Astronomie je oblast, v níž Řekové projevili pozoruhodný talent. Pozorovací astronomii, která byla hlavní formou astronomie jinde, posunuli v Řecku o krok dále: pokusili se vytvořit model vesmíru, který by pozorování vysvětlil. Zkoumali všechny myslitelné alternativy, zvažovali mnoho různých řešení různých astronomických problémů, na které narazili. Nejenže předjímali mnohé myšlenky moderní astronomie, ale některé z jejich nápadů přetrvaly přibližně dvě tisíciletí. Ještě v době Isaaca Newtona se některé aspekty aristotelské kosmologie vyučovaly na univerzitě v Cambridge.
Naše znalosti o řecké astronomii před 4. stoletím př. n. l. jsou velmi neúplné. Máme jen několik dochovaných spisů a většinu toho, co známe, tvoří odkazy a komentáře Aristotela, většinou názory, které se chystá kritizovat. Jasné je jen to, že se věřilo, že Země je koule, a že rostla snaha chápat přírodu v čistě přírodním pojetí, bez uchylování se k nadpřirozeným vysvětlením.
Reklama
Sousedé Řeků, Egypťané a Babyloňané, měli vysoce rozvinutou astronomii, ale síly, které je poháněly, byly jiné. Egyptská správa se opírala o dobře zavedené kalendáře, které umožňovaly předvídat záplavy Nilu; rituály vyžadovaly, aby bylo možné určit čas během noci, a důležitá byla také orientace památek podle světových stran. Babyloňané věřili ve čtení věšteb na obloze jako prostředku k zabezpečení státu. To vše byly důležité podněty k rozvoji jemné astronomie.
Pythagoras je považován za prvního Řeka, který si myslel, že Země je kulovitá, ale tato myšlenka byla pravděpodobně založena spíše na mystických než vědeckých důvodech. Pýthagorejci našli přesvědčivé důkazy ve prospěch kulové Země poté, co bylo zjištěno, že Měsíc svítí odrazem světla, a bylo nalezeno správné vysvětlení zatmění. Stín Země na povrchu Měsíce naznačoval, že tvar naší planety je kulový.
Aristotelova kniha „O nebesích“ shrnuje některé astronomické představy předcházející jeho době. Uvádí například, že Xenofanés z Kolofónu tvrdil, že země pod námi je nekonečná, že „zapustila kořeny do nekonečna“; jiní věřili, že země spočívá na vodě, což je tvrzení, jehož původním autorem byl zřejmě Thalés (podle Aristotela); Anaximenés, Anaxagorás a Démokritos věřili, že země je plochá, která „zakrývá jako víko zemi pod sebou“.
Reklama
Řecká astronomie po Aristotelovi
Až na několik výjimek, mezi řeckými astronomy panovala všeobecná shoda, že vesmír je soustředěn kolem Země. V průběhu 4. století př. n. l. se Platón a Aristoteles shodli na geocentrickém modelu, ale oba myslitelé tak učinili na základě mystických argumentů: Hvězdy a planety obíhaly kolem Země na soustředně uspořádaných koulích. Platón dokonce popsal vesmír jako Vřeteno nutnosti, které navštěvují Sirény a otáčejí jím tři sudičky. Platón zavrhl myšlenku vesmíru řízeného přírodními zákony, protože odmítal jakoukoli formu determinismu. Nepředvídatelné pohyby některých planet (zejména Marsu) totiž Platón považoval za důkaz, že přírodní zákony nemohou vysvětlit všechny změny v přírodě. Eudoxos, Platónův žák, zpochybnil názory svého učitele tím, že vypracoval matematický model, který byl více oproštěn od mýtů, ale představa soustředných sfér a kruhového pohybu planet stále přetrvávala.
Ačkoli Aristotelovo zdůvodnění vesmíru soustředěného kolem Země postrádá vědeckou oporu, nabízí některé přesvědčivé pozorovací důkazy pro zdůvodnění kulové Země, z nichž nejdůležitější je rozdíl v poloze polární hvězdy při změně zeměpisné šířky, pozorování, které nabízelo způsob měření obvodu Země.
V Egyptě a v okolí Kypru jsou skutečně vidět některé hvězdy, které v severních oblastech vidět nejsou; a hvězdy, které na severu nikdy nejsou mimo dosah pozorování, v těchto oblastech vycházejí a zapadají. To vše svědčí nejen o tom, že Země má kruhový tvar, ale také o tom, že je to koule nevelkých rozměrů: jinak by totiž nebyl účinek tak nepatrné změny místa rychle patrný.
(Aristoteles: Kniha 2, kapitola 14, str. 75)
Aristoteles na základě polohy polární hvězdy mezi Řeckem a Egyptem odhadl velikost planety na 400 000 stadií. Nevíme přesně o přepočtu stadií na moderní míry, ale obecně se soudí, že 400 000 stadií by bylo přibližně 64 000 kilometrů. Toto číslo je mnohem vyšší než moderní výpočty, ale zajímavé je, že z teoretického hlediska je tento výpočet platnou metodou pro výpočet velikosti naší planety; právě nepřesnost čísel, s nimiž Aristoteles pracoval, mu brání dospět k přijatelnému závěru.
Přesnější údaj o velikosti naší planety se objeví později u Eratosthena (276-195 př. n. l.), který porovnával stíny vrhané Sluncem ve dvou různých zeměpisných šířkách (Alexandrie a Syéné) v přesně stejnou dobu. Jednoduchou geometrií pak vypočítal obvod Země na 250 000 stadií, což je asi 40 000 kilometrů. Eratosthenův výpočet je asi o 15 % nadsazený, ale přesnost jeho údaje by se mu vyrovnala až v moderní době.
Reklama
Vcelku dobrá pozorování aristotelské kosmologie koexistovala s řadou mystických a estetických předsudků. Věřilo se například, že nebeská tělesa jsou „neporušitelná a nezničitelná“ a také „nezměnitelná“. Všechna tělesa, která existovala nad naší planetou, byla považována za bezchybná a věčná, což byla představa, která přetrvala ještě dlouho po Aristotelovi: dokonce i v době renesance, když Galileo tvrdil, že povrch Měsíce je stejně nedokonalý jako naše planeta a plný hor a kráterů, vyvolalo to mezi aristotelskými učenci, kteří stále dominovali evropskému myšlení, jen pohoršení.
Přes všeobecnou shodu na modelu soustředěném na Zemi existovala řada důvodů, které naznačovaly, že model není zcela přesný a vyžaduje opravy. Geocentrický model například nedokázal vysvětlit ani změny jasnosti planet, ani jejich retrográdní pohyby. Aristarchos ze Samu (310 př. n. l. – 290 př. n. l.) byl starořecký matematik a astronom, který přišel s alternativní astronomickou hypotézou, jež mohla některé z těchto problémů vyřešit. Předstihl Koperníka a Galilea o téměř 20 století a tvrdil, že Slunce, nikoli Země, je pevným středem vesmíru a že Země spolu s ostatními planetami obíhá kolem Slunce. Tvrdil také, že hvězdy jsou vzdálená slunce, která se nepohybují, a že velikost vesmíru je mnohem větší, než se domnívali jeho současníci. Pomocí pečlivé geometrické analýzy založené na velikosti zemského stínu na Měsíci při zatmění Měsíce Aristarchos věděl, že Slunce je mnohem větší než Země. Je možné, že myšlenka, že malé objekty by měly obíhat kolem velkých a ne naopak, motivovala jeho revoluční myšlenky.
Aristarchova díla, kde je heliocentrický model prezentován, jsou ztracena a víme o nich díky skládání pozdějších děl a odkazů. Jedním z nejdůležitějších a nejjasnějších je to, které Archimedes zmiňuje ve své knize „Písečný rek“:
Podpořte naši neziskovou organizaci
S vaší pomocí vytváříme bezplatný obsah, který pomáhá milionům lidí na celém světě učit se historii.
Staňte se členem
Reklama
Aristarchos ze Samu však přinesl knihu sestávající z určitých hypotéz, v nichž premisy vedou k výsledku, že vesmír je mnohonásobně větší než ten, který je nyní tzv. Jeho hypotézy říkají, že stálé hvězdy a Slunce zůstávají nepohnuty, že Země obíhá kolem Slunce po obvodu kruhu, přičemž Slunce leží uprostřed dráhy, a že sféra stálých hvězd, která se nachází kolem stejného středu jako Slunce, je tak velká, že kruh, po němž podle jeho předpokladu obíhá Země, má ke vzdálenosti stálých hvězd takový poměr, jaký má střed sféry k jejímu povrchu.
(Archimedes, 1-2)
Aristarchův model byl dobrý nápad ve špatné době, protože všichni řečtí astronomové ve starověku považovali za samozřejmé, že dráha všech nebeských těles musí být kruhová. Problém spočíval v tom, že Aristarchovu teorii nebylo možné sladit s údajně kruhovými pohyby nebeských těles. Ve skutečnosti jsou dráhy planet eliptické, nikoliv kruhové: eliptické dráhy nebo jakékoli jiné nekruhové dráhy nebylo možné akceptovat; z pohledu řeckých astronomů to bylo téměř rouhání.
Hipparchus z Nikáje (190 př. Kr. – 120 př. Kr.), nejuznávanější a nejtalentovanější řecký astronom starověku, vypočítal délku lunárního měsíce s chybou menší než jedna sekunda a odhadl sluneční rok s chybou šesti minut. Sestavil katalog oblohy, v němž uvedl polohy 1080 hvězd s uvedením jejich přesné nebeské šířky a délky. Timocharis, 166 let před Hipparchem, také sestavil mapu. Srovnáním obou map Hipparchus vypočítal, že se zdánlivá poloha hvězd posunula asi o dva stupně, a tak objevil a změřil rovnodennostní precesi. Vypočítal, že precese činí 36 sekund za rok, což je podle moderních výpočtů, které se pohybují kolem 50 sekund, poněkud málo. Poskytl také většinu výpočtů, které jsou páteří Ptolemaiova díla Almagest, rozsáhlého astronomického spisu dokončeného během 2. století n. l., který zůstal standardní příručkou pro učence a nebyl zpochybňován až do renesance.
Reklama
Hipparchus ukončil Aristarchovu teorii tvrzením, že geocentrický model vysvětluje pozorování lépe než model Aristarchův. V důsledku toho je často obviňován z toho, že upřednostňováním mylného zemocentrického názoru přivedl astronomický pokrok zpět. To je však riziko, které obklopuje každého génia, dvě strany téže mince: když má pravdu, může vyvolat revoluci v poznání, a když se mýlí, může zmrazit poznání na celá staletí.
Aristotelův model byl „zachráněn“ zavedením dvou geometrických nástrojů, které vytvořil Apollonius z Pergy kolem roku 200 př. n. l. a zdokonalil Hipparchos. Konvenční kružnice byly nahrazeny excentrickými kružnicemi. V excentrické kružnici se planety pohybovaly jako obvykle rovnoměrným kruhovým pohybem kolem Země, ale naše planeta nebyla středem kružnice, ale spíše posunutým středem. Tímto způsobem bylo možné vysvětlit změny rychlosti planet a také změny jasnosti: planety se zdály pohybovat rychleji a také jasněji, když byly blíže k Zemi, a pomaleji a také slaběji, když byly vzdáleny na vzdálenější straně své dráhy. Apollónius přišel s dalším nástrojem, epicyklem, oběžnou dráhou uvnitř oběžné dráhy (Měsíc obíhá kolem Země a Země obíhá kolem Slunce, jinými slovy, Měsíc se pohybuje kolem Slunce v epicyklu). Tímto přístrojem bylo možné vysvětlit změny jasnosti a rychlosti a také retrográdní pohyby planet, které mátly většinu řeckých astronomů.
Almagest
Mezi Hipparchovým a Ptolemaiovým Almagestem máme mezeru tří století. Někteří badatelé se domnívají, že toto období bylo pro řeckou astronomii jakýmsi „věkem temna“, zatímco jiní badatelé se domnívají, že triumf Almagestu vymazal všechna předchozí astronomická díla. To je zbytečná debata, protože význam vědeckého díla se často měří počtem předchozích prací, které činí zbytečnými.
Almagest je kolosální dílo o astronomii. Obsahuje geometrické modely spojené s tabulkami, podle nichž bylo možné donekonečna vypočítávat pohyby nebeských těles. V tomto díle jsou shrnuty všechny řecko-babylonské astronomické úspěchy. Obsahuje katalog obsahující více než 1 000 stálých hvězd. Kosmologie Almagestu bude dominovat západní astronomii po následujících 14 století. Ačkoli nebyla dokonalá, měla dostatečnou přesnost, aby zůstala uznávána až do renesance.
Ironicky vzato byl Ptolemaios spíše astrologem než astronomem: v jeho době neexistoval ostrý rozdíl mezi obskurní činností astrologie a vědou astronomie. Astronomická pozorování byla pouze vedlejším důsledkem Ptolemaiovy touhy, aby jako astrolog dokázal vždy určit a předvídat polohy planet. Kromě toho byl Ptolemaios také autorem díla Tetrabiblos, klasického díla o astrologii.
Přístroje vymyšlené Hipparchem a Apollóniem umožňovaly dostatečnou přesnost pozorování, což podporovalo pokrok geocentrického modelu, ale úplného úspěchu se nikdy nepodařilo dosáhnout. Ptolemaios přidal ještě další pomůcku, aby „zachránil zdání“ modelu: ekvantový bod. Ekvant byl bod symetricky protilehlý excentrické Zemi a planeta se měla na své dráze pohybovat tak, aby se z pohledu ekvantu zdálo, že se po obloze pohybuje rovnoměrně. Protože ekvant byl posunutý od středu dráhy, musely planety měnit svou rychlost, aby tento požadavek splnily. Stručně řečeno, protože některé základní předpoklady kosmologického modelu byly chybné (představa Země ve středu, dokonalé kruhové dráhy atd.), bylo třeba přidat pochybné a komplikované pomůcky (excentrické kružnice, epicykly, ekvanty atd.), aby se zabránilo nesrovnalostem nebo se je alespoň pokusilo minimalizovat. Ptolemaiovský model se nakonec zhroutil nejen kvůli svým nepřesnostem, ale především proto, že nebyl dostatečně jednoduchý. Když byla v 16. století n. l. zveřejněna Koperníkova hypotéza zaměřená na Slunce, získala si popularitu ne proto, že byla přesnější, ale proto, že byla mnohem jednodušší a nepotřebovala všechny ty příliš složité přístroje, které musel používat Ptolemaios.
Legacy
Řecké úspěchy v umění, politice, a dokonce i ve filozofii můžeme posuzovat podle osobního vkusu, ale to, čeho dosáhli v astronomii, je zcela nezpochybnitelné. Nejenže vytvořili vynikající astronomické znalosti, ale také úspěšně využili astronomické údaje, které získali z egyptské, babylonské a chaldejské astronomie, a dokázali je spojit s vlastními poznatky. I když se dopustili chybného předpokladu, projevili jedinečnou tvořivost a vymýšleli pomůcky, jak své omyly zachránit. Během vzestupu moderní vědy se svět dočkal myslitelů s dostatečnou astronomickou kompetencí, aby zpochybnili představy starořecké astronomie, až v renesanci.
.