Зарождение наблюдательной астрономии в Египте, Китае, Индии, Древнем Вавилоне, Древней Греции, Риме

Размещено на http://www.allbest.ru/

Областное бюджетное профессиональное образовательное учреждение

«Курский техникум связи» (ОБПОУ "КТС")

Исследовательский проект по астрономии

Зарождение наблюдательной астрономии в Египте, Китае, Индии, Древнем Вавилоне, Древней Греции, Риме

Автор работы:

Грибова Екатерина Александровна

Руководитель проекта:

Болычева Яна Константиновна

2021

Содержание

астрономия обсерватория солнечный календарь

Введение

1. Астрономия в Древнем Египте

2. Астрономия в Древнем Китае

3. Астрономия в Древней Индии

4. Астрономия в Древнем Вавилоне

5. Астрономия в Древней Греции

6. Астрономия в Древнем Риме

Заключение

Список литературы

Введение

Согласитесь, сегодня человек, в какой бы самой отдаленной области науки или народного хозяйства он ни работал, должен иметь представления, хотя бы общее, о нашей Солнечной системе, звездах и современных достижениях астрономии.

Человечеству еще не ясны те условия, которые привели к формированию разнообразных природных комплексов, в том числе благоприятствовавших зарождению и развитию жизни на Земле. На большинство этих вопросов отвечает наука астрономия. В этом проекте речь пойдет о зарождении этой древней науки, ее практической значимости.

Я выбрала эту тему потому, что загадочный мир образования звезд и планет с давних времен притягивал к себе внимание людей. Эта тема была актуальна на протяжении тысячелетий и лишь в последние 10 лет были получены достоверные сведения о наличии планет и планетных систем и у других звезд. Познание планет и планетных систем приведет человечество и к решению другой глобальной проблемы - существование жизни на планетах, а это предстоит решить человечеству только в третьем тысячелетии.

Актуальность работы заключается в том, что этом году мы впервые стали изучать историю нашей земли, планет и звезд. Этот предмет очень заинтересовал меня, и поэтому я обратилась к этой теме.

Цель работы: изучить историю возникновения астрономии, проследить этапы ее становления; познакомиться с первыми учеными-астрономами; узнать и описать первые древнейшие обсерватории. При написании работы использован материал энциклопедий, астрономических сайтов Интернета, астрономических словарей, периодической печати.

Структура работы: в первой части рассматриваются вопросы зарождения астрономии и ее первоначальное значение;

1. Астрономия в Древнем Египте

В долине реки Нил на севере Африки 6000 лет назад возникла одна из древнейших на Земле цивилизаций -- египетская. Еще через 1000 лет после объединения двух царств (Верхнего и Нижнего Египта) там сложилось единое могучее государство. К периоду Древнего царства (примерно 4700 лет назад) египтяне уже знали гончарный круг, умели выплавлять медь, изобрели письменность. Именно в ту эпоху были сооружены знаменитые пирамиды.

Правителями Египта были фараоны. Они учреждали должность придворного астронома и тщательно следили за развитием этой науки. Астрономией также занимались жрецы и специальные чиновники, которые вели записи наблюдений неба.

Жизнь этой страны в те давние времена зависела от разливов реки Нил. В середине июля уровень воды в ней начинал подниматься, достигал максимума в октябре-ноябре и возвращался к прежнему состоянию в январе-феврале. Река заливала обширные пространства, покрывая их слоем плодородного ила. С Нила и началась астрономия этой древней цивилизации.

Жрецы, в обязанности которых входило внесение в календарь изменений, подметили, что начало разлива Нила совпадало по времени с первым появлением самой яркой звезды в лучах утренней зари -- Сириуса. Ее восход знаменовал собой благодатное наводнение, после которого можно было начинать сельскохозяйственные работы. Сириус обожествили, и он стал олицетворять собой богиню плодородия и земледелия Исиду.

В результате многолетних наблюдений древнеегипетские жрецы-астрономы создали солнечный календарь. Год тогда состоял из 365 суток и делился на три сезона по четыре месяца в каждом. Каждый месяц состоял из трех 10-дневных недель, а последние пять дней года объявлялись праздничными. Около 238 г. до н. э. в календарь были внесены повышавшие его точность поправки.

Древние египтяне, как и другие народы, делили небо на созвездия. Они упоминаются в рукописях на папирусе, на потолках храмов и гробниц. До настоящего времени сохранились египетские таблицы, в которых указаны положения некоторых звезд на ночном небе.

На потолках заупокойного храма царицы Хатшепсут в Дейр эль-Бахри (XVI в. до н. э.) и Рамессеума -- поминального комплекса фараона Рамзеса II в Фивах (XUI в. до н. э.) -- застыли вырезанные в камне образы небесных божеств и духов, созвездий и планет. Огромные карты ночного звездного неба можно увидеть на потолках погребальных камер гробниц фараонов в Долине царей в Фивах.

Египетские созвездия не похожи ни на вавилонские, ни на греческие. Всего их известно 45. Упоминаются, например, Мее (вероятно, Большая Медведица, которая изображалась в виде ноги быка), Ан (в виде фигуры с головой сокола, пронзающей копьем созвездие Мее), созвездие Бегемотихи, за которой изгибается огромный Крокодил.

С давних времен египтянам были известны и планеты. Египетские жрецы рано смогли разделить их на две группы. Верхние планеты, которые можно наблюдать в противостоянии Солнцу, считались воплощениями бога Хора. Так, Юпитер назывался «Хор, который освещает обе Земли», Сатурн -- «Хор -- бык небес», а Марс -- «Красный Хор». Каждую из нижних планет, которые видны то утром, то вечером, египтяне уже с середины И тысячелетия до н. э. знали как одно светило. Древнее название Венеры переводится как «Пересекатель»,то есть звезда, пересекающая путь Солнца. О Меркурии говорилось как о боге вечерних и утренних сумерек.

О колоссальных астрономических знаниях древних египтян сегодня можно судить по разрозненным иероглифическим текстам, выписанным рукой писца на папирусе.

Дневное время устанавливалось по солнечным часам -- гномонам, состоявшим из двух соединенных деревянных брусков. На одном бруске, располагавшемся на плоскости в направлении с востока на запад, имелись деления; другой был поставлен своей широкой стороной перпендикулярно к первому в направлении с севера на юг. Тень, отбрасываемая вторым бруском, попадала на деления первого и таким образом фиксировала дневное время. Оно, как и ночное, было разделено на 12 частей от восхода до захода Солнца.

Большой популярностью в храмах пользовались водяные часы. Они использовались для определения ночного времени. Изобретателем усовершенствованных водяных часов был Аменмес, который носил титул хранителя печати при фараоне Аменхотепе I (XVI в. до н. э.).

Рис. 1. Цветной барельеф на потолке храма богини неба Хатхор с изображением сцен астрономического содержания. Дендера, Египет

Мироздание в представлении древних египтян

У египтян существовала религиозно-мифологическая картина мира, имевшая астрономическую основу. Согласно их мифам, Солнце возникло из цветка лотоса, который, в свою очередь, появился из первичного водного хаоса. А Земля является центром Вселенной, вокруг которого вращаются все светила. Меркурий и Венера обращаются еще и вокруг Солнца. В середине мира находится Геб -- один из прародителей богов, кормилец и защитник людей. Он олицетворял Землю. Жена и сестра Геба, Нут, была самим Небом. Ее называли огромной матерью звезд и рождающей богов. Считалось, что Нут каждое утро проглатывает светила и каждый вечер рождает их вновь. Из-за этой ее привычки когда-то произошла ссора с Гебом. Тогда их отец Шу (Воздух) поднял Небо над Землей и разлучил супругов. Нут была матерью Ра (Солнца) и звезд и управляла ими. Ра, в свою очередь, создал Тота (Луну) как своего заместителя на ночном небе.

Рис. 2. Изображение богини Нут на древнем папирусе

Размещено на http://www.allbest.ru/

2. Астрономия в Древнем Китае

Проследить развитие астрономии на территории Китая можно с древних времен. Вообще, интерес жителей этой страны к изучению всего на свете составляет черту национального характера. Это относится и к астрономии.

Так, археологи нашли крашеную керамику, возраст которой -- 5000--7000 лет. На ней присутствуют лунарные и солярные символы, а также орнаменты, связанные с лунным календарем. На гадательных костях и черепашьих панцирях эпохи Шан-Инь (вторая половина II тысячелетия до н. э.) встречаются названия некоторых созвездий и календарные знаки. Упоминаются также некоторые затмения Солнца.

Как и почти у всех первобытных народов, у китайцев с незапамятных времен находился в употреблении лунный календарь, то есть способ счета дней по фазам Луны. Поскольку месяц в 29--30 дней считался длинным в качестве мерила промежутков времени древней жизни, вполне естественным было его деление на 3--4 части.

Практика вести записи небесных явлений не прекращалась во все периоды истории Древнего Китая. Количество накопленных рукописных документов астрономического содержания является самым большим по сравнению с имевшимися в любой другой цивилизации.

Примерно во II--I тысячелетиях до н. э. китайскими астрономами небо было разделено на 28 участков-созвездий, в которых двигались Солнце, Луна и планеты. Потом они выделили Млечный Путь, назвав его явлением неизвестной природы. Основатель династии Чжоу У-ван (правил, по некоторым данным, в 1121--1115 гг. до н. э.) приказал воздвигнуть астрономическую башню в Гаочэнчжэне (город Гаочэн в современной провинции Хэнань). Это была первая обсерватория в Китае.

Начиная с эпохи Чуньцю (722--481 гг. до н. э.) китайцы письменно регистрировали появления комет, называвшихся в Китае «звездами-метлами» и испокон веков считавшихся предвестниками несчастий. Позднее появились их подробные описания и зарисовки. Было подмечено, что хвост кометы всегда находится в удалении от Солнца. В летописи под названием «Чуньцю» того же периода зарегистрировано 37 солнечных затмений, наблюдавшихся в течение 242 лет. Современными учеными подтверждены 33 из них. Самое раннее произошло 22 февраля 720 г. до н. э.

Следующий период в истории Древнего Китая называется эпохой Сражающихся царств или периодом Чжаньго. Он длился с V в. до н. э. до объединения Китая императором Цинь Шихуанди в 221 г. до н. э.

В эти времена астрономами Гань Гуном и Ши Шэнем в 355 г. до н. э. был составлен сводный каталог «Звездный канон Гань и Ши», куда были внесены более 800 звезд. Немного позднее знаменитый китайский астроном Чжан Хэн поделил небо на 124 созвездия и зафиксировал около 2500 видимых звезд.

Одним из составителей упомянутых каталогов (Гань Гуном) была сделана запись, которую считают описанием солнечных пятен. Он упоминал о неких «солнечных затмениях», которые якобы начинаются от центра Солнца. Здесь ценно то, что отмеченное затемнение было охарактеризовано им как явление на солнечной поверхности, как оно и есть на самом деле.

С III в. до н. э. в Китае пользовались солнечными и водяными часами. Все астрономические наблюдения велись со специальных площадок-обсерваторий.

Рис. 3. Карта звездного неба в Древнем Китае

3. Астрономия в Древней Индии

Самыми древними источниками, рассказывающими об астрономических занятиях древних индийцев, считаются печати с изображениями на космогонические мифологические сюжеты: о сотворении мира, происхождении Земли, космоса и светил. Возраст этих печатей -- более 5000 лет. Как и у других древних народов, астрономическими изысканиями у индийцев занимались жрецы, которые составили календарь. В названиях дней семидневной недели в нем были использованы имена семи подвижных светил небосвода. Первый день был Памятник Арьяпхате в индийском городе Пуна, штат Махараштра днем Луны, второй -- Марса, третий -- Меркурия, четвертый -- Юпитера, пятый -- Венеры, шестой -- Сатурна, седьмой -- Солнца.

Индия заимствовала у западной астрономии 12 зодиакальных созвездий (в которых поочередно находится Солнце в своем годовом движении), семидневную неделю, час и многие другие понятия. Развитие астрономии в этой стране в еще большей степени объясняется применением достижений, которых добились индийские математики: благодаря им астрономы смогли в скором времени обогнать греков.

Особое место в истории занимает ученый Арьяпхата, живший в конце V -- начале VI в. Он знал значение числа «пи», предложил оригинальное решение линейных уравнений.

Арьяпхата высказал идею о вращении Земли вокруг своей оси и вокруг Солнца, за что был сурово осужден жрецами. Его современники знали эту гипотезу, но она не нашла практического применения в Индии.

В своих расчетах индийские астрономы приняли геоцентрическую модель мира. Очевидную неравномерность движения планет они объясняли теорией эпициклов, как в античной и средневековой астрономии. В отличие от греков индийцы полагали, что планеты на самом деле движутся одинаково, а видимая разница их перемещений на небосводе создается неравным расстоянием от Земли.

В Средние века индийские астрономы с высокой точностью вычисляли время затмений и знали их настоящую причину. Умели также рассчитывать продолжительность года, лунного месяца и других астрономических величин. Эти расчеты имели большое практическое использование и были зачастую точнее расчетов греко-римских астрономов. Причиной тому были математические достижения индийцев. Именно в Древней Индии впервые система счисления стала десятичной. Она легла в основу современной нумерации и арифметики. Введение десятичной системы способствовало точным астрономическим расчетам.

Понятия «цифра», «синус», «корень» впервые появились именно в Древней Индии. Здесь же употреблялся знак 0, обозначавший число ноль. Цифры, которыми мы пользуемся и называем арабскими, на самом деле изобретены древними индийцами и от них перешли к арабам. Арабская алгебра также испытала влияние индийской. В Индии был создан своеобразный солнечный календарь, согласно которому год состоял из 360 дней.

4. Астрономия в Древнем Вавилоне

Рис. 4

Вначале II тысячелетия до н. э. в среднем течении Евфрата возвысился город Вавилон, бывший до того незаметным селением. Первое упоминание о нем содержится в надписи аккадского царя Шаркалишарри, возраст которой примерно 4500 лет. Наивысшего расцвета город достиг при царе Хаммурапи. Он правил Вавилоном приблизительно в 1792--1750 гг. до н. э. Взойдя на трон небольшого царства, Хаммурапи закончил свои дни повелителем огромного по тогдашним меркам государства, включавшего в себя основную часть Междуречья.

Начиная с правления Хаммурапи Вавилон около 1200 лет был культурным и научным центром Передней Азии. К периоду его правления, называемому старовавилонским, относятся первые дошедшие до нас астрономические тексты. Согласно письменным источникам, вавилоняне уже в те времена систематически вели наблюдение за небом. Поначалу они просто фиксировали небесные явления, которые воспринимались ими как астральные божества. Вавилоняне выделили на небе Луку, затем Сириус, Орион и Плеяды. Все эти звезды описаны на глиняных табличках относящихся ко II тысячелетию до н. э. К концу этого тысячелетия большинство ярких звезд уже были объединены в созвездия, число которых приближалось к 70. Месопотамские созвездия частично совпадают с современными. Так, среди них были созвездия Близнецов, Рака, Льва, Весов, Скорпиона и др.

В этот же период в Вавилоне появилась официальная должность придворного астронома. Он наблюдал и записывал наиболее важные изменения и явления на небе.

Систематизировав все астрономические записи, вавилоняне изобрели лунный календарь, который со временем был ими усовершенствован. Он содержал 12 лунных месяцев по 29 и 30 дней поровну (такие месяцы называют синодическими), год равнялся 354 дням. Вавилонянам был известен и солнечный год. Для того чтобы согласовать с этим годом лунный календарь, они от случая к случаю вставляли в него 13-й месяц. Начиная с 763 г. до н. э. вавилоняне составили практически полный список затмений.

С УП в. до н. э. получила бурное развитие вавилонская математическая астрономия. Она при помощи необычных моделей и методов описывала движение светил. Дело в том, что вставки в календарь, предсказание затмений и другие нужды потребовали развития математики. Достижения вавилонян в этой науке были очень высокими. Они были знакомы со стереометрией, задолго до греков сформулировали теорему, которая сейчас называется теоремой Пифагора. Многие достижения древних вавилонян вошли в современный быт: вслед за вавилонскими жрецами мы делим год на 12 месяцев, час -- на минуты и секунды, а круг -- на 360 градусов.

При последних ассирийских царях, правивших в УШ VII вв. до н. э., астрономия относилась к числу важных государственных занятий. В Месопотамии было множество храмов, где проводились астрономические наблюдения. Об их результатах регулярно докладывали царю. До нашего времени дошло около 600 подобных сообщений из библиотеки царя Ашшурбанипала.

Рис. 5. Древняя астрономическая обсерватория в городе Харане

5. Астрономия в Древней Греции

Древнегреческая наука во многом основана на достижениях египетских и шумерских жрецов. Несомненным достижением греческих ученых является то, что они систематизировали все существующие знания в разных областях наук и продолжили их изучение. Это относится и к астрономии.

Древние греки представляли Землю в виде плоского или выпуклого диска, окруженного океаном, хотя уже Платон и Аристотель говорили о шарообразности Земли. Аристотель наблюдал за Луной и заметил, что в определенные фазы она выглядит как шар, освещенный с одной стороны Солнцем. Значит, Луна имеет форму шара. Далее он сделал вывод, что тень, закрывающая Луну во время затмений, может принадлежать только Земле, а раз тень круглая, то и Земля должна быть круглой.

Аристотель указывал и на другой факт, доказывающий шарообразность Земли: на то, что созвездия при передвижении на север или юг меняют положение. Ведь если бы Земля была плоской, то и звезды оставались бы на месте. Но Аристотель был категорически против того, что Земля вращается вокруг Солнца, он, как и большинство людей его времени, считал, что Земля неподвижна.

Первым человеком, который высказал мысль, что Земля вращается вокруг Солнца, был Аристарх Самосский. Он постарался вычислить расстояние между Землей, Солнцем и Луной, а также отношения их размеров. Аристарх вычислил, что Солнце находится в 19 раз дальше от Земли, чем Луна (по современным данным - в 400 раз дальше), а объем Солнца в 300 раз превышает объем Земли. Далее Аристарх задался вопросом, как может огромное Солнце, а тем более Вселенная, вращаться вокруг маленькой Земли, и сделал вывод, что это Земля вращается вокруг Солнца. Аристарх также объяснил, почему происходит смена дня и ночи: просто Земля вращается не только вокруг Солнца, но вокруг своей оси.

Греческие астрономы пытались понять устройство Вселенной, следили за движением Луны, Солнца, планет, звезд, ввели астрономические понятия, которыми мы пользуемся до сих пор. Евклид дал определение горизонта, небесного экватора, зенита и надира (точки, противоположной зениту), небесного меридиана.

Гиппарх разрабатывал теорию круговых орбит, вычислил, что продолжительность астрономических времен года не одинакова, что летом Солнце движется по своей орбите медленнее, чем зимой. Следовательно, орбита Земли не круглая, как считалось до этого, а эллиптическая. Гиппарх составил звездный каталог, в котором обозначил положение примерно тысячи звезд и определил их относительные величины.

Древние греки использовали солнечно-лунные календарь. Месяц начинался с новолуния, а год примерно равнялся промежутку времени между весенними равноденствиями. По 12-тимесячному лунному календарю год получался примерно на 1/3 лунного месяца короче солнечного года, поэтому в отдельные годы добавляли дополнительный 13 месяц.

Рис. 6

6. Астрономия в Древнем Риме

Знания астрономии древних римлян развивались в точности с эллинской наукой. После поглощения греческой цивилизации римской, происходит дальнейшее развитие всех наук, в том числе и астрономии, под патронатом римской империи.

В 46 году до н.э. вступает в силу юлианский календарь. Выдающийся астроном Гиппарх ввёл методику неравномерного движения сфер по базовой окружности через определённые периоды, уточнил длину года, выстроил математическую теорию движений Солнца и Луны. Также он ввёл такие понятия, как: эксцентриситет орбиты, апогей и перигей, вывел отличия между тропическим и сидерическим годами. Главным результатом работы Гиппарха представилось открытие системы смещение небесных координат, названной «предварением равноденствий». Изучая данные небесных наблюдений за 169 лет, он пришёл к выводу, что положение Солнца в период равноденствий изменяется на несколько градусов. Работу над системой Гиппарха продолжил александрийский учёный-астроном и географ Клавдий Птолемей. Он составил таблицу синусов, значительно усовершенствовав науку тригонометрию, и создал труд «Мегале синтаксис», в котором изложил фундаментальные положения геоцентрической системы мира. Система Птолемея была совершенно неверна, но она позволяла предвычислить местоположение планет на небе, достаточно точно для своего времени. Использованием системы Птолемея заканчивается древний период развития астрономии.

Развитие феодализма и распространение религии христианства в Средние века привели к утрачиванию интереса к естественным наукам, развитие астрономии в странах Европы было приостановлено на несколько столетий. В связи с социальными и политическими потрясениями античного мира и раннего средневековья учения астрономии не находят своего слушателя в странах Средиземноморья.

Однако развитие астрономии на рубеже средних веков происходит в странах Среднего Востока и Центральной Азии, строятся обсерватории и «дома мудрости» в Багдаде и Самарканде. Кульминационным событием в эту эпоху становится построение оригинальной обсерватории учёного Тама Улугбека, внука жестокого завоевателя восточных земель Тамерлана. Он соорудил огромный сектант с радиусом в 40 метров, с помощью которого проводил очень точные наблюдения Солнца, Луны, звёзд и планет. Благодаря построенной обсерватории Улугбек составил каталог положений тысячи звёзд и расчёт движения планет. Этим каталогом пользовались учёные-астрономы вплоть до 17-го века, что подтверждает точность измерительных работ Улугбека и значимость его астрономических открытий для истории.

Рис. 7

Заключение

Изучила историю возникновения астрономии, проследила этапы ее становления; познакомилась с первыми учеными-астрономами; узнала и описала первые древнейшие обсерватории. При написании работы использован материал энциклопедий, астрономических сайтов Интернета, астрономических словарей, периодической печати.

Список литературы

1. https://ru.wikipedia.org/wiki/История_астрономии.

2. https://zen.yandex.ru/media/kosmosgid/kakoi-byla-astronomiia-v-drevnosti-5cf39085d6b38500b0dbcc6e.

3. https://krasivodel.ru/teoriya/history/istoriya-razvitiya-astronomii.html.

Размещено на Allbest.ru