Астрономия

Что касается собственных новшеств эллинистического периода, то он принес значительные плоды в области естественных наук. Геометр Евклид, геометр и астроном Аполлоний, математик и физик Архимед, астроном Гип­парх, географ Страбон, врач Гален, географ и астроном Птолемей — каж­дый из них продвинул науку вперед, а их открытия и новые системы станут парадигмами на многие столетия. Особенно плодовитым оказалось развитие математической астрономии. Загадка планет вначале нашла разрешение во взаимодействующих гомоцентричных сферах Евдокса, что и объясняло дви­жение вспять, и позволяло делать приблизительно точные предсказания. Однако не было объяснения изменениям яркости во время обратного движе­ния планет, поскольку вращающиеся сферы должны неизбежно удерживать планеты на прежнем расстоянии от Земли. Именно это теоретическое упу­щение побуждало математиков и астрономов более поздней поры к исследо­ванию неких альтернативных геометрических систем.

Некоторые — например пифагорейцы — утверждали, что Земля движет­ся. Гераклид Поитийский, выученик платоновской Академии, предполо­жил, что каждодневное движение небес в действительности вызвано движе­нием Земли вокруг своей оси, а Меркурий и Венера все время находятся вблизи Солнца оттого, что вращаются скорее вокруг Солнца, чем вокруг Земли. Сто лет спустя, Аристарх додумался до гипотезы, согласно которой и Земля, и все остальные планеты вращаются вокруг Солнца, а само Со­лнце, как и внешняя звездная сфера, пребывает в неподвижности¹.

Эти разнообразнейшие модели были, однако, в большинстве своем от­вергнуты по здравым соображениям математического и физического порядка. Ежегодный звездный параллакс никогда не наблюдался — а подобное уклоне­ние от пути неизбежно происходило бы, если бы Земля вращалась вокруг Со­лнца и, таким образом, проходила бы относительно звезд столь большие расстояния (если только, как предполагал Аристарх, внешняя звездная сфера не превосходит своей необъятностью всякие исчисления). Кроме того, дви­жение Земли целиком разрушило бы всеохватную и связную космологию Аристотеля. Аристотель окончательно истолковал физику падающих тел, по­казав, что тяжелые предметы движутся в сторону Земли потому, что она яв­ляется неподвижным центром Вселенной. Если же Земля движется, то это хорошо обоснованное и практически самоочевидное объяснение падающих тел будет подорвано, а появления другой — столь же убедительной — теории взамен не предполагалось. Что казалось еще более важным — приравнивание Земли к планетам противоречило древней и столь же самоочевидной дихото­мии земного и небесного, основанной на трансцендентном величии небес. И наконец, если оставить в стороне все теоретические и религиозные вопро­сы,— о том, что движение Земли привело бы к тому, что с нее были бы сбро­шены все люди и все предметы, а птицы и облака оставались бы далеко позади, и так далее,— говорил простой здравый смысл. Человеческие чувства недвусмысленно свидетельствовали в пользу неподвижности Земли.

Основываясь на подобных соображениях, большинство астрономов элли­нистической поры решало вопрос в пользу геоцентричной Вселенной, про­должая работать над разнообразными геометрическими моделями, которые объяснили бы положение планет. Во II веке н.э. плоды этих совместных усилий получили кодификацию у Птолемея, и проделанный им синтез пре­вратился в рабочую парадигму для всех астрономов — до самой эпохи Ренес­санса. Основная же трудность, вставшая перед Птолемеем, оставалась прежней: как объяснить многочисленные расхождения между, с одной сто­роны, целостным зданием аристотелевой космологии, требовавшим от пла­нет единообразного движения совершенными кругами вокруг расположенной в центре неподвижной Земли, и, с другой стороны, действительными на­блюдениями за планетами, из которых явствовало, что скорости и направле­ния их движений переменны, а степень яркости различна. Опираясь на не­давние открытия в греческой геометрии, на непрерывные наблюдения вавилонян и приспособления для линейных измерений, а также на труды греческих астрономов Аполлония и Гиппарха, Птолемей очертил следующую схему. Наиболее удаленная от центра вращающаяся сфера, к которой при­креплены неподвижные звезды, каждодневно перемещает все небо вокруг Земли, двигаясь в западном направлении. Внутри же этой сферы каждая из планет (включая Солнце и Луну) вращается в восточном направлении с переменными — более медленными — скоростями, и каждая — по своей большой окружности, называемой несущей (или деферентом). Для более сложных движений планет (исключая Солнце и Луну) была введена еще од­на — меньшая — окружность, названная эпициклом: эпицикл постоянно вращается вокруг некой точки, продолжающей вращаться по несущей. Те­перь становилось ясным то, чего не могли объяснить сферы Евдокса, по­скольку вращение эпицикла автоматически приближало к Земле планету вся­кий раз, когда она совершала движение вспять: оттого планета и казалась ярче. Установив различные темпы вращения для каждой несущей и для каж­дого эпицикла, астрономы могли приблизительно вычислить и траекторию переменных движений для каждой из планет. Простота такой схемы с эпи­циклом и несущей, а также ее объяснение переменной яркости обеспечили этой теории признанную победу как наиболее жизнеспособной астрономи­ческой модели.

При практическом применении, однако же, эта схема выявила целый ряд второстепенных отступлений от общего правила. Для их объяснения Птолемей прибег к дальнейшим геометрическим уловкам: эксцентрикам (ок­ружностям, чьи центры не совпадают с центром Земли), малым эпициклам (дополнительным окружностям меньших размеров, которые вращаются во­круг большого эпицикла или вокруг несушей) и эквантам (которые объясня­ли перемену скоростей, постулируя существование еще одной — не совпа­дающей с центром окружности — точки, вокруг которой происходит постоянное движение). Разработанная Птолемеем модель сложных окруж­ностей стала первой системой, которая смогла количественно объяснить все небесные движения. Кроме того, податливая многосторонность данной мо­дели, позволявшая примирять новые противоречивые наблюдения с помо­щью новых геометрических преобразований (например, добавляя к эпициклу еще один эпицикл, к эксцентрику — еще один эксцентрик), наделила ее такой силой, что она продержалась на протяжении всего классического пе­риода и средневековья. Основным костяком для эллинистических астроно­мов в создании этой схемы послужила космология Аристотеля — с ее находя­щейся в центре неподвижной Землей, вращающимися эфирными сферами и стихийной физикой. Эта синтетическая птолемеевско-аристотелевская Вселенная, в свою очередь, легла в основу того мировосприятия, которое в течение почти 15 последующих столетий определяло философское, религиоз­ное и научное видение Запада.