Рассказ о Гиппархе — величайшем астрономе — и Птолемее — его почитателе

Гиппарх родился в Никее в Вифинии, а может быть и на острове Родосе, где он построил обсерваторию и вел наблюдения. Время его жизни относится примерно к 162—126 годам до нашей эры. Мы говорим «примерно», потому что о его жизни сохранились в истории самые скудные и часто противоречивые сведения. Одни историки считают его александрийцем, другие уверяют, что, преследуемый по обвинению в безбожии, Гиппарх бежал на остров Родос, где и прожил всю жизнь... Из сочинений Гиппарха сохранилась только одна книга. Причем второстепенной важности. Но ссылки последователей, и особенно Птолемея (жившего почти три века спустя), на его работы достаточно подробно знакомят нас с его трудами. Деятельность Гиппарха была весьма многогранной. Прежде всего — его собственные астрономические наблюдения и открытия, затем — изобретение новых астрономических инструментов и математические вычисления. Рассказывают, что однажды Гиппарх заметил в созвездии Скорпиона новую звезду. Это навело его на дерзкую мысль: «А не рождаются ли и не умирают ли звезды?» Ведь звездное небо считалось от века неизменным. И Гиппарх решает составить каталог, то есть определить положения и занести в список как можно больше звезд. Может быть, если не он, так потомки, пользуясь его каталогом, сумеют ответить на этот вопрос...

Для точного наблюдения звезд астроному понадобились новые инструменты. И Гиппарх изобретает их сам в своей обсерватории. Он производит- наблюдения с небывалой до того точностью. Сравнивая свои наблюдения с таблицами древних вавилонян и с результатами наблюдений других астрономов, живших до него, Гиппарх обнаружил в старых записях немало ошибок. Оказалось, что в картине неба происходят изменения, которые не может заметить один человек в течение своей жизни. Потому что происходят они слишком медленно, а жизнь человека слишком коротка. Гиппарх убедился, что звезды меняют свое местоположение, а это означает, что они вовсе не неподвижны и, стало быть, не прикреплены к хрустальной оболочке звездной сферы. Гиппарх открыл и то, что точки равноденствия регулярно, примерно на один градус в столетие, отступают, переходя из одного знака зодиака в другой.

Но самая большая неприятность произошла с движением Солнца. Чтобы понять важность работы Гиппарха, попробуем собрать все то, что знали в те времена о кажущемся годовом движении нашего светила вокруг Земли...

Вы помните, что еще древневавилонские пастухи заметили, что летом путь Солнца проходит над головой выше, чем зимою. А жрецы, наблюдавшие более внимательно, обнаружили, что и точки восхода и захода Солнца меняются со временем: 21 марта и 23 сентября (по современному календарю) наше светило встает точно на востоке и прячется за горизонт точно на западе. А в периоды между этими датами точки восхода и захода смещаются: зимой — к югу, а летом к северу.

Вы, наверное, помните и то, что еще египетские жрецы установили: дорога Солнца среди звезд — эклиптика — наклонена к небесному экватору. Это значит, что эклиптика пересекается с небесным экватором в двух точках, которые называются точками весеннего и осеннего равноденствия. Как раз те точки, в которых Солнце «бывает» 21 марта и 23 сентября. В эти дни повсюду на Земле день равен ночи. Миновав точку весеннего равноденствия, Солнце продолжает двигаться против направления суточного движения небосвода, поднимается в северном полушарии ото дня ко дню все выше над горизонтом, пока 22 июня не достигнет своего наивысшего положения, которое называется точкой ЛЕТНЕГО СОЛНЦЕСТОЯНИЯ. 22 июня в нашем полушарии самый длинный день и самая короткая ночь. Термин «СОЛНЦЕСТОЯНИЕ» произошел от того, что в течение нескольких дней в районе 22 июня нам кажется, будто Солнце в полдень взбирается на одну и ту же высоту, не ниже и не выше. А потом оно снова начинает постепенно снижать высоту полуденного подъема. Дни укорачиваются до тех пор, пока 23 сентября не наступает осеннее равноденствие. После чего дело начинает двигаться к зиме.

Зимой 22 декабря — еще одна интересная дата — день ЗИМНЕГО СОЛНЦЕСТОЯНИЯ. Самая длинная ночь у нас и самый длинный день у антиподов, живущих в южном полушарии. С 22 декабря солнышко поворачивает на весну...

Интересно посмотреть, как движется наше светило на разных географических широтах. На экваторе в день летнего солнцестояния от короткого восхода к такому же короткому заходу катится Солнце по пути, перпендикулярному плоскости Земли. В полдень солнце стоит в зените, и вся ваша тень умещается под подметками собственных ботинок. Жарко в такие дни и часы!

Другая картина на полюсах. Здесь восход Солнца тянется несколько суток. На северном полюсе примерно 21 марта наше светило выглядывает из-за горизонта после темной полярной ночи и начинает медленно, по спирали, подниматься вверх, не прячась за горизонт. 22 июня оно достигает своей наивысшей точки. Только лежит эта «наивысшая» точка всего в 23°27′ над горизонтом. Затем так же медленно Солнце начинает опускаться по той же спирали. И 23 сентября оно прячется за горизонт, чтобы больше не показываться до 21 марта следующего года.

Вавилоняне были твердо убеждены, что все времена года: и весна, и лето, и осень, и зима — должны быть равны друг другу. Земля в центре мира, а Солнце облетает Землю по строго круговой орбите. Аристотель подтвердил это. Но Гиппарх, тщательно наблюдая за моментами равноденствий и солнцестояний, обнаружил, что времена года равны только приблизительно. Так, весенняя четверть года, между весенним равноденствием и летним солнцестоянием, продолжается примерно девяносто четыре с половиной дня. Летняя пора — между летним солнцестоянием и осенним равноденствием — на двое суток меньше. Осенний период оказался самым маленьким — 88 суток, а зимний — 90.

Эксцентрическое положение Земли по Гиппарху

Но если времена года не равны, а орбита Солнца — окружность, значит, наше светило должно проходить свой путь неравномерно: зимой быстрее и медленнее летом. Это было трудно представить. И Гиппарх выдвигает иную гипотезу. Он предлагает считать, что Земля находится не точно в центре солнечного круга, а сдвинута чуть-чуть в сторону, то есть что Солнце движется вокруг нас по эксцентрической орбите. Тогда даже в случае равномерного движения нам покажется, что Солнце ускоряет свой бег, когда идет по той части орбиты, которая расположена ближе к Земле, и замедляет свой ход на более далеком участке пути. Такое предположение помогало объяснить и то, что зимой и летом видимый диаметр солнечного диска кажется разным...

Но мы не зря написали слова: «Нам кажется». Сдвигая Землю с почетного центрального места, древнегреческий астроном сохранил веру в «совершенство» Солнца.

Гиппарху удалось составить непревзойденные по точности таблицы, позволяющие вычислять положение Солнца для любого дня года. Благодаря работам Гиппарха астролог после него мог предсказать солнечное затмение с точностью до нескольких часов.

Сложнее дело обстояло с Луной и планетами. Их движения казались еще более запутанными. И добросовестный Гиппарх, как писал Птолемей, «не сделал других попыток объяснения движения планет, а довольствовался приведением в порядок до него сделанных наблюдений, присоединив к ним еще гораздо большее количество своих собственных, и ограничился указанием своим современникам на неудовлетворительность всех гипотез, при помощи которых некоторые астрономы думали объяснить движение небесных светил».

Система мира Птолемея

После Гиппарха в истории астрономии целых триста лет не встречается ни одного выдающегося открытия. Последний замечательный астроном той эпохи — Клавдий Птолемей. О жизни его мы почти ничего не знаем. Существует предположение, что работал он в Александрии после 120 года нашей эры. Слава Птолемея основана на великолепном трактате: «Тринадцать книг математического сочинения». Греки его называли «Мегалэ синтаксис», или «Большое сочинение». В нем Птолемей изложил все основные астрономические сведения, накопленные к его времени греческими астрономами. То, что сделал Аристотель в других науках древности, совершил Птолемей в астрономии. Работа была проделана с такой тщательностью, что «Математическое сочинение» стало истинной астрономической энциклопедией, астрономическим учебником и астрономическим сводом законов. В 640 году арабы захватили Александрию и предали огню и мечу все, поддающееся разрушению. Но труд Птолемея, как величайшее сокровище, они перевезли в Багдад, а позже тщательно перевели на арабский язык. Постепенно «Мегалэ синтаксис» превратилось в «Мегасте синтаксис» — «Величайшее сочинение», или, как его стали называть на арабский манер, «Альмагест». На Востоке оно пользовалось огромным уважением. Например, точный список с подлинника Птолемея расценивался победителями в войне как достойная контрибуция при заключении мира с побежденной страной. Много веков имя Клавдия Птолемея сияло «божественным светом царя астрономов». Недаром в эпиграфе к своему сочинению он писал:

«Я знаю, что я смертен и создан ненадолго. Но когда я изучаю орбиты звезд, я не касаюсь стопами Земли и, восседая за столом самого Зевса, вкушаю небесную амброзию».

Птолемей развил и построил в законченном виде геоцентрическую систему мира, которая сыграла чрезвычайно важную роль не только в истории астрономии, но и в развитии науки вообще.

В основу своей системы Птолемей положил физику Аристотеля: Вселенная пространственно ограничена и замыкается сферой неподвижных звезд, которая вращается, делая один оборот в сутки. В центре Вселенной находится неподвижная шарообразная Земля. И все планеты, включая Солнце и Луну, совершают обороты вокруг Земли, двигаясь по эпициклам. Иногда для одной планеты Птолемей вводил несколько эпициклов. В результате механизм планетной системы стал чрезвычайно громоздким. Сам Птолемей говорил, что «легче, кажется, двигать планеты, чем постичь их движение». Птолемей был талантливым математиком. Иначе ему не удалось бы построить систему мира, которая продержалась тринадцать столетий практически без изменений. Геоцентрическая модель мира позволяла с известной точностью производить астрономические вычисления и надежно служила не только требованиям науки, но и религии. Центральное положение Земли не противоречило религиозному мифу о единственности и исключительности нашей планеты во Вселенной.

Труд Птолемея завершил период расцвета античной науки, явился как бы его итогом. Античное общество, построенное на подневольном труде рабов, прогнило изнутри. Ужасная эпидемия чумы, занесенная римскими легионами из Азии, нашествие варварских племен и многие иные, не столь заметные причины сломали могущество мировой империи.

Прошло всего столетие, и античная культура оказалась полностью забытой. Забыта была в Европе и астрономия.