Театральный урок "Астрономические системы мира"

Е.А. Матарцев
(Ленинградская обл., Шумиловская средняя школа)

    При изучении астрономии школьники сталкиваются с вопросами большого миpoвоззренческого значения. Например, при сравнении двух систем Мира - геоцентрической и гелиоцентрической мы не ограничиваемся их простым сопоставлением, а прослеживаем развитие представлении о строении Вселенной, сопереживаем драме идей и судеб ученых в истории науки. Уроки, посвященные этой тематике, проводим в виде игры, спектакля, где каждый ученик выбирает себе роль, соответствующую роду деятельности, который ему интересен и посилен. Подготовка такой роли требует от одиннадцатиклассника знаний из разных областей науки: астрономии, физики, истории, географии, литературы.

    Подготовительная работа начинается с того, что учитель обращается к учащимся с такими словами: "Мы предлагаем вам принять участие в необычном спектакле. Главными героями спектакля будут ученые-астрономы разных эпох. Каждый из них будет представлять свои тщательно обдуманные идеи о строении Мира. Каждый уверен в своей правоте. Каждый из них будет приводить свои доводы. Все они идут разными путями. Но что их объединяет? Одержимость в поисках истины. Свои открытия они посвящали потомкам. Важны ли для нас их дела? Важны, конечно. Но мы обязательно должны знать не только, как рождались труды великих корифеев науки, но и что это были за люди, сколько сил, энергии. здоровья, нервов отдали они. чтобы мы сегодня узнали эти законы и прочли их формулы в учебниках. Как порой отказывались они от богатства, почестей, радостей жизни ради торжества истины. И эти знания позволяют нам лучше понять суть сделанного этими людьми, ибо работа талантливого человека неотделима от его личности. Поскольку на уроке не будет времени для знакомства с биографиями ученых, то вам дается домашнее задание: подготовить доклад о жизни и деятельности одного из ученых, написать сочинение (темы предлагаются) или реферат".

    Сам урок проводится в виде театрализованного представления.

СЦЕНАРИЙ УРОКА

    Зал заседания суда.

    Голос: "Внимание! Суд идет".

    Входит суд (3 человека), все приветствуют его вставанием.

    Председатель суда. Сегодня учащимся XI класса XX в. представляется мнение астрономов разных эпох о строении Мира. Вы должны оценить, в чем они были правы, а в чем ошибались. Вам предстоит сопоставить разные научные идеи, т.е. найти общее и различия. Задумаемся над вопросом:

    "Почему побеждает истина?" Не будем осуждать тех, кто далек от нее был, ведь пути на- уки не всегда прямые. Суду известно, что древнегреческим натурфилософам принадлежит ряд гениальных догадок об устройстве Вселенной. Представитель пифагорейской школы Филолай описал систему Мира, где Земля, как и Солнце, обращалась вокруг некоего "центрального огня". Шарообразность Земли утверждал другой пифагореец - Парменид. Гераклид Понтийский утверждал, что Земля вращается вокруг своей оси, и донес до греков еще более древнюю идею египтян о том, что само Солнце может служить центром обращения некоторых планет (Венеры и Меркурия). Его современник Платон, считавший сначала Землю неподвижной и четырехугольной, в конце жизни допускал ее обращение вокруг неподвижного, расположенного в центре Мира Солнца. Таким образом, на протяжении веков в моделях Мира хотя и преобладала идея геоцентризма, наряду с нею равноправно существовали и противоположные модели, предполагавшие подвижность Земли и ее вращение.

    У суда есть вопрос к обвиняемому греческому философу Аристотелю: "Почему Вы, г-н Аристотель, приняли идею геоцентризма и отбросили правильные догадки о вращении Земли вокруг некоего центра и вокруг оси?"

    Аристотель. Это вращение не ощущалось в повседневном опыте. Неподвижность Земли в центре Мира я просто постулировал, чтобы обосновать реальность суточного вращения всего небосвода. По кинематическому принципу относительности движения, если Земля неподвижна, то небо движется. Поскольку шарообразность Вселенной была "видна" простым глазом (форма небосвода, круговое суточное движение небесных светил), в такой ограниченной Вселенной обязательно должен существовать центр как точка, равноудаленная от периферии. Центральное положение Земли следовало из общих свойств Вселенной: самый тяжелый элемент - "земля", в основном составляющий земной шар, не может не быть всегда в центре Мира.

    Обвинитель. Святейший суд! Прошу слова. Из речи г-на Аристотеля видно, что его космическая система опирается на полное доверие к весьма грубым повседневным наблюдениям.

    Защитник. Но наряду с наивными рассуждениями Аристотель включил в свою систему и вполне обоснованные астрономическими наблюдениями заключения, прежде всего о шарообразности Земли.

    Обвинитель. Прошу высокий суд заметить, что г-н Аристотель выбросил из физической картины Мира глубоко верную догадку о вещественном единстве Вселенной, о тяжести небесных тел, о единстве действующих во Вселенной законов.

    Судья. Суд учитывает ваши заявления. Обвиняемый Аристотель, можно садиться. Приглашается для заслушивания свидетель из Средневековья. Представьтесь суду и изложите кратко свою систему Мира.

    Свидетель. Византийский монах Косма Индикоплов, бывший купец. Я считаю, что Земля четырехугольная, соединенная с небом в виде твердого свода с прямыми стенами. Смену дня и ночи я объясняю заходом светила за гору на севере. Хочу добавить, что европейские богословы высмеивали шарообразность Земли.

    Обвинитель. Я протестую. Вся эта "астрономическая картина Мира" стоит на уровне едва ли не более низком, нежели в сказаниях диких племен Африки. Суду должно быть известно, что средние века были периодом значительного упадка в развитии естественнонаучных знаний на Европейском континенте. Причиной тому была гибель к началу этого периода вместе с разрушением государства Византии первого в Европе греко-римского центра культуры и науки. Разумеется, в этих условиях человек не мог перестать размышлять об окружающем мире, но при полном подавлении образования окружающий мир стали воспринимать сквозь фильтр религиозной интерпретации. Показания таких свидетелей могут запутать суд.

    Судья. Суд делает предупреждение обвинителю. Суд обязан выслушать всех свидетелей для получения полного представления о проблеме. Подобные суждения имели широкое распространение из IV-XVII вв.. например в России. Прошу выступить в качестве свидетеля историка XX в.

    Историк. В церковных рукописях можно было встретить подробное описание "системы Вселенной" с указанием того, какой архангел движет какое небо: " 1 -е небо от Земли, на котором планета Луна, движет Гавриил.... 2-е небо движет Уриил. планета Ермия (Меркурий)..., 3-е небо движет Нафанаил. планета Афродит (Венера) и т.д.

    Судья. Прошу святейший суд предоставить слово Аристарху Самосскому. которого называют Коперником античного мира. Хотя его система была умозрительной, но его соображения более логичны, чем у предыдущих трех свидетелей. А. Самосский - древнегреческий философ.

    А. Самосский. Я считаю Солнце неподвижным в центре Мира, а Землю - вращающейся вокруг него и вращающейся вокруг своей оси и утверждаю, что вся орбита Земли по сравнению со сферой звезд представляет собою не более чем точку. Рассуждаю так: когда Луна находится в 1-й четверти, то Луна, Земля и Солнце имеют в пространстве следующее расположение

(рис.1).

    где d(Л) - видимый диаметр Луны. d(С) - видимый диаметр Солнца. Массивное тело (Солнце) должно быть в центре.

    Служитель церкви. Идея А. Самоского противоречит здравому смыслу!

    Защитник. К сожалению. Аристарх не обладал убедительными доводами, но его мысль была гениальной догадкой. Прошу суд предоставить слово греческому ученому Эратосфену из Александрии, Его измерения длины меридиана достойны уважения.

    Эратосфен. В полдень одного из июньских дней Солнце над Сиеной находится точно на высоте 90 градусов. Кроме того. Сиена лежит строго к югу от Александрии, значит, они находятся на одном меридиане

(рис. 2.). Судья.

     Суд имеет сведения, что измерения Эратосфена, а также Архимеда и Гиппарха, более точны, чем оценка Аристотеля.

    Защитник. Но Аристотель правильно считал Землю небольшой на основании быстрого изменения звездного неба во время передвижения по ее поверхности.

    Судья. Вопрос к обвинителю: "После блестящего выступления зашиты не изменили ли вы мнение о значении работ Аристотеля?"

    Судья. Вопрос защите: "Скажите, почему вы считаете (несмотря на высказанные на суде серьезные обвинения в адрес г-на Аристотеля), что г-н Аристотель заслуживает серьезной зашиты на суде?"

    Защитник. Святейший суд и присутствующие учащиеся XX столетия. Не будем забывать о том, что именно Аристотель все накопленные веками знания о природе (вплоть до технического и житейского опыта) объединил, систематизировал, логически предельно развил и первой универсальной картине Мира. Аристотель выбрал наиболее распространенную и подтверждавшуюся ощущениями геоцентрическую модель.

    Обвинитель. Не буду отрицать, что г-н Аристотель является гениальным ученым своего времени. Однако его модель объясняла видимое движение небесных тел лишь качественно, не позволяя теоретически определить положение тел на небе. Последнее стало возможных лишь с появлением математических (геометрических) методов описания неравномерных видимых движений.

    Судья. Суд благодарит защиту и обвинение за логичные краткие выступления, за объективность. Объявляю перерыв.

    После перерыва. Зал заседания суда.

    Голос: "Внимание! Суд идет!"

    Председатель. Продолжается слушание дела о строении Вселенной. Учитывая важность рассматриваемого вопроса, суд просит присяжных следить за соблюдением регламента выступлений, за недопущением нарушений. На этом заседании будет предоставлено слово Гиппарху, греческому астроному, уроженцу малоазиатского городка Никеи, и Клавдию Птолемею, александрийскому астроному. В качестве свидетеля приглашается знаменитый польский астроном Николаи Коперник.

    Н. Коперник. Во время учебы в Краковском университете, где у молодежи воспитывали глубокое уважение к древним мыслителям, оставившим грядущим поколениям впечатляющие астрономические результаты. я учился сравнивать и сопоставлять различные теории. Большое внимание в преподавании уделялось учению Аристотеля, литературе Древней Греции и Древнего Рима. Я пользовался книгой по астрономии, основанной на манускриптах Птолемея, где были прекрасно изложены теории движения Солнца, Луны и планет, разработанные Гиппархом и Птолемеем.

    Обвинитель. Из вашей речи следует, что вы. уважаемый свидетель, приняли идею геоцентризма, изложенную в трудах Аристотеля. Гиппарха и Птолемея?

    Защитник. Нет, вы ошибаетесь. Николай Коперник сумел преодолеть преклонение перед авторитетом и робость перед догмой и заявил о гелиоцентризме. Следует дослушать выступление свидетеля.

    Н. Коперник. Еще и Италии я выполнил наблюдения, которые лишний раз заставили меня усомниться в правоте теории Птолемея. Высокий суд! Разрешите задать обвиняемому Птолемею вопрос?

    Судья. Разрешаю.

    Н. Коперник. Разобравшись в тонкостях описания движения Луны с помощью де- ферентов и эпициклов, я узнал, что во время квадратур Луна в соответствии с вашей теорией должна находиться вдвое ближе к Земле, чем в новолуние или полнолуние. Будучи вдвое ближе. Луна должна казаться по размеру вдвое больше? Я выполнил измерения лунного диска и убедился, что расстояние между Землей и Луной от квадратур до полнолуния не только не возрастает вдвое, но практически не меняется.

    Судья. Обвиняемый, признаете ли вы свою вину в этом вопросе?

    Птолемей. Да. Историки должны помнить, что я объяснял вынужденную сложность своих абстрактных построении именно неполнотой нашего проникновения в суть вещей. Между тем церковь и схоластическая наука средневековья превратили эту математическую конструкцию в истину в последней инстанции и в качестве официальной доктрины, возведенной в ранг непререкаемой религиозной догмы, она на многие века тяжелой цепью сковала научную мысль.

    Защитник. Несмотря на этот ответ моего подзащитного нельзя не признать его великих заслуг. Подлинным научным подвигом Птолемея стало создание им первой математической теории сложного видимого движения планет, чему посвящено 5 из 13 книг "Альмагеста". Птолемей дополнил собственными наблюдениями до 1022 звезд каталог Гиппарха (850 звезд). В основу своей теории Птолемей положил несколько логически обоснованных утверждений - постулатов: о шарообразности Земли и ее колоссальной удаленности от сферы звезд. Обвинитель. Однако г-н Птолемей принял ошибочные утверждения Аристотелевой физической картины Мира: равномерность и круговой характер действительных движений небесных тел и, главное, принцип неподвижности Земли и ее центральное положение во Вселенной.

    Судья. Конечно, ученым древности было трудно представить себе, что особенности движения планет можно объяснить движением Земли. Им не приходилось путешествовать в удобных экипажах или на больших судах, где люди, как и на земле, могут спокойно ходить, есть и пить. В их распоряжении были только верблюды, тряские повозки да небольшие суденышки, которыми разбушевавшиеся моря играли, как хотели. И ученым казалось, что если громадная Земля тронется со своего места, то она так тряхнет все существующее на ней, что ничего не останется.

    У суда есть вопрос к обвинителю: "Скажите, есть ли конкретные доказательства ошибочности системы Мира Аристотеля?"

    Обвинитель. Да, есть. Прошу выступить греческого астронома Гиппарха.

    Гиппарх. Г-н Аристотель полагал, что Солнце и Луна находятся почти на одинаковом расстоянии от Земли. По-видимому, он руководствовался тем, что диаметры Солнца и Луны, наблюдаемые с Земли, примерно одинаковы. Однако мне удалось определить расстояние от Земли до Солнца и Луны. Оказалось. Солнце расположено от Земли гораздо дальше, чем Луна. Защитник. Измерения Гиппарха подтвердились в дальнейшем законом Кеплера и современными методами радиолокации. Прошу суд выслушать еше одного свидетеля - итальянского ученого Галилео Галилея.

    Г. Галилей. Если бы Венера и Солнце обращались вокруг Земли, как это следует из геоцентрической теории, то у Венеры не происходило бы смены фаз. Для объяснения изменения фаз Венеры необходимо предположить, что она движется вокруг Солнца, так же как Луна движется вокруг Земли.

     Судья . Спасибо. Есть ли еще желающие выступить?

    Астроном XX в. Прошу слова. Коперник мысленно "сдвинул" Землю и "заставил ее обращаться вокруг Солнца. И петлеобразные движения планет сразу же нашли простое объяснение. Ведь. когда смотришь, например, из окна движущегося поезда, и дома, и люди одинаково "убегают" назад. На самом же деле дома стоят на месте, а люди идут в разные стороны. Так и на небе. Мы следим за движением планет, перемещаясь вместе с Землей вокруг Солнца, и поэтому нам кажется, что планеты описывают на небе замысловатые петли. На самом же деле все они одинаковым образом обращаются вокруг Солнца. Не чувствуем мы движения Земли потому, что она движется очень плавно.

    Судья. Спасибо, прошу садиться. Слово предоставляется обвиняемому в геоцентризме датскому астроному Тихо Браге.

    Т. Браге. Ужели прав тот поляк, остановивший Солнце и сдвинувший Землю? Обручи Коперниковых орбит давят мне мозг. Конечно, птолемеевская Земля в центре Вселенной - это красивая выдумка, которую опровергают сами звезды. Но поверить поляку, что Земля лишь рядовое небесное тело в чреде других, образующееся вокруг светила, - это бунт, это значит поссорить Ватикан с Фридрихом, это значит лишиться королевских милостей, погубить Ураниборг, оставить исследования, затормозить главное дело моей жизни - создание точной теории движения планет.

    Обвинитель. И вы выдумали эту ущербную, фальшивую Вселенную: в центре, не нарушая католических канонов, стоит неподвижная Земля: вокруг нее вращается Солнце, а вокруг Солнца - все другие планеты, как у Коперника. Все, кроме Земли! В этой полуправде. Тихо, что-то болезненно-жалкое. Согласитесь, насколько честнее детская наивность Птолемея!

Защитник. Тихо Браге 20 лет жил в своем замке, редкую ночь проводил без на- блюдении. Он изучал Солнце, отклонения в движении Луны, орбиту Марса, открыл новую звезду, исследовал кометы. Он проделал титаническую работу, объем которой ни с чем не сравнить. Наблюдения Коперника исчисляются десятками. Браге - десятками тысяч. Его труды, изданные лишь в 1923 г.. - это 10 толстых томов. Его каталог звезд был первым полным современным каталогом. Никто до него не работал так тщательно и точно: он измерил длину земного года с ошибкой менее секунды. Прошу высокий суд учесть мои дополнения.

    Судья. Спасибо. На заслушивание приглашается итальянский ученый Джордано Бруно.

    Дж. Бруно. Я хорошо знаком с учением Аристотеля - это итог десяти лет, проведенных над книгами. Чем больше я читаю. тем яснее становятся несообразности религиозных догм. Поэтому я всегда был всякого закона враг. всякой веры. Я развивал учение Коперника, но "разбил" купола небесных сфер с закрепленными на них навечно звездами и не устрашился беспредельности Космоса. Мое учение о бесконечности Вселенной и множественности миров, подобных нашей Земле. надеюсь, никогда не будет забыто.

    Защитник. Зная о страданиях Бруно и Галилея. мы подчас готовы считать их палачей некой страшной, темной, тупой силой. олицетворением воинствующего невежества. Но это не так, и именно потому, что это не так. трагедия Бруно глубже. Наивно полагать, что иезуиты готовы были выжечь в мозгу человеческом всякое знание, вытоптать ростки любой науки. Нет, это было им не пол силу, и они понимали это. Наука не только не преследовалась, но лаже поощрялась до той поры, пока находилась или хотя бы могла находиться в услужении церкви. Джордано Бруно казнили не за идею подобия этих миров земному, а за покушение на исключительность человеческого существа, за низведение Земли в разряд рядового, ничем не замечательного небесного тела. Он поднимал руку на догматы, лежавшие в основе религии. Его наука угрожала самому ее существованию, а раз это так, наука эта подлежала немедленному уничтожению.

    Судья. Вызывается последний свидетель.

    Астроном XX в. Довожу до сведения суда. что сегодня существуют прямые дока- зательства гелиоцентризма, это: абберации. годичный параллакс звезд, эффект Доплера. космические полеты. А те, что были перечислены раньше, являются косвенными. Обо всем этом вам предстоит узнать из курса астрономии XI класса.

    Судья . Спасибо. Суд удаляется на совещание для вынесения приговора.

    Судьи уходят, затем возвращаются, и судья оглашает "приговор ".

    Судья. Выслушав все "за" и "против'', суд постановляет:

1. 1. За проявленное мужество в борьбе за истину навеки занести в наши сердца имена ученых-астрономов как пример, как идеал в познании системы мироздания.
2. 2. Одиннадцатиклассникам, изучающим астрономию, принять систему Мира по Николаю Копернику, но с некоторой корректировкой, поскольку он ошибочно считал сферу звезд неподвижной, а орбиты - системой окружностей.

    При подготовке этого урока использовались такие книги:

Я. Голованов. "Этюды об ученых" (1983 г.).
Е.А. Гребеников. "Николаи Коперник" (1982 г.).
А.А. Гурштейн. "Извечные тайны неба" (1984 г).
А.И. Еремеева. "Астрономическая картина Мира и ее творцы" (1984 г.).
В.В. Цибульский." Календари и хронология

Источник информации:

Физика в школе. - 1998, N3, C.58-62

Дата публикации:

30 марта 2001 г.

---

---

| Версия для печати | Ключевые слова | Оглавление