7. Анализ роли в астрономии Клавдия Птолемея и его сочинения "Альмагест", выполненный Робертом Ньютоном

Когда анализируется роль какого-либо сочинения, имеющего эпохальное значение, в первую очередь следует рассмотреть те исторические, общественные и социальные условия, которые сложились в обществе к моменту его появления. Вместе с тем неизбежно возникает множество вопросов, связанных с созданием самого трактата. Среди них можно указать на следующие:

1. В какой мере основная, центральная идея анализируемого сочинения правильна, истинна?
2. Правильно ли, корректно ли выполнена "обработка" наблюдательного материала, на котором основаны содержащиеся в нем теоретические выводы и обобщения?
3. Насколько богата выборка из наблюдений, т. е. достаточно ли то количество наблюдений, имеющихся в руках у автора, чтобы строго обосновать основные положения своей работы?
4. В какой мере автор является честным перед самим собой, коллегами и читателями и какова степень его компетентности, чтобы по возможности не были допущены грубые ошибки как на уровне обработки и интерпретации наблюдательного материала, в гак и на уровне теоретических построений?

Нам кажется, что эти вопросы, составляющие далеко не полный список, должны быть учтены при разработке критерия, оценивающего место, значение и роль анализируемого сочинения в той или иной области науки (а иногда и в науке в целом), а также место и роль его автора. Эти вопросы мы можем поставить и при анализе гениального сочинения Николая Коперника. В сущности, то, что нами изложено выше, и то, что написано дальше, в третьей главе, и дает более или менее полные ответы на поставленные вопросы.

Но эти вопросы в такой же степени правомочно поставить и при анализе основного, дошедшего до наших дней, астрономического сочинения древности - "Альмагеста" Клавдия Птолемея.

Сочинение Птолемея существует почти два тысячелетия, и, естественно, попытки провести его анализ "на истинность", по-видимому, предпринимались не раз. Вместе с тем в истории астрономии имели место обстоятельства, которые способствовали тому, что Полный, исчерпывающий анализ "Альмагеста", сравнение изложенных в нем теорий движения планет с наблюдениями, на которых они должны были основываться, изучение самих наблюдений и их точности могли рассматриваться другими астрономами не как собственная творческая задача.

Первое обстоятельство заключается в том, что сочинение "Альмагест" касалось всех астрономических проблем, актуальных для древнегреческой астрономии, и в этом смысле оно имело энциклопедический характер. Именно энциклопедичность сочинения Птолемея способствовала росту его популярности, его распространению не только среди специалистов данной науки, но и в более широких кругах читателей античного периода. Довольно часто мы встречаемся с ситуацией, когда новое сочинение, так сказать, "принимается читателем", в него верят и уже позже наступает критический анализ, критическая оценка основных положений когда-то модного сочинения. Такая судьба должна была быть и у труда Клавдия Птолемея, но вспомним, что непосредственный послептолемеевский период - это третье, четвертое столетия нашей эры, когда шел интенсивный распад Римской империи. В период распада больших рабовладельческих государств и формирования феодальных отношений, характеризующихся разрозненностью, изолированностью людей, существенно затруднялись обмен научными идеями, развитие критики научных трудов или творчества ученых. В эпоху перехода от рабовладельческого строя к феодализму научные школы, подобные знаменитым греческим, практически перестали существовать. По-видимому, феодальная раздробленность, существование большого числа мелких, слабых государств привели и к раздробленности в науке, к образованию небольших групп ученых, деятельность которых протекала в пределах того или иного города. Мы мало знаем имен того периода, которые оставили бы заметный след в человеческой цивилизации. Отсюда, в частности, и вытекает, что могучих критиков геоцентрической теории в эпоху феодализма и не могло быть. Эти эвристические рассуждения можно отнести вообще к феодальной эпохе, т. е. к периоду времени, охватывающему более тысячи лет, от Клавдия Птолемея до Николая Коперника.

Второе обстоятельство касается отношения к "Альмагесту" астрономов и других ученых, живших уже после Николая Коперника. Нам кажется естественным, что после значительного распространения гелиоцентризма, особенно после появления выдающихся открытий, принадлежащих Кеплеру и Ньютону, интерес к геоцентрической точке зрения в кругах ученых практически исчез и уже не было важным и принципиальным развивать всесторонний критический анализ всего сочинения Клавдия Птолемея. Раз основная идея оказалась неверной, то стоит ли вдаваться в подробный разбор всех рассуждений, выкладок, выводов Птолемея?

Второе обстоятельство может оказаться решающим при попытке объяснения причин отсутствия серьезного, глубокого анализа знаменитого некогда сочинения Птолемея, устанавливающего, в какой мере "Альмагест" является научным трактатом, основные положения которого обоснованы дедуктивным путем из первоначальных предпосылок.

Появление ньютоновой механики, открытие закона всемирного тяготения и построение математического аппарата, позволяющего изучать и предсказывать динамику небесных тел, значительно облегчили задачу анализа и ревизии геоцентрической системы мира, хотя и связано это с выполнением большого количества вычислений, сравнений и сопоставлений. Но несмотря на относительную неактуальность такого разбора, все же следует приветствовать деятельность подобного рода, так как только она может окончательно указать на справедливое место того или иного трактата, его автора в истории науки, в истории цивилизации.

Предпринятый в последнее десятилетие американским ученым Робертом Ньютоном, специалистом В небесной механике, пересмотр и критический анализ того, что считалось на протяжении почти двух тысячелетий наиболее ценным и обоснованным в сочинении Птолемея, открывает перед нами новые, порой неожиданные факты из античной астрономии, а также неизвестные до сих пор обстоятельства, когда" то способствовавшие утверждению геоцентризма. Р. Ньютон выполнил подробный разбор "Альмагеста", проанализировал не только каждую из книг, составляющих это сочинение, и в них каждую главу, но в своем анализе дошел до каждого пункта, можно сказать, до каждого абзаца. Результатом этой огромной и кропотливой работы явилась сначала публикация нескольких больших научных статей, а совсем недавно и издание объемистой книги под названием "Преступление Клавдия Птолемея" ("The crime oi Claudius Ptolemey").

Основной смысл книги Р. Ньютона состоит в том, что большинство наблюдений, на которых построена геоцентрическая картина мироздания, сфабрикованы Птолемеем или, точнее сказать, подделаны, а основные достижения античной, прежде всего греческой, астрономии, с большой вероятностью, изложены в "Альмагесте", мягко говоря, неполно и необъективно. Сам же Птолемей как ученый был посредственным астрономом, не сумевшим постичь и понять те замечательные результаты, которые принадлежали его предшественникам.

Каким образом обосновывает эти далеко идущие выводы Р. Ньютон? Прежде всего он провел тщательный анализ наблюдений, принадлежащих древним астрономам (Метону, Геминусу, Гиппарху и др.), жившим до Птолемея, самому Птолемею и приведенных в "Альмагесте".

В частности, в "Альмагесте" Птолемей приводит около сорока наблюдений, сделанных якобы им самим в период с 127 года до 160 года н. э. Среди них имеются и такие (8 наблюдений), которые не сопровождаются датой. Эти наблюдения относятся к Солнцу, Луне, планетам и к некоторым звездам. Наблюдения Солнца предназначались в первую очередь для определения равноденствий, солнцестояний и долготы Солнца, а наблюдения Луны (среди них имеются и наблюдения, выполненные во время затмений) - для вывода параметров лунной орбиты (наклон лунной орбиты, средняя высота Луны и др.). Такие наблюдения имели чрезвычайно большое значение для всего уклада жизни в античную эпоху, так как они позволяли определить продолжительность сезонов, продолжительность года. Р. Ньютон проанализировал таблицу птолемеевских наблюдений и пришел к огорчительному выводу, что почти все эти наблюдения являются поддельными, так как расхождения между положениями светил, вычисленными по геоцентрической теории и самими наблюдениями Птолемея иногда превышают любые допустимые даже для древней астрономии пределы. Но для того, чтобы сделать вывод о поддельности птолемеевских наблюдений, надо иметь геоцентрическую теорию движения Солнца, Луны и планет с хорошо определенными параметрами. Эти параметры можно найти двумя способами: либо использовать для этого наблюдения других древнегреческих астрономов, либо "перевычислить" положения небесных тел на указанные Птолемеем даты, исходя из современных теорий. Помимо этого, пользуясь современными ЭВМ, можно найти точность теорий движения Солнца, Луны и планет с птолемеевыми параметрами, т. е. с теми "константами теории", которые были определены Птолемеем. Подобный анализ выполнен Р. Ньютоном, и он содержит доказательство существования принципиальных, не исправляемых дефектов птолемеевых теорий. К таковым относятся, например, вековой характер некоторых отклонений в долготе небесных светил (добавки в долготе растут пропорционально промежутку времени).

Анализ птолемеевских наблюдений дал непомерно большие отклонения. Например, ошибка в моменте летнего солнцестояния 25 июня 140 года н. э., данного Птолемеем, равнялась 1¹/₂ суткам, а различия в угловых величинах часто превышали 1°, что тоже недопустимо для астрономических инструментов даже того времени. Птолемей определил путем наблюдений и склонения 12 звезд, которые, по мнению Р. Ньютона, следует считать реальными, так как расхождения между теорией и наблюдениями не превышают 7', однако удивительным является то, что Птолемей их не использовал при определении величины прецессии.

Кроме собственно птолемеевских наблюдений, в "Альмагесте", как мы указывали, используются наблюдения, приписываемые Птолемеем другим древним астрономам. Таких наблюдений не так уж мало (около семидесяти), и они охватывают достаточно большой промежуток времени, продолжительностью в шесть столетий. Здесь Р. Ньютон ставит вполне разумный вопрос: действительно ли наблюдения принадлежат тем астрономам, имена которых указаны Птолемеем, и в какой мере, в связи с этим, увеличивается вероятность того, что эти наблюдения подлинны, а не сфабрикованы?

Ответ на такой вопрос, как правило, не является очевидным, и требуется применение не одного, а нескольких, желательно независимых, тестов, чтобы с той или иной степенью уверенности обосновать такой ответ. Ситуация на самом деле еще сложнее, так как часто ответ не может быть однозначным и можно говорить лишь о более или менее вероятном ответе. Подлинность того или иного наблюдения может быть надежно установлена, пожалуй, только в одном случае, когда имеются литературные источники, независимые от Птолемея и "Альмагеста". Понимая сложность проблемы, Р. Ньютон проделал обстоятельный анализ всех наблюдений, и, что весьма ценно, там, где выводы не могли быть исчерпывающе обоснованы, он выбирал наиболее осторожный вариант для заключения. Например, для проверки утверждения Птолемея о принадлежности некоторых солнечных наблюдений выдающемуся древнегреческому астроному Гиппарху Р. Ньютон привлекает исследования предшественника Птолемея Геминуса (жившего в II-I веках до и. э.) и астронома Ценсоринуса (жившего после Птолемея, в середине III столетия н. э.). Рассуждения, связанные с трудами Геминуса и Ценсоринуса, представляют большой научный интерес и по той причине, что в трудах упомянутых ученых мы находим много полезной информации об античных солнечных календарях, непосредственно связанных с датами равноденствий и солнцестояний. Геминус пишет о продолжительности сезонов, отсчет которых идет от момента весеннего равноденствия и равных 94,5; 92,5; 88,125 и 90,125 суток соответственно. Эти же величины Птолемей приписывает Гиппарху, и они согласуются с промежутками времени между равноденствиями, измеренными Гиппархом. Отсюда, по-видимому, можно сделать вывод, что в этом случае Птолемей не исказил факты.

В работе Ценсоринуса написано о долговременном календаре Гиппарха, охватывающем промежуток времени в 304 года, из которых 112 лет состояли из 13 месяцев, а остальные 192 года - из 12 месяцев. Всего цикл Гиппарха состоял из 3760 месяцев. Откуда возник такой цикл в 304 года? Очень интересное объяснение этому факту дает Р. Ньютон. Самое древнее наблюдение, приведенное в "Альмагесте", при? надлежит Метону и, вероятно, относится к 431 году до н. э. Также вероятно, что Метон изобрел солнечный календарь с циклом в 19 лет и содержащий 235 месяцев. Длина года в его календаре составляла суток. Столетием позже Каллип объединил 4 девятнадцатилетних цикла в "Каллипов цикл", состоящий из 76 лет с 940 месяцами. Исключая сутки из промежутка в 76 лет, Каллип пришел к длине года в суток. Гиппарх, по-видимому, объединил четыре Каллипова цикла в один цикл и снова опустил одни сутки. Следовательно, получился Гиппархов цикл длиной в 304 года с 3760 месяцами. Легко определить, что продолжительность года в календаре Гиппарха составляла суток, т. е. 365,2467 суток. Отметим, что различие между продолжительностью гиппархова года и современным значением тропического года составляет величину, меньшую пяти минут. Отсюда следует, что великий Гиппарх и его предшественники умели весьма точно определять даты равноденствий и солнцестояний.

Анализируя наблюдения летнего солнцестояния, приведенные в "Альмагесте", Р. Ньютон нашел четыре наблюдения, которые дают длину года, отличающуюся от длины гиппархова года на величину, меньшую часа. Но среди них только два наблюдения, в том числе и наблюдение, приписываемое Гиппарху, сопровождаются малыми ошибками в определении момента наблюдения, в то время как другим двум (в том числе и птолемеевскому наблюдению 140 года) присущи ошибки больше суток. Отсюда Р. Ньютон делает осторожный вывод о том, что Птолемей, приписывая наблюдение 134 года до н. э. Гиппарху, также не искажает факты.

Приведенные рассуждения в достаточной мере убеждают читателя в тщательности и обоснованности стиля критического анализа, которым пользовался Р. Ньютон при разборе "Альмагеста". Подобный стиль позволил критику сделать вывод, что если не большинство, то многие наблюдения, приписываемые Другим астрономам, искажены и подделаны. В этом Р. Ньютон видит одно из самых вредных последствий Для науки, связанных с именем Птолемея. Из-за этого до нас дошли не те истинные наблюдения древних астрономов, которые могли оказаться по-настоящему полезными, а лишь искаженные, сфабрикованные, т. е. фиктивные, наблюдения небесных светил, затруднившие, в частности, Николаю Копернику согласование гелиоцентрической системы с наблюдениями.

Анализ математической части сочинения "Альмагест", который выполнил Р. Ньютон также достаточно тщательно, показывает, что Птолемей допустил немалое число математических ошибок в области сферической тригонометрии, в вычислениях и, по-видимому, не владел той несовершенной теорией ошибок, которую интуитивно понимали и применяли на практике другие античные астрономы. Конечно, никакой строгой математической теории ошибок тогда не существовало, если не считать правила "среднеарифметического", требующего для получения уверенного результата повторения и увеличения числа наблюдений небесных объектов. В связи с этим Р. Ньютон ставит вопрос о степени компетентности Птолемея в астрономической науке в целом и дает в общем отрицательный ответ.

Следует также указать еще на одно интригующее обстоятельство. В той части "Альмагеста", где описаны античные астрономические инструменты, Птолемей дает достаточно подробное их внешнее описание, но основные параметры, каковыми являются цена деления на их градуированных кругах и их размеры, не приводит, а это является самым главным при определении точности наблюдений. Создается впечатление, что такое описание инструментов не было случайным.

Мы здесь коснулись лишь некоторых рассуждений и фактов, приведенных Р. Ньютоном в книге "Преступление Клавдия Птолемея". В самой книге таких рассуждений и сопоставлений неизмеримо больше, и это позволило Р. Ньютону сделать вывод о том, что общепринятое место и роль Клавдия Птолемея в истории астрономии не соответствуют истинному положению вещей. Сочинение "Альмагест" порочно не только с мировоззренческой, философской точки зрения, но оно нанесло большой ущерб объективным знаниям о Вселенной, так как в нем в большинстве случаев мы находим искаженные, подделанные наблюдения, а теоретические модели подогнаны под фиктивные наблюдения. По мнению Роберта Ньютона, Птолемея ни в коем случае нельзя отнести к категории величайших астрономов древнего мира. Наоборот, Р. Ньютон считает его "наиболее преуспевшим обманщиком за всю историю науки".

Книга Роберта Ньютона описывает события двух-тысячелетней давности, и поэтому ее основные выводы, какими бы обоснованными они ни были, не могут оказать большое влияние на дальнейшие пути развития астрономии. Современная астрономия и, можно сказать, в целом современное естествознание опираются на фундамент, заложенный Николаем Коперником, и на дальнейшее развитие механики и физики, и по этой причине анализ роли Птолемея имеет в первую очередь исторический интерес.

Вместе с тем не все ученые, наши современники, согласны с оценкой Клавдия Птолемея, данной Р. Ньютоном. В этом смысле заслуживает внимания статья Овена Гингериха "Был ли Птолемей обманщиком?", опубликованная в ежеквартальном журнале -Английского Королевского астрономического общества в 1980 году.

Суть позиции Гингериха, не лишенной, на наш взгляд, оснований, состоит в том, что у нас нет достаточной информации, чтобы сделать единственный, однозначный вывод о научной нечестности Клавдия Птолемея.