Эволюция представлений о Вселенной
Платон
Календарные системы и астрономические обсерватории - великие технологические достижения, но календарная астрономия - табличная и даже не вычислительная, а тем более не математическая конструкция.
Платон высоко ценил результаты астрономических наблюдений египтян и вавилонян, но отмечал, что они не имели теории, которая объясняла бы нерегулярность перемещения планет на фоне регулярного движения звездной сферы.
Заслуга Платона - в постановке проблемы, существующей и по сей день.
Гераклид Понтийский предложил теоретическую модель с суточным вращением Земли и обращением (заметно меняющих яркость) Венеры и Меркурия вокруг Солнца, т.е. идею эпициклов. Замечательна судьба этой идеи: она стала участницей гео- и гелиоцентрической систем. Не будучи вычислительной, эта модель надолго осталась одинокой вехой в эволюции астрономической мысли.
Евдокс
Обучавшийся в Академии Платона Евдокс (IV в. до н.э.) создал первую кинематическую модель. В его модели у каждой планеты имеется несколько сфер, скрепленных друг с другом. Одна из них совершает один оборот в сутки вокруг оси небесной сферы по направлению с востока на запад. Время обращения другой (в обратную сторону) предполагалось равным периоду обращения планеты. Тем самым объяснялось движение планеты вдоль эклиптики. При этом предполагалось, что ось второй сферы наклонена к оси первой под определенным углом. Комбинация с этими сферами еще двух позволяла ввести попятное движение по отношению к эклиптике. Все особенности движения Солнца и Луны воссоздавались с помощью трех сфер. Звезды Евдокс разместил на одной сфере, вмещающей в себя все остальные. Таким образом, все видимое движение небесных светил Евдокс свел к вращению 27 сфер. В центре сфер находилась неподвижная Земля.
Модель достаточно точно воспроизводила движение всех планет, кроме Марса и Венеры (движения этих планет будут камнем преткновения и стимулом для новаций и в последующие века), и не объясняла изменения яркости планет. Евдокс эти "детали" игнорировал (Платон - тоже). Завораживающая, непостижимая мощь математики впервые проявилась в творении Евдокса. Прием Евдокса разделения сложного движения на составляющие и по сей день является привычным математическим и инженерным инструментом.
Гиппарх (на рубеже I и II в. до н.э.) разработал совершенно новую кинематическую модель: неподвижная Земля находится в центре окружности (для каждой планеты - своей), по которой равномерно движется центр еще одной окружности и так далее, а уже по последней окружности равномерно движется планета.
Концепции Гиппарха была суждена долгая жизнь - почти полторы тысячи лет; немногие современные идеи могут рассчитывать на такое долголетие. В современном описании движения Луны вокруг Солнца легко узнать схему Гиппарха.
Начальная окружность получила название деферента, каждая следующая - эпицикла. Подбор радиусов эпициклов, направлений и скоростей движения по ним обеспечил довольно точное воспроизведение наблюдаемого движения планет. Для некоторых планет пришлось сместить центр деферента. По модели лунные затмения можно было предсказать с точностью до 1 - 2 часов, с предсказанием солнечных затмений модель справлялась гораздо хуже. Гиппарх составил каталог положений 850 звезд - стимулом была вспышка новой звезды в 134 г. Определил длительность года всего на 6,5 минут больше современной оценки.
Эпициклы и деференты предложил до Гиппарха Аполлон Пергский.
Классическую форму эпициклической модели придал Клавдий Птолемей.
Птолемей (70 - 147 н.э.) описал в 13 книгах сочинения "Megalesyntaxis" ("Великое математическое построение") новую модель: "Перед нами стоит задача доказать, что как в случае пяти планет, так и в случае Солнца и Луны, все видимые нерегулярности вполне объяснимы посредством равномерных круговых движений (свободных от каких бы то ни было несоразмерностей и беспорядков)".
Немного больше о технологиях >>>
Микросхемотехника
Еще несколько лет назад различные
электронные устройства собирали из отдельных элементов – электронных ламп,
реле, трансформаторов, резисторов, конденсаторов, – долго и ненадежно, да и
размеры аппаратуры получались весьма внушительными. Например, электронная
вычислительная маши ...
В поисках инерцоида
Многие
века люди относились к массивным телам как своеобразным складам движения –
сколько в них вложишь, столько и вернешь. Но вот родилась дерзкая надежда
превратить склады в источники: нельзя ли так пошевелить грузами на тележке,
чтобы та поехала сама собой, за счет внутренни ...
