Древние астрономические инструменты используемые в географии список. Астрономические инструменты прошлого (10 фото)

Вся история астрономии связана с созданием все новых инструментов, позволяющих повысить точность наблюдений, возможность вести исследования небесных светил в диапазонах, недоступных невооруженному человеческому глазу.

В истории астрономии можно отметить 4 основных этапа, характеризующихся различными средствами наблюдений. На 1-м этапе, относящемся к глубокой древности, люди с помощью специальных приспособлений научились определять время и измерять углы между светилами на небесной сфере. Повышение точности отсчётов достигалось главным образом увеличением размеров инструментов, 2-й этап относится к началу 17 в. и связан с изобретением телескопа и повышением с его помощью возможностей глаза при астрономических наблюдениях. С введением в практику астрономических наблюдений спектрального анализа и фотографии в середине 19 в. начался 3-й этап. Астрографы и спектрографы дали возможность получить сведения о химических и физических свойствах небесных тел и их природе. Развитие радиотехники, электроники и космонавтики в середине 20 в. привело к возникновению радиоастрономии и внеатмосферной астрономии, ознаменовавших 4-й этап.

Первым астрономическим инструментом можно считать вертикальный шест, закрепленный на горизонтальной площадке, - гномон, позволявший определять высоту Солнца, многих столетий. Зная длину гномона и тени, можно определить не только высоту Солнца над горизонтом, но и направление меридиана, устанавливать дни наступления весеннего и осеннего равноденствий и зимнего и летнего солнцестояний.

Развитие конструкций астрономических инструментов в Китае с древнейших времён шло, по-видимому, независимо от аналогичных работ на Бл. и Ср. Востоке и на Западе. Так, в 7 в. до н.э. в Китае в царстве Лу уже применяли гномон. В древней Греции на несколько десятилетий позже гномон использует Анаксимандр (610-540 гг. до н. э). Древнекитайский гномон представлял собой вертикально установленный шест высотой около 1,5-2 м с вытянутой прямоугольной площадкой в основании, на которой были нанесены деления, необходимые для измерений. По длине полуденной тени на этой площадке определяли моменты солнцестояний, равноденствий

Древнекитайский гномон

Достоверные сведения о древнегреческих астрономических инструментах стали достоянием последующих поколений благодаря "Альмагесту", в котором наряду с методикой и результатами астрономических наблюдений К. Птолемей приводит описание астрономических инструментов - гномона, армиллярной сферы, астролябии, квадранта, параллактической линейки, - применявшихся как его предшественниками (особенно Гиппархом), так и созданных им самим. Многие из этих инструментов были в дальнейшем усовершенствованы и ими пользовались на протяжении многих столетий.

К старинным угломерным инструментам принадлежат и квадранты. В простейшем варианте квадрант - плоская доска в форме четверти круга, разделенного на градусы. Около центра этого круга вращается подвижная линейка с двумя диоптрами.

Широкое распространение в древней астрономии получили армиллярные сферы - модели небесной сферы с ее важнейшими точками и кругами: полюсами и осью мира, меридианом, горизонтом, небесным экватором и эклиптикой. В конце XVI в. лучшие по точности и изяществу астрономические инструменты изготовлял датский астроном Т. Браге. Его армиллярные сферы были приспособлены для измерения как горизонтальных, так и экваториальных координат светил. Самая ранняя из известных наиболее полных армиллярных сфер - это созданный в Александрии в 140 г. н.э. метеороскоп с девятью кольцами. Однако более простые типы армиллярных сфер существовали на Западе и раньше. Птолемей говорит о трех таких инструментах. Установлено, что в 146-127 гг. до н.э. армиллярную сферу из четырех колец использовал Гиппарх.

Прибор, который представляет собой следующий шаг в развитии астрономического инструментария по сравнению с армиллярной сферой, - это торкветум, изобретенный арабами. В этом приборе кольца не вложены друг в друга, а установлены на отдельных стойках, что является более удобным и совершенным, чем в армиллярной сфере, в которой все кольца концентричны.

Знаменитый “Упрощенный прибор” - торкветум Гоу Шоуцзина, изготовленный в 1270 г. и находящийся в настоящее время в обсерватории на Пурпурной горе в Нанкине (Китай).

Дж. Нидэм указывал, что "Упрощенный прибор" - цзяньи Го Шоуцзина является предвестником всех экваториальных установок современных телескопов. По его мнению, знание устройства этого прибора тремя столетиями позже попало к датскому астроному Тихо Браге и привело его к экваториальной астрономии и конструированию соответствующих приборов. Что касается самой передачи идеи экваториального торкветума из Китая, то Дж. Нидэм полагает, что она происходила через посредство арабов к известному фламандскому математику, врачу и астроному Гемме Фризиусу в 1534, а от него - к Тихо Браге. И через последнего и его преемника, Иоганна Кеплера, современная европейская астрономия пришла к тому, чтобы стать экваториальной на китайский манер. При этом следует отметить, что со времен Го Шоуцзина в устройствах наших современных экваториальных установок не сделано никакого дальнейшего существенного продвижения.

В период раннего средневековья достижения древнегреческих астрономов были восприняты учёными Ближнего и Среднего Востока и Средней Азии, которые усовершенствовали их инструменты и разработали ряд оригинальных конструкций. Известны труды о применении астролябий и о их конструкциях, о солнечных часах и гномонах, написанные аль-Хорезми, аль-Фергани, аль-Ходженди, аль-Бируни и др. Существенный вклад в развитие астрономических инструментов внесли астрономы Марагинской обсерватории (Насирэддин Туей, 13 в) и Самаркандской обсерватории (Улугбек, 15 в), на которой был установлен гигантский секстант радиусом около 40 м.

Через Испанию и Южную Италию достижения этих астрономов стали известны в Северной Италии, Германии, Англии и Франции. В 15-16 вв. европейские астрономы использовали наряду с инструментами собственной конструкции также и описанные учёными Востока. Широкую известность получили инструменты Г. Пурбаха, Региомонтана (И. Мюллера) и особенно Тихо Браге и Я. Гевелия, которые создали много оригинальных инструментов высокой точности.

Клавдий Птолемей занимает одно из самых почетных мест в истории мировой науки. Его сочинения сыграли огромную роль в становлении астрономии, математики, оптики, географии, хронологии, музыки. Посвященная ему литература поистине огромна. И при этом его образ до наших дней остается неясным и противоречивым. Едва ли среди деятелей науки и культуры давно ушедших эпох можно назвать многих, о ком бы высказывались такие противоречивые суждения и велись столь яростные споры среди специалистов, как о Птолемее.

Объясняется это, с одной стороны, той важнейшей ролью, какую сыграли его труды в истории науки, а с другой - предельной скудостью биографических сведений о нем.

Птолемею принадлежит ряд выдающихся произведений по основным направлениям античного естествознания. Самое большое из них, и оставившее к тому же наибольший след в истории науки, - это публикуемый в настоящем издании астрономический труд, обычно называемый «Альмагестом».

«Альмагест» - это компендиум античной математической астрономии, в котором отражены почти все ее важнейшие направления. Со временем этот труд вытеснил более ранние работы античных авторов по астрономии и стал, таким образом, уникальным источником по многим важным вопросам ее истории. На протяжении столетий, вплоть до эпохи Коперника, «Альмагест» считался образцом строго научного подхода к решению астрономических задач. Без этого произведения невозможно представить себе историю средневековой индийской, персидской, арабской и европейской астрономии. Знаменитый труд Коперника «О вращениях», положивший начало современной астрономии, во многих отношениях был продолжением «Альмагеста».

Другие сочинения Птолемея, такие как «География», «Оптика», «Гармоники» и т.д., также оказали большое влияние на развитие соответствующих областей знания, иногда не меньшее, чем «Альмагест» на астрономию. Во всяком случае, каждое из них положило начало традиции изложения научной дисциплины, которая сохранялась на протяжении столетий. По широте научных интересов, сочетавшейся с глубиной анализа и строгостью изложения материала, мало кого можно поставить рядом с Птолемеем в истории мировой науки.

Однако наибольшее внимание Птолемей уделял астрономии, которой, кроме «Альмагеста», посвятил и другие сочинения. В «Планетных гипотезах» он разработал теорию движения планет как целостного механизма в рамках принятой им геоцентрической системы мира, в «Подручных таблицах» дал сборник астрономических и астрологических таблиц с пояснениями, необходимый астроному-практику в его повседневной работе. Специальный трактат «Четверокнижие», в котором также большое значение придавалось астрономии, он посвятил астрологии. Несколько сочинений Птолемея утеряны и известны только по их названиям.

Такое многообразие научных интересов дает полное основание отнести Птолемея к числу наиболее выдающихся ученых, известных истории науки. Мировая слава, а главное - тот редчайший факт, что его труды на протяжении столетий воспринимались как нестареющие источники научного знания, свидетельствуют не только о широте кругозора автора, редкой обобщающей и систематизирующей силе его ума, но и о высоком мастерстве изложения материала. В этом отношении сочинения Птолемея и прежде всего «Альмагест» стали образцом для многих поколений ученых.

Достоверно о жизни Птолемея известно очень мало. То немногое, что сохранилось в античной и средневековой литературе по данному вопросу, представлено в работе Ф. Болля . Наиболее надежные сведения, касающиеся жизни Птолемея, содержатся в его собственных трудах. В «Альмагесте» он приводит ряд своих наблюдений, которые датируются эпохой правления римских императоров Адриана (117-138) и Антонина Пия (138-161): самое раннее - 26 марта 127 г. н.э., а самое позднее - 2 февраля 141 г. н.э. В восходящей к Птолемею «Канопской надписи», кроме того, упоминается 10-й год правления Антонина, т.е. 147/148 г. н.э. Пытаясь оценить пределы жизни Птолемея, необходимо также иметь в виду, что после «Альмагеста» им было написано еще несколько больших произведений, различных по тематике, из которых по меньшей мере два («География» и «Оптика») носят энциклопедический характер, что по самым скромным оценкам должно было занять не меньше двадцати лет. Следовательно, можно полагать, что Птолемей был еще жив при Марке Аврелии (161-180), как об этом сообщают более поздние источники . Согласно Олимпиодору, александрийскому философу VI в. н.э., Птолемей работал как астроном в городе Канопе (ныне Абукир), расположенном в западной части дельты Нила, на протяжении 40 лет. Этому сообщению, однако, противоречит тот факт, что все наблюдения Птолемея, приведенные в «Альмагесте», выполнены в Александрии. Само по себе имя Птолемей свидетельствует о египетском происхождении его обладателя, который, вероятно, принадлежал, к числу греков, приверженцев эллинистической культуры в Египте, или же происходил из эллинизированных местных жителей. Латинское имя «Клавдий» заставляет предположить, что у него имелось римское гражданство. В античных и средневековых источниках содержится также немало менее достоверных свидетельств о жизни Птолемея, которые нельзя ни подтвердить, ни опровергнуть .

О научном окружении Птолемея почти ничего неизвестно. «Альмагест» и ряд других его произведений (кроме «Географии» и «Гармоник») посвящен некоему Сиру (Σύρος). Это имя было достаточно распространено в эллинистическом Египте в рассматриваемый период. Никакими другими сведениями об этом человеке мы не располагаем. Неизвестно даже, занимался ли он астрономией. Птолемей использует также планетные наблюдения некоего Теона (кн.ΙΧ, гл.9; кн.Х, гл.1), выполненные в период 127-132 гг. н.э. Он сообщает, что эти наблюдения были «оставлены» ему «математиком Теоном» (кн.Х, гл.1, с.316), что, по-видимому, предполагает личный контакт. Возможно, Теон был учителем Птолемея. Некоторые ученые отождествляют его с Теоном Смирнским (первая половина II в. н.э.), философом-платоником, уделявшим внимание астрономии [НАМА, р.949-950].

У Птолемея, несомненно, были сотрудники, помогавшие ему при проведении наблюдений и расчете таблиц. Объем вычислений, которые требовалось произвести для построения астрономических таблиц в «Альмагесте», поистине огромен. Во времена Птолемея Александрия еще оставалась крупным научным центром. В ней действовало несколько библиотек, из которых самая крупная располагалась в александрийском Мусейоне. Между сотрудниками библиотеки и Птолемеем существовали, по-видимому, личные контакты, как это нередко бывает и теперь при научной работе. Кто-то помогал Птолемею в подборе литературы по интересующим его вопросам, приносил рукописи или подводил к стеллажам и нишам, где хранились свитки.

До недавнего времени предполагалось, что «Альмагест» - самая ранняя из дошедших до нас астрономических работ Птолемея. Однако недавние исследования показали, что «Канопская надпись» предшествовала «Альмагесту». Упоминания об «Альмагесте» содержатся в «Планетных гипотезах», «Подручных таблицах», «Четверокнижии» и «Географии», что делает несомненным более позднее их написание. Об этом же свидетельствует анализ содержания этих произведений. В «Подручных таблицах» многие таблицы упрощены и улучшены по сравнению с аналогичными таблицами в «Альмагесте». В «Планетных гипотезах» используется другая система параметров для описания движений планет и по-новому решен ряд вопросов, например, проблема планетных расстояний. В «Географии» нулевой меридиан перенесен на Канарские острова вместо Александрии, как это принято в «Альмагесте». «Оптика» создана также, по-видимому, позднее «Альмагеста»; в ней рассмотрена астрономическая рефракция, которая не играет заметной роли в «Альмагесте». Поскольку «География» и «Гармоники» не содержат посвящения Сиру, то с известной долей риска можно утверждать, что эти произведения написаны позднее других работ Птолемея . У нас нет других более точных ориентиров, которые позволили бы хронологически фиксировать дошедшие до нас работы Птолемея.

Чтобы оценить вклад Птолемея в развитие античной астрономии, необходимо ясно представлять основные этапы ее предшествующего развития. К сожалению, большинство работ греческих астрономов, относящихся к раннему периоду (V-III вв. до н.э.), не дошло до нас. Об их содержании мы можем судить только по цитатам в трудах более поздних авторов и прежде всего у самого Птолемея.

У истоков развития античной математической астрономии лежат четыре особенности греческой культурной традиции, ясно выраженные уже в ранний период: склонность к философскому осмыслению действительности, пространственное (геометрическое) мышление, приверженность наблюдениям и стремление согласовать умозрительный образ мира и наблюдаемые явления.

На ранних этапах античная астрономия была тесно связана с философской традицией, откуда она заимствовала принцип кругового и равномерного движения как основу для описания видимых неравномерных движений светил. Самым ранним примером применения этого принципа в астрономии стала теория гомоцентрических сфер Евдокса Книдского (ок. 408-355 гг. до н.э.), усовершенствованная Каллиппом (IV в. до н.э.) и принятая с определенными изменениями Аристотелем (Метафиз. XII, 8).

Эта теория качественно воспроизводила особенности движения Солнца, Луны и пяти планет: суточное вращение небесной сферы, движения светил вдоль эклиптики с запада на восток с различными скоростями, изменения широты и попятные движения планет. Движения светил в ней управлялись вращением небесных сфер, к которым они были прикреплены; сферы обращались вокруг единого центра (Центра Мира), совпадающего с центром неподвижной Земли, имели один и тот же радиус, нулевую толщину и считались состоящими из эфира. Видимые изменения блеска светил и связанные с этим изменения их расстояний относительно наблюдателя в рамках этой теории не могли получить удовлетворительного объяснения.

Принцип кругового и равномерного движения успешно применялся также в сферике - разделе античной математической астрономии, в котором решались задачи, связанные с суточным вращением небесной сферы и ее важнейших кругов, прежде всего экватора и эклиптики, восходами и заходами светил, знаков зодиака относительно горизонта на различных широтах. Эти задачи решались с использованием методов сферической геометрии. В предшествующее Птолемею время появился целый ряд трактатов по сферике, в том числе Автолика (ок. 310 г. до н.э.), Евклида (вторая половина IV в. до н.э.), Теодосия (вторая половина II в. до н.э.), Гипсикла (II в. до н.э.), Менелая (I в. н.э.) и др. [Матвиевская, 1990, с.27-33 ].

Выдающимся достижением античной астрономии стала теория гелиоцентрического движения планет, предложенная Аристархом Самосским (ок. 320-250 гг. до н.э.). Однако эта теория, насколько позволяют судить наши источники, не оказала какого-либо заметного влияния на развитие собственно математической астрономии, т.е. не привела к созданию астрономической системы, имеющей не только философское, но и практическое значение и позволяющей определять положения светил на небе с необходимой степенью точности .

Важным шагом вперед стало изобретение эксцентров и эпициклов, позволивших качественно объяснить в одно и то же время на основе равномерных и круговых движений наблюдаемые неравномерности движения светил и изменения их расстояний относительно наблюдателя. Эквивалентность эпициклической и эксцентрической моделей для случая Солнца доказал Аполлоний Пергский (III-II вв. до н.э.). Он применил также эпициклическую модель для объяснения попятных движений планет. Новые математические средства позволили перейти от качественного к количественному описанию движений светил. Впервые, по-видимому, эту задачу успешно решил Гиппарх (II в. до н.э.). Он создал на основе эксцентрической и эпициклической моделей теории движения Солнца и Луны, которые позволяли определять их текущие координаты для любого момента времени. Однако ему не удалось разработать аналогичную теорию для планет из-за отсутствия наблюдений.

Гиппарху принадлежит также целый ряд других выдающихся достижений в астрономии: открытие прецессии, создание звездного каталога, измерение лунного параллакса, определение расстояний до Солнца и Луны, разработка теории лунных затмений, конструирование астрономических инструментов, в частности армиллярной сферы, проведение большого числа наблюдений, не потерявших частично своего значения до настоящего времени, и многое другое. Роль Гиппарха в истории античной астрономии поистине огромна.

Проведение наблюдений составляло особое направление в античной астрономии задолго до Гиппарха . В ранний период наблюдения носили в основном качественный характер. С развитием кинематико-геометрического моделирования наблюдения математизируются. Основная цель наблюдений - определение геометрических и скоростных параметров принятых кинематических моделей. Параллельно разрабатываются астрономические календари, позволяющие фиксировать даты наблюдений и определять интервалы между наблюдениями на основе линейной равномерной шкалы времени. При наблюдении фиксировали положения светил относительно выделенных точек кинематической модели в текущий момент или же определяли время прохождения светила через выделенную точку схемы. В числе подобных наблюдений: определение моментов равноденствий и солнцестояний, высоты Солнца и Луны при прохождении через меридиан, временных и геометрических параметров затмений, дат покрытия Луною звезд и планет, положений планет относительно Солнца, Луны и звезд, координат звезд и т.д. Наиболее ранние наблюдения такого рода относятся к V в. до н.э. (Метон и Евктемон в Афинах); Птолемею были известны также наблюдения Аристилла и Тимохариса, выполненные в Александрии в начале III в. до н.э., Гиппарха на Родосе во второй половине II в. до н.э., Менелая и Агриппы соответственно в Риме и Вифинии в конце I в. до н.э., Теона в Александрии в начале II в. н.э. В распоряжении греческих астрономов имелись также (уже, по-видимому, во II в. до н.э.) результаты наблюдений месопотамских астрономов, в том числе списки лунных затмений, планетных конфигураций и др. Греки были знакомы также с лунными и планетными периодами, принятыми в месопотамской астрономии Селевкидского периода (IV-I вв. до н.э.). Эти данные они использовали для проверки точности параметров собственных теорий. Проведение наблюдений сопровождалось развитием теории и конструированием астрономических инструментов.

Особое направление в античной астрономии составляли наблюдения звезд. Греческие астрономы выделили на небе около 50 созвездий. В точности неизвестно, когда именно была проделана эта работа, но к началу IV в. до н.э. она была, по-видимому, уже завершена; не вызывает сомнения, что месопотамская традиция сыграла при этом важную роль.

Описания созвездий составляли особый жанр в античной литературе. Звездное небо изображали наглядно на небесных глобусах. Самые ранние образцы такого рода глобусов традиция связывает с именами Евдокса и Гиппарха. Однако античная астрономия пошла значительно дальше простого описания формы созвездий и расположения звезд в них. Выдающимся достижением стало создание Гиппархом первого звездного каталога, содержащего эклиптические координаты и оценки блеска каждой звезды, включенной в него. Число звезд в каталоге по некоторым данным не превышало 850; по другой версии, он включал около 1022 звезд и структурно был подобен каталогу Птолемея, отличаясь от него только долготами звезд .

Развитие античной астрономии происходило в тесной связи с развитием математики. Решение астрономических задач во многом определялось теми математическими средствами, которыми располагали астрономы. Особую роль при этом сыграли труды Евдокса, Евклида, Аполлония, Менелая. Появление «Альмагеста» было бы невозможно без предшествующего развития методов логистики - стандартной системы правил для проведения вычислений, без планиметрии и основ сферической геометрии (Евклид, Менелай), без плоской и сферической тригонометрии (Гиппарх, Менелай), без разработки методов кинематико-геометрического моделирования движений светил при помощи теории эксцентров и эпициклов (Аполлоний, Гиппарх), без развития методов задания функций одной, двух и трех переменных в табличном виде (месопотамская астрономия, Гиппарх?). Со своей стороны астрономия непосредственно влияла на развитие математики. Такие, например, разделы античной математики как тригонометрия хорд, сферическая геометрия, стереографическая проекция и т.д. получили развитие только потому, что им придавалось особое значение в астрономии.

Помимо геометрических методов моделирования движений светил в античной астрономии употреблялись также арифметические методы, имеющие месопотамское происхождение. До нас дошли греческие планетные таблицы, вычисленные на основе месопотамской арифметической теории. Данные этих таблиц античные астрономы использовали, по-видимому, для обоснования эпициклической и эксцентрической моделей. В предшествующее Птолемею время, приблизительно со II в. до н.э., получил распространение целый класс специальной астрологической литературы, в том числе лунные и планетные таблицы, которые вычислялись на основе методов как месопотамской, так и греческой астрономии .

Труд Птолемея был первоначально озаглавлен «Математическое сочинение в 13 книгах» (Μαθηματικής Συντάξεως βιβλία ϊγ) . В поздней античности на него ссылались как на «великое» (μεγάλη) или «величайшее (μεγίστη) сочинение», в противоположность «Малому астрономическому собранию» (ό μικρός αστρονομούμενος) - сборнику небольших трактатов по сферике и другим разделам античной астрономии . В IX в. при переводе «Математического сочинения» на арабский язык греческое слово ή μεγίστη было воспроизведено по-арабски как «ал-маджисти», откуда и происходит общепринятая в настоящее время латинизированная форма названия этого произведения «Альмагест».

«Альмагест» состоит из тринадцати книг. Подразделение на книги принадлежит несомненно самому Птолемею, деление же на главы и их названия были введены позднее. С определенностью можно утверждать, что во времена Паппа Александрийского в конце IV в. н.э. такого рода деление уже существовало, хотя и значительно отличалось от ныне принятого.

Дошедший до нас греческий текст содержит также некоторое число позднейших интерполяций, не принадлежащих Птолемею, а внесенных переписчиками по различным соображениям [РА, р.5-6].

«Альмагест» - это учебник главным образом теоретической астрономии. Он предназначен для уже подготовленного читателя, знакомого с геометрией Евклида, сферикой и логистикой. Основная теоретическая задача, решаемая в «Альмагесте», - это предвычисление видимых положений светил (Солнца, Луны, планет и звезд) на небесной сфере в произвольный момент времени с точностью, соответствующей возможностям визуальных наблюдений. Другой важный класс задач, решаемых в «Альмагесте», - это предвычисление дат и других параметров особых астрономических явлений, связанных с движением светил, - лунных и солнечных затмений, гелиакических восходов и заходов планет и звезд, определение параллакса и расстояний до Солнца и Луны и т.д. При решении этих задач Птолемей следует стандартной методике, которая включает несколько этапов.

1. На основе предварительных грубых наблюдений выясняются характерные особенности в движении светила и производится выбор кинематической модели, наилучшим образом соответствующей наблюдаемым явлениям. Процедура выбора одной модели из нескольких равновозможных должна удовлетворять «принципу простоты»; Птолемей пишет об этом: «Мы считаем уместным объяснять явления при помощи наиболее простых предположений, если только наблюдения не противоречат выдвинутой гипотезе» (кн.III, гл.1, с.79). Первоначально выбор производится между простой эксцентрической и простой эпициклической моделями. На данном этапе решаются вопросы о соответствии кругов модели определенным периодам движения светила, о направлении движения эпицикла, о местах ускорения и замедления движения, о положении апогея и перигея и т.д.

2. Опираясь на принятую модель и используя наблюдения, как свои собственные, так и своих предшественников, Птолемей определяет периоды движения светила с максимально возможной точностью, геометрические параметры модели (радиус эпицикла, эксцентриситет, долготу апогея и др.), моменты прохождения светила через выделенные точки кинематической схемы, чтобы привязать движение светила к хронологической шкале.

Проще всего указанная методика работает при описании движения Солнца, где достаточно простой эксцентрической модели. При исследовании движения Луны, однако, Птолемею пришлось трижды видоизменять кинематическую модель, чтобы найти такое сочетание кругов и линий, которое наилучшим образом соответствовало бы наблюдениям. Существенные усложнения пришлось внести также в кинематические модели для описания движений планет по долготе и широте.

Кинематическая модель, воспроизводящая движения светила, должна удовлетворять «принципу равномерности» круговых движений. «Мы полагаем, - пишет Птолемей, - что для математика основной задачей является в конечном счете показать, что небесные явления получаются при помощи равномерных круговых движений» (кн.III, гл.1, с.82). Этот принцип, однако, выполняется им не строго. Он отказывается от него всякий раз (не оговаривая, впрочем, этого явным образом), когда этого требуют наблюдения, например, в лунной и планетной теориях. Нарушение принципа равномерности круговых движений в ряде моделей стало позднее в астрономии стран ислама и средневековой Европы основанием для критики системы Птолемея.

3. После определения геометрических, скоростных и временных параметров кинематической модели Птолемей переходит к построению таблиц, при помощи которых должны вычисляться координаты светила в произвольный момент времени. В основе таких таблиц лежит представление о линейной однородной шкале времени, за начало которой принято начало эры Набонассара (-746 г., февраль 26, истинный полдень). Любая величина, зафиксированная в таблице, получается в результате непростых вычислений. Птолемей при этом показывает виртуозное владение геометрией Евклида и правилами логистики. В заключение приводятся правила пользования таблицами, а иногда также примеры вычислений.

Изложение в «Альмагесте» носит строго логический характер. В начале книги I рассмотрены общие вопросы, касающиеся структуры мира в целом, его самая общая математическая модель. Здесь доказывается сферичность неба и Земли, центральное положение и неподвижность Земли, незначительность размеров Земли по сравнению с размерами неба, выделяются два основных направления на небесной сфере - экватор и эклиптика, параллельно которым происходят соответственно суточное вращение небесной сферы и периодические движения светил. Во второй половине книги I излагаются тригонометрия хорд и сферическая геометрия - способы решения треугольников на сфере с использованием теоремы Менелая.

Книга II целиком посвящена вопросам сферической астрономии, не требующим для своего решения знания координат светил как функции времени; в ней рассмотрены задачи по определению времен восхода, захода и прохождения через меридиан произвольных дуг эклиптики на различных широтах, продолжительности дня, длины тени гномона, углов между эклиптикой и основными кругами небесной сферы и т.д.

В книге III разработана теория движения Солнца, которая содержит определение продолжительности солнечного года, выбор и обоснование кинематической модели, определение ее параметров, построение таблиц для вычисления долготы Солнца. В заключительном разделе исследуется понятие уравнения времени. Теория Солнца является основой для изучения движения Луны и звезд. Долготы Луны в моменты лунных затмений определяются по известной долготе Солнца. То же самое касается определения координат звезд.

Книги IV-V посвящены теории движения Луны по долготе и широте. Движение Луны исследуется приблизительно по той же схеме, что и движение Солнца, с той лишь разницей, что Птолемей, как мы уже отмечали, последовательно вводит здесь три кинематические модели. Выдающимся достижением стало открытие Птолемеем второго неравенства в движении Луны, так называемой эвекции, связанной с нахождением Луны в квадратурах. Во второй части книги V определяются расстояния до Солнца и Луны и строится теория солнечного и лунного параллакса, необходимая для предвычисления солнечных затмений. Параллактические таблицы (кн.V, гл.18) являются, пожалуй, наиболее сложными из всех, что содержатся в «Альмагесте».

Книга VI посвящена целиком теории лунных и солнечных затмений.

В книгах VII и VIII содержится звездный каталог и рассматривается целый ряд других вопросов, касающихся неподвижных звезд, в том числе теория прецессии, конструкция небесного глобуса, гелиакические восходы и заходы звезд и т.д.

В книгах IX-XIII излагается теория движения планет по долготе и широте. При этом движения планет анализируются независимо друг от друга; также независимо рассматриваются перемещения по долготе и широте. При описании движений планет по долготе Птолемей использует три кинематические модели, различающиеся в деталях, соответственно для Меркурия, Венеры и верхних планет. В них реализовано важное усовершенствование, известное под названием экванта, или биссекции эксцентриситета, позволившее повысить точность определения долгот планет приблизительно в три раза по сравнению с простой эксцентрической моделью . В этих моделях, однако, формально нарушается принцип равномерности круговых вращений. Особой сложностью отличаются кинематические модели для описания движения планет по широте. Эти модели формально не совместимы с принятыми для тех же планет кинематическими моделями движения по долготе. Обсуждая эту проблему, Птолемей высказывает несколько важных методологических положений, характеризующих его подход к моделированию движений светил. В частности, он пишет: «И пусть никто... не считает эти гипотезы слишком искусственными; не следует применять человеческие понятия к божественному... Но к небесным явлениям нужно пытаться приспособить сколь возможно простые предположения... Их связь и взаимное влияние в различных движениях кажутся нам очень искусственными в устраиваемых нами моделях, и трудно сделать так, чтобы движения не мешали друг другу, но в небе никакое из этих движений не встретит препятствий от подобного соединения. Лучше будет и о самой простоте небесного судить не на основе того, что нам кажется таким...» (кн.ХIII, гл.2, с.401). В книге XII анализируются попятные движения и величины максимальных элонгации планет; в конце книги XIII рассмотрены гелиакические восходы и заходы планет, которые требуют для своего определения знания одновременно долготы и широты планет.

Теория движения планет, изложенная в «Альмагесте», принадлежит самому Птолемею. Во всяком случае, не существует каких-либо серьезных оснований, указывающих на то, что что-либо подобное существовало в предшествующее Птолемею время.

Кроме «Альмагеста» Птолемею принадлежит также ряд других сочинений по астрономии, астрологии, географии, оптике, музыке и т.д., пользовавшихся большой известностью в античности и средневековье, в том числе:

«Канопская надпись»,

«Подручные таблицы»,

«Планетные гипотезы»,

«Аналемма»,

«Планисферий»,

«Четверокнижие»,

«География»,

«Оптика»,

«Гармоники» и др. О времени и порядке написания этих работ см. раздел 2 настоящей статьи. Кратко рассмотрим их содержание.

«Канопская надпись» представляет собой список параметров астрономической системы Птолемея, который был высечен на стелле, посвященной Спасителю Богу (возможно, Серапису), в городе Канопе в 10-й год правления Антонина (147/148 г. н.э.) . Сама стелла не сохранилась, но ее содержание известно из трех греческих рукописей. Большинство параметров, принятых в этом списке, совпадает с используемыми в «Альмагесте». Однако имеются расхождения, не связанные с ошибками переписчиков. Исследование текста «Канопской надписи» показало, что она восходит ко времени более раннему, чем время создания «Альмагеста».

«Подручные таблицы» (Πρόχειροι κανόνες), вторая по величине после «Альмагеста» астрономическая работа Птолемея, представляет собой сборник таблиц для расчета положений светил на сфере в произвольный момент и для предвычисления некоторых астрономических явлений, прежде всего затмений. Таблицам предшествует «Введение» Птолемея, в котором поясняются основные принципы их использования . «Подручные таблицы» дошли до нас в переложении Теона Александрийского, однако известно, что Теон немногое изменил в них. Он написал к ним также два комментария - «Большой комментарий» в пяти книгах и «Малый комментарий», которые должны были заменить «Введение» Птолемея . «Подручные таблицы» тесно связаны с «Альмагестом», но содержат также целый ряд нововведений, имеющих как теоретический, так и практический характер. Например, в них приняты другие методы для вычисления широт планет, изменен ряд параметров кинематических моделей. За начальную эпоху таблиц принята эра Филиппа (-323 г.). Таблицы содержат звездный каталог, включающий около 180 звезд в окрестности эклиптики, в котором долготы измеряются сидерически, причем Регул (α Leo) принят за начало отсчета сидерической долготы. Имеется также список около 400 «Важнейших городов» с указанием географических координат. В «Подручных таблицах» содержится также «Царский канон» - основа хронологических вычислений Птолемея (см. Приложение «Календарь и хронология в "Альмагесте"»). В большинстве таблиц значения функций приводятся с точностью до минут, правила их использования упрощены. Эти таблицы имели несомненно астрологическое предназначение. В дальнейшем «Подручные таблицы» пользовались большой популярностью в Византии, Персии и на средневековом мусульманском Востоке.

«Планетные гипотезы» (Ύποτέσεις τών πλανωμένων) _ небольшая, но имеющая важное значение в истории астрономии работа Птолемея, состоящая из двух книг. Только часть первой книги сохранилась на греческом языке; однако до нас дошел полный арабский перевод этого произведения, принадлежащий Сабиту ибн Koppe (836-901), а также перевод на еврейский язык XIV в . Книга посвящена описанию астрономической системы как целого. «Планетные гипотезы» отличаются от «Альмагеста» в трех отношениях: а) в них используется другая система параметров для описания движений светил; б) упрощены кинематические модели, в частности модель для описания движения планет по широте; в) изменен подход к самим моделям, которые считаются не геометрическими абстракциями, призванными «спасти явления», а частями единого механизма, реализуемого физически. Детали этого механизма построены из эфира, пятого элемента аристотелевской физики. Механизм, управляющий движениями светил, представляет собой соединение гомоцентрической модели мира с моделями, построенными на основе эксцентров и эпициклов. Движение каждого светила (Солнца, Луны, планет и звезд) происходит внутри особого сферического кольца определенной толщины. Эти кольца последовательно вложены друг в друга таким образом, чтобы не осталось места для пустоты. Центры всех колец совпадают с центром неподвижной Земли. Внутри сферического кольца светило движется согласно той кинематической модели, которая принята в «Альмагесте» (с небольшими изменениями).

В «Альмагесте» Птолемей определяет абсолютные расстояния (в единицах радиуса Земли) только до Солнца и Луны. Для планет этого нельзя сделать вследствие отсутствия у них заметного параллакса. В «Планетных гипотезах», однако, он находит абсолютные расстояния также, и для планет, исходя из предположения, что максимальное расстояние одной планеты равняется минимальному расстоянию планеты, следующей за ней. Принятая последовательность расположения светил: Луна, Меркурий, Венера, Солнце, Марс, Юпитер, Сатурн, неподвижные звезды. В «Альмагесте» определяются максимальное расстояние до Луны и минимальное расстояние до Солнца от центра сфер. Их разность близко соответствует суммарной толщине сфер Меркурия и Венеры, полученной независимо. Это совпадение в глазах Птолемея и его последователей подтверждало правильность расположения Меркурия и Венеры в промежутке между Луной и Солнцем и свидетельствовало о достоверности системы в целом. В заключение трактата приводятся результаты определения Гиппархом видимых диаметров планет, на основании которых вычисляются их объемы. «Планетные гипотезы» пользовались большой известностью в поздней античности и в средние века. Разработанный в них планетный механизм нередко изображали графически. Эти изображения (арабские и латинские) служили наглядным выражением астрономической системы, которую обычно определяли как «система Птолемея».

«Фазы неподвижных звезд» (Φάσεις απλανών αστέρων) - небольшая работа Птолемея в двух книгах, посвященная погодным предсказаниям на основе наблюдений дат синодических явлений звезд. До нас дошла только книга II, содержащая календарь, в котором на каждый день года приводится погодное предсказание в предположении, что именно в этот день произошло одно из четырех возможных синодических явлений (гелиакический восход или заход, акронический восход, космический заход). Например:

Тот 1 141/2 часов: [звезда] в хвосте Льва (ß Leo) восходит;

согласно Гиппарху, северные ветры заканчиваются; согласно Евдоксу,

дождь, гроза, северные ветры заканчиваются.

Птолемей использует всего 30 звезд первой и второй величины и приводит предсказания для пяти географических климатов, для которых максимальная

продолжительность дня изменяется от 13 1 / 2 h до 15 1 / 2 h через 1 / 2 h . Даты приводятся в александрийском календаре. Указаны также даты равноденствий и солнцестояний (I, 28; IV, 26; VII, 26; XI, 1), что позволяет приближенно датировать время написания работы как 137-138 гг. н.э. Предсказания погоды на основе наблюдений восходов звезд отражают, очевидно, донаучную стадию в развитии античной астрономии. Однако Птолемей вносит и в эту не вполне астрономическую область элемент научности .

«Аналемма» (Περί άναλήμματος) - трактат, в котором описан метод нахождения геометрическим построением в плоскости дуг и углов, фиксирующих положение точки на сфере относительно избранных больших кругов. Сохранились фрагменты греческого текста и полный латинский перевод этого произведения, выполненный Виллемом из Мербеке (XIII в. н.э.) . В нем Птолемей решает следующую задачу: определить сферические координаты Солнца (его высоту и азимут), если известны географическая широта места φ, долгота Солнца λ и время дня. Чтобы фиксировать положение Солнца на сфере, он использует систему из трех ортогональных осей, образующих октант. Относительно этих осей отсчитываются углы на сфере, которые затем определяются в плоскости построением. Применяемый метод близок используемым в настоящее время в начертательной геометрии. Основная область его применения в античной астрономии - конструирование солнечных часов. Изложение содержания «Аналеммы» содержится в трудах Витрувия (Об архитектуре IX, 8) и Герона Александрийского (Диоптра 35), живших на полстолетия раньше Птолемея. Но хотя основная идея метода была известна задолго до Птолемея, однако его решение отличает законченность и красота, которых мы не находим ни у кого из его предшественников.

«Планисферий» (вероятное греческое название: "Άπλωσις επιφανείας σφαίρας) - небольшая работа Птолемея, посвященная использованию теории стереографической проекции при решении астрономических задач. Сохранилась только на арабском; испано-арабская версия этого произведения, принадлежавшая Масламе ал-Маджрити (Χ-ΧΙ вв. н.э.), была переведена на латинский язык Германом из Каринтии в 1143г. Идея стереографической проекции заключается в следующем: точки шара проецируются из какой-либо точки его поверхности на касательную к нему плоскость, при этом окружности, проведенные на поверхности шара, переходят в окружности на плоскости и углы сохраняют свою величину. Основные свойства стереографической проекции были известны уже, по-видимому, за два столетия до Птолемея. В «Планисферии» Птолемей решает две задачи: (1) построить в плоскости методом стереографической проекции отображения основных кругов небесной сферы и (2) определить времена восхода дуг эклиптики в прямой и наклонной сферах (т.е. при ψ = О и ψ ≠ О соответственно) чисто геометрически. Это сочинение также примыкает по своему содержанию к задачам, решаемым в настоящее время в начертательной геометрии. Развитые в нем методы послужили основой при создании астролябии - инструмента, сыгравшего немаловажную роль в истории античной и средневековой астрономии.

«Четверокнижие» (Τετράβιβλος или "Αποτελεσματικά, т.е. «Астрологические влияния») - основное астрологическое произведение Птолемея, известное также под латинизированным названием «Квадрипартитум». Оно состоит из четырех книг .

Во времена Птолемея вера в астрологию была повсеместно распространена. Птолемей не был исключением в этом отношении. Он рассматривает астрологию как необходимое дополнение к астрономии. Астрология предсказывает земные события, учитывая влияния небесных светил; астрономия же предоставляет информацию о положениях светил, необходимую для составления предсказаний. Птолемей, однако, не был фаталистом; влияния небесных светил он считает лишь одним из факторов, определяющих события на Земле. В работах по истории астрологии выделяют обычно четыре вида астрологии, распространенных в эллинистический период, - мировая (или общая), генетлиалогия, катархен и интеррогативная. В сочинении Птолемея рассмотрены только первые два вида. В книге I даны общие определения основных астрологических понятий. Книга II целиком посвящена мировой астрологии, т.е. методам предсказания событий, касающихся больших земных регионов, стран, народов, городов, больших социальных групп и т.д. Здесь рассмотрены вопросы так называемой «астрологической географии» и погодные предсказания. Книги III и IV посвящены методам предсказания индивидуальных человеческих судеб. Работу Птолемея характеризует высокий математический уровень, что выгодно отличает ее от других астрологических произведений того же периода. Вероятно, поэтому «Четверокнижие» пользовалось огромным авторитетом среди астрологов, несмотря на то что в нем отсутствовала катархен-астрология, т.е. методы определения благоприятности или неблагоприятности избранного момента для какого-либо дела. В средние века и эпоху Возрождения известность Птолемея иногда определялась именно этим произведением, а не его астрономическими работами.

Огромной популярностью пользовалась «География», или «Географическое руководство» (Γεωγραφική ύφήγεσις) Птолемея в восьми книгах. По своему объему это произведение ненамного уступает «Альмагесту». Оно содержит описание известной во времена Птолемея части мира. Однако работа Птолемея существенно отличается от аналогичных сочинений его предшественников. Собственно описания занимают в нем немного места, основное внимание уделяется проблемам математической географии и картографированию. Птолемей сообщает, что весь фактический материал он заимствовал из географического сочинения Марина Тирского (датируемого приблизительно ПО г. н.э.), представлявшего собой, по-видимому, топографическое описание регионов с указанием направлений и расстояний между пунктами. Основная задача картографирования - это отображение сферической поверхности Земли на плоскую поверхность карты с минимальными искажениями.

В книге I Птолемей критически анализирует метод проецирования, используемый Марином Тирским, так называемую цилиндрическую проекцию, и отвергает его. Он предлагает два других метода - равнопромежуточную коническую и псевдоконическую проекции . Размеры мира по долготе он принимает равными 180°, отсчитывая долготу от нулевого меридиана, проходящего через Острова Блаженных (Канарские острова), с запада на восток, по широте - от 63° к северу до 16;25° к югу от экватора (что соответствует параллелям через Фуле и через точку, расположенную симметрично Мероэ относительно экватора).

В книгах II-VII приводится список городов с указанием географических долготы и широты и краткие описания. При его составлении, по-видимому, использовались списки мест, имеющих одну и ту же продолжительность дня, или мест, находящихся на определенном расстоянии от нулевого меридиана, входившие, возможно, в состав работы Марина Тирского. Аналогичного вида списки содержатся в книге VIII, где дано также разбиение карты мира на 26 региональных карт. В состав работы Птолемея входили также сами карты, которые, однако, не дошли до нас. Картографический материал, который обычно связывают с «Географией» Птолемея, имеет на самом деле более позднее происхождение. «География» Птолемея сыграла выдающуюся роль в истории математической географии, ничуть не меньшую, чем «Альмагест» в истории астрономии .

«Оптика» Птолемея в пяти книгах дошла до нас только в латинском переводе XII в. с арабского, причем утеряны начало и конец этого произведения . Она написана в русле древней традиции, представленной трудами Евклида, Архимеда, Герона и др., но, как и всегда, подход Птолемея отличается оригинальностью. В книгах I (которая не сохранилась) и II рассматривается общая теория зрения. В ее основе три постулата: а) процесс зрения определяется лучами, которые исходят из глаза человека и как бы ощупывают предмет; б) цвет есть качество, присущее самим предметам; в) цвет и свет в равной степени необходимы, чтобы сделать предмет видимым. Птолемей утверждает также, что процесс зрения происходит по прямой линии. В книгах III и IV рассматривается теория отражения от зеркал - геометрическая оптика, или катоптрика, если использовать греческий термин. Изложение ведется с математической строгостью. Теоретические положения доказываются экспериментально. Здесь же обсуждается проблема бинокулярного зрения, рассматриваются зеркала различной формы, в том числе сферическое и цилиндрическое. Книга V посвящена рефракции; в ней исследуется преломление при прохождении света через среды воздух-вода, вода-стекло, воздух-стекло при помощи специально сконструированного для этой цели прибора. Результаты, полученные Птолемеем, достаточно хорошо соответствуют закону преломления Снеллиуса -sin α / sin β = n 1 /n 2 , где α - угол падения, β - угол преломления, n 1 и n 2 - коэффициенты преломления соответственно в первой и второй средах. В конце сохранившейся части книги V обсуждается астрономическая рефракция.

«Гармоники» (Αρμονικά) - небольшая работа Птолемея в трех книгах, посвященная музыкальной теории. В ней рассматриваются математические интервалы между нотами, согласно различным греческим школам. Птолемей сравнивает учение пифагорейцев, которые, по его мнению, придавали особое значение математическим аспектам теории в ущерб опыту, и учение Аристоксена (IV в. н.э.), который действовал противоположным образом. Сам Птолемей стремится создать теорию, совмещающую достоинства обоих направлений, т.е. строго математическую и одновременно учитывающую данные опыта. В книге III, дошедшей до нас не полностью, рассматриваются приложения музыкальной теории в астрономии и астрологии, в том числе, по-видимому, музыкальная гармония планетных сфер. Согласно Порфирию (III в. н.э.), содержание «Гармоник» Птолемей заимствовал большей частью из работ александрийского грамматика второй половины I в. н.э. Дидима .

С именем Птолемея связывают также целый ряд менее известных произведений. В их числе трактат по философии «О способностях суждения и принятия решения» (Περί κριτηρίον και ηγεμονικού) , в котором излагаются идеи в основном перипатетической и стоической философии, небольшое астрологическое сочинение «Плод» (Καρπός), известное в латинском переводе под названием «Centiloquium» или «Fructus», которое включало сто астрологических положении , трактат по механике в трех книгах, из которого сохранилось два фрагмента - «Тяжести» и «Элементы», а также два чисто математических произведения, в одном из которых доказывается постулат о параллельных, а в другом, что не существует более трех измерений в пространстве. Папп Александрийский в комментариях к книге V «Альмагеста» приписывает Птолемею создание особого инструмента, называемого «метеороскоп», подобного армиллярной сфере .

Таким образом, мы видим, что не существует, пожалуй, ни одной области в античном математическом естествознании, где бы Птолемей не внес весьма существенный вклад.

Труд Птолемея оказал огромное влияние на развитие астрономии. О том, что его значение было сразу оценено по достоинству, свидетельствует появление уже в IV в. н.э. комментариев - сочинений, посвященных разъяснению содержания «Альмагеста», но часто имевших самостоятельное значение.

Первый известный комментарий был написан около 320 г. одним из виднейших представителей Александрийской научной школы - Паппом. Большая часть этого сочинения не дошла до нас - сохранились только комментарии к книгам V и VI «Альмагеста» .

Второй комментарий, составленный во 2-й половине IV в. н.э. Теоном Александрийским, дошел до нас в более полном виде (книги I-IV) . Комментировала «Альмагест» и дочь Теона прославленная Гипатия (ок. 370-415 гг. н.э.).

В V в. неоплатоник Прокл Диадох (412-485), возглавивший Академию в Афинах, написал сочинение об астрономических гипотезах, представлявшее собой введение в астрономию Гиппарха и Птолемея .

Закрытие в 529 г. Афинской академии и переселение греческих ученых в страны Востока послужили быстрому распространению здесь античной науки. Учение Птолемея было освоено и существенно сказалось на астрономических теориях, формировавшихся в Сирии, Иране и Индии.

В Персии при дворе Шапура I (241-171) «Альмагест» стал известен, по-видимому, уже около 250 г. н.э. и тогда же был переведен на пехлеви . Существовал также персидский вариант «Подручных таблиц» Птолемея. Оба эти произведения оказали большое влияние на содержание основного персидского астрономического произведения доисламского периода, так называемый «Шах-и-зидж» .

На сирийский язык «Альмагест» был переведен, по-видимому, в начале VI в. н.э. Сергием из Решайна (ум. в 536 г.), известным физиком и философом, учеником Филопона. В VII в. в употреблении находилась также сирийская версия «Подручных таблиц» Птолемея .

С начала IX в. «Альмагест» получил также распространение в странах ислама - в арабских переводах и комментариях. Он значится среди первых произведений греческих ученых, переведенных на арабский язык . Переводчики использовали не только греческий оригинал, но также сирийскую и пехлевийскую версии.

Наиболее популярным среди астрономов стран ислама стало название «Великая книга», звучавшее по-арабски как «Китаб ал-маджисти». Иногда, впрочем, это сочинение называлось «Книгой математических наук» («Китаб ат-та"алим»), что точнее соответствовало его первоначальному греческому названию «Математическое сочинение».

Существовало несколько арабских переводов и множество обработок «Альмагеста», выполненных в разное время. Их примерный перечень, в 1892 г. насчитывавший 23 названия , постепенно уточняется. В настоящее время основные вопросы, связанные с историей арабских переводов «Альмагеста», в общих чертах выяснены. Согласно П. Куницшу, «Альмагест» в странах ислама в IX-XII вв. был известен по крайней мере в пяти различных версиях:

1) сирийский перевод, один из наиболее ранних (не сохранился);

2) перевод для ал-Ма"муна начала IX в., по-видимому, с сирийского; его автором был ал-Хасан ибн Курайш (не сохранился);

3) еще один перевод для ал-Ма"муна, сделанный в 827/828 г. ал-Хаджаджем ибн Юсуфом ибн Матаром и Сарджуном ибн Хилия ар-Руми, по-видимому, также с сирийского;

4) и 5) перевод Исхака ибн Хунайна ал-Ибади (830-910), знаменитого переводчика греческой научной литературы, сделанный в 879-890 гг. непосредственно с греческого; дошел до нас в обработке крупнейшего математика и астронома Сабита ибн Корры ал-Харрани (836-901), но в XII в. был еще известен как самостоятельное произведение. Согласно П. Куницшу, более поздние арабские переводы точнее передавали содержание греческого текста .

В настоящее время основательно изучены многие арабские сочинения, которые по существу представляют собой комментарии к «Альмагесту» или его обработки, выполненные астрономами стран ислама с учетом результатов их собственных наблюдений и теоретических изысканий [Матвиевская, Розенфельд, 1983]. Среди авторов - выдающиеся ученые философы и астрономы средневекового Востока. Астрономы стран ислама внесли изменения большей или меньшей степени важности практически во все разделы астрономической системы Птолемея. Прежде всего они уточнили ее основные параметры: угол наклона эклиптики к экватору, эксцентриситет и долготу апогея орбиты Солнца, средние скорости движения Солнца, Луны и планет. Таблицы хорд они заменили синусами и ввели также целый набор новых тригонометрических функций. Они разработали более точные методы для определения важнейших астрономических величин, например параллакса, уравнения времени и т.д. Были усовершенствованы старые и разработаны новые астрономические инструменты, на которых регулярно проводились наблюдения, значительно превосходящие по точности наблюдения Птолемея и его предшественников.

Значительную часть арабоязычной астрономической литературы составляли зиджи. Это были сборники таблиц - календарных, математических, астрономических и астрологических, которые астрономы и астрологи использовали в своей повседневной работе. В состав зиджей входили таблицы, которые позволяли хронологически фиксировать наблюдения, находить географические координаты места, определять моменты восхода и захода светил, вычислять положения светил на небесной сфере для любого момента времени, предвычислять лунные и солнечные затмения, определять параметры, имеющие астрологическое значение. В зиджах приводились правила пользования таблицами; иногда помещались также более или менее развернутые теоретические доказательства этих правил .

Зиджи VIII-XII вв. создавались под влиянием, с одной стороны, индийских астрономических произведений, а с другой - «Альмагеста» и «Подручных таблиц» Птолемея. Немаловажную роль при этом играла также астрономическая традиция домусульманского Ирана. Птолемеевскую астрономию в указанный период представляли «Проверенный зидж» Йахьи ибн Аби Мансура (IX в. н.э.), два зиджа Хабаша ал-Хасиба (IX в. н.э.), «Сабейский зидж» Мухаммада ал-Баттани (ок. 850-929), «Всеобъемлющий зидж» Кушьяра ибн Лаббана (ок. 970-1030), «Канон Мас"уда» Абу Райхана ал-Бируни (973-1048), «Санджарский зидж» ал-Хазини (первой половины XII в.) и другие произведения. Особо нужно отметить «Книгу об элементах науки о звездах» Ахмада ал-Фаргани (IX в.), содержащую изложение астрономической системы Птолемея.

В XI в. «Альмагест» был переведен ал-Бируни с арабского языка на санскрит.

В период поздней античности и в средние века греческие рукописи «Альмагеста» продолжали сохранять и переписывать в регионах, находившихся под властью Византийской империи. Самые ранние дошедшие до нас греческие рукописи «Альмагеста» датируются IX в.н.э. . Хотя астрономия в Византии не пользовалась такой же популярностью, как в странах ислама, однако любовь к античной науке не угасала. Византия поэтому стала одним из двух источников, откуда сведения об «Альмагесте» проникли в Европу.

Птолемеевская астрономия первоначально стала известна в Европе благодаря переводам зиджей ал-Фаргани и ал-Баттани на латинский язык. Отдельные цитаты из «Альмагеста» в произведениях латинских авторов встречаются уже в первой половине XII в. Однако в полном объеме это произведение стало доступным ученым средневековой Европы лишь во второй половине XII в.

В 1175 г. выдающийся переводчик Герардо Кремонский, работавший в Толедо в Испании, завершил латинский перевод «Альмагеста», использовав при этом арабские версии Хаджаджа, Исхака ибн Хунайна и Сабита ибн Корры . Этот перевод приобрел большую популярность. Он известен в многочисленных рукописях и уже в 1515 г. был издан типографским способом в Венеции . Параллельно или чуть позднее (ок. 1175-1250) появилось сокращенное изложение «Альмагеста» («Almagestum parvum»), пользовавшееся также большой популярностью.

Два (или даже три) других средневековых латинских перевода «Альмагеста», выполненных непосредственно с греческого текста, остались менее известными . Первый из них (имя переводчика неизвестно), озаглавленный «Almagesti geometria» и сохранившийся в нескольких рукописях, основан на греческой рукописи X в., которая была привезена в 1158 г. из Константинополя на Сицилию. Второй перевод, также анонимный и еще менее популярный в средние века, известен в единственной рукописи.

Новый латинский перевод «Альмагеста» с греческого оригинала был осуществлен только в XV в., когда с начала эпохи Возрождения в Европе проявился обостренный интерес к античному философскому и естественнонаучному наследию. По инициативе одного из пропагандистов этого наследия папы Николая V его секретарь Георгий Трапезундский (1395-1484) перевел «Альмагест» в 1451 г. Перевод, весьма несовершенный и изобиловавший ошибками, был тем не менее в 1528 г. издан печатным способом в Венеции и переиздавался в Базеле в 1541 и 1551 гг.

Недостатки перевода Георгия Трапезундского, известного по рукописи, вызвали резкую критику астрономов, нуждавшихся в полноценном тексте капитального труда Птолемея. Подготовка нового издания «Альмагеста» связана с именами двух крупнейших немецких математиков и астрономов XV в. - Георга Пурбаха (1423-1461) и его ученика Иоганна Мюллера, известного под именем Региомонтан (1436-1476). Пурбах намеревался издать латинский текст «Альмагеста», исправленный по греческому оригиналу, но не успел закончить работу. Не смог довести ее до конца и Региомонтан, хотя потратил много усилий на изучение греческих рукописей. Зато он издал сочинение Пурбаха «Новая теория планет» (1473), в котором разъяснялись основные моменты планетной теории Птолемея, и сам составил краткое изложение «Альмагеста», опубликованное в 1496 г. . Эти издания, вышедшие до появления печатного издания перевода Георгия Трапезундского, сыграли важнейшую роль в популяризации учения Птолемея. По ним с этим учением познакомился и Николай Коперник [Веселовский, Белый, С.83-84].

Греческий текст «Альмагеста» впервые был издан печатным образом в Базеле в 1538 г. .

Отметим также виттенбергское издание книги I «Альмагеста» в изложении Э. Рейнгольда (1549), которое послужило основой для ее перевода на русский язык в 80-х годах XVII в. неизвестным переводчиком. Рукопись этого перевода недавно обнаружена В.А. Бронштэном в библиотеке Московского университета [Бронштэн, 1996; 1997].

Новое издание греческого текста вместе с французским переводом осуществил в 1813-1816 гг. Н. Альма . В 1898-1903 гг. вышло в свет издание греческого текста И. Гейберга, удовлетворяющее современным научным требованиям . Оно послужило основой для всех последующих переводов «Альмагеста» на европейские языки: немецкого, который опубликовал в 1912-1913 гг. К. Манициус [НА I, II; 2-е изд., 1963], и двух английских. Первое из них принадлежит Р. Тальяферро и отличается невысоким качеством, второе - Дж.Тумеру [РА]. Комментированное издание «Альмагеста» на английском языке Дж.Тумера считается в настоящее время наиболее авторитетным среди историков астрономии. При его создании, помимо греческого текста, использовался также целый ряд арабских рукописей в версиях Хаджаджа и Исхака-Сабита [РА, р.3-4].

На издании И. Гейберга основывается и перевод И.Н. Веселовского, публикуемый в настоящем издании. И.Н. Веселовский во введении к своим комментариям к тексту книги Н. Коперника «О вращениях небесных сфер» писал: «Для составления комментариев к «De Revolutionibus» пришлось перевести с греческого текст «Megale Syntaxis» Птолемея; в моем распоряжении находилось издание аббата Альма (Halma) с примечаниями Деламбра (Paris, 1813-1816)» [Коперник, 1964, с.469]. Отсюда как будто следует, что перевод И.Н. Веселовского основывался на устаревшем издании Н. Альма. Однако в архиве Института истории естествознания и техники РАН, где хранится рукопись перевода, обнаружен также экземпляр издания греческого текста И. Гейберга, принадлежавший И.Н. Веселовскому. Непосредственное сличение текста перевода с изданиями Н. Альма и И. Гейберга показывает, что свой предварительный перевод И.Н. Веселовский переработал в дальнейшем в соответствии с текстом И. Гейберга. На это указывают, например, принятая нумерация глав в книгах, обозначения на рисунках, форма, в которой даны таблицы, и множество других деталей. В своем переводе, кроме того, И.Н. Веселовский учел большую часть исправлений, которые внес в греческий текст К. Манициус.

Особо следует также отметить вышедшее в 1915 г. критическое английское издание звездного каталога Птолемея, предпринятое Х. Петерсом и Э. Ноублом [Р. - К.].

С «Альмагестом» связано большое количество научной литературы, как астрономической, так и историко-астрономической по своему характеру. В ней отразились прежде всего стремление осмыслить и разъяснить теорию Птолемея, а также попытки усовершенствовать ее, которые неоднократно предпринимались в древности и в средние века и завершились созданием учения Коперника.

С течением времени не уменьшается - а пожалуй, даже увеличивается - проявившийся с древности интерес к истории возникновения «Альмагеста», к личности самого Птолемея. Дать сколько-нибудь удовлетворительный обзор литературы, посвященной «Альмагесту», в краткой статье невозможно. Это большая самостоятельная работа, выходящая за рамки настоящего исследования. Здесь же приходится ограничиться указанием небольшого числа работ, преимущественно современных, которые помогут читателю ориентироваться в литературе о Птолемее и его труде.

Прежде всего следует упомянуть о наиболее многочисленной группе исследований (статей и книг), посвященных анализу содержания «Альмагеста» и определению его роли в развитии астрономической науки. Эти проблемы рассматриваются в сочинениях по истории астрономии, начиная с самых старых, например, в вышедшей в 1817 г. двухтомной «Истории астрономии в древности» Ж. Деламбра , «Исследованиях по истории древней астрономии» П. Таннери , «Истории планетных систем от Фалеса до Кеплера» Дж.Дрейера , в капитальном труде П. Дюэма «Системы мира» , в виртуозно написанной книге О. Нейгебауэра «Точные науки в древности» [Нейгебауэр, 1968]. Содержание «Альмагеста» исследуется также в работах по истории математики и механики. Среди трудов русских ученых особо нужно отметить работы И.Н. Идельсона, посвященные планетной теории Птолемея [Идельсон, 1975], И.Н. Веселовского и Ю.А. Белого [Веселовский, 1974; Веселовский, Белый, 1974], В.А. Бронштэна [Бронштэн, 1988; 1996] и М.Ю. Шевченко [Шевченко, 1988; 1997].

Результаты многочисленных исследований, выполненных к началу 70-х годов, касающихся «Альмагеста» и истории античной астрономии вообще, суммированы в двух фундаментальных трудах: «Истории античной математической астрономии» О. Нейгебауэра [НАМА] и «Обзоре "Альмагеста"» О. Педерсена . Тот, кто пожелает серьезно заняться «Альмагестом», не сможет обойтись без этих двух выдающихся произведений. Большое число ценных комментариев, касающихся разных сторон содержания «Альмагеста» - истории текста, вычислительных процедур, греческой и арабской рукописной традиции, происхождения параметров, таблиц и т.д., можно найти в немецком [НА I, II] и английском [РА] изданиях перевода «Альмагеста».

Исследования «Альмагеста» продолжаются и в настоящее время с не меньшей интенсивностью, чем в предшествующий период, по нескольким основным направлениям. Наибольшее внимание уделяется вопросам происхождения параметров астрономической системы Птолемея, принятых им кинематических моделей и вычислительных процедур, истории звездного каталога . Много внимания уделяется также изучению роли предшественников Птолемея в создании геоцентрической системы, а также судьбе учения Птолемея на средневековом мусульманском Востоке, в Византии и Европе.

В этой связи см. также . Подробный анализ на русском языке биографических данных о жизни Птолемея представлен в [Бронштэн, 1988, С.11-16].

См. кн.XI, гл.5, С.352 и кн.IX, гл.7, с.303 соответственно.

В ряде рукописей указывается 15-й год правления Антонина, что соответствует 152/153 г. н.э. .

См. .

Сообщают, например, что Птолемей родился в Гермиевой Птолемаиде, расположенной в Верхнем Египте, и что этим объясняется его имя «Птолемей» (Феодор Милетинский, XIV в. н.э.); согласно другой версии, он был родом из Пелузия, пограничного города к востоку от дельты Нила, но это утверждение, скорее всего, есть результат ошибочного прочтения имени «Клавдий» в арабских источниках [НАМА, р.834]. В поздней античности и в средние века Птолемею приписывали также царское происхождение [НАМА, р.834, п.8; Toomer, 1985].

В литературе высказывается также противоположная точка зрения, а именно, что в предшествующее Птолемею время уже существовала разработанная гелиоцентрическая система, основанная на эпициклах, и что система Птолемея является только переработкой этой более ранней системы [Идельсон, 1975, с. 175; Rawlins, 1987]. Однако, на наш взгляд, такого рода предположения не имеют под собой достаточного основания.

По данному вопросу см. [Нейгебауэр, 1968, с.181; Шевченко, 1988; Vogt, 1925], а также [Ньютон, 1985, гл.IХ].

Более подробный обзор методов доптолемеевской астрономии см. в .

Или иначе: «Математическое собрание (построение) в 13 книгах».

Существование «Малой астрономии» как особого направления в античной астрономии признается всеми историками астрономии за исключением О. Нейгенбауэра. См. по данному вопросу [НАМА, р.768-769].

См. по данному вопросу [Идельсон, 1975, с.141-149].

Греческий текст см. {Heiberg, 1907, S.149-155]; перевод на французский см. ; описания и исследования см. [НАМА, р.901,913-917; Hamilton etc., 1987; Waerden, 1959, Col. 1818-1823; 1988(2), S.298-299].

Единственное более или менее полное издание «Подручных таблиц» принадлежит Н. Альма ; греческий текст «Введения» Птолемея см. ; исследования и описания см. .

Греческий текст, перевод и комментарии см. .

Греческий текст см. ; параллельный немецкий перевод, включающий и те части, которые сохранились на арабском, см. [там же, S.71-145]; греческий текст и параллельный перевод на французский см. ; арабский текст с переводом на английский части, недостающей в немецком переводе, см. ; исследования и комментарии см. [НАМА, р.900-926; Hartner, 1964; Murschel, 1995; SA, р.391-397; Waerden, 1988(2), р.297-298]; описание и анализ механической модели мира Птолемея на русском языке см. [Рожанская, Куртик, с. 132-134].

Греческий текст сохранившейся части см. ; греческий текст и перевод на французский см. ; исследования и комментарии см. .

Фрагменты греческого текста и латинский перевод см. ; исследования см. .

Арабский текст до сих пор не опубликован, хотя известно несколько рукописей этого произведения, более ранних, чем эпоха ал-Маджрити.; латинский перевод см. ; перевод на немецкий см. ; исследования и комментарии см. [НАМА, р.857-879; Waerden, 1988(2), S.301-302; Матвиевская, 1990, с.26-27; Нейгебауэр, 1968, с.208-209].

Греческий текст см. ; греческий текст и параллельный перевод на английский см. ; полный перевод на русский язык с английского см. [Птолемей, 1992]; перевод на русский язык с древнегреческого первых двух книг см. [Птолемей, 1994, 1996); очерк истории античной астрологии см. [Куртик, 1994]; исследования и комментарии см. .

Описание и анализ методов картографического проецирования Птолемея см. [Нейгебауэр, 1968, с.208-212; НАМА, р.880-885; Toomer, 1975, р.198-200].

Греческий текст см. ; собрание древних карт см. ; перевод на английский см. ; перевод отдельных глав на русский язык см. [Боднарский, 1953; Латышев, 1948]; более подробную библиографию, касающуюся «Географии» Птолемея, см. [НАМА; Toomer, 1975, р.205], см. также [Бронштэн, 1988, с. 136-153]; о географической традиции в странах ислама, восходящей к Птолемею, см. [Крачковский, 1957].

Критическое издание текста см. ; описания и анализ см. [НАМА, р.892-896; Бронштэн, 1988, с. 153-161]. Более полную библиографию см. .

Греческий текст см. ; немецкий перевод с комментариями см. ; астрономические аспекты музыкальной теории Птолемея см. [НАМА, р.931-934]. Краткий очерк музыкальной теории греков см. [Жмудь, 1994, с.213-238].

Греческий текст см. ; более подробное описание см. . Подробный анализ философских воззрений Птолемея см. .

Греческий текст см. ; однако, по мнению О. Нейгебауэра и других исследователей, не существует серьезных оснований для приписывания этого произведения Птолемею [НАМА, р.897; Haskins, 1924, р.68 и сл.].

Греческий текст и перевод на немецкий см. ; перевод на французский см. .

Версия Хаджаджа ибн Матара известна в двух арабских рукописях, из которых первая (Leiden, cod. or. 680, полная), датируется XI в. н.э., вторая (London, British Library, Add.7474), сохранившаяся частично, восходит к XIII в. . Версия Исхака-Сабита дошла до нас в большем числе экземпляров различной полноты и сохранности, из которых отметим следующие: 1) Tunis, Bibl. Nat. 07116 (XI в., полная); 2) Teheran, Sipahsalar 594 (XI в., отсутствуют начало кн.1, таблицы и каталог звезд); 3) London, British Library, Add.7475 (начало XIII в., кн.VII-XIII); 4) Paris, Bibl. Nat.2482 (начало XIII в., кн.I-VI). Полный список известных в настоящее время арабских рукописей «Альмагеста» см. . Сравнительный анализ содержания различных версий переводов «Альмагеста» на арабский язык см. .

Обзор содержания наиболее известных зиджей астрономов стран ислама см. .

Греческий текст в издании И. Гейберга основывается на семи греческих рукописях, из которых наиболее важны следующие четыре: A) Paris, Bibl. Nat., gr.2389 (полная, IX в.); В) Vaticanus, gr.1594 (полная, IX в.); С) Venedig, Marc, gr.313 (полная, X в.); D) Vaticanus gr.180 (полная, X в.). Буквенные обозначения рукописей введены И. Гейбергом .

Большую известность в этой связи приобрели работы Р. Ньютона [Ньютон, 1985 и др.], который обвиняет Птолемея в подделке данных астрономических наблюдений и в сокрытии существовавшей до него астрономической (гелиоцентрической?) системы. Большинство историков астрономии отвергают глобальные выводы Р. Ньютона, признавая при этом, что некоторые его результаты, касающиеся наблюдений, нельзя не признать справедливыми.

Порой остаётся только удивляться, как людям в древности и даже в средневековье удавалось создавать такие точные, сложные и вместе с тем красивые инструменты и механизмы.

Астролябия
Впервые появившись ещё во времена Древней Греции, пика своей популярности этот прибор достиг в Европе эпохи Возрождения. На протяжении более чем 14 столетий подряд астролябии в различных своих формах были главнейшим инструментом для определения географической широты.

Секстант
С секстантом получилось очень интересная и весьма удивительная история. Впервые принцип его действия был изобретён и описан Исаакам Ньютоном в 1699 году, но по некоторым причинам не был опубликован. А несколько десятилетий спустя, в 1730 году, сразу двое учёных независимо друг от друга изобрели непосредственно сам секстант. Поскольку область применения секстанта оказалась значительно шире, чем просто определение географических координат местности, со временем он довольно быстро вытеснил астролябию с пьедестала главного навигационного инструмента.

Ноктурлабиум
Этот прибор изобрели в те времена, когда основным устройством для определения времени были солнечные часы. В силу некоторых конструктивных особенностей работать они могли только днём, а узнавать время люди хотели иногда и ночью. Так и появился ноктурлабиум. Принцип действия весьма прост: во внешнем круге устанавливался месяц, затем через отверстие в середине прибор визировался на полярной звезде. Рычаг-указатель направлялся на одну из референтных незаходящих звёзд. Внутренний круг при этом показывал время. Само-собой, работать эти «часы» могли только в Северном полушарии.

Планисфера
Вплоть до XVII века планисферы использовались как основной инструмент для определения моментов восхода и захода различных небесных светил. По сути планисфера представляет собой координатную сетку, нанесённую на металлический диск, около центра которого вращается алидада. Изображение небесной сферы на плоскости могло быть либо в стереографической, либо в азимутальной проекции.

Астрариум
Это не просто старинные астрономические часы, это настоящий планетарий! В XIV веке этот сложный механический прибор создал итальянский мастер Джованни де Донди, что в свою очередь знаменовало начало развитие в Европе технологий изготовления механических часовых инструментов. Астрариум превосходно моделировал всю солнечную систему, он в точности показывал как перемещаются планеты по небесной сфере. А кроме этого ещё показывал время, календарные даты и важные праздники.

Торкветум
Не просто прибор, а настоящее аналоговое вычислительное устройство. Торкветум позволяет производить измерения в различных системах небесных координат и легко переходить от одной из этих систем к другой. Это могут быть горизонтальная, экваториальная или эклиптическая системы. Удивительно, что прибор этот, позволяющий делать такие вычисления, был изобретён аж в XII веке западноарабским астрономом Джабиром ибн Афлахом.

Экваториум
Этот прибор использовался для того, чтобы без математических вычислений, а только лишь используя геометрическую модель, определять положения Луны, Солнца и других значимых небесных объектов. Впервые экваториум был построен арабским математиком аз-Заркали в XI веке. А в начале XII века Ричард Уоллингфорд построил для предсказания затмений экваториум «Альбион», в котором последняя предусмотренная дата соответствовала 1999 году. В те времена этот срок, наверное, казался настоящей вечностью.

Армиллярная сфера
Не только полезный, но ещё и очень красивый астрономический инструмент. рмиллярная сфера состоит из подвижной части, изображающей небесную сферу с её основными кругами, а также вращающейся вокруг вертикальной оси подставки с кругом горизонта и небесным меридианом. Служит она для того, чтобы определять экваториальные или эклиптические координаты различных небесных светил. Изобретение этого прибора приписывают древнегреческому геометру Эратосфену, который жил в III веке до н. э. И что самое интересное, армиллярная сфера использовалась аж до самого начала XX века, пока не была вытеснена более точными приборами.

Астроном Клавдий Птолемей, работавший в Александрии во II веке н. э., подвел итоги работ древнегреческих астрономов, главным образам Гиппарха, а также собственных наблюдений и построил совершенную теорию движения планет на основе геоцентрической системы мира Аристотеля .

Кла́вдий Птолеме́й (Κλαύδιος Πτολεμαῖος , лат. Ptolemaeus), реже Птоломе́й (Πτολομαῖος , Ptolomaeus) (ок. 87-ок.165) - древнегреческий астроном, астролог, математик, оптик, теоретик музыки и географ. В период с 127 по 151 год жил в Александрии, где проводил астрономические наблюдения.

Несмотря на то, что Клавдий Птолемей - одна из крупнейших фигур в астрономии позднего эллинизма, о его жизни и деятельности нет никаких упоминаний у современных ему авторов.

Собрание астрономических знаний древней Греции и Вавилона Птолемей изложил в своем труде «Великое построение», больше известном под названием «Альмагест» (до европейцев его труд донесли арабы, так звучит в переводе с греческого «мэгистос» - величайший) – труд из 13 книг.

В «Альмагест» изложена геоцентрическая система мира , согласно которой Земля находится в центре мироздания, а все небесные тела обращаются вокруг нее.

В основе этой модели лежат математические расчеты, сделанные Евдоксом Книдским, Гиппархом, Аполлонием Пергским и самим Птолемеем. А практическим материалом послужили астрономические таблицы Гиппарха, который опирался, помимо греческих наблюдений, на записи вавилонских астрономов.

Ключевые положения, на которых строится система Птолемея

• Небосвод представляет собой вращающуюся сферу.
• Земля является шаром, помещённым в центре мира.
• Земля может считаться точкой по сравнению с расстоянием до сферы неподвижных звёзд.
• Земля неподвижна.

Свои положения Птолемей подтверждает опытами. Других мнений и взглядов не признает.

О движении светил

Каждая планета, согласно Птолемею, равномерно движется по кругу (эпициклу), центр которого движется по другому кругу (деференту). Это позволяет объяснить видимую неравномерность движения планет и в некоторой степени изменение их яркости.

Для Луны и планет Птолемей вводит дополнительные деференты, эпициклы, эксцентрики и широтные колебания орбит, в результате чего положение всех светил определялось с ничтожной по тем временам ошибкой - порядка 1°. Это надолго обеспечило надёжность вычисления планетных эфемерид (звёздные эфемериды - таблицы видимых положений звёзд). Но по теории Птолемея расстояние до Луны и её видимый размер должны были сильно меняться, чего реально не наблюдается. Кроме того, в рамках геоцентризма было необъяснимо, почему базовый период обращения по первому эпициклу для верхних планет был в точности равен году и почему Меркурий и Венера никогда не отходят далеко от Солнца, вращаясь вокруг Земли синхронно с ним.

Движение планеты по деференту у Птолемея представлялось равномерным не по отношению к центру деферента, а по отношению к особой точке, симметричной с центром Земли относительно центра деферента.

Звездный каталог

Птолемей дополнил звездный каталог Гиппарха; число звёзд в нем увеличено до 1022. Положения звёзд из каталога Гиппарха Птолемей, по-видимому, скорректировал, приняв для прецессии (прецессия - явление, при котором момент импульса тела меняет своё направление в пространстве под действием момента внешней силы) неточное значение 1˚ в столетие (правильное значение ~1˚ за 72 года).

Отклонение движения Луны

В «Альмагесте» содержится описание открытого Птолемеем явления отклонения движения Луны от точного кругового. Он дает астрологические характеристики так называемых «неподвижных звёзд».

Астрономические инструменты Птолемея

Здесь же описаны астрономические инструменты, которыми пользовался Птолемей: армиллярная сфера (астролабон) - инструмент для определения эклиптических координат небесных тел, трикветрум для измерения угловых расстояний на небе, диоптр для измерения угловых диаметров Солнца и Луны, квадрант и меридианный круг для измерения высоты светил над горизонтом, и равноденственное кольцо для наблюдения времени равноденствий

Математические задачи для астрономических расчетов

В «Альмагесте» решены некоторые математические задачи, имевшие практическое значение для астрономических расчётов: построена таблица хорд с шагом в полградуса, доказана теорема о свойствах четырёхугольника, известная ныне как теорема Птолемея (вокруг четырехугольника можно описать окружность тогда и только тогда, когда произведение его диагоналей равно сумме произведений его противоположных сторон).

Расчётные методы Птолемея вавилонского происхождения: употребляются шестидесятеричные дроби, полный угол делится на 360 градусов, введён специальный символ нуля для пустых разрядов и т. д.

Для астрономических расчетов используется подвижный древнеегипетский календарь с фиксированной длиной года в 365 дней.

До появления гелиоцентрической системы «Альмагест» оставался важнейшим астрономическим трудом, книгу Птолемея изучали и комментировали во всём цивилизованном мире. В VIII в. она была переведена на арабский язык, а ещё через век она дошла и до средневековой Европы. Гелиоцентрическая система мира Птолемея господствовала в астрономии до XVI века, т.е. почти 15 веков.

Но его труд неоднократно подвергался и критике, а в 1977 г. американский физик Роберт Рассел Ньютон опубликовал книгу «Преступление Клавдия Птолемея», в которой обвинял Птолемея в фальсификации данных, а также в выдаче достижений Гиппарха за свои.

Но ученые считают эти обвинения малообоснованными, так как анализ данных, изложенных Птолемеем в труде «Альмагеста», показывает, что значительная их часть, особенно для самых ярких звёзд, принадлежит самому Птолемею.

Другие труды Птолемея

Он написал трактат о музыке «Гармоника» , в котором создал теорию гармонии, в трактате «Оптика» экспериментально исследовал преломление света на границе воздух-вода и воздух-стекло и предложил свой закон преломления (приближенно выполняющийся лишь для малых углов), впервые верно объяснил кажущееся увеличение Солнца и Луны на горизонте как психологический эффект. В книге «Четверокнижие» Птолемей подвел итог своих статистических наблюдений о продолжительности жизни людей: так, пожилым считался человек в возрасте от 56 до 68 лет, и только после этого он считался старым. В труде «География» он оставил подробное руководство по составлению атласа мира с указаниями точных координат каждого пункта.

Небесные светила интересовали людей с незапамятных времён. Ещё до революционных открытий Галилея и Коперника астрономы предпринимали неоднократные попытки выяснить закономерности и законы движения планет и звёзд и использовали для этого специальные инструменты. Инструментарий древних астрономов был настолько сложен, что современным учёным потребовались годы, чтобы разобраться в их устройстве.

1. Календарь из Уоррен Филда

Хотя странные углубления на поле Уоррен обнаружили с воздуха еще в 1976 году, только в 2004 году было определено, что это древний лунный календарь. Как полагают ученые, найденному календарю порядка 10 000 лет. Он выглядит как 12 углублений, расположенных по дуге в 54 метра. Каждая лунка синхронизирована с лунным месяцем в календаре, причем с поправкой на лунную фазу. Удивительно также то, что календарь в Уоррен Филд, который был построен за 6000 лет до Стоунхенджа, ориентирован на точку солнечного восхода в день зимнего солнцестояния.

2. Секстант Аль-Худжанди в росписи

Сохранилось очень мало сведений о Абу Махмуд Хамид ибн аль-Хидр Аль-Худжанди, кроме того, что он был математиком и астрономом, который жил на территории современных Афганистана, Туркменистана и Узбекистана. Также известно, что он создал один из крупнейших астрономических инструментов в 9-10 веках. Его секстант был сделан в виде фрески, расположенной на 60-градусной дуге между двумя внутренними стенами здания. Эта огромная 43-метровая дуга была поделена на градусы. Мало того, каждый градус был с ювелирной точностью разделен на 360 частей, что сделало фреску потрясающе точным солнечным календарем. Над дугой Аль-Худжанди располагался куполообразный потолок с отверстием посередине, сквозь которое солнечные лучи падали на древний секстант.

3. Вольвеллы и зодиакальный человек

В Европе на рубеже 14-го века учеными и врачами использовалась довольно странная разновидность астрономических инструментов – вольвеллы. Они выглядели, как несколько круглых листов пергамента с дыркой в центре, наложенные друг на друга. Это позволяло перемещать круги, чтобы рассчитать все необходимые данные - от фаз Луны до положения Солнца в Зодиаке. Архаичный гаджет помимо своей основной функции также являлся символом статуса – только самые богатые люди могли обзавестись вольвеллой.

Также средневековые врачи верили, что каждая часть человеческого тела управляется своим созвездием. К примеру, за голову отвечал Овен, а за гениталии – Скорпион. Поэтому для диагностировки врачи использовали вольвеллы, чтобы рассчитать текущее положение Луны и Солнца. К сожалению, вольвеллы были довольно хрупкими, поэтому сохранились лишь очень немногие из этих древних астрономических инструментов.

4. Древние солнечные часы

Сегодня солнечные часы служат разве что для украшения садовых лужаек. Но когда-то они были необходимы для отслеживания времени и движения Солнца по небу. Одни из старейших солнечных часов были найдены в Долине царей в Египте. Они датируются 1550 - 1070 годами до н.э. и представляют собой круглый кусок известняка с нарисованным на нем полукругом (разделенным на 12 секторов) и отверстием в середине, в который вставлялся стержень, отбрасывающий тень. Вскоре после обнаружения египетских солнечных часов, подобные были найдены в Украине. Они были захоронены с человеком, который умер 3200 - 3300 лет назад. Благодаря украинским часам ученые узнали, что цивилизация Зрубна обладала знаниями геометрии и умела высчитывать широту и долготу.

5. Небесный диск из Небры

Названный по имени немецкого города, где он был обнаружен в 1999 году, «небесный диск из Небры» является старейшим изображением космоса, когда-либо найденным человеком. Диск был захоронен рядом с долотом, двумя топорами, двумя мечами, и двумя кольчужными наручами около 3600 лет назад. На бронзовом диске, покрытом слоем патины, были золотые вставки, изображающие Солнце, Луну и звезды из созвездий Орион, Андромеда и Кассиопея. Никто не знает, кто сделал диск, но расположение звезд говорит о том, что создатели были расположены на той же широте, что и Небра.

6. Астрономический комплекс Чанкильо

Древняя астрономическая обсерватория Чанкильо в Перу является настолько сложной, что ее истинное предназначение было обнаружено только в 2007 году с помощью компьютерной программы, предназначенной для выравнивания панелей солнечных батарей. 13 башен комплекса выстроены по прямой линии протяженностью 300 метров вдоль холма. Изначально ученые думали, что Чанкильо - фортификационные сооружения, но для форта это было невероятно плохое место, поскольку в нем не было ни оборонительных преимуществ, ни проточной воды, ни источников пропитания.

Но потом археологи поняли, что одна из башен смотрит на точку восхода солнца при летнем солнцестоянии, а другая – на точку восхода солнца при зимнем солнцестоянии. Построенные около 2300 лет назад башни являются старейшей солнечной обсерваторией в Америке. По этому древнему календарю до сих пор можно определить день года с максимум двухдневной погрешностью. К сожалению, огромный солнечный календарь из Чанкильо - это единственный след цивилизации строителей этого комплекса, которые предшествовали инкам более чем на 1000 лет.

7. Звездный атлас Гигина

Звездный атлас Гигина, также известный как «Poetica Astronomica» был одним из первых сочинений с изображениями созвездий. Хотя авторство атласа спорно, он иногда приписывается Гаю Юлию Гигину (римскому писателю, 64 г. до н.э. - 17 г. н.э.). Другие утверждают, что работа имеет сходство с трудами Птолемея.

В любом случае, когда Poetica Astronomica была переиздана в 1482 году, она стала первым печатным произведением, в котором были показаны созвездия, а также мифы, связные с ними. В то время как другие атласы предоставляли более конкретную математическую информацию, которая могла быть использована для навигации, Poetica Astronomica представляла собой более причудливую, литературную интерпретацию звезд и их историю.

8. Небесный глобус

Небесный глобус появился еще тогда, когда астрономы считали, что звезды перемещаются по небу вокруг Земли. Небесные глобусы, которые были созданы, чтобы отобразить эту небесную сферу, начали создавать еще древние греки, а первый глобус в форме, аналогичной современным глобусам, был создан немецким ученым Йоханнесом Шёнером. На данный момент сохранились только два небесных глобуса Шёнера, которые являются настоящими произведениями искусства, изображающими созвездия в ночном небе. Старейший сохранившийся пример небесного глобуса датируется около 370 г. до н.э.

9. Армиллярная сфера

Армиллярная сфера - астрономический инструмент, в котором несколько колец окружают центральную точку - была далеким родственником небесного глобуса. Существовали два разных типа сфер - наблюдательная и демонстрационная. Первым из ученых, кто использовал подобные сферы, был Птолемей. С помощью этого инструмента можно было определить экваториальные или эклиптические координаты небесных тел. Наряду с астролябией, армиллярная сфера использовалась моряками для навигации на протяжении многих веков.

10. Эль-Караколь, Чичен-Ица

Обсерватория Эль-Караколь в Чичен-Ице была построена между 415 и 455 г. н.э. Обсерватория была очень необычной - в то время как большинство астрономических инструментов были настроены на наблюдение за движением звезд или Солнца, Эль-Караколь (в переводе «улитка») была построена для наблюдения за движением Венеры. Для майя Венера была священна – буквально все в их религии основывалось на культе этой планеты. Эль-Караколь помимо того, что был обсерваторией, также являлась храмом бога Кетцалькоатля.

Для тех, кто мечтает открыть для себя мир небесных светил, полезен будет , способный обучить любого новичка премудростям астрономии.