Текст книги "Системы мира"
Автор книги: Г. Гурев
сообщить о нарушении
Текущая страница: 4 (всего у книги 15 страниц)
Не следует забывать, что свою задачу древние астрономы видели в том, чтобы объяснить видимые неправильности в движениях небесных тел, принимая, что на самом деле светила имеют круговое равномерное движение, а видимые от него отступления («неравенства») суть только кажущиеся, зависящие от условий наблюдения. С другой стороны, для древних астрономов важно было лишь вычислить направления, в которых должны быть видимы светила, так как они не могли определить расстояния и их изменения. Проще всего было вычислить равномерное круговое движение, и поэтому попытки определить теоретически направления на светила шли у Птолемея, как и у других древних астрономов, в сторону применения равномерных круговых движений. В связи со всем этим геоцентрическая птолемеева система мира может быть названа не небесной механикой, а небесной геометрией или точнее «небесной кинематикой».
Выше мы отметили, что хотя система Евдокса в общих чертах представляла движение светил, она была слишком громоздка для вычислений и поэтому была заменена системой Птолемея. Но интересно то, что когда выяснилась несостоятельность птолемеевой теории эпициклов, появилась попытка возродить теорию гомоцентрических сфер Евдокса. Так, Фракосторо, современник Коперника, в 1538 г. в своей книге «Гомоцентрики» отказался от эксцентриков и эпициклов, но зато ввел 79 сфер (из которых шесть предназначались для звезд). Значит его система мира была еще сложнее системы Аристотеля и, следовательно, она являлась шагом назад. Она не приобрела сторонников и это свидетельствовало о несостоятельности геоцентризма.
V. ДВИЖЕНИЕ ПО ЭКСЦЕНТРИЧЕСКИМ КРУГАМ
Прежде чем перейти к изложению системы Птолемея, необходимо отметить, что со смертью Аристотеля закончился классический период греческой философии и наступила новая эпоха научной деятельности, называемая Александрийской школой. По планам Александра Македонского древний Вавилон в Азии и вновь основанная Александрия в Египте должны были стать, на ряду с Афинами в Европе, культурными центрами и, способствуя созданию более тесной связи с вавилонской и египетской науками, повести греческую философию к новому расцвету. Но вскоре Вавилон совершенно утратил свое значение, Афины начали все более и более клониться к упадку и их место заняла Александрия, ставшая одним из крупнейших торговых пунктов античного мира. К тому же египетские фараоны династии Птолемеев основали в Александрии богатейшую библиотеку, которая привлекла ученых изо всех стран и превратила этот город в духовный центр и средоточие научных устремлений всего тогдашнего мира.
Фиг. 11. Древний астроном Александрийской обсерватории, наблюдает расположение небесных светил. Астрономы, начав точно и систематически определять положение небесных тел с помощью измерения углов, сделали целый ряд открытий, которые дали науке о небе возможность перейти в новую фазу.
Наиболее плодотворным в научном отношении был первый период деятельности Александрийской школы, когда быстрое развитие астрономии в течение первого периода Александрийской школы объясняется широким развитием торговых отношений, центром которых была Александрия. Купцы, перевозившие товары морем, не могли уже довольствоваться примитивными географическими картами и нуждались в точном способе определения местонахождения судна в любое время. Этот способ давала астрономия.
Важнейшими астрономическими достижениями этого периода были: во – первых, сделанная Аристархом первая попытка, на основе геометрических соображений и при помощи специально с этой целью поставленных наблюдений, определить расстояние от Солнца до Луны, а также и истинные размеры этих тел; во – вторых, сделанная Эратосфеном первая и весьма удачная попытка определения окружности земного шара при помощи наблюдений, произведенных по разработанному заранее плану; в – третьих, произведенное Аристилом и Тимохарисом первое определение, при помощи угломерных инструментов, полсркения неподвижных звезд на небесном своде и связанное непосредственно с этим составление звездного каталога.
Эти значительные научные и культурно – исторические достижения были началом нового расцвета астрономии в древней Греции, который связан с именем Гиппарха. Его деятельность относится приблизительно к 160–125 гг. до хр. эры. Этот ученый, о жизни которого нам известно очень мало, образует вместе с Аристархом и Птолемеем блестящее «тройное созвездие» древней астрономии. Гиппарх был величайшим из астрономов древности, так как он первый поставил астрономические исследования на строго научную почву и тем заслужил почетное имя «отца научной астрономии». Гиппарх стремился установить законы небесных явлений на основании тщательно проверенных наблюдений и, исходя из этих законов, создать астрономические таблицы, позволяющие строго математически вычислить положение Солнца, Луны и планет для любого момента.
Ему, однако, не удалось освободиться от взглядов, унаследованных от Платона и Аристотеля. Он продолжал рассматривать Землю как покоящееся центральное тело вселенной и придерживаться представления о «совершенстве» небесных тел и их движений, и поэтому пути Солнца, Луны и планет, по его мнению, могли быть лишь круговыми. Но Гиппарх не ограничивался допущением, что небесные тела движутся по кругам и равномерно, а старался определить величину радиусов этих кругов, соотношение между орбитами небесных светил и место, которое должно занимать цен тральное тело внутри орбиты, для того чтобы вычисленные положения светила оказались в согласии с данными наблюдений.
Новым по сравнению с Аристотелем было объяснение аномалий («неравенств») в видимых путях Солнца, Луны и планет среди звезд с помощью так называемых эксцентрических кругов или эксцентриков.
Определяя, путем очень тщательных наблюдений, промежутки времени между моментами равноденствий и солнцестояний, Гиппарх нашел, что Солнце перемещается между звездами не вполне равномерно – то несколько быстрее, то несколько медленнее. Он подсчитал, что продолжительность весны равна приблизительно 94*/г дня, лета—92V2 дня, осени—88 дней и зимы—90 дней, и сделал отсюда вывод, что Солнце перемещается среди звезд быстрее всего зимой и медленнее летом. Именно, летнюю половину полной окружности, т. е. промежуток времени от точки весеннего до точки осеннего равноденствия, Солнце проходит приблизительно в 187 дней, в то время как зимнюю половину эклиптики, т. е. путь от точки осеннего до точки весеннего равноденствия, оно успевает пройти приблизительно в 178 дней, т. е. почти на 9 дней быстрее.
Эту довольно значительную разницу («аномалию») можно было объяснить тем, что Солнце движется не по кругу, или же тем, что движение Солнца совершается равномерно по кругу, но Земля не находится в центре этого круга. Гиппарх принял вторую гипотезу, допустив эксцентрическое положение Земли относительно солнечной орбиты, т. е. он высказал предположение, что Солнце движется вокруг Земли по эксцентрической орбите. Иначе говоря, этот астроном заключил, что Земля находитЬя не в центре круга, описываемого Солнцем, а что она несколько смещена в сторону от центра.
Однако решившись на этот важный шаг, т. е. «сдвигая» Землю со своего «почетного места», Гиппарх своей гипотезой поддерживал мнение о «совершенстве» солнечного движения, его равномерно – круговом характере. Неравномерность движения Солнца признавалась лишь иллюзорным явлением, кажущимся таким потому, что мы видим Солнце не из центра солнечной орбиты.
Наблюдения показывают, что 1 января Солнце перемещается в сутки на 61,2', а 1 июля – на 57,2;, причем в первом случае видимый диаметр Солнца больше, чем во втором. Значит расстояние Солнца от Земли меняется в течение года, причем Солнце кажется нам движущимся с изменяющейся скоростью вследствие эксцентрического положения Земли: мы видим его перемещающимся быстрее, когда оно ближе к Земле и медленнее– когда оно дальше от нее.
Таким образом, хотя Гиппарх принимал Землю непод вижной и допускал равномерно – круговое движение светил он в сущности открыл, что 3 е м – л я не всегда нахо дится на одинаковом расстоянии от Солнца причем она движется быстрее, находясь ближе к Солнцу (зимой), и замедляет движение, удаляясь от него (летом) Только это движение он, в соответствии с геоцентриче ским учением, отнес не к Земле, а к нашему центральному светилу – Солнцу.
Частное от деления расстояния Земли от истинного (геометрического) центра солнечной орбиты на радиус этой орбиты Гиппарх назвал «эк– сцентриситетом». Величину эксцентриситета он нашел равной 1/24 радиуса солнечной орбиты. Другими словами, Гиппарх пришел к заключению, что Земля помещена в стороне от центра солнечного кру га на расстоянии, равном одной двадцать четвертой доле его радиуса.[9]9
Впоследствии оказалось, что эта величина должна быть уменьшена на 1/6. Но эта ошибка, вызванная недостаточностью способов наблюдения того времени, нисколько не понижает заслуг Гиппарха.
[Закрыть] Это дало ему возможность определить место солнечного «перигея» и «апогея», т. е. те точки на орбите, которые наименее и наиболее удалены от Земли. В результате Гиппарху удалось составить солнечные таблицы, позволяющие заранее определить положение дневного светила в любой день года.
Фиг. 12. Объяснение неравномерного движения Солнца по Гиппарху. Центр солнечного движения находится в точке пересечения пунктирных линий, а сплошные линии сходятся в центре Земли. Движение Солнца должно казаться более быстрым, когда оно идет по части круга, к которой Земля стоит ближе, и медленнее в противоположной части.
Что же касается Луны, то уже давно были известны аномалии ее месячного движения, проявляющиеся, между прочим, в различии промежутков времени между ее последовательными главными фазами и в изменении ее видимого диаметра. Все это говорило о том, что Луна, подобно Солнцу, перемещается между звездами не с одинаковой скоростью и что расстояние ее от Земли меняется в некоторых пределах. Эту главнейшую неравномерность лунного движения Гиппарх также объяснил эксцентричностью пути Луны. Вычислив элементы этого пути (эксцентриситет, наклонение к плоскости эклиптики и пр.), ему удалось для Луны составить такие же таблицы, как и для Солнца; по ним не трудно было определить положение Луны на небосводе для любого момента.
Эксцентричностью положения Земли внутри орбиты небесных светил Гиппарх пытался объяснить особенности сложных путей планет на небосводе, выражающиеся в изменении скорости движения и образовании петель. Но уже сам Гиппарх вынужден был констатировать, что одного только перемещения Земли на некоторое расстояние от центра планетных путей недостаточно для решения этой весьма трудной задачи.
В связи с этой неудачей, чрезвычайно добросовестный Гиппарх, судя по замечанию Птолемея, «не сделал других попыток объяснения движения планет, а довольствовался приведением в порядок до него сделанных наблюдений, присоединив к ним еще гораздо большее количество своих собственных, и ограничился указанием своим современникам на неудовлетворительность всех гипотез, при помощи которых некоторые астрономы думали объяснить движение небесных светил». А благодаря этому астрономы в конце концов пришли к способу эпициклов, который нанес окончательный удар мнимым твердым сферам, к которым Евдокс, и другие прикрепляли небесные тела.
Заметим, между прочим, что если бы древние астрономы могли производить точные наблюдения, то они бы заметили, что представление о движении по эксцентрикам недостаточно для объяснения так называемого первого неравенства в движении планет. Дело в том, что видимый диаметр светила изменяется обратно пропорционально расстоянию его от Земли, т. е. чем дальше оно от нас, тем меньше его видимый диаметр. На основании теории эксцентрических кругов нетрудно вычислить, что разность между наибольшей и наименьшей величинами видимого диаметра Луны должна доходить до 9'. На самом же деле эта разность гораздо меньше, – она составляет только 4'. Но древние астрономы не занимались измерением диаметра Луны, а поэтому не заметили, что изменение этого диаметра не согласуется с их представлением о движении планет.
Наблюдательные средства древних были недостаточны, для того чтобы более или менее точно определить расстояния светил от Земли. Неудивительно поэтому, что Евдокс, Гиппарх, Птолемей и другие астрономы находились в полном неведении относительно этого важного вопроса. А поэтому истинное устройство вселенной осталось для них неразгаданным.
VI. ТЕОРИЯ ЭПИЦИКЛИЧЕСКИХ ДВИЖЕНИЙ
Теория гак называемых вторичных кругов или эпициклов обыкновенно приписывается Клавдию Птолемею (70—147 гг. хр. эры), хотя этот тщательный наблюдатель и вдумчивый мыслитель не является ее основателем. Зачатки этой теории, т. е. мысль, что движения небесных тел могут быть представлены комбинацией однообразных круговых движений, не были чужды Гиппарху. Из слов самого Птолемея видно, что еще до Гиппарха знаменитый математик Аполлоний Пергский (250–205 гг. до хр. эры) прибегал к способу эпициклов для объяснения второго неравенства, т. е. стояний и попятного движения планет. Но хотя Птолемей не является творцом метода эпициклов, он глубоко и обстоятельно разработал этот способ. Мысль Гиппарха о создании астрономической системы, объясняющей движения всех небесных тел, нашла в его лице весьма последовательного сторонника. Поэтому та картина мира, которую отстаивал Птолемей, называется птолемеевой системой мира, несмотря на то, что она постепенно создавалась мыслителями греческого мира.
Фиг. 13. Клавдий Птолемей (как он чаще всего изображается).
Цель птолемеевой системы – дать возможность вычислить положения небесных тел на небесной сфере для любого момента. В общем эта система представляет собой чрезвычайно остроумную и математически изящную теорию запутанного видимого движения планет, основанную на приеме сложения двух или более круговых движений.
Сущность этой теории состоит в следующем. Все планеты равномерно движутся по особым кругам, названным эпициклами. Центр каждого эпицикла в то же время скользит также с постоянной скоростью по окружности другого, гораздо большего круга, названного деферентом (кругом «управляющим», уносящим). При этом Птолемей допускал, что Земля не находится в геометрическом центре деферента, а лишь около него, так что деферент является эксцентрическим кругом, причем движение по деферентам и эпициклам происходит с запада на восток с постоянной скоростью, равномерно. Значит каждая планета как бы насажена на обод вращающегося колеса, центр которого в свою очередь обращается вокруг Земли, но только медленнее.
Простые эпициклы все же оказались недостаточными для объяснения всех особенностей (аномалий, неравенств) планетных путей, и Птолемей был вынужден придумать с этой целью крайне сложные схемы. Поэтому он сам заметил: «Легче, кажется, двигать самые планеты, чем постичь их сложное движение».
Эта сложность в конце концов явилась причиной падения системы Птолемея. Птолемей, как и все величайшие астрономы древности, не мог освободиться от укрепившихся идей Аристотеля о божественности, совершенстве и вечности небесных тел и их движений. Как мы потом увидим, даже Коперник продолжал держаться мнения, что планетные орбиты могут быть лишь круговыми, вследствие чего ему не удалось окончательно отказаться от эпициклов, полностью опровергнуть положения Птолемея. Это удались только ярому коперниканцу Кеплеру, показавшему на основании наблюдений Тихо Браге, что планеты движутся не по круговым, а по эллиптическим орбитам.
Птолемей изложил астрономические (и вместе с тем тригонометрические) знания своего времени, значительно умножив и расширив их, в сочинении, которое по – гречески называлось «Мегалэ синтаксис» («Большое сочинение»). Оно сохранилось под искаженным арабским названием «Альмагест», потому что вначале оно стало известно лишь по переводу с арабского языка. В этом же большом сводном труде, пользовавшемся в ученых кругах огромным авторитетом вплоть до времен Галилея и Кеплера, он подробно развил свою систему мира, сыгравшую исключительную роль в истории астрономии.
В основе этой системы мира лежит аристотелева физика: шарообразная Земля стоит неподвижно в центре вселенной, а вселенная пространственно ограничена, замыкается небесной сферой, которая вместе с находящимися на ней неподвижными звездами совершает суточное вращение. Между Землей и небом нет ничего общего, и поэтому, – говорил Птолемей, – «не должно сравнивать небесных тел с телами земными и судить о причинах, действующих на первые, по телам, с ними вовсе разнородными». Птолемей подчеркивал, что те, которые с трудом допускают, чтобы такое тяжелое тело, как Земля, могло держаться свободно и никуда не упасть, забывают что все падающие тела стремятся перпендикулярно к поверхности Земли и к ее центру или, что одно и то же, к центру вселенной. Но подобно тому как свободно падающие тела имеют стремление к центру мира, и Земля имела бы то же стремление, если бы она была сдвинута с этого центра.
Согласно системе Птолемея, вокруг покоящейся в центре вселенной Земли обращаются по порядку: Луна, Меркурий, Венера, Солнце, Марс, Юпитер и Сатурн. Птолемей указывал, что такой порядок приняли еще «древние математики», и что трудно окончательно решить, правилен ли такой порядок расположения светил вокруг Земли или нет. Он, правда, пытался дать объяснение такого расположения светил, но при этом не касался величины радиусов этих орбит, не приводил расстояний упомянутых небесных тел от Земли, так как, повидимому, не смог определить, во сколько раз, например, Сатурн дальше от Земли, чем Меркурий.
Фиг. 14. Птолемеевская система мира с главными эпициклами, по которым движутся планеты. Средневековые богословы за небом неподвижных звезд помещали эмпирей или «жилище блаженных» – местопребывание бога, ангелов и прочих «небожителей».
Он исходил из предположения, что чем медленнее движения планеты, тем дальше она от Земли, так что Луна должна находиться ближе всех к нам, а Сатурн – дальше всех. Что касается Солнца, то оно должно быть дальше от Земли, чем Луна, потому что движение его медленнее и Луна часто покрывает собой Солнце, вызывая этим солнечные затмения. Орбиты Меркурия и Венеры Птолемей принял внутри солнечной орбиты, орбиты же Марса, Юпитера и Сатурна – вне солнечной орбиты, потому что первые две планеты всегда видны близ Солнца, а другие удаляются от Солнца на большие расстояния. Подобное распределение планет он оправдывал еще тем, что всего «приличнее» принимать столько же небесных тел над Солнцем (Марс, Юпитер и Сатурн), сколько и под ним (Луна, Меркурий и Венера).
Как мы уже отметили, теория эпициклов, исходя из допущения равномерно – кругового движения небесных тел, стремится прежде всего объяснить особенности в движении планет. Она обращает внимание на то, что при движении по эпициклу и центра эпицикла по деференту, направление движения планеты должно меняться. В этих переменах она и видит объяснение всех кажущихся неправильностей в движении планет.
Когда движение планеты по эпициклу направлено в сторону движения центра эпицикла по деференту, наблюдателю с Земли должно казаться, что планета движется со скоростью равной сумме этих скоростей, так что в это время должно получиться прямое движение планеты. Наоборот, когда движения эпицикла и планеты направлены в прямо противоположные стороны, причем движение планеты по эпициклу быстрее движения центра эпицикла, наблюдателю с Земли должно казаться, что планета движется со скоростью, равной разности этих скоростей, и поэтому в это время планета будет казаться движущейся в обратном направлении. Наконец, в тех точках, где планета меняет направление своего движения, и скорость движения по эпициклу делается равной скорости движения центра эпицикла по деференту, планета с Земли должна некоторое время казаться остановившейся. После стояния планеты, видимая с Земли скорость ее движения по эпициклу превосходит скорость движения центра эпицикла, причем оба эти движения направлены в разные стороны, и наблюдателю с Земли кажется, что прямое движение планеты изменилось на обратное и что планета «завязала узел», описала петлю среди звезд.
Мы видим, таким образом, что при помощи теории эпициклов и деферентов удается объяснить второе неравенство в движении планет, т. е. прямые и попятные движения планет и их стояние. Но интересно, что одновременно представить правильно и направления с Земли планеты и расстояния планет от Земли одними и теми же эпициклами нельзя.
Чтобы положения планет, вычисленные на основании теории эпициклов, согласовались с наблюдаемыми положениями, необходимо было знать радиусы эпициклов и деферентов и скорости движения. С этой целью Пто– лемей принял, что в периодах времени обращения по этим кругам есть различие для трех «верхних», т. е. далеких планет (Марса, Юпитера и Сатурна) и для двух «нижних», т. е. близких (Меркурия и Венеры). Все верхние планеты совершают полный оборот по окружности эпицикла в одинаковый промежуток времени, равный году, т. е. периоду, в течение которого Солнце возвращается к одним и тем же звездам. Наоборот, у нижних планет период обращения по эпициклу различен и равен промежутку времени, в течение которого планета возвращается к прежним зоездам (Меркурий—88 дней, Венера – 225). Точно так же Птолемей определял различно промежуток времени, в течение которого центр эпицикла совершает полный оборот по окружности деферента. Он допускал, что для Марса, Юпитера и Сатурна этот промежуток различен и равен тем периодом времени, в течение которого каждая из этих планет, описав полную окружность на небосводе, возвращается к прежним звездам (Марс – почти 2 года, Юпитер—12 лет, Сатурн – почти 30 лет). Что же касается других двух планет, Меркурия и Венеры, которые видны лишь недалеко от Солнца, то для них, наоборот, этот промежуток Птолемей считал одинаковым и равным году.
Фиг. 15. Видимое движение планеты по Птолемею. А – центр эпицикла, по которому равномерно движется планета в том же направлении, что и деферент, движущийся вокруг земли Т. Когда планета находится в точке Р, ее движение с Земли будет казаться прямым, ибо движения по эпициклу и деференту направлены в одну сторону. При положении Pj движение планеты из точки Т будет казаться обратным, ибо движение по эпициклу направлено в обратную сторону. При переходе от одного движения к другому, в точках Р? и Р, планета будет казаться остановившейся.
По системе Птолемея Земля занимает несколько эксцентрическое положение внутри деферента, а все плоскости деферентов проходят через центр земного шара и наклонены друг к другу под различными углами, равно как н плоскости эпициклов к соответствующим деферентам. Дело в том, что наблюдения какой‑нибудь планеты, например Юпитера, показывают, что эта планета не движется в плоскости эклиптики (т. е. того круга, по которому, нам кажется, движется Солнце), а бывает то к северу, то к югу от этого круга. Чтобы учесть это обстоятельство, Птолемей принял, что плоскости тех кругов, которые служат для объяснения видимого движения Юпитера и других планет, не совпадают с плоскостью круговой орбиты Солнца, а несколько наклонены к ней. Следовательно, чтобы на основании теории эпициклов воспроизвести движение какой– нибудь планеты со всеми ее петлями, надо не только подобрать соответствующим образом скорости движения планеты и центра эпицикла (т. е. радиусы деферента и эпицикла и времена обращения центра эпицикла по деференту и планеты по эпициклу), но и углы наклона плоскостей деферента и эпицикла к эклиптике.
Итак, в движении планет были замечены некоторые особенности, для объяснения которых Птолемею приходилось плоскость каждого эпицикла наклонять под различными углами как к плоскостям остальных эпициклов, так и к плоскости деферента. Таким образом получилась весьма сложная система взаимно наклоненных круто в. А если мы к тому же примем во внимание, что вследствие крайней сложности закона изменения скорости видимого движения планет, для каждой из планет пришлось ввести целый ряд эпициклов, то станет ясно, какой громоздкой и запутанной была птолемеева система мира.
Особенно важно то, что где одного эпицикла для объяснения движения небесного тела нехватало, там Птолемей считал возможным ввести целую комбинацию эпициклов. В этом случае центр первого эпицикла каждой планеты движется по деференту, но по окружности первого эпицикла движется уже не планета, а лишь центр второго эпицикла и т. д. Сама планета, двигаясь по одному из последних эпициклов, должна совершать в высшей степени сложное движение вокруг Земли. Можно даже сказать, что самое движение по кругам в сущности уничтожено теорией Птолемея, так как согласно этой теории, планеты должны были описывать винтовые линии, так называемые эпициклоиды. Движение по такой кривой, происходящее даже от одновременного движения лишь по двум кругам, столь же мало заслуживает названия кругового движения, как и движение тел по параболе не может быть названо прямолинейным, хотя и слагается из движений по двум прямым линиям.
По теории Птолемея кажущиеся движения планет совершенно не зависят от размеров эпицикла и деферента, лишь бы они изменялись пропорционально. Поэтому этот астроном не давал числовых величин радиусов этих кругов, а лишь ограничивался отношением между этими радиусами, не интересуясь вопросом об изменениях расстояния небесных тел от Земли. А между тем теория эпициклов допускает различные расстояния светил от Земли в разное время, причем сравнение расстояний светил от Земли, вычисленных на основе измерений видимых их диаметров, с расстояниями их от Земли, выведенными из теории эпициклов, обнаруживает несостоятельность, несообразность этой теории. По теории Птолемея, например, расстояние Луны от Земли колеблется на величину, вдвое большую действительной, вследствие чего видимый диаметр Луны во время перигея (наибольшего приближения) должен быть вдвое больше, чем в апогее (наибольшем удалении), что совершенно противоречит наблюдениям. Однако ни Птолемей, ни его последователи такой проверки не делали и удовлетворялись тем, что теория приблизительно верно определяла место светила на небесном своде.
Чрезвычайно интересно то, что хотя птолемеева система мира является геоцентрической, в ней Солнце играет довольно важную роль (что не было замечено Птолемеем). Дело в том, что Меркурий и Венера (так называемые нижние планеты) никогда не видны в части неба, прямо противоположной Солнцу, т. е. они не наблюдаются в противостоянии с Солнцем. А между тем, это несомненно имело бы место, если бы вселенная была устроена согласно с системой Птолемея. В связи с этим Птолемей допускал, что Меркурий и Венера движутся так, что центры их эпициклов всегда расположены на прямой, идущей от Земли к Солнцу, и потому эти планеты далеко от Солнца не отходят и не могут быть видны на противоположной Солнцу части неба. Так как система Птолемея стремится дать возможность вычислить только месторасположение небесного светила на небосводе, то можно было бы совсем устранить деференты Меркурия и Венеры и принять, что они обращаются по эпициклам с центрами в Солнце. Расстояние Меркурия от Солнца было бы тогда почти вдвое меньше расстояния Венеры (как мы поток увидим, такая система существовала в древности).
Фиг. 16. Характерная особенность системы Птолемея. Центры эпициклов Меркурия и Венеры лежат на прямой, соединяющей Солнце и Землю, а эпициклы Марса, Юпитера и Сатурна описываются этими планетами в течение года и радиусы их, направленные к планете, всегда параллельны направлению с Земли на Солнце.
Что же касается Марса, Юпитера и Сатурна (так называемых верхних планет), то их можно видеть и в стороне, где находится Солнце, и в противоположной стороне, и поэтому положения центров их эпициклов не связаны с Солнцем. Но для определения положения какой‑нибудь из этих планет на эпицикле, необходимо провести через центр его радиус, параллельный направлению с Земли на Солнце, и тогда на конце его окажется планета. А раз для этих планет радиус эпицикла всегда параллелен направлению от Земли к Солнцу, то и в их положениях Солнце имеет особое значение. Поэтому такой эпицикл назывался большим или главным, причем его радиус должен был совершать оборот в течение года, т. е. двигаться сообразно с видимым движением Солнца, и в том же направлении.
Итак, в системе Птолемея движения планет около Земли зависели от их положения относительно Солнца, которое, по понятиям древних, само было одной из планет. Последователи системы Птолемея, однако, не обращали внимания на это обстоятельство или же совершенно не догадывались о том, что оно свидетельствует об обращении планет вокруг Солнца.
Теория эпициклов, разработанная Птолемеем с поразительной тщательностью и, очевидно, не без колоссальных усилий, для времени своего возникновения, когда другие отрасли знания находились еще в самом зачаточном состоянии, была высоко развитой наукой. Птолемей, видя сложность своей теории, говорил, что в движениях небесных тел нельзя ожидать той простоты движения, какую мы видим на Земле. В своем «Альмагесте» он писал: «Нас не должна устрашать многосложность гипотез или же трудность вычисления, а мы должны единственно заботиться о том, чтобы по возможности удовлетворительнее объяснять явления природы». При этом он спрашивал: «Зачем удивляться сложному движению небесных тел, если самая сущность их вовсе неизвестна?» И это «разъяснение», исходившее от лица, которым собственно кончается историк греческой науки о небе, целиком удовлетворяло астрономов, физиков и философов в течение целых 14 столетий.
Однако, для согласования новых наблюдений с планетной теорией Птолемея, астрономы вынуждены были беспрерывно делать к этой теории новые пристройки, ввести в нее дополнительные эпициклы. В XIII в. было уже 75 кругов, заключенных один в другой, так что король Альфонс X Кастильский на созванном им в Толедо в 1250 г. астрономическом конгрессе не мог не указать ученым на то, что подобная запутанность движения светил не достойна вели– 58
кого творца вселенной. Он сказал: «Если бы господь бог при сотворении мира сделал мне честь спросить моего совета, то многое было бы создано получше, а главное – попроще».
Эти слова Альфонса были первым выражением сомнения в правильности общепринятой, но чрезвычайно громоздкой системы Птолемея, построенной на основах геоцентризма, и за них впоследствии король поплатился короной. Ибо тогда считалось еретическим, богохульным все то, что в той или иной мере не гармонировало с геоцентрическим мировоззрением, антропоцентризмом и т. п.
