Резюме Изследване на звездното небе в Древния Изток. Доклад: Астрономия на Древна Гърция

В тези места на Земята, където са възникнали най-древните цивилизации, са запазени много писмени документи, от които става ясно, че с появата на писмеността започва да се развива астрономията. Наличието на писменост позволи на астрономите да запазят по-надеждно своите наблюдения и знания за света около тях. Писмената история на астрономията датира от 3-то-2-ро хилядолетие пр.н.е. д.
Отначало се развива наблюдателната астрономия, която се счита за част от астрологията. За да получи по-точна информация за движението на небесните тела, човекът измисли гномона и астрономическия календар. Освен това към най-древните астрономически инструменти спадат гониометричните - например отвес с подвижна линийка. Те бяха изпратени до Слънцето, за да определят ъгловото разстояние от зенита.
Натрупването на наблюдения и информация за моделите на небесните явления доведе до развитието на нова наука и през различни страниобърна внимание на различни астрономически явления. Хората решаваха същите задачи и описваха движението на звездите. Но основното все още беше социално-икономическата разлика, различен начин на живот на обществото. Най-големите държави (Вавилон, Египет, Китай) са имали развити търговски и държавни отношения. Благодарение на това те имаха взаимно влияние в областта на науката.
Държавата Вавилон възниква на брега на Ефрат около 2-ро хилядолетие пр.н.е. д. Според писмени източници вавилонците още в онези дни систематично наблюдавали небето. Отначало те просто записват небесни явления, които възприемат като астрални божества. И едва през 7 век пр.н.е. д. Вавилонската математическа астрономия се развива бързо. Sleep използва необичайни модели и методи, за да опише движението на светилата. На първо място вавилонците изтъкват Луната в небето (като главен бог Нана), след това Сириус, Орион и Плеядите. Всички тези звезди са описани на глинени плочки, датиращи от 2-ро хилядолетие пр.н.е. д. По същото време във Вавилон се появява официалната длъжност на придворен астроном. Sn наблюдавани и записани най-много важни промении изяви в небето. След като систематизираха всички астрономически записи, вавилонците изобретиха лунен календар. Малко по-късно беше подобрена. Календарът имаше 12 синодични лунни месеца по 29 и 30 дни, годината беше 354 дни. Вавилонците също познаваха слънчевата година. За да съгласуват лунния календар с тази година, те понякога вмъкват 13-ия месец.
От 763 г. пр.н.е. д. вавилонците съставлявали почти пълен списъкзатъмнения. Тези записи впоследствие са използвани от Птолемей. Вмъкване в календара, предсказване на затъмнения и други нужди: - всичко това изискваше развитието на математиката. Постиженията на вавилонците в математиката били много високи. Те бяха запознати със стереометрията, много преди гърците да формулират теорема, която сега се нарича „теорема на Питагор“. През 4 век пр.н.е. д. Еклиптичната система от небесни координати е изобретена във Вавилон. Там астрономите съставиха таблици: лунни ефемериди, показващи точно позицията на Луната:.
Държавата Египет, както смятат историците, е съществувала още през 4-то хилядолетие пр.н.е. д. Мотивиращият фактор за интереса на египтяните към изучаването на небето най-вероятно е селското стопанство, което е напълно зависимо от наводненията на Нил. Разливи: случваха се строго периодично, в определен сезон и египтяните веднага забелязаха връзката им с обедната надморска височина на Слънцето. Затова те започнали да почитат Слънцето като главен бог Ра.
В Египет е установена властта на фараоните, които обикновените хора обожествяват. Фараоните: установяват длъжността придворен астроном и внимателно следят развитието на тази наука, която има не само приложни, но и икономически и социално-политически цели. В допълнение, астрономията се извършва от свещеници и специални служители, които водят записи.
Според египетския мит Слънцето е възникнало от лотосов цвят, който на свой ред се е появил от първичния воден хаос. Почти от самото начало на нацията египтяните имат религиозна и митологична картина на света, която има астрономическа основа. Според тях Земята е центърът на Вселената, около който се въртят всички звезди. А Меркурий и Венера също се въртят около Слънцето.
Късната астрономия наследява от египтяните 365-дневен календар без вложки. Използван е от европейските астрономи до 16 век.
Астрономията като наука е била известна и в Китай. Около хилядолетието пр.н.е. д. Китайските астрономи разделиха небето на 28 съзвездия, в които се движат Слънцето, Луната и планетите: Тогава те отделиха Млечния път, наричайки го феномен с неизвестна природа:. Най-ранният звезден каталог, включващ над 800 звезди, е съставен от Ган Гонг и Ши Шен около 355 г. пр.н.е. д. Това е около сто години по-рано от Тимохарис и Аристил в Гърция. Малко по-късно известният китайски астроном Джан Хенг раздели небето на 124 съзвездия и записа около 2,5 хиляди видими звезди.
От 3 век пр.н.е. д. В Китай хората са използвали слънчеви и водни часовници. Всички астрономически наблюдения са извършвани от специални обсерватории.
Подобно на други народи от древността, общите представи на китайците за Вселената имат митологична основа. Те смятали Китайската империя за център на света („Поднебесната империя или Средната империя“). Като цяло историята на космогоничните идеи на древните китайци е достигнала до наши дни в хрониките на династиите и започва с епохата на ерата Пан-Ин. По това време е създадено учението за петте земни първични елемента. Това са вода, огън, метал, дърво, земя. Броят на елементите е свързан с древното разделение на пет кардинални посоки, а също така съответства на броя на движещите се звезди-планети. Символично това може да бъде представено в комбинации: вода - Меркурий - север, огън - Марс - юг, метал - Венера - запад, дърво - Юпитер - изток, земя - Сатурн - център. Освен това имаше и шести елемент - ци (въздух, етер).
През VETI-VEI векове пр.н.е. д. възниква идеята за универсална промяна в природата и произхода на самата Вселена. Смятало се, че се появява в резултат на борба: две противоположни начала - положително, светло, активно, мъжко (ян) и отрицателно, тъмно, пасивно, женско (ин).
Поради факта, че с течение на времето Китай се превърна в затворена страна, развитието на науките, включително астрономията, се забави.
Индия е не по-малък интерес. Най-древните източници, разказващи за астрономическата дейност на древните индианци, се считат за печати с изображения на космогонични митологични теми (които датират от 3-то хилядолетие пр.н.е.). Кратките надписи върху тях не са разчетени и до днес. Печатите принадлежат на цивилизацията Киндан, чиито главни градове са били Харапа, Михенджо-Даро, Калибанган. До 17-16 век центровете на индийската култура са значително отслабени от земетресения и вътрешни противоречия и след това окончателно унищожени от арийско-индо-ираноезичните племена, които дават началото на сегашното население на Индия.
Много малко документи са запазени за астрономически наблюдения от периода на културата на Инд, но от тях все още може да се разбере как са се развили идеите на древните индуси за Вселената. Първите обекти на изследване са били Слънцето и Луната. Подобно на други древни народи, астрономическите изследвания се извършват от свещеници, които впоследствие съставят календар. В него, започвайки от 6 век пр.н.е. д. в имената на дните от седемдневната седмица са използвани имената на седемте движещи се светила: първият ден на Луната, вторият на Марс, третият на Меркурий, четвъртият на Юпитер, петият на Венера, шестата от Сатурн, седмата от Слънцето. Разделянето на месеца на две половини даде известно сходство с египетския календар. В древната индийска астрономия това са били светлата и тъмната половина.
Най-древните паметници на цивилизацията в Гърция принадлежат на Ш-П от хилядолетияпр.н.е д. По това време вече има селища и дори градове, чиито жители се занимават с морска търговия.
Гледката на древните гърци за Вселената е силно повлияна от по-ранните култури: египетската, шумерско-вавилонската и вероятно древноиндийската. Гърция е имала връзки с Египет, Вавилон и държавите от Близкия изток.
Много гръцки философи и астрономи са се занимавали с астрономически наблюдения. От поемите на Хезиод и Омир е известно, че древните гърци са били запознати с много съзвездия. Те дори създадоха собствена легенда за почти всеки от тях.
Голяма мечка. Според Хезиод тя е дъщеря на Ликаон и живее в Аркадия. Но скоро Калисто се отегчи роден град, и тя се премести в планините, където прекара време на лов с Артемида. Там я видя Зевс, върховният бог. Той бил поразен от красотата на момичето и я прелъстил. Ловджията дълго време криеше положението си, но времето за раждане наближи и Артемида се досети какво се е случило с нея. Ядосана, богинята я превърнала в мечка. И така, вече във формата на животно, 1 Калисто роди син и го нарече Аркад.

Периодът на по-нататъшно развитие на астрологичните концепции в Древен Рим
(I–V век от н.е.)

В интервала между две епохи: елинистическа и августовска, древното съзнание претърпява значителни промени: ако диадохите все още вярват в непредсказуемостта на човешката съдба, персонифицирана в Тихо, тогава Август вече вярва в неизбежността на съдбата. Така, въпреки съпротивата на Карнеад и други противници на астрологията, астрологичните концепции продължават да завладяват умовете на хората.
Гръцката астрология навлезе в Рим едновременно с гръцката култура: дори самият факт на изгонването от Италия от римския претор Книд Корнелий Хиспал през 139 г. пр. н. е. на всички гръцки астролози, което им даде вид аура на мъченичество, послужи повече за укрепване на астрологическите възгледи, отколкото да ги развенчае.

Активната дейност на астролозите породи множество трудове в тази област, които са обобщени в изследването на известния александрийски математик, географ, астроном и астролог Клавдий Птолемей „Тетрабиблос” (около 150 г. сл. Хр.). Работата на Птолемей, представител на научната астрология, окончателно затвърди победата на предложената от него геоцентрична система на света над хелиоцентричната система, открита от Аристарх от Самос около 270 г. пр.н.е.

“Tetrabiblos” съдържа четири книги: първата е “Основи на астрологията”, втората е “Взаимоотношенията на звездите и народите”, третата и четвъртата книга се наричат ​​“Целите на звездите по отношение на определени индивиди”. Като един от аргументите в полза на астрологията Птолемей изтъква пневматологичния фактор, според който знанията за бъдещето, предоставени от астрологията, освобождават човека от афективното възприемане на ударите на съдбата и го водят до вътрешно освобождение, сравнимо с будисткото нирвана.

В Тетрабиблос Птолемей се опитва да развие основите на астроетнографията, датираща от Вавилония, където небесните тела се свързват с държави и народи. Точно това е имал предвид Моисей, когато обяснява забраната на култа към звездите на израилтяните с факта, че Яхве, техният Бог, е дал звездите на всички народи, разположени във всички части на света. Като пример за астрогеография на гръцки можем да цитираме текст, възникнал по време на властта на Персия, в който всяка страна се свързва с определен знак от зодиака, а списъкът започва с Овен, владетелят на Персия. Птолемей използва различен принцип и разделя Ойкумена - целия свят, познат на гърците - на четири триъгълника, като върховете им са обърнати един към друг. Тези тригони, съответстващи на тригоните на Зодиака (четири елемента), включват принадлежащите към тях планети, страни и народи. Опитът на Птолемей да развие астроетнографията не е единственият: той е предшестван от изследванията на Хипарх и Манилий.

Астрологията винаги е разглеждала връзката определени периодичовешки живот със седем планети. Седемте смъртни гряха също съответстват на седемте планети, което е отразено в Хораций: Сатурн - мързел, Марс - гняв, Венера - сладострастие, Меркурий - алчност, Юпитер - амбиция, Слънце - лакомия, Луна - завист.

слънце

Марс

Сатурн

живак

Юпитер

Според Светоний, при раждането на Октавиан, сенатор, опитен в астрологията, Нигидий Фигул, предсказва голямо бъдеще за бъдещия император. Преди раждането на детето си Ливия също търси съвет от астролога Скрибоний относно съдбата на сина си (Тиберий).

Според хрониките на Светоний един ден Октавиан Август и Агрипа се консултирали с астролога Теоген. Агрипа, бъдещият съпруг на Юлия, по-малко съмнителен и по-нетърпелив от племенника на Цезар, поиска първо да бъде направен неговият хороскоп. Теоген му съобщи невероятни шансове за бъдещето. Октавиан, ревнив от такава щастлива съдба, страхувайки се, че отговорът за собственото му бъдеще ще бъде по-малко благоприятен, категорично отказа да каже на Теоген рождения си ден, без което знание би било невъзможно да се състави хороскоп. Астрологът настоя. Накрая любопитството победи и Октавиан посочи датата. Чувайки отговора на младия мъж, Теоген се хвърли в краката на Октавиан, приветствайки го като бъдещ император. Астрологът моментално успя да разчете от звездите съдбата, която очакваше Октавиан. От този момент нататък Октавиан вярва в силата на астрологията и в памет на щастливото влияние на знака на зодиака (Дева), под който е роден, при идването си на власт нарежда да се секат медали с изображението на този знак.

Въпреки това, още по време на триумвирата на Октавиан, Антоний и Лепид, астролозите, според Тацит, са били изгонени от Рим, а пророческите книги, гръцки и латински, са били изгорени, в резултат на което са били изгубени повече от две хиляди книги.
Тиберий, който изучавал астрология в Родос, забранил частната практика на астрологията и изгонил астролозите от Рим. По същото време един от астролозите, Питуаний, е изхвърлен от Капитолия, а другият, Марций, е наказан според древния обичай извън Есквилинската порта. Това обаче не означаваше, че императорите отричаха астрологията, напротив, те се стремяха да я използват само за свои собствени цели, оставяйки своите подчинени в неведение. Нерон, например, забранява изучаването на философия под предлог, че изучаването й предоставя възможност за предсказване на бъдещето. Но в същото време покоите на Попея, съпругата на Нерон, според Тацит, били претъпкани с астролози, които й давали съвети, а един от гадателите, прикрепен към къщата, дори предсказал на Ото, че той ще стане император след експедиция в Испания . И наистина, защо поданиците трябва да знаят бъдещето, често скрито дори от владетеля? Кой може да е сигурен, че такова любопитство няма да стигне до желанието да се разбере датата на смъртта на императора и да се ускори заговорът?

Според Ювенал дори астролозите, които се ползват с неограничено доверие в двора, често са били подлагани на преследване, толкова повече, колкото по-неуспешно се оказва това или онова начинание, чийто възможен резултат се чете в звездите. По този начин Септимий Север взел известна Юлия за своя съпруга само защото тя била предсказана да стане съпруга на императора; Александър Север също покровителства астролозите и дори създава отдела по астрология.
Упадъкът на културните и морални устои на римляните през последните години на империята допринесе за нарастването на престижа на астрологията. След смъртта на Марк Аврелий астролозите значително укрепват позициите си в двора на императора. И само в резултат на разпадането на цялата римска култура и превръщането на християнството в държавна религия, астрологията беше изместена и преследвана, подобно на други езически култове, преследвани и унищожени от християнската църква.

Астрономът е човек, който се интересува от космически процеси и явления. Какво означава да си астроном? Кой пръв зададе въпроси за мистериите на небето? Научете за първите и велики астрономи в нашата статия.

Астрономът е...

Хората винаги са се интересували какво се крие високо зад облаците и как работи всичко там, в междузвездното пространство. Астрономът е човек, който е призван не само да задава тези въпроси, но и да отговаря на тях. Това е специалист по астрономия - науката за Вселената, всички процеси и връзки, които се случват в нея. И за това трябва да имате търпение, наблюдение и най-важното - значителни познания различни области Sci. Следователно астрономът е преди всичко учен.

Професионалните астрономи трябва да имат познания по физика, математика и понякога химия. Те работят в изследователски центрове и обсерватории, анализирайки информация за космически телаах, техните движения и други явления, които се получават от нашите собствени наблюдения, сателитни данни, с помощта на различни инструменти. Тази професия включва по-тесни специализации, например планетарен учен, астрофизик, астрохимик, космолог.

Първите астрономи

Наблюдавайки нощното небе, хората забелязали, че моделът върху него се променя в зависимост от сезоните. Тогава те разбраха, че земните и небесните процеси са взаимосвързани и започнаха да разгадават тяхната тайна. Първите известни астрономи са шумерите и вавилонците. Те се научиха да предсказват лунни затъмнения и да измерват траекториите на планетите, като записваха наблюдения върху глинени плочи.

Египтяните още през 4 век пр.н.е. д. Започнали да разделят небето на съзвездия и да гадаят по небесните тела. IN Древен Китайусърдно отбеляза всички удивителни явления като комети, затъмнения, метеори, нови звезди. За първи път кометата се споменава през 631 г. пр.н.е. IN Древна Индияима малко успехи, въпреки че през 5 век индийски астроном установява, че планетите се въртят около оста си.

Инките, маите, келтските друиди и древните гърци са наблюдавали звездите и планетите. Последният изсипа както верни, така и нелепи теории и предположения. Например, полюсът на Земята беше далеч от Полярната звезда, а сутрешната и вечерната Венера се смятаха за различни звезди. Въпреки че някои бяха доста точни, например той вярваше, че Слънцето е по-голямо от Земята и вярваше в хелиоцентризма. Ератостен измерва обиколката на земята и наклона на еклиптиката спрямо екватора.

Коперникова революция

Николай Коперник е астроном, който се счита за един от пионерите преди него, през Средновековието, астрономите приспособяват своите наблюдения към тези, приети от църквата и обществото на Птолемей. Въпреки че личности, като Николай Кузански или Георг Пурбах, въпреки това излагат достойни хипотези и изчисления, научните разсъждения са от доста абстрактен характер.

В своя труд За въртенето на небесните сфери, публикуван през 1543 г., Коперник предлага хелиоцентричен модел. Според това Слънцето е звездата, около която се движат Земята и другите планети. Тази хипотеза беше подкрепена в Древна Гърция, но всичко това бяха само предположения.

Коперник дава ясни аргументи и логични заключения в работата си. Идеята му продължава да се развива от много велики астрономи като Джордано Бруно, Галилео Галилей, Кеплер, Нютон. Не всичките му мисли бяха верни. Така Коперник вярва, че орбитите на планетите са кръгли, Вселената е ограничена слънчева система, обаче работата му преобръща предишното научно разбиране за света с главата надолу.

Галилео Галилей

Безценен принос за астрономическата наука има Галилео Галилей, италиански астроном, физик, математик и философ. Едно от най-известните му постижения е изобретяването на телескопа. Ученият създава първия в света оптичен инструмент с лещи за наблюдение на небето.

Благодарение на телескопа астрономът физик установи, че повърхността на Луната не е гладка, както се смяташе досега. Открих, че на Слънцето има петна, облаците на Млечния път са множество тъмни звезди и няколко планети се въртят около Юпитер.

Галилей беше пламенен привърженик на теориите на Коперник. Той беше убеден, че Земята се върти не само около Слънцето, но и около собствената си ос, което причинява приливите и отливите на океана. Това стана причина за дългогодишна борба с църквата.

Телескопът беше обявен за дефектен и богохулните идеи се оказаха неверни. Пред инквизицията Галилей е принуден да се откаже от аргументите си. Именно на него се приписва известната фраза, която той твърди, че е изрекъл по-късно: „И все пак се обръща!“

Йоханес Кеплер

Астрономът Йоханес Кеплер вярваше, че астрономията е отговорът на мистериите на тайната връзка между космоса и човека. Той използва знанията си, за да предскаже времето и добивите. Той също така подкрепя идеите на Коперник, благодарение на които успява да напредне още повече в научните постижения.

Кеплер успя да обясни очевидната неравномерност на планетарното движение въз основа на три закона, които изведе. Той въвежда понятието орбити, чиято форма определя като елипса. Ученият също изведе уравнение, което позволява да се изчисли позицията на небесните тела.

Всички научни възгледи на Кеплер бяха съчетани с мистицизъм. Подобно на питагорейците, той беше на мнение, че има специална хармония в движението на космическите тела и се опита да я открие числова стойност. страстен таен смисъл, той донякъде компрометира своите научни постижения, които в крайна сметка бяха доста точни.

Астрономия на Древна Гърция

Астрономия на Древна Гърция- астрономически знания и възгледи на онези хора, които са писали на старогръцки, независимо от географския регион: самата Елада, елинизираните монархии на Изтока, Рим или ранна Византия. Обхваща периода от 6 век пр.н.е. ч. до 5 век сл. Хр д. Древногръцката астрономия е една от най-важните етапиразвитието не само на астрономията като такава, но и на науката като цяло. Трудовете на древногръцките учени съдържат произхода на много идеи, които са в основата на науката на съвременността. Съществува връзка на пряка приемственост между съвременната и древногръцката астрономия, докато науката на други древни цивилизации е повлияла на съвременната само чрез посредничеството на гърците.

Въведение

Историография на древногръцката астрономия

С малки изключения, специалните трудове на древните астрономи не са достигнали до нас и ние можем да възстановим техните постижения главно въз основа на писанията на философи, които не винаги са имали адекватно разбиране за тънкостите научни теорииосвен това те не винаги са били съвременници на научните постижения, за които пишат в книгите си. Често, когато се реконструира историята на древната астрономия, се използват произведенията на астрономите от средновековна Индия, тъй като, както смятат повечето съвременни изследователи, индийската средновековна астрономия до голяма степен се основава на гръцката астрономия от преди Птолемеите (и дори преди Хипарх) Период. Съвременните историци обаче все още нямат ясна представа как е протекло развитието на древногръцката астрономия.

Традиционната версия на древната астрономия поставя основния си акцент върху обяснението на нередовността на планетарните движения в рамките на геоцентричната система на света. Смята се, че основна роля в развитието на астрономията имат предсократиците, които формулират идеята за природата като самостоятелно същество и по този начин дават философска обосновка за търсенето на вътрешните закони на природния живот. въпреки това ключова фигурав този случай се оказва, че Платон (V-IV в. пр. н. е.), който поставя задачата на математиците да изразят видимите сложни движения на планетите (включително ретроградни движения) в резултат на добавянето на няколко прости движения, които са представени като равномерни движения в кръг. Учението на Аристотел играе голяма роля в обосноваването на тази програма. Първият опит за решаване на "проблема на Платон" е теорията на Евдокс за хомоцентричните сфери, последвана от теорията на Аполоний от Перга за епициклите. В същото време учените не толкова се стремят да обяснят небесните явления, колкото да ги разглеждат като причина за абстрактни геометрични проблеми и философски спекулации. Съответно астрономите практически не са разработили техники за наблюдение и не са създали теории, способни да предскажат определени небесни явления. Смята се, че в това гърците са много по-ниски от вавилонците, които дълго време изучават моделите на движение на небесните тела. Според тази гледна точка решителен обрат в древната астрономия настъпи едва след като резултатите от наблюденията на вавилонските астрономи попаднаха в ръцете им (което се случи благодарение на завоеванията на Александър Велики). Едва тогава гърците развили вкус към внимателното наблюдение на звездното небе и използването на геометрията за изчисляване на положението на звездите. Смята се, че пръв по този път е поел Хипарх (втората половина на 2 век пр. н. е.), който построява първите модели на движението на Слънцето и Луната, които не само удовлетворяват изискванията на философите, но и обясняват наблюдателните данни. За тази цел той разработи нов математически апарат - тригонометрия. Кулминацията на древната астрономия е създаването на теорията на Птолемеите за движението на планетите (2 век от н.е.).

Според една алтернативна гледна точка проблемът за изграждането на планетарна теория изобщо не е бил сред основните задачи на древногръцките астрономи. Според привържениците на този подход дълго време гърците или изобщо не са знаели за ретроградните движения на планетите, или не са им придавали голямо значение. Основната задача на астрономите беше да разработят календар и методи за определяне на времето по звездите. Основната роля се приписва на Евдокс, но не толкова като създател на теорията за хомоцентричните сфери, а като разработчик на концепцията за небесната сфера. В сравнение с привържениците на предишната гледна точка, ролята на Хипарх и особено на Птолемей се оказва още по-фундаментална, тъй като задачата за изграждане на теория за видимите движения на светилата въз основа на данни от наблюдения се свързва с тези астрономи.

И накрая, има трета гледна точка, която в известен смисъл е противоположна на втората. Неговите поддръжници свързват развитието на математическата астрономия с питагорейците, на които се приписва създаването на концепцията за небесната сфера, формулирането на проблема за изграждането на теория за ретроградните движения и дори първата теория за епициклите. Поддръжниците на тази гледна точка оспорват тезата за неемпиричния характер на астрономията от периода преди Хипарх, като посочват високата точност на астрономическите наблюдения на астрономите от 3 век пр.н.е. д. и използването на тези данни от Хипарх за изграждане на неговите теории за движението на Слънцето и Луната, широкото използване в космологията на спекулации за ненаблюдаемостта на паралаксите на планети и звезди; някои резултати от наблюдения на гръцки астрономи се оказват достъпни за вавилонските им колеги. Основите на тригонометрията като математическа основа на астрономията също са положени от астрономите от 3 век пр.н.е. д. Значителен стимул за развитието на античната астрономия е създаването през 3 век пр.н.е. д. Аристарх от Самос на хелиоцентричната система на света и нейното последващо развитие, включително от гледна точка на динамиката на движението на планетите. Смята се, че хелиоцентризмът е добре вкоренен в древната наука и отхвърлянето му е свързано с извъннаучни, по-специално религиозни и политически фактори.

Научен метод на древногръцката астрономия

Основното постижение на астрономията на древните гърци трябва да се счита за геометризирането на Вселената, което включва не само систематичното използване на геометрични структури за представяне на небесни явления, но и строго логическо доказателство на твърдения, базирани на модела на евклидовата геометрия.

Доминиращата методология в древната астрономия е идеологията на „спасяващи явления“: необходимо е да се намери такава комбинация от равномерни кръгови движения, с помощта на която да се моделира всяка неравномерност във видимото движение на светилата. „Спасението на явленията“ е било замислено от гърците като чисто математически проблем и не се е предполагало, че намерената комбинация от равномерни кръгови движения има нещо общо с физическата реалност. Смята се, че задачата на физиката е да намери отговор на въпроса "Защо?", тоест да установи истинската природа на небесните тела и причините за тяхното движение въз основа на разглеждането на тяхната субстанция и силите, действащи във Вселената. ; използването на математика не се счита за необходимо.

Периодизация

Историята на древногръцката астрономия може да бъде разделена на четири периода, свързани с различни етапи от развитието на античното общество:

• Архаичен (преднаучен) период (преди VI в. пр. н. е.): формиране на полисната структура в Елада;
• Класически период (VI-IV в. пр. н. е.): разцветът на древногръцкия полис;
• Елинистически период (III-II век пр. н. е.): възходът на големи монархически сили, възникнали от руините на империята на Александър Велики; от научна гледна точка особена роля играе Птолемеевият Египет със столица Александрия;
• Периодът на упадък (1 в. пр. н. е. - 1 в. сл. н. е.), свързан с постепенния упадък на елинистическите сили и нарастващото влияние на Рим;
• Имперски период (2-ри-5-ти век след Христа): обединяване на цялото Средиземноморие, включително Гърция и Египет, под управлението на Римската империя.

Тази периодизация е доста схематична. В някои случаи е трудно да се установи дали определено постижение принадлежи към определен период. И така, въпреки че общият характер на астрономията и науката като цяло през класическия и елинистическия период изглежда доста различен, като цяло развитието през 6-2 век пр.н.е. д. изглежда повече или по-малко непрекъснато. От друга страна, редица научни постижения от последния имперски период (особено в областта на астрономическата апаратура и, вероятно, теорията) не са нищо повече от повторение на успехите, постигнати от астрономите от елинистическата епоха.

Преднаучен период (преди 6 век пр.н.е.)

Поемите на Омир и Хезиод дават представа за астрономическите познания на гърците от този период: там се споменават редица звезди и съзвездия и се дават практически съвети за използването на небесните тела за навигация и за определяне на сезоните на годината. Космологичните идеи от този период са изцяло заимствани от митовете: Земята се смята за плоска, а небето се смята за твърда купа, лежаща върху Земята.

В същото време, според някои историци на науката, членовете на един от елинските религиозно-философски съюзи от онова време (орфики) също са били наясно с някои специални астрономически концепции (например идеи за някои небесни кръгове). Повечето изследователи обаче не са съгласни с това мнение.

Класически период (от 6-ти до 4-ти век пр.н.е.)

Главните герои от този период са философи, интуитивно търсещи това, което по-късно ще бъде наречено научен методзнания. По същото време се извършват първите специализирани астрономически наблюдения, развива се теорията и практиката на календара; Геометрията за първи път е в основата на астрономията и се въвеждат редица абстрактни концепции на математическата астрономия; Правят се опити да се намерят физически модели в движението на светилата. Научно са обяснени редица астрономически явления и е доказана сферичността на Земята. В същото време връзката между астрономическите наблюдения и теорията все още не е достатъчно силна, твърде голям е делът на спекулациите, основани на чисто естетически съображения.

Източници

Само две специализирани астрономически произведения от този период са достигнали до нас, трактати За въртящата се сфераИ За изгрева и залеза на звездитеАвтолик от Питана - учебници по геометрия на небесната сфера, написани в самия край на този период, около 310 г. пр.н.е. д. Те също са придружени от стихотворение ФеномениАрата от Сол (написан обаче през първата половина на 3-ти век пр.н.е.), който съдържа описание на древногръцките съзвездия (поетична транскрипция на произведенията на Евдокс от Книд, 4-ти век пр.н.е., които не са достигнали до нас) .

В произведенията често се засягат въпроси от астрономически характер древногръцки философи: някои от диалозите на Платон (особено Тимей, и състояние, Федон, Закони, След право), трактати на Аристотел (особено За Рая, и Метеорология, Физика, Метафизика). Творбите на философи от по-ранно време (предсократици) са достигнали до нас само в много фрагментарна форма чрез втори или дори трети ръце.

Предсократици, Платон

През този период се развиват два фундаментално различни философски подхода в науката като цяло и в астрономията в частност. Първият от тях е възникнал в Йония и затова може да се нарече йонийски. Характеризира се с опити да се намери материалният основен принцип на битието, чрез промяна на който философите се надяваха да обяснят цялото многообразие на природата. В движението на небесните тела тези философи се опитаха да видят прояви на същите сили, които действат на Земята. Първоначално йонийската посока е представена от философите на град Милет Талес, Анаксимандър и Анаксимен. Този подход намери своите поддръжници в други части на Елада. Сред йонийците е Анаксагор от Клазомен, който прекарва значителна част от живота си в Атина, и Емпедокъл от Акрагант, до голяма степен родом от Сицилия. Йонийският подход достига своя връх в трудовете на древните атомисти: Левкип (вероятно също от Милет) и Демокрит от Абдера, които са предшественици на механистичната философия.

Желанието да се даде причинно-следствено обяснение на природните явления беше силата на йонийците. В сегашното състояние на света те видяха резултата от действието физическа сила, а не митични богове и чудовища. Йонийците вярвали, че небесните тела по принцип са обекти от същата природа като земните камъни, чието движение се контролира от същите сили, които действат на Земята. Те смятаха ежедневното въртене на небето за остатък от първоначалното вихрово движение, което покриваше цялата материя на Вселената. Йонийските философи са първите, наречени физици. Недостатъкът на ученията на йонийските натурфилософи обаче беше опитът да се създаде физика без математика. Йонийците не са видели геометрична основапространство.

Второто направление на ранната гръцка философия може да се нарече италийско, тъй като е получило първоначалното си развитие в гръцките колонии на италианския полуостров. Неговият основател, Питагор, основава известния религиозно-философски съюз, чиито представители, за разлика от йонийците, виждат основата на света в математическата хармония, по-точно в хармонията на числата, като същевременно се стремят към единството на науката и религията. Те смятаха небесните тела за богове. Това беше оправдано по следния начин: боговете са съвършен ум, те се характеризират с най-много перфектна гледкадвижения; такова е движението в кръг, тъй като е вечно, няма начало и край и постоянно се превръща в себе си. Както показват астрономическите наблюдения, небесните тела се движат в кръгове, следователно те са богове. Наследник на питагорейците е великият атински философ Платон, който вярва, че целият Космос е създаден от идеално божество по негов образ и подобие. Въпреки че питагорейците и Платон вярват в божествеността на небесните тела, те не се характеризират с вяра в астрологията: известен е изключително скептичен преглед на нея от Евдокс, ученик на Платон и последовател на питагорейската философия.

Желанието да се търсят математически закономерности в природата беше силата на италианците. Страстта към идеалните геометрични фигури, характерна за италианците, им позволява да бъдат първите, които предполагат, че Земята и небесните тела имат сферична форма и откриват пътя към приложението на математическите методи за познаване на природата. Въпреки това, считайки небесните тела за божества, те почти напълно прогониха физическите сили от небесата.

Аристотел

Силните страни на тези две изследователски програми, Йонийската и Питагоровата, се допълват взаимно. Учението на Аристотел от Стагира може да се счита за опит за тяхното синтезиране. Аристотел разделя Вселената на две коренно различни части, долна и горна (съответно сублунни и надлунни региони). Подлунната (т.е. по-близо до центъра на Вселената) област прилича на конструкциите на йонийските философи от доатомния период: тя се състои от четири елемента - земя, вода, въздух, огън. Това е областта на изменчивото, непостоянното, преходното – това, което не може да се опише с езика на математиката. Напротив, надлунната област е област на вечното и неизменното, като цяло съответства на питагорейско-платоновия идеал за съвършена хармония. Състои се от етер - специален видматерия, която не се среща на Земята.

Въпреки че Аристотел не нарича небесните тела богове, той вярва, че те имат божествена природа, тъй като техният съставен елемент, етерът, се характеризира с равномерно кръгово движение около центъра на света; това движение е вечно, тъй като на окръжността няма гранични точки.

Практическа астрономия

Само откъслечни сведения са достигнали до нас за методите и резултатите от наблюденията на астрономите класически период. Въз основа на наличните източници може да се предположи, че един от основните обекти на тяхното внимание е изгревът на звездите, тъй като резултатите от такива наблюдения могат да се използват за определяне на времето през нощта. Трактат с данни от такива наблюдения е съставен от Евдокс от Книд (втората половина на 4 век пр.н.е.); поетът Арат от Сол поставя трактата на Евдокс в поетична форма.

Почти нищо не се знае за астрономическите инструменти на гърците от класическия период. За Анаксимандър от Милет се съобщава, че за разпознаване на равноденствието и слънцестоенето той използвал гномон - най-старият астрономически инструмент, който представлявал вертикално разположена пръчка. На Евдокс се приписва и изобретяването на „паяка“ - основният структурен елемент на астролабията.

Сферичен слънчев часовник

За изчисляване на времето през деня, очевидно, често са били използвани слънчеви часовници. Първо са изобретени сферичните слънчеви часовници (скафе) като най-простите. Подобрения в дизайна слънчев часовниксъщо се приписва на Евдокс. Това вероятно е изобретяването на една от разновидностите на плоски слънчеви часовници.

Йонийските философи вярвали, че движението на небесните тела се контролира от сили, подобни на тези, действащи в земен мащаб. Така Емпедокъл, Анаксагор, Демокрит смятат, че небесните тела не падат на Земята, защото се държат от центробежна сила. Италианците (питагорейците и Платон) вярвали, че светилата, бидейки богове, се движат сами, като живи същества.

Имаше значителни разногласия между философите относно това какво е извън Космоса. Някои философи вярваха, че има безкрайност празно пространство; според Аристотел няма нищо извън Космоса, дори пространството; атомистите Левкип, Демокрит и техните поддръжници вярваха, че отвъд нашия свят (ограничен от сферата на неподвижните звезди) има други светове. Най-близки до съвременните бяха възгледите на Хераклид от Понт, според които неподвижните звезди са други светове, разположени в безкрайното пространство.

Обяснение на астрономическите явления и природата на небесните тела

Класическият период се характеризира с широко разпространени спекулации относно природата на небесните тела. Анаксагор от Клазомен (5 век пр. н. е.) пръв предполага, че Луната свети от отразената светлина на Слънцето и на тази основа за първи път в историята дава правилно обяснение за природата на лунните фази и слънчевата и лунни затъмнения. Анаксагор смята, че слънцето е гигантски камък (с размерите на Пелопонес), нагрят от триене с въздуха (за което философът е почти подложен на смъртно наказание, тъй като тази хипотеза се счита за противоречаща на държавната религия). Емпедокъл вярва, че Слънцето не е самостоятелен обект, а отражение в небето на Земята, осветено от небесен огън. Питагореецът Филолай вярва, че Слънцето е прозрачно сферично тяло, светещо, защото пречупва светлината на небесния огън; това, което виждаме като дневна светлина, е изображението, получено в земната атмосфера. Някои философи (Парменид, Емпедокъл) смятат, че яркостта на дневното небе се дължи на факта, че небето се състои от две полукълба, светло и тъмно, чийто период на обикаляне около Земята е ден, точно както периода на революция на Слънцето. Аристотел смята, че радиацията, която получаваме от небесните тела, се генерира не от самите тях, а от нагрятия от тях въздух (част от подлунния свят).

Кометите привлякоха голямо внимание от гръцките учени. Питагорейците ги смятали за вид планета. На същото мнение е и Хипократ от Хиос, който също смята, че опашката не принадлежи на самата комета, а понякога се придобива по време на нейните скитания в космоса. Тези мнения са отхвърлени от Аристотел, който смята кометите (като метеорите) за възпламеняване на въздуха в горната част на подлунния свят. Причината за тези запалвания се крие в разнородността на въздуха около Земята, наличието в него на силно запалими включвания, които пламват поради преноса на топлина от етера, въртящ се над подлунния свят.

Според Аристотел, Млечният път има същата природа; единствената разлика е, че в случай на комети и метеори сиянието възниква поради нагряването на въздуха от една конкретна звезда, докато Млечният път възниква поради нагряването на въздуха от цялата надлунна област. Някои питагорейци, заедно с Енопид от Хиос, смятаха Млечния път за изгорен път, по който някога се въртеше Слънцето. Анаксагор вярваше, че Млечният път е привидно струпване на звезди, разположено на мястото, където земната сянка пада върху небесния свод. Абсолютно правилната гледна точка беше изразена от Демокрит, който вярваше, че Млечният път е комбинираното сияние на много близки звезди.

Математическа астрономия

Основното постижение на математическата астрономия от разглеждания период е концепцията за небесната сфера. Вероятно първоначално това е чисто спекулативна идея, основана на естетически съображения. Но по-късно се разбра, че явленията изгрев и залез, техните кулминации, всъщност се случват по такъв начин, сякаш звездите са здраво прикрепени към сферична твърд, въртяща се около ос, наклонена към земната повърхност. По този начин бяха естествено обяснени основните характеристики на движението на звездите: всяка звезда винаги изгрява в една и съща точка на хоризонта, различни звезди преминават по различни дъги по небето едновременно и колкото по-близо е звездата до небесата, полюс, толкова по-малка е дъгата, която преминава за едно и също време. Необходим етап от работата по създаването на тази теория беше осъзнаването, че размерът на Земята е неизмеримо малък в сравнение с размера на небесната сфера, което направи възможно пренебрегването на ежедневните паралакси на звездите. Имената на хората, извършили тази най-важна интелектуална революция, не са достигнали до нас; най-вероятно са принадлежали към питагорейската школа. Най-ранният запазен наръчник по сферична астрономия е този на Автолик от Питана (ок. 310 г. пр.н.е.). Там беше доказано по-специално, че точки от въртяща се сфера, които не лежат на нейната ос, с равномерно въртене описват успоредни окръжности, перпендикулярни на оста, и за еднакво време всички точки на повърхността описват подобни дъги.

На другите най-важното постижениематематическата астрономия на класическа Гърция е въвеждането на концепцията за еклиптиката - голям кръг, наклонен спрямо небесния екватор, по който Слънцето се движи сред звездите. Тази идея вероятно е въведена от известния геометър Оенопид от Хиос, който също прави първия опит да измери наклона на еклиптиката спрямо екватора (24°).

Система от четири концентрични сфери, използвани за моделиране на движението на планетите в теорията на Евдокс. Числата показват сферите, отговорни за дневното въртене на небето (1), за движението по еклиптиката (2), за ретроградните движения на планетата (3 и 4). T - Земя, пунктираната линия представлява еклиптиката (екватора на втората сфера).

Древногръцките астрономи основават своите геометрични теории за движението на небесните тела на следния принцип: движението на всяка планета, Слънцето и Луната е комбинация от равномерни кръгови движения. Този принцип, предложен от Платон или дори от питагорейците, идва от идеята за небесните тела като божества, които могат да се характеризират само с най-съвършения тип движение - равномерно движение в кръг. Смята се, че първата теория за движението на небесните тела, основана на този принцип, е предложена от Евдокс от Книд. Това беше теорията за хомоцентричните сфери - вид геоцентрична система на света, в която небесните тела се считат за здраво свързани към комбинация от твърди сфери, закрепени заедно с общ център. Тази теория е подобрена от Калип от Кизик и Аристотел я прави основа на своята космологична система. Впоследствие теорията за хомоцентричните сфери е изоставена, тъй като приема постоянни разстояния от светилата до Земята (всяко от светилата се движи по сфера, чийто център съвпада с центъра на Земята). Но до края на класическия период вече са натрупани значителни доказателства, че разстоянията на небесните тела от Земята действително се променят: значителни промени в яркостта на някои планети, променливостта на ъгловия диаметър на Луната и наличие на пълни и пръстеновидни слънчеви затъмнения, наред с пълните.

Елинистически период (III-II век пр.н.е.)

Най-важната организираща роля в науката от този период играят Александрийската библиотека и Музеонът. Въпреки че в началото на елинистическия период възникват две нови философски школи, стоиците и епикурейците, научната астрономия вече е достигнала ниво, което й позволява да се развива практически без влияние на някои философски доктрини (възможно е обаче религиозните предразсъдъци, свързани с философията на стоицизма, има отрицателно въздействие върху разпространението на хелиоцентричната система: вижте примера на Клеант по-долу).

Астрономията става точна наука. Най-важните задачи на астрономите са: (1) установяване на мащаба на света въз основа на теореми на геометрията и данни от астрономически наблюдения, а също и (2) изграждане на геометрични теории за движението на небесните тела с предсказваща сила. Високо нивопостигнато по метода на астрономическите наблюдения. Обединяването на древния свят от Александър Велики прави възможно обогатяването на астрономията на Гърция благодарение на постиженията на вавилонските астрономи. В същото време се задълбочава не толкова очевидната в предходния период пропаст между целите на астрономията и физиката.

През по-голямата част от елинистическия период гърците не са проследили влиянието на астрологията върху развитието на астрономията.

Източници

Шест произведения на астрономи от този период са достигнали до нас:

Постиженията от този период формират основата на два елементарни учебника по астрономия, Гемин (1 век пр. н. е.) и Клеомед (живот неизвестен, най-вероятно между 1 век пр. н. е. и 2 век сл. н. е.), известен като Въведение във феномените. Клавдий Птолемей говори за трудовете на Хипарх в своя фундаментален труд - Алмагест (2-ра половина на 2-ри век от н.е.). Освен това, различни аспектиАстрономията и космологията от елинистическия период са разгледани в редица коментари от по-късни периоди.

Философска основа на астрономията

Елинистическият период е белязан от появата на нови философски школи, две от които (епикурейци и стоици) изиграват значителна роля в развитието на космологията.

За да подобрят календара, учените от елинистическата епоха са направили наблюдения на слънцестоенията и равноденствията: продължителността на тропическата година е равна на интервала от време между две слънцестоения или равноденствия, разделен на общия брой години. Те разбират, че колкото по-голям е интервалът между използваните събития, толкова по-висока е точността на изчислението. Наблюдения от този вид са извършени по-специално от Аристарх от Самос, Архимед от Сиракуза, Хипарх от Никея и редица други астрономи, чиито имена са неизвестни.

Откриването на прецесията обаче обикновено се приписва на Хипарх, който показва движението на равноденствията между звездите в резултат на сравняване на координатите на някои звезди, измерени от Тимохарис и него. Според Хипарх ъгловата скорост на движение на точките на равноденствие е 1° на век. Същата стойност следва от стойностите на звездната и тропическата година според Аристарх, възстановени от ръкописите на Ватикана (всъщност стойността на прецесията е 1 ° за 72 години).

През втората половина на 3 век пр.н.е. д. Александрийските астрономи също направиха наблюдения на позициите на планетите. Сред тях са Тимохарис и астрономи, чиито имена не са ни известни (всичко, което знаем за тях е, че са използвали зодиакалния календар на Дионисий, за да датираме своите наблюдения). СтимулиАлександрийските наблюдения не са напълно ясни.

За да се определи географската ширина, в различни градове по време на слънцестоенето са извършвани наблюдения на височината на Слънцето. В този случай беше постигната точност от порядъка на няколко дъгови минути, максималната постижима с просто око. За определяне на географската дължина са използвани наблюдения на лунни затъмнения (разликата в географската дължина между две точки е равна на разликата в местното време, когато е настъпило затъмнението).

Екваториален пръстен.

Астрономически инструменти.Вероятно за наблюдение на положението на нощните светила е използван диоптър, а за наблюдение на Слънцето - обеден кръг; използването на астролабия (чието изобретяване понякога се приписва на Хипарх) и армиларната сфера също са много вероятни. Според Птолемей Хипарх е използвал екваториалния пръстен, за да определи моментите на равноденствията.

Космология

Получила подкрепа от стоиците, геоцентричната световна система продължава да бъде основната космологична система през елинистическия период. Труд по сферична астрономия, написан от Евклид в началото на 3 век пр.н.е. д., също се основава на геоцентрична гледна точка. Но през първата половина на този век Аристарх от Самос предлага алтернативна, хелиоцентрична световна система, според която

• Слънцето и звездите са неподвижни,
• Слънцето се намира в центъра на света,
• Земята се върти около Слънцето за една година и около оста си за един ден.

Въз основа на хелиоцентричната система и ненаблюдаемостта на годишните паралакси на звездите, Аристарх прави пионерското заключение, че разстоянието от Земята до Слънцето е незначително в сравнение с разстоянието от Слънцето до звездите. Това заключение е дадено с достатъчна степен на симпатия от Архимед в неговия труд Смятане на песъчинки(един от основните източници на нашата информация за хипотезата на Аристарх), което може да се счита за косвено признание на хелиоцентричната космология от сиракузкия учен. Може би в другите си творби Архимед развива различен модел на структурата на Вселената, в който Меркурий и Венера, както и Марс, се въртят около Слънцето, което от своя страна се движи около Земята (докато пътят на Марс около Слънцето покрива Земята).

Повечето историци на науката смятат, че хелиоцентричната хипотеза не е получила значителна подкрепа от съвременниците на Аристарх и по-късните астрономи. Някои изследователи обаче предоставят редица косвени доказателства за широко разпространената подкрепа на хелиоцентризма от древните астрономи. Известно е обаче името само на един привърженик на хелиоцентричната система: вавилонският Селевк, 1-ва половина на 2-ри век пр.н.е. д.

Има причина да се смята, че други астрономи също са направили оценки на разстоянията до небесните тела въз основа на ненаблюдаемостта на техните ежедневни паралакси; Трябва да се припомни и заключението на Аристарх за огромното разстояние на звездите, направено въз основа на хелиоцентричната система и ненаблюдаемостта на годишните паралакси на звездите.

Аполоний от Перга и Архимед също са участвали в определянето на разстоянията до небесните тела, но нищо не се знае за използваните от тях методи. Един скорошен опит за реконструкция на работата на Архимед заключава, че изчисленото му разстояние до Луната е около 62 земни радиуса и доста точно измерва относителните разстояния от Слънцето до планетите Меркурий, Венера и Марс (въз основа на модел, в който тези планети обикалят в орбита Слънцето и с него - около Земята).

Към това трябва да се добави определението на Ератостен за радиуса на Земята. За тази цел той измерва зенитното разстояние на Слънцето по обяд на лятното слънцестоене в Александрия, като получава резултат от 1/50 от пълен кръг. Освен това Ератостен знае, че в град Сиена на този ден слънцето е точно в зенита си, тоест Сиена е в тропиците. Вярвайки, че тези градове лежат точно на един и същи меридиан и приемайки разстоянието между тях равно на 5000 стадия, а също така считайки, че лъчите на Слънцето са успоредни, Ератостен получава дължината на земната обиколка, равна на 250 000 стадия. Впоследствие Ератостен увеличава тази стойност до стойност от 252 000 стадия, по-удобна за практически изчисления. Точността на резултата на Ератостен е трудна за оценка, тъй като размерът на използваната от него сцена е неизвестен. В мнозинството съвременни произведенияВисочината на Ератостен се приема за 157,5 метра или 185 метра. Тогава неговият резултат за дължината на земната обиколка, преведен в съвременни мерни единици, ще бъде равен съответно на 39 690 км (само с 0,7% по-малко от истинската стойност) или 46 620 км (17% повече от истинската стойност) .

Теории за движението на небесните тела

През разглеждания период се създават нови геометрични теории за движението на Слънцето, Луната и планетите, които се основават на принципа, че движението на всички небесни тела е комбинация от равномерни кръгови движения. Този принцип обаче не се появи под формата на теория за хомоцентричните сфери, както в науката от предишния период, а под формата на теория за епициклите, според която самото светило извършва равномерно движение в малък кръг ( епицикъл), чийто център се движи равномерно около Земята в голям кръг (деферент). Смята се, че основите на тази теория са положени от Аполоний от Перга, живял в края на 3-ти - началото на 2-ри век пр.н.е. д.

Редица теории за движението на Слънцето и Луната са разработени от Хипарх. Според неговата теория за Слънцето периодите на движение по епицикъла и деферента са еднакви и равни на една година, посоките им са противоположни, в резултат на което Слънцето равномерно описва кръг (ексцентър) в пространството, центърът от които не съвпада с центъра на Земята. Това позволи да се обясни неравномерността на видимото движение на Слънцето по еклиптиката. Параметрите на теорията (отношението на разстоянията между центровете на Земята и ексцентрика, посоката на апсидалната линия) са определени от наблюдения. Подобна теория е създадена и за Луната, но при предположението, че скоростите на движение на Луната по деферента и епицикъла не съвпадат. Тези теории направиха възможно предсказването на затъмненията с точност, непостижима за по-ранните астрономи.

Други астрономи са се занимавали със създаването на теории за движението на планетите. Трудността беше, че имаше два вида нередности в движението на планетите:

• неравенство спрямо Слънцето: за външните планети - наличие на ретроградни движения, когато планетата се наблюдава близо до опозиция на Слънцето; за вътрешните планети - ретроградни движения и "привързването" на тези планети към Слънцето;
• зодиакално неравенство: зависимост на величината на дъгите на движенията назад и разстоянията между дъгите от зодиакалния знак.

За да обяснят тези неравенства, астрономите от елинистическата епоха са използвали комбинация от движения в ексцентрични кръгове и епицикли. Тези опити бяха критикувани от Хипарх, който обаче не предложи никаква алтернатива, ограничавайки се до систематизиране на данните от наблюденията, налични по негово време.

Правоъгълният триъгълник на Аристарх: относителните позиции на Слънцето, Луната и Земята по време на квадрат

Основните успехи в развитието на математическия апарат на елинистическата астрономия са свързани с развитието на тригонометрията. Необходимостта от разработване на тригонометрия в равнина беше свързана с необходимостта от решаване на два вида астрономически проблеми:

• Определяне на разстоянията до небесните тела (започвайки поне от Аристарх от Самос, който се занимава с проблема за определяне на разстоянията и размерите на Слънцето и Луната),
• Определяне на параметрите на системата от епицикли и/или ексцентрици, представящи движението на светилото в пространството (според разпространеното мнение този проблем е формулиран и решен за първи път от Хипарх при определяне на елементите на орбитите на Слънцето и Луната; може би астрономите от по-ранни времена са се занимавали с подобни проблеми, но техните резултати не са достигнали до нас).

И в двата случая астрономите трябваше да изчислят страните на правоъгълни триъгълници, като се имат предвид известните стойности на две от неговите страни и един от ъглите (определени въз основа на данни от астрономически наблюдения на земната повърхност). Първият достигнал до нас труд, в който е поставен и решен този математически проблем, е трактатът на Аристарх от Самос За величините и разстоянията на Слънцето и Луната. В правоъгълен триъгълник, образуван от Слънцето, Луната и Земята по време на квадратура, беше необходимо да се изчисли стойността на хипотенузата (разстоянието от Земята до Слънцето) през крака (разстоянието от Земята до Луната) с известна стойност на включени ъгъл (87°), което е еквивалентно на изчисляване на стойността на sin 3°. Според Аристарх тази стойност е в диапазона от 1/20 до 1/18. По пътя той доказа, казано със съвременни термини, неравенството (също съдържащо се в Броене на песъчинкиАрхимед).

Историците не са постигнали консенсус относно степента, в която астрономите от елинистическия период са развили геометрията на небесната сфера. Някои изследователи твърдят, че поне още по времето на Хипарх еклиптичната или екваториалната координатна система е била използвана за записване на резултатите от астрономическите наблюдения. Възможно е по това време да са били известни и някои теореми на сферичната тригонометрия, които биха могли да се използват за съставяне на звездни каталози и в геодезията.

Работата на Хипарх също съдържа признаци на познаване на стереографската проекция, използвана при изграждането на астролабии. Откриването на стереографската проекция се приписва на Аполоний от Перга; във всеки случай той доказа важна теорема, която стои в основата му.

Период на упадък (1 век пр. н. е. - 1 век сл. н. е.)

През този период активността в областта на астрономическата наука е близка до нулата, но астрологията, дошла от Вавилон, е в пълен разцвет. Както свидетелстват множество папируси на елинистически Египет от този период, хороскопите са били съставени не на базата на геометрични теории, разработени от гръцките астрономи от предходния период, а на базата на много по-примитивните аритметични схеми на вавилонските астрономи. През II век. пр.н.е. Възниква синтетична доктрина, която включва вавилонската астрология, физиката на Аристотел и стоическата доктрина за симпатичната връзка на всички неща, разработена от Посидоний от Апамея. Част от него беше идеята за обусловеността на земните явления от въртенето на небесните сфери: тъй като „подлунният“ свят е постоянно в състояние на вечно ставане, докато „надлунният“ свят е в непроменливо състояние, вторият е източникът на всички промени, настъпващи в първия.

Въпреки липсата на развитие на науката, значителна деградация също не настъпва, както свидетелстват добрите учебници, достигнали до нас Въведение във феноменитеДжемина (1 век пр.н.е.) и СфериТеодосий от Витиния (2 или 1 век пр.н.е.). Последният е междинен по ниво между подобни произведения на ранни автори (Автоликус и Евклид) и по-късния трактат „Сфериката“ на Менелай (1 век сл. Хр.). Освен това до нас са достигнали още две малки произведения на Теодосий: Относно жилищата, който предоставя описание на звездното небе от гледна точка на наблюдатели, разположени на различни географски ширини, и За дните и нощите, където се разглежда движението на Слънцето по еклиптиката. Запазена е и технологията, свързана с астрономията, на базата на която е създаден механизмът от Антикитера – калкулатор на астрономически явления, създаден през 1 век пр.н.е. д.

Имперски период (2-ри-5-ти век от н.е.)

Астрономията постепенно се възражда, но със забележим примес на астрология. През този период са създадени редица обобщаващи астрономически трудове. Нов разцвет обаче бързо отстъпва място на стагнация и след това нова криза, този път още по-дълбока, свързана с общия упадък на културата по време на разпадането на Римската империя, както и с радикална ревизия на ценностите древна цивилизация, произведени от ранното християнство.

Източници

Въпросите на астрономията също се обсъждат в редица коментари, написани през този период (автори: Теон от Смирна, 2 век сл. н. е., Симплиций, 5 век сл. н. е., Цензорин, 3 век сл. н. е., Пап Александрийски, III или IV век сл. н. е., Теон от Александрия, IV век сл. н. е., Прокъл, V век сл. н. е. Някои астрономически въпроси се обсъждат и в трудовете на енциклопедиста Плиний Стари, философите Цицерон, Сенека, Лукреций, архитекта Витрувий, географа Страбон, астролозите Манилий и Ветиус Валент, механика Херон от Александрия и теолога Синесий от Кирена.

Практическа астрономия

Triquetrum на Клавдий Птолемей (от книга от 1544 г.)

Задачата на планетарните наблюдения за разглеждания период е да осигурят числен материал за теориите за движението на планетите, Слънцето и Луната. За тази цел Менелай от Александрия, Клавдий Птолемей и други астрономи правят своите наблюдения (има напрегнат дебат относно автентичността на наблюденията на Птолемей). В случая със Слънцето основните усилия на астрономите все още бяха насочени към точно записване на моментите на равноденствието и слънцестоенето. При Луната са наблюдавани затъмнения (записан е точният момент на най-голямата фаза и положението на Луната сред звездите), както и моменти на квадратури. За вътрешните планети (Меркурий и Венера) основният интерес бяха най-големите удължения, когато тези планети са на най-голямото ъглово разстояние от Слънцето. За външните планети беше поставен специален акцент върху записването на моментите на противопоставяне със Слънцето и наблюдението им в междинни времена, както и върху изучаването на техните ретроградни движения. Астрономите също получиха голямо внимание от такива редки явления като съвпади на планети с Луната, звезди и една с друга.

Извършени са и наблюдения на координатите на звездите. Птолемей предоставя звезден каталог в Алмагест, където според него той е наблюдавал всяка звезда независимо. Възможно е обаче този каталог да е почти изцяло каталогът на Хипарх с преизчислени звездни координати поради прецесия.

Последните астрономически наблюдения в древността са извършени в края на 5 век от Прокъл и неговите ученици Хелиодор и Амоний.

Математически апарат на астрономията

Развитието на тригонометрията продължи. Менелай от Александрия (около 100 г. сл. Хр.) написва монография Сфери V три книги. В първата книга той излага теория за сферичните триъгълници, подобна на теорията на Евклид за равнинните триъгълници, изложена в книга I започна. Освен това Менелай доказва теорема, за която няма евклидов аналог: два сферични триъгълника са конгруентни (съвместими), ако съответните ъгли са равни. Друга негова теорема гласи, че сборът от ъглите на сферичен триъгълник винаги е по-голям от 180°. Втора книга Сфериочертава приложението на сферичната геометрия в астрономията. Третата книга съдържа "Теоремата на Менелай", известна още като "правилото на шестте количества".

Най-значимата тригонометрична работа на древността е тази на Птолемей Алмагест. Книгата съдържа нови таблици с акорди. За да изчисля техните хорди, използвах (в глава X) теоремата на Птолемей (известна обаче на Архимед), която гласи: сборът от произведенията на дължините на противоположните страни на изпъкнал четириъгълник, вписан в окръжност, е равен на произведението от дължините на неговите диагонали. От тази теорема е лесно да се изведат две формули за синуса и косинуса на сбора от ъгли и още две за синуса и косинуса на разликата в ъглите. По-късно Птолемей дава аналог на формулата за синус от половин ъгъл за акорди.

Параметрите на планетарното движение по епициклите и деферентите са определени от наблюдения (въпреки че все още не е ясно дали тези наблюдения са фалшифицирани). Точността на модела на Птолемей е: за Сатурн - около 1/2°, Юпитер - около 10", Марс - над 1°, Венера и особено Меркурий - до няколко градуса.

Космология и физика на небето

В теорията на Птолемей се приема следният ред на светилата с увеличаване на разстоянието от Земята: Луна, Меркурий, Венера, Слънце, Марс, Юпитер, Сатурн, неподвижни звезди. В същото време средното разстояние от Земята се увеличава с увеличаване на периода на въртене сред звездите; проблемът с Меркурий и Венера, за които този период е равен на слънчевия, все още остава нерешен (Птолемей не предоставя достатъчно убедителни аргументи защо поставя тези проблеми „под“ Слънцето, просто се позовава на мнението на учените повече ранен период). Смята се, че всички звезди са върху една и съща сфера - сферата на неподвижните звезди. За да обясни прецесията, той беше принуден да добави още една сфера, която се намира над сферата на неподвижните звезди.

Епицикъл и деферент според теорията на вложените сфери.

В теорията на епициклите, включително тази на Птолемей, разстоянието от планетите до Земята варира. Физическата картина, която може да се крие зад тази теория, е описана от Теон от Смирна (края на 1-ви - началото на 2-ри век от н.е.) в произведение, достигнало до нас Математически концепции, полезни за четене на Платон. Това е теорията на вложените сфери, чиито основни положения се свеждат до следното. Нека си представим две направени от твърд материалконцентрични сфери с малка сфера, поставена между тях. Средноаритметичното на радиусите на големите сфери е радиусът на деферента, а радиусът на малката сфера е радиусът на епицикъла. Завъртането на двете големи сфери ще накара малката сфера да се върти между тях. Ако поставите планета на екватора на малка сфера, тогава нейното движение ще бъде точно същото като в теорията на епициклите; по този начин епицикълът е екваторът на малката сфера.

Птолемей също се придържа към тази теория, с някои модификации. Описано е в неговия труд Планетарни хипотези. Там се отбелязва по-специално, че максималното разстояние до всяка от планетите е равно на минималното разстояние до планетата след нея, т.е. максималното разстояние до Луната е равно на минималното разстояние до Меркурий и т.н. Птолемей успя да оцени максималното разстояние до Луната, използвайки метода, подобен на метода на Аристарх: 64 земни радиуса. Това му даде мащаба на цялата вселена. В резултат на това се оказа, че звездите се намират на разстояние от около 20 хиляди радиуса на Земята. Птолемей също направи опит да оцени размерите на планетите. В резултат на случайна компенсация на редица грешки Земята се оказа средното по размер тяло на Вселената, а звездите бяха приблизително със същия размер като Слънцето.

Според Птолемей съвкупността от етерни сфери, принадлежащи на всяка от планетите, е разумно одушевено същество, където самата планета действа като мозъчен център; импулсите (еманациите), излъчвани от него, задвижват сферите, които от своя страна транспортират планетата. Птолемей дава следната аналогия: мозъкът на птица изпраща сигнали към тялото й, които карат крилата да се движат, носейки птицата във въздуха. В същото време Птолемей отхвърля гледната точка на Аристотел за първодвигателя като причина за движението на планетите: небесните сфери се движат по собствена воля и само най-външната от тях се задвижва от първодвигателя.

В късната античност (започвайки от 2 век сл. н. е.) се наблюдава значително нарастване на влиянието на физиката на Аристотел. Редица коментари са съставени върху произведенията на Аристотел (Созиген, 2 век от н. е., Александър от Афродизиас, края на 2 - началото на 3 век от н. е., Симплиций, 6 век). Наблюдава се съживяване на интереса към теорията за хомоцентричните сфери и опити за съчетаване на теорията за епициклите с Аристотелова физика. В същото време някои философи са изразили доста критично отношениекъм едни или други постулати на Аристотел, особено към мнението му за съществуването на пети елемент - етер (Ксенарх, 1 в. от н. е., Прокъл Диадох, 5 в., Йоан Филопон, 6 в.). Прокъл също прави редица критични забележки относно теорията за епициклите.

Развиват се и възгледи отвъд геоцентризма. Така Птолемей обсъжда с някои учени (без да ги назовава по име), които приемат ежедневното въртене на Земята. Латински автор от 5 век. н. д. Марциан Капела в композиция Бракът на Меркурий и филологиятаописва система, в която Слънцето обикаля около Земята, а Меркурий и Венера обикалят около Слънцето.

И накрая, писанията на редица автори от онази епоха описват идеи, които предшестват идеите на съвременните учени. Така един от участниците в диалога на Плутарх За лицето, което се вижда на диска на Лунатазаявява, че Луната не пада на Земята поради действието на центробежна сила (както предмети, поставени в прашка), „в края на краищата всеки обект се отнася от естественото си движение, освен ако не бъде отклонен настрани от някое друго сила.” В същия диалог се отбелязва, че гравитацията е характерна не само за Земята, но и за небесните тела, включително Слънцето. Мотивът може да бъде аналогия между формата на небесните тела и Земята: всички тези обекти имат формата на топка и тъй като сферичността на Земята е свързана със собствената й гравитация, логично е да се предположи, че сферичността на други тела във Вселената е свързано със същата причина.

Аристарх (ок. 310-250 г. - 3 в. пр. н. е.) е роден на остров Самос. Той е ученик на физика Стратон от Лампсак. Неговият учител принадлежи към школата на Аристотел и в края на живота му дори оглавява Лицея. Той е един от основателите на прочутата Александрийска библиотека и Мусейона, главният научен център на късната античност. Очевидно тук, сред първото поколение учени в Александрия, е учил и работил Аристарх.

Всичко това обаче не обяснява личността на Аристарх, който изглежда напълно извън епохата си. Преди него теориите за небето са били конструирани чисто спекулативно, въз основа на философски аргументи. Не можеше да бъде другояче, тъй като небето се смяташе за свят на идеалното, вечното, божественото. Аристарх се опитва да определи разстоянията до небесните тела с помощта на наблюдения. Когато успя, той направи втората стъпка, за която нито съвременниците му, нито учените много векове по-късно бяха готови.

Как Аристарх решава първия проблем е известно със сигурност. Единствената му оцеляла книга „За размерите на Слънцето и Луната и разстоянията до тях” е посветена именно на този проблем. Първо, Аристарх определи колко пъти Слънцето е по-далеч от Луната. За да направи това, той измери ъгъла между Луната, която беше в своята четвърт фаза, и Слънцето (това може да се направи при залез или изгрев, когато Луната понякога се вижда едновременно с него). Ако, според Аристарх, „Луната ни изглежда като разполовена“, ъгълът, който има Луната като връх, е прав. Аристарх измерва ъгъла между Луната и Слънцето, на върха на който се намира Земята. Той се оказа равен на 87° (всъщност 89° 5 2"). В правоъгълен триъгълник с този ъгъл хипотенузата (разстоянието от Земята до Слънцето) е 19 пъти по-дълго от катета (разстоянието до Луна). За тези, които познават тригонометрията, отбелязваме, че 1/ 19 до cos 87° - Слънцето е 19 пъти по-далече от Луната - Аристарх спря.

Всъщност Слънцето е 400 пъти по-далеч, но с тогавашните инструменти е невъзможно да се намери точната стойност. Аристарх знаеше, че видимите дискове на Слънцето и Луната са приблизително еднакви. Самият той наблюдава слънчево затъмнение, когато дискът на Луната напълно покрива диска на Слънцето. Но ако видимите дискове са равни и разстоянието до Слънцето е 19 пъти по-голямо от разстоянието до Луната, тогава диаметърът на Слънцето е 19 пъти по-голям от диаметъра на Луната. Сега остава основното: да сравним Слънцето и Луната със самата Земя. Върхът на научната смелост тогава беше идеята, че Слънцето е много голямо, може би дори почти колкото цяла Гърция. Наблюдавайки лунните затъмнения, когато Луната преминава през сянката на Земята, Аристарх установява, че диаметърът на Луната е половината от размера на сянката на Земята. Използвайки доста гениални разсъждения, той доказа, че Луната е 3 пъти по-малка от Земята. Но Слънцето е 19 пъти по-голямо от Луната, което означава, че диаметърът му е 6 s още веднъжповече, отколкото на Земята (всъщност 109 пъти). Основното нещо в работата на Аристарх не беше резултатът, а самият факт на завършване, което доказа, че недостъпният свят на небесните тела може да бъде познат чрез измервания и изчисления.

Очевидно всичко това е подтикнало Аристарх към голямото му откритие. Идеята му дойде до нас едва при преразказа на Архимед. Аристарх се досеща, че голямото Слънце не може да се върти около малката Земя. Само Луната се върти около Земята. Слънцето е центърът на Вселената. Около него се въртят и планетите. Тази теория се нарича хелиоцентрична. Аристарх обяснява смяната на деня и нощта на Земята с факта, че Земята се върти около оста си. Неговият хелиоцентричен модел обяснява много неща, като например забележимата промяна в яркостта на Марс. Съдейки по някои данни, Аристарх също предполага, че неговата теория естествено обяснява движението на планетите, подобно на примка, причинено от революцията на Земята около Слънцето.
Аристарх обмисля добре своите теории. Той взе предвид по-специално факта, че наблюдател на движеща се Земя трябва да забележи промяна в позициите на звездите - паралактично изместване. Аристарх обяснява привидната неподвижност на звездите с факта, че те са много далеч от Земята и нейната орбита е безкрайно малка в сравнение с това разстояние. Теорията на Аристарх не може да бъде приета от неговите съвременници. Твърде много трябваше да се промени. Беше невъзможно да повярваме, че опората ни не е в покой, а се върти и се движи, и да осъзнаем всички последствия от факта, че Земята също небесно тяло, подобно на Венера или Марс. Всъщност в този случай хилядолетната идея за Небето, величествено гледаща към земния свят, би се сринала.
Съвременниците на Аристарх отхвърлят хелиоцентризма. Той е обвинен в богохулство и е изгонен от Александрия. Няколко века по-късно Клавдий Птолемей ще открие убедителни теоретични аргументи, опровергаващи движението на Земята. Ще е необходима смяна на епохите, за да влезе хелиоцентризмът в съзнанието на хората.

Аристарх сравнява разстоянията до Слънцето и Луната

Платон твърди, че Слънцето е точно два пъти по-далеч от Земята, отколкото Луната. „Да видим дали е така“, помисли Аристарх и нарисува триъгълник.

Наблюдател, който гледа от Земята Tкъм Слънцето и Луната. Луна във фаза първа четвърт. Това се случва, когато ъгълът TLSправ. Според Платон, Т.С. = 2TL, което означава ъгълът TLS= 60°. Но това не може да бъде, защото през фазата на първата четвърт Луната е отделена от Слънцето на приблизително 90°. Ами ако го измерите точно? Аристарх го пробва TLSпо време на първата четвърт и получи ъгъл от 87°.

ХИПАРХ

„Този ​​Хипарх, който не може да не заслужи достатъчна похвала... е доказал повече от всеки друг родството на човека със звездите и че нашите души са част от небето... Той реши задача, смела дори за

богове - да пренапише звездите за потомството и да преброи светилата... Той определи местата и блясъка на много звезди, за да може да се види дали изчезват, дали се появяват отново, дали се движат или променят блясъка си.

Той остави небето като наследство на своите потомци, ако има кой да приеме това наследство”, пише за това римският историк и естествоизпитател Плиний Стари. най-великият астрономДревна Гърция.

Годините на раждане и смърт на Хипарх са неизвестни. Известно е само, че той е роден в град Никея, в Мала Азия.

Хипарх прекарва по-голямата част от живота си (1b0 - 125 пр.н.е.) на остров Родос в Егейско море. Там той построи обсерватория.

От произведенията на Хипарх не е оцеляло почти нищо. Само едно от произведенията му е достигнало до нас - „Коментари за Арат и Евдокс“. Други загиват заедно с Александрийската библиотека. Съществува повече от три века – от края на 4 век. пр.н.е д. и до

47 пр.н.е д., когато войските на Юлий Цезар превземат Александрия и ограбват библиотеката. През 391 г. сл. н. е д. тълпа от християнски фанатици изгори повечето от ръкописите, оцелели по чудо след римското нашествие. Арабите довършиха пълното унищожение. Когато в

641 Войските на халиф Омар превземат Александрия, той нарежда всички ръкописи да бъдат изгорени. Само случайно скрити или копирани преди това ръкописи са оцелели и по-късно са попаднали в Багдад.
Хипарх се занимава със систематични наблюдения на небесните тела. Той беше първият, който въведе географска координатна мрежа от меридиани и паралели, което направи възможно определянето на географската ширина и дължина на дадено място на Земята по същия начин, както преди астрономите определяха звездните координати (деклинация и право изкачване) на въображаемо небесно пространство сфера.
Дългосрочните наблюдения на движението на дневната светлина позволяват на Хипарх да провери твърденията на Евктемон (5 в. пр. н. е.) и Калип (IV в. пр. н. е.), че астрономическите сезони имат различна продължителност. Те започват в деня и дори в момента на равноденствието или слънцестоенето: пролетта - от пролетното равноденствие, лятото - от лятното слънцестоене и т.н.
Хипарх открива, че пролетта продължава приблизително 94,5 дни, лятото - 92,5 дни, есента - 88 дни и накрая зимата продължава приблизително 90 дни. От това следва, че Слънцето се движи неравномерно по еклиптиката - по-бавно през лятото и по-бързо през зимата. Това трябваше да се координира по някакъв начин древни идеиза съвършенството на небесните движения: Слънцето трябва да се движи равномерно и в кръг.
Хипарх предполага, че Слънцето се върти около Земята равномерно и в кръг, но Земята е изместена спрямо центъра си. Хипарх нарича такава орбита ексцентрична, а големината на изместването на центровете (по отношение на радиуса) - ексцентричност. Той установи, че за да се обяснят различните дължини на сезоните, трябва да се вземе ексцентричността равна на 1/24. Точката от орбитата, в която Слънцето е най-близо до Земята, е наречена от Хипарх перигей, а най-отдалечената точка - кулминация. Нарича се линията, свързваща перигея и апогея апсидна линия(от гръцки "апсидос" - "свод", "арка").
През 133 пр.н.е. д. пламна в съзвездието Скорпион нова звезда. Според Плиний това събитие подтикна Хипарх да състави звезден каталог, за да запише промените в царството на „неподвижните звезди“. Той определя координатите на 850 звезди спрямо еклиптиката – еклиптична ширина и дължина. В същото време Хипарх също оценява яркостта на звездите, използвайки въведената от него концепция величина. Той определи звездна величина 1 на най-ярките звезди и величина 6 на най-слабите, едва видими.
Сравнявайки своите резултати с координатите на някои звезди, измерени от Аристил и Тимохарис (съвременници на Аристарх от Самос), Хипарх открива, че еклиптичните дължини се увеличават еднакво, но ширините не се променят. От това той заключи, че проблемът не е в движението на самите звезди, а в бавното изместване на небесния екватор.
Така Хипарх открива, че небесната сфера, освен ежедневното си движение, също се върти много бавно около полюса на еклиптиката спрямо екватора (точният период е 26 хиляди години). Той нарече това явление прецесия(преди равноденствията).

Хипарх установява, че равнината на лунната орбита около Земята е наклонена спрямо равнината на еклиптиката под ъгъл 5°. Следователно се променя не само еклиптичната ширина на Луната, но и нейната дължина. Лунна орбитасе пресича с равнината на еклиптиката в две точки – възли. Затъмнения могат да възникнат само ако Луната е в тези точки от орбитата си. След като наблюдава няколко лунни затъмнения през живота си (те се случват по време на пълнолуние), Хипарх определя, че синодичният месец (времето между две пълни луни) продължава 29 дни 12 часа 44 минути 2,5 секунди. Тази стойност е само с 0,5 s по-малка от истинската стойност.
Хипарх първи започва да използва широко древните наблюдения на вавилонските астрономи. Това му позволи много точно да определи продължителността на годината. В резултат на своите изследвания той се научи да предсказва лунни и слънчеви затъмнения с точност до един час. По пътя той състави първата тригонометрична таблица в историята, която даде стойностите на акордите, съответстващи на съвременните синуси.
Хипарх беше вторият след Аристарх, който намери разстоянието до Луната, като също така оцени разстоянието до Слънцето. Той знаел, че по време на слънчевото затъмнение от 129 г. пр.н.е. д. тя е завършена в района на Хелеспонт (съвременни Дарданели). В Александрия Луната покрива само 4/5 от слънчевия диаметър. С други думи, видимата позиция на Луната се различава в тези градове с 0,1°. Познавайки разстоянието между градовете, Хипарх лесно намира разстоянието до Луната, използвайки метода, въведен от Талес. Той изчисли, че разстоянието Земя-Луна е около 60 земни радиуса (резултат, много близък до действителния). Разстоянието между Земята и Слънцето според Хипарх е равно на 2 хиляди радиуса на Земята.
Хипарх открива, че наблюдаваните движения на планетите са много сложни и не могат да бъдат описани с прости геометрични модели. Тук той за първи път се сблъсква с проблем, който не може да реши. Само три века по-късно „небесното наследство“ на великия астроном беше прието от Птолемей, който успя да изгради световна система, съответстваща на наблюдателите.

КЛАВДИЙ ПТОЛЕМЕЙ. СЪЗДАТЕЛ НА ТЕОРИЯТА ЗА НЕБЕТО

„Нека никой, като гледа несъвършенството на нашите човешки изобретения, не смята предложените тук хипотези за твърде изкуствени. Не бива да сравняваме човешкото с божественото... Небесните явления не могат да се разглеждат от гледна точка на това, което наричаме просто и сложно. Все пак при нас всичко е произволно и променливо, но при небесните същества всичко е строго и неизменно.”

С тези думи последният от забележителните гръцки учени Клавдий Птолемей завършва своя астрономически трактат. Те сякаш обобщават резултатите от древната наука. Те отразяват нейните постижения и разочарования. Хилядолетие и половина - преди Коперник - те ще звучат в стените средновековни университетии се повтаря в трудовете на учените.
Клавдий Птолемей е живял и работил в Александрия, разположена в устието на Нил. Градът е основан от Александър Велики. В продължение на три века тук е била столица на държава, управлявана от царе от династията на Птолемеите - наследниците на Александър. През 30 пр.н.е. д. Египет е завладян от Рим и става част от Римската империя.
В Александрия са живели и работили много забележителни учени от древността: математиците Евклид, Ератостен, Аполоний от Перга, астрономите Аристил и Тимохарис. През 3 век. пр.н.е д. в града е основана известната Александрийска библиотека, където се намират всички основни научни и литературни произведениятази епоха - около 700 хиляди папирусни свитъка. Клавдий Птолемей също постоянно използва тази библиотека.
Той живееше в предградието на Александрия, Канопе, като се отдаде изцяло на науката. Астрономът Птолемей няма нищо общо с династията на Птолемеите, той просто е техен съименник. Точни годиниЖивотът му е неизвестен, но от косвени доказателства може да се установи, че вероятно е роден около 100 г. сл. Хр. д. и умира около 165 г. Но датите (и дори часовете) на неговите астрономически наблюдения, които той провежда в продължение на 15 години, са точно известни: от 127 до 141 г.
Птолемей си постави трудна задача: да изгради теория за видимото движение по небето на Слънцето, Луната и петте известни тогава планети. Точността на теорията би трябвало да позволи да се изчислят позициите на тези небесни тела спрямо звездите за много години напред и да се предвиди началото на слънчевите и лунните затъмнения.
За целта беше необходимо да се създаде основа за изчисляване на позициите на планетите - каталог на позициите на неподвижните звезди. Птолемей е имал на свое разположение такъв каталог, съставен два и половина века преди него от неговия изключителен предшественик, древногръцкия астроном Хипарх. В този каталог имаше около 850 звезди.
Птолемей построи специални гониометрични инструменти за наблюдение на позициите на звездите и планетите: астролабия, армиларна сфера, трикетраи някои други. С тяхна помощ той прави много наблюдения и разширява звездния каталог на Хипарх, като броят на звездите достига 1022.
Използвайки наблюденията на своите предшественици (от астрономите на древен Вавилон до Хипарх), както и собствените си наблюдения, Птолемей изгражда теория за движението на Слънцето, Луната и планетите. В тази теория се приемаше, че всички светила се движат около Земята, която е центърът на Вселената и има сферична форма. За да обясни сложната природа на планетарното движение, Птолемей трябваше да въведе комбинация от две или повече кръгови движения. В своята система за света около Земята съгл
голям кръг - към почитта(от латински deferens - "носещ") - не се движи самата планета, а центърът на някакъв друг кръг, наречен епицикъл(от гръцки „epi” - „горе”, „kyklos” - „кръг”), а планетата вече се върти по него. Всъщност движението по епицикъла е отражение на реалното движение на Земята около Слънцето. За по-точно възпроизвеждане на неравномерното движение на планетите, дори по-малки епицикли бяха монтирани на епицикъла.
Птолемей успя да избере такива размери и скорости на въртене на всички "колела" на своята Вселена, че описанието на планетарните движения достигна висока точност. Тази работа изискваше огромна математическа интуиция и огромно количество изчисления.
Той не беше напълно доволен от теорията си. Разстоянието от Земята до Луната варира значително (почти два пъти), което трябва да доведе до забележими промени в ъгловите размери на светилото; Силните флуктуации в яркостта на Марс и т.н. също не бяха ясни, но нито той, нито дори неговите последователи можеха да предложат нещо по-добро. Всички тези проблеми изглеждаха на Птолемей по-малко зло от „нелепо“ предположение за движението на Земята.

Всички астрономически изследвания на Птолемей бяха обобщени от него в основна работа, която той нарече „Мегалесинтаксис“ (Велика математическа конструкция). Но преписвачите на това произведение заменят думата "велик" с "най-велик" (magiste) и арабските учени започват да го наричат ​​"Al-Megiste", откъдето идва и по-късното му име - " Алмагест" Тази работа е написана около 150 г. сл. Хр. д. В продължение на 1500 години този труд на Клавдий Птолемей служи като основен учебник по астрономия за целия научен свят. Преведена е от гръцки на сирийски, средноперсийски, арабски, санскрит, латински, а в наши дни на почти всички европейски езици, включително руски.
След като създава Алмагест, Птолемей написва малък наръчник по астрология - Тетрабиблос (Четири книги), а след това и втората си най-важна работа - География. В него той дава описания на всички известни тогава държави и координатите (географска ширина и дължина) на много градове. „Географията“ на Птолемей също е преведена на много езици и вече в ерата на печатането преминава през повече от 40 издания.
Клавдий Птолемей също написа монография по оптика и книга по музикална теория („Хармония“). Ясно е, че той е много разностранен учен.
„Алмагест” и „География” се считат за едни от най-важните книги, създадени в цялата история на науката.

Армиларна сфера.

500 години след Аристотел, Клавдий Птолемей пише: „Има хора, които твърдят, че нищо не ни пречи да приемем, че... Земята се върти около оста си, от запад на изток, като прави едно завъртане на ден... Наистина, нищо за за по-голяма простота, въпреки че това не е така, не боли да го признаем, ако вземем предвид само видимите явления. Но тези хора не осъзнават... че Земята, поради своето въртене, ще има скорост, значително по-голяма от тези, които можем да наблюдаваме...
В резултат на това всички обекти, които не почиват на Земята, трябва да изглеждат подложени на същото движение в обратна посока; нито облаци, нито други летящи или витаещи обекти никога няма да бъдат видени да се движат на изток, тъй като движението на изток на Земята винаги ще ги изхвърля... в обратната посока.

Избирайки между движещата се и неподвижната Земя, Птолемей, базирайки се на физиката на Аристотел, избира неподвижната. По същата причина вероятно е приел геоцентричната система на света.

„Знам, че съм смъртен, знам, че дните ми са преброени, но когато в мислите си неуморно и алчно проследявам пътеките на звездите, тогава не докосвам земята с краката си: на пира на Зевс се наслаждавам; амброзия, храната на боговете.

(Клавдий Птолемей. „Алмагест.“)