В.А. Бронштэн

КЛАВДИЙ ПТОЛЕМЕЙ

* Предисловие * Глава 1 — Место и время действия * Глава 2 — Астрономия в Вавилоне и Греции до Гиппарха * Глава 3 — Астрономические исследования Гиппарха * Глава 4 — Краткое содержание «Альмагеста» * Глава 5 — Мировоззрение Птолемея * Глава 6 — Небесная сфера: расчеты и измерения * Глава 7 — Теория движения Солнца * Глава 8 — Теория движения Луны * Глава 9 — Звездный каталог * Глава 10 — Теория движения планет * Глава 11 — «Преступление Клавдия Птолемея» * Глава 12 — Работы Птолемея в области географии * Глава 13 — Работы Птолемея в области оптики * Глава 14 — Математика и музыка * Глава 15 — Птолемей и астрология * Глава 16 — Судьба «Альмагеста» * Глава 17 — От эпициклов Птолемея к законам Кеплера * Птолемеи и Коперник (послесловие редактора) * Литература *

От редактора

Книга посвящена жизни и научной деятельности «величайшего астронома древности Клавдия Птолемея (ок. 100—ок. 165), жившего и работавшего в Александрии — научном центре эпохи позднего эллинизма.

Биографические данные о Птолемее почти неизвестны. Автор пытается по весьма скудным сведениям реконструировать его научную деятельность в хронологической последовательности. Птолемей известен главным образом своим капитальным трудом в области астрономии — «Великим построением», обычно называемым «Альмагестом». В книге дается тщательный анализ содержания «Альмагеста», раскрываются методы исследований и последовательность изложения результатов Птолемея, его теории движения Солнца, Луны и планет, работы по составлению звездного каталога.

Автор не обходит молчанием спорные вопросы, связанные с деятельностью Птолемея: кем был составлен звездный каталог, почему Птолемей вносил поправки в свои и чужие наблюдения для их лучшего согласования со своей теорией. Автор приходит к выводу, что эти поправки не снижают научного значения работы Птолемея, которая на протяжении полутора тысячелетий служила общепринятым руководством по астрономии.

Отдельные главы книги посвящены исследованиям Птолемея в области географии, оптики, теории музыки, его занятиям астрологией. В последних главах прослеживается судьба «Альмагеста». Обсуждается значение трудов Птолемея для пионерских работ Коперника и Кеплера.

А.А. Гурштейн

Предисловие

Знаменитый александрийский астроном, математик и географ II века п. э. Клавдий Птолемей — одна из крупнейших фигур в истории науки эпохи позднего эллинизма. В истории же астрономии Птолемею не было равных на протяжении целого тысячелетия — от Гиппарха (II в. до и. э.) до Бируни (X—XI в. н. э.).

История довольно странным образом обошлась с личностью и трудами Птолемея. О его жизни и деятельности пет никаких упоминаний у историков той эпохи, когда он жил. Если, например, о его современнике римском естествоиспытателе и враче Галене известно, что он родился в Пергаме в 129 г. н. э. и умер около 201 г., то даже приблизительные даты рождения и смерти Птолемея неизвестны, * как неизвестны и какие-либо факты его биографии.

Птолемею повезло в другом. Почти все его основные сочинения сохранились и были по достоинству оценены потомками, начиная от его младших современников (Веттий Валент и тот же Гален) и кончая астрономами наших дней. Основной труд Птолемея, широко известный ныне под названием «Альмагест», был переведен с греческого па сирийский, средпеперсидский (пехлеви), арабский, санскрит, латынь, а позднее — па французский, немецкий, английский и русский языки. Вплоть до начала XVII в. он был основным учебником астрономии.

Широкий круг читателей обычно связывает с именем Птолемея так называемую «систему мира Птолемея», где в центре расположена Земля, а вокруг нее по круговым орбитам обращаются Луна, Меркурий, Венера, Солнце, Марс, Юпитер и Сатурн. При этом пять планет движутся не непосредственно вокруг Земли, а по малым кругам — эпициклам, центры которых обращаются вокруг Земли по другим кругам — деферентам.

Геоцентрическая система Птолемея противопоставляется гелиоцентрической системе Коперника, который совершил поистине революционный переворот, поставив в центр нашей планетной системы Солнце и низведя Землю до положения рядовой планеты, и якобы устранил эпициклы, показав, что они были нужны лишь для представления движения Земли вокруг Солнца.

Эта упрощенная схема, глубоко укоренившаяся среди многих лекторов, учителей, студентов и даже научных работников, на самом деле в лучшем случае неточна, а кое в чем ошибочна.

Те иллюстрации, которые изображают в книгах «систему Птолемея», это лишь грубые эскизы, отражающие только некоторые признаки его системы: центральное положение Земли и наличие деферентов и эпициклов. Но Земля у Птолемея не совпадала с центрами деферентов, а положение эпициклов и самих планет на них зависело от положения

Солнца; в теории планетных движений Птолемея фигурировали и другие круги, о которых в учебниках и популярных книгах обычно не пишут (эквант, эксцентр).

Из советских учебников по общей астрономии¹ наиболее полное и обстоятельное изложение теории Птолемея дает «Курс общей астрономии» С.Н. Блажко [31]. Нетривиальное математическое представление построений Птолемея дает А.А. Иванов в «Курсе астрономии» [53]. В первом издании «Астрономии» П.И. Попова, К.Л. Баева, Б.А. Воронцова-Вельяминова и Р.В. Куницкого [81] не только рассказывается о планетной теории Птолемея и дается обзор содержания «Альмагеста», но говорится и о звездном каталоге Птолемея. К сожалению, в последующих изданиях этой книги указанные разделы были сильно сокращены.

В современных учебниках системе Птолемея уделяется не более двух страниц. Приходится констатировать, что как в университетском «Курсе общей астрономии» П.И. Бакулина, Э.В. Кононовича и В.И. Мороза [25], так и в курсе для педвузов «Астрономия» М.М. Дагаева, В.Г. Демина, И.А. Климишина и В.М. Чаругина [47] система Птолемея излагается неточно, а во втором из них положения Марса, Юпитера и Сатурна на эпициклах и вовсе указаны ошибочно. Неверно также, что в системе Коперника не было эпициклов. Конечно, эпициклы, отражавшие движение Земли вокруг Солнца, отпали, но те, которые были введены ради представления обращений по эллипсам круговыми движениями, остались. Из 79 кругов системы Птолемея Коперник был вынужден сохранить 34 [63. С. 430].

В «Альмагесте» Птолемей широко использует результаты наблюдений и построения своего великого предшественника Гиппарха (II в. до н. э.). Надо сказать, что и о жизни Гиппарха мы имеем не больше сведений, чем о жизни Птолемея. Даты его рождения и смерти неизвестны. Известно, что он родился в городе Никее², в Вифинии, а большую часть своих наблюдений провел на острове Родос.

За последние 200 лет не раз возникал вопрос, какие наблюдения и результаты заимствованы Птолемеем у Гиппарха, а какие принадлежат самому Птолемею. Дело в том, что подлинные сочинения Гиппарха до нас не дошли (за исключением небольшого «Комментария к Арату»), и вопрос этот приходится решать косвенными путями. Практически все, что нам известно о работах Гиппарха. мы узнали благодаря их изложению в «Альмагесте» Птолемея. То же можно сказать и о многих других наблюдениях и математических исследованиях древнегреческих и вавилонских астрономов. Благодаря этому «Альмагест» стал своеобразной энциклопедией астрономии древности.

Не случайно «Альмагест» был переведен за полтора тысячелетия на столько языков и служил учебником астрономии во многих странах мира. Каждый уважающий себя ученый Арабского Востока и Средней Азии считал своим долгом составлять комментарии к «Альмагесту». Некоторые из них подвергали те или иные положения Птолемея критике. Среди этих ученых назовем аль-Фергани (IX в.), Сабита ибн Корру (836-901), его внука Ибрагима ибн Синана (908-946), аль-Баттани (850-929), аль-Фараби (870-950), Абу-аль-Вафу (940-998), Ибн аль-Хайсама, он же Альхазен (965—1039), Бируни (973-1048), Насир ад-Дина ат-Туси (1201-1274). Этот список можно было бы значительно расширить.

Коперник и Кеплер в своих работах также исходили из построений Птолемея. Первый из них превратил геоцентрическую систему Птолемея в гелиоцентрическую, но сохранил принцип равномерного движения по кругам и широко использовал математический аппарат Птолемея. Второй, отказавшись от этого принципа, тем не менее использовал построения Птолемея, чтобы найти истинную форму планетных орбит. Обо всем этом мы расскажем ниже.

Кроме «Альмагеста» Птолемей оставил ряд других сочинений, причем не только по астрономии, но и по математике, оптике, географии, музыке. Ему принадлежит разработка основ математической картографии и составление списка координат 8000 географических пунктов (определенных, правда, весьма приближенно).

Задача настоящей книги — рассказать о научной деятельности этого ученого работавшего, в сущности говоря, в одиночку. У него не было (насколько нам известно) помощников и коллег³. Нам неизвестно, был ли у него учитель и оставил ли он сам после себя учеников. Предшественник Птолемея Гиппарх жил и работал за 300 лет до него, а ученые Арабского Востока приняли от Птолемей своеобразную научную «эстафету» лишь семь веков спустя.

По-видимому, своими успехами в области астрономии Птолемей во многом обязан знаменитой Александрийской библиотеке, которой он широко пользовался. Так стали ему известны труды Гиппарха (не дошедшие, увы, до нас), а также таких древнегреческих ученых, как Метон (V в. до н. э.), Евклид, Аристотель, Каллини (IV в. до и. э.), Аристилл, Тимохарис, Архимед, Аристарх Самосский, Эратосфен (III в. до н. э.), Аполлоний Пергский (III—II вв. до и. э.). Птолемей широко использовал также наблюдения астрономов Вавилона, не называя их, правда, по именам. Это в основном наблюдения лунных и солнечных затмений, а также некоторых других явлений (покрытий звезд Луною, соединений планет), проводившиеся вавилонскими астрономами начиная с VIII в. до н. э. Эти наблюдения послужили Птолемею для создания теории движения Луны, которой пользовались десятки поколений астрономов, моряков, путешественников.

В этой книге мы рассмотрим историческую обстановку, в которой пришлось жить и работать Птолемею, дадим краткий очерк развития астрономии в Вавилоне и в Древней Греции от Метона до Гиппарха (V—II вв. до н. э.), познакомим читателей с содержанием «Альмагеста» и с основными научными результатами, которые в нем освещаются. Затем мы рассмотрим ряд спорных вопросов, связанных с работами Птолемея. После этого мы познакомим читателей с исследованиями Птолемея в области географии, оптики и музыки, с его сочинением по астрологии. Заключительные главы книги посвящены судьбе «Альмагеста», его распространению по странам мира, его использованию учеными этих стран, результатам различных исследований нового времени, связанных с «Альмагестом». По мере возможности мы постараемся проследить судьбу и других сочинений Птолемея.

Основным текстом «Альмагеста», использованным автором, был английский перевод Дж. Тумера [17], хотя автор попользовал в отдельных случаях и немецкий перевод К. Манициуса [14], а также существующий пока в рукописи русский перевод И.Н. Веселовского. За разрешение пользоваться этим текстом автор благодарен профессору А.Т. Григорьяну.

Автор пользуется случаем поблагодарить Г.П. Матвиевскую, Б.А. Розенфельда и А.А. Гурштейна за ценные замечания и советы.

Примечания

1 Здесь мы говорим только об учебниках. Прекрасный обстоятельный анализ теории движения планет и Луны Птолемея содержится в работе Н.И. Идельсона «Этюды по истории планетных теорий» [54].

2 Ныне город Изник в Турции.

3 Единственный человек, проводивший астрономические наблюдения в Александрии почти одновременно с Птолемеем и передававший их ему, как свидетельствует сам Птолемей, был математик Теон. Он проводил наблюдения в 125-132 гг. Отождествление его с Теоном из Смирны хронологически возможно, но вовсе не обязательно: тогда имя Теон было очень распространено в эллинистическом Египте [131].