В других культурах
В этой книге я не ставлю своей целью дать полный обзор многочисленных космологии и космогонических мифов, изобилующих в устной и письменной традиции древних цивилизаций. Несмотря на существенные различия в деталях, большинство мифов о творении, как уже было сказано, создавались в попытке объяснить происхождение мира в доступной для людей форме, с антропоморфными богами, создающими порядок из хаоса или из ничего (ex nihilo).
Разумеется, в Древних Индии и Китае тоже была своя развитая мифологическая традиция. Мне не удастся отдать ей должное, не выходя далеко за рамки повествования. В любом случае это лишь косвенно касается моей темы, то есть истории развития научной космологии вплоть до наших дней и ее столкновения с религиями в прошлом и настоящем. Современная наука зародилась именно в Европе, она уходит корнями в великие речные цивилизации Греции и Ближнего Востока, также ставшие колыбелью множества религий и сопутствующих им столкновений.
Тем не менее стоит упомянуть, что в представлении индусов мир переживает бесконечный круговорот рождений и смертей. Концепция циклической Вселенной, существенно отличающаяся от представлений иудеев, христиан и мусульман о Вселенной, созданной Творцом и имеющей границы во времени, в наши дни снова актуализируется в некоторых научных космологических моделях{17}.
Что касается астрономии, в древнеиндийском астрономическом трактате «Сурья-сиддханта», написанном неизвестным автором около 400 года до н.э., приводится средняя продолжительность сидерического года, которая всего на 1,4 секунды больше современного значения. Более 1000 лет никому не удавалось рассчитать его точнее.
Представления большинства древних цивилизаций о космосе очень похожи. Вероятно, все дело в том, что в них отражалось то, что люди видели вокруг себя: в центре — плоская земля, окруженная водой, небесные тела, кружащие вверху, и темный, зловещий подземный мир, напоминающий о смерти.
Древние астрономы проделали серьезную работу по наблюдению и вычислению движения Солнца, Луны и звезд. Это позволило им разработать календари, по которым можно было предсказывать наступление времен года и периодические события, подобные ежегодному разливу Нила. В самом деле, движения небесных тел выглядели настолько предсказуемыми в сравнении с событиями на земле: бурями, землетрясениями и наводнениями (кроме разлива Нила), что небеса считались вотчиной богов, контролирующих жизнь людей и всего окружающего мира. Поэтому астрономы не только предсказывали времена года, но и выступали в роли астрологов, с которыми люди советовались, принимая практически любые решения.
В VI веке до н.э. в городах греческой области Иония, располагавшейся на западном побережье Малой Азии, появляется группа мыслителей, ставящих под сомнение главенствующую роль богов и сверхъестественных сил в процессах, происходящих в мире. Вместе с представителями еще нескольких философских школ, возникших в греческих колониях на территории современной Италии, их называют досократиками, хотя последние из них жили во времена Сократа (около 469–399 годов до н.э.). Это название придумали в XIX веке, чтобы разграничить данную группу философов и Сократа, которого больше волновали проблемы человечества, в то время как досократики, во всяком случае представители ионийской[2] школы, сосредоточились на космологии и физике, где участие человека было минимальным{18}.
Не следует забывать, что до нас дошло очень мало работ досократиков и основным источником наших знаний о них являются произведения Аристотеля (384–322 годы до н.э.). Он разделял не все их взгляды, а с некоторыми был категорически не согласен. Аристотель называл ионийцев физиками (греч. physikoi) и физиологами (греч. physiologoi) из-за их сосредоточенности на «физисе» — природе{19}. Сегодня мы также называем их физиками. Как мы увидим, в отличие от ионийцев, италийские досократики были преимущественно мистиками, поэтому их действительно не следовало бы объединять в одну группу.,
Ионийцы первые сформулировали идею космоса, то есть упорядоченного мира, противопоставляемого хаосу, непредсказуемому и коварному миру божественного вмешательства, описанному в эпических поэмах Гомера (около 800–700 годов до н.э.) и Гесиода (около 750–650 годов до н.э.).
Фалес
Фалеса Милетского (около 645–546 годов до н.э.) принято считать первым физиком. Он искал естественные, немифологические объяснения явлений. К примеру, объяснял землетрясения тем, что землю качает на волнах океана, в котором она плавает. Фалес известен тем, что, по всей видимости, предсказал затмение Солнца, которое, по подсчетам современных астрономов, наблюдалось в Малой Азии 28 мая 585 года до н.э. (по новому календарю). Однако большинство современных ученых сомневаются в правдивости этой истории.
Наиболее значимый вклад Фалеса в науку заключался в предположении, что все вещество состоит из отдельных элементарных частиц, а именно воды. Хотя он заблуждался (небезосновательно) насчет неделимости воды, предположение Фалеса стало первой зафиксированной в истории попыткой объяснить природу материи, не прибегая к помощи невидимых духов.
Фалес и позднейшие представители ионийской школы придерживались взгляда на мир, который теперь называют материальным монизмом. Согласно ему все на свете есть материя и ничего больше.
Анаксимандр
Анаксимандр (около 610–546 годов до н.э.) — второй представитель ионийской школы. Он предположил, что Вселенная беспредельна и не имеет начала во времени. Более того, это беспредельное, которому он дал название «апейрон», и есть источник всего на свете:
«Беспредельное есть начало сущего. Ибо из него все рождается и в него все разрешается. Вот почему возникает и разрешается обратно в то, из чего возникает, бесконечное число миров»{20}.
Несмотря на бесконечное число миров, Земля все еще находится в центре мира. Модель космоса по Анаксимандру показана на рис. 1.2.{21}
Рис. 1.2. Космология Анаксимандра. Иллюстрация из книги Мэри Экворт Орр «Данте и ранние астрономы»
Анаксимен
Анаксимен (585–528 годы до н.э.) был учеником или, во всяком случае, младшим «коллегой» Анаксимандра. Он полагал, что все в мире состоит из воздуха, который в древние времена считался «дыханием жизни». В космологии Анаксимена Земля состоит из сжатого или уплотненного воздуха и покоится на воздушной подушке. Небеса подобны шапке, свалянной из воздуха, а небесные тела крепятся к ее поверхности, которая вращается вокруг «головы». Интересно, что Солнце в этом случае не вращается вокруг Земли, как в большинстве геоцентрических моделей, а прячется по ночам за горы. (В главе 13 мы увидим, как эта теория опровергается ночной фотографией Солнца с использованием нейтрино, проходящих сквозь толщу Земли.)
Атомисты
Основателями атомизма были Левкипп и Демокрит. В моей предыдущей книге «Бог и атом» я рассказал, как их теория о том, что все на свете состоит из элементарных частиц материи, нашла триумфальное подтверждение в современной физике{22}.
Как пишет Мэри Орр, Левкипп и Демокрит вместе с пифагорейцами, о которых речь пойдет дальше, совершили огромный прорыв в космологии, когда осознали, что небо представляет собой не полушарие, оканчивающееся на горизонте, но сферу, окружающую Землю{23}. Схема, изображенная на рис. 1.3, по мнению Орр, принадлежит Демокриту. На похожей схеме, приписываемой Левкиппу, Земля занимает все нижнее полушарие, которое в версии Демокрита занято воздухом.
Рис. 1.3. Космология Демокрита. Космологическая модель Левкиппа выглядит так же, за исключением того, что Земля у него занимает и нижнее полушарие, которое здесь заполнено воздухом. Иллюстрация из книги Мэри Экворт Орр «Данте и ранние астрономы»
Эпикур (341–270 годы до н.э.) основал крупную философскую школу, в которой объединил атомизм с космологией Левкиппа и Демокрита{24}. Три с половиной столетия спустя римский поэт Тит Лукреций Кар (около 99–55 годов до н.э.) обессмертил учение Эпикура и ранних атомистов в своей эпической поэме «О природе вещей» (Dererumnatura). Вот космология атомистов в его представлении:
Видим мы, прежде всего, что повсюду, во всех направленьях
С той и с другой стороны, и вверху и внизу у вселенной
Нет предела, как я доказал, как сама очевидность
Громко гласит и как ясно из самой природы пространства.
А потому уж никак невозможно считать вероятным,
Чтоб, когда всюду кругом бесконечно пространство зияет
И когда всячески тут семена в этой бездне несутся
В неисчислимом числе, гонимые вечным движеньем,
Чтобы лишь наша земля создалась и одно наше небо,
И чтобы столько материи тел оставалось без дела,
Если к тому ж этот мир природою создан и если
Сами собою вещей семена в столкновеньях случайных,
Всячески втуне, вотще, понапрасну сходятся друг с другом,
Слились затем наконец в сочетанья такие, что сразу
Всяких великих вещей постоянно рождают зачатки:
Моря, земли, и небес, и племени тварей живущих.
Так что ты должен признать и за гранями этого мира
Существованье других скоплений материи, сходных
С этим, какое эфир заключает в объятиях жадных{25}.
Вкратце: Вселенная атомистов, подобно Вселенной Анаксимандра, беспредельна, вечна, никем не создана и состоит из множества миров. Более того, согласно атомизму, Вселенная по большей части образовалась по воле слепого случая. Атомисты (которые, как мы помним, первыми высказали предположение о существовании атомов) и здесь угадали — намного раньше, чем кто бы то ни было еще.
Некоторые историки сомневаются, что Вселенная атомистов была вечной{26}. Хоть и очевидно, что структуры, состоящие из атомов, разрушаются, сами атомы вечны. Как поясняет Лукреций:
Если ж начальные плотны тела, если нет пустоты в них,
Как я учил, то должны они вечными быть непременно.
Если же, кроме того, не была бы материя вечной,
То совершенно в ничто обратились давно бы все вещи,
Из ничего бы тогда возрождалось и все, что мы видим.
Но, раз уж я доказал, что ничто созидаться не может
Из ничего и все то, что родилось, в ничто обращаться,
Первоначалам должно быть присуще бессмертное тело,
Чтобы все вещи могли при кончине на них разлагаться
И не иссяк бы запас вещества для вещей возрожденья.
Первоначала вещей, таким образом, просты и плотны,
Иначе ведь не могли бы они, сохраняясь веками,
От бесконечных времен и досель восстанавливать вещи{27}.
Пифагор и Филолай
Пифагор (около 570–495 годов до н.э.) — вероятно, самый известный из досократиков. При этом его учение настолько не похоже на ионийскую школу, что объединять их в одну группу — довольно нелепо со стороны историков. Пифагор был основателем религиозно-политического сообщества в городе Кротоне на острове Сицилия, где получил широкую известность как мистик, чудотворец, а также создатель и пропагандист учения о бессмертной душе, способной переселяться в тела животных. Стоит отметить, что учение о бессмертной душе, столь популярное в наши дни, не было так уж широко распространено в Древней Греции и Италии.
Современный образ Пифагора — знатока математики и геометрии — заслуживает меньшего доверия. Ни Платон, ни Аристотель не приписывают ему создание знаменитой теоремы Пифагора.
Согласно историку Джону Норту Пифагор учил, что Вселенная возникла, когда небеса вдохнули «беспредельное» и породили числа{28}. Орр пишет, что схема, представленная на рис. 1.4, отражает «наиболее раннюю форму» Вселенной пифагорейцев, хотя нет свидетельств того, что Пифагор сам придерживался таких взглядов{29}. Не исключено, что это первая космологическая модель, представляющая Землю в форме шара. Область, называемая «Космос», включает пять планет, Солнце и Луну. В «Олимпе» находятся звезды. «Уран» означает неба Вокруг всего этого расположены божественные огни, а еще дальше — апейрон, беспредельное пространство, благодаря которому существует мир.
Рис. 1.4. Ранний пифагорейский космос. Иллюстрация из книги Мэри Экворт Орр «Данте и ранние астрономы»
Филолай (около 470–385 годов до н.э.), последователь пифагорейской школы, кардинально изменил эту модель (рис. 1.5){30}. Филолай предположил, что Земля находится не в центре Вселенной. Впрочем, как и Солнце. Земля, Солнце и семь планет, видимых невооруженным глазом, вращаются вокруг Центрального огня. Звезды неподвижны и находятся на очень большом расстоянии. Земля оборачивается вокруг Центрального огня за 24 часа, Солнце — за год. Кроме того, существует Противоземля, планета под названием Антихтон, которая также делает полный оборот за 24 часа, но всегда находится с противоположной стороны от Центрального огня. По неясной причине, связанной то ли с Антихтоном, то ли с Центральным огнем, обитаема только та сторона Земли, которая обращена в противоположную от них сторону.
Пожалуй, можно без преувеличения сказать, что, несмотря на выдающиеся успехи в математике, пифагорейцы по сравнению с ионийцами не были настоящими учеными. Их идеи основывались скорее на мистических доводах, нежели на наблюдениях. Пять планет, видимых невооруженным глазом, плюс Солнце и Луна составляли семь — священное число, равняющееся количеству нот в музыкальной гамме, придуманной пифагорейцами. С учетом Земли и Центрального огня получалось уже девять, так что Филолай добавил Антихтон, чтобы сумма равнялась 10 — еще одному священному числу (вероятно, это было связано с количеством пальцев на руках или ногах). Согласно Орр, пифагорейцы считали Центральный огонь «смотровой башней Зевса», «сердцем Вселенной», содержащим наичистейший элемент — огонь{31}.
Рис. 1.5. Система Филолая. Земля, Солнце и Противоземля — Антихтон вращаются вокруг Центрального огня. Люди живут только на той стороне Земли, которая повернута в противоположную сторону от Центрального огня и Антихтона, поэтому их невозможно увидеть. На верхней схеме изображена ночь на Земле, а на нижней — день. На рисунке этого не видно, но орбита Луны находится внутри орбиты Солнца, а орбиты планет — снаружи. Иллюстрация из книги Мэри Экворт Орр «Данте и ранние астрономы»
Удивительно, что при всей увлеченности числами пифагорейцам так и не пришло в голову провести количественные измерения свойств небесных тел, что быстро опровергло бы космологию Филолая. Но в любом случае это была смелая догадка и первая негеоцентрическая космология из доподлинно известных. Как пишет Орр:
«Пифагорейцы проявили смелость, вытолкнув неподвижную Землю из центра и позволив ей вращаться в глубинах космоса. Они понимали, как никто другой до этого, какой огромной она должна быть. Теперь Греция с ее окрестностями, со Средиземным и прочими морями, уже не составляли всю Землю, но были всего лишь частью огромного шара.
Эта концепция Вселенной, однако, сильно отличается от гомеровской. Маленький плоский диск превратился в шар, быстро летящий сквозь пространство. Кристальный купол, бережно прикрывавший ее, подобно стеклянному колпаку над каким-нибудь нежным растением, поднялся и открыл взору огромную сферу, бесконечно далекую и усеянную гигантскими звездами. Человек же превратился в крохотное создание на поверхности огромной Земли, а его мир стал всего лишь одним из множества. Но, хотя он и унижен своей незначительностью, разве не возвышает его грандиозность открывшейся перспективы?»{32}.
Эмпедокл
Эмпедокл (490–430 годы до н.э.) был гражданином сицилийского города Агригентума, но его учение ближе к ионической школе физиков, нежели к пифагорейской мистике. Эмпедокл первым предположил, что материя состоит из четырех элементов: земли, воды, воздуха и огня. Поскольку Аристотель принял эту идею, на протяжении тысячелетий она оставалась стандартной моделью, пока в конце XIX века ее не заменили химические элементы периодической таблицы Менделеева, в свою очередь сменившиеся в XX веке кварками, лептонами и бозонами стандартной модели элементарных частиц.
В космологии Эмпедокла встречаются удачные случайные догадки: например, что Луна светит отраженным от Солнца светом и что солнечные затмения вызваны Луной, заслоняющей Солнце.
Еще более непостижимое предположение Эмпедокла заключалось в том, что элементами управляют две противоборствующие силы, названные им любовью и враждой (или, возможно, притяжением и отторжением), между которыми идет постоянная борьба с повторяющимися циклами господства то одной, то другой силы. Эмпедокл, как мы видим, серьезно подозревал, что материя имеет множество различных основных форм. Кроме того, он считал, что поведение материи контролируется неосязаемыми, но реально существующими природными силами, также имеющими много различных форм. Этот философский прорыв заложил основы для всех дальнейших исследований материи и не теряет актуальности в наши дни.
Платон
Со временем ионийские и италийские досократики уступили место афинским сократикам. Все, что мы знаем о Сократе, главным образом изложено в работах Платона (429–347 годы до н.э.), из которых также можно понять, что Платон не был ученым-исследователем, так как считал, что реальность можно познать одним только чистым разумом, без помощи чувств.
Согласно Платону, Сократ пытался сместить предметную область философии с физики и космологии на социальные вопросы, в частности этику и политику. Но полной победы он не одержал. Греческие философы в Афинах и в других местах продолжали размышлять о Вселенной, хотя большинство и не горели желанием принять натуралистические взгляды ионийской школы, в особенности теорию атомистов.
В диалоге Платона под названием «Тимей» одноименный персонаж представлен астрономом и исследователем Вселенной. Он описывает сотворение мира из хаоса, «в котором нет порядка, и нет материи, которую можно было бы отличить по названию, но все смешано и все пребывает в нестройном и беспорядочном движении»{33}. Хорошая догадка в отличие от всех остальных. Небесные тела, согласно «Тимею», — разумные божественные создания. Они представляют собой идеальные огненные сферы. Земля также имеет форму шара и находится в центре Вселенной.
В «Тимее» Платон однозначно отвергает идею множественных вселенных: «…творящий не сотворил ни двух, ни бесчисленного множества космосов: лишь одно это единородное небо, возникши, пребывает и будет пребывать»{34}.
Платон определенно не был материальным монистом, то есть не считал, что в мире существует только материя и ничего больше. Он утверждал, что все, что люди видят и ощущают, — это всего лишь тени истинной, более совершенной реальности. Платон учил, что божественный мастер, зовущийся Демиургом, создал космос согласно своему священному плану. Реальность разделена на два мира: совершенный мир форм или идей и материальный мир, в котором существуют искаженные отражения этих форм или идей{35}.
Однако сотворение мира в представлении Платона расходится с идеей о создании Вселенной ex nihilo, так как Демиург использовал уже существующие материалы.
К примеру, небесные тела представляют собой идеальные сферы, вращающиеся вокруг Солнца по идеально круговым орбитам. То, что планеты будто бы блуждают по небу (слово «планета» на древнегреческом означает «блуждающая звезда»), он объяснял искажением зрительного восприятия, подобным тому, которое возникает в линзе.
Поскольку от Платона и Аристотеля до нас дошло намного больше работ, чем от их предшественников или ближайших последователей, на протяжении многих веков их влияние на человеческое мышление было наиболее значимым среди всех античных мыслителей. Разумеется, я не хочу преуменьшить их огромный вклад в науку, однако авторитет Платона и Аристотеля, зачастую неоспоримый, не всегда шел на пользу прогрессу.
Вклад Платона в историю, возможно, состоит в том, что он вернул в картину мира божественное начало, отвергнутое представителями ионийской школы. Здесь мы видим не только Демиурга, сотворившего Вселенную, планеты и звезды также стали пристанищами небесных божеств. Как пишет историк Дэвид Линдберг: «Платон вернул богов, чтобы объяснить именно те свойства космоса, которые, по мнению философов-физиков, как раз и опровергали их присутствие»{36}.
Аристотель
В отличие от своего наставника Платона Аристотель был настоящим ученым: проводил наблюдения и ставил эксперименты, хотя все еще доверял своему разуму больше, чем полученным данным. Только с началом деятельности Галилея эмпирический метод познания возобладал над теоретическим и наблюдение стало окончательным мерилом истины. Именно с этого момента — не случайно, а вполне закономерно — наука начала свое великое восхождение на вершину, на которой она пребывает сейчас вместе с прочими достижениями человеческого прогресса.
Аристотель, как и большинство других постпифагорейцев, считал, что Земля находится в центре космоса. Он говорил, что Вселенная обязана иметь форму шара, поскольку шар представляет собой идеальное геометрическое тело. С точки зрения Аристотеля, у Вселенной не было начала и не будет конца (учение, оставленное христианами без внимания). Причина этого — в том, что боги бессмертны, а поскольку они живут в самой верхней части Вселенной, то и Вселенная тоже должна быть бессмертна.
Как уже было сказано, Аристотель принял модель Эмпедокла, согласно которой земля, вода, воздух и огонь являются основными элементами, из которых состоит вся материя. Впоследствии эту модель приняли в качестве стандартной, и она продержалась в этой роли до эпохи расцвета современных химии и физики. Аристотель добавил к ней пятый элемент, квинтэссенцию, которую также называли эфиром, небесным веществом.
Аристотель утверждал, что существует три формы природных движений, иллюстрируя это на примере движений пяти элементов:
? земля и вода движутся по прямой линии к центру Земли;
? воздух и огонь движутся по прямой линии от центра;
? небесные тела движутся по окружностям вокруг центра.
Последнее позволяло ответить на древний вопрос о том, почему небесные тела не падают на Землю.
Космология Аристотеля представлена на рис. 1.6.{37} Он шагнул далеко вперед, предположив, что планеты и звезды — реально существующие физические тела, хотя все еще представлял их идеальными сферами. Это утверждение противоречило платоновскому изображению небесных тел в виде богов. Более того, Аристотель был не согласен с заявлением Платона о том, что у Вселенной был творец. Он считал ее вечной, но не бесконечной.
Рис. 1.6. Космология Аристотеля. Изображение предоставлено NASA/StarChild
Обратите внимание на сферу перводвигателя на рисунке. Физика Аристотеля подразумевала, что у любого движения должна быть причина и первоначальная причина, «перводвигатель», является «конечной причиной всех причин». Эту сущность средневековые христианские богословы, в особенности Фома Аквинский, считали Богом-создателем. Однако в физике Аристотеля перводвигатель представлял собой не создателя, но сверхъестественное нечто, находящееся на самой окраине Вселенной и являющееся источником всех движений всех небесных тел{38}.
Аристотель был не согласен с атомистами. Они представляли воду, воздух и огонь не первоэлементами, а субстанциями, состоящими из атомов — истинно элементарных частиц. Аристотель утверждал, будто ему удалось доказать невозможность существования «пустоты» атомистов, в то время как ключевой принцип атомизма заключался в том, что все есть атомы и пустота. Атомисты соглашались с тем, что Вселенная вечна, но не считали, что она конечна. Они также полагали, что существует множество миров.
В дохристианских Греции и Риме учение Аристотеля в области физики и космологии принималось не повсеместно. Не только атомисты во главе с Эпикуром, но также стоики во главе с Зеноном из Китиона (около 334–262 годов до н. а) считали, что Вселенная как вечна, так и бесконечна.
Тем не менее христианские богословы во множестве областей стали опираться на авторитет Аристотеля, в особенности на его идею о первопричине. В результате великие европейские университеты, основанные католической церковью в Средние века, настолько глубоко закостенели в так называемой аристотелевской схоластике, что научная революция, отвергающая значительную часть аристотелевской науки, в особенности физику, произошла вне стен этих учреждений.
Аристарх
Аристарх Самосский (около 310–230 годов до н.э.) — первый известный науке астроном, поместивший Солнце в центр Вселенной.
По некоторым данным вавилонский астроном Селевк (около 190 года до н.э.) сделал то же самое несколько позже. Кроме того, Аристарх расположил планеты в правильном порядке по их удаленности от Солнца. Хотя его геометрические доказательства верны, из-за ошибочных данных рассчитанные им расстояния получились намного меньше реальных{39}. Однако Аристарх признал, что звезды должны находиться очень далеко от Земли, поскольку понял, что измерить звездный параллакс не представляется возможным.
Гиппарх
Гиппарх (около 190–120 годов до н.э.) родился в Вифинии, в городе Никея, но большую часть жизни провел на острове Родос. Он разработал первые точные модели движения Солнца и Луны на основании записей на вавилонских глиняных табличках. Гиппарх также открыл предварение равноденствий, рассчитал длину года с точностью до 6,5 минуты, составил первый известный звездный каталог и внес весомый вклад в развитие ранней тригонометрии. Фактически его можно считать первым ученым, применившим к геометрическим моделям числовые данные, полученные путем наблюдений. Гиппарх заложил основы для последующих работ Птолемея, написанных спустя три столетия, и был признан «величайшим астрономом античности»{40}.
Птолемей
Клавдий Птолемей (около 168–90 годов до н.э.) жил в Александрии, где у него был доступ к огромному количеству работ греческих и римских авторов, собранных в Александрийской библиотеке, величайшем книгохранилище Древнего мира. В 48 году до н.э. Юлий Цезарь (около 100–44 годов до н.э.) поджег корабли, стоявшие в гавани Александрии, и при этом нечаянно сжег огромное количество книг, хранившихся в районе доков. Однако два других городских собрания книг сохранились. Большая часть из них была уничтожена во время христианских восстаний в 390 году н.э., однако Александрия все еще оставалась центром греческой науки.
У Птолемея был доступ также к превосходным астрономическим приборам, которыми была оснащена обсерватория при библиотеке. При таких возможностях ему удалось объединить данные астрономических наблюдений, собранные за несколько столетий, включая работы Гиппарха, со своими собственными наблюдениями в систему, которая математически описывала движения всех небесных тел, доступных наблюдению в те дни. Он изложил свою систему в 13 книгах, первоначально получивших название «Математическое построение по астрономии», которое затем сменилось на «Великое построение» (Magiste Syntaxis). Позже арабы дали ей название «Альмагест» («Великое построение», или просто «Великое»), под которым она известна с тех пор. «Альмагест» оставался ведущей работой по астрономии до выхода в 1543 году трактата Николая Коперника «О вращении небесных сфер» (De revolutionibus orbium celestium){41}.
Подобно большинству своих предшественников, Птолемей поддерживает геоцентрическую модель Вселенной, хотя Земля у него слегка смещена от центра. Вот как он описывает свои физические постулаты:
«…Небо имеет сферическую форму и движется подобно сфере, затем что Земля имеет также вид сферы, если ее рассматривать по всей совокупности ее частей. По своему положению она расположена в середине неба, являясь как бы его центром. По величине же и расстоянию относительно сферы неподвижных звезд она является как бы точкой и не имеет никакого движения, изменяющего места»{42}.
Чтобы сохранить в своей системе центральное положение Земли и при этом точно описать движения планет, орбиты которых далеки от круговых, Птолемей разработал невероятно сложную модель, которая в упрощенном виде изображена на рис. 1.7.{43}
Рис. 1.7. Модель Солнечной системы, предложенная Птолемеем. Планеты движутся по поверхности концентрических сфер по круговым орбитам. Сферы же вращаются вокруг точки, расположенной на некотором расстоянии от центра Земли, также по окружностям. Пространство этих сфер заполнено не пустотой, а квинтэссенцией, или эфиром (по Аристотелю). Авторская иллюстрация
В системе Птолемея планеты движутся по окружностям, называемым эпициклами, центры которых, в свою очередь, движутся по кругу вокруг центральной точки, называемой эквантом, находящейся не на Земле. В ряде случаев центры эпициклов движутся по другим траекториям — деферентам.
«Альмагест» в первую очередь узкоспециальный труд, позволявший профессиональным астрономам предсказывать движения планет. Космология Птолемея изложена в другой работе, названной «Планетные гипотезы», которая известна преимущественно благодаря арабским переводам. В основном она не отличается от космологии Аристотеля. Планета Земля состоит из четырех элементов: воды, воздуха, огня и земли. Она не вращается вокруг своей оси. Небеса представляют собой десять концентрических сфер, состоящих из прозрачного пятого элемента — квинтэссенции, или эфира, предложенных Аристотелем, и вращаются по окружностям вокруг Земли. Между сферами нет пространства, нет пустоты, так как Аристотель настаивал, что пустота не может существовать. Они заполнены квинтэссенцией.
В порядке увеличения расстояния от Земли располагаются сферы, содержащие: 1 — Луну, 2 — Меркурий, 3 — Венеру, 4 — Солнце, 5 — Марс, 6 — Юпитер, 7 — Сатурн и 8–10 — «неподвижные звезды» в том смысле, что они не движутся друг относительно друга по мере того, как вращаются их сферы. Разумеется, период вращения во всех случаях составляет 24 часа. Расстояния до объектов в модели Птолемея не указаны.
Птолемей насчитал 1022 звезды в 48 созвездиях и перечислил 15 наиболее ярких звезд{44}. Помимо движения Солнца, Луны и планет, его система позволяла предсказывать время восхода и захода звезд.
Птолемеевская система — последнее крупное достижение греческой астрономии. Так как в Римской империи латынь вытеснила греческий язык, немногие могли прочесть книги Птолемея. Сами римляне не внесли значительного вклада в развитие астрономии, однако в целом оценили ее практическую значимость для измерения времени. К временам Юлия Цезаря календарь окончательно утратил актуальность, и император пригласил александрийского астронома Созигена (I век до н.э.), чтобы тот разработал новый. Так называемый юлианский календарь, созданный Созигеном, используется и в наши дни с небольшими поправками, внесенными спустя несколько веков. Заметьте, однако, что его принцип был заимствован из греческой астрономии{45}.