АРХИМЕД. ИЗМЕРЕНИЕ НЕБА

Архимеда из Сиракуз (около 287-212 до н. э.) обычно не причисляют к астрономам. Выдающий-ся математик, основоположник статики и гидростатики, оптик, инженер и изобретатель, он уже в античное время завоевал громкую славу. Кстати, слова учёного о том, что он сделал механическое открытие, которое позволило бы ему сдвинуть Землю, относятся не к закону рычага (ко временам Архимеда он уже был известен), а к принципу построения механических редукторов. Именно с помощью редуктора Архимед "силой одного человека" сдвинул с места вытащенный на берег корабль.

В молодости Архимед учился в Александрии у математика Конона. Вполне вероятно, что там он познакомился с немолодым уже Аристархом. Вернувшись в Сиракузы, учёный стал, как сказали бы теперь, "главным военным инженером" города. Его система обороны и военные машины, включая "жгущие зеркала" и "железные лапы" (манипуляторы, топившие десантные суда римлян), сделали город неприступным. Под старость ему пришлось участвовать в обороне Сиракуз, которые во время 2-й Пунической войны были осаждены римским полководцем Марком Марцеллом. Город держался больше года и был захвачен лишь в результате предательства. Во время разграбления Сиракуз Архимед был убит римским солдатом.

Об общих взглядах учёного на мир можно судить по его сочинению "О плавающих телах". Архимед, с одной стороны, признавал существование атомов, с другой - следовал идее тяготения Аристотеля. В одной из своих работ Архимед описал измерение углового поперечника Солнца. Для этого учёный использовал горизонтальную линейку с поставленным на неё цилиндриком. Линейка наводилась на светило при его восходе, "когда на Солнце можно смотреть". Глядя вдоль линейки, Архимед двигал по ней цилиндрик и отмечал те его положения, когда он почти закрывал солнечный диск и когда перекрывал его полностью. Так получалась "вилка", в пределах которой лежала измеряемая величина. Результат Архимеда - 27' и 32,5' - охватывал действительное значение углового диаметра Солнца - 32'.

Римский историк Тит Ливии, рассказывая об осаде Сиракуз, называет Архимеда "единственным в своём роде наблюдателем неба и звёзд". Возможно, эта характеристика связана со знаменитым техническим творением учёного - механическим небесным глобусом, привезённым в Рим в качестве трофея. В отличие от обычного Архимедов глобус показывал не только вращение неба, но и движения других светил. Видимо, вдоль пояса зодиакальных созвездий в нём имелся ряд окошек, за которыми перемещались макеты светил, приводимые в движение зубчатыми передачами и воздушными турбинками.

Архимед даже написал книгу "Об устройстве небесного глобуса", которая, увы, до нас не дошла. С этой книгой связывают перечень вычисленных учёным космических расстояний между Землёй, Солнцем, планетами. Расстояния даны в стадиях (одна стадия равна 150-190 м). Числа не сходятся между собой (из суммы интервалов не получаются расстояния) и выглядят загадочно. Но недавно было обнаружено, что они приобретают смысл, если отнести некоторые из них к гелиоцентрической системе. Учёный верно определил относительное расстояние до Луны и размеры орбит Меркурия, Венеры и Марса, если считать их гелиоцентрическими.

О смешанной системе мира (геоцентрической, но с обращением Меркурия и Венеры вокруг Солнца) римский архитектор Витрувий, например, упоминает как об общеизвестной. Вероятно, Архимед был её автором. Сделанное учёным первое правильное определение расстояний до планет оказалось в античности и последним. Геоцентрическая система не давала таких возможностей.

ЭРАТОСФЕН. ИЗМЕРЕНИЕ ЗЕМЛИ

Архимед переписывался с учёными Александрии. После смерти своего учителя Конона он посылал математические сочинения Эратосфену, который в это время возглавлял Мусейон, научный центр в Александрии. Эратосфен Киренский (около 276-194 до н. э.) был разносторонним учёным - математиком, филологом, географом. К его важнейшим научным достижениям относится измерение окружности земного шара.

Живя в Египте, учёный знал, что Сиена (теперешний Асуан) лежит на Северном тропике. Такой вывод следовал из того, что в полдень дня летнего солнцестояния светило там освещает дно глубоких колодцев, т. е. стоит в зените. С помощью особого прибора, который он называл "ска-фис", учёный установил, что в то же время в Александрии Солнце отстоит от вертикали на 1/50 долю окружности. Сиена находится на том же меридиане, что и Александрия; расстояние между городами было тогда известно - около 5 тыс. египетских стадий (расстояния тогда измеряли шагами специалисты-землемеры - гарпеданапты). Зная длину дуги и угол, который она стягивает, Эратосфен умножил расстояние до Сиены на 50 и получил длину земной окружности в 252 тыс. стадий. По нашим меркам это составляет 39 690 км. Учитывая грубость измерительных приборов той эпохи и ненадёжность исходных данных, великолепное совпадение результатов Эратосфена с действительными (40 тыс. километров) можно считать большой удачей.

ЭПОХА РИМА

В 2б4 г. до н. э. римляне овладели Южной Италией с расположенными там греческими городами Тарентом, Кротоном и другими, составлявшими некогда область, которую называли Великой Грецией. Через полвека Риму подчинились греческие колонии Сицилии, включая знаменитые Сиракузы, а в 146 г. до н. э. и сама Греция превратилась в римскую провинцию Ахайю. Спустя 100 лет Юлий Цезарь присоединил к Римской империи Египет с Александрией - тогдашней столицей эллинской науки.

Овладев эллинским миром, римляне не стали подавлять его культуру, а во многом восприняли её. Знание греческого языка было обязательным для образованных римлян. Часто они учились в Греции. Здесь получили образование многие видные деятели Рима, например Тиберий Гракх, Помпеи, Цицерон, Цезарь. Со временем сложилась своеобразная греко-римская культура, в русле которой развилась блестящая латинская литература. Рим дал миру великолепных поэтов, историков, драматургов, но в его шкалу ценностей не входили математика и астрономия.

Занятия теоретической наукой в отличие от литературных не считались престижными. Их приравнивали к ремеслу и считали недостойными свободного гражданина. Многие римские политики, например Цицерон и Цезарь, были выдающимися литераторами. Плиний Старший написал обширный труд "Естественная история", в котором собрал массу естественнонаучных сведений, не затронув, однако, математической стороны астрономии.

Нельзя сказать, чтобы римляне совсем не интересовались астрономией. К примеру, полководец Цезарь Германик перевёл с греческого на латинский язык астрономическую поэму Арата "Явления".

Витрувий в трактате "Об архитектуре" уделил много внимания перечислению типов солнечных часов и в связи с этим коснулся движений светил. Одну за другой он описал две системы мира: сначала упомянул об обращении Меркурия и Венеры вокруг Солнца, потом нарисовал чисто геоцентрическую систему, где они обращаются вокруг Земли. Ещё более загадочным кажется его оброненное тут же и мало связанное с текстом упоминание о "круговой орбите Земли", которое может служить намёком на знакомство автора с гипотезой Аристарха. Очевидно, что этот знающий и начитанный человек тем не менее не желает разбираться в тонкостях астрономических теорий.

В Римской империи работали замечательные астрономы, но сами римляне этой наукой пренебрегали. Когда Юлию Цезарю понадобилось реформировать календарь, он пригласил из Александрии греческого астронома Созигена..