Клавдий Птолемей

ПЛАН

Введение

1. Клавдий Птолемей

1.1 Первая книга Клавдия Птолемея

1.2 Вторая книга Клавдия Птолемея

1.3 Третья книга Клавдия Птолемея

1.4 Четвертая книга Клавдия Птолемея

1.5 Пятая книга Клавдия Птолемея

1.6 Шестая книга Клавдия Птолемея

1.7 Седьмая книга Клавдия Птолемея

1.8 Восьмая книга Клавдия Птолемея

2. Птолемей и Коперник

Список использованной литературы

Введение

Знаменитый александрийский астроном, математик и географ II века н. э. Клавдий Птолемей - одна из крупнейших фигур в истории науки эпохи позднего эллинизма. В истории же астрономии Птолемею не было равных на протяжении целого тысячелетия - от Гиппарха (II в. до н. э.) до Бируни (X-XI в. н. э.).

История довольно странным образом обошлась с личностью и трудами Птолемея. О его жизни и деятельности нет никаких упоминаний у историков той эпохи, когда он жил. Если, например, о его современнике римском естествоиспытателе и враче Галене известно, что он родился в Пергаме в 129 г. н. э. и умер около 201 г., то даже приблизительные даты рождения и смерти Птолемея неизвестны, как неизвестны и какие-либо факты его биографии.

Птолемею повезло в другом. Почти все его основные сочинения сохранились и были по достоинству оценены потомками, начиная от его младших современников (Веттий Валент и тот же Гален) и кончая астрономами наших дней. Основной труд Птолемея, широко известный ныне под названием «Альмагест», был переведен с греческого на сирийский, среднеперсидский (пехлеви), арабский, санскрит, латынь, а позднее - на французский, немецкий, английский и русский языки. Вплоть до начала XVII в. он был основным учебником астрономии.

С именем Птолемея обычно связывают так называемую «систему мира Птолемея», где в центре расположена Земля, а вокруг нее по круговым орбитам обращаются Луна, Меркурий, Венера, Солнце, Марс, Юпитер и Сатурн. При этом пять планет движутся не непосредственно вокруг Земли, а по малым кругам - эпициклам, центры которых обращаются вокруг Земли по другим кругам - деферентам.

Геоцентрическая система Птолемея противопоставляется гелиоцентрической системе Коперника, который совершил поистине революционный переворот, поставив в центр нашей планетной системы Солнце и низведя Землю до положения рядовой планеты, и якобы устранил эпициклы, показав, что они были нужны лишь для представления движения Земли вокруг Солнца.

Эта упрощенная схема, глубоко укоренившаяся среди многих лекторов, учителей, студентов и даже научных работников, на самом деле в лучшем случае неточна, а кое в чем ошибочна.

Те иллюстрации, которые изображают в книгах «систему Птолемея», это лишь грубые эскизы, отражающие только некоторые признаки его системы: центральное положение Земли и наличие деферентов и эпициклов. Но Земля у Птолемея не совпадала с центрами деферентов, а положение эпициклов и самих планет на них зависело от положения Солнца; в теории планетных движений Птолемея фигурировали и другие круги (эквант, эксцентр).

В «Альмагесте» Птолемей широко использует результаты наблюдений и построения своего великого предшественника Гиппарха (II в. до н. э.). Надо сказать, что и о жизни Гиппарха мы имеем не больше сведений, чем жизни Птолемея. Даты его рождения и смерти неизвестны. Известно, что он родился в городе Никее, в Вифинии, а большую часть своих наблюдений провел на острове Родос.

За последние 200 лет не раз возникал вопрос, какие наблюдения и результаты заимствованы Птолемеем у Гиппарха, а какие принадлежат самому Птолемею. Дело в том, что подлинные сочинения Гиппарха до нас не дошли (за исключением небольшого «Комментария к Арату»), и вопрос этот приходится решать косвенными путями. Практически все, что известно о работах Гиппарха узнали благодаря их изложению в «Альмагесте» Птолемея. То же можно сказать и о многих других наблюдениях и математических исследованиях древнегреческих и вавилонских астрономов. Благодаря этому «Альмагест» стал своеобразной энциклопедией астрономии древности.

Не случайно «Альмагест» был переведен за полтора тысячелетия на столько языков и служил учебником астрономии во многих странах мира. Каждый уважающий себя ученый Арабского Востока и Средней Азии считал своим долгом составлять комментарии к «Альмагесту». Некоторые из них подвергали те или иные положения Птолемея критике. Среди этих ученых назовем аль-Фергани (IX в.), Сабита ибн Корру (836 - 901), его внука Ибрагима ибн Синана (908 - 946), аль-Баттани (850 - 929), аль-Фараби (870 - 950), Абу-ль-Вафу (940 - 998), Ибн аль-Хайсама, он же Альхазен (965 - 1039), Бируни (973 - 1048), Насир ад-Дина ат-Туси (1201 - 1274). Этот список можно было бы значительно расширить.

Коперник и Кеплер в своих работах также исходили из построений Птолемея. Первый из них превратил геоцентрическую систему Птолемея в гелиоцентрическую, но сохранил принцип равномерного движения по кругам и широко использовал математический аппарат Птолемея. Второй, отказавшись от этого принципа, тем не менее использовал построения Птолемея, чтобы найти истинную форму планетных орбит.

Кроме «Альмагеста» Птолемей оставил ряд других сочинений, причем не только по астрономии, но и по математике, оптике, географии, музыке. Ему принадлежит разработка основ математической картографии и составление списка координат 8000 географических пунктов (определенных, правда, весьма приближенно).

У Птолемея не было (насколько известно) помощников и коллег. Неизвестно, был ли у него учитель и оставил ли он сам после себя учеников. Предшественник Птолемея Гиппарх жил и работал за 300 лет до него, а ученые Арабского Востока приняли от Птолемея своеобразную научную «эстафету» лишь семь веков спустя. По-видимому, своими успехами в области астрономии Птолемей во многом обязан знаменитой Александрийской библиотеке, которой он широко пользовался. Так стали ему известны труды Гиппарха (не дошедшие до нас), а также таких древнегреческих ученых, как Метон (V в. до н. э.), Евклид, Аристотель, Каллипп (IV в. до н. э.), Аристилл, Тимохарис, Архимед, Аристарх Самосский, Эратосфен (III в. до н. э.), Аполлоний Пергский (III - II вв. до н. э.). Птолемей широко использовал так же наблюдения астрономов Вавилона, не называя их, правда, по именам. Это в основном наблюдения лунных и солнечных затмений, а также некоторых других явлений (покрытий звезд Луною, соединений планет), проводившиеся вавилонскими астрономами начиная с III в. до н. э. Эти наблюдения послужили Птолемею для создания теории движения Луны, которой пользовались десятки поколений астрономов, моряков, путешественников.

Рассмотрим историческую обстановку, в которой пришлось жить и работать Птолемею, дадим краткий очерк развития астрономии в Вавилоне и в Древней Греции от Метона до Гиппарха (V - II вв. до н. э.), познакомимся с содержанием «Альмагеста» и с основными научными результатами, которые в нем освещаются.

1. Клавдий Птолемей

Клавдий Птолемей (Птолемей) (ок. 90 -- ок. 160) -- древнегреческий ученый. Разработал математическую теорию движения планет вокруг неподвижной Земли, позволявшую вычислить их положение на небе. Вместе с теорией движения Солнца и Луны она составила так называемую птолемееву систему мира.

Система Птолемея изложена в его главном труде «Альмагест» -- энциклопедии астрономических знаний древних. В «Альмагесте» приведены также сведения по прямолинейной и сферической тригонометрии, впервые дано решение ряда математических задач. В области оптики исследовал преломление и рефракцию света. В труде «География» Клавдий Птолемей дал свод географических сведений античного мира.

Клавдий Птолемей -- греческий геометр, астроном и физик. Жил и действовал в Александрии в первой половине II в. по Р. Хр. Дошедшие до нас произведения древнегреческой литературы не дают никаких сведений о жизни, житейских и ученых отношениях и даже о месте рождения Птолемея.

Важнейшим из учено-литературных произведений Клавдия Птолемея было его «Великое собрание» (mealh suntaxiV) более известное под именем «Алмагест». В этом сочинении, состоящем из 13 книг, содержится все, чем имя автора сделалось знаменитым в астрономии; и все главное из им сделанного в области математики, а именно -- тригонометрии. И то, и другое содержится соответственно в 9-ой и 11-ой главах первой книги сочинения, посвященного вообще изложению предварительных астрономических понятий и сведений, между которыми находятся: указание употребительных на небесной сфере кругов и координат и учения -- что все звезды имеют сферическое движениe, что Земля есть неподвижный шар, находящийся в центре вселенной; что Солнце, Луна и планеты, кроме общего движения, имеют еще и собственное, направленное противоположно первому, и проч.

Упрощение вычисления таблицы хорд (тригонометрия), позволившее Птолемею изложить в одной небольшой главе то, чему его предшественники посвящали обширные сочинения; это достигнуто принятием за основание этого вычисления названной по имени автора теоремы о произведении диагоналей вписанного в круг четырехугольника. К. Птолемей определяет хорды дуг в 11/2° и 3/4° и затем вычисляет по ним приближенно (с точностью до секунд или 3600-х долей) хорду дуги в 1° на основании найденной им теоремы, что отношение большей хорды к меньшей менее отношения стягиваемых ими дуг. Хорда эта оказалась равной 12/60° 5/3600°. В результате он получает таблицу хорд, соответствующих дугам в 0° -- 180°, разнящимся между собою на 1/2°. Для определения хорд промежуточных дуг он присоединяет к своей таблице столбец пропорциональных частей, называемых им шестидесятиричными (exhcostwn), и допускает в пределах 1/2° существование пропорциональности между изменениями дуг и соответственных хорд.

Клавдий Птолемей, подобно его предшественникам, начиная с Гипсикла, делит окружность на 360 равных частей, подразделяемых на половины, а диаметр на 120 частей, который делятся на 60-ые или первые части и 3600-ые или вторые. Названия этих частей в переводе на латинский язык, выраженные partes minutae primae и partes minutae secundae, перешли в минуты и секунды новейших языков. Родиной этих приемов подразделения окружности и диаметра была Халдея.

1.1 Первая книга Птолемея. Тригонометрия

Тригонометрия является, в посвященной ей главе, изложенной исключительно в интересах астрономии, вследствие чего главное место принадлежит здесь сферической тригонометрии, основные предложения которой, относящиеся к прямоугольному сферическому треугольнику, выведены с помощью известной теоремы Менелая (Менелай Александрийский (1-2 вв.) - древнегреческий математик и астроном. Труды по сферической геометрии и тригонометрии («Сферика», кн. 1-3)). Плоская тригонометрия изложена в самых незначительных размерах.

1.2 Вторая книга Клавдия Птолемея

Вторая книга Клавдия Птолемея «Альмагеста» занимается делением Земли на пояса, долготами дня и полуденными длинами тени по различным параллелям, а также явлениями восхода и захода.

1.3 Третья книга Клавдия Птолемея

Третья книга рассматривает продолжительность года (Кассии) с точностью до минут, а затем излагает Гиппархову теорию Солнца.

1.4 Четвертая книга Клавдия Птолемея

Четвертая книга посвящена определению продолжительности месяца и изложению теории движения Луны.

1.5 Пятая книга Клавдия Птолемея

Пятая -- занимается описанием устройства астролябии и мимоходом указаниями на произведенные при ее помощи новые измерения, которыми воспользовался автор с целью более точного изучения неравенств в движении Луны.

1.6 Шестая книга Клавдия Птолемея

Шестая книга Птолемея изучает соединения и противостояния Солнца и Луны вместе с условиями происхождения затмений; указывается возможность приближенного вычисления их наступления.

1.6 Седьмая книга Клавдия Птолемея

В 7-ой книге содержится статья о предварении равноденствий и древнейший из дошедших до нас звездных каталогов, восходящий, по всей вероятности, к Гиппарху. В нем описываются по порядку все известные грекам 48 созвездий (21 к северу от зодиака, 12 созвездий зодиака и 15 к югу от него), обнимающие в совокупности 1022 звезды, данные частью по их положению в фигуре созвездия, частью же по долготе, широте и видимой величине, не переходящей за шестую.

1.8 Восьмая книга Клавдия Птолемея

Книга 8-я посвящена обстоятельному описанию внешнего вида Млечного пути, который называется в ней галактическим кругом. Объяснением явления, им представляемого, она, однако же, не занимается.

Последние 5 книг Клавдия Птолемея описывают планетами или собственно «птолемеевой системой», запутанность и сложность которой происходят от вызванного положением о неподвижности Земли нагромождения эпициклов, деферентов, эквантов. Необходимая для удержания такого взгляда узкость мысли могла сделаться уделом науки только в средние века, да и то под влиянием католичества, когда на возражения против птолемеевой системы смотрели, как на ересь и преступление, которые даже монарху могли стоить короны (Альфонс X, король кастильский).

От своего появления в свет и до Николая Коперника «Альмагест» был единственным основным кодексом астрономии, образовавшим около себя громадную литературу. С Коперника начинается реакция. Преклонение перед Клавдием Птолемеем, возведение его положений в неопровержимые догматы сменились строгой критикой, дошедшей в лице французского историка астрономии Деламбра до полного отрицания оказанных Птолемеем науке несомненных услуг, до низведения его на степень простого компилятора и даже до обвинения в плагиате, совершенном им будто бы у его знаменитых предшественников -- Гиппарха и Эвдокса.

Правильные взгляды на деятельность и заслуги К. Птолемея в области астрономии установились только в новейшее время. «Альмагест» был написан между 160 и 160 гг. по Р. Хр. Лучшее издание «Альмагеста» принадлежит французскому аббату Гальма. Оно вышло в свет в 1813 -- 16 гг. (Париж), в двух томах (4°), и содержало, кроме греческого текста, французский перевод, историческое введение переводчика и ряд сообщенных последнему Деламбром заметок. Позднее (в 1822 -- 25 гг.) им же был издан и комментарий к «Альмагесту» Теона Александрийского.

Заслуживают также внимания работы Птолемея по предмету географии или, в более тесном смысле, -- математической географии вообще и картографии в частности. Главным сочинением Клавдия в этой области является его вполне дошедшая до нас «География» в восьми книгах. Построением географических карт занимается в ней XXIV глава первой книги, посвященная и по заглавию, и по содержанию изображению обитаемой части земной поверхности таким образом, чтобы отношения линейных протяжений на шаровой поверхности сохранялись и на плоском чертеже. Из различных рассматриваемых здесь для этой цели Птолемеем проекций, он пользуется на практике, главным образом, стереографической. Рассмотрению тех же родов проекций посвящены и еще два дошедшие до нас сочинения ученого -- «Planisphaerium» и «Analemma».

Положение мест на земной поверхности определяется в «Географии» Клавдия Птолемея, как и у Гиппарха, помощью долготы (mhcoV) и широты (platoV), причем за первый меридиан принимается, по примеру Маринуса Тирского, меридиан Канарских островов. Обе эти координаты даются в «Географии» Птолемея для очень большого числа мест, находящихся между 67° северной и16° южной широты, что дало автору возможность приложить к своему сочинению 27 карт, изображающих соответственные части земной поверхности.

Из недошедших до нас сочинений Клавдия Птолемея мы имеем сведения только о двух, которые, по-видимому, оба были посвящены геометрии. После работ по тригонометрии и астрономии в ряду трудов ученого самое видное место занимают его работы по физике, первые в греческой науке, положившие в основание оптики опыт и измерение: «Оптика» в пяти книгах и учение о гармонии в трех книгах («Harmonicorum libri III»). Первое в греческом подлиннике до нас не дошло. Мы имеем только его неполный арабский перевод, не содержащий в себе первой книги и части V-й, и сделанный с него латинский. Новейшее и лучшее издание последнего есть: Govi, «L'ottica di Claudio Tolomeo de Eugenio Ammiraglio di Sicilia -- Scrittore del secolo XII -- ridotta in latino sovra la traduzione araba di un testo greco imperfetto, ora per la prima volta conforme a un codice della Biblioteca Ambrosiana, per deliberazione della r. accademia delle scienze di Torino pubblicata» (Турин, 1885). Оно содержит в себе замечательное введение, написанное издателем и посвященное истории и критике сочинения Птолемея, а также и вообще работ древних греков по оптике.

Содержание книги Клавдия Птолемея составляют теория зрения, отражение, теория плоских и сферических зеркал и преломление. Особенный интерес представляет последнее. Не зная его законов, ученый измеряет углы, составляемые падающим и преломленным лучами с проведенным к плоскости, разделяющей рассматриваемые средины, перпендикуляром при переходе света из воздуха в воду и в стекло и из стекла в воду, при чем достигает весьма удовлетворительных результатов.

Как астроном, Клавдий Птолемей не мог не обратить особенного внимания на астрономическую рефракцию. На основании произведенных измерений он даже попытался составить таблицу рефракции атмосферы в предположении, что она простирается до Луны. С помощью астрономической рефракции, ему удалось объяснить неправильную сжатую форму кругов, описываемых около полюса околополярными звездами.

В статье о теории зрения Клавдий Птолемей рассматривает лучи света истекающими к зримому предмету из глаза, в сочинении о гармонии не внесено ничего нового в науку. Из свидетельств Паппа Александрийского в VIII кн. его «Собрания» и Эвтокия, в его комментарии к сочинению Архимеда о равновесии, мы узнаем также и о существовании работ Птолемея по механике, но они до нас не дошли, т.к. были бесследно утеряны. (В. В. Бобынин)

2. Птолемей и Коперник

Птолемей создал естественнонаучную теорию, которая более тысячелетия претендовала на абсолютную истинность. Коперник открыл человечеству глаза на то, что научная истина еще отнюдь не составляет истины абсолютной. На базе давно известного, давно устоявшегося эмпирического материала Коперник предложил великую теорию, в корне отличную от великой теории Птолемея.

Отсюда берет истоки традиция недооценивать значение творчества Птолемея, противопоставлять «ненаучности» Птолемея подлинно научные взгляды Коперника.

Птолемей и Коперник - две личности, не уступающие друг другу по значению в реальном историческом процессе развития естествознания. Их имена не должны противопоставляться, они должны стоять рядом как символы двух величайших достижений естественнонаучной мысли. Не только Птолемей, но да же и Коперник отнюдь не были единоличными творцами общенаучных революций.

Оба они стали авторами научных представлений, переживших многие столетия, оба активно способствовали выработке нового стиля мышления.

Особенно непросто обстоит дело с анализом творчества Птолемея.

«Альмагест» Клавдия Птолемея - научное произведение, значение которого нельзя по достоинству оценить в одной лишь истории астрономии. Роль Птолемея в процессе становления естествознания уникальна. Место Птолемея в истории мировой науки навечно останется столь же незыблемым, как место Менделеева, Ньютона, Коперника или Евклида.

Литература

1. Зельин К.К. Основные черты эллинизма. -- ВДИ.1953,N 4.

2. Кравчук А. Закат Птолемеев. М.,1973

3. Г. Бенгтсон Правители эпохи эллинизма. М.,1982

4. В. Тарн Эллинистическая цивилизация. М.,1949

5. Ранович А.Б. Эллинизм и его историческая роль. М.-Л.,1950