додати матеріал

приховати рекламу

Геліоцентрична модель світу М. Коперника

[ виправити ] текст може містити помилки, будь ласка перевіряйте перш ніж використовувати.

Контрольна робота
з дисципліни «Концепції сучасного природознавства»
Геліоцентрична модель світу М. Коперника

Зміст
Введення
Глава 1. Геліоцентризм в Древній Греції
Глава 2. Геліоцентрична система у варіанті Коперника
Глава 3. Небесні сфери в рукописі Миколи Коперника
Глава 4. Значення геліоцентризму в історії науки
Висновок
Список літератури

Введення
Наука - це нескінченні мандри в пошуках невідомого, невпинне проникнення у невідоме, нездоланне прагнення пізнати світ, в якому ми живемо. Наука призвела людей далекі країни, в самі дикі куточки Землі і навіть на Місяць. За допомогою телескопа, мікроскопа та інших наукових приладів наука дозволила нам зазирнути в глибини космічного простору і світ галактик, у розпечені надра Землі, що лежать на багатокілометрової глибині у нас під ногами, і вічний рух молекул, атомів, атомних ядер і електронів, у зразок досконалості - кристали і товщу льоду, що перевершує за віком динозаврів, у світ найпростіших живих істот і таємниці зародження життя на Землі, в дивний світ живої клітини з її саморегуляцією і внутрішніми взаємозв'язками.
Найважливіше з зроблених людиною відкриттів - це усвідомлення того, що природу можна вивчати науковими методами.
Прийнято вважати, що наука зародилася в Древній Греції, хоча китайці ще раніше і незалежно від греків зробили ряд важливих відкриттів, особливо в астрономії. При римлянах наука в Європі прийшла в занепад, проте араби в Північній Африці зберегли накопичені їх попередниками знання. І лише в епоху Відродження в Європі знову ожив властивий людині дух відкриттів, і людина звернулася до скарбниці давньогрецьких і латинських текстів. Але в набагато більшою мірою, ніж всі інші події, зародження нової науки сприяв вихід у світ книги Миколи Коперника "Про обертання небесних сфер" (1534). Коперник заклав основи нового наукового методу, продемонструвавши строгість і простоту пояснень, показавши відносність положень та швидкість тіл і невиділеного обителі людства - Землі у Всесвіті. Ці принципи і понині лежать в основі наукового пізнання світу.
Глава 1. Геліоцентризм в Древній Греції
Вже в стародавності було відмічено, що Місяць, як і сонце, досить швидко зміщується по відношенню до зірок, а значить, володіє власним рухом. Іноді відбувалися дивні явища: то Сонце "зникало" під час сонячних затемнень, то Місяць ставала дуже темної в періоди повного місяця. Тоді ще не знали, що сонячне затемнення трапляється, коли Місяць проходить між Сонцем і Землею, відкидаючи тінь на Землю, а місячне - коли Сонце, Земля і Місяць знаходяться на одній прямій і Місяць входить у земну тінь.
Стародавні греки знали, що п'ять яскравих планет - Меркурій, Венера, Маркс, Юпітер і Сатурн рухаються відносно зірок і тим в корені відрізняються від них. Оскільки взаємне розташування зірок залишалося незмінним протягом тривалого періоду, вважалося, що зірки прикріплені до кришталевої сфері, що обертається навколо землі.
Евдокс Кнідський (нар. близько 480 г . до н.е.) заклав наукові основи астрономії. Він спробував пояснити рух Сонця і планет, припустивши, що вони рівномірно звертаються по ідеальним колах, центри яких розташовані поблизу центру землі, але не збігаються з ним, тобто рухаються навколо Землі між її поверхнею і сферою, так званих нерухомих зірок.
Аристотель (IV ст. До н.е.) і Птолемей (II ст.н.е.) вважали, що Земля знаходиться в центрі світу. Ця древня система уявлень була вдосконалена Птолемеєм (близько 90-160).
У його системі передбачалося, що всі небесні орбіти мають форму ідеального кола, але оскільки спостережувані руху планет не відповідали ідеї про рух по колу з постійною швидкістю, цю систему довелося ускладнити. Так були введені епіцикли - невеликі кола, по яких рухалися планети; центри цих кіл у свою чергу зверталися навколо землі за основним колам (деферента).
Створити повну картину світу випало на долю Клавдія Птолемея в знаменитому на століття творі "Тринадцять книг математичного побудови", що дійшли до нас під заголовком "Велика побудова" або в арабському варіанті назви "Альмагест" ("Найбільше ..."). Головна частина цієї книги присвячена викладу геоцентричної системи світу, в якій куляста Земля займає центральне становище.

Рис.1
У системі Птолемея (рис.1) Земля (1) покоїться в центрі світу. Навколо неї рухаються Місяць (2), Меркурій (3), Венера (4), Сонце (5), Маркс (6), Юпітер (7) і Сатурн (8); кожне тіло рухається по малому епіциклу.
І цієї теорії астрономи слідували протягом 14 століть.
Деякі давньогрецькі філософи, перш за все Аристарх Самоський (320-250 рр.. До н.е.), припускали, що Земля рухається навколо Сонця. Аристарх був провісником геліоцентричної теорії світу. Його ідея подвійного руху Землі (навколо осі і навколо сонця) вченими не замовчувалися. Птолемей обговорює цю ідею в Альмагесті і не погоджується з нею.
Однак геліоцентрична теорія, згідно з якою Сонце знаходиться в центрі, в цілому відкидалася аж до XVI ст., Коли польський канонік Микола Коперник здійснив своє чудовою відкриття.
Глава 2. Геліоцентрична система у варіанті Коперника
Коли Копернік - майже 500 тому - років висловив тверде переконання, що земля рухається навколо Сонця, Лютер вигукнув: "Цей безумець хоче перевернути всю астрономічну науку догори дном. Але як записано в Священному писанні, саме Сонця, а не Землі Ісус Навин наказав зупинитися ". У 1508 р . Коперник писав: "Те, що нам здається рухом Сонця, насправді відбувається не через те, що воно рухається, а тому що рухається Земля".
Розмірковуючи про Птолемеевой системі світу, Коперник дивувався її складності і штучності, і, вивчаючи твори древніх філософів, особливо Микити Сіракузького і Филолая, він прийшов до висновку, що не Земля, а Сонце повинне бути нерухомим центром Всесвіту, але при цьому він зберіг ідеальні кругові орбіти і вважав навіть необхідним зберегти епіцикли і деференти древніх для пояснення нерівномірності рухів.
Свою ідею геліоцентричної системи Коперник коротко сформулював у "Малому коментарі".
У ньому Коперник уводить сім аксіом, які дозволять пояснити й описати рух планет значно простіше, ніж у птолемеевскую теорії:
- Орбіти і небесні сфери не мають загального центру;
- Центр Землі - не центр всесвіту, але тільки центр мас і орбіти Місяця;
- Всі планети рухаються по орбітах, центром яких є Сонце, і тому Сонце є центром світу;
- Відстань між Землею і Сонцем дуже мало в порівнянні з відстанню між Землею і нерухомими зірками;
- Добовий рух Сонця - уявною, і викликано ефектом обертання Землі, яка повертається один раз за 24 години навколо своєї осі, яка завжди залишається паралельної самій собі;
- Земля (разом з Місяцем, як і інші планети), обертається навколо Сонця, і тому ті переміщення, які, як здається, робить Сонце (добове рух, а також річне рух, коли Сонце переміщається по Зодіаку) - не більше ніж ефект руху Землі;
- Це рух Землі та інших планет пояснює їх розташування і конкретні характеристики руху планет.
Ці твердження повністю суперечили панувала на той момент геоцентричної системі. Хоча, з сучасної точки зору, модель Коперника недостатньо радикальна. Всі орбіти в ній кругові, рух по них рівномірний, так що епіцикли довелося зберегти - правда, їх стало менше, ніж у Птолемея.
У цій роботі Коперник опускає математичні докази своєї теорії, "оскільки вони призначені для більш розлогого твору". Цим твором стало його безсмертний твір "Про обертання небесних сфер".
Як же представлялася Копернику Сонячна система після допущення добового обертання Землі? Нерухомий небесний звід, Сонце, яке може бути або нерухомим, або рухомим по екліптиці - кривої, нерухомо зв'язаної з небесним зводом. У відношенні обертання Землі могли бути дві можливості: вісь обертання нерухома (Земля залишається на одному і тому ж місці) або переміщається.
Якщо вважати вісь обертання Землі нерухомої, то площина, проведена через центр Землі перпендикулярно осі обертання, буде постійною. Але ця площина перетинає небесний звід теж по нерухомій кривій (небесному екватору). Таким чином, точка весняного рівнодення, що знаходиться в перетині двох нерухомих кривих, повинна залишатися постійної і, отже, прецесія неможлива. Але вона існує. Так як екліптика нерухома, небесний екватор повинен переміщатися. Іншими словами, існування прецесії можна пояснити тільки рухливістю Землі. Таким чином, рухливість Землі є не результатом чисто математичного побудови, а цілком реальним фактом, доводимо існуванням прецесії.
Перед Коперником виникла завдання - визначити характер руху Землі як твердого тіла. З усіх рухів твердого тіла Миколі Копернику були відомі тільки обертальні; він знав також правила їх складань, тому і створена ним модель руху Землі мала назву теорії потрійного руху.
Перше обертання Землі - річне: центр Землі в площині екліптики описує навколо Сонця коло.
Друге обертання Землі Коперник назвав деклинаціонним і вважав, що від нього залежить зміна пір року.
Третє обертання Коперника представляє добре відоме добове обертання, що відбувається навколо осі Землі.
Інша частина "Малого коментаря" присвячена рухам Місяця і планет. При цьому він виходив з принципу, який тепер так і називається принципом Коперника: відносний рух двох тіл не зміниться, якщо до обох тіл додати однакову рух.
Механізм обертання планет також залишений колишнім - обертання сфер, до яких прикріплені планети. Але тоді вісь Землі в ході річного обертання повинна повертатися, описуючи конус; щоб пояснити зміну пір року, Копернику довелося ввести третє (зворотне) обертання Землі навколо осі, перпендикулярної екліптиці, яке використовував також для пояснення причини попереджання рівнодення. На кордон світу Коперник помістив сферу нерухомих зірок. Строго кажучи, модель Коперника навіть не була геліоцентричної, так як Сонце він розташував не в центрі планетних сфер.
Реальний рух планет, особливо Марса, не круговий і не рівномірний, і надумані епіцикли нездатні надовго узгодити модель із спостереженнями. Через це таблиці Коперника, спочатку точніші, ніж птолемеєві, незабаром суттєво розійшлися із спостереженнями, що немало спантеличило і охолодило захоплених прихильників нової системи. Точні геліоцентричні (Рудольфовими) таблиці видав пізніше Іоганн Кеплер, який відкрив справжню форму орбіт планет (еліпс), а також визнав і математично виразив нерівномірність їх руху.
І все ж модель світу Коперника була колосальним кроком вперед і нищівним ударом по архаїчним авторитетів. Низведення Землі до рівня рядової планети визначено підготовляло (всупереч Арістотелем) ньютонівської суміщення земних і небесних природних законів.
Він упевнено передбачив, що Венера і Меркурій мають фази, подібні місячним. Після винаходу телескопа Галилей підтвердив це передбачення.
Повідомляючи Землі і розглянутої планеті руху, рівні руху Землі, але тільки спрямовані в протилежну сторону, ми як би зупиняємо Землю. Тоді планета крім вже наявного руху навколо Сонця буде мати ще круговий рух, який ми побачимо у формі руху по епіциклу. Величина цього епіциклу, що представляє собою видимий із Землі коло, описуваний нею навколо Сонця, буде залежати від відстані планети до Землі: чим далі планета, тим менше буде епіцикл. Таким чином, Коперник отримав можливість розташувати всі планети навколо Сонця в залежності від їх відстані до нього. У результаті "... послідовність і величини світил, всі сфери і навіть саме небо виявляться так пов'язаними, що нічого не можна буде переставити ні в якій частині, не виробляючи плутанини в інших частинах і у всьому Всесвіті".
Глава 3. Небесні сфери в рукописі Коперника «De revolutionibus orbium coelestium»
Головне і майже єдине твір Коперника, плід більш ніж 40-річної його роботи, - De revolutionibus orbium coelestium («Про обертання небесних сфер») було видано в Нюрнберзі в 1543 році; воно розділене на 6 частин (книг) і друкувався під наглядом кращого учня Коперника, Ретика.
У передмові до книги Коперник пише:
"Беручи до уваги, який безглуздістю має видатися це вчення, я довго не наважувався надрукувати мою книгу і думав, чи не краще буде наслідувати приклад піфагорійців і інших, які передавали своє вчення лише друзям, поширюючи його тільки шляхом передання".
За структурою головна праця Коперніка майже повторює «Альмагест» у дещо скороченому вигляді (6 книг замість 13). У першій частині йдеться про кулястість світу і Землі, а замість положення про нерухомість Землі поміщена інша аксіома - Земля та інші планети обертаються навколо осі і навколо Сонця. Ця концепція докладно аргументується, а «думка древніх» переконливо спростовується. З геліоцентричних позицій він без праці пояснює зворотний рух планет.
Книга перша може бути розділена за змістом на дві частини. Глави з першої по одинадцятий включно присвячені якісному (описовій) викладу геліоцентричної системи світу, супроводжуваного переконливою критикою основних положень геоцентризму.
Глави з дванадцятої по чотирнадцяте містять основні теореми з планіметрії і тригонометрії, необхідні автору для побудови математичної теорії руху планет на основі геліоцентричної системи.
У другому розділі Книги перший Коперник доводить, що Земля має кулясту форму, приводячи як доводи стародавніх учених, так і свої власні.
Четверта глава закінчується фразою: "Тому я, перш за все, вважаю за необхідне ретельно дослідити, в якому відношенні Земля знаходиться до неба, щоб ми, досліджуючи саме вище, не забували ближчого і в такому омані не приписували небесному того, що властиво Землі".
Ця фраза якнайкраще характеризує дослідницьке кредо великого натураліста, що виражалося в тому, що всяке явище вимагає детального аналізу і вивчення і ніщо видиме не може прийматися на віру за дійсне. Тут дуже добре видно принципову відмінність між підходом Коперника і Птолемея до геометричної картині світобудови.
Весь твір Миколи Коперника базується на єдиному принципі, вільному від забобонів геоцентризму. Це - принцип відносності механічних рухів, згідно з яким всякий рух відносно. Поняття руху не має сенсу, якщо не вибрана система відліку, в якій воно розглядається. Він чітко сформульований у п'ятому розділі. З цього принципу випливає, що, оскільки спостерігач знаходиться на Землі, він не може безпосередньо бачити сам рух Землі, але воно може бути побічно виявлено в русі зоряного неба.
У сьомий і восьмий розділах дана переконлива критика геоцентризму древніх астрологів. Якби Земля мала обертанням навколо осі, то тоді завдяки відцентровому ефекту, який був добре відомий вже в давнину, Земля розпалася б на частини. Раз його немає, звідси випливає, - міркував Птолемей, - що Земля нерухома, а навколо неї рухається все небесне. Але в такому разі, - зауважує Коперник, - небо розпалася б ще швидше, так як небесна сфера з численними зірками володіє набагато більшими розмірами, ніж Земля, і, отже, відцентровий ефект для неї ще більше. Чи не означає це насправді, - говорить Коперник, - що небесний звід нерухомий, а Земля, як маленька частинка в світобудові, володіє добовим обертанням? Ці міркування Коперник для його часу були зухвалими, революційними, оскільки він відкидав точку зору давніх стовпів науки, зводив небо з його п'єдесталу і застосовував як до земних явищ, так і до небесних одні й ті ж закономірності.

Рис. 2
У десятій главі описується картина геліоцентричної системи світобудови і наведений знаменитий малюнок (рис.2), на якому вказано розташування небесних сфер. У системі Коперника Сонце (1) знаходиться в центрі Сонячної системи, навколо нього звертаються Меркурій (2), Венера (3), Земля (4), Марс (5), Юпітер (6), Сатурн (7).
Для пояснення кінематики небесної сфери Коперник ввів три руху, якими володіє Земля. Вони описані в главі одинадцятій Книги Першої.
Таким чином, Книга Перша дає нам повний опис сутності революційної доктрини Коперника, яка звільнила науку від порочних положень геоцентризму. Наукові положення Коперника вразили своєю новизною і ясністю весь тодішній науковий світ. Але потрібно було не тільки висунути ці геніальні ідеї. Потрібно було також дати по можливості суворе обгрунтування всіх положень, висунутих у Книзі Першої.
У Другій Книзі подано відомості по сферичній тригонометрії та правила обчислення видимих ​​положень зірок, планет і Сонця на небесному зводі і закінчується зоряним каталогом, що містить координати 1025 зірок і повторює в злегка зміненому вигляді каталог "Альмагеста".
У Третій Книзі говориться про річний рух Землі і прецесії (попередження рівнодень), причому Коперник правильно пояснює її зміщенням земної осі, через що переміщається лінії перетину екватора з екліптикою.
У Четвертої - про Місяць, у п'ятій - він дає повний розвиток геліоцентричної теорії планетних рухів з усіма математичними та чисельними доказами і в шостий - викладається теорія видимого руху планет по широті, тобто їх переміщення поперек екліптики. У книзі також міститься, оцінка розмірів Сонця і Місяця, відстані до них і до планет (близькі до дійсних), теорія затемнень.
Таким чином, ми бачимо що твір "Про обертання небесних сфер" є по суті своїй більш докладної та детальним опрацюванням, з приведенням математичних доказів положень, зазначених у "Малому коментарі".
У своїх обчисленнях Коперник грунтувався на спостереженнях елліністичної епохи, арабів і сучасних спостереженнях, в тому числі власних. Але для безпосередніх наступників Коперника - як би вони не ставилися до принципів його вчення - заключні книги "De revolutionibus" послужили основою для побудови нових планетних ефемерід.
Глава 4. Значення геліоцентризму в історії науки
Основною заслугою Коперника було обгрунтування положення про те, що видимий рух Сонця і зірок пояснюється не зверненням їх навколо Землі, а добовим обертанням самої Землі навколо власної осі і річним обігом її навколо Сонця. Цим самим ідеї геліоцентризму, висловленої ще в давнину Аристархом Самосским, була надана наукова форма і відкидалося геоцентричної вчення Клавдія Птолемея, пануюче до того й офіційно підтримується батьками церкви.
Розроблена Коперником теорія дозволила йому вперше в історії науки про небо зробити обгрунтовані висновки про дійсний розташуванні планет в Сонячній системі і з досить великою точністю визначити їх відносні відстані від Сонця.
Будь-яке з положень вчення Коперника являло собою велике відкриття, важливе не тільки для астрономії, але і для природознавства в цілому. Проте ще більш важливим було значення теорії Коперника для того перевороту у світогляді людства, який був безпосередньо або опосередковано нею викликані.
Справді, чому церква підтримувала геоцентричну модель світу, по Птоломея, і вчення Аристотеля, за яким знову ж таки Земля разом з безпосередньо оточуючим її "соняшниковою світом" розташована в центрі всього, бо складається з найважчих елементів, жоден з яких не може бути вічним; "надлунний" ж світ має властивості "чистоти" і "нетлінності", різко відрізняють його від земних? Та тому, що ці положення і справді не зачіпали догматів Священного писання про те, що бог створив людину "за своїм образом і подобою" і все в природі пристосоване до його існуванню: спочиває в центрі світу Земля - ​​для його проживання, що рухається навколо неї Сонце - для забезпечення людини світлом і теплом, дощ - для зволоження його ріллі і т.д., а ось вже землетрусу, повені, бурі надсилаються богом на кару за гріхи.
І над такими звичними, освяченими століттями, традицією і церквою уявленнями про настільки доцільному устрій світу нависає загроза: якщо Земля не займає в світі центрального, чільного становища, а являє собою одну з багатьох планет, які обертаються навколо Сонця, то чи можна розглядати світ як щось , створене виключно і заради основного мешканця Землі - людини? І вчення Коперника не могло не викликати сумнівів в істинності та непохитності біблійних догм. У цьому полягав удар, нанесений новим вченням в найдошкульніше місце теології. І удар це мав далекосяжні наслідки, важливі не тільки для подальшого розвитку астрономії, природознавства, науки в цілому, але і для докорінної зміни в способі мислення, в підході до вивчення закономірностей оточуючого нас світу, без якого був би немислимий той бурхливий процес розвитку наукового природознавства, який почався незабаром після опублікування геніального твору Коперника, процес природничо революції Нового часу, по праву званої коперніканської.
Чудовою ілюстрацією суміщення наукового знання і релігійних навчань є становлення наукової картини світу в рамках геліоцентричної моделі. Так, з метою обгрунтування своєї концепції Н. Коперник звернувся до думки древніх, згідно з якою Земля і всі планети рухаються навколо якогось "центрального вогню". Його перу належать астрологічні дослідження про вплив планет на долі людей.

Висновок
Геліоцентрична система Коперника, викладена в 1543 р . в його знаменитій праці "Про обертання небесних сфер", стала важливим етапом у розвитку людської думки. З публікацією цієї роботи почалася нова ера в астрономії.
Створюючи своє вчення про рух Землі, Коперник пояснював її позірну нерухомість відносністю руху і спокою: "Так при русі корабля в тиху погоду все що знаходиться поза представляється мореплавцям рухомим, хіба що відбиваючи рух корабля, а самі спостерігачі, навпаки, вважають себе у спокої з усім з ними знаходяться. Це ж, без сумніву може відбуватися і при русі Землі, так що ми думаємо, ніби навколо неї обертається весь Всесвіт ".
Теорія Коперника - можливо, найбільш важлива наукова теорія за всю історію людства, оскільки вона докорінно змінила уявлення людини про його місце в світі. До Коперника людина вважала Землю і себе центром світобудови. Його скинули Землю з її чільного місця, нерухомого положення в центрі Сонячної системи. Після виходу праці Коперника людина усвідомила, що він лише крихітна частинка, загублена в безкрайніх просторах Всесвіту.
В даний час навчання Коперника про рух Землі має не суто академічний інтерес. Запускаючи космічні ракети, здійснюючи польоти космонавтів, доводиться враховувати власне обертання нашої планети і її орбітальний рух навколо Сонця.

Список використаної літератури
1. Концепції сучасного природознавства / / Ліхіна А.Ф. / / - М.: ТК Велбі, Видавництво проспект, 2006.
2. Концепції сучасного природознавства / / Солопов Є.Ф. / / - М.: Владос, 2001.
3. Концепції сучасного природознавства / / Горєлов А.А. / / - М.: Центр, 1997.
4. Микола Коперник / / Збірник / / - М.: Знание, 1973.
5. Білий Ю.А., Веселовський І.А. Микола Коперник (1473-1543) - М.: "Наука", 1974.
6. Чудові вчені / / Под ред. С.П. Капіци - М.: "Наука", 1980.
7. Радість пізнання / / Наука і всесвіт / / т.1. Під ред. А.Д. Суханова, Г.С. Хромова - М.: "Мир", 1983.
Додати в блог або на сайт

Цей текст може містити помилки.

Астрономія | Контрольна робота | 48кб. | скачати

Схожі роботи:
Геліоцентрична модель світу Н Коперника
Геліоцентрична система світу. Небесні сфери в рукописі Коперника
Геліоцентрична система світу Небесні сфери в рукописі Коперника
Геліоцентрична система Коперника
Семантичні мережі та модель світу
Інформаційна модель фізичного світу
Християнський храм як образна модель світу
Будинок як архітектурна модель світу традиційних культур
Відкриття Коперника
© Усі права захищені
написати до нас
Рейтинг@Mail.ru