Природа боится пустоты

Краткое описание астрономических результатов Птолемея

Сам Птолемей признает, что многое взял у Гиппарха, но определить объем заимствований не представляется возможным. Впрочем, если учесть, что после появления «Альмагеста» переписчики попросту перестали копировать сочинения всех ранних астрономов, то можно предположить, что заимствовано было практически всё. В ином случае поздние комментаторы наверняка привели бы многочисленные отрывки из других авторов, как это обычно и происходило даже в тех случаях, когда по какой-либо теме оставалась лишь одна востребованная книга: доксографы изучали все доступные тексты и старались донести до читателей максимум информации хотя бы в самом общем виде. Собственно, о взглядах многих мыслителей древности мы знаем только из таких комментариев. Ценность работы Птолемея, однако же, заключается отнюдь не в том, что он перенял у других, но именно в том, что он добавил нового. И тут его заслуги сложно переоценить.

Во-первых, Птолемей дополнил каталог Гиппарха, увеличив число описанных звезд с 850 до 1017, а также внес туда еще и 5 туманностей, так что общее число объектов, для которых удалось определить небесные координаты и яркость, достигло 1022. Это весьма немало, поскольку составляет почти половину того, что вообще можно увидеть из одного полушария, причем почти все неучтенные объекты являются совсем уж тусклыми. При этом старые данные Гиппарха были скорректированы исходя из прецессии, составляющей 1° за 100 лет, и это дало некоторую единую для многих звезд ошибку, так как на самом деле 1° накапливается примерно за 72 года. В этом отношении нужно отметить, что хоть прецессия и была открыта Гиппархом, но многие астрономы вплоть до Тихо Браге (жил в XVI веке) игнорировали ее или полагали, что равноденствия просто совершают некоторые колебания то в одну, то в другую сторону. Птолемей же четко описывает прецессию, как медленное вращение звездной сферы с периодом в 36 000 лет. Другая неточность Птолемея состояла еще и в том, что наклон эклиптики определялся им в 11/83 полукруга, то есть в 180°·11/83 = 23°51’20’’, но в те времена он был на 10’30’’, меньше, что, впрочем, соответствует погрешности античных инструментов. На самом деле мы можем лишь восхититься той точности, которой сумел добиться Птолемею или его помощники.

Во-вторых, Птолемею удалось построить удивительно точную теорию небесных движений Солнца, Луны и планет (кроме Меркурия), причем работа в этом направлении осуществлялась вполне современными научными методами. Исходя из общих физических представлений об исследуемом предмете, предлагаются различные математические модели, качество которых проверяется путем сравнения с имеющимися экспериментальными данными. Изначально дается общее качественное решение, свободные числовые параметры которого определяются и уточняются по результатам наблюдений.

В самом упрощенном виде система Птолемея, впрочем, ничем (кроме наличия всех необходимых числовых значений) не отличается от тех моделей, которые предлагал еще Гиппарх. Солнце движется вокруг Земли по эксцентрической окружности; Луна расположена на эпицикле, который вращается в обратную сторону относительно своего деферента; а эпициклы каждой из планет вращаются в ту же сторону, что и их деференты. Центры эпициклов Меркурия и Венеры всегда остаются на прямой Земля-Солнце и потому проходят свой путь по деференту ровно за один год, тогда как внешние планеты за тот же самый год совершают оборот уже на эпицикле.

Поскольку, как мы помним, расстояние до Солнца определялось условно из общих соображений об отсутствии наблюдаемого параллакса, то не имело никакого смысла рассуждать и об истинных расстояниях до планет, поэтому в теории Птолемея важны были не абсолютные размеры деферентов и эпициклов, но только лишь отношения их радиусов. В самом деле, при сохранении необходимых периодов обращения, наблюдаемые угловые перемещения по небесной сфере будут одинаковыми для всех пропорциональных комбинаций кругов. В этом смысле вполне допустимо и даже логично совместить деференты Меркурия и Венеры с орбитой Солнца, ведь у них всех одинаковый период обращения равный одному земному году. После такого объединения эпициклы Венеры и Меркурия будут обращаться вокруг Солнца, а их радиусы станут относиться между собой так же, как реальные кеплеровы орбиты (конечно, без учета эллиптичности). Если же удастся как-либо определить истинное расстояние до Солнца, то и размеры орбит окажутся истинными. Подобное решение предлагал еще Гераклид, но ни Гиппарх, ни Птолемей не захотели его использовать, хотя наверняка хорошо о нем знали.