Птоломей

Птоломей

 

Античная астрономия. Клавдий Птолемей - выдающийся астроном или фальсификатор науки?

 

С именем Клавдия Птолемея, александрийского астронома 4 века нашей эры, связывают обычно его геоцентрическую систему мира, просуществовавшую громадный с исторической точки зрения срок—полтора тысячелетия. Общепринятая и официально признанная (как наукой, так и христианской церковью), теория Птолемея только в XVI—XVII веках уступила сваи позиции гелиоцентрической системе мира Коперника. Многие знают, что и геоцентрическая система, и ряд других астрономических работ Птолемея вошли в одно большое сочинение, получившее известность под названием «Альмагест». Однако это название было дано не Птолемеем, оно — позднейшего, притом арабского, происхождения. Сам же Птолемей писал по-гречески и назвал свое сочинение «Мэгале синтаксис», или «Большое сочинение». Впрочем, слово «синтаксис» имеет несколько значений. Его можно перевести еще и как «трактат», и как «построение». Птолемей в ссылках на свой труд также часто называл его что означает «математическое сочинение». Арабские переводчики труда Птолемея — из уважения ли к автору, или просто по небрежности—превратили «большое» в «величайшее», так что у арабов книга Птолемея стала именоваться сокращенно «Al Magisti» - откуда и произошло название «Альмагест». История не оставила нам никаких сведений о жизни Птолемея. Из его сочинения известно: жил и работал он в Александрии, свои астрономические наблюдения начал а 127 году нашей эры и вел их до 141 года, а свой труд закончил к 146—147 годам. Отсюда можно сделать предположение, что Птолемей родился между 87 и 100 годами н. э. и умер между 160 и 175 годами. В таких пределах и указывают годы жизни Птолемея большинство авторов. Уточнить эти даты пока не представляется возможным. Однако нам кажется, что год рождения Птолемея ближе все-таки к 100 году, чем к 87. поскольку вряд ли он приступил к своим наблюдениям только в возрасте сорока лет — скорее, он начал их в 27—30 лет. С другой стороны, в 165 году по Египту прокатилась страшная эпидемия чумы, и с большом степенью вероятности тот год мог быть последним годом жизни Клавдия Птолемея.

ЧТО ЖЕ СОБОЙ ПРЕДСТАВЛЯЕТ«АЛЬМАГЕСТ»?

Это весьма обширное сочинение—его английский перевод занимает более 600 страниц большого формата. «Альмагест» был разделен самим Птолемеем" на 13 книг. Впоследствии переписчики, переводчики или комментаторы разделили каждую книгу еще и на главы (от 5 до 19 глав в каждой книге). В том, что деление на главы не принадлежит самому Птолемею, убеждает отсутствие в теисте каких-либо ссылок на номера или названия глав. Книга 1 — вводная. В ней утверждается, что небесный свод движется как единая сфера. Земля шарообразна и неподвижна, находится в центре небесной сферы и имеет по сравнению с ней ничтожно малые (точечные) размеры. В книге приводятся основы птолемеевой сферической тригонометрии, дается ряд полезных таблиц, а также описание» некоторых простых угломерных приборов.

В книге II приводится решение некоторых общих задач сферической астрономии. Движение Солнца по эклиптике и солнечная аномалия (происходящая, как мы теперь знаем, от неравномерности движения Земли вокруг Солнца по эллиптической орбите) рассматриваются в книге III, а в книге IV — видимое движение Луны и его аномалии. В книге V Птолемей строит свою теорию движения Луны, основанную на комбинации нескольких круговых движений, для чего использует понятия об эксцентре и эпицикле, введенные ранее (в III книге). Книга VI посвящена теории солнечных .и лумных затмений, базирующейся на расчетах моментов сизигий (новолуний и полнолуний), а также особенностях движения Луны, связанных с тем, что ее орбита наклонена к плоскости эклиптики на небольшой угол (5°). Здесь же приведены таблицы затмений. В VII и VIII книгах приводятся описания созвездий, видимых с территории Греции и Александрии, и, кроме того, каталог звезд, составленный Птолемеем на основе собственных наблюдений и наблюдений Гилпарха {II век до н.э.). В этом каталоге даны положения 1025 звезд.

Сама же знаменитая «система мира Птолемея», которая описывается (далеко не всегда правильно) во всех учебниках астрономии и во многих популярных книгах, содержится в IX—XI книгах «Альмагеста». В книге XII Птолемей рассматривает попятные движения планет на небесной сфере и находит, что охватываемые ими дуги находятся в согласии с его теорией. Здесь же приводится таблица точек стояний планет (где планета меняет прямое движение вдоль эклиптики на попятное 'или наоборот). В XIII книге рассказывается о движении планет по широте. Это краткое перечисление, разумеется, не охватывает всех вопросов, изложенных в труде Птолемея.

 

СУДЬБА «АЛЬМАГЕСТА»

Наблюдения самого Птолемея, о которых говорится в его труде, выполнялись с 127 до 141 года н. э. «Альмагест» был закончен автором в 146 или 147 году и издан около 150 года. Слово «издан» надо понимать не так, как мы его понимаем теперь. Закончив свой труд, Птолемей передал его переписчикам, они от руки должны были сделать с него несколько копий. Такие копии рассылались в крупнейшие библиотеки, отдельным ученым и влиятельным особам. В дальнейшем с этих первых копий снимались .новые. Переписчики не всегда точно следовали оригиналу: допускали описки, а иногда брали на себя смелость делать сознательные поправки и даже дополнения. Известно, что «Альмагестом» наряду с трудами Гиппарха пользовались многие современники Птолемея, например, римский естествоиспытатель и врач Гален (129—201), византийский астролог Веттий Валент (II в. н, э.). В III веке древнегреческий математик и механик Папп Александрийский написал комментарии к «Альмагесту».

К сожалению, эти комментарии до нас не дошли, но из других трудов Паппа известно, что к началу IV века н. э. книга Птолемея считалась стандартным учебником астрономии, каковым она и оставалась в течение еще 1300 лет. Спустя полвека после Паппа комментарии к «Альмагесту» написал известный математик того времени Теон Александрийский. Позднее в составлении комментариев к III книге «Альмагеста» принимала участие и дочь Теона, знаменитая женщина-математик Гипатия, трагически погибшая при нападении в 415 году на Александрийскую библиотеку толпы фанатиков-христиан. В огне погибла часть библиотеки с многими сочинениями древних ученых, в том числе труды Гиппарха и Птолемея. В 640 году по приказу халифа Омара библиотека была окончательно уничтожена фанатиками.

Но, к счастью, «Альмагест» хранился не только а Александрийской библиотеке. Его копии попали, как мы знаем, в Рим, а также в Персию, где в годы правления царя Шапуире 1 (241—272) «Альмагест» перевели на язык пехлеви. Во второй половине VII века «Альмагест» был переведен на сирийский язык (перевод не сохранился), затем на арабский. Вообще известны два арабских перевода «Альмагеста». Первый был сделан в 827—828 годах арабским математиком Хаджжаджем ибн-Юсуфом ибн-Маттаром (786—833). Он сохранился благодаря копии XI века и находится сейчас в библиотеке Лейденского университета. Второй перевод был выполнен полвека спустя, в 879—890 годах, Исхаком ибн-Хунайном, ан-Нэсрани (умер в 910—911 гг.) и затем обработан выдающимся сирийским математиком Сабитом ибн-Коррой (836—901). Копии этого перевода имеются в национальных библиотеках Туниса, Франции и Испании. В Париже и Ватикане есть также три греческих копии IX— Х веков.

Первый дошедший до нас перевод «Альмагеста!» на латинский язык (научный язык средневековья) сделал в 1175 году Гсрард из Кремоны. В 1515 году перевод напечатали в Венеции. (Незадолго до этого в Сицилии был .выполнен другой перевод, но он утерян.) Греческий текст «Альмагеста» попал в Европу лишь в XV веке. Австрийский астроном и математик Георг Пурбах (1423— 1461), а затем его ученик Иоганн Региомонтан (1436— 1476) Подготовили и краткое изложение «Альмагеста» (издан 1473 году). Полный греческий текст «Альмагеста» опубликовал в 1538 году Гервагиус (г. Базель). В 1898 и 1903 годах в Лейпциге появился заново пере•смотренный греческий текст «Альмагеста» (под редакцией И. Л. Гейберга), Он послужил основой для дальнейших переводов на другие языки.

Первый перевод на французский язык сделал Н. Альма (1813 и 1816 гг., Париж). Гораздо лучше перевод К. Манициуса на немецкий язык, изданный в Лейпциге в 1912— 1913 годах и переизданный полвека спустя под редакцией известного специалиста по истории науки древнего мира О. Нейгебауэра. Наконец, только в 1984 году вышел весьма квалифицированный перевод «Альмагеста» на английский язык. Он выполнен историком науки Дж. Тумером. Существует перевод «Альмагеста» и на русский язык. Он сделан известным историком науки профессором И. Н. Веселовским (1892—1975), но пока находится только, в рукописи. «ПРЕСТУПЛЕНИЕ КЛАВДИЯ ПТОЛЕМЕЯ» Так назвал свою монографию, увидевшую свет в 1977 году, ее автор — американский исследователь Роберт Ньютон. В чем же состоит «преступление» Птолемея? По мнению автора, Птолемей подделывал свои наблюдения, умышленно вносил в них поправки. Так же Птолемей поступал с наблюдениями своих предшественников (Гиппарха, Тимохариса, и других астрономов). Р. Ньютон: тщательно анализирует наблюдательные данные тех лет и находит в некоторых из них отличия от моментов или положений, рассчитанных по современной теории.

Для доказательства искажения Птолемеем той или иной величины в наблюдениях Р. Ньютон применяет много раз один и тот же прием. Он учитывает средние погрешности наблюдений той эпохи и вычисляет вероятность того, что установленные им отклонения объясняются случайными погрешностями наблюдений. Поскольку обычно отклонения в несколько раз превосходят среднюю погрешность, вероятность случайного происхождения этих отклонений оказывается весьма малой. Значит, говорит Р. Ньютон, наблюдение подделано. Автор пользуется еще и таким рассуждением: допустим, говорит он, что Птолемей ни в чем не виноват, а подделывал наблюдения некий его ассистент, скрывая это от Птолемея. Но зачем это было нужно ассистенту? Логический анализ приводит Р. Ньютона к неизбежному выводу: таким мифическим ассистентам мог быть только сам Птолемей. Что можно сказать по данному поводу? Количественный анализ Р. Ньютона опровергнуть трудно.

Тогда поставим вопрос иначе: если Птолемей сам вносил поправки в свои и чужие наблюдения, то зачем это ему было нужно? Мы знаем, что в геоцентрической системе мира Птолемея движения Луны, Солнца и пяти планет вокруг Земли описываются сложной комбинацией равномерных круговых движений. В действительности же планеты и Луна движутся неравномерно и по эллипсам, да еще воздействуют друг на друга, вызывая дополнительные отклонения. Но и после открытия закона всемирного тяготения Исааком Ньютоном создание теории движения Луны представляло одну из труднейших задач даже для таких ученых, как Эйлер, Клеро, Даламбер и других. И основная причина этих трудностей — учет возмущений, создаваемых Солнцем. А ведь Птолемей и понятия не имел о законе тяготения, о движении Луны по эллипсу, о действии возмущений. Изучая видимое движение Луны, он выделил основные «неравенства», то есть отклонения от равномерного кругового движения, и попытался описать их введением эксцентрически расположенного круга—эксцентра и малого круга—эпицикла, по которому и движется Луна.

Теория Птолемея в принципе не могла точно описать видимые движения Луны, планет и Солнца. Птолемей понимал это и тем не менее не мог отказаться от равномерных круговых движений и искать истинную форму планетных орбит и законы движений небесных тел по этим орбитам. Птолемей пошел по другому пути. Он решил «исправить» те наблюдения, которые недостаточно хорошо согласовывались с его теорией. Конечно, поступок Птолемея противоречит всем нашим представлениям о научной этике. Подгонка результатов наблюдений или экспериментов «под теорию» — грубейшее нарушение моральных принципов научного исследования. Но можно ли утверждать, как делает Р. Ньютон, что эти в сущности мелкие поправки, внесенные Птолемеем в наблюдения, нацело перечеркивают значение его труда, и было бы лучше для науки, если бы «Альмагест» до нас не дошел? Нет, с таким утверждением согласиться нельзя. И для этого есть серьезные основания.

ЗНАЧЕНИЕ «АЛЬМАГЕСТА» В АСТРОНОМИИ

Мы уже говорили, что в определенном смысле «Альмагесту» сильно повезло. В отличие от многих других сочинений классиков древней науки, сочинений, оказавшихся для нас утраченными навсегда, «Альмагест» сохранился, да еще в нескольких копиях. Это последнее обстоятельство очень важно потому, что не все копии содержат полный текст «Альмагеста». Так, одна из парижских копий содержит только книги с I по VII, а копия, хранящаяся в Эскориале,—книги с V по VIII. Наличие же нескольких разных копий одного и того же текста позволяет уточнить смысл неясного выражения или выявить ошибку переписчика. Ведь только благодаря «Альмагесту» дошли до нас все сведения о работах Гиппарха и более ранних астрономов Вавилона и Греции, и среди них — звездный каталог Гиппарха, Кропотливые исследования этого каталога были выполнены а 1982—1984 годах австралийским астрономом Д. Роулинсом и астрономами Ю. Н. Ефремовым и Е. Д. Павловской. Ученые нашей страны применили остроумный метод: они изучили положения звезд с большим собственным движением (о котором ни Гиппарх, ни Птолемей не имели ни малейшего представления) и по их координатам вычислили эпоху составления каталога: 150 год до н. э. (с возможной погрешностью ±40 лет). Это совпадает с периодом деятельности Гиппарха. Роулинс, в свою очередь, доказал, что наблюдения положений звезд выполнены на широте Родоса (где работал Гиппарх), а не в более южной Александрии. Птолемей лишь сделал поправку на прецессию в координатах звезд каталога Гиппарха. Существуют, однако, и другие доводы, сформулированные еще в 1917 году английским астрономом И. Л. Дрейером, согласно им, по крайней мере, часть звезд каталога наблюдал сам Птолемей. Нет ничего удивительного в том, что Птолемей измерял координаты тех же самых звезд, что и Гиппарх. Возможно, он это делал именно для того, чтобы определить постоянную прецессии, которую он получил, правда, с большой ошибкой (36" вместо правильного значения 50" в год).

Каталог Гиппарха — Птолемея не раз использовался другими астрономами. Так, арабский астроном аль-Баттани (858—929) составил на его основе каталог 533 звезд на эпоху 880 года, приняв постоянную прецессии равной 54,5" в год вместо значения 36", •выведенного Птолемеем. Затем иранский астроном Абд ар-Рахман ас-Суфи (903—986) опубликовал координаты 1017 звезд каталога Птолемея с учетом поправки на прецессию и определил их блеск. Новый критический пересмотр этого каталоге осуществил хорезмийский ученый Абу Рай-хан ал-Бируни (973—1048). Все эти ученые отмечали наличие ошибок и неточностей в каталоге. А арабский астроном Ибн ас-Салах (умер в 1154) озаглавил свой труд так: «Трактат о причине ошибок и описок в таблицах книг VII и VIII «Альмагеста», а также возможные исправления к ним».

Итак, наличие ошибок и описок в каталоге Птолемея было известно уже астрономам Востока в IX—XII веках. Но, тем не менее, он оставался основным звездным каталогом до XV века, когда Улугбек составил новый каталог 1018 звезд по своим оригинальным наблюдениям на эпоху 1437 года, О птолемеевой теории движения планет мы уже говорили—она была основной в науке до издания замечательного труда Николая Копернике "Об обращениях небесных кругов» (1543 г.). Но даже Коперник, перенеся роль центра планетной системы с Земли на Солнце, сохранил многие построения Птолемея, поскольку он все еще рассматривал движения небесных светил как круговые. Сам «законодатель неба» Иоганн Кеплер, приступая к поискам истинной формы планетных орбит, тоже исходил из построений Птолемея и установленных им закономерностей. В своей «Новой астрономии», изданной в 1609 году, Кеплер, идя довольно трудным путем и используя двадцатилетние наблюдения положений Марса на небе, выполненные в 1580—1600 годах Тихо Браге, решил поставленную перед собой задачу: найти геометрическое место точек, занимаемых планетой относительно Солнца. Так была найдена истинна» форма планетных орбит — эллипс. Но нелегкий путь Кеплера к эллипсу был подготовлен трудами его предшественников — Птолемея и Коперника, не говоря уже о Тихо Браге.

Из ученых нового времени одним из первых обратил внимание на ошибки и неточности «Альмагеста» французский астроном Жан Деламбер (1749— 1822). Именно Деламбер заявил, что одного только открытия Птолемеем эвекции (второго по значению и величине «неравенства» движения Луны) достаточно, чтобы считать Птолемея великим ученым. Научные заслуги Птолемея, по общему признанию, намного перевешивают допущенные им ошибки и даже намеренное исправление наблюдений. Поэтому попытки Р. Ньютона опорочить александрийского астронома и его, труд не встретили сочувствия среди других ученых. В своей книге Р. Ньютон горько жалуется на то, что известные специалисты по истории науки О. Педерсен и О. Нейгебауэр даже не упоминают в своих монографиях о его работе. Можно привести также высказывание автора новейшего перевода «Альмагеста» на английский язык Дж. Тумера «Задача представляет интерес и заслуживает содержательного и критического обсуждения. К сожалению, недавно вышедшая книга Р. Ньютона на эту тему не содержит ничего подобного, а скорее стремится дискредитировать весь труд». С резкой критикой выводов Р. Ньютона выступил также известный американский астроном О. Гингерич.

Если все наблюдения Птолемея, как утверждает Р. Ньютон, были фальшивыми или поддельными, спрашивается, на основании каких же данных Птолемей построил свою теорию? Очевидно, он сделал это на основе реальных наблюдений (как своих предшественников, так и собственных), а потом действительно «подправлял» те из них, которые плохо согласовывались с теорией. Представим себе на миг, что было бы, если бы «Альмагест» не дошел ни до арабских и среднеазиатских ученых, ни до нас. Тогда арабским ученым пришлось бы разрабатывать теорию движения планет самим. Возможно, они сумели бы в чем-то превзойти Птолемея, но добиться полного согласования теории с наблюдениями в рамках геоцентрической или давке гелиоцентрической системы, 'основанной только на круговых равномерных движениях, они тоже не смогли бы. И звездный каталог им пришлось бы составлять заново. Если бы «Альмагест» не дошел до нас, мы знали бы намного меньше о древнегреческой и вавилонской астрономии, были бы значит сильно обеднены наши представления о культуре Древней Греции и эллинистического Египта. Многие астрономические и математические знания пришлось бы приобретать заново. Теперь мы можем ответить на вопрос, поставленный в заголовке статьи. Клавдий Птолемей был выдающимся астрономом и математиком эпохи эллинизма. И те небольшие поправки, которые вносил Птолемей в данные наблюдений, ни на йоту не изменили представлений древних и средневековых ученых о строении мира, никак не повлияли на дальнейшее развитие астрономической науки.