Птолемей был широко образованным человеком, он обладал исключительно упорядоченным умом и замечательным даром описания. Возможно, как утверждают некоторые авторы, его собственный вклад в науку невелик, но он никогда не занимался плагиатом. Он улучшал большую часть того, что переписывал у других, и развивал заимствованные идеи. Он изложил в своих трудах многие важные теории своих предшественников, причем сформулировал их лучше и понятнее. Птолемей обычно не забывал сослаться на автора излагаемой идеи.

Хотя имя Клавдия Птолемея ассоциируется чаще всего с географией и картографией, он является автором значительных трудов во многих других областях, включая астрономию, астрологию, музыку и оптику. Он составил Канон царей – хронологический список ассирийских, персидских, греческих и римских суверенов от Набонассара до Антонина Пия, биографическую историю царствований. Его «Аналемма» представляла собой математическое описание проекции сферы на плоскость; этот трактат значительно облегчал работу с гномоном и изучение того, что позже стали называть «ортографической проекцией». В работе под названием «Планисфера» Птолемей описал сферу, спроектированную на плоскость экватора с точки зрения наблюдателя на полюсе; эта проекция позже стала известна как «стереографическая». Но величайшие его работы – «Синтаксис», известный под названием «Альмагест», и «География». Оба названия имеют отношение к составлению карт, но если предшественники Птолемея объединяли свои астрономические, математические и географические знания под необъятным покровом философии, то сам Птолемей включил все свои научные теории в «Альмагест», а «Географию» посвятил исключительно вопросу составления карт.

Тринадцать книг «Альмагеста» открывает вступление, в котором говорится о различиях между теорией и практикой и о непреложности математических знаний, «ввиду того что доказательства в ней идут неопровержимыми путями арифметики и геометрии». Птолемей говорит читателям, что при обсуждении свойств Вселенной будет пользоваться открытиями древних и, помимо этого, детально объяснять все то, что не нашло полного объяснения или рассмотрения в прошлом. В первой книге он формулирует общие принципы, на которых построен его «Синтаксис», или система.

Небо, говорит Птолемей, представляет собой сферу и движется так, как подобает сфере. Земля – центр этого сферического неба, и от звезд ее отделяет огромное расстояние. Земля также имеет форму сферы и со своего места в центре Вселенной никуда не сдвигается. Что касается формы Земли, то нет смысла рассматривать математические или философские аспекты этой проблемы, поскольку имеется множество наглядных доказательств ее шарообразности. Очевидно, скажем, что Солнце, Луна и другие небесные тела не встают и не садятся в одно и то же время для всех наблюдателей на Земле; напротив, они встают раньше для тех, кто живет восточнее, и позже для западных регионов. Известно также, что лунные затмения отмечаются в разное время суток относительно местного полудня: на востоке они наблюдаются позже, чем на западе. Так вот, если бы Земля была плоской и имела форму треугольника или прямоугольника, восходы и заходы небесных тел наблюдались бы одновременно во всех ее частях. Есть и другое доказательство. Чем дальше к Северному полюсу, тем больше звезд южного неба скрывается, в то время как из-под северного горизонта появляются новые звезды. И еще, если плыть в сторону горы – при этом не важно, с какого направления мы будем к ней приближаться, – то она постепенно поднимается из моря, становится все больше и больше, пока не встанет перед нами целиком. И наоборот, если плыть от горы прочь, то процесс идет в обратном порядке, и через некоторое время гора целиком исчезает за горизонтом. Это значит, что поверхность океана должна быть изогнутой. Птолемей упрямо отвергает предположение некоторых ученых о том, что Земля вращается вокруг своей оси. Он признает, что это удобное объяснение поведения небес, но тем не менее считает такое предположение нелепым.

После публикации «Альмагеста» части окружности перестали выражать в неудобных долях. В 9-й главе первой книги Птолемей объяснил, как образуется таблица хорд. Он начал с круга, окружность которого разделил на 360 градусов. Затем разделил каждую часть еще пополам. Он разделил диаметр круга на 120 равных частей, затем разделил каждую из 60 частей радиуса на 60 равных частей, а затем – еще раз каждую на 60 равных частей. В латинском переводе текста эти части стали называться partes minutae primae и partes minutae secundae, откуда и произошли современные угловые «минуты» и «секунды». Ни деление круга на 360 частей, ни теория хорд не были придуманы Птолемеем. Первое пришло, возможно, из древней Халдеи; таким делением круга пользовались, вероятно, многие предшественники Птолемея. Что касается таблицы хорд, то, как рассказал нам Феон Александрийский, ее изложил в двенадцати книгах Гиппарх, которого Птолемей называл «любителем труда и любителем истины», и в шести книгах – Менелай. Тем не менее Птолемей внес и собственный замечательный вклад, который заключается в нескольких простых теоремах, с помощью которых несложно найти величину любой хорды[20].

В третьей книге «Альмагеста» Птолемей описал, каким образом Гиппарх обнаружил предварение равноденствий. Он описал также наблюдения, с помощью которых Гиппарх подтвердил эксцентриситет солнечной орбиты. Птолемей завершил эту книгу ясным описанием обстоятельств, от которых зависит уравнение времени. Он изложил также принцип, согласно которому для наилучшего объяснения явлений любого рода следует принять простейшую из существующих гипотез, если, конечно, она ни в чем не противоречит результатам наблюдений. Иными словами, никогда не следует придумывать сложное объяснение, если можно ограничиться простым. Этот принцип, открыто объявленный Птолемеем, представлял собой часть кредо, провозглашенного еще Гиппархом; спустя столетия он стал главным законом «первой философии» (philosophia prima) французского философа Огюста Конта. Еще один принцип, детально изложенный Птолемеем и принятый ныне повсеместно во всех науках, состоит в следующем: проводя наблюдения, где требуется огромная осторожность и точность, мы должны брать в качестве результата данные, полученные на протяжении значительного промежутка времени, чтобы уменьшить ошибки (известные как человеческий фактор), неизбежные при любых наблюдениях, даже тех, что проводятся с величайшей тщательностью. Другими словами, многократно повторяйте любые наблюдения; если необходимо, делайте это на протяжении многих лет.

Обоим авторам – и Страбону, и Птолемею – принадлежат обширные труды, которые называют географическими, но их подход к предмету совершенно различен. Страбона интересует местоположение конкретных пунктов и составление точной карты мира, по крайней мере той его части, которая пригодна для жизни. Еще больше его занимает человек в своих отношениях со средой: его история, обычаи, растения и животные, которых он выращивает, и физические особенности характерные для разных регионов мира. Птолемей же подходит к географии строго научно и отстраненно. Его интересует в первую очередь Земля – вся Земля, а не только пригодная для жизни ее часть; он пытался выяснить, какое место Земля занимает во Вселенной. Его интересовали отношения между Землей и Солнцем, Землей и Луной, научная причина и характер изменения климата. Но превыше всего его интересовало по-научному точное изображение сферической Земли в удобочитаемой форме. Другими словами, его интересовала карта мира. Клавдию Птолемею, больше чем кому бы то ни было из древних, удалось определить элементы и формы научной картографии. С публикацией его «Географии» картография – такая, какой мы ее знаем, – отделилась от географии – такой, как мы ее понимаем.