ВВЕДЕНИЕ
Клавдий Птолемей – знаменитый александрийский астроном, математик и географ II века нашей эры, один из крупнейших ученых древности. В течении целого тысячелетия в области астрономии с Птолемеем никто не мог сравниться. Не сохранилось каких-либо упоминаний о его жизни и деятельности у историков этого периода. Также остались неизвестны даже примерные даты рождения и смерти Птолемея, также как и какие-либо факты его биографии.
Но благодаря своим трудам он остался в истории. К большой удаче современных историков, практически все его основные сочинения сохранились. Главный труд Птолемея – “Альмагест” –до начала XVII века был основным учебником астрономии.
В “Альмагесте” Птолемей обширно применяет результаты наблюдений своего великого предшественника Гиппарха (II век до н. э.). Гиппарх следил и наблюдал за небесными телами и стремился обнаружить закономерности движения планет, так как они представляли для астрономов того времени большую загадку. Планеты во время своего движения по небу как будто описывали петли. Данная трудность связана с движением самой Земли. Когда Земля как будто "догоняет" другую планету, то на первый взгляд может показаться, что планета как бы приостанавливается, а затем движется назад. Однако древние астрономы думали, что планеты на самом деле совершают такие сложные перемещения вокруг Земли и отталкиваясь от этого строили свои теории.
Глава I. Геоцентрическая система мира Птолемея
1.1.Развитие геоцентризма
С древних времён Земля считалась центром мироздания. При этом предполагалось существование центральной оси Вселенной и асимметрия «верх-низ». Землю от падения спасала какая-то опора. В ранних цивилизациях в качестве опоры выступало огромное мифическое животное или животные (слоны, киты, черепахи). Первый древнегреческий мыслитель и философ Фалес Милетский в качестве данной опоры представлял естественный объект - мировой океан. Анаксимандр Милетский допустил мысль, о том, что Вселенная является центрально-симметричной и она не имеет какой-либо определенной направленности. По этой причине, у находящейся в центре Космоса Земле отсутствует основание двигаться в каком-либо направлении, то есть она, непосредственно, свободно покоится в центре Вселенной без опоры. Ученик Анаксимандра Анаксимен не согласился с теорией своего учителя, полагая, что сжатый воздух удерживает Землю от падения. Этой точки зрения придерживался и Анаксагор. Позицию Анаксимандра разделяли, однако, пифагорейцы, Парменид и Птолемей. Не была понятна позиция Демокрита: согласно разным свидетельствам, он последовал Анаксимандру или Анаксимену.
Анаксимандр предполагал, что Земля имеет форму низкого цилиндра с высотой в три раза меньше диаметра основания. Анаксимен, Анаксагор, Левкипп предполагали, что Земля-плоская, нечто вроде крышки стола. Совершенно новый шаг сделал Пифагор, который допустил, что Земля имеет форму шара. В данном предположении за ним последовали не только пифагорейцы, но и Платон, Парменид, Аристотель. Так появилась каноническая форма геоцентрической системы, которая впоследствии разрабатывалась древнегреческими астрономами: шарообразная Земля-в центре сферической Вселенной; видимое суточное движение небесных светил-это отражение вращения Космоса вокруг мировой оси.
Анаксимандр полагал, что звёзды находятся ближе всего к Земле, затем располагались Луна и Солнце. Анаксимен первый высказал предположение, что звёзды – это самые далёкие от Земли объектами, которые закреплены на внешней оболочке Космоса. В этом ему следовали все последующие учёные (Исключение: Эмпедокла; он придерживался теории Анаксимандра). Появилось суждение (впервые, скорее всего, у Анаксимена или пифагорейцев), что чем больше период обращения светила по небесной сфере, тем оно выше и, следовательно, находится дальше. Таким образом, порядок расположения светил оказался следующим: Луна, Солнце, Марс, Юпитер, Сатурн и, затем, звёзды. В данный список не включены Меркурий и Венера, так как у греков возникли споры на их счёт: Аристотель и Платон помещали их сразу за Солнцем, Птолемей - между Луной и Солнцем. Аристотель полагал, что выше сферы неподвижных звёзд нет ничего, в том числе пространства, в то время как стоики считали, что наш мир погружен в бесконечное пустое пространство; следуя суждениям Демокрита предполагали, что за нашим миром (который ограничен сферой неподвижных звёзд) есть и другие миры. Это мнение поддерживали эпикурейцы,а также его ярко изложил Лукреций в поэме «О природе вещей».
1.2.Обоснование геоцентризма
Древнегреческие учёные имели разные мнения, обосновывая центральное расположение и неподвижность Земли. Анаксимандр в качестве причины указывал сферическую симметрию Космоса. Его не поддержал Аристотель, который выдвинул контрдовод: в таком случае человек, располагающийся в центре комнаты, у стен которой находится еда, должен умереть с голоду. Этот довод позже был приписан Буридану. Сам Аристотель, непосредственно, обосновывал геоцентризм следующим образом: Земля - это тяжёлое тело, а естественным местом для тяжёлых тел является центр Вселенной; и, как показывает опыт, все тяжёлые тела падают отвесно, а так как они движутся к центру мира, Земля находится в центре. Помимо этого, орбитальное движение Земли (это предполагал пифагореец Филолай) Аристотель отрицал на том основании, что оно должно вести к параллактическому смещению звёзд, которое не наблюдается.
Несколько авторов приводит и прочие эмпирические доводы. Плиний Старший в своей энциклопедии «Естественная история» аргументирует центральное расположение Земли равенством дня и ночи во время равноденствий, а также тем, что в период равноденствия восход и заход можно наблюдать на одной и той же линии, а восход солнца в день летнего солнцестояния располагается на той же линии, что и заход в день зимнего солнцестояния. С точки зрения астрономии, эти аргументы и доводы, естественно, являются заблуждением. Не лучше и аргументы, которые приводил Клеомедом в учебнике «Лекции по астрономии». Он объясняет центральность Земли от противного. Он считал, что если бы Земля располагалась к востоку от центра Вселенной, то тени на рассвете были бы короче, чем на закате, небесные тела при восходе казались бы больше, чем при заходе, а продолжительность с рассвета до полудня была бы меньше, чем от полудня до заката. Но так как этого всего нет, то можно сделать вывод, что Земля не может быть смещена к западу от центра мира. По аналогии доказывается, что Земля не может быть смещена к западу. Далее, если бы Земля располагалась севернее или южнее центра, тени на восходе Солнца были бы, соответственно, в северном или южном направлении. Кроме этого, на рассвете в дни равноденствий тени имели бы направление точно в направлении захода Солнца в эти дни, а на восходе в день летнего солнцестояния тени указывали бы на точку захода Солнца в день зимнего солнцестояния. Это также поясняет то, что Земля не смещена к северу или югу от центра. В случае, если бы Земля располагалась выше центра, то можно было бы наблюдать меньше половины небосвода, в том числе менее шести знаков зодиака; что привело бы к тому, ночь всегда была бы длиннее дня. По аналогии: Земля не может находится ниже центра мира. Из всего вышесказанного, можно сделать вывод, что она может располагаться только в центре. Приблизительно подобные аргументы в пользу центральности Земли высказывал и Птолемей в Альмагесте, книга I.Безусловно, доводы Клеомеда и Птолемея подтверждают только лишь то, что Вселенная несравненно гораздо большего размера, нежели Земля, и по этой причине также являются неосновательными.
1.3.Геоцентрическая система мира Птолемея
Птолемей, делая акцент и основываясь на достижения Гиппарха, исследовал движимые небесные светила. Он внес существенный вклад в дополнение и уточнение концепции передвижения Луны, а также усовершенствовал теорию затмений. Однако, действительно великим научным подвигом ученого было формирование им математической теории видимого движения планет. Эта теория опиралась на следующие принципы:
· Шарообразность Земли;
· Огромная удаленность от сферы звезд;
· Равномерность и круговой характер движений небесных тел;
· Неподвижность Земли;
· Центральное положение Земли во Вселенной.
Теория Птолемея сочетала концепции эпициклов и эксцентриков. Он делал предположение в пользу того, что вокруг неподвижной Земли располагается окружность (деферент) с центром, несколько смещенным относительно центра Земли (эксцентрик).Согласно деференту, движется центр меньшей окружности - эпицикл - с угловой скоростью, неизменной по отношению к собственному центру деферента и не к самой Земле, а к точке, которая располагается симметрично центру деферента относительно земли (эквант). Сама планета в системе Птолемея равномерно движется по эпициклу. С целью описать вновь открываемые неравномерности в движениях планет и Луны были введены новые дополнительные эпициклы - вторые, третьи и т.д. Планета располагалась на последнем. Теория Птолемея позволяла предвычислять сложные петлеобразные движения планет (их ускорения и замедления, стояния и попятные движения). На основе сформированных Птолемеем астрономических таблиц расположение планет можно было рассчитать с весьма высокой по тем временам точностью (имелась погрешность менее 10").
Из основных свойств планетных движений, концепция которых была определена Птолемеем, можно выделить несколько очень важных закономерностей:
1. Условия для передвижения верхних и нижних от Солнца планет значительно различаются.
2. Характерную роль для движения как тех, так и других планет представляет Солнце.
Этапы обращения планет либо по деферентам (у нижних планет), либо по эпициклам (у верхних) будут равны периоду обращения Солнца, то есть длинной в год. Направленность деферентов нижних планет и эпициклов верхних находится в связи с плоскостью эклиптики. Тщательное исследование этих свойств планетных движений подвело бы Птолемея к простому заключению, который заключался бы в следующем: Солнце, а не Земля - это центр планетной системы. Этот вывод задолго до Птолемея выдвинул Аристарх Самосский. Он доказывал, что Земля в несколько раз меньше Солнца. Без сомнения понятно, что меньшее тело движется вокруг большего, а никак не наоборот. Хотя масштабы других планет прямым путем Птолемей определить не имел возможности, тем не менее было понятно, что все они гораздо меньше Солнца.
Система Птолемея не только разъясняла видимые движения планет, но также и сделала вероятной возможность вычислять их положения на будущее время с точностью, которая вполне удовлетворяла несовершенным исследованиям невооруженным глазом. Именно поэтому, хотя и неправильная в основе, система сначала не побуждала серьезных противоречий, а позже открытые возражения наперекор ей жестоко подавлялись христианской церковью.
Расхождения этой концепции с наблюдениями, которые появлялись по мере повышения точности наблюдений, исключались путем усложнения системы. К примеру, некоторые неточности в видимых движениях планет, раскрытые последующими наблюдениями, разъяснялись тем, что вокруг центра первого эпицикла обращается не планета, а центр второго эпицикла, по окружности которого движется уже планета. Когда и в подобном построении для какой-либо планеты появлялись неточности, то вводили третий, четвертый и т.д. эпициклы, до тех пор пока положение планеты на окружности последнего из них не давало более или менее приемлемого согласия с наблюдениями и исследованиями.
К началу XVI в. система Птолемея была до такой степени трудна, что не имела возможности больше удовлетворить тем условиям и требованиям, которые предъявлялись к астрономии практической жизнью, а в первую очередь мореплаванием. Необходимы были более простые способы для вычисления расположения планет. И благодаря творению гениального польского ученого Николая Коперника, который в последствии развил и заложил базу астрономии, такие методы были созданы и без них не могла бы появится и развиваться современная астрономия.
ЛЕКЦИЯ № 3
ЗАКОНЫ ДВИЖЕНИЯ НЕБЕСНЫХ ТЕЛ.
Системы мира Птолемея и М.Коперника
Научное мировоззрение пришло на смену господствовавшему в средние века церковно-догматическому лишь после длительной борьбы. Эпоха возрождения в науке потребовала гораздо больше усилий и даже жертв, нежели возрождение в искусстве или литературе. Борьба старого и нового в естествознании нашла свое внешнее выражение прежде всего в борьбе между сторонниками системы мира Птолемея и системы мира Коперника. Интересно сравнить основные утверждения сторонников обоих учений с точки зрения современной теории движения.
Птолемей - известный александрийский астроном, живший во втором столетии нашей эры. Он дал геоцентрическую схему строения солнечной системы. В центре мира находится неподвижная Земля (рис. 4).
Рис. 4. Система Птолемея по средневековым представлениям
Вокруг нее движутся Луна, Меркурий, Венера, Солнце, Марс, Юпитер и Сатурн (других планет в то время не знали). А так как древние греки считали идеальной линией окружность, то астрономам того времени казалось естественным, что небесные тела могут двигаться только по круговым орбитам. Чтобы согласовать систему Птолемея с наблюдениями, пришлось предположить, что планеты движутся по вспомогательным окружностям, которые назвали эпициклами. Центры же эпициклов в свою очередь движутся вокруг Земли по круговым орбитам, так называемым деферентам. Чем точнее становились данные наблюдений, тем больше приходилось усложнять систему Птолемея. Для объяснения движения планет требовалось брать все больше и больше эпициклов - их число достигло наконец нескольких десятков (рис. 5). Однако, несмотря на сложность, геоцентрическая система оставалась общепризнанной до начала XVII в.
Рис. 5. Система эпициклов
Вдоль деферента движется центр первого эпицикла, вдоль первого эпицикла - центр второго эпицикла, вдоль второго эпицикла - центр третьего эпицикла и т. д., наконец, вдоль последнего эпицикла движется сама планета.
В 1530 г. выдающийся польский астроном Николай Коперник написал небольшой трактат, в котором утверждал, что Земля, как и все остальные планеты, обращается вокруг Солнца. Этот трактат не был напечатан, переписанный же от руки, он распространялся среди ученых - современников Коперника. За несколько дней до смерти Коперника (в 1543 г.) была напечатана его основная работа «Об обращениях небесных сфер». На страницах этой книги новое учение было изложено с математическими обоснованиями
Систему мира Коперника стали называть гелиоцентрической , чем подчеркивалось центральное положение Солнца в ней (рис. 6). Интересно отметить, что идея гелиоцентрической системы мира высказывалась уже Аристархом Самосским, который жил в IV-III вв. до нашей эры, но у него для подтверждения этой идеи не было достаточных данных наблюдений. Обвиненный в отрицании богов, он должен был покинуть Афины. Так уже первому «коперниканцу» пришлось пострадать за свое учение.
Вначале католическая церковь не придала особого значения учению Коперника. Однако, когда стало ясно, что новая система мира подрывает самые основы религии, началось беспощадное преследование его сторонников. В 1600 г. за проповедь материалистического учения и за распространение учения Коперника инквизиция сожгла на костре замечательного итальянского мыслителя Джордано Бруно. Научный спор между последователями двух систем мира превратился в борьбу между прогрессивными и реакционными силами. Победили в конце концов последователи Коперника. Джордано Бруно первым утверждал, что у мира нет центра, что неподвижные звезды не образуют какой-то сферы, как это считали раньше, а являются солнцами, движущимися в мировом пространстве. Поэтому отпадает всякая возможность описать движение небесных тел относительно центра мира.
Рис. 6. Система мира по Копернику. По мнению Коперника, все неподвижные звезды располагались на одной сфере
Как и в случае других тел, для описания движения солнечной системе прежде всего нужно задать систему отсчета. Если за тело отсчета выберем Землю, получим геоцентрическую систему Птолемея. Именно картину мира Птолемея видит находящийся на земле человек, который считает Землю неподвижной, а планеты и Солнце - обращающимися вокруг нее. Если же выбрать за тело отсчета Солнце, получим гелиоцентрическую систему мира Коперника. Картину мира Коперника увидел бы наблюдатель, находящийся на Солнце. Системы мира Птолемея и Коперника не представляют собою ничего другого как описание движения солнечной системы в разных системах отсчета: в первом случае за тело отсчета принимается Земля, во втором - Солнце. Следовательно, вопрос, кто прав, Птолемей или Коперник, в современной постановке сводится к вопросу: все ли возможные системы отсчета для описания солнечной системы равноправны или какой-то из них следует отдать предпочтение?
Если окажется, что все системы отсчета равноправны, то и Птолемей, и Коперник будут одинаково правы. Но тогда с равным основанием можно было бы выбрать целый ряд других систем, например такую, где за тело отсчета взят Марс. В последнем случае получим систему мира, в которой вокруг неподвижного Марса обращаются Солнце и планеты, в том числе и Земля.
Если же, однако, выяснится, что при выборе системы отсчета всегда нужно предпочесть Солнце, то единственно верное описание солнечной системы даст схема мира Коперника.
Вклад в науку Клавдия Птолемея переоценить невозможно. Труды ученого в области астрономии, физики, математики, географии и даже музыки стали если не фундаментальными, то, как минимум, дали толчок в развитии этих наук. До наших дней дошла масса литературы о достижениях ученого, но отсутствуют биографические сведения.
Птолемей разработал подробнейший справочник по античной астрономии, который вышел в свет под названием «Альмагест». Этот труд древнего ученого стал «библией астрономии» вплоть до теории , которая положила начало науке о небесных телах.
Широта научных интересов и глубина анализа позволили Птолемею стать основоположником научной литературы в области географии, физики (оптики), теории музыки и т.д. Клавдием также разработана теория, согласно которой небесные тела постоянно движутся и функционируют как один механизм.
Учение о звездах и их влиянии на судьбу человека, именуемое астрологией, также разработал Птолемей. Он же создал астрономический атлас, в котором указал видимые с территории Египта созвездия.
Детство и юность
Сведений о биографии древнего ученого не сохранилось. Связано это с тем, что современники избегали упоминаний о Птолемее в своих трудах. Все имеющиеся сведения черпаются из книг ученого-физика Филипа Болла, а также из собственных научных трудов античного ученого. Известно, что жил Клавдий на территории современного Египта, в городе Александрия. Информации о внешности ученого также не сохранилось, фото представляют собой некий усредненный образ из работ древних скульпторов.
В книге «Альмагест» Птолемей указывает периоды проведения астрономических наблюдений, которые помогают косвенно установить даты жизни ученого: 127-151 годы. Однако, после окончания работы над «Альмагестом», вышли еще как минимум две книги, представляющие собой энциклопедии, работа над которыми длилась еще 10 лет. А согласно записям философа Олимпиодора, Клавдий работал неподалеку от Александрии в городе Канопе – пригороде Александрии Абукир.
Хотя имя ученого (Птолемей) говорит о египетском происхождении, а биографические сведения - о принадлежности к выходцам из Греции, первое имя (Клавдий) указывает на римские корни его обладателя. Ввиду отсутствия достоверной информации установить национальность ученого не представляется возможным.
Наука и открытия
Научная деятельность Птолемея началась с работы под названием «Канопская надпись», которая представляет собой высеченные на каменной стеле в городе Канопе (пригород Александрии в Египте) астрономические параметры. Позднее стела подверглась разрушению, но нанесенная на нее информация сохранилась благодаря древнегреческим рукописям.
Уточнив ряд сведений, Клавдий разработал «Подручные таблицы» – нечто вроде астрономического справочника. В теории геоцентризма эти сведения выступали доказательством неподвижности Земли и движения вокруг нее других небесных тел.
До всемирно известного «Альмагеста» Птолемей работал еще над рядом научных книг, в том числе - "Планетными гипотезами". Отличие этого труда от других заключается в иной системе параметров, использованных для описания расположения астрономических объектов. В этом трактате появляется термин «эфир», который плотно вплетен в теорию Птолемея.
В «Альмагесте» Птолемей с удивительной для тех времен точностью вычислил расстояние от Солнца и Луны до Земли. Единицей измерения в исследованиях послужил радиус Земли. Однако в тех же «Планетных гипотезах» автор указывал расстояние между Солнцем и другими планетами, не имея их радиуса (вместо него ученый использовал следующее умозаключение: радиус планеты минимально равен расстоянию от нее до следующего объекта видимой Вселенной), что может указывать на несоответствие периодов написания научных работ.
Следующей книгой, по мнению исследователей, стала работа "Фазы неподвижных звезд". Этот труд представляет собой первые попытки составления метеорологических прогнозов погоды, основываясь на положении небесных тел и физических явлений на поверхности планеты. В этой же работе были сведены в единую систему знания о климатических зонах и географических поясах Земли, а также взаимном расположении географических объектов.
Для создания астрономических теорий Птолемею были необходимы геометрические знания о нашей планете. Теореме вычисления радиусов, дуг и окружностей посвящена работа Клавдия под названием «Аналемма». Прикладное значение этих знаний заключается в конструировании солнечных часов, которые были построены задолго до Птолемеевых исследований. Работа «Планисферий» посвящена стереографической проекции и ее применению в астрономических расчетах.
«Квадрипартитум» стал наиболее неоднозначным произведением Клавдия, поскольку он посвящен основам астрологии, или влияния небесных тел на жизнь человека. А вот восьмитомник «География» по популярности не уступает «Альмагесту». Она представляет собой не столько описательную географию, сколько математическую с основами картографии. В первом томе ученый предложил вести точку отсчета от нулевого меридиана, которым тогда служили Канарские острова.
Споры и дискуссии относительно вклада Птолемея в науку ведутся до сих пор, на основании того, что Гиппарх задолго до Клавдия описал положения небесных светил на небосклоне. Первым фальсификацию данных обнаружил поэт . А с появлением на международной научной арене Коперника астрономическое учение Птолемея и вовсе стало неактуальным. И только еще некоторое время развивал теорию геоцентризма, поддерживая в своих убеждениях древнего ученого. Однако вскоре геоцентрическая система мироздания была опровергнута другими учеными.
Личная жизнь
О семейном положении, а также наличии либо отсутствии детей у Клавдия достоверных сведений не сохранилось. Но точно известно, что у ученого были последователи и ассистенты, которые помогали ему совершать великие открытия в науке. Астрономическую книгу «Альмагест» Птолемей посвятил Сиру, но личность его не установлена, кем он приходился ученому и имеет ли отношение к его исследованиям или астрономии, вообще неизвестно.
В том же трактате упоминается математик Теон, данные которого использовал Клавдий при астрономических вычислениях, но был ли Теон учителем Птолемея или же коллегой - также неизвестно.
Ряд исследователей предполагают, что речь идет о Теоне Смирнском – философе, последователе , который тоже изучал звездное небо и составил примитивную карту ночного небосклона.
Определенные личные взаимоотношения были у Клавдия и с сотрудниками научной библиотеки в Александрии Египетской, поскольку доступ к необходимой литературе он получал беспрепятственно. В исторических источниках начала нашей эры Клавдия связывали с египетской династией Птолемеев, однако современные исследователи склонны считать это совпадением.
Смерть Птолемея
Обстоятельства и дата смерти ученого, как и все факты его биографии, остаются загадкой до сих пор. Мнение большинства исследователей сводится к тому, что датой смерти Клавдия следует считать 165 год нашей эры.
Согласно архивным сведениям, в этот период на территории стран Африки и Евразии свирепствовала эпидемия чумы, жертвой которой, возможно, стал и Птолемей. Но даже спустя три тысячи лет после смерти ученый продолжает жить в своих трудах и приносить пользу потомкам.
Библиография
- "Канопская надпись"
- "Подручные таблицы"
- "Планетные гипотезы"
- "Фазы неподвижных звезд"
- "Аналемма"
- "Планисферий"
- "Четверокнижие"
- "География"
- "Оптика"
- "Гармоники"
- "О способности суждения и принятии решения"
- "Плод"
- "Тяжести" и "Элементы"
Благодаря Гиппарху астрономия становилась точной математической наукой, что позволяло приступить к созданию универсальной тематической теории астрономических явлений. За решение этой задачи взялся знаменитый александрийский астроном Клавдий Птолемей, что отражено в его фундаментальном труде «Большое математическое построение астрономии в XIII книгах» («Альмагест»).
Опираясь на достижения Гиппарха, Птолемей изучал подвижные небесные светила. Он существенно дополнил и уточнил теорию движения Луны, усовершенствовал теорию затмений. Но подлинно научным подвигом ученого стало создание им математической теории видимого движения планет. Эта теория опиралась на следующие постулаты: шарообразность Земли; колоссальная удаленность от сферы звезд; равномерность и круговой характер движений небесных тел; неподвижность Земли; центральное положение Земли во Вселенной.
Теория Птолемея сочетала теории эпициклов и эксцентриков. Он предполагал, что вокруг неподвижной Земли находится окружность (деферент) с центром, несколько смещенным относительно центра Земли (эксцентрик). По деференту движется центр меньшей окружности - эпицикл - с угловой скоростью, постоянной по отношению к собственному центру деферента и не к самой Земле, а к точке, расположенной симметрично центру деферента относительно земли (эквант). Сама планета в системе Птолемея равномерно движется по эпициклу. Для описания вновь открываемых неравномерностей в движениях планет и Луны вводились новые дополнительные эпициклы - вторые, третьи и т.д. Планета помещалась на последнем. Теория Птолемея позволяла предвычислять сложные петлеобразные движения планет (их ускорения и замедления, стояния и попятные движения). На основе созданных Птолемеем астрономических таблиц положение планет вычислялось с весьма высокой по тем временам точностью (погрешность менее 10").
Из основных свойств планетных движений, определенных Птолемеем, вытекал ряд важных закономерностей. Во-первых, условия движения верхних от Солнца и нижних планет существенно различны. Во-вторых, определяющую роль в движении и тех и других планет играет Солнце. Периоды обращения планет либо по деферентам (у нижних планет), либо по эпициклам (у верхних) равны периоду обращения Солнца, т.е. году. Ориентация деферентов нижних планет и эпициклов верхних связана с плоскостью эклиптики. Тщательный анализ этих свойств планетных движений привел бы Птолемея к простому выводу, что Солнце, а не Земля - центр планетной системы. Такой вывод задолго до Птолемея сделал Аристарх Самосский, который доказывал, что Солнце в несколько раз больше Земли. Вполне естественно, что меньшее тело движется вокруг большего, а не наоборот. Хотя размеры других планет прямым путем Птолемей определить не мог, тем не менее было ясно, что и они гораздо меньше Солнца. Но переход к гелиоцентризму для Птолемея был невозможен - он считал Землю центром мира и приводил множество доводов в пользу этого взгляда. Отказаться от своего мировоззрения очень сложно, а от эпохи и вовсе невозможно. Только спустя 14 столетий, в совершенно другую эпоху, когда старое мировоззрение уже себя исчерпало, Н. Коперник сумел сделать этот решительный шаг.
Птолемей (а до него Гиппарх), введя эксцентрики для более точного отображения неравномерностей видимого движения небесных светил, по сути, уже лишил Землю ее строго центрального положения в мире, какое она занимала в аристотелевской модели Вселенной. Введением экванта Птолемей еще более нарушил аристотелевские физические основания геоцентризма. В этом отношении он превзошел даже Коперника.
В астрономической системе Птолемея максимально использовались те возможности, которые представляла античная наука для реализации принципа «спасения явлений», для объяснения движения небесных тел с позиций геоцентрического видения мира. Построение геоцентрической системы Птолемеем завершило становление первой естественно-научной картины мира. В течение длительного времени эта система была не только высшим достижением теоретической астрономии, но и ядром античной картины мира, и астрономической основой антропоцентрического мировоззрения.
Имя: Клавдий Птолемей
Годы жизни: около 100 года - около 170 года
Государство: Древняя Греция
Сфера деятельности: Астрономия, астрология, математика
Величайшее достижение: Собрал воедино почти все знания астрономии Древней Греции, стал праотцом механики планет, астрофизики.
Клавдий Птолемей был известным ученым, математиком, философом, богословом, географом, астрономом и астрологом.
Жил и трудился он примерно в 90-168 годах нашей эры в Александрии .
Больше всего в истории запомнились его труды о геоцентрической модели мира, которые хоть и были ошибочны, но имели под собой довольно веские математические обоснования.
Система Птолемея была одним из самых влиятельных и долговечных интеллектуально-научных достижений в истории человечества.
К сожалению, кроме его трудов о жизни Птолемея, о его семье и внешнем виде, почти нет сведений.
Труды Птолемея
Первый и самый крупный из них назывался изначально «Математическое собрание в тринадцати книгах», но до нашего времени дошел арабский вариант наименования — «Альмагест».
Также он написал трактат «Тетрабиблос» (или «Четырехкнижие»), посвященный астрономии, в котором он предполагает, что по поведению небесных тел представляется возможным предугадывать события.
Первая глава книги «Альмагест» содержит обсуждение эпистемологии и философии. В этой главе имеют центральное значение две темы: структура философии — а в древнем мире этот термин включал в себя все человеческое знание и мудрость – и причины для изучения математики.
Единственный философ, на труды которого Птолемей опирается в своей работе, это Аристотель.
Он соглашается с ним в разделении философии на практическую и теоретическую. А также в разделении теоретической философии на три ветви: физику, математику и теологию, понимая под теологией науку, которая изучает первопричину создания Вселенной.
И тем не менее, поставив теологию наравне с естествознанием и математикой, эти философы отличались от своих современников, светских философов.
Система мира Птолемея
В «Альмагесте» Птолемей собрал все астрономическое знание греческого и вавилонского мира. Разработкой математической основы этой теории занимались в свое время такие ученые, как Евдокс Книдский, Гиппарх и сам Птолемей.
Опираясь в основном на наблюдения Гиппарха, ученый дает представление о геоцентричной системе. Эта теория была настолько достоверно доказана, что была популярной вплоть до шестнадцатого века, пока не была опровергнута Коперником и заменена гелиоцентричной системой мира.
Согласно Птолемеевской космологии, Земля является центром Вселенной и неподвижна, а другие небесные тела вращаются вокруг нее в следующем порядке: Луна, Меркурий, Венера, Солнце, Марс, Юпитер и Сатурн.
Птолемей приводил много причин, почему именно Земля находится в центре.
Одна из них состояла в том, что если это не так, то не вещи будут падать на Землю, а Земля будет тянуться к центру Вселенной.
Теорию неподвижности планеты Птолемей доказывал доводом о том, что вещь, брошенная вертикально в одном месте, не может упасть в этом же месте, если Земля движется.
Вычислительные методы Птолемея были достаточно точны, чтобы удовлетворить требования астрономов, астрологов и навигаторов того времени.
География Птолемея
Вторым из значительных трудов Птолемея была «География», в ней приводится подробные географические знания о греко-римском мире. Состояла она из восьми книг.
Этот труд тоже является компиляцией тех сведений о географии, которые были известны в это время. В основном использованы работы Мариноса из Тира, более раннего географа.
Первая часть этого трактата – описание данных и методов, использованных Птолемеем и внесенных им в грандиозные схемы, как и в случае с «Альмагестом». В этой книге дается определение понятий долготы и широты, земного шара, рассказано, чем отличается география от страноведения.
Также он дал инструкции, как создавать карты мира и римских провинций.
В остальных книгах дается описание всего известного Птолемею мира, хотя, вероятно, эти труды были кем-то дополнены, спустя столетия после Птолемея, так как была внесена информация о странах, которой не мог обладать ученый.
По этой же причине до наших дней не дошли оригинальные топографически списки Птолемея, так как они постоянно исправлялись и улучшались. Это, кстати, говорит о постоянной популярности трактата.
Достоверно известно, что в XIII веке византийский монах Максим Плануд обнаружил «Географию», но без географических карт, которые составлял Птолемей.
В середине XV века карты были восстановлены космографом Николаем Германусом.
Астрология Птолемея
На протяжении нескольких веков, трактат Птолемея «Тетрабиблос» был авторитетнейшим пособием по астрологии, его многократно переиздавали, так как он пользовался огромной популярностью. Птолемей в нем описал важные положения этой науки, соотнеся их с аристотелевской натурфилософией того времени.
В общих чертах ученый определял пределы астрономии, приводя астрономические данные, не вызывающие сомнений, и отбрасывая ошибочные, по его мнению, практики вроде нумерологии.
Астрологическое мировоззрение Птолемея было вполне рациональное. Он считал, что астрологию можно использовать в жизни, так как на личность людей влияли не только воспитание или среда рождения, но и расположение небесных тел в момент рождения.
Он не призывал опираться на астрологию полностью, но считал возможным использовать ее в жизни.
Теоремы Птолемея
Птолемей также был выдающимся математиком и геометром, который ввел новые геометрические доказательства и теоремы, например, неравенство Птолемея.
В одной работе он изучал проекции точек на небесной сфере, в другой – формы твердых предметов, представленных на плоскости.
В Пятикнижии «Оптика» Птолемей первый писал о некоторых свойствах света – отражение, преломление и цвет.
В честь этого выдающегося ученого и философа были названы кратеры на Луне и на Марсе.