Астрономічна наука і передбачення. Боротьба за науковий світогляд

АСТРОНОМІЧНА НАУКА І  ПЕРЕДБАЧЕННЯ. БОРОТЬБА ЗА НАУКОВИЙ СВІТОГЛЯД

 

АСТРОНОМІЧНА НАУКА

 

І ПЕРЕДБАЧЕННЯ. БОРОТЬБА ЗА НАУКОВИЙ СВІТОГЛЯД

 

Одна з головних вимог  до будь-якої наукової теорії полягає  в тому, що теорія повинна пе­редбачати раніше невідомі факти і явища. Здатність  теорії передбачати є водночас і  критерієм її істинності, її відповідності  закономірностям реального світу.

 

В астрономії теоретичні передбачення перевіряються спостереженнями. Блискучим  прикладом наукового пе­редбачення  в галузі вивчення Всесвіту, передбачення, що грунтується на знанні законів  руху планет і закону всесвітнього тяжіння, стало відкриття планети  Нептун.

 

Коментуючи цю видатну  подію в історії природознав­ства, Ф. Енгельс писав, що система світу  Коперника тривалий час залишалася гіпотезою, досить переконли­вою, але  все ж гіпотезою. Однак після  відкриття Непту­на справедливість цієї гіпотези можна вважати оста­точно доведеною.

 

Методичні міркування. У зв'язку з відкриттям Непту­на, зробленому завдяки теоретичному прогнозуванню, можна навести учням ще кілька прикладів вражаючих наукових передбачень. До них належать надзвичайно точні  прогнози на десятки й сотні років  уперед моментів сонячних і місячних затемнень, передобчислення май­бутніх положень планет, а також зроблені свого часу на основі періодичної  системи елементів Менделєєва пе­редбачення  властивостей нових хімічних елементів  і чи­сленні передбачення фізиків-теоретиків про існування невідомих до цього  елементарних частинок.

 

Рух планет і астрологія. З видимими переміщеннями планет відносно сузір'їв, переміщеннями, які  є результа­том обертання цих  небесних тіл довкола Сонця, пов'яза­на чергова спроба наших предків  виявити зв'язок між небесними  явищами і долями людей. Йдеться  про астро­логію, в основі якої лежали помилкові містичні уявлення про  вплив небесних світил на життя людини.

 

Астрологи вважали, що майбутнє кожного жителя Землі «записане» на небі розташуванням планет й інших  небесних світил у момент його народження.

 

Насправді ж, зрозуміло, ніякого  реального причинно­го зв'язку між  розташуванням планет і долями людей  немає і бути не може. Хоча б уже  тому, що планети вза­галі не можуть справляти на Землю ніякого відчутного фізичного впливу. Оскільки ці небесні  тіла не е джере­лами скільки-небудь сильного електромагнітного випро­мінювання, то єдиним їх впливом на Землю міг  би стати гравітаційний вплив. Проте  міжпланетні відстані є на­стільки великими, а маси планет такими незначними порівняно із сонячною, що їх гравітаційний  вплив на Землю, а також його коливання, пов'язані із взаємними переміщеннями  Землі і планет, практично не можуть скільки-небудь істотно змінювати  хід земних процесів. Адже, як відомо, сила тяжіння послаблюється пропор­ційно квадрату відстані. Тому навіть маленький  Місяць, завдяки своїй близькості до Землі, зумовлює на ній припливні  явища, незмірно потужніші, ніж гігант Юпі­тер, від орбіти якого нас  відділяє близько 600 млн. км.

 

БОРОТЬБА ЗА НАУКОВИЙ СВІТОГЛЯД

 

Астрономія більшою мірою, ніж будь-яка інша наука, пов'язана  із світоглядними питаннями. Це й  зрозуміло: адже саме астрономія робить найбільший внесок у з'ясу­вання  місця людини і людства у Всесвіті, у вивченні відношення «Людина —  Всесвіт».

 

Одним з основних положень матеріалістичної діалек­тики е  уявлення про глибоку єдність  людини і світу (зокрема, людини і  Всесвіту), хоч водночас між ними існує й докорінна якісна відмінність  — природне і соці­альне.

 

А ідеалізм і релігія «розривають» світ, протиставля­ють його людині. З точки зору об'єктивного ідеалізму  і релігії світ є «таємничим»  і «непізнаванним», а людина є  не продуктом природного саморозвитку матерії, а ре­зультатом «творення».

 

Геоцентрична система  світу. В середні віки панівне  становище посідала релігійна картина  світу, в основі

 

якої лежала геоцентрична система Арістотеля — Птоле­мея, освячена церквою і зведена в  ранг непогрішимої істини.

 

Однак було б неправильно  саму систему Арістоте­ля — Птолемея вважати «антинауковою». Для свого  часу це була цілком наукова система. Вона з єдиної точки зору пояснювала видимі рухи небесних світил і давала змогу з достатньою для практичних потреб тієї епохи точністю передобчислювати їх майбутні видимі поло­ження на небесній сфері.

 

Інша справа, що ця система  виявилася неправильною, проте вона була важливим кроком до істини. Але  серед­ньовічну церкву істина не цікавила. До картини світу Арістотеля —  Птолемея її притягувало інше: централь­не  місцезнаходження Землі в світобудові, що добре узго­джувалося з релігійними  уявленнями. Тому церква й пе­ретворила геоцентричну систему світу в  релігійну догму.

 

Як ми вже зазначали, первинний  матеріал для нау­кового дослідження  постачають спостереження. При цьому  одним з найважливіших питань теорії пізнання є питання про  те, чи дають спостереження вірогідні  відомості про властивості навколишнього  світу.

 

Питання це не випадкове, оскільки в процесі спосте­режень можливі  всякого роду помилки й неточності, здатні породжувати неправильні, ілюзорні уявлення про світ, що не відповідають істинному стану речей. Це можуть бути помилки випадкові, помилки, пов'язані  з обмеженими можливостями й недосконалістю органів чуттів людини, психологічним  станом спостерігача, з особливостями  конструкції вимірювальних приладів, з умовами спостережень.

 

Добре відомі, наприклад, різноманітні ілюзії зору, що виникають внаслідок  особливостей будови нашого ока. Ситуації, що породжують усякого роду оптичні  ілюзії і здатні вводити в оману  спостерігачів, можуть, зокрема, складатися і при астрономічних спостереженнях і до-

 

слідженнях. Завдяки цьому  здобуті дані можуть вияви­тися недостовірними, а в деяких випадках і такими, що істотно викривляють справжню картину спостережува­них явищ. А  неправильні, перекручені уявлення про дійсність нерідко стають благодатним грунтом для різ­ного роду релігійних спекуляцій. Добре  відома класична астрономічна ілюзія, жертвою якої стали наші предки —  ілюзія добового обертання всіх небесних світил довкола Землі. Земна куля обертається довкола своєї осі  із за­ходу на схід, а нам здається, що Сонце, Місяць, планети і зірки  переміщуються в протилежному напрямі.

 

З земним положенням спостерігача пов'язане і пе-тлеподібне переміщення  планет серед зірок. Це теж є ілюзорним  явищем, оскільки планети насправді  ніяких петель не описують, а рухаються  навколо Сонця за еліптичними  орбітами. «Петлі» — явище позірне, яке виникає внаслідок того, що ми спостерігаємо за плане­тами з  рухомої Землі, тобто в земній системі відліку.

 

Ще одне явище космічного порядку, яке має ілюзор­ний характер і яке ми спостерігаємо мало не кожного дня. Нам здається, що диск Сонця має такий самий поперечник, як і диск повного Місяця. Насправді  ж со­нячний діаметр приблизно  в 400 разів більший від мі­сячного. Але Сонце знаходиться у 400 разів  далі від Землі, і з цієї причини  видимі кутові розміри обох світил для земного спостерігача майже  збігаються. До речі, саме з цієї причини  маленький Місяць може (це від­бувається  під час сонячних затемнень) повністю пере­крити величезний диск денного  світила.

 

Цікава ілюзія виникає  і при спостереженнях метеор­них потоків. Коли Земля зустрічається  з роєм твердих частинок, вони, вриваючись в атмосферу і співударяю-чись з молекулами повітря, випаровуються  і розпада­ються на атоми. В свою чергу, атоми збуджуються, іоні­зуються, і при цьому виникає світіня. Земний спостерігач бачить ефектне  видовище — дощ падаючих зірок. Йому

 

здається, що траєкторії світних  частинок виходять з однієї точки  неба — радіанта, хоча насправді  ці траєк­торії майже паралельні одна одній.

 

«Космічна ілюзія», що відіграла  помітну роль у роз­витку планетної  астрономії, пов'язана і з спостережен» нями Марса. Внаслідок величезної відстані при теле­скопічних спостереженнях окремі дрібні деталі на по­верхні  цієї планети зливаються в суцільні лінії, які деяким астрономам здалися  системою гідротехнічних споруд, побудованою  розумними жителями Марса. Коли автоматичні  міжпланетні станції, які здійснили  політ на Марс, передали детальні зображення поверхні плане­ти, ілюзорний характер марсіанських «каналів» став абсолютно  ясним.

 

Методичні міркування. Корисно  звернути увагу учнів на те, що в  астрономії з невідповідністю видимого дійс­ному ми зустрічаємося особливо часто. Наприклад, треба ще раз нагадати про те, що коли ми дивимося на небо, то всі світила здаються нам розташованими  на однако­вих відстанях від Землі, ніби на внутрішній поверхні гігантської  кулі — небесної сфери. При цьому  звичні візерунки сузір'їв утворені зірками, які насправді зна­ходяться на різних відстанях від Землі  і одна від одної і лише проектуються в одну й ту саму область небесної сфери. Взагалі з'ясування того, який космічний об'єкт знаходиться  ближче, а який далі, не просте завдання навіть для астрономів, озброєних  спеціальною апарату­рою. Прямими  вимірюваннями вдається визначати  від­стані лише для порівняно  близьких космічних об'єктів. Для  дальших доводиться витрачати більші зусилля на те, щоб з'ясувати, чи є  система небесних тіл, що їх цікавить, справді єдиною фізичною системою взаємодію­чих  об'єктів чи її складові частини  лише проектуються в одну і ту саму область небесної сфери.

 

Наукова революція Коперника. Кінець XV і початок XVI сторіччя були часом глибоких змін в історії  Євро-

 

слідженнях. Завдяки цьому  здобуті дані можуть вияви­тися недостовірними, а в деяких випадках і такими, що істотно викривляють справжню картину спостережува­них явищ. А  неправильні, перекручені уявлення про дійсність нерідко стають благодатним грунтом для різ­ного роду релігійних спекуляцій. Добре  відома класична астрономічна ілюзія, жертвою якої стали наші предки —  ілюзія добового обертання всіх небесних світил довкола Землі. Земна куля обертається довкола своєї осі  із за­ходу на схід, а нам здається, що Сонце, Місяць, планети і зірки  переміщуються в протилежному напрямі.

 

З земним положенням спостерігача пов'язане і пе-тлеподібне переміщення  планет серед зірок. Це теж є ілюзорним  явищем, оскільки планети насправді  ніяких петель не описують, а рухаються  навколо Сонця за еліптичними  орбітами. «Петлі» — явище позірне, яке виникає внаслідок того, що ми спостерігаємо за плане­тами з  рухомої Землі, тобто в земній системі відліку.

 

Ще одне явище космічного порядку, яке має ілюзор­ний характер і яке ми спостерігаємо мало не кожного дня. Нам здається, що диск Сонця має такий самий поперечник, як і диск повного Місяця. Насправді  ж со­нячний діаметр приблизно  в 400 разів більший від мі­сячного. Але Сонце знаходиться у 400 разів  далі від Землі, і з цієї причини  видимі кутові розміри обох світил для земного спостерігача майже  збігаються. До речі, саме з цієї причини  маленький Місяць може (це від­бувається  під час сонячних затемнень) повністю пере­крити величезний диск денного  світила.

 

Цікава ілюзія виникає  і при спостереженнях метеор­них потоків. Коли Земля зустрічається  з роєм твердих частинок, вони, вриваючись в атмосферу і співударяю-чись з молекулами повітря, випаровуються  і розпада­ються на атоми. В свою чергу, атоми збуджуються, іоні­зуються, і при цьому виникає світіня. Земний спостерігач бачить ефектне  видовище — дощ падаючих зірок. Йому

 

здається, що траєкторії світних  частинок виходять з однієї точки  неба — радіанта, хоча насправді  ці траєк­торії майже паралельні одна одній.

 

«Космічна ілюзія», що відіграла  помітну роль у роз­витку планетної  астрономії, пов'язана і з спостережень нями Марса. Внаслідок величезної відстані при теле­скопічних спостереженнях окремі дрібні деталі на по­верхні  цієї планети зливаються в суцільні лінії, які деяким астрономам здалися  системою гідротехнічних споруд, побудованою  розумними жителями Марса. Коли автоматичні  міжпланетні станції, які здійснили  політ на Марс, передали детальні зображення поверхні плане­ти, ілюзорний характер марсіанських «каналів» став абсолютно  ясним.

 

Методичні міркування. Корисно  звернути увагу учнів на те, що в  астрономії з невідповідністю видимого дійс­ному ми зустрічаємося особливо часто. Наприклад, треба ще раз нагадати про те, що коли ми дивимося на небо, то всі світила здаються нам розташованими  на однако­вих відстанях від Землі, ніби на внутрішній поверхні гігантської  кулі — небесної сфери. При цьому  звичні візерунки сузір'їв утворені зірками, які насправді зна­ходяться на різних відстанях від Землі  і одна від одної і лише проектуються в одну й ту саму область небесної сфери. Взагалі з'ясування того, який космічний об'єкт знаходиться  ближче, а який далі, не просте завдання навіть для астрономів, озброєних  спеціальною апарату­рою. Прямими  вимірюваннями вдається визначати  від­стані лише для порівняно  близьких космічних об'єктів. Для  дальших доводиться витрачати більші зусилля на те, щоб з'ясувати, чи є  система небесних тіл, що їх цікавить, справді єдиною фізичною системою взаємодію­чих  об'єктів чи її складові частини  лише проектуються в одну і ту саму область небесної сфери.

 

Наукова революція Коперника. Кінець XV і початок XVI сторіччя були часом глибоких змін в історії  Євро-

 

ни. Епоха Відродження  стала епохою революційної й іде­ологічної  боротьби.

 

За словами Енгельса, то була «епоха, яка потребу­вала титанів  і яка породила титанів щодо сили думки, пристрасті й характеру, щодо багатосторонності і вче­ності» '.

 

Одним з таких титанів  був великий польський учений М. Коперник, який розробив геліоцентричну систему світу і тим самим  здійснив найбільшу революцію в  уяв­леннях про світобудову, що справила величезний вплив на весь подальший  розвиток науки.