Люди науки
Клавдий Птолемей
(К 1925-ЛЕТИЮ СО ДНЯ РОЖДЕНИЯ)
Клавдий Птолемей (ок. 87-165) -один из самых знаменитых древнегреческих астрономов и математиков во всей истории науки и одна из самых загадочных и противоречивых в ее исторических оценках личностей. Созданная им во II в. н.э. первая полная теория видимого движения небесных тел - Солнца, Луны и планет - вершина всей математической древнегреческой
астрономии. В течение полутора тысяч (!) лет она определяла во всем мире представления об устройстве Вселенной. Вместе с тем она служила опорой для весьма точных по тем временам астрономических таблиц, по которым можно было определить в любой момент положение светил на небе, а по ним свое положение на суше и на море.
Клавдий Птолемей. Гравюра Э.С. Филимонова со старинного изображения (А.И. Еремеева. "Выдающиеся астрономы мира". М.: Книга, 1966, с. 30).
32
О ЖИЗНИ
И ПРЕДШЕСТВЕННИКАХ ПТОЛЕМЕЯ
Биографических сведений о Клавдии Птолемее почти не сохранилось. О годах его жизни историки могут судить лишь по косвенным данным из его же сочинений и сочинений авторов близкого к нему времени: ок. 100 - ок. 165; ум. в 168; ок. 87-165. Местом его рождения также указывались разные города: от Верхнего Египта (Гермиева Птолемаида) до дельты Нила (г. Пе-лузий, к востоку от дельты Нила). В раннее средневековье писали о его якобы 40-летней деятельности в г. Ка-нопе (современный г. Абукир) в западной части дельты Нила. Ему приписывали происхождение либо из греков в эллинистическом Египте, ставшем частью Греции после завоеваний Александра Македонского, либо из местных египтян, но уже носителей эллинской культуры, и даже - на уровне легенд поздней античности и в средние века -принадлежность едва ли не к царскому роду. (Как известно, в Египте после смерти Александра Македонского
© Еремеева А.И.
правили многие поколения новых "фараонов" - царей из династии Птолемеев, основанной одним из его бывших военачальников). Более точно известно лишь, что Клавдий Птолемей действительно родился в эллинистическом Египте и, видимо, имел римское гражданство (судя по его римскому имени, а также учитывая, что в 30 г. до н.э. Египет стал греческой провинцией Римской империи). Большую часть жизни он жил и работал в крупнейшем культурном и научном центре Средиземноморья Александрии (достоверно в период 127-141 гг., а по косвенным данным до 161 г. или до конца жизни), в ее знаменитой академии - Александрийском Музеуме, славившемся богатейшим книгохранилищем. Здесь Птолемей мог получить свои знания обо всех своих предшественниках и главное - о трудах великого родоначальника точной наблюдательной и теоретической древнегреческой астрономии Гиппарха (180/190 - 125 гг. до н.э.).
Александрия в дельте Нила. Старинная гравюра.
ФОРМИРОВАНИЕ АППАРАТА
НОВОЙ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ АСТРОНОМИИ
ДО ПТОЛЕМЕЯ
При объяснении видимых неравномерных и сложных движений небесных светил древнегреческие астрономы, считавшие истинными для совершенного Космоса лишь движения круговые и равномерные, ставили своей целью, впервые провозглашенной Платоном в IV в. до н.э., описать видимые движения небесных тел комбинацией таких совершенных равномерных круговых. Эту главную задачу они называли "спасением явлений" (а мы назвали бы разложением сложного явления на простые элементы, понимаемые, однако, как вспомогательные образы).
Метод описания неравномерного кругового движения через равномерные нашел Аполлоний Пергский в III в. до н.э., представив его как результат сложения двух равномерных круговых. В его схеме по одной окружности ("не-
2. Земля и Вселенная, № 4
сущей", по греч. деферент) равномерно двигался центр другой окружности ("вторичной", эпицикл), на которой было закреплено небесное тело1. Тогда при наблюдении из центра первой видимое положение тела оказывалось то дальше, то ближе, а движение его выглядело неравномерным, то складываясь, то вычитаясь из движения по деференту. Перейдя от физических образов к чисто геометрическим, Гиппарх ввел в астрономию вместо более древней картины небесных сфер (вместе с которыми якобы двигались закрепленные на них планеты) образ орбиты, при-
1 Не исключено, что источником такой схемы могла стать древнейшая, "египетская" система мира, геоцентрическая в целом, но с движением Венеры и Меркурия вокруг Солнца, а вместе с ним - вокруг Земли. О существовании такой системы до сих пор спорят историки, но упоминания о ней встречаются на протяжении всей известной истории астрономии.
33
чем особого вида - эксцентрика (круговой орбиты, центр которой не совпадал с центром мира - Землей). Последнее впервые позволило ему ввести понятия наиболее далекой и наиболее близкой точек орбиты (апогей и перигей). Гип-парх использовал этот метод для описания движений Солнца и Луны, остроумно упростив схему Аполлония. Задав одинаковые по скорости, но противоположные по направлению движения по деференту и эпициклу, он показал, что при этом движение тела будет равнозначно движению по единственной окружности - эксцентрику. Так он впервые смог объяснить неравномерность видимого движения главных светил - Солнца и Луны и открытую за несколько веков до него неодинаковую продолжительность сезонов года и даже определить эксцентриситет видимой солнечной орбиты и долготу ее апогея. Это позволило Гиппарху впервые построить достаточно точную количественную математическую теорию неравномерного видимого движения Солнца и Луны и открыть первое неравенство в движении последней (уравнение центра).
ПТОЛЕМЕЙ - НАСЛЕДНИК ГИППАРХА
Спустя почти 300 лет после смерти Гиппарха Птолемей стал его достойным продолжателем. Его главное сочинение "Большое математическое построение" в 13 книгах ("Мегале синтаксис"2), сложными путями ставшее известным создателям новой мировой империи - арабского халифата (сначала через Индию, куда оно дошло уже в V в., а затем при завоевании арабами Александрии в VII в.), получило от ученых исламской культуры имя "Аль Мегистэ" ("Величайшее"). Дойдя в IX в. до континентальной Европы в первом (после многих попыток) удачном араб-
2 В ссылках на него сам Птолемей называл свое сочинение и более скромно: "Математике синтаксис".
34
Титульный лист русского издания "Альмагеста".
ском переводе Сабита ибн Корры, сочинение Птолемея обрело латинизированное название "Альмагест". Этот великий труд представляет собою энциклопедию астрономических и математических знаний древнегреческого мира. Сочинение Птолемея сыграло и еще одну неоценимую роль в истории науки, сохранив наследие самого Гип-парха (сочинения которого были почти полностью утрачены). Из "Альмагеста" астрономы последующих веков впервые узнали о выдающемся звездном каталоге Гиппарха (ок. 850 звезд), который Птолемей включил в свое сочинение, дополнив наблюдениями астрономов I в. н.э. (Менелая Александ-
рийского и др.), а также собственными наблюдениями звезд северного неба. Его каталог насчитывает 1025 звезд (кроме обычных, в него были включены три "туманные звезды", оказавшиеся скоплениями звезд, а одна даже целой звездной системой-галактикой в созвездии Андромеды, единственная в Северном полушарии доступная невооруженному глазу).
Птолемею принадлежит изобретение двух новых инструментов. Один из них - угломерный инструмент (позднее известный как трикветрум, или тройная рейка) для измерений высоты или зенитного расстояния светила в меридиане. С его помощью Птолемей, измерив высоту Луны в момент, когда она имела наибольшую (эклиптическую) широту (период "высокой" Луны), весьма точно определил наклон лунной орбиты к эклиптике в 5° 0'. Этот инструмент стал прообразом стенных кругов. В виде четверти или шестой части круга - квадрантов и секстантов - они использовались в качестве основных измерительных инструментов в течение многих веков дотелескопической астрономии, продолжая служить астрономам и после изобретения телескопа (а точнее - первого рефрактора, 1611 г.), который еще длительное время употреблялся при них для гидирования -более точного наведения на светило.
Другим изобретением Птолемея стал инструмент для измерений эклиптических координат - долготы и широты звезд, названный им "астролабон" (или астролябон)3.
3 В русском переводе "Альмагеста" его
называют астролябией. Однако в "Истории астрономии" А. Паннекука (см. рус. пер.
1966 г.) указывается, что астролябон Птолемея не был предшественником распространенного у арабов главного переносного инструмента - астролябии. Вместе с тем внешний вид инструмента, скорее, говорит
об обратном. Квадранты же и секстанты, особенно в стационарной установке, обеспечивавшие весьма высокую точность из-2*
Принцип устройства трикветрума Птолемея (А. Паннекук. "История астрономии". М.: 1966, с. 168).
На основании новых наблюдений (собственных, а также астрономов I в.) Птолемей подтвердил главное открытие Гиппарха - прецессии (предварения равноденствий). Но из-за недостаточной точности своих измерений долгот звезд, а также, очевидно, под воздействием авторитета своего великого предшественника он принял за постоянную прецессии более позднюю ее оценку Гиппархом - 1° в 100 лет (36" в год) вместо его же первой, оказавшейся более точной (48" в год4). При включении звездного каталога Гиппарха в
мерений, благодаря почти неограниченным возможностям увеличения своих размеров (радиус самого большого квадранта на Самаркандской обсерватории Улугбека достигал 40 м!), на многие века стали основными измерительными инструментами сначала арабской, а затем и европейской и вообще мировой астрономии.
4 В действительности 50,29" в год.
35
ния вообще в самостоятельности его наблюдений. В наше время американский историк астрономии Р. Ньютон, автор книги с броским названием "Преступление Птолемея", и вовсе обвинил Птолемея в плагиате. Но такой подход к науке прошлых веков антиисторичен. Птолемей в духе своего времени не упоминал при каждом случае имени предшественников. (С таким же основанием чуть ли не всех древнегреческих астрономов, учившихся у египтян и вавилонян и внедривших многие их достижения без ссылок в науку Греции, можно обвинять в том же...) И хотя Птолемей описывает и свои
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.