В сочинении «О диоптре» Герон описал прибор для измерения углов на местности (предок современного теодолита). Основой была доска с визирной (диоптрической) линейкой, подвижно укрепленной на штативе. Посредством ватерпаса и отвеса ее устанавливали горизонтально, а винтами поворачивали вокруг горизонтальной и вертикальной осей. Герон сообщил способ измерения высот и площади поля этим прибором, а также решения других задач (например, определения ширины реки, не переходя ее).
Этот труд Герона считается приоритетным, заложившим фундамент геодезии – точной науки, посвященной измерениям Земли и отдельных территорий.
Прочная система мироздания
Знаменитый поэт и мыслитель Публий Вергилий Марон (70–19 гг. до н. э.) утверждал, что задача римлян не познание мира, а его завоевание. Однако имперский Рим не только расширял свои пределы, захватывая новые территории и включая их в единую цивилизацию. Была необходимость и в изучении природы.
Вергилий в поэме о сельском хозяйстве «Георгики» призывал сначала основательно изучить территорию, прежде чем ее использовать. Он же четко сформулировал идею севооборота:
Римлянам стала известна почти вся Европа (исключая Северную и частично Восточную). Завоеванную территорию они старались изучить. Некоторые римские путешественники добирались до Балтийского моря, дотоле неизвестного средиземноморцам.
Они торговали с Индией, знали о существовании Китая. Возможно, некоторым морякам удавалось добраться до Индокитая. Римляне проникали в глубь Африки до района озера Чад. По приказу Нерона две центурии в поисках истоков великой реки добрались до нильских болот.
Из отдаленных провинций стекались в столицу великой империи сведения о разных странах и народах. Использовались трактаты греческих мыслителей. Римские исследователи занимались систематизацией и обобщением накопленных материалов. Пользовались популярностью «хореографии» – описания местности.
Математически обоснованную модель мироздания создал александриец Птолемей, завершив концепцию Аристотеля. Она была обоснована именно с научной точки зрения. Только вот уровень науки того времени (да и много позже) укоренял некоторые ложные представления.
Признание Земли центром Мироздания соответствовало религиозным представлениям, согласно которым она предназначена людям, а небосвод является обителью богов.
Система Птолемея стала первой в мире завершенной и обоснованной на основе астрономических наблюдений и математических вычислений теорией строения Мироздания. Она была научной, ибо не противоречила известным на то время фактам и была приведена к стройной модели. Все это, однако, еще не стало залогом ее соответствия реальности.
Научная теория слишком редко бывает абсолютной. Она отмечает очередной этап достижений… или даже заблуждений, что тоже вовсе не исключено. Ведь любая теория не только обобщает факты, но и делает на этой основе определенные выводы, умозаключения, догадки.
Система Птолемея восторжествовала благодаря достижениям астрономов, математиков и механиков при отставании физики (в нашем понимании этой науки).
Птолемей Клавдий (ок. 90 – ок. 160 гг. н. э.) – греческий астроном, географ, картограф, математик. Родился в Египте, работал главным образом в Александрии.
Он поставил перед собой грандиозную задачу: постичь гармонию Мироздания. Постарался обобщить имевшиеся знания по самым различным наукам, включая теорию музыкальной гармонии и мистическую астрологию. Написал «Географию» в 8 книгах, астрологический трактат «Четверокнижие», «Оптику», «Гармонию»…
Главной его работой стал «Великий синтез» в 13 книгах. Он пользовался большой популярностью в арабских, а затем и европейских странах (его греческое название арабы переиначили как «Альмагест»).
Сначала Птолемей излагает прямолинейную и сферическую тригонометрию, дает уточненное значение числа «пи», приводит таблицу синусов. Описывает он астрономические инструменты, в частности, усовершенствованной им астролябии, которую называл «астролябоном».
В центре Мироздания Птолемей поместил Землю. Им были проведены многочисленные астрономические наблюдения и вычисления. Он убедился в том, что Солнце от точки весеннего равноденствия проходит за 179 дней и 18 часов, а не ровно за полгода. Воспользовавшись идеей Гиппарха, он предположил, что Земля смещена от центра солнечной орбиты.