Геоцентрическая система Птолемея

Благодаря Гиппарху астрономия становилась точной математической наукой, что позволяло приступить к созданию универсальной тематической теории астрономических явлений. За решение этой задачи взялся знаменитый александрийский астроном Клавдий Птолемей, что отражено в его фундаментальном труде «Большое математическое построение астрономии в XIII книгах» («Альмагест»).

Опираясь на достижения Гиппарха, Птолемей изучал подвижные небесные светила. Он существенно дополнил и уточнил теорию движения Луны, усовершенствовал теорию затмений. Но подлинно научным подвигом ученого стало создание им математической теории видимого движения планет. Эта теория опиралась на следующие постулаты: шарообразность Земли; колоссальная удаленность от сферы звезд; равномерность и круговой характер движений небесных тел; неподвижность Земли; центральное положение Земли во Вселенной.

Теория Птолемея сочетала теории эпициклов и эксцентриков. Он предполагал, что вокруг неподвижной Земли находится окружность (деферент) с центром, несколько смещенным относительно центра Земли (эксцентрик). По деференту движется центр меньшей окружности — эпицикл — с угловой скоростью, постоянной по отношению к собственному центру деферента и не к самой Земле, а к точке, расположенной симметрично центру деферента относительно земли (эквант). Сама планета в системе Птолемея равномерно движется по эпициклу. Для описания вновь открываемых неравномерностей в движениях планет и Луны вводились новые дополнительные эпициклы — вторые, третьи и т.д. Планета помещалась на послед­нем. Теория Птолемея позволяла предвычислять сложные петлеоб­разные движения планет (их ускорения и замедления, стояния и попятные движения). На основе созданных Птолемеем астрономи­ческих таблиц положение планет вычислялось с весьма высокой по тем временам точностью (погрешность менее 10').

Из основных свойств планетных движений, определенных Пто­лемеем, вытекал ряд важных закономерностей. Во-первых, усло­вия движения верхних от Солнца и нижних планет существенно различны. Во-вторых, определяющую роль в движении и тех и других планет играет Солнце. Периоды обращения планет либо по деферен­там (у нижних планет), либо по эпициклам (у верхних) равны периоду обращения Солнца, т.е. году. Ориентация деферентов нижних пла­нет и эпициклов верхних связана с плоскостью эклиптики. Тщатель­ный анализ этих свойств планетных движений привел бы Птолемея к простому выводу, что Солнце, а не Земля — центр планетной систе­мы. Такой вывод задолго до Птолемея сделал Аристарх Самосский, который доказывал, что Солнце в несколько раз больше Земли. Впол­не естественно, что меньшее тело движется вокруг большего, а не наоборот. Хотя размеры других планет прямым путем Птолемей оп­ределить не мог, тем не менее было ясно, что и они гораздо меньше Солнца. Но переход к гелиоцентризму для Птолемея был невозмо­жен — он считал Землю центром мира и приводил множество доводов в пользу этого взгляда. Отказаться от своего мировоззрения очень сложно, а от эпохи и вовсе невозможно. Только спустя 14 столетий, в совершенно другую эпоху, когда старое мировоззрение уже себя исчерпало, Н. Коперник сумел сделать этот решительный шаг.

Птолемей (а до него Гиппарх), введя эксцентрики для более точ­ного отображения неравномерностей видимого движения небесных светил, по сути, уже лишил Землю ее строго центрального положения в мире, какое она занимала в аристотелевской модели Вселенной. Введением экванта Птолемей еще более нарушил аристотелевские физические основания геоцентризма. В этом отношении он превзо­шел даже Коперника.

В астрономической системе Птолемея максимально использова­лись те возможности, которые представляла античная наука для реа­лизации принципа «спасения явлений», для объяснения движения небесных тел с позиций геоцентрического видения мира. Построение геоцентрической системы Птолемеем завершило становление первой естест­венно-научной картины мира. В течение длительного времени эта сис­тема была не только высшим достижением теоретической астроно­мии, но и ядром античной картины мира, и астрономической осно­вой антропоцентрического мировоззрения.