Сторінка
2
Тим самим Кант хотів підкреслити, що абстрактний характер математичних побудов ніякою мірою не може бути підставою для висновку про те, що цей апарат існує сам по собі поза всякою залежністю від реальної дійсності.
З другого боку, неправомірно також ототожнювати математичний апарат з реальною дійсністю.
Тому, знайомлячи школярів із сферичною астрономією, треба не тільки дати уявлення про те, як практично користуватися системами небесних координат, а й показати, яким чином пов'язані її геометричні побудови з реальними властивостями навколишнього світу і умовами астрономічних спостережень.
Перш за все слід звернути увагу на те, що саме поняття небесної сфери виникає природним чином. Справа в тому, що багато завдань спостережної астрономії пов'язані з кутовими вимірюваннями на небі. При цьому астроном абстрагується од відстаней до космічних об'єктів, мовби відносячи їх усіх до однакової відстані, тобто подумки розташовуючи їх на сферичній поверхні, в геометричному центрі якої перебуває він сам. На цю поверхню вздовж відповідних радіусів і проектуються небесні світила.
Але сконструйована таким чином небесна сфера ще ніяк не пов'язана із Землею і місцеперебуванням на ній спостерігача. Встановленню цих зв'язків і служать подальші побудови сферичної астрономії. Спочатку треба пов'язати небесну сферу з кулястістю Землі. Саме для цього будується прямовисна лінія, напрям якої у кожній точці земної поверхні можна визначити за допомогою виска. Перетин прямовисної лінії з небесною сферою визначає розташування точок зеніту і надира. За допомогою прямовисної лінії будується й площина горизонту. Вона проводиться через центр небесної сфери перпендикулярно до прямовисної лінії. Перетин площини горизонту з небесною сферою дає математичний горизонт. Внаслідок кулястості Землі небесні сфери, побудовані для двох спостерігачів, які перебувають у різних точках земної кулі, різняться одна від одної. Кожна з них має свою прямовисну лінію, свій зеніт, свої площину горизонту й математичний горизонт.
Треба також зв'язати небесну сферу з добовим обертанням Землі. Спостерігаючи зоряне небо протягом досить тривалого часу, можна виявити, що картина його змінюється. Одні сузір'я піднімаються над горизонтом у східній стороні, інші заходять на заході. Ці зміни є наслідком добового обертання Землі довкола власної осі, що відбувається із заходу на схід. При цьому ми помітимо, що світила, розташовані порівняно невисоко над горизонтом, у південній стороні неба описують дуги великих радіусів. У міру наближення до зеніту ці радіуси зменшуються, і десь у районі Полярної зорі знаходиться нерухома точка. Визначити її місцерозташування можна дослідним шляхом. Для цього треба направити фотоапарат у район Полярної зорі і сфотографувати цю ділянку неба з довгочасною витримкою. На знімку всі зорі внаслідок добового руху прокреслять відповідні дуги. А в центрі знаходиться нерухома точка — Північний полюс світу. Він розташований на продовженні осі обертання Землі — осі світу. Північний полюс світу, зеніт і центр небесної сфери визначають розташування площини небесного меридіана і точок горизонту — півдня і півночі. З напрямом осі світу безпосередньо пов'язане й розташування у просторі перпендикулярної до неї площини небесного екватора.
Таким чином, небесна сфера з усіма її геометричними елементами зовсім не е довільною математичною конструкцією, її побудова тісно пов'язана з реальними умовами астрономічних спостережень.
Засвоєння основних положень сферичної астрономії й осмислення їхньої сутності, як правило, стикається з серйозними труднощами. Воно вимагає достатньою мірою розвинутої просторової уяви, оскільки всі побудови сферичної астрономії здійснюються у тривимірному просторі. Проте усі відповідні ілюстрації виконуються на плоскому аркуші паперу.
Тому в тих містах, де є стаціонарні або навчальні планетарії, дуже корисно провести заняття з використанням апаратури, що відтворює побудови сферичної астрономії на сферичному куполі, тобто у тривимірному просторі.
Практична астрономія. Ми вже говорили, що астрономія подібно до інших природничих наук зародилася у безпосередньому зв'язку з практичними потребами людей. Виникнувши для розв'язання практичний завдань, астрономія в свою чергу істотно вплинула на розвиток людського суспільства, сприяла його прогресу. Зокрема, можливість визначати місцезнаходження корабля у морі за розташуванням Сонця і зір сприяла великим географічним відкриттям. Відкриття Америки, кругосвітні подорожі здійснили мореплавці, які добре знали практичну астрономію. «Існує тільки одне безпомилкове обчислення,— говорив Колумб,— це — астрономічне. Щасливий той, хто з ним обізнаний».
Аж до другої половини XX століття астрономічні методи навігації, геодезії, а також обчислення часу зберігали своє практичне значення. І вже в повоєнні роки внаслідок розвитку радіотехніки, електроніки, атомної фізики з'явилися зручніші, оперативніші й точніші методи як для розв'язування навігаційних та геодезичних задач, так і для надточного відліку проміжків часу.
І в цих традиційних галузях свого практичного застосування сучасна астрономія відійшла на другий план, поступившись першістю технічним методам. Проте, чи означає це, що практична астрономія повністю віджила свій вік і вже нездатна у наш час приносити якусь реальну користь? Такий висновок був би неправильним.