Природа боится пустоты

Главным сочинением Клавдия Птолемея является «Математическое собрание в 13 книгах» — фундаментальный труд, содержащий полный корпус астрономических знаний античной Греции, а также древнего Египта и Вавилона. Оригинальное название этого текста на древнегреческом языке «Μαθηματικῆς Συντάξεως βιβλία ι̅γ̅» (в латинской транскрипции «Syntaxis Mathematica»), но позже его стали называть просто «Большим собранием», то есть «Ἡ μεγάλη σύνταξις» (по-латыни «Syntaxis Magna»), а еще позднее — «Величайшим собранием» («Ἡ μεγίση σύνταξις»), но причина этих изменений не до конца ясна. Предположительно, существовало еще и «Малое собрание», включавшее в себя несколько книг по стереометрии, сферической геометрии и астрономии, которые следовало изучить после «Начал» Евклида, чтобы иметь возможность понять работы Птолемея. С другой стороны новые варианты названия были просто короче, а потому и удобнее. Так или иначе, при переводе на арабский язык греческое слово «мегисти» (величайшее) превратилось в «аль-магисти», а поскольку в эпоху Возрождения полный текст «Математического собрания» попал в Европу именно в виде арабского манускрипта, то название перевели на латынь как «Almagestum», и слово «Альмагест» стало общеупотребительным. Далее мы станем придерживаться именно этого названия, хотя в литературе иногда встречается и вариант «Синтаксис», который более соответствует историческим реалиям. Не нужно при этом думать, будто арабские или христианские переводчики выполняли свою работу плохо, и не понимали смысла слов: когда дело касалось заглавий книг, равно как и имен авторов, то их традиционно передавали весьма вольной транслитерацией. Содержательная часть текстов при этом переводилась обычно достаточно хорошо, а все трудные места комментировались и пояснялись (разумеется, встречались и плохие переводы, выполненные плохо образованными людьми).

Структурно «Альмагест» состоит из тринадцати книг (в современном понимании это скорее части), каждая из которых разбита на отдельные главы (подразделы), однако это последнее деление выполнено поздними переписчиками, которые группировали текст внутри отдельных книг, так как им казалось удобным, добавляя туда еще и некоторые собственные мысли или поясняющие комментарии. Основная задача, которую решал Птолемей, заключалась в создании математических моделей (инструкций), которые позволяли бы вычислить (вычертить) положения Солнца, Луны, пяти планет и звезд в любой заданный момент времени из прошлого или будущего. Не менее важной подзадачей являлась возможность определения дат особых астрономических событий: солнечных и лунных затмений, гелиакических восходов и заходов, а также прочих, которые могут потребоваться. Предполагаемая точность результатов соответствовала возможностям визуального наблюдения. Стиль изложения «Альмагеста» напоминает учебник, но при этом полагается, что читатель имеет глубокую подготовку в античной математике и уже знаком с некоторыми основами астрономии. Методика работы Птолемея выглядит на удивление современной, если, конечно, забыть, к чему она в результате привела.

На первом этапе анализируются самые общие особенности движения небесных светил, полученные зачастую из весьма грубых наблюдений, после чего подбирается кинематическая модель, дающая наибольшее соответствие явлениям. От модели требуется, чтобы она показывала верный период обращения, правильные положения апогея и перигея, учитывала замедление и ускорение на траектории, а также — формировала ретроградную петлю, если таковая имеет место. В случае, когда требуется выбрать из нескольких равнозначных моделей (здесь речь идет о сравнении круга с эксцентриситетом и системы деферент-эпицикл), Птолемей исходит из принципа наибольшей простоты принимаемых гипотез, хотя и не объясняет внятно, в чем конкретно этот принцип заключается.

На втором этапе работы производится отладка принятой модели. Здесь используется уже полный объем всех имеющихся наблюдений, поскольку требуется установить такие значения параметров, как величина эксцентриситета, долгота апогея (от него обычно начинали построение траектории), радиусы деферентов и эпициклов, а также их наклоны и периоды обращения и другие. Правильный подбор всех этих параметров однозначно обеспечивает точность моментов прохождения светила через характерные точки небесной сферы. Примечательно, что Птолемей не скрывает промежуточные шаги исследования (как чаще всего поступали мыслители древности), но, наоборот, подробно разъясняет последовательность своих действий. Так, если для Солнца ему хватило простой эксцентрической модели, то в случае Луны потребовалось трижды изменять комбинацию кругов, чтобы постепенно учесть все аномалии лунного движения. Подобным же образом — с помощью постепенных усложнений — определяются модели для описания перемещения планет по широте и долготе.