Изложение системы мира - Лаплас Пьер Симон (бесплатные онлайн книги читаем полные .TXT) 📗
Птолемей предполагал, что Солнце, Луна и планеты движутся вокруг Земли в следующем порядке по расстояниям: Луна, Меркурий, Венера, Солнце, Марс, Юпитер и Сатурн. Каждая из планет, расположенных выше Солнца, двигалась по эпициклу, центр которого описывал вокруг Земли эксцентрик [деферент] за время, равное времени обращения планеты. Период движения светила по эпициклу был равен периоду обращения Солнца, и, достигнув самой близкой к Земле точки эпицикла, оно всегда оказывалось в противостояний с Солнцем. Ничто не определяло в этой системе абсолютные размеры окружностей и эпициклов. Птолемею нужно было знать лишь отношение радиуса каждого эпицикла к радиусу окружности, описанной его центром. Мысленно он заставлял подобным же образом двигаться каждую из нижних планет по эпициклу, центр которого описывал эксцентрик вокруг Земли. Но движение этой точки было равно солнечному движению, и планета пробегала свой эпицикл за время, которое в современной астрономии равно периоду её обращения вокруг Солнца. Планета всегда оказывалась в соединении с ним, когда она достигала самой низкой точки своего эпицикла. И здесь ничто не определяло абсолютную величину окружностей и эпициклов. Предшествовавшие Птолемею астрономы различным образом определяли места Меркурия и Венеры в планетной системе. Более древние из них, мнение которых разделял и Птолемей, помещали их под Солнцем, другие — над ним. Наконец, некоторые египтяне считали их движущимися вокруг Солнца. Странно, что Птолемей не упомянул об этом предположении, сводившемся к приравниванию эксцентриков этих двух планет к солнечной орбите. Если бы, кроме того, он предположил, что эпициклы верхних планет равны и параллельны этой орбите, его система свелась бы к тому, что, подобно представлениям Тихо Браге, все планеты двигаются вокруг Солнца, в то время как это светило обращается вокруг Земли. И тогда осталось бы сделать лишь один шаг, чтобы прийти к истинной системе мира. Такой способ определения произвольных в системе Птолемея, когда окружности и эпициклы, описанные годичным движением, предполагаются равными солнечной орбите, делает очевидным соответствие этого движения движению Солнца. Изменяя таким образом эту систему, он даёт средние расстояния планет от светила в долях его расстояния от Земли, так как эти расстояния являются отношениями радиусов эксцентриков к радиусам эпициклов для верхних планет и радиусов эпициклов к радиусам эксцентриков для двух нижних. Такое простое и естественное изменение системы Птолемея ускользнуло от всех астрономов до Коперника. Никто из них не был достаточно поражён соотношениями геоцентрического движения планет с движениями Солнца, чтобы отыскать их причину. Никто не полюбопытствовал узнать их расстояния от Солнца и от Земли. Все удовольствовались уточнением, новыми наблюдениями элементов, определённых Птолемеем, ничего не меняя в его гипотезах.
Если с помощью эпициклов можно удовлетворить неравенствам видимого движения светил, то невозможно одновременно представить изменения их расстояний. Птолемей мог знать эти изменения, относящиеся к планетам, только очень неточно, так как тогда не было возможности измерять их видимые диаметры. Но наблюдений Луны было достаточно, чтобы показать ему ошибочность этих гипотез, по которым перигейный диаметр Луны в квадратурах был бы почти вдвое больше её апогейного диаметра в сизигиях. К тому же каждое новое неравенство, открываемое совершенствующимся искусством наблюдения, перегружало его систему новым эпициклом. Таким образом, отнюдь не подтверждаясь дальнейшими успехами астрономии, она только всё больше усложнялась, и это одно должно убедить нас в том, что эта система не соответствует природе. Но если рассматривать её как способ изображать небесные движения и подвергать их вычислениям, то такая первая попытка, приложенная к весьма обширной проблеме, делает честь мудрости её автора. Такова слабость человеческого ума, что он часто нуждается в помощи гипотез, чтобы связать явления между собой и определить их законы. Ограничивая гипотезы таким применением, избегая приписывать им реальность и непрерывно исправляя их посредством новых наблюдений, мы можем прийти, наконец, к истинным причинам или, по крайней мере, дополнить гипотезы и выделить из наблюдённых явлений те, которые при данных обстоятельствах будут развиваться. История философии даёт нам не один пример преимуществ, которые могут дать гипотезы, применённые с таких позиций, и заблуждений, которым мы подвергаемся, приписывая им реальность.
Птолемей подтвердил движение равноденствий, открытое Гиппархом. Сравнивая свои наблюдения с наблюдениями своих предшественников, он установил взаимную неподвижность звёзд, их почти постоянную широту и их движение по долготе, которое он получил таким же, какое предполагалось Гиппархом. В настоящее время мы знаем, что это движение гораздо значительнее; это, имея в виду интервал времени, разделивший этих двух астрономов, заставляет подозревать большие ошибки в их наблюдениях. Несмотря на трудность, которую представляло определение долготы звёзд для наблюдателей, не знающих способа точно измерять время, удивительно, что они совершили эти ошибки, особенно, если учесть согласие наблюдений, приведённых Птолемеем в подтверждение своего вывода. Его упрекали в том, что он их изменил, но этот упрёк необоснован. Его ошибка в годичном движении равноденствий, как мне представляется, произошла из-за его слишком большого доверия к продолжительности, которую Гиппарх приписывал тропическому году. В самом деле, Птолемей определял долготы звёзд, сравнивая их с положением Солнца при помощи Луны или с положением самой Луны, что сводится к их сравнению с положением Солнца, поскольку синодическое движение Луны было хорошо известно по затмениям. А так как Гиппарх принял слишком длинный тропический год и, следовательно, движение Солнца по отношению к равноденствиям меньше истинного, ясно, что эта ошибка уменьшила долготы Солнца, использованные Птолемеем. Поэтому годичное движение по долготе, которое он приписывал звёздам, должно быть увеличено на дугу, описанную Солнцем за время, равное ошибке Гиппарха в продолжительности года, и тогда оно становится почти таким, каким должно быть. Поскольку звёздный год равен тропическому, увеличенному на время, необходимое Солнцу, чтобы описать дугу, равную годичному движению равноденствий, ясно, что звёздный год Гиппарха и Птолемея должен мало отличаться от истинного. Действительно, эта разность равна лишь 1/10 разности, существующей между их тропическим годом и нашим.
Эти замечания наводят на мысль исследовать, является ли каталог Птолемея, как это обычно думают, каталогом Гиппарха, приведённым к времени Птолемея с помощью прецессии в lg за 90 лет; при этом основываются на том, что постоянная ошибка в долготах звёзд этого каталога исчезает, если его относить к времени Гиппарха. Но данное нами объяснение этой ошибки освобождает Птолемея от упрёков в присвоении работы Гиппарха, и, по-видимому, можно ему верить, когда он определённо говорит, что наблюдал звёзды этого каталога, включая даже звёзды шестой величины. Одновременно он замечает, что снова получал положения звёзд, почти совпадающие с положениями, определёнными Гиппархом по отношению к эклиптике, и мы тем более склонны этому верить, потому что Птолемей всё время старается приблизиться к результатам этого великого астронома, который, в самом деле, был более точным наблюдателем.
Птолемей записал в храме Сераписа в Канопе главные элементы своей астрономической системы. Эта система использовалась в течение четырнадцати веков. Даже теперь, когда она полностью отвергнута, «Альмагест», рассматриваемый как хранилище древних наблюдений, является одним из драгоценнейших памятников древности. К несчастью, он содержит лишь небольшое число наблюдений, сделанных до того времени. Автор внёс в него только наблюдения, необходимые ему для установления своих теорий. Поскольку астрономические таблицы были уже составлены, он счёл бесполезным вместе с ними передавать потомкам наблюдения Гиппарха и свои, использованные для их составления. Его примеру последовали арабы и персы. Большие собрания точных наблюдений, собранные исключительно ради них самих и без всякого приложения к теории, принадлежат современной астрономии и являются одним из наилучших средств её усовершенствования.
