Первая – геоцентрическая[2]
– система мира появилась около 150 г. Модель построил Клавдий Птолемей. В 1543 г. ей на смену пришла гелиоцентрическая система, предложенная Николаем Коперником (1473–1543). Создав эти две модели Солнечной системы, принятые человечеством, Птолемей и Коперник открыли список великих покорителей космоса.В 1920-х гг. труды Эдвина Хаббла и других астрономов привели к созданию теории расширяющейся Вселенной. В этой модели огромная Солнечная система превратилась в исчезающе малую величину. Родилась иллюзия, что она стала гораздо доступнее.
Клавдий Птолемей. Гравюра XVI в.
Итак, первая модель мира – геоцентрическая, или Птолемеева.
Древние философы много рассуждали о космосе. При этом они оставались на Земле, считая ее центром мироздания. Опорой Земли одни называли Мировой океан или сжатый воздух, другие – гигантскую черепаху или слонов и пр. Анаксимандр Милетский полагал, что космос симметрично сферичен и Земле не нужна опора, поскольку она – центр, ось Вселенной. Это была заманчивая идея, которую потом многие философы и политики сделали основой не только своих воззрений, но и архитектоники научных школ и государств. Естественно, в модель мироустройства мудрецы включали всё, что видели невооруженным глазом, – Солнце, Луну, звёзды, созвездия, планеты. Точку зрения Анаксимандра разделил и Клавдий Птолемей.
Землю древние философы представляли разной формы – от плоской (Анаксимен) до шарообразной (Пифагор). Тот же Анаксимандр считал ее цилиндром. (Как ни странно, сегодня есть попытки экспериментально доказать, что Земля – плоская.)
Платон, Аристотель и др. дали миру каноническую форму сферической геоцентрической системы, в центре которой находится шарообразная неподвижная Земля, вокруг которой (на ее оси) вращается космос, что хорошо видно по небесным светилам. Астрономы выстроили видимые объекты в определенном порядке, отдавая предпочтение тем или иным, располагая их ближе или дальше от нашей планеты.
В пользу геоцентрической схемы мира ученые приводили самые разные доказательства. Плиний Старший, например, обосновывал центральное положение Земли «равенством дня и ночи во время равноденствий и тем, что во время равноденствия восход и заход наблюдается на одной и той же линии, а восход солнца в день летнего солнцестояния находится на той же линии, что и заход в день зимнего солнцестояния. С астрономической точки зрения, все эти доводы, конечно, являются недоразумением».
Клавдий Птолемей четверть века вёл собственные наблюдения звёзд с помощью изобретённых им инструментов – астролябона (астролябия), трикветрума (квадранта) и др. Замеры астроном свел в таблицы с указанием координат долготы и широты, что позволяло затем рассчитывать положение планет и другие астрономические явления на любую дату.
Обобщив данные предшественников о видимом движении звёзд и траекториях планет, а также собственные наблюдения, Клавдий Птолемей представил геоцентрическую концепцию мира в математическом и астрономическом трактате на греческом языке и латыни – «Альмагест», или «Математический синтаксис» (около 150 г.). К этому воистину космическому труду астроном прибавил и другие поменьше. «Великий трактат» стал самым влиятельным научным текстом в истории науки, на который до Коперника молились все ученые и богословы. Долгое время «Альмагест» был известен только по арабской копии и переводам с арабского языка. В этом труде Птолемей впервые в истории дал образец важнейшей естественно-научной теории, изложив ее на языке математики. Геоцентрическая система стала основой для античной и средневековой космологии и астрономии.
В этом «Великом математическом построении по астрономии в 13 книгах» (еще одно название) излагаются космология Аристотеля, сферическая тригонометрия, теория эпициклов. Приводятся астрономические наблюдения за небесными объектами, солнечными и лунными затмениями, размеры Солнца, Луны, планет и расстояний до них от Земли. Предлагается планетарная модель. Птолемей установил следующий порядок планетарных сфер, начиная с самой внутренней: Луна, Меркурий, Венера, Солнце, Марс, Юпитер, Сатурн, сфера неподвижных звёзд.
Ученый представил звёздный каталог из 1022 звёзд разной звёздной величины, привязанных к 48 созвездиям (из них – 12 знаков зодиака, 21 к северу от зодиака и 15 к югу). Птолемей описал движения планет и их отклонение от эклиптики, объяснил, как можно использовать геометрические модели планет для прогнозирования их движения. Составил таблицу хорд, впервые применив деление градуса на минуты и секунды. И т. д.
Вот как выглядят начальные условия Птолемеева космоса: «Небесное царство имеет сферическую форму и движется как сфера. Земля – это сфера. Земля находится в центре космоса. Земля относительно расстояния до неподвижных звёзд не имеет заметных размеров и должна рассматриваться как математическая точка. Земля не движется…»