «Яодянь» («Устав владыки Яо») в записи, описывающий период времени между 2109 и 2068 гг. до н.э. говорится: «владыка Яо приказывает своим астрономам Си и Хо поехать на окраины страны на восток, юг, запад и север для определения по звездному небу четырех времен года, а именно весеннего и осеннего равноденствий и зимнего и летнего солнцестояний. Далее Яо указывает, что продолжительность года равна 366 дням и дает распоряжение пользоваться методом «вставочной тринадцатой Луны» для «правильности календаря».

Календарь, связанный с сезонами, определяемыми по движению Солнца, являлся солнечным календарем, он был удобен для земледельца. Продолжительность тропического года китайцы знали уже в глубокой древности. В «Яодянь» говорится: «широко известно, что три сотни дней и шесть декад и шесть дней составляют полный год».

Вместе с тем в Китае, да, очевидно, не только в Китае, а почти у всех народов на известной стадии развития, с незапамятных времен находился в употреблении календарь, связанный со счетом дней по фазам Луны. Древнекитайские астрономы установили, что период от новолуния до следующего новолуния (синодический месяц) равняется примерно двадцати девяти с половиной дням.

Трудность сочетания солнечного и лунного календарей состоит в том, что продолжительность тропического года и синодического месяца несоизмеримы. Поэтому для их сочетания применялся вставной месяц. В «Яодянь» сказано: «четыре времени года сочетаются вставным месяцем».

В книге «Кайюаньчжандан» и в книге «Ханьшу» – летописи династии Хань (206 г до н.э. – 220 г н.э.) имеется упоминание о шести календарях, составленных во времена полулегендарных императоров: Хуан-ди (2696–2597 гг. до н.э.), Чжуан-сюй (2518–2435 гг. до н.э.), в эпоху Ся (2205–1766 гг. до н.э.), а также во времена династий Инь (1766–1050 гг. до н.э.), Чжоу (1050–247 гг. до н.э.) и государства Лу (VII в. до н.э.)

Таким образом, можно сказать, что календарь в Китае зародился в самые древнейшие времена, вероятно, во II–III тысячелетиях до н.э.

В 104 г. до н. э. в Китае была созвана обширная конференция астрономов, посвященная вопросу улучшения действовавшей в то время календарной системы «Чжуань-сюй ли. После оживленной дискуссии на конференции была принята официальная календарная система «Тайчу ли», названная так в честь императора Тай-чу.

Следует сказать, что если календари эпох Инь и Чжоу давали только сведения о том, какой день следует считать началом года, как распределяются дни по месяцам, каким образом вставляется добавочный месяц или день, то календарь «Тайчу ли» помимо указанных сведений содержал данные о продолжительности года и отдельных сельскохозяйственных сезонов, о моментах новолуния и полнолуния, о продолжительности каждого месяца в году, о моментах затмений Луны, сведения о пяти планетах.

Были вычислены и моменты затмений Солнца, но так как люди в древности боялись этого явления, то данные о затмении Солнца в текст календаря, который получил широкое распространение, не были включены. В календаре были указаны также «удачные дни», когда небесные тела, по мнению астрономов, расположены благоприятно для свершения или начала тех или иных дел.

Календарь «Тайчу ли» был первой официальной календарной системой, принятой китайским правительством.

Заключение

Астрономические явления вошли в быт древнего человека как часть окружающей его среды, тесно связанной со всей его деятельностью. Наука началась не с абстрактного стремления к истине и знанию; она возникла как часть жизни, вызванная зарождением социальных потребностей.

Кочевникам, рыбакам, торговцам-путешественникам необходимо было ориентироваться в пространстве. Для этой цели они использовали небесные тела: днем – Солнце, ночью – звезды. Таким образом пробудился их интерес к звездам.

Вторым побудительным мотивом, приведшим к тщательному наблюдению небесных явлений, была потребность измерять интервалы времени. Старейшим практическим применением астрономии, помимо навигации, был счет времени, из которого позднее развилась наука. Периоды Солнца и Луны (т.е. год и месяц) являются естественными единицами счета времени.

Кочевые народы регулируют свой календарь целиком по синодическому периоду 29 1/2 дней, через который фазы Луны повторяются. Луна стала одним из наиболее важных объектов естественного окружения человека. Это послужило основой для установления культа Луны, поклонению ей как живому существу, которое своим возрастанием и убыванием регулировало время.

Лунный период является самой древней календарной единицей. Но даже при чисто лунном счете такой важный период природы, как год, проявляется уже в самом факте существования двенадцати месяцев и двенадцати последовательных названий месяцев, указывающих на их сезонный характер: месяц дождей, месяц молодых животных, месяц сева или жатвы. Постепенно развивается тенденция к более близкому согласованию лунного и солнечного счета.

Земледельческие народы, по характеру своей работы тесно связаны с солнечным годом. Сама природа как бы навязывает его народам, живущим в высоких широтах.

Большинство земледельческих народов используют в своих календарях как месяц, так и год. Здесь, однако, возникают затруднения, потому что даты полнолуния и новолуния смещаются в солнечном году относительно календарных дат, так что фазы Луны не могут указать определенной сезонной даты. Лучшее решение в этом случае дают звезды, движение которых уже было известно, поскольку их использовали для ориентировки в пространстве и во времени.

Необходимость разделять и регулировать время разными путями приводили различные первобытные народы к наблюдению небесных тел и, следовательно, к началу астрономического знания. Из этих истоков на заре цивилизации и возникла наука, прежде всего среди народов наиболее древней культуры – на Востоке.

Литература

1. Авдиев В. И. История Древнего Востока. – М.: Высшая школа, 1970.

2. Арманд Д. Л. Как впервые измерили окружность Земли. Детская энциклопедия. В 12 т. Т 1. Земля. – М.: Просвещение, 1966.

3. Бакулин П. И., Кононович Э. В., Мороз В. И. Курс общей астрономии. – М.: Наука, 1977.

4. Володарский А. И. Астрономия древней Индии. Историко-астрономические исследования. Вып. XII. – М.: Наука, 1975.

5. Всемирная история. В 10 т. Т. 1. М.: Гос. изд. политической литературы, 1956.

6. Завельский Ф. С. Время и его измерение. М.: Наука, 1977.

7. История Древнего Востока. – М.: Высшая школа, 1988.

8. Нейгебауэр О. Точные науки в древности. – М., 1968.

9. Паннекук А. История астрономии. – М.: Физматгиз, 1966.

10. Перель Ю. Г. Астрономия в древности. Детская энциклопедия. В 12 т. Т 2. Мир небесных тел. – М.: Просвещение, 1966.

11. Селешников С. И. История календаря и хронология. – М.: Наука, 1970.

12. Старцев П. А. О китайском календаре. Историко-астрономические исследования. Вып. XII. – М.: Наука, 1975.

Восходом перед самым появлением Солнца утром на горизонте.

Одна из книг, описывающих историю Китая с древнейших времен до эпохи Тан (618-910 гг.)

Зернаев А., Оренбург

Попробуйте представить себя в роли древнего наблюдателя Вселенной, полностью лишенного каких-либо инструментов. Много ли в таком случае можно увидеть на небе?

Днем обратит на себя внимание движение Солнца, его восход, подъем до максимальной высоты и медленное нисхождение к горизонту. Если такие наблюдения повторять ото дня ко дню, можно легко заметить, что точки восхода и захода, а также наибольшая угловая высота Солнца над горизонтом непрерывно меняются. При длительных наблюдениях во всех этих переменах можно подметить годовой цикл - основу календарного летосчисления.

Ночью небо гораздо богаче и объектами и событиями. Глаз легко различит узоры созвездий, неодинаковые яркость и окраску звезд, постепенное в течение года изменение вида звездного неба. Особое внимание привлечет Луна с ее изменчивостью внешней формы, сероватыми постоянными пятнами на поверхности и очень сложным движением на фоне звезд. Менее заметны, но, несомненно, привлекательны планеты - эти блуждающие немерцающие яркие «звезды», порой описывающие на фоне звезд загадочные петли.

Спокойная, привычная картина ночного неба может быть нарушена вспышкой «новой» яркой незнакомой звезды, появлением хвостатой кометы или яркого болида, или, наконец, «падением звезд». Все эти события, несомненно, возбуждали интерес древних наблюдателей, но о действительных их причинах они не имели ни малейшего представления. На первых порах предстояло решить более простую задачу - подметить цикличность в небесных явлениях и по этим небесным циклам создать первые календари.

По-видимому, первыми это сделали египетские жрецы, когда примерно за 6000 лет до наших дней они подметили, что предутреннее появление Сириуса в лучах зари совпадает с разливом Нила. Для этого не нужны были какие-либо астрономические инструменты - требовалась лишь большая наблюдательность. Зато и ошибка в оценке продолжительности года была велика - первый египетский солнечный календарь содержал в году 360 суток.

Нужды практики заставляли древних астрономов совершенствовать календарь, уточнять продолжительность года. Предстояло разобраться и в сложном движении Луны - без этого счет времени по Луне был бы невозможен. Надо было уточнить особенности движения планет и составить первые звездные каталоги. Все перечисленные задачи предполагают угловые измерения на небе, числовые характеристики того, что до сих пор описывалось лишь словами. Так возникла нужда в угломерных астрономических инструментах.

Самый древний из них гномон (рис. 1). В простейшем варианте он представляет собой вертикальный стержень, отбрасывающий тень на горизонтальную плоскость. Зная длину гномона L и измерив длину I отбрасываемой им тени, можно найти угловую высоту h Солнца над горизонтом по современной формуле:

Древние использовали гномоны для измерения полуденной высоты Солнца в различные дни года, а главное в дни солнцестояний, когда эта высота достигает экстремальных значений. Пусть полуденная высота Солнца в день летнего солнцестояния равна Н, а в день зимнего солнцестояния h. Тогда угол? между небесным экватором и эклиптикой равен

а наклон плоскости небесного экватора к горизонту, равный 90°-?, где? - широта места наблюдения, вычисляется по формуле

С другой стороны, внимательно следя за длиной полуденной тени, можно достаточно точно подметить, когда она становится самой длинной или самой короткой, то есть иначе говоря, зафиксировать дни солнцестояний, а значит, и продолжительность года. Отсюда легко вычислить и даты солнцестояний.

Таким образом, несмотря на простоту, гномон позволяет измерять очень важные в астрономии величины. Эти измерения будут тем точнее, чем крупнее гномон и чем, следовательно, длиннее (при прочих равных условиях) отбрасываемая им тень. Так как конец тени, отбрасываемой гномоном, не бывает резко очерчен (из-за полутени), то на некоторых древних гномонах сверху укрепляли вертикальную пластинку с маленьким круглым отверстием. Солнечные лучи, пройдя сквозь это отверстие, создавали четкий солнечный блик на горизонтальной плоскости, от которого измеряли расстояние до основания гномона.

Еще за тысячу лет до нашей эры в Египте был построен гномон в виде обелиска высотой в 117 римских футов. В царствование императора Августа гномон перевезли в Рим, установили на Марсовом поле и определяли с его помощью момент полдня. На Пекинской обсерватории в XIII веке н. э. был установлен гномон высотой 13 м, а знаменитый узбекский астроном Улугбек (XV век) пользовался гномоном, по некоторым сведениям, высотой 55 м. Самый же высокий гномон работал в XV веке на куполе Флорентийского собора. Вместе со зданием собора его высота достигала 90 м.

К числу древнейших угломерных инструментов принадлежит также астрономический посох (рис. 2).

Вдоль градуированной линейки АВ перемещалась подвижная рейка CD, на концах которой иногда укрепляли небольшие стержни - визиры. В некоторых случаях визир с отверстием был и на том конце линейки АВ, к которому наблюдатель прикладывал свой глаз (точка А). По положению подвижной рейки относительно глаза наблюдателя можно было судить о высоте светила над горизонтом, или об угле между направлениями на две звезды.

Древние греческие астрономы пользовались так называемым трикветром, состоящим из трех соединенных вместе линеек (рис. 2). К вертикальной неподвижной линейке АВ на шарнирах прикреплены линейки ВС и АС. На первой из них укреплены два визира или диоптра m и п. Наблюдатель направляет линейку ВС на звезду так, чтобы звезда одновременно была видна сквозь оба диоптра. Затем, удерживая линейку ВС в этом положении, к ней прикладывают линейку АС таким образом, чтобы расстояния ВА и ВС были равны между собой. Это было легко сделать, так как на всех трех линейках, составляющий трикветр, имелись деления одинаковой шкалы. Измерив по этой шкале длину хорды АС, наблюдатель затем по специальным таблицам находил угол ABC, то есть зенитное расстояние звезды.

И астрономический посох и трикветр не могли обеспечить высокую точность измерений, и потому им нередко предпочитали квадранты - угломерные инструменты, достигшие к концу средневековья высокой степени совершенства. В простейшем варианте (рис. 3) квадрант представляет собой плоскую доску в форме четверти градуированного круга. Около центра с этого круга вращается подвижная линейка с двумя диоптрами (иногда линейку заменяли трубкой). Если плоскость квадранта вертикальна, то по положению трубы или визирной линейки, направленных на светило, легко измерить высоту светила над горизонтом. В тех случаях, когда вместо четверти круга использовали его шестую часть, инструмент назывался секстантом, а если восьмую часть - октантом. Как и в других случаях, чем крупнее был квадрант или секстант, чем точнее была его градуировка и установка в вертикальной плоскости, тем более точные измерения с ним можно было выполнять. Для обеспечения устойчивости и прочности крупные квадранты укрепляли на вертикальных стенах. Такие стенные квадранты еще в XVIII веке считались лучшими угломерными инструментами.

К тому же типу инструментов, что и квадрант, относится астролябия или астрономическое кольцо (рис. 4). Разделенный на градусы металлический круг подвешивается к какой-нибудь опоре за кольцо А. В центре астролябии укреплена алидада - вращающаяся линейка с двумя диоптрами. По положению алидады, направленной на светило, легко отсчитывается его угловая высота.

Часто древним астрономам приходилось измерять не высоты светил, а углы между направлениями на два светила, например, на планету и какую-нибудь из звезд). Для этой цели весьма удобен был универсальный квадрант (рис. 5а). Этот инструмент был снабжен двумя трубками - диоптрами, из которых одна (АС ) неподвижно скреплялась с дугой квадранта, а вторая (ВС) вращалась вокруг его центра. Главная же особенность универсального квадранта - его штатив, с помощью которого квадрант можно было фиксировать в любом положении. При измерениях углового расстояния от звезды до планеты неподвижный диоптр направлялся на звезду, а подвижный - на планету. Отсчет по шкале квадранта давал искомый угол.

Широкое распространение в древней астрономии получили армиллярные сферы, или армиллы (рис. 56). По существу, это были модели небесной сферы с ее важнейшими точками и кругами - полюсами и осью мира, меридианом, горизонтом, небесным экватором и эклиптикой. Нередко армиллы дополнялись малыми кругами - небесными параллелями и другими деталями. Почти все круги были градуированы и сама сфера могла вращаться вокруг оси мира. В ряде случаев делался подвижным и меридиан - наклон оси мира можно было менять в соответствии с географической широтой места.

Из всех древних астрономических инструментов армиллы оказались самыми живучими. Эти модели небесной сферы и сейчас можно купить в магазинах наглядных пособий, и они используются на учебных занятиях по астрономии для решения различных задач. Так же применяли небольшие армиллы и древние астрономы. Что же касается крупных армилл, то они были приспособлены для угловых измерений на небе.

Армилла прежде всего жестко ориентировалась так, чтобы ее горизонт лежал в горизонтальной плоскости, а меридиан - в плоскости небесного меридиана. При наблюдениях с армиллярной сферой глаз наблюдателя совмещали с ее центром. На оси мира укрепляли подвижной круг склонения с диоптрами и в те моменты, когда сквозь эти диоптры была видна звезда, отсчитывали по делениям кругов армиллы координаты звезды - ее часовой угол и склонение. При некоторых дополнительных устройствах с помощью армилл удавалось измерять непосредственно и прямые восхождения звезд.

На любой современной обсерватории есть точные часы. Были часы и на древних обсерваториях, но они и по принципу действия и по точности сильно отличались от современных. Самые древние из часов - солнечные. Их употребляли еще за много веков до нашей эры.

Простейшие из солнечных часов - экваториальные (рис. 6, а). Они состоят из стержня, направленного к Полярной звезде (точнее, к северному полюсу мира), и перпендикулярного к нему циферблата, разделенного на часы и минуты. Тень от стержня выполняет роль стрелки, причем шкала на циферблате равномерная, то есть все часовые (и, конечно, минутные) деления равны между собой. У экваториальных солнечных часов есть существенный недостаток - они показывают время лишь в период с 21 марта до 23 сентября, то есть когда Солнце находится над небесным экватором. Можно, конечно, сделать двусторонний циферблат и укрепить еще один нижний стержень, но от этого экваториальные часы вряд ли станут более удобными.

Более употребительны горизонтальные солнечные часы (рис. 6, 6). Роль стержня в них обычно выполняет треугольная пластинка, верхняя сторона которой направлена на северный полюс мира. Тень от этой пластинки падает на горизонтальный циферблат, часовые деления которого на этот раз не равны между собою (равны лишь попарно часовые деления, симметричные относительно полуденной линии). Для каждой широты оцифровка циферблата таких часов различна. Иногда вместо горизонтального употребляли вертикальный циферблат (настенные солнечные часы) или циферблаты особой сложной формы.

Самые крупные солнечные часы были построены в начале XVIII века в Дели. Тень от треугольной стены, вершина которой имеет высоту 18 м, падает на оцифрованные мраморные дуги с радиусом около 6 м. Эти часы исправно действуют до сих пор и показывают время с точностью до одной минуты.

Все солнечные часы обладают очень большим недостатком - в пасмурную погоду и по ночам они не работают. Поэтому наряду с солнечными часами древние астрономы употребляли также песочные часы и водяные часы, или клепсидры. И в тех и в других время, по существу, измеряется равномерным движением песка или воды. Небольшие песочные часы встречаются до сих пор, клепсидры же постепенно вышли из употребления еще в XVII веке после того как были изобретены высокоточные механические маятниковые часы.

Как же внешне выглядели древние обсерватории?

В реальность существования древнего Вавилона ученые поверили с трудом и далеко не сразу. Свидетельства и мнения античных ученых и философов, таких, как Геродот или Страбон, не воспринимались всерьез еще в пятидесятых годах девятнадцатого века, поскольку было принято считать, что они, подобно детям, очень уж любят преувеличивать.

Действительно, согласно утверждениям Геродота, окружность стены, опоясывающей Вавилон, равнялась почти девяноста километрам! И хотя такие античные философы, как Диодор или Страбон были значительно менее “щедрыми” (они писали о том, что вавилонские стены имеют длину только 70 километров), не верили и им. Ведь даже столица Великобритании, Лондон, с ее двухмиллионным населением в середине девятнадцатого века имела окружность меньше 40 километров!

Стены древнего Вавилона

Если история и бывает справедлива, то далеко не всегда,. Потому что “стены вавилонские” не числятся (да и не числились никогда) по ведомству “семи чудес света”. А, собственно, почему? Ведь эти стены - одна из величайших загадок древнего мира.

Мы уже упоминали, что “стены вавилонские” имели длину около 70 километров. Ну хорошо, а что можно сказать об их высоте и толщине? Судите сами: по самым скромным оценкам высота “стен вавилонских” составляла не менее 22 метров!

Почти такую же высоту имеет 9-этажный дом современной постройки! Под стать высоте стен была и их толщина. В начале двадцатого столетия археолог Роберт Кольдвей, который всерьез взялся за раскопки древнего Вавилона, смог оценить этот параметр.

Реконструкция их дала следующий результат: первый пояс стен имел толщину семь метров, второй - около восьми метров, и, наконец, третий - три с половиной метра. Кроме того, через каждые 45 метров возвышались могучие башни, имевшие основания размером 9?9 метров. Трудно сейчас сказать, какой они были высоты… Но ведь не ниже стен?
Вот тут-то и начинаются загадки и тайны… В самом деле, а сколько же понадобилось кирпича на строительство сооружения, общий объем которого определяется в 12 миллионов кубометров?

Было установлено, что первый ряд стен был построен из необожженного кирпича, которого для этой грандиозной цели потребовалось, как полагают, немногим более миллиарда штук! Но второй и третий ряды стен, для возведения которых использовался обожженный кирпич, потребовали уже 2,5 миллиарда кирпичей! Этот факт в настоящий момент установлен точно.

В связи с этим возникает следующий вопрос- где брали древние вавилоняне необходимое для обжига такого количества кирпичей количество дров?

Неужто в безлесном Междуречье?.. Исследователи полагают, что возведение “стен вавилонских” было бы совершенно нереальным делом без участия жреческой коллегии Вавилона. Она ведь не зря считалась старейшей среди Посвященных Востока!..

Может быть, они использовали для обжига кирпичей некие устройства, в основу действия которых были положены аналоги солнечных концентраторов?..

Но реально ли это?

Сейчас уже официально признано, что двояковыпуклые линзы из стекла были известны в Месопотамии не позднее восьмого века до нашей эры! С их помощью добывали огонь, собирая солнечные лучи в одной точке. Известно также, что уже в пятом столетии до нашей эры в Элладе применялись медные зеркала, изготовленные в виде параболоида. Подобные устройства и по сей день являются одним из наиболее эффективных концентраторов солнечной энергии.
Примем во внимание и тот факт, что в 1973 году группа греческих физиков под руководством Ионнаса Саккаса провела своего рода “следственный эксперимент”. 70 человек вышли в ясный день на берег моря, держа по отполированному медному щиту размером 1?1,5 метра. Они одновременно направили солнечные зайчики от щитов на макет древнеримского корабля. Через несколько секунд тот вспыхнул!

Таким образом, для жрецов Вавилона проблема обжига кирпичей без сжигания умопомрачительного количества дров, которых к тому же и взять-то было неоткуда, вряд ли являлась неразрешимой задачей. Жрецы древнего Вавилона справлялись с проблемами и более трудными. Обжигу подвергались не только кирпичи. Как оказалось, вся колоссальная площадь внешней поверхности вавилонских стен была покрыта… глазурированными плитками голубого и зеленого оттенков, содержащими изображения львов и удивительных драконов, которые вот уже несколько десятков лет вызывают споры у археологов и историков!

Конечно, нельзя отрицать, что мог быть применен и какой-то иной, совершенно неведомый нам способ обжига! В любом случае, на сегодня эта тайна осталась нераскрытой. Упоминаний на этот счет нет в клинописном наследии древних.

Введение

Одна из главных проблем понимания древнейших цивилизаций - это осмысление многообразия и уникальности древних культур, отдаленных от нас в историческом времени и пространстве.

С головокружительной быстротой современная наука открывает все новые горизонты. Человечество перестает удивляться новому, легко ниспровергает то, что вчера вызывало восторг и трепет и предсказывает фантастическое будущее тому, что завтра отбросит как несостоятельное.

Однако наблюдательный взгляд просматривает в этом потоке свободной человеческой мысли повторяющиеся и узнаваемые черты далеких достижений и открытий, совершенных нашими далекими предшественниками. Древние цивилизации неожиданно, и порой практически одновременно генерировали целые серии идей, которые кардинально меняли образ мыслей и уровень жизни общества. Историки, археологи и лингвисты не устают поражать мир новыми открытиями из жизни древних, давно забытых народов, получают и оспаривают новые аргументы в пользу того, кому именно принадлежит первенство тех или иных открытий, кто поистине заслужил право называться "колыбелью цивилизации".

Целью данной работы является изучение технических достижений древних культур.

Для достижения этой цели ставятся следующие задачи:

• - рассмотреть технические изобретения Древнего Вавилона;
• - изучить развитие науки и техники в Древнем Египте;
• - описать технические изобретения Древнего Китая;
• - выявить основные технические достижения античности.

Технические изобретения Древнего Вавилона

Считается, что первой цивилизацией на земле была цивилизация древней Месопотамии. Именно в Месопотамии в IV тысячелетии до н. э. были построены первые ирригационные каналы, это была родина ирригационной революции. Ирригация привела к резкому росту численности населения, и уже в конце IV тысячелетия на берегах Тигра и Евфрата появились первые города.

Наибольшим техническим прогрессом, несомненно, был окончательный переход во II тысячелетии до н.э. к бронзе. Добавка олова к меди значительно снижала температуру плавления металла и в то же время очень улучшала его литейные качества и прочность и сильно увеличивала износостойкость. Бронзовые бритвы смогли вытеснить обсидиановые и кремневые, бронзовые лемехи плугов служили гораздо дольше медных и поэтому были экономичнее в любом хозяйстве; в военном деле бронза позволила от топориков и кинжалов перейти к мечам, а в оборонительном оружии наряду со шлемами и щитами ввести броню для бойцов и коней. Лишь древняя, примитивно изготовлявшаяся сталь (в I тысячелетии до н.э.) смогла превзойти бронзу и по своей дешевизне, и отчасти также технологически.

По-видимому, ко II тысячелетию до н.э. надо отнести усовершенствование ткацкого стана, хотя прямых данных об этом нет; во всяком случае, широкая торговля красителями свидетельствует о каких-то изменениях в текстильном деле. В строительстве в средневавилонский период появляется стеклянная полива кирпича. У землевладельцев Нижней Месопотамии в середине касситского времени прокладка каналов по новым, незаселенным землям привела, видимо, к повышению урожайности, особенно пшеницы и эммера Фортунатов В.В. История мировых цивилизаций. - СПб., 2011. - с. 128..

Источником развития науки была главным образом хозяйственная практика больших, т.е. царских и храмовых, хозяйств; на ее основе к концу III тысячелетия до н.э. создалась клинописная математика. Вавилонские математики широко пользовались изобретенной еще шумерами шестидесятеричной позиционной системой счета. Вавилоняне умели решать квадратные уравнения, знали "теорему Пифагора" (более чем за тысячу лет до Пифагора).

Из практических нужд выросли также записи медицинских и химических рецептов (сплавы, с XIII в. до н.э.? стеклянная глазурь и т.п.). Хотя несомненно, что вавилонские филологи, математики, врачи, юристы, архитекторы и т.п. имели определенные теоретические взгляды, но письменно они не фиксировались; до нас дошли только списки, словари, справочники, задачи, рецепты.

Ближний Восток был родиной многих простейших машин и инструментов - тех, что еще в прошлом веке использовались многими сельскими жителями. Это, прежде всего, прялка, ручной ткацкий станок, гончарный круг, колодезный журавль. В I тысячелетии до н. э. в Вавилонии появилось водоподъемное колесо, "сакие", и скользящий по блокам круговой ремень с кожаными ведрами, "черд" Срабова О.Ю. Древний мир: Первобытное общество. Месопотамия. Древний Египет. Эгейский мир. Древняя Греция. Древний Рим. - СПб.: Корона принт, 2010. - с. 174-175..

Цивилизацию Вавилонии иногда называют "глиняным царством": в Месопотамии нет леса и камня, единственный строительный материал - это глина. Из глины строили дома и храмовые башни, зиккураты? лишь снаружи их облицовывали кирпичом.

Крупнейшим техническим достижением Древнего Востока было освоение плавки металлов. По-видимому, секрет выплавки меди был найден случайно во время обжига керамики. Затем научились плавить медь в примитивных горнах; такой горн представлял собой вырытую в земле яму диаметром около 70 см; яма окружалась каменной стенкой с отверстием для дутья. Кузнечный мех делали из козьих шкур и снабжали деревянным соплом. Температура в таком горне достигала 700-800 градусов, что было достаточно для выплавки металла Срабова О.Ю. Древний мир как предмет изучения. - СПб.: Союз художников, 2010. - с. 102..

Начало "железного века" стало временем расцвета великой ближневосточной цивилизации, цивилизации Ассирии и Вавилона. В VI веке до н.э. был построен 400-километровый канал Паллукат; этот канал позволил оросить обширные пространства пустынных земель. Вавилон превратился в огромный город, население которого достигало 1 млн. человек. Вавилон был знаменит своей "Вавилонской башней", зиккуратом Этеменанки, "висячими садами" и мостом через Тигр; этот мост имел длину 123 метра и покоился на 9 сложенных из кирпича опорах. Тройные стены Вавилона поражали своей мощью - внутренняя стена имела толщину 7 метров. Город пересекали широкие проспекты, вавилоняне жили в многоэтажных кирпичных домах Запарий В.В., Нефедов С.А. История науки и техники: Учебное пособие. ? Екатеринбург, 2003. - с. 85-86..