ИСТОРИЯ АСТРОНОМИИ

В основу настоящей программы положена дисциплина «История и методология астрономии».

Программа разработана Институтом истории естествознания и техники им. СИ. Вавилова РАН и Государственным астрономическим институтом им. П.К. Штернберга МГУ и одобрена экспертными советами по истории и по физике Высшей аттестационной комиссии Минобразования России.

Причины раннего зарождения интереса к небесным явлениям. Закономерность (цикличность) и наглядность (общедоступность) главных небесных явлений, корреляция с ними сезонных изменений и жизненных циклов на Земле. Характер астрономической деятельности первобытного человека: прикладной (ориентация в пространстве и времени) и мировоззренческий (осознание связей человека с Космосом, формирование ранних астральных форм религии и выработка общих представлений о Вселенной — топо- и антропоцентрической астрономической картины мира (АКМ). Основные стадии развития астрономических представлений и знаний: от стихийной выработки общих представлений о Вселенной (космические мифы, культ светил) через космическую натурфилософию к формированию астрономии как самостоятельного предмета науки; наблюдательное и теоретическое изучение Космоса с использованием методов фундаментальных наук — математики, физики, химии и т.п., с последующей ее дифференциацией (по объектам, аспектам, методам). Чередование спокойных (эволюционных) и переломных (революционных) этапов в развитии астрономии.

Древнейшие следы астрономической деятельности: лунные календари; наблюдательные площадки с астрономическими ориентирами для древнейшей «службы времени» («горизонтная» астрономия); астрономический фольклор (его прикладной и мировоззренческий характер).

Поклонение светилам и «небесным камням» (метеоритам), формирование астральных религий и астрологии. Выделение созвездий в области вдоль небесного экватора и эклиптики и формирование зодиака. Календарные системы. Регистрация солнечных и лунных затмений. Первые астрономические инструменты. Ранние арифметические модели неравномерного движения Луны и Солнца («зигзагообразная функция» — Вавилон, 1 тыс. и далее до н.э.; Китай, VI в.) — регистрационная астрономия и ранние формы космофизической картины мира. Идея огненного происхождения и циклического развития Вселенной (Персия, Индия, Мезоамерика).

Освоение прошлого наследия и наблюдательные открытия (Фалес, Метон, Евктемон). Космофизическая натурфилософия (Фалес, Анаксимандр, Анаксимен, VII—VI вв. до н.э.; пифагорейцы, VI—IV вв. до н.э.). Идея числовой гармонии Космоса; «огненной единицы» как истока формирования материальной Вселенной; первая негеоцентрическая модель мира с подвижной Землей. Идея развития Космоса (Гераклит Эфесский). Вихревая космогония Анаксагора (V в. до н.э.). Вершина развития античной астрономии — IV в. до н.э.: идея множественности и многообразия развивающихся миров-вселенных и звездного состава Млечного Пути (Демокрит). Идея сведения сложных видимых движений небесных тел к простым (круговым равномерным — Платон). Первая математическая геоцентрическая модель мира (гомоцентрические сферы) и древнейшее описание звездного неба с выделением основных кругов небесной сферы (Евдокс). Первая универсальная космофизическая система природы Аристотеля. Ее роль в истории астрономии.

Первая наблюдательная оценка относительных расстояний и размеров Солнца и Луны и идея гелиоцентризма (Аристарх Самосский). Древнейший звездный каталог (Аристилл и Тимохарис). Его роль в истории астрономии. Первое измерение размеров земного шара (Эратосфен). Теория конических сечений и метод эпициклов для описания неравномерных движений (Аполлоний Пергский). Гиппарх (II в. до н.э.) — начало точной наблюдательной и теоретической астрономии; звездный каталог; прецессия; звездные величины; геометрическая теория неравномерного движения Солнца и Луны по эксцентрикам. Птолемей (II в. н.э.) и создание первой полной математической геоцентрической системы мира (эпициклическая теория с эквантом, значение последнего). «Альмагест» Птолемея.

Юлианский календарь (46 г. до н.э.). Лукреций Кар и возрождение идей Демокрита. Сенека и идея космической природы комет.

Астрономия в Александрии (III—VII вв.). Столкновение эллинистической натурфилософии и христианской библейской «космологии» (Ориген, Гипатия).

Астрономия в Византии (IV—XV вв.). Сохранение наследия греческой науки. Упадок в космологических представлениях (Косма Индикоплов, VI в.).

Наблюдательная и математическая астрономия на средневековом Дальнем и Ближнем Востоке и в Средней Азии. Китай (Чжан Хэн, 1— II вв., наблюдения и инструменты). Индия — освоение Птолемеева наследия (Ариабхата — V в., Бхаскара — XII в.). Наблюдательная и теоретическая астрономия в мире ислама — VIII—XV вв., Багдад, Каир, Дамаск (Сабит ибн Корра и др.); Газна, Марага (Бируни, Наси-рэдцин Туей). Самаркандская обсерватория с уникальным квадрантом. Начало точных систематических наблюдений, звездный каталог (Улугбек, XV в.). Календарь и идея бесконечной Вселенной Омара Хайама. Главное наследие астрономии исламского мира — «Зиджи».

Астрономия в средневековой Западной Европе (VII—XIV вв.). «Пасхалии». Догматизация картины мира Аристотеля — Птолемея как научной опоры богословия, XII—XIII вв. Комментаторство. Буридан, Орем — идея возможности движения Земли и несоизмеримости небесных движений. Вселенная Николая Кузанского. Пурбах, Региомонтан (XV в.).

Гелиоцентрическая система мира Коперника — первая теория истинного строения Солнечной системы. Тихо Браге. Наблюдения Марса, открытие космической природы комет, компромиссная система мира. Джордано Бруно. В. Гильберт. Галилей и начало телескопической астрономии. Кеплер. Открытие законов планетных движений. Изобретение рефрактора. Открытие первой переменной звезды (Мира Кита, Д. Фабрициус, 1596). Декарт. Эволюционная (вихревая) модель Вселенной на основе гелиоцентризма.

Ньютон. Закон всемирного тяготения и создание основ небесной динамики. Открытие явления спектра. Изобретение рефлектора. Дифференциальное и интегральное исчисления (Ньютон, Лейбниц). Успехи телескопической астрономии XVII в. (Я. Гевелий, Дж. Кассини, X. Гюйгенс). Первая реалистическая оценка солнечного параллакса (Хоррокс). Детали поверхности Луны и планет (Гарриот, Гевелий, Гук и др.). Кольцо Сатурна и первая оценка межзвездных расстояний (Гюйгенс). Открытие конечности скорости света (О. Рёмер). Гринвичская и Парижская обсерватории (Дж. Флемстид; Дж. Кассини).

Периодичность комет, собственные движения звезд (Галлей, 1705, 1718). Аберрация как первое наблюдательное подтверждение орбитального движения Земли (Брадлей, 1725—1728). Первые шаги в мир «туманностей» (Галлей, Дерхем, Мессье, 30—80-е гг. XVIII в). Уточнение «фотометрических» межзвездных расстояний (Ламберт, 1761). Концепции островной и иерархической Вселенной. Идея развития Вселенной под действием гравитации (Райт, Кант, Ламберт). Рождение планетной космогонии: катастрофические (Уистон, Бюффон) и эволюционные (Кант, Лаплас) гипотезы. Атмосфера на Венере (Ломоносов, 1761). Концепция лунного вулканизма и физика комет (Эпинус, 80-е гг. XVIII в.). Открытие первой затменно-переменной звезды (Алголь, Дж. Гудрайк, 1784). У. Гершель и начало звездной астрономии (1781—1817): открытие Урана; движения Солнца, изолированности Галактики; физически двойных звезд; кратных и взаимодействующих туманностей; каталоги 2,5 тыс. новых туманностей и звездных скоплений. Первая оценка расстояний до млечных туманностей как далеких звездных систем (миллионы световых лет) с выводом о наблюдении этих объектов в их миллионнолетнем прошлом. Открытие первых признаков крупномасштабной структуры Вселенной («пласт туманностей Волос Вероники», 1784). Рождение звездной космогонии (1791). Открытие инфракрасного излучения (1800).

Закон планетных расстояний Тициуса—Боде. Идея «черных дыр» (Дж. Мичел, 1784; П.С. Лаплас, 1796). Рождение научной метеоритики (Э. Хладни, 1794).

Открытие подсистемы малых тел (Пиацци, Олмстэд, Араго, Скиапарелли). Проблема происхождения астероидов и комет (Ольберс, Лагранж, Лаплас). Эффект Доплера. Фотография и ее применение в астрономии. Ахроматы, спектроскоп, полярископ (Доллонд, Волластон, Араго). Рефракторы нового поколения (Фраунгофер).

Первые измерения звездных параллаксов (В.Я. Струве, Бессель, Гендерсон, 1837—1839). Основание Пулковской обсерватории (1839). Открытие спиральной структуры у млечных туманностей (У. Парсонс, 1845).

Триумф ньютонианской гравитационной АКМ: создание классической небесной механики возмущенного движения (Лаплас и Французская школа небесной механики; Петербургская школа — Л. Эйлер, А.И. Лексель). Открытие первой короткопериодической кометы («комета Лекселя») и невидимых спутников у звезд (Бессель). Открытие Нептуна (Адамc и Леверье, 1846) и загадка в движении перигелия Меркурия (1853).

Вторая половина XIX в. Рождение астрофизики. Гипотезы об источнике энергии Срлнца и звезд на основе открытия закона сохранения энергии (метеоритная — Р. Майер; контракционная — Г. Гельмгольц и У. Томсон). Создание спектрального анализа (Кирхгоф и Бунзен, ок. 1859), Доплер и Физо, Цёльнер, Д. Дрэпер). Открытие химического состава Солнца и звезд; газовой природы светлых диффузных туманностей (Кирхгоф, Хеггинс). Начало спектральной классификации звезд (Секки, Фогель). Ее эволюционное истолкование — Локьер. Солнечная активность (Швабе, Р. Вольф). Диаграмма Герцшпрунга—Ресселла. Проблема внутреннего строения звезд и природы источников звездной энергии (Майер, Гельмгольц, лорд Кельвин, Джине, Эддингтон). Успехи в изучении тел Солнечной системы. Связь метеорных потоков с кометами (Скиапарелли). Массовое открытие астероидов. Проблема «жизни на Марсе» (Скиапарелли, Ловелл). Идея панспермии (Рихтер, Аррениус). Кинематика и динамика звездных систем (М.А. Ковальский, Каптейн, К. Шварцшильд, Джине, Эддингтон). Космологические парадоксы.

Космогонический аспект АКМ (с конца XIX до середины XX в.). Проблема планетной космогонии (Фай, Чемберлен и Мультон, Джине и Джеффрейс, Вейцзеккер, О.Ю. Шмидт). Проблема звездной эволюции и иллюзия ее решения (от Локьера до Рессела). Возрождение звездной космогонии (В.А. Амбарцумян, 1947).

Эйнштейн и вторая научная революция в физике и космологии (1917). Концепция нестационарной Вселенной и рождение релятивистской космологии (А.А. Фридман, 1922—1923; Леметр, 1927, 1932).

Теоретическая (Шарлье) и наблюдательная космологии первой четверти XX в. От идеи единственности Галактики (Шепли) до «Вселенной Хаббла» (1924). Расширение Вселенной (закон красного смещения Хаббла, 1929) и первые оценки ее возраста. «Долгая» и «короткая» шкалы возраста звезд и эволюции Вселенной (Джине, Амбарцумян, конец 30-х гг.). Рождение радиоастрономии и открытие радиовселенной (Янский, Рёбер, 30-е гг.). Первые фундаментальные открытия в радиоастрономии. Главная линия радиоспектра 21 см (Ван де Хюлст, И.С. Шкловский, Юэн и Парселл, 40—50-е гг.). Протяженные и дискретные радиоисточники. Открытие синхротронного механизма непрерывного радиоизлучения (Гинзбург, Шкловский, начало 50-х гг.). Переменные радиоисточники: квазары, пульсары и др. (60—70-е гг.). Формирование релятивистской космологической картины мира. Теория «горячей Вселенной» (Дж. Гамов, 1946). Предсказание остаточного изотропного радиоизлучения (Гамов, Альфер, Герман, 1948). Открытие реликтового радиоизлучения (Пензиас, Вильсон, 1965). Развитие теории «горячей Вселенной» (Я.Б. Зельдович и др.). Проблема крупномасштабной структуры Вселенной — от У. Гершеля до наших дней. Открытие первого сверхскопления галактик (де Вокулер, 1953). Концепция ячеисто-филаментарной структуры Метагалактики.

Проблема источников звездной энергии и эволюции звезд. Идея аннигиляции (Джине, Эддингтон, начало XX в.). Решение проблемы на основе идеи термоядерного синтеза (Эддингтон, Критчфилд, Вейцзеккер, Бете, конец ЗО-х гг.). Возрождение идеи контракционно-го источника энергии (для стадии формирования звезды, взрыва Сверхновой, излучения аккреционных дисков у двойных систем с белым карликом, нейтронной звездой или «черной дырой»). Проявление радиоактивного механизма энерговыделения в Сверхновой (1987). Новая концепция звездной эволюции (М. Шварцшильд и др., с 50-х гг. XX в.). Первые шаги к созданию нейтринной и гравитационно-волновой астрономии (конец XX в.). Открытие резкой нестационарности объектов и процессов различных масштабных уровней (галактики с активными ядрами, квазары, барстеры, транзиенты, гамма-всплески, «микроквазары» и т.д.). Современные тенденции формирования единой звездно-планетной космогонии (вторая половина XX в.). Инфляционная Вселенная (Гут, Линде и др.) и начало третьей революции в космологии (конец XX в.). Концепция множественности физически различных «мегавселенных». Проблема жизни во Вселенной. Парадокс «молчания Вселенной». Антропный принцип.

Исторический путь развития астрономической картины мира (АКМ).

Берри А. Краткая история астрономии. М.—Л., 1946.

Ван-дер-Варден Б. Пробуждающаяся наука. Рождение астрономии / Пер. с англ. М., 1991. Т. II.

Воронцов-Вельяминов Б.А. Очерки истории астрономии в России. М., 1956.

Еремеева А.И., Цицин Ф.А. История астрономии. (Основные этапы развития астрономической картины мира). М., 1989.

Идлис Г.М. Революции в астрономии, физике и космологии. М., 1985. Нейгебауэр О. Точные науки в древности. М, 1968.

Паннекук А. История астрономии. М., 1966.

Рожанский И.Д. Античная наука. М., 1980.

Струве О., Зебергс В. Астрономия XX века. М., 1968.

Астрономия на крутых поворотах XX века. Дубна, 1997.

Вселенная, астрономия, философия. М., 1988.

Гинзбург В.Л. О науке, о себе и о других. М., 2003.

Еремеева А.И., Цицин Ф.А. Астрономия в истории Российской академии наук // Российская академия наук. 275 лет служения России. М., 1999.

Невская Н. И. Петербургская астрономическая школа XVIII в. Л., 1984.

Фрагменты ранних греческих философов / Сост. А.В. Лебедев. Отв. ред. И.Д. Рожанский. М., 1989. Ч. 1.

Шкловский КС. Из истории развития радиоастрономии в СССР. М., 1982.

1. Археоастрономия. Наиболее значительные результаты исследований вэтой области.

2. История открытия и изучения крупномасштабной структуры Вселенной (от XVIII до XX в.)

3. Основные регионы астрономической деятельности в Древнем мире.Время зарождения, сходство, различие.

4. История открытия радиовселенной.

5. Идея «горячего» начала Вселенной и ее эволюция — с древности до наших дней.

6. Астрономическая картина мира первых атомистов и ее последующая эволюция.

7. История открытия больших планет.

8. Аристотель и его космофизическая картина мира. Ее двойная роль в истории науки — в древности и в последующие века.

9. Революция в космологии XX в. и формирование релятивистской картины мира.

10. Открытие подсистемы малых тел в Солнечной системе.

11. Вихревая космогония — от Анаксагора до наших дней.

12. Астрономическая картина мира Декарта и ее роль в развитии научного мировоззрения.

13. Гиппарх и его место в истории астрономии.

14. Николай Кузанский. Идеи о Вселенной и их влияние на дальнейшее развитие картины мира.

15. Космологические представления позднего Средневековья: Роберт Гроссетест и Роджер Бэкон. Их идеи в оптике и роль в развитии космологической картины мира.

16. Кеплер. Его открытия и идеи. Физика неба. Гармония мира.

17. Тихо Браге и его роль в истории наблюдательной астрономии и в развитии астрономической картины мира.

18. В. Гершель, его открытия и роль в развитии космогонической и космологической картины мира.

19. Коперник. Прогрессивное и регрессивное в его учении.

20. Космологические гипотезы XVIII в. как одно из первых следствий признания гравитационной теории Ньютона.

21. Открытия и догадки Ломоносова в астрономии.

22. Два направления в планетной космогонии — катастрофические и эволюционные гипотезы.

23. Выдающиеся астрономы-наблюдатели средневекового Востока.

24. Основные этапы развития телескопической астрономии.

25. Основные этапы истории изучения млечных туманностей — от Птолемея до Хаббла.

26. Предыстория, рождение и первые этапы развития астрофизики (до конца XIX в.).

27. Поиск звездных параллаксов и связанные с этим открытия в астрономии.

28. Вклад Франца Ульриха Теодора Эпинуса в астрономию.

29. Фридрих Вильгельм Бессель. Его вклад в астрономию.

30. Зарождение и основные этапы развития звездной космогонии.

31. Эрнст Флоренс Фридрих Хладни и его роль в астрономии.

32. Проблема источников внутризвездной энергии — основные этапы на пути ее разрешения.

33. Космологические парадоксы: содержание, время возникновения, пути разрешения.

34. Астрология: научные и социальные истоки, причина живучести, оценка с точки зрения современной научной картины мира.

35. Реликтовое излучение. История открытия.

36. Проблемы «черных дыр» — с XVIII до XXI в.

37. Эдмунд Галлей и его роль в астрономии.

38. Научные революции в истории астрономии.

39. История проблемы жизни во Вселенной.

40. Антропный космологический принцип.