Реферат: 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.