Чем отличается система мира Птолемея от системы мира Коперника?

Научное мировоззрение пришло на смену господство­вавшему в средние века церковно-догматическому лишь после длительной борьбы. Эпоха возрождения в науке потребовала гораздо больше усилий и даже жертв, нежели возрождение в искусстве или литературе. Борьба старого и нового в естествознании нашла свое внешнее выраже­ние прежде всего в борьбе между сторонниками системы мира Птолемея и системы мира Коперника. Интересно сравнить основные утверждения сторонников обоих учении с точки зрения современной теории движения.
Птолемей — известный александрийский астроном, живший во втором столетии нашей эры. Он дал геоцент­рическую схему строения солнечной системы. В центре мира находится неподвижная Земля (рис. 4). Вокруг нее движутся Луна, Меркурий, Венера, Солнце, Марс, Юпи­тер и Сатурн (других планет в то время не знали). А так как древние греки считали идеальной линией окружность, то астрономам того времени казалось естественным, что небесные тела могут двигаться только по круговым орби­там. Чтобы согласовать систему Птолемея с наблюдени­ями, пришлось предположить, что планеты движутся по вспомогательным окружностям, которые назвали эпициклами. Центры же эпициклов в свою очередь движутся вокруг Земли по круговым орбитам, так называемым де­ферентам. Чем точнее становились данные наблюдений, тем больше приходилось усложнять систему Птолемея. Для объяснения движения планет требовалось брать все больше и больше эпициклов — их число достигло наконец нескольких десятков (рис. 5). Однако, несмотря на слож­ность, геоцентрическая система оставалась общепризнан­ной до начала XVII в.

Научное мировоззрение пришло на смену господство­вавшему в средние века церковно-догматическому лишь после длительной борьбы. Эпоха возрождения в науке потребовала гораздо больше усилий и даже жертв, нежели возрождение в искусстве или литературе. Борьба старого и нового в естествознании нашла свое внешнее выраже­ние прежде всего в борьбе между сторонниками системы мира Птолемея и системы мира Коперника. Интересно сравнить основные утверждения сторонников обоих учении с точки зрения современной теории движения.
Птолемей — известный александрийский астроном, живший во втором столетии нашей эры. Он дал геоцент­рическую схему строения солнечной системы. В центре мира находится неподвижная Земля (рис. 4). Вокруг нее движутся Луна, Меркурий, Венера, Солнце, Марс, Юпи­тер и Сатурн (других планет в то время не знали). А так как древние греки считали идеальной линией окружность, то астрономам того времени казалось естественным, что небесные тела могут двигаться только по круговым орби­там. Чтобы согласовать систему Птолемея с наблюдени­ями, пришлось предположить, что планеты движутся по вспомогательным окружностям, которые назвали эпициклами. Центры же эпициклов в свою очередь движутся вокруг Земли по круговым орбитам, так называемым де­ферентам. Чем точнее становились данные наблюдений, тем больше приходилось усложнять систему Птолемея. Для объяснения движения планет требовалось брать все больше и больше эпициклов — их число достигло наконец нескольких десятков (рис. 5). Однако, несмотря на слож­ность, геоцентрическая система оставалась общепризнан­ной до начала XVII в.
 
Система Птолемея по средневековым представлениям
 
Рис. 4. Система Птолемея по средневековым представлениям
 
В 1530 г. выдающийся польский астроном Николай Ко­перник написал небольшой трактат, в котором утверждал, что Земля, как и все остальные планеты, обращается вок­руг Солнца. Этот трактат не был напечатан, переписан­ный же от руки, он распространялся среди ученых — сов­ременников Коперника. За несколько дней до смерти Ко­перника (в 1543 г.) была напечатана его основная работа «Об обращениях небесных сфер». На страницах этой кни­ги новое учение было изложено с математическими обос­нованиями.
Систему мира Коперника стали называть гелиоцент­рической, чем подчеркивалось центральное положение Солнца в ней (рис. 6). Интересно отметить, что идея гели­оцентрической системы мира высказывалась уже Аристар­хом Самосским, который жил в IV—III вв. до нашей эры, но у него для подтверждения этой идеи не было достаточ­ных данных наблюдений. Обвиненный в отрицании богов, он должен был покинуть Афины. Так уже первому «копер-никанцу» пришлось пострадать за свое учение.
 
Система эпициклов
 
Рис. 5. Система эпициклов. Вдоль деферента движется центр первого эпицикла, вдоль первого эпицикла -центр второго эпицикла, вдоль второго эпицикла — центр третьего эпицикла и т. д., наконец, вдоль последнего эпицикла движется сама планета
 
Вначале католическая церковь не придала особого зна­чения учению Коперника. Однако, когда стало ясно, что новая система мира подрывает самые основы религии, на­чалось беспощадное преследование его сторонников. В 1600 г. за проповедь материалистического учения и за рас­пространение учения Коперника инквизиция сожгла на костре замечательного итальянского мыслителя Джордано Бруно. Научный спор между последователями двух систем мира превратился в борьбу между прогрессивными и реакционными силами. Победили в конце концов последовате­ли Коперника. Джордано Бруно первым утверждал, что у мира нет центра, что неподвижные звезды не образуют какой-то сферы, как это считали раньше, а являются солн­цами, движущимися в мировом пространстве. Поэтому от­падает всякая возможность описать движение небесных тел относительно центра мира.
Как и в случае других тел, для описания движения солнечной системе прежде всего нужно задать систему отсчета. Если за тело отсчета выберем Землю, получим геоцентрическую систему Птолемея. Именно картину ми­ра Птолемея видит находящийся на земле человек,  который считает Землю неподвижной, а планеты и Солнце обращающимися вокруг нее. Если? же выбрать за тело от­счета Солнце, получим гелиоцентрическую систему мира Коперника. Картину мира Коперника увидел бы наблюда­тель, находящийся на Солнце. Системы мира Птолемея и Коперника не представляют собою ничего другого как описание движения солнечной системы в разных системах отсчета: в первом случае за тело отсчета принимается Земля, во втором — Солнце. Следовательно, вопрос, кто прав, Птолемей или Коперник, в современной постановке сводится к вопросу: все ли возможные системы отсчета для описания солнечной системы равноправны или какой-то из них следует отдать предпочтение?
Если окажется, что все системы отсчета равноправны, то и Птолемей, и Коперник будут одинаково правы. Но тогда с равным основанием можно было бы выбрать целый ряд других систем, например такую, где за тело отсчета взят Марс. В последнем случае получим систему мира, в которой вокруг неподвижного Марса обращаются Солн­це и планеты, в том числе и Земля.
Если же, однако, выяснится, что при выборе системы отсчета всегда нужно предпочесть Солнце, то единственно верное описание солнечной системы даст схема мира Ко­перника.
 
Система мира по Копернику
 
Рис. 6. Система мира по Копернику. По мнению Коперника, все неподвижные звезды располагались на одной сфере