Рассказ Архимеда хорошо дополняет Плутарх: «Только не впутывай нас, глубокоуважаемый, в обвинение в безверии, как то хотел сделать однажды Клеант против Аристарха из Самоса, когда он обвинил его в оскорблении веры: Аристарх сдвинул святой центр мира, он оставил в неподвижности небо звезд, а землю заставил двигаться по наклонной окружности и в то же время вращаться вокруг своей оси. И все это для того, чтобы объяснить небесные явления».

В учении Аристарха заключены были, следовательно, все элементы гелиоцентрической системы: неподвижное Солнце в центре обращающихся вокруг него планет; обращение Земли вокруг Солнца; суточное вращение Земли вокруг своей оси.

Астрономические идеи Гераклида из Понта и Аристарха Самосского, поразительные по силе прозрения подлинной картины мироздания, остались лишь зародышами истины, не вышли из состояния неразвитых догадок. Эти идеи не были доказаны, не были развернуты в учения, обоснованные математически и через систематическое наблюдение небесных явлений. Их вскоре вытеснили совершенно иные астрономические системы; «фантазии» Гераклида и Аристарха стали иногда вспоминать как курьез, а затем и вовсе забыли.

В чем причина такой огромной исторической неудачи мысли древних?

Первая и самая важная причина: наивному «здравому смыслу» древних трудно было примириться с утверждением о движении Земли, которое никем и никогда не ощущается.

Вторая причина: яростный религиозный протест против «оскорбляющего веру» учения, которое лишало человека исключительного и привилегированного положения в центре вселенной, вытесняя Землю из «святого центра мира». Третья причина: все возрастал авторитет Аристотеля и неопровержимыми казались его доводы в пользу геоцентрической[79] системы мира.

И, наконец, четвертая причина: геоцентрическая система мироздания получила у древних столь замечательное математическое развитие, что оказалась в состоянии удовлетворяющим образом не только объяснять явления, происходящие на небе, но и «предвычислять» их.

Начиная с III века до нашей эры математики и астрономы древней Эллады, стремясь как-то объяснить хотя бы геометрически то, что происходит на небе, стали изображать движение планет по двум сложным схемам.

Для внешних планет — так назывались Марс, Юпитер и Сатурн — создали схему подвижного эксцентра[80]. Планета, по этой схеме, обращалась не около Земли, а вокруг некоторой подвижной точки С. Вокруг Земли же описывала правильную окружность ее планета, а эта точка С. Таким образом, происходило не одно, а два одновременных движения: по большому кругу двигалась планета, в то время как центр ее движения все время перемещался, описывая меньшую окружность около Земли.

Благодаря такой комбинации двух окружностей сразу отпадало самое сильное возражение, какое выставлялось против схемы Эвдокса: в схеме подвижного эксцентра расстояние от Земли до планеты— иначе говоря, от точки 3 до точки П — могло измениться. Мало того, можно было так подобрать радиусы внутренней и внешней окружностей, придать им такие скорости и направления движения, чтобы из точки 3, то-есть с Земли, движение точки П, то-есть планеты, казалось направленным то в одну, то в другую сторону, что вполне соответствовало явлениям, наблюдаемым на небе.

Иную схему создали для внутренних планет — Меркурия и Венеры. Это была схема эпицикла: планета П описывала малую окружность, именуемую эпициклом, вокруг точки С, а эта точка одновременно перемещалась по большой окружности, именуемой деферентом или «несущим кругом». Центром же большой окружности была Земля— точка 3.

Эти системы эксцентров и эпициклов тяжело погрешали если не против буквы, то против духа учения Аристотеля. В подобных системах Земля переставала на деле быть точным центром движения планет. А путь их, если смотреть с Земли, вовсе не выглядел, как окружность.

Но такой «компромисс» со строгими заветами Аристотеля позволил все же удержать самое дорогое для его последователей — неподвижность Земли в центре мироздания. С другой стороны, эксцентры и эпициклы открыли путь к созданию схем, которые способны были как-то объяснить, хотя бы чисто геометрически, то, что человеческий глаз наблюдал на небе. Стало возможно объяснить изменение видимых размеров планет, их остановки и даже попятные движения среди неподвижных звезд.

От астронома этой новой школы требовалось хорошо подобрать радиусы окружностей, больших и малых, правильно рассчитать скорости и направление движений.

Первый разработавший полную геоцентрическую планетную систему с эксцентрами и эпициклами был знаменитый в древности математик Аполлоний из Перга[81] (III век до нашей эры). Через сто лет ее усовершенствовал Гиппарх Родосский[82] (II век до нашей эры).

Но высшего своего развития такая геометрическая система мира, с Землей в центре, достигла в трудах знаменитого Клавдия Птолемея Александрийского, жившего во II веке нашей эры. Он изложил ее в ясной, логической форме в «Синтаксисе математики», более известном под арабским именем «Альмагест» (Алмагест). Птолемей решал все проблемы движения планет как геометр. Когда ему для геометрического воссоздания того, что наблюдалось в действительном движении планеты, недостаточно было эпицикла, он прибавлял к нему эксцентр. В конце концов великий александриец сумел подобрать для всех семи известных древним планет небесного свода геометрические фигуры, на их основе построить астрономические таблицы, не только отражавшие движение планет, но и позволявшие предвычислять положения их среди неподвижных звезд на любой срок вперед.

Результаты, получившиеся у астрономов при пользовании Птолемеевыми расчетами, настолько близко подходили к действительным явлениям, наблюдаемым на небе, что долгое время они их совершенно удовлетворяли. А самая возможность предвычисления по Птолемею казалась сильнейшим доводом в пользу непогрешимости всей Птолемеевой геометрической системы.

Создавая свои схемы, Птолемей исходил, как мы знаем теперь, из совершенно ложных положений: он ставил в центре планетной системы Землю, тогда как в действительности центральное место занимает Солнце. Он принимал за незыблемую истину строго равномерное движение планет по идеальным окружностям, тогда как движутся они в действительности неравномерно и по овальным орбитам. Большой изобретательностью надо было обладать, чтобы на подобных предпосылках создать все же схемы и таблицы, способные удовлетворять потребности практической астрономии!

Конечно, вся конструкция представляла собою лишь ухищрение, хотя и гениальное. Однако, строя на песке, Птолемей возвел здание изумительной прочности, простоявшее полтора тысячелетия!

Все же червь сомнения стал глодать и самого Птолемея — он не очень верил в реальность созданного им мира.

Аристотель видел в своих концентрических хрустальных сферах, к которым прикреплены планеты, нечто физически существующее, совершенно вещное. А что такое были эти эпициклы и эксцентры? Диковинные малые сферы из хрусталя, приданные большим сферам? Как могла работать такая машина?

Мир Аристотеля имел неоценимое преимущество — его можно было представить себе как реальность, хоть он и находился в полном несогласии с тем, что человек видел на небе. А геометрический мир Птолемея хорошо объяснял самые сложные движения планет, но представить себе этот мир как подлинно существующую небесную машину никак нельзя.

Птолемеева система была замечательной математической абстракцией, которой мешала воплотиться в физическую реальность ее чрезмерная сложность.