Философия и наука. От Анаксимандра до Коперника - страница 18

Согласно этой конструкции, Земля находится в центре большой окружности, называемой деферентом, по которой равномерно движется точка S, являющаяся центром второй, меньшей окружности, называемой эпициклом (рис. 2).

Рис. 2 Рис. 3

По эпициклу движется светило. Если периоды обращения по деференту и эпициклу равны между собой, то в результате сложения обоих движений светило движется вокруг Земли по окружности, обозначенной на рис. 2 штриховой линией, которая есть не что иное, как эксцентр. Однако в модели Птолемея ни деференты, ни эпициклы не были тождественны Аполлониевым. У Аполлония деференты представляли собой окружность, Птолемей же, указав, что невозможно объяснить наблюдаемые движения планет с помощью равномерного движения их эпициклов по деферентам, ввел понятие экванта, или уравнивающей точки. Как видно на рис. 3, Земля помещалась на некотором расстоянии от центра окружности О. С противоположной стороны на том же расстоянии от центра, что и Земля, находилась точка Е, называемая эквантом. Движение центра эпицикла по деференту определялось следующим условием – оно должно было казаться равномерным, если смотреть на него из экванта. Для наблюдателя, находящегося на Земле или в центре окружности О, движение уже не было равномерным. Теперь для согласования теоретически предсказываемого движения планеты с данными наблюдения надлежало соответствующим образом подобрать положение центра деферента, а тем самым и экванта.

С помощью столь хитроумного математического построения Птолемей сумел искусно обыграть принцип равномерного кругового движения – движение якобы равномерное было, по сути, неравномерным, и в результате центр эпицикла двигался по деференту с переменной скоростью. Таким образом, с помощью системы круговых равномерных движений воспроизводилось видимое неравномерное движение светил.

Отметим, что, однако, введение экванта было нарушением аксиомы равномерного кругового движения: согласно этой аксиоме движение светила должно быть равномерным по отношению к центру круга, а не к экванту. Это нарушение оказывало постоянное возмущающее воздействие на имманентное развитие астрономической теории.

Второй проблемой была проблема объяснения попятных и колебательных движений планет. Для объяснения этих явлений Птолемей также использовал механизм эпициклов. Но если при объяснении наблюдаемого неравномерного движения Солнца периоды обращения по эпициклу и деференту равны между собой, то периоды обращения планет по эпициклам, используемым для объяснения попятного движения планет, когда они вычерчивают на небе петлю, независимы от периодов обращения центров эпициклов по деферентам.

Попятное движение наблюдается у так называемых верхних планет – Марса, Юпитера и Сатурна. Они перемещаются на фоне звезд с запада на восток, т.е. совершают прямое движение, однако за некоторое время до противостояния они останавливаются, а затем начинают отступать, передвигаясь в обратном направлении с востока на запад, совершая таким образом попятное движение. Затем, после противостояния, они вновь останавливаются и вновь совершают прямое движение, описав таким образом на небосводе петлю.

Для объяснения этого явления Птолемей ввел следующую схему: центр эпицикла каждой верхней планеты движется с собственной скоростью, отличной от скоростей центров эпициклов других планет, а период обращения по эпициклу одинаков для всех верхних планет и составляет год. В результате наложения этих двух движений и появляется наблюдаемая петля. Механизм возникновения петли можно изобразить графически следующим образом (рис. 4).