Космос. Иллюстрированная история астрономии и космологии - Джон Норт

С чисто геометрической точки зрения не имеет значения, каким образом производится разделение движения по большим и малым кругам, в силу чего эти два построения являются эквивалентными, и единственное, что вынуждает нас вносить различие в эти понятия, – это исторические причины.

Эксцентрические круги, с ними мы еще встретимся, когда будем рассматривать позднейшие модели, есть не что иное, как фиксированные круги, центр которых находится в точке, не совпадающей с Землей. И здесь будет уместно заметить: они действительно могут рассматриваться как особый тип эквивалентного представления эпициклического движения. Пусть центр большого круга на ил. 52, нарисованного сплошной линией, зафиксирован в точке T, то есть связан с Землей. Если по мере движения точки O по большому кругу отрезок OP будет всегда параллелен отрезку TE, то точка P будет лежать на фиксированном эксцентрическом круге (он изображен на рисунке в виде большого пунктирного круга) с центром в точке E.

ГИППАРХ И ДВИЖЕНИЕ СФЕРЫ ЗВЕЗД

За исключением в высшей степени сомнительного упоминания Веттия о неких таблицах, составленных Аполлонием, нам неизвестно ничего, что подтверждало бы его стремление связать свою эпициклическую теорию планетных положений с наблюдениями. Однако его теоретические наработки подтолкнули к этому других астрономов, и есть все основания полагать, что очень важную роль в этом сыграло использование вавилонских методов. Первым греческим астрономом, приобретшим известность благодаря применению арифметических методов к геометрической теории, был Гиппарх, расцвет деятельности которого пришелся на период между 150 и 125 гг. до н. э. Гиппарх родился в Никее, расположенной на северо-западе Малой Азии (в настоящее время турецкий город Изник), но, судя по всему, работал он в основном на острове Родос. Важность его вклада в развитие астрономии чрезвычайно велика, и используемые им численные методы хорошо известны (зачастую в мельчайших подробностях) благодаря «Альмагесту» Птолемея, цитировавшего Гиппарха чаще, чем других астрономов.

Мы сумеем лучше понять важность вавилонского влияния на развитие астрономии, если примем во внимание, что из всего перечня достижений греческого мира до Птолемея мы с трудом отыщем пару десятков отчетов о проведении точных наблюдений, предшествовавших Гиппарху. Самым ранним является описанное выше наблюдение летнего солнцестояния в Афинах в 432 г. до н. э.; все остальные были проведены в Александрии, начиная с серии наблюдений покрытия звезд Луной, осуществленных Тимохарисом. Это не означает, что наблюдения, в широком понимании этого слова, вовсе не проводились, поскольку за этот период произошло много событий, которые трудно было не заметить. Зачастую отчеты представляли собой не более чем выражение восторга отдельных авторов в отношении туманных предсказаний и не содержали даже даты или времени явления. Среди наиболее часто повторяемых примеров можно назвать наблюдение солнечного затмения, предположительно, предсказанного Фалесом, – человеком, чья репутация в IV в. до н. э. была уже настолько велика, что Аристотель назвал его первым натурфилософом и космологом. На деле, как пишет историк Геродот, Фалес предсказал только год необыкновенной темноты, которая действительно наступила, совпав с окончанием битвы между мидянами и лидийцами на Каппадокийской равнине. Поскольку интерпретация соответствующего места у Геродота (I, 74) Дж. Б. Эри в статье, написанной в 1853 г., не внушает доверия, было принято считать, что предсказание относится к затмению, произошедшему 28 мая 585 г. до н. э. Однако нет никакой уверенности в том, что Геродот имел в виду именно затмение, не говоря уже о способности Фалеса действительно предсказать. Те же сомнения могут быть отнесены к предсказанию солнечного затмения, предположительно, произведенному другом Платона Геликоном Кизикским, который неоднократно награждался за свои труды царем Сиракуз. По расчетам одних ученых, это затмение произошло 12 мая 361 г. до н. э., другие датируют его 29 февраля 357 г. до н. э. В «Исторической библиотеке» Диодора Сицилийского приводится сообщение о событии, когда во время вооруженного столкновения между Агафоклом и карфагенянами «день обернулся ночью»; это явление идентифицируют с солнечным затмением 15 августа 310 г. до н. э. Ничто из вышеперечисленного не может служить наглядным подтверждением наблюдений, проведенных в целях обоснования той или иной астрономической теории. Более многообещающе выглядит туманное сообщение, оставленное Архимедом (ум. в 212 г. до н. э.), о наблюдениях солнцестояний; но у нас нет подробной информации об этих событиях, и даже часто повторяемая история о том, что он измерил диаметр Солнца, получив для него величину в половину градуса (1/720 часть круга), не имеет под собой основания.

Эти несколько примеров дают нам картину, сильно отличающуюся от имевшей место на Ближнем Востоке. У греческой и восточной культур было много точек соприкосновения, и мы уже кратко ознакомились с некоторыми из них, обладавшими астрономическим значением и напрямую связанными с календарем и зодиаком. Мы процитировали утверждение Цицерона, будто тот был знаком с трудами Евдокса и высказывал свое неудовольствие в отношении халдейских астрологических прогнозов. Впервые способ измерения углов в градусах и шестидесятеричная арифметика появляются в Греции незадолго до Гиппарха в трактате Гипсикла «О восхождении созвездий по эклиптике», но Гиппарх, вне всякого сомнения, имел доступ к вавилонским данным и к теории, значительно более изощренной, чем все, что можно было обнаружить в ранних греческих источниках. В самом конце XIX в. Ф. К. Куглер первым догадался об использовании Гиппархом в теории Луны (поиск отношения между количеством месяцев и количеством лет) фундаментальных периодических соотношений, взятых из вавилонской лунной теории, названной нами ранее Системой B. После этого были обнаружены другие, не столь масштабные примеры заимствований, и создается впечатление, что либо резюме вавилонского архива было переведено кем-то на греческий язык для чьего-либо индивидуального пользования, либо кто-то из греческих двуязычных астрономов получил доступ к упомянутому архиву и составил его краткое описание. Вавилонские методы продолжали использоваться в своей традиционной форме и после Птолемея (и даже в Египте римского периода), поэтому Гиппарх мог самостоятельно изучить их по первоисточникам.

Существенным условием реализации любой программы объединения геометрических моделей с наблюдательными данными является использование неких эквивалентов того, что сегодня мы называем тригонометрией. Гиппарх сыграл весьма важную роль в основании этой дисциплины. Он написал работу, посвященную хордам (хорда – линия, соединяющая две точки окружности), и составил простейшую таблицу хорд. Если выбрать радиус в качестве единицы, то, используя современную терминологию, длина хорды, очевидно, будет равна удвоенному синусу половины центрального угла, противолежащего хорде, так что таблица хорд может быть использована как некий эквивалент таблицы синусов. Гиппарх, следуя вавилонской методике, делил окружность на 360 градусов, по 60 минут в каждом, а используемый им стандартный радиус состоял из такого же количества единиц и подразбиений. Позже Птолемей установил радиус равным 60 единицам, задав стандарт, применявшийся вплоть до XVI в. Однако индийская астрономия в течение долгого времени продолжала пользоваться делением, предложенным Гиппархом; кроме того, индийцы унаследовали предложенный Гиппархом расчет хорд методом их последовательного деления надвое, начиная с простых хорд, соответствующих 90° и 60°. Из этого становится понятно, почему углы в 22½°, 15° и 7½° часто упоминаются в позднейших астрономических текстах как фундаментальные.

Как мы знаем по работам Евдокса, у греков была хорошо развита трехмерная геометрия, и есть все основания полагать, что Гиппарх ввел альтернативный способ решения задач, предполагавших использование сферической поверхности (например, задач, связанных с восходами и заходами Солнца и звезд), сведя их к задачам, решаемым посредством плоских кругов и треугольников. (Мы уже упоминали вкратце об этом методе в связи с построением часовых