Системы мира (от древних до Ньютона) - Г. Гурев

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.

Несостоятельность системы Птолемея обнаруживалась еще в следующем. Сущность всей системы заключается в допущении, что круговую орбиту около Земли описывает не самая планета, а нематериальный центр, т. е. воображаемая математическая точка другого меньшего круга — эпицикла, по которому уже движется планета. А между тем, ни Птолемей, ни его последователи не могли ответить на вопрос, что именно заставляет планету обращаться вокруг совершенно пустого места? Пришлось допустить, что всякий центр эпицикла служит местопребыванием какой‑то таинственной, сверхъестественной силы, которая движет планету по окружности. К тому же выходило, что каждая планета в течение суток должна вместе со всеми звездами совершать оборот вокруг Земли! Некоторые средневековые «мудрецы», придя в ужас от сложности всех этих перепутанных между собой движений, решили, что каждая планета наделена особым «духовным руководителем». Это божественное существо невидимой рукой управляет движением планеты по небесной сфере, следя за тем, чтобы она не сбилась со своего пути…

Некоторые ученые считают, что система эпициклов является лишь геометрической абстракцией, что она не претендовала на то, чтобы дать точное изображение действительности. Они полагают, что Птолемей не принимал эпициклы за реально существующие круги, что он приписывал им только геометрическое значение, не касаясь вопроса об их истинной природе. Действительно в «Альмагесте» имеется выражение, которое может быть понято в том смысле, что сам Птолемей смотрел на эпициклы только как на воображаемые круги, по которым происходит движение небесных светил. Но в те времена почти не было ученых, которым была бы доступна такая абстракция, и поэтому астрономы думали, что эпициклы суть нечто действительно существующее. Как бы то ни было, с постепенным усложнением системы Птолемея применение теории эпициклов становилось настолько трудным, что в конце концов должна была появиться мысль: не является ли эта теория лишь «вспомогательной гипотезой», лишь математической фикцией, полезной для вычисления видимого движения планет?

Важно, что в средние века, вплоть до XVI в., сочинение Птолемея считалось астрономическим евангелием и на всю его схему смотрели как на подлинное выражение действительности. Все это время весьма твердо держалась вера в реальность не только птолемеевых кругов, но и твердых сфер. Представлялось, что по поверхности сфер, как в колее катятся центры эпициклов. Тихо Браге заслуженно гордился тем, что ему впервые удалось «разбить небесные сферы». Установив, что кометные орбиты далеко простираются за орбиту Луны и даже Венеры, он тем самым справедливо считал доказанным невозможность существования твердых прозрачных сфер.

В продолжение всего времени от Птолемея до Коперника теоретическая астрономия не сделала почти никаких успехов. Правда, уже в средние века чувствовалась необходимость усовершенствования приведенных Птолемеем таблиц движения планет, потому что всякое новое наблюдение свидетельствовало о недостаточности теории эпициклов: вместо^ того чтобы служить подкреплением теории, оно противоречило ей. Но у астрономов даже не зарождалось мысли о необходимости отказаться от теории, и поэтому они придумывали только некоторые поправки к ней, пытаясь добавлять новые эпициклы к прежним и при этом изменять отношения между радиусами деферентов и эпициклов. Поэт Мильтон говорил об астрономах той эпохи: «И населили они небо концентрическими и эксцентрическими кругами, взгромоздили эпициклы над эпициклами, орбиты над орбитами!»