Рис. 1.6. Космология Аристотеля. Изображение предоставлено NASA/StarChild

Обратите внимание на сферу перводвигателя на рисунке. Физика Аристотеля подразумевала, что у любого движения должна быть причина и первоначальная причина, «перводвигатель», является «конечной причиной всех причин». Эту сущность средневековые христианские богословы, в особенности Фома Аквинский, считали Богом-создателем. Однако в физике Аристотеля перводвигатель представлял собой не создателя, но сверхъестественное нечто, находящееся на самой окраине Вселенной и являющееся источником всех движений всех небесных тел^{38}.

Аристотель был не согласен с атомистами. Они представляли воду, воздух и огонь не первоэлементами, а субстанциями, состоящими из атомов — истинно элементарных частиц. Аристотель утверждал, будто ему удалось доказать невозможность существования «пустоты» атомистов, в то время как ключевой принцип атомизма заключался в том, что все есть атомы и пустота. Атомисты соглашались с тем, что Вселенная вечна, но не считали, что она конечна. Они также полагали, что существует множество миров.

В дохристианских Греции и Риме учение Аристотеля в области физики и космологии принималось не повсеместно. Не только атомисты во главе с Эпикуром, но также стоики во главе с Зеноном из Китиона (около 334–262 годов до н. а) считали, что Вселенная как вечна, так и бесконечна.

Тем не менее христианские богословы во множестве областей стали опираться на авторитет Аристотеля, в особенности на его идею о первопричине. В результате великие европейские университеты, основанные католической церковью в Средние века, настолько глубоко закостенели в так называемой аристотелевской схоластике, что научная революция, отвергающая значительную часть аристотелевской науки, в особенности физику, произошла вне стен этих учреждений.

 

Аристарх

Аристарх Самосский (около 310–230 годов до н.э.) — первый известный науке астроном, поместивший Солнце в центр Вселенной.

По некоторым данным вавилонский астроном Селевк (около 190 года до н.э.) сделал то же самое несколько позже. Кроме того, Аристарх расположил планеты в правильном порядке по их удаленности от Солнца. Хотя его геометрические доказательства верны, из-за ошибочных данных рассчитанные им расстояния получились намного меньше реальных^{39}. Однако Аристарх признал, что звезды должны находиться очень далеко от Земли, поскольку понял, что измерить звездный параллакс не представляется возможным.

 

Гиппарх

Гиппарх (около 190–120 годов до н.э.) родился в Вифинии, в городе Никея, но большую часть жизни провел на острове Родос. Он разработал первые точные модели движения Солнца и Луны на основании записей на вавилонских глиняных табличках. Гиппарх также открыл предварение равноденствий, рассчитал длину года с точностью до 6,5 минуты, составил первый известный звездный каталог и внес весомый вклад в развитие ранней тригонометрии. Фактически его можно считать первым ученым, применившим к геометрическим моделям числовые данные, полученные путем наблюдений. Гиппарх заложил основы для последующих работ Птолемея, написанных спустя три столетия, и был признан «величайшим астрономом античности»^{40}.

 

Птолемей

Клавдий Птолемей (около 168–90 годов до н.э.) жил в Александрии, где у него был доступ к огромному количеству работ греческих и римских авторов, собранных в Александрийской библиотеке, величайшем книгохранилище Древнего мира. В 48 году до н.э. Юлий Цезарь (около 100–44 годов до н.э.) поджег корабли, стоявшие в гавани Александрии, и при этом нечаянно сжег огромное количество книг, хранившихся в районе доков. Однако два других городских собрания книг сохранились. Большая часть из них была уничтожена во время христианских восстаний в 390 году н.э., однако Александрия все еще оставалась центром греческой науки.

У Птолемея был доступ также к превосходным астрономическим приборам, которыми была оснащена обсерватория при библиотеке. При таких возможностях ему удалось объединить данные астрономических наблюдений, собранные за несколько столетий, включая работы Гиппарха, со своими собственными наблюдениями в систему, которая математически описывала движения всех небесных тел, доступных наблюдению в те дни. Он изложил свою систему в 13 книгах, первоначально получивших название «Математическое построение по астрономии», которое затем сменилось на «Великое построение» (Magiste Syntaxis). Позже арабы дали ей название «Альмагест» («Великое построение», или просто «Великое»), под которым она известна с тех пор. «Альмагест» оставался ведущей работой по астрономии до выхода в 1543 году трактата Николая Коперника «О вращении небесных сфер» (De revolutionibus orbium celestium)^{41}.

Подобно большинству своих предшественников, Птолемей поддерживает геоцентрическую модель Вселенной, хотя Земля у него слегка смещена от центра. Вот как он описывает свои физические постулаты:

«…Небо имеет сферическую форму и движется подобно сфере, затем что Земля имеет также вид сферы, если ее рассматривать по всей совокупности ее частей. По своему положению она расположена в середине неба, являясь как бы его центром. По величине же и расстоянию относительно сферы неподвижных звезд она является как бы точкой и не имеет никакого движения, изменяющего места»^{42}.

Чтобы сохранить в своей системе центральное положение Земли и при этом точно описать движения планет, орбиты которых далеки от круговых, Птолемей разработал невероятно сложную модель, которая в упрощенном виде изображена на рис. 1.7.^{43}

Рис. 1.7. Модель Солнечной системы, предложенная Птолемеем. Планеты движутся по поверхности концентрических сфер по круговым орбитам. Сферы же вращаются вокруг точки, расположенной на некотором расстоянии от центра Земли, также по окружностям. Пространство этих сфер заполнено не пустотой, а квинтэссенцией, или эфиром (по Аристотелю). Авторская иллюстрация

В системе Птолемея планеты движутся по окружностям, называемым эпициклами, центры которых, в свою очередь, движутся по кругу вокруг центральной точки, называемой эквантом, находящейся не на Земле. В ряде случаев центры эпициклов движутся по другим траекториям — деферентам.

«Альмагест» в первую очередь узкоспециальный труд, позволявший профессиональным астрономам предсказывать движения планет. Космология Птолемея изложена в другой работе, названной «Планетные гипотезы», которая известна преимущественно благодаря арабским переводам. В основном она не отличается от космологии Аристотеля. Планета Земля состоит из четырех элементов: воды, воздуха, огня и земли. Она не вращается вокруг своей оси. Небеса представляют собой десять концентрических сфер, состоящих из прозрачного пятого элемента — квинтэссенции, или эфира, предложенных Аристотелем, и вращаются по окружностям вокруг Земли. Между сферами нет пространства, нет пустоты, так как Аристотель настаивал, что пустота не может существовать. Они заполнены квинтэссенцией.

В порядке увеличения расстояния от Земли располагаются сферы, содержащие: 1 — Луну, 2 — Меркурий, 3 — Венеру, 4 — Солнце, 5 — Марс, 6 — Юпитер, 7 — Сатурн и 8–10 — «неподвижные звезды» в том смысле, что они не движутся друг относительно друга по мере того, как вращаются их сферы. Разумеется, период вращения во всех случаях составляет 24 часа. Расстояния до объектов в модели Птолемея не указаны.

Птолемей насчитал 1022 звезды в 48 созвездиях и перечислил 15 наиболее ярких звезд^{44}. Помимо движения Солнца, Луны и планет, его система позволяла предсказывать время восхода и захода звезд.

Птолемеевская система — последнее крупное достижение греческой астрономии. Так как в Римской империи латынь вытеснила греческий язык, немногие могли прочесть книги Птолемея. Сами римляне не внесли значительного вклада в развитие астрономии, однако в целом оценили ее практическую значимость для измерения времени. К временам Юлия Цезаря календарь окончательно утратил актуальность, и император пригласил александрийского астронома Созигена (I век до н.э.), чтобы тот разработал новый. Так называемый юлианский календарь, созданный Созигеном, используется и в наши дни с небольшими поправками, внесенными спустя несколько веков. Заметьте, однако, что его принцип был заимствован из греческой астрономии^{45}.

Глава 2.
ВПЕРЕД К НОВОМУ КОСМОСУ