Александрийская библиотека была частью Музея (храма муз), при котором были зоологический и ботанический сад, а также обсерватория. В помещениях Музея жили приезжавшие в Александрию для научной работы ученые.
Расцвет науки в этот период отражал расцвет рабовладельческих государств, таких, как Рим, Карфаген, Пергам, Египет, держава Селевкидов в Месопотамии, и др. Впоследствии все остальные государства были поглощены Римом и превратились в римские провинции.
Жизнь и деятельность Клавдия Птолемея протекала в условиях начавшегося упадка рабовладельческого общества. Античная наука тоже переживала упадок. На горизонте уже не было таких фигур, как Платон, Аристотель, Демокрит, Пифагор, Евдокс, Архимед, Гиппарх. Более того, их не было уже давно – почти три столетия. Клавдий Птолемей – «последний из могикан» античной науки. Уже только поэтому его личность должна привлечь наше внимание.
По свидетельству Олимпиодора (биографа Платона, жившего в Александрии в середине VI в. н. э.), Птолемей «в течение 40 лет жил в так называемых Крыльях Канопа, посвятив себя астрономии, о чем свидетельствуют высеченные им на каменных табличках его астрономические открытия». Этот текст Олимпиодора для нас очень важен, поскольку Олимпиодор несомненно сам видел те места, где жил и работал Птолемей. Поэтому остановимся немного на содержании этого текста.
Каноп (ныне Абукир) – городок, расположенный в западной части дельты Нила, на берегу Средиземного моря, в 25 км к северо-востоку от Александрии. Там находился храм Сераписа – бога природы, а в боковых приделах храма («крыльях») располагалась школа, основанная еще царями Птолемеями. Там же жил и работал Клавдий Птолемей. Некоторые результаты своих исследований он действительно велел вырубить на каменной колонне, и этот текст, получивший название «Канопской надписи», дошел до нас.
Как уже говорилось, точные даты жизни Птолемея нам неизвестны. Упоминаемые в «Альмагесте» астрономические наблюдения выполнены между 127 и 141 г. н. э. Очень важно содержащееся в «Канопской надписи» указание, что она исполнена на 10-й год правления римского императора Антонина Пия, т. е. в 146 или 147 г. Как доказал английский исследователь Н. Гамильтон, «Канопская надпись» по времени предшествует «Альмагесту», и можно полагать, что «Альмагест» был закончен около 50 г. н. э.
Правомочно ли на основании подобных сведений сделать какие-либо твердые выводы о годах жизни Птолемея? Вспомним слова Олимпиодора о том, что Птолемей прожил в Крыльях Канопа 40 лет, посвятив себя астрономии. К сожалению, различные авторы по-разному трактуют это важнейшее свидетельство. Так, Николай Коперник в своем труде «О вращениях...» пишет, что Птолемей в течение 40 лет проводил свои астрономические наблюдения, хотя точные сведения имеются только о 15 годах (127 – 41 гг.) . А П. Таннери, ссылаясь на того же Олимпиодора, пишет, что Птолемею было 40 лет, когда он вел свои наблюдения. Другие авторы, начиная с И. Л. Дрейера, восприняли это так, что Птолемей начал свои наблюдения в возрасте 40 лет, откуда и «вычислили» год его рождения – 87 г. н. э.
Посмотрим теперь, какие годы жизни приписывают Птолемею различные авторы. Вот небольшая сводка:
Ф. Болл, 1894 ок. 90 – ок. 160 г.
И. Л. Дрейер, 1907 ок. 87 – 165 г.
М. Ф. Субботин, 1955 ок. 168 г.
Дж. Тумер, 1984 100 г. – 175 г.
Что касается года смерти Птолемея, то, арабские источники указывают, что он прожил 78 лет. Но среди приведенных выше предполагаемых дат смерти Птолемея одна имеет намного большую вероятность, чем остальные. Это – 165 г. В этот год по Египту прошла страшная эпидемия чумы, захватившая также Малую Азию, Италию и часть Средней Европы. Весьма возможно, что эта болезнь унесла и жизнь Клавдия Птолемея. Предполагают, что Птолемей умер в Канопе.
Таким образом, вероятными годами жизни Птолемея следует признать 100 – 165 гг. н. э. В 27 лет он приступил к своим астрономическим наблюдениям и вел их в течение 14 лет. Затем около девяти лет он работал над главным трудом своей жизни – «Альмагестом». В ходе подготовки «Альмагеста» он написал предварительное изложение своих взглядов и теорий – «Канопскую надпись». После окончания «Альмагеста» он написал еще одно сочинение в четырех книгах, посвященное астрологии, но не стал включать его в «Альмагест» и выпустил отдельно под названием «Тетрабиблос», что означает «Четырехкнижие».
К моменту окончания работы над «Альмагестом» Птолемею было уже около 50 лет. Но он был еще бодр и продолжал работать: скорее всего, именно в этот период он написал свои «Оптику» и «Географию», а также несколько мелких сочинений, как дошедших, так и не дошедших до нас. Эпидемия чумы прекратила его плодотворную деятельность.
Птолемей был материально обеспеченным человеком и мог целиком посвятить себя науке: сперва ее изучению, а потом научным исследованиям. Ничего не известно об источниках его доходов. Был ли он владельцем какого-то хозяйства, приносившего доход, или, как многие ученые эпохи эллинизма, получал постоянное содержание от властей?
Известные нам материалы не дают ответа на этот вопрос. Но один любопытный факт заслуживает упоминания.
На восьмом году правления римского императора Антонина Пия (144/145 г. н. э.) в Александрии была выпущена серия из 12 медных монет с изображениями знаков зодиака. На всех монетах отчеканена восьмиконечная звезда и мифологические изображения семи планет (включая Солнце и Луну) . Их расположение по знакам зодиака соответствует гороскопу императора. Очевидно, что эта серия была выпущена к 60-летию Антонина Пия. Весьма вероятно, что Клавдий Птолемей принимал участие в составлении императорского гороскопа (он ведь занимался астрологией) и в выпуске этой серии монет. Но золотые и серебряные монеты чеканили только в Риме, поэтому в Александрии пришлось удовольствоваться медными.
Астрономия в Вавилоне и Греции до Гиннарха
Рассмотрим работы, которые были так или иначе использованы Птолемеем.
Наиболее старые из использованных им наблюдений были произведены в Вавилоне в конце VIII в. до н. э..
Город Вавилон – один из древнейших городов на Земле. Он основан в третьем тысячелетии до н. э. и длительное время был столицей Вавилонского царства. Но к VIII в. до н. э. Вавилон был покорен другой мощной державой – Ассирией. Тем не менее город Вавилон сохранил свое значение как богатый торговый и культурный центр. Вавилонские жрецы, которые, собственно, и занимались астрономией, вели и записывали наблюдения редких небесных явлений: затмений Солнца и Луны, появлений комет и некоторых других небесных тел. Эти наблюдения они вели и в эпоху ассирийского владычества (от 747 до 606 г.), и в эпоху Нововавилонского царства (от 605 до 538 г.), и в эпоху, когда Вавилон стал частью Персидской монархии (от 538 до 332 г.). Именно в эти эпохи и были выполнены наблюдения лунных затмений, использованные сперва Гиппархом, а затем Птолемеем для построения теории движения Луны. Самое первое из них произошло 19 марта 721 г., а последнее, наблюдавшееся в Вавилоне, 12 декабря 382 г.
Вавилонские астрономы записывали даты наблюдений по годам царствования своих царей, например «второй год Мардокемпада, месяц фаменот, 15-е число». Птолемей был вынужден привести все эти даты к единой эре, в качестве которой он выбрал эру от начала царствования Набонассара (747 г.), причем первым считался месяц тот по египетскому календарю (вавилонские жрецы использовали в то время египетские названия месяцев и вообще египетский календарь). Для того чтобы переводить все даты в единую эру, Птолемей составил хронологическую таблицу царствований вавилонских царей (начиная от Набонассара), персидских царей (от Кира до Дария III), Александра Македонского и египетских Птолемеев и, наконец, римских императоров от Октавиана Августа (стал императором в 30 г.) до Антонина Пия, при котором Птолемей жил и работал (начало царствования 137 г. н. э.). Эта таблица была включена Птолемеем в «Справочные таблицы», выпущенные им отдельно. В реконструированном виде она приводится в английском издании «Альмагеста» под ред. Дж. Тумера, где все даты даны в современном летоисчислении.
При датировке использованных им наблюдений, выполненных в Греции и в самой Александрии, Птолемею пришлось иметь дело с другими календарными системами. Он сумел привести их к единой системе, так что датировка всех наблюдений независимо от их времени и места определяется однозначно.
От вавилонских математиков и астрономов Птолемей позаимствовал шестидесятиричную систему счисления.
Эта система используется и в наши дни при счете углов и интервалов времени.
Обратимся астрономии древних греков. Первые работы греческих астрономов относятся к построению календаря. Около 434 г. астроном Метон ввел 19-летний цикл, получивший впоследствии название метонова цикла. Этот период содержит 6940 суток и почти в точности равен длительности 235 лунных (синодических) месяцев. В самом деле, поделив 6940 на 235, получаем среднюю длительность синодического месяца:
В цикле Метона 29,531914 суток
По современным данным 29,530588 суток
Иначе говоря, точность метонова лунного месяца составляла 2 минуты.
Средняя длительность года в метоновом цикле составляла 365,26316 суток, что на 19 минут длиннее введенного четырьмя столетиями позднее юлианского года (365,25 суток) и на 30 мин – действительной длительности тропического года в эпоху Метона (365,2425 суток).
Нужно сказать, что календарная система в Вавилоне и Греции была в ту эпоху очень сложной. Согласовать солнечный тропический год с лунным синодическим месяцем было очень трудно из-за их несоизмеримости. Лунный год, состоявший из 12 лунных месяцев, содержал (с округлением до целых суток) 354 суток, что было на 11 с лишним суток меньше тропического года. Поэтому в некоторые годы (примерно раз в три года) добавляли тринадцатый месяц, так что такой год содержал уже 384 суток.
Метонов цикл значительно облегчал работу по составлению календаря. Он давал простое соотношение между годом и лунным месяцем. Кроме того, по номеру года в цикле можно было легко узнать все даты в этом году, поскольку по истечении цикла они повторялись.