Метеорология Глава 3

Глава 3. 1400 лет от Аристотеля до Авиценны.
В течение 1400 лет после Аристотеля в метеорологии был очень незначительный прогресс. Большие усилия были посвящены атмосферной оптике, но основная часть работ ученых, занимавшихся метеорологией, представляла  собой лишь комментарии  к трактату Аристотеля. Однако было несколько человек, которые развили его идеи, особенно в тех областях, которым сам Аристотель не уделил должного внимания.
Одним из них был его ученик Теофраст из Эреса (ок 371-287 до р.Х.), который в основном занимался ботаникой, но также написал трактат о погодных явлениях «De Signis Tempestatum» и трактат «De Ventis» о ветрах (названия латинские). Вся последующая практика прогнозирования погоды с помощью эмпирических правил восходит к этим трактатам Теофраста. Теофраст приводит около восьмидесяти различных признаков дождя, сорок пять признаков ветра, пять признаков шторма, двадцать четыре признака  ясной погоды и семь признаков погоды за период длительностью год или меньше года.
Рассматривая картину погоды, Теофраст придерживается общего принципа изложения материала, понятного из следующих цитат [3.1.]:
«Мы записали признаки дождя, ветров, бурь и ясной погоды следующим образом, насколько это было в наших силах, некоторые из которых мы наблюдали сами, другие мы взяли у людей с немалой репутацией».

«Признаки дождя, по-видимому, следующие: когда на рассвете, перед восходом солнца есть явный признак покраснения,- это обычно указывает на «дождь» либо в тот же день, либо в течение трех дней. Другие признаки также ясно указывают на это, ибо, несомненно, покраснение даже на закате является признаком дождя на третий день, если не раньше, но в меньшей степени, чем на восходе солнца.

Кроме того, если солнце садилось в облака зимой или весной - это  признак дождя как правило, в течение трех дней; и если есть полосы света на юге. Это также признак дождя.

Если у солнца есть черная метка, когда оно восходит, и если оно поднимается из облаков. И если на рассвете лучи простираются до «фактического» восхода солнца, это признак как дождя, так и ветра. Если перед заходящим солнцем есть облако который расщепляет свои лучи, это признак штормовой погоды. И если солнце садится или встает при невыносимой жаре и нет ветра, это признак дождя.

На эти же вещи [то есть на дождь] указывает восходящая полная 12-летняя луна; полумесяц - менее верный знак. И если луна серебристая, это сигнализирует о хорошей погоде; а если огненная, то о ветре; а если облачно, то о дожде.

Падающие звезды в большом количестве являются признаком дождя или ветра, которые придут с того же направления, что и падающие звезды. И если на восходе или закате солнца лучи поднимаются близко друг к другу, это признак бури. И когда на восходе солнца его лучи имеют тот же цвет, что и во время затмения, это признак дождя, а также когда облака напоминают шерстяное руно. Пузырьки, поднимающиеся на поверхность рек больше, чем обычно, являются признаком обильного дождя».
Необычное поведение животных и птиц на протяжении многих веков рассматривалось как признак характера будущей погоды. В трактате Теофраста перечислены все еще и сегодня популярные эмпирические правила, основанные на этом поведении. Такие приметы погоды, как «Будет буря или дождь, если бык лижет переднее копыто», «Собака, катающаяся по земле, к сильному шторму» и «Будет ранняя зима, если сезон спаривания у овец начался рано", были хорошо знакомы крестьянам  еще не в столь далекие времена.
Правила прогнозирования погоды на основе наблюдений за определенными астрономическими и атмосферными явлениями также в большом количестве содержатся в короткой работе Теофраста. Мы привели цитату про падающие звезды (это метеориты), которые почему-то считались признаком дождя или ветра. Наблюдение за Луной также считалось важным, Теофраст давал такой прогноз: «Если луна выглядит огненной, это указывает на ветреную погоду в этот понедельник, если луна темная, это указывает на сырую погоду».
Некоторые прогнозы Теофраста, сделанные в 3-м веке до р.Х. живы и через 2300 лет, к примеру, живо правило: «Красноватое небо при восходе Солнца предвещает дождь».
Теофраст не делал попыток объяснить различные атмосферные явления, но относил все подобные соображения к аристотелевскому методу. Таким образом, в то время как работа Аристотеля «Метеорологика» была в основном субъективной и теоретической, трактат Теофраста был полностью практическим, но от этого он не становился более верным с научной точки зрения. Необходимо отметить, что трактат Теофраста - это самый старый из сохранившихся сборников народных примет погоды, и большинство более поздних сборников подобной тематики в той или иной степени  были основаны на этом трактате.
Крупным достижением в области наблюдения за погодой можно считать сообщение знаменитого математика и географа Эратосфена (ок. 274-194 до р.Х.)  об окончательном решении загадки ежегодных катастрофических разливов Нила. В комментариях к «Тимею» Платона Прокл Диадох (412-485 гг.) пишет [3.2.]:
«Эратосфен же вообще отрицает необходимость дальнейшего выяснения причин подъема Нила, поскольку добравшиеся до истоков Нила путешественники ясно видели идущие там ливни…».
«Золотой период» греческой классической науки закончился в 1-ом веке до р.Х. с захватом Римом территорий в восточном Средиземноморье. Римляне вообще не занимались чистой наукой, которая для них всегда оставалась экзотикой. Наука для римлян была важна только в том случае, если у нее было практическое применение в гражданской, либо военной сфере. В результате, математика, физика, почти все естественные науки пришли в полный упадок.
Одним из немногих известных естествоиспытателей «римского» периода истории был грек Посидоний (135-50 до р.Х.), который с большим рвением занимался физическими исследованиями. Этому способствовало то, что Посидоний около 90 г. до р.Х. переехал из Афин в Рим, там познакомился с римской знатью, и когда уехал из Рима на о. Родос, то в его философской школе занимались многие римляне, в том числе знаменитый Цицерон, а дважды приезжал сам могущественный Помпей. Работы Посидония дошли до нас лишь фрагментарно. Посидоний  интересовался метеорологическими гипотезами и внимательно изучал теоретические работы Аристотеля. В частности, Посидоний предположил, что гром - это взрыв сухого выдоха, скопившегося в облаках. Кроме того, Посидоний утверждал, что ветры и облака встречаются в атмосфере до высот всего около пяти миль, за пределами которых воздух остается чистым, жидким и совершенно прозрачным [3.3.]. При этом, большинство натурфилософов того времени считали, что максимальная высота облаков и ветра достигает 100 миль и более. Утверждение Посидония явно повторяло идеи Аристотеля из трактата «Метеорологика», который считал, что облака не могут быть выше самых высоких гор.
К концу второго века до р.Х. мировым центром научной деятельности стали не Афины, а город Александрия, который Александр Македонский основал в дельте Нила. Там были создана величайшая из библиотек древнего мира, а в 5-м веке основан первый международный университет, проработавший до 7-го века.
Одним из многих ученых, чье имя связано с Александрией, был Клавдий Птолемей  (ок. 85-165 гг.). Его «Альмагест» - самый сложный астрономический и астрологический трактат древности. Поскольку древние обычно считали метеорологию разделом астрономии, неудивительно, что Птолемей проявлял интерес к погодным явлениям и прогнозированию. В трактате «Тетрабиблос» Птолемей дал несколько астрологических прогнозов погоды, подобных следующему, [3.4.]:
«13. О значении атмосферных явлений
Наблюдение за явлениями, которые можно видеть вокруг Солнца, Луны и планет, также приносит пользу с точки зрения предсказания частных событий.
Мы должны, таким образом, наблюдать Солнце на восходе, чтобы оценить, какой будет погода в течение дня, и при заходе, чтобы определить погоду на ночь, а также его аспекты с Луной, чтобы определить погодные условия на более продолжительный период, принимая, что каждый из аспектов способен охарактеризовать ситуацию в целом вплоть до следующего аспекта. Так, если восходящее или заходящее Солнце ясное, незатемненное., ровное и не закрыто облаками, это означает хорошую погоду; однако если его диск содержит пятна другого оттенка или имеет красноватый цвет, или испускает красновато-коричневые лучи, либо направленные наружу, либо обращенные внутрь, а также если он покрыт с одного бока так называемыми паргелическими облаками, то есть желтоватыми скоплениями облаков, и испускает длинные лучи, это указывает на сильные ветры, дующие из углов, на которые указывают вышеупомянутые явления. Если на восходе или заходе Солнце окрашено в темный или серовато-лиловый цвет и покрыто облаками, а также при наличии гало с одной из сторон или паргелических облаков по обеим сторонам и испускании темных или лиловых лучей, можно говорить о грозе и дожде.
Мы должны изучать движение Луны в течение трех дней до и трех дней после новолуния, полнолуния и четвертей. Когда появляется Луна тонкая и ясная, и вокруг нее ничего нет, то это означает ясную погоду. При тонкой и красной Луне и видимости всего диска неосвещенной части, форма которого несколько нарушена, следует ожидать ветров в том направлении, в котором она особенно наклонена. Если Луна темная или бледная и утолщенная, то это указывает на грозы и дожди.
Мы должны также осуществлять наблюдение за гало вокруг Луны. Так наличие одного гало, четко выраженного и затем постепенно бледнеющего, говорит о ясной погоде, двух-трех гало — о буре; если они имеют желтоватый цвет и разорванный контур, то гроза будет сопровождаться сильным ветром; широкое, туманоподобное гало — признак снегопада, бледное или темное и разорванное гало означает бури со снегом и ветром; чем больше число гало, тем сильнее будет ураган. Гало вокруг звезд как планет, так и ярких фиксированных звезд, обычно означают вещи, соответствующие их цвету и природе светил, которые они окружают.
Что касается фиксированных звезд, расположенных очень близко друг к другу, мы должны отметить их цвет и величину. Так, если они ярче и больше обычного, то независимо от расположения в той или иной части неба они свидетельствуют о ветрах, которые дуют из их собственной области. Однако, что касается скоплений звезд в подлинном смысле, таких, например, как Ясли и тому подобное, то всякий раз, когда на фоне яркого неба они излучают тусклый свет, невидимы или размыты, это означает ливни, если же они ясны постоянно мигают — сильные ветры. Когда одна из двух звезд, называемых Ослами, расположенная к Северу от Яслей, становится невидимой, то это означает северный ветер; если же это происходит со звездой, находящейся на юге, — то южный».
В течение следующих 1000 лет этот трактат Птолемея был основным источником астрологического предсказания погоды.
 
Иллюстрация. Рис. 3.1. Карта мира Птолемея.

Птолемей также был известным географом и составил карту мира (рис. 3.1.), разделенную на климатические зоны, которые классифицировались исключительно по условиям их освещенности, в которых продолжительность самого длинного дня последовательно увеличивалась на полчаса между экватором и Полярным кругом. Птолемей обсуждал общие колебания температуры между этими зонами, [3.5.].
Разделение земли Птолемеем на климатические зоны было произведено исключительно на астрономической основе. Поскольку температура является основным элементом в любой климатической классификации и поскольку температура в значительной степени зависит от поступающей солнечной радиации, для такого разделения было некоторое основание. Однако другие важные элементы, такие как осадки, могут значительно варьироваться в пределах такой климатической зоны.
За 60 лет до Птолемея формализовал систему климатических зон Земли римский географ Помпоний Мела (ок. 15-60). Он составил первую латинскую географию в трех книгах под заглавием «De Chorographia», ее называли также «De situ orbis». Помпоний Мела не был исследователем — географом или путешественником, он писал по литературным источникам, поэтому труд его представляет собой не оригинальное исследование, а компиляцию доступных ему, главным образом греческих, источников. Его целью было дать читателю живо изложенные и интересные сведения о быте, нравах и местностях, ему известных.

Автор ведет описание последовательно, по берегам Средиземного моря, потом Черного и, наконец, океана. Он является сторонником океанической теории. Помпоний Мела пишет, [3.6.]:

«На земле различают пять зон. Средняя зона самая жаркая, а крайние зоны холодные. Остальные зоны обитаемы и имеют одни и те же времена года, но не одновременно».
Мы не должны оставлять начало Новой эры без краткого упоминания о римских комментаторах, в трудах которых сохранились многие греческие теории в области естественных наук. Для истории метеорологии двумя наиболее важными комментаторами были Луций Сенека (3 г. до р.Х. - 65 г. н.э.) и Плиний старший (23-79 гг.).
Ближе к концу своей жизни (63-64 гг.) Сенека написал трактат «Quaestiones Naturales», посвященный главным образом астрономии и метеорологии, в котором автор объединил открытия римской науки с открытиями греков, вавилонян и египтян. Сенека охватил всю область метеорологических явлений - от ветров до грома и молнии. Труд Сенеки был компромиссным и компилятивным. Так, например, Сенека считал ветер результатом не только движения атмосферы (как Анаксимандр), но и «испарения» с суши (как Аристотель). Сенека использовал и теологические объяснения природных явлений, поэтому на раннем этапе развития метеорологии значение его трактата заключалось в том, что в нем были собраны многие древнегреческие метеорологические теории.
Наиболее важной научной работой Плиния старшего была его «Естественная история» [3.7.], которая была составлена примерно из 2000 работ 146 римских и 326 греческих авторов, большинство из которых в настоящее время утрачены. Вторая книга этой истории посвящена метеорологии. Плиний отметил, что с древнейших времен велись постоянные метеорологические исследования и что более двадцати греческих авторов опубликовали наблюдения на метеорологические темы. Плиний обсудил различные теории более ранних натурфилософов, но сам не внес никакого научного вклада в метеорологию. Таким образом, как и трактат Сенеки, «Естественная история» Плиния старшего имеет ценность, только как обзор более ранних воззрений на метеорологические темы.
Падение Римской империи в конце 4-го века стало началом периода застоя в развитии метеорологии. Светские ученые и естествоиспытатели уступили свое место духовенству. Одним из величайших средневековых церковных ученых был Беда Достопочтенный (ок. 673-735), первый англичанин, написавший о погоде. Среди его научных работ был трактат «De Natura Rerum» («О природе вещей»), написанный около 703 года. В этом трактате есть главы, посвященные атмосфере, ветру, грому, молнии, облакам и снегу. Эти метеорологические главы состояли из краткого изложения имеющихся на тот момент знаний, полученных главным образом из классических источников.
О том, что метеорологические рассуждения Беды не всегда были свободны от суеверий, свидетельствует его утверждение, что гром с западным ветром означал «очень сильную эпидемию». Однако в целом, поскольку «De Natura Rerum» Беды был попыткой рассматривать метеорологию в менее философском, и более научном свете, это действительно было о некоторым продвижением вперед.
Беда был не единственным средневековым ученым, проявлявшим интерес к метеорологии. В начале 7-го века в христианском мире не было более способного прелата, чем Исидор, епископ Севильский (ок. 570-636 гг.). В работах «Этимология», «Порядок творения»,  «О Природе вещей», испанский ученый уделил значительное внимание метеорологическим вопросам. Как и Беде, мышлению Исидора препятствовали господствовавшие в то время теологические взгляды на науку. Однако он проявил значительную силу мысли; когда обсуждал такие погодные явления, как мороз, дождь, град и снег, его теории были рациональными и свидетельствовали о том, что, если бы он мог отказаться от своей приверженности букве Священного Писания, то, вероятно, мог бы дать больший импульс для развития метеорологии.
На рубеже 1-го тысячелетия Новой эры центр развития науки, в том числе и метеорологии, переместился в мусульманские страны.
Важнейшая роль мусульманских ученых в истории науки заключалась в том, что они выступили в роли «хранителей» древних культур. Мусульманские ученые перевели на арабский язык многие индуистские и греческие труды, в том числе и трактат «Метеорологика»  Аристотеля, который мы обсуждали в Главе 2, и только позже работа Аристотеля была повторно переведены на латынь западными учеными.
Но только переводами вклад ученых Востока в развитие науки не ограничился, появились новые оригинальные работы по метеорологии, кратко остановимся на этом вопросе.
В 9-м веке арабский ученый аль-Кинди (801-873), живший в Багдаде, написал трактат по метеорологии под названием «Рисала фи ль-Илла аль-Файлали ль-Мадд ва ль-Фазр» - «Трактат о действительной причине приливов и отливов», где аль-Кинди представляет теорию приливов, которые «зависят от изменений, происходящих в море», [3.8.].

В 9-м веке курдский натуралист аль-Динавари (? – 895), живший в Динаваре, Персия, написал трактат «Китаб аль-Набат» -  «Книгу растений», в котором  рассматривает применение метеорологии в сельском хозяйстве. Он описывает метеорологический характер неба, планет и созвездий, Солнца и Луны, приводит фазы Луны, указывающие на времена года и дождь, и описывает природные явления, такие как ветер, гром, молния, снег, наводнения и т.п., [3.9.].
10-й веке иракский натуралист Ибн Вахшийи (?–930), живший близ Куфы, Ирак, в книге «Набатейское земледелие» обсуждает прогнозирование погоды по атмосферным изменениям и знакам планетарных астральных изменений, дает  признаки дождя, основанные на наблюдении за фазами Луны, рассказывает о природе  грома и молнии, дает  прогнозы погоды, основанные на направлении ветров, и т.п., [3.9.].
Величайшим мусульманским физиком и одним из самых известных основоположников оптики как науки был уроженец иракской Басры Ибн Аль-Хайсам (ок. 965-1039, Каир). Латинский перевод его главного труда, «Opticae Thesaurus» - «Сокровище оптики», оказал большое влияние на западную науку и имел, в том числе, большое значение для развития метеорологии. В своей работе Аль-Хайсам, известный в Европе как Альхазен, обсуждал атмосферную рефракцию и дал первое правильное определение сумерек. Он показал, что сумерки начинаются, когда солнце находится на 19° ниже горизонта. Используя этот результат, Альхазен попытался измерить высоту атмосферы, и получил результат в 52 000 «пассуумов» - около 65 000 метров. [3.10.].

В 1027 году уроженец Бухары Ибн-Сина (980, Бухара – 1037, Хамадан), известный в Европе как Авиценна, публикует на арабском языке 18-томный энциклопедический труд «Китаб аш-Шифа» - «Книгу исцеления», в котором том 2, раздел 5, содержит его эссе по минералогии и метеорологии в шести главах: образование гор, роль гор в образовании облаков, источники воды, причины землетрясений, образование минералов и разнообразие земной коры, рельеф местности. Он также описывает структуру метеорита. Авиценна предложил методы полевых наблюдений, и стал основоположником новых методов изучения Земли. [3.11.].

В середине 11-го века завершился волшебный период торжества мусульманских ученых, и падающий флаг науки вновь подхватили ученые европейские, об этом мы расскажем в главе 4.


Литература к Главе 3.

3.1. Theophrastus of Eresus  on Weather Signs, ed. D. Sider,  C.W. Brunchon, Leiden, Boston: BRILL, 2007.
3.2. Прокл Диадох, Комментарий к «Тимею», кн.1, М.: «ГЛК Ю.А.Шичалина», 2012.
3.3. Caius Plinius, Naturalis Historia. Libri I – XV, lat, Berolini: APUD WEIDMANNOS, MDCCCLXVI. 
3.4. Клавдий Птолемей «Тетрабиблос», М.: ИД «ХТО Юпитер», 1994.
3.5. J. Lennart Berggren, A. Jones «Ptolemy’s Geografy», Princeton, Oxford: Princeton UP, 2000.
3.6. Античная география. Книга для чтения, сост. М.С. Боднарский, М.: Государственное издание географической литературы, 1953.
3.7. Caius Plinius, Naturalis Historia. Libri I – XV, lat, Berolini: APUD WEIDMANNOS, MDCCCLXVI.
3.8. Plinio Prioreschi,  «Al-Kindi, A Precursor Of The Scientific Revolution», Journal of the International Society for the History of Islamic Medicine, 2002 (2).
3.9. Fahd, Toufic (1996). «Botany and agriculture». In Rashed, Roshdi; Morelon, R;gis (eds.).Encyclopedia of History of Arabic Science. Vol. 3.
3.10. Колчинский И.Г., Корсунь А.А., Родригес М.Г. «Астрономы: Биографический справочник», Киев: «Наукова думка», 1986.
3.11. Л. Салдадзе «Ибн Сина Авиценна», Ташкент: «Издательство литературы и искусства имени Гафура Гуляма», 1985.
Рисунки к Главе 3.

Рис. 3.1. Карта мира Птолемея, [3.5].