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.

Continue reading

Особенность человека

У человека есть еще одна особенность: основываясь на своем непосредственном восприятии, он всегда склонен считать себя неподвижным и скорости всех предметов измерять относительно себя. Поэтому с полным правом можно принять человека за систему отсчета и сказать: сщисание движения тела в некоторой системе отсчета дает такую же картину движения, какую увидел бы наблюдатель, находящийся на теле отсчета. Описание двойной звезды в системе отсчета, связанной с центром масс, означает представление движения компонентов двойной звезды таким, каким его увидел бы наблюдатель, находясь в центре масс звезды.
Очевидно, что разные наблюдатели получат различные картины одного и того же явления. Другими словами, картина движения зависит от того, в какой системе отсче­та мы описываем движение. Так, например, если искус­ственный спутник Земли обращается вокруг Земли, его траекторией будет эллипс. Но Земля в свою очередь обра­щается вокруг Солнца. Следовательно, искусственный спутник Земли также обращается вокруг Солнца, одно­временно совершая виток за витком вокруг Земли. С Солн­ца его траектория представилась бы нам спиральной ли­нией, огибающей Солнце. При желании мы можем вы­числить точную форму траектории искусственного спут­ника Земли относительно Солнца. Здесь выражается очень важный факт: если дана картина движения в одной системе отсчета, то всегда можно определить картину того же движения в некоторой другой системе отсчета (разу­меется, должно быть известно относительное движение систем). Так, например, движение компонентов двойных звезд мы наблюдаем только с Земли, но, несмотря на это, не представляет труда описать, как будет выглядеть это движение, если его рассматривать относительно центра масс звезды.

Continue reading

Система отсчета

Как уже отмечалось, для описания движения тела всегда надо выбрать некоторое другое тело, относительно которого рассматривается движение. Однако достаточно ли для изучения движения иметь только тело отсчета (т. е. тело, относительно которого мы рассматриваем дви­жение) или нужно еще что-то?
Вспомним, что скорость измеряется единицей пути, пройденной за единицу времени. Если, например, авто­машина за 3 часа проходит путь 240 км, то ее средняя скорость равна 80 км/час. Отсюда видно, что для измере­ния скорости необходимо измерить длину пути и проме­жуток времени. Следовательно, для определения ско­рости тело отсчета должно иметь часы и масштаб для измерения расстояний

Continue reading

Скорости относительно поверхности Земли

Уже ученым древнего мира было ясно, что о положе­нии или движении тела можно говорить только как о ве­личинах, определенных относительно некоторого тела от­счета. Аристотель, например, рассматривал движение тела относительно окружающей материальной субстанции. Бесконечные споры возникали о том, должна ли мате­риальная субстанция прикасаться к телу непосредствен­но или нет. Так, не был разрешен вопрос о судне, стоя­щем в реке на якоре: движется оно или нет? Вода все время обтекает судно (т. е. оно как будто движется); гля­дя же с берега, нельзя заметить никакого движения.
В повседневной жизни нас большей частью интересу­ют скорости относительно поверхности Земли. Если мы говорим, что скорость автомашины составляет 70 км/час, то каждому понятно, что имеется в виду скорость относи­тельно поверхности Земли. Привычка измерять скорость относительно земной поверхности обусловлена тем, что практическая деятельность человечества в основном огра­ничивалась только Землей.

Continue reading

Движение и покой

Говорят, что существует вопрос, на который нельзя ответить утвердительно, а именно: «Ты спишь?» Име­ется, однако, и вопрос, на который нельзя ответить ни утвердительно, ни отрицательно. Это вопрос: «Движешь­ся ли ты?»
—    Как же так,— спорит со мной приятель,— сейчас я сижу в кресле у себя в комнате и могу ответить «нет». Если бы я сидел в купе поезда, то ответил бы «да». Ника­ких трудностей при ответе я не вижу.
А на основании чего ты решил, что не движешься сейчас?
Я знаю, что дом стоит неподвижно на земле, и, сле­довательно, если я не хожу по комнате, то остаюсь в покое.

Continue reading

Несколько слов о фантазии

Нельзя назвать ни одного большого открытия, о кото­ром в том или ином виде не говорилось бы в народных сказках много веков назад. Люди мечтали летать. Героев своих сказаний они наделяли чудесным умением подни­маться в воздух и быстро передвигаться, используя для этого то ковер-самолет, то метлу, а то и печь. Рассказыва­лись истории о говорящих зеркалах. Тяжелый труд порож­дал мечты о волшебной палочке и о философском камне, с помощью которых можно было бы превращать любые вещества в золото. Золото же означало освобождение от непосильного рабства. Народ фантазировал, но народ и учился. Одна за другой осуществляются самые смелые мечты. Самолет уже не чудо. Правда, говорящего зеркала не существует, но есть телевизор. Решен в принципе и вопрос об искусственном получении золота. Наука оказа­лась той волшебной палочкой, которая превращает фантас­тические представления народа в действительность.

Continue reading

Очерк о теории относительности

Мы начинаем своеобразное путешествие — путешествие в мир больших скоростей, цель которого такая же, как и у многих походов: узнать что-то новое и интересное о нашем мире.
Вы ездите на поезде, автомашине, может быть, даже летаете на реактивном самолете, но вряд ли скорость ва­шего движения превышает две тысячи километров в час. Мы же отправимся в мир, где полеты могут совершаться со скоростями в тысячу километров в секунду и даже больше. Начнем же путешествие! Мы увидим много удиви­тельного и, на первый взгляд, даже невероятного. Нашим путеводителем будет эта книга.
Вы, конечно, слышали об Альберте Эйнштейне и тео­рии относительности. Теория относительности и есть та неведомая страна, которую мы будем изучать. Эйнштейн
один из ее первооткрывателей.
Теперь о походном снаряжении. Нам не понадобится ни рюкзак, ни палатка. Нельзя, однако, забывать об упорстве и стремлении, которые всегда необходимы, если мы хотим узнать что-либо новое в сокровищнице человеческих зна­ний. Кроме того, необходимо освежить в памяти отдельные понятия и законы, которые вы изучали в средней школе на уроках физики, иначе могут встретиться трудности.

Continue reading

Механический компьютер древней греции воссозданный из деталей лего

Разгадана тайна работы доисторического компьютера
\»Antikythera Mechanism\» был обнаружен ныряльщиками, исследовавшими морское дно у одноименного острова в Греции, еще в 1902 году. Однако понять его принцип работы и, собственно, предназначение, оказалось не так то просто, только сейчас ученые сообщили о том, что им удалось, как они полагают, раскрыть его принцип действия.
Доисторический калькулятор, как чаще называют \»Antikythera Mechanism\» был построен во втором веке д.н.э., однако до сих пор никто не имел точного представления, зачем древним была нужна столь сложная вещь, что она делала и кто ее изобрел… Это устройство которое состоит из множества деталей, включая медные и бронзовые механизмы, является более сложным, чем что-либо, известное в те времена.
Команда исследователей под руководством Майка Эдмундса (Mike Edmunds) из Университета Кардифф (Сardiff University) в Уэльсе похоже, раскрыла тайну древнего артефакта, проведя демонстрацию принципа его работы. Утверждается, что Antikythera Mechanism использовался древними для вычисления циклов солнечного и лунного затмения на основании относительного положения Солнца, Земли и Луны.
Командой Эдмундса был использован рентгеновский компьютерный томограф для сканирования остатков механизма, чтобы понять как все шестерни должны быть между собой соединены и что же, в конце концов, они в результате должны \»вычислять\». К тоже этот метод позволил прочесть ранее никем не замеченный текст на одной металлической части устройства, правда источником сам текст не приводится.
Сам Эдмундс отметил, что наибольший интерес во всем этом представляет тот факт, что устройство гораздо сложнее любых современных наручных механических часов и что дизайн всего механизма буквально безупречен, что должно являться результатом того, что подобные устройства собирались и раньше, а это лишь наилучший образец в плане механики. Командой Эдмундса спроектирована и почти реализована виртуальная модель изучаемого ими механизма, которую они планируют завершить в течение нескольких месяцев. Но Эдмундс подчеркивает, что множество вопросов все еще открыты, т.к. существует несколько упоминаний и ссылок на устройства подобного рода, но никогда и никем больше они не были найдены… Т.е. Antikythera Mechanism первый и единственный, известный науке. Одной из причин, по которой не найдено других экземпляров — бронза, из которой изготовлены большинство деталей, она высоко ценилась и потому диковинному аппарату не суждено было оставаться долго в первоначальном виде (а здесь уже четко прослеживаются параллели с современностью :), — на лом сдается все, вплоть до телефонных проводов…). Единственной причиной, по которой уцелел этот экземпляр Antikythera Mechanism, — это то, что он находился (будучи упакованным в деревянный ящик, в котором обычно хранился и перевозился) на дне морском из-за кораблекрушения.
Источник: NewScientist Continue reading