6. Сопоставление научного трактата Коперника и сочинения "Альмагест" Птолемея

Резюмируя все сказанное о содержании трактата Коперника, можно сказать, что он написан в стиле научной монографии в лучшем смысле этого слова. Все идеи, изложенные в нем, весьма глубоки и оригинальны и ни одна из них не приведена без тщательного обоснования. В то же время доказательства всех положений убедительны, в большинстве своем они достаточно просты, и в этом особенно чувствуется большой математический талант автора. Интересны и наглядны чертежи Коперника, число которых в сочинении довольно велико. Они во многих местах просто необходимы; надо иметь в виду, что в то время формулы геометрии и тригонометрии не выражались с помощью привычных для нас обозначений, а излагались "в прозе". Поражает также при чтении трактата широта затрагиваемых и решенных проблем, из которых многие относятся к философским вопросам науки.

Представляет не только исторический, но и познавательный интерес сравнение и сопоставление сочинения Коперника с основным трактатом по астрономии в докоперникову эпоху, "Альмагестом" великого древнегреческого астронома. Клавдия Птолемея. Сочинение Птолемея первоначально носило название "Мегале синтаксис", что означает "Великое построение", но арабские переводчики средних веков стали употреблять название "Аль Маджисти", которое означает "Величайшее", а отсюда уже произошло русское название "Альмагест". В тринадцати книгах "Альмагеста" Птолемей изложил и систематизировал все достижения древнегреческих астрономов, и прежде всего Гиппарха, которым он всюду восхищается,

Первые две книги Птолемея содержат изложение наиболее простых фактов, известных из астрономических наблюдений: шарообразность Земли, суточное вращение небесного свода, главные, известные в то время особенности в движении Луны, Солнца и планет, продолжительность дня и ночи на различных широтах, времена восхода и захода звезд.

Основной интерес представляют положения, которые могут быть названы постулатами геоцентрической астрономии. Эти постулаты суть:

1. Земля шарообразна.
2. Она неподвижна, находится в центре небесного свода (мира) и ничтожно мала по сравнению с расстояниями до звезд.
3. Небосвод имеет сферическую форму и вращается как твердая сфера вокруг Земли, делая один оборот за сутки.
4. Планеты, к которым причислены Солнце и Луна, также вращаются вокруг Земли.

Кроме того, в первых двух книгах изложены необходимые для дальнейшего теоремы из геометрии и тригонометрии.

В третьей книге "Альмагеста" автор излагает теорию движения Солнца, разработанную за триста лет до этого Гиппархом.

Одно из основных достижений Птолемея содержится в четвертой книге, посвященной теории движения Луны. Здесь очень хорошо изложена та часть лунной теории, связанная с уравнением центра (см. п. 2 этой главы), которая была разработана еще Гиппархом на основе кинематической модели эксцентра. Но, кроме того, Птолемей нашел расхождение между теорией Гиппарха и наблюдениями Луны, произведенными в его время, причем величина этого расхождения существенно зависела от положения Луны относительно Солнца. Тем самым он открыл замечательное неравенство в теории движения Луны, названное впоследствии эвекцией, о которой говорилось выше. Для улучшения теории он также предположил, что эпицикл Луны обладает малым колебательным движением, названным им просневзисом, и после учета всех этих неравенств лунная теория Птолемея оказалась изумительно точной для того времени. Расхождение между наблюдениями и теорией для любого положения Луны на орбите не превосходило 10' - весьма малой величины для древней астрономии. В этой же книге впервые излагается знаменитая кинематическая модель - биссекция эксцентриситета, изобретенная Птолемеем для лунной теории.

Пятая книга "Альмагеста" состоит из двух частей. В первой части дается подробное описание основного астрономического инструмента того времени, астролябии, состоящей из нескольких концентрических окружностей с нанесенными на них градусными делениями, расположенных в различных плоскостях. Астролябия была наиболее распространенным инструментом и в средние века, и во времена Коперника. В другой части этой книги Птолемей излагает методы определения расстояний до Луны и Солнца.

Шестая книга посвящена теории солнечных и лунных затмений Гиппарха, заметно дополненной более строгими математическими расчетами и многими иллюстрациями.

Седьмая и восьмая книги содержат звездный каталог 1028 звезд, составленный в основном Гиппархом во II веке до нашей эры. Прямые восхождения этих звезд^* исправлены Птолемеем за счет прецессии, которую он нашел равной 36" в год. Следует заметить, что здесь Птолемей менее точен, чем Гип-парх, который считал, что это число представляет, возможно, наименьшее значение годичной прецессии, а Птолемей его рассматривал как точное значение. Попутно заметим, что это значение годичной прецессии, определенное древнегреческими астрономами, значительно расходится с ее действительным значением. У Коперника же мы находим почти точное совпадение.

^* (Прямое восхождение звезды - сферическая координата, аналогичная долготе, но отсчитываемая вдоль небесного экватора.)

Последние пять книг (с девятой по тринадцатую) посвящены планетным теориям. Здесь особенно ярко проявил себя выдающийся талант Клавдия Птолемея, сумевшего с помощью эпицикла и экванта объяснить замысловатые петлеобразные видимые движения планет на небосводе, в том числе стояния, прямые и попятные движения.

Формально композиция трактата Коперника сложа со структурой "Альмагеста". Действительно, Книги Первая и Вторая Коперника содержат изложение основных постулатов гелиоцентрической доктрины, основных астрономических фактов, вытекающих из наблюдений, а также математические аспекты планетных теорий. Здесь мы имеем некоторое сходство по форме, но особенно выпукло усматривается принципиальное различие всего, что касается содержания. Если Птолемей преподносит читателю геоцентрическую доктрину как один из возможных способов описания движения планет^*, то Коперник дает весьма убедительную критику геоцентрического учения и излагает гелиоцентрическую систему как единственно возможную. Здесь же имеется звездный каталог, и эта часть Книги Второй соответствует седьмой и восьмой книгам Птолемея.

^* (Будучи знакомым с учением Аристарха Самосского, Птолемей понимал, что возможно иное геометрическое объяснение движения планет. На это недвусмысленно указывается и в "Альмагесте". Но, считая главным создание теории движения планет для практических нужд, Птолемей принимает гипотезу неподвижности Земли, ибо, как пишет он, "все, что трудно понимаемо, представляется широким кругам непригодным для практического применения".)

Книга Третья Коперника соответствует третьей книге Птолемея, так как в обеих содержатся теории движения Солнца. Кроме того, Коперник излагает здесь свою теорию прецессии. В Книге Четвертой Коперник трактует свою теорию движения Луны, впрочем, так же, как и Птолемей в четвертой книге излагает свою лунную теорию. Содержание последних глав (XXVIII-XXXII) Книги Четвертой аналогично содержанию шестой книги "Альмагеста". И здесь, и там приведена теория лунных и солнечных затмений.

Наконец, Книги Пятая и Шестая Коперника соответствуют девятой - тринадцатой книгам Птолемея, в которых, как уже говорилось, описаны долготные и широтные теории движения планет.

В некоторых местах Коперник даже придерживался стиля изложения Птолемея. Это особенно от>-носится к Книге Шестой, в которой многие места суть переложение птолемеевской теории с учетом основных положений гелиоцентрического учения.

Завершая характеристику труда Коперника, хочется подчеркнуть еще раз основное естественнонаучное значение великого произведения Коперника "О вращениях небесных сфер", которое состоит в том, что его автор, отказавшись от геоцентрического принципа и приняв гелиоцентрический взгляд на строение Солнечной системы, открыл и познал истину действительного мира.

Гениальный трактат Коперника и заложенные в нем революционные истины оказали решающее влияние на развитие всего естествознания, а такие фундаментальные науки, как астрономия, математика и механика, стали развиваться быстрыми темпами. В течение столетия после выхода в свет "О вращениях небесных сфер" Кеплер открыл знаменитые законы планетных движений, Галилей сформулировал Принцип относительности механических движений и с помощью основного астрономического инструмента - телескопа открыл многие невидимые до того Времени небесные тела (прежде всего спутники планет), Джордано Бруно (1548-1600) провозгласил идею о бесконечности Вселенной и бесконечном числе обитаемых миров.

Великие научные открытия, сделанные этими убежденными поборниками всеобщего торжества гелиоцентризма в естествознании, обусловили расцвет новой астрономии, математики и механики. Логическим завершением усилий Коперника стало гениальное сочинение Исаака Ньютона "Математические начала натуральной философии", увидевшее свет в 1687 году, спустя 144 года после первой публикации сочинения Коперника.