Форма, движение и размеры Земли

Шарообразность Земли

Начиная с V в. до н. э. почти все ученые древности полагали, что Земля имеет форму шара. До этого считалось, что Земля дискообразна и покоится на водах; такой точки зрения, по-видимому, придерживался Анаксимандр (правда, некоторые исследователи высказывали мысль о том, что он также считал Землю шаром). Это представление было отвергнуто пифагорейцами и Платоном; после них ни один серьезный мыслитель уже не оспаривал теории сферичности. Пифагорейцы основывали свое мнение скорее на умозрительных и философских доводах, чем на физических и опытных доказательствах: они полагали, что раз шар является наиболее совершенной геометрической формой, то Земля, следовательно, должна представлять собой сферу. Все направление научной мысли Аристотеля, менее умозрительной и гипотетической, чем мысль Платона, подводило его к поискам доказательств шарообразности, которые он сам весьма выразительно сформулировал. Клеомед, Плиний, Птолемей, Марциан Капелла и другие древние авторы выдвинули новые более или менее убедительные доказательства, которые были хорошо известны и часто повторялись в средние века.

Неподвижность Земли

Хотя почти все ученые древности единодушно признавали, что Земля имеет форму шара, далеко не все они придерживались мнения, что она неподвижно покоится в центре вселенной. Но различные теории, не согласующиеся с этой ортодоксальной точкой зрения, не играли никакой роли в развитии средневековой космологии и много позже рассматриваемого нами периода. Некоторые из пифагорейцев считали, что в центре Земли горит огонь. Платон говорил, что центр Земли, пребывающей неподвижно в центре вселенной, является вместилищем не огня, а мировой души. Внутреннее движение мировой души и является причиной движения всего космоса. Платоновское представление о мировой душе оказалось необычайно устойчивым и проникло в сочинения многих неоплатоников средневековья. Однако Аристотель, который столь же твердо придерживался теории о том, что Земля неподвижно покоится в центре вселенной, отрицал, в отличие от пифагорейцев и Платона, возможность того, что центр вселенной является вместилищем некоей нетленной сущности, состоящей из той же субстанции, что и небесные тела, – будь то огонь или мировая душа. Аристотель, Плиний и Птолемей также выдвинули ряд более или менее веских доказательств в пользу неподвижности Земли.

Окружность Земли

Древние авторы предложили несколько числовых выражений длины земной окружности. Аристотель исчислял ее в 400 000 стадиев. По свидетельствам многих авторов, в том числе Плиния, Витрувия, Марциана Капеллы и Макробия, Эратосфен определил, что она составляет 252 000 стадиев. Клеомед же, оставивший наиболее обстоятельное описание произведенных Эратосфеном измерений, называет цифру в 250 000 стадиев. Вполне возможно, что сам Эратосфен произвольно добавил 2000 стадиев к полученному им результату, чтобы получить величину, более удобную для деления. Клеомед приводит слова Посидония, что окружность Земли составляет 240 000 стадиев, тогда как Страбон утверждает, что тот определял ее равной 180 000 стадиям. Эта последняя цифра была принята также Марином Тирским и Птолемеем.

Хотя в работах древних авторов встречается несколько различных цифр, это, конечно, не означает, что каждый из них использовал свой способ измерения. Длина окружности у Аристотеля – плод чисто умозрительной оценки, и только результаты, полученные Эратосфеном, основаны на точном измерении и подсчете. Обе цифры, приводимые Посидонием, вполне могли быть заимствованы им у Эратосфена, причем большая из них получилась в результате неправильного истолкования или преднамеренного искажения данных последнего, а меньшая – в результате использования при расчетах стадия большей величины. Во всяком случае, насколько нам известно, греки пользовались для вычисления размеров Земли лишь одним методом. Он состоял в том, что в один и тот же день года определяли высоту Солнца в каких-то двух местах, которые, как считалось, лежали на одном и том же меридиане и расстояние между которыми было известно по «дорожникам» (итинерариям). Затем делали допущение, что угол между двумя меридиональными высотами так же относится к окружности небесной сферы, как расстояние между двумя точками наблюдения — к окружности Земли. Наблюдения, проведенные Эратосфеном в Египте, описываются у Клеомеда и Марциана Капеллы.

Данные Эратосфена отличаются удивительной точностью. Какую бы величину— 157,5 или 168 метров — ни имел использовавшийся им стадий (о чем до сих пор спорят ученые), длина окружности, по его подсчетам, окажется равной 39 375 или соответственно 42 336 километрам. В любом случае ошибка выглядит совершенно незначительной; в действительности окружность Земли равна приблизительно 40 000 километров.