Ptolemaja sistēma ir pasaules ģeocentriska sistēma, saskaņā ar kuru centrālo vietu Visumā ieņem planēta Zeme, kas paliek nekustīga. Ap to jau pulcējas Mēness, Saule, visas zvaigznes un planētas. Pirmo reizi tas tika formulēts Senajā Grieķijā. Tas kļuva par pamatu senajai un viduslaiku kosmoloģijai un astronomijai. Vēlāk par alternatīvu kļuva pasaules heliocentriskā sistēma, kas kļuva par pamatu pašreizējiem Visuma kosmoloģiskajiem modeļiem.
Ģeocentrisma rašanās
Ptolemaja sistēma ir uzskatīta par fundamentālu visiem zinātniekiem daudzus gadsimtus. Kopš seniem laikiem Zeme tika uzskatīta par Visuma centru. Tika pieņemts, ka pastāv Visuma centrālā ass, un kaut kāds atbalsts neļauj Zemei nokrist.
Senie cilvēki uzskatīja, ka tas ir kāds mītisks milzu radījums, piemēram, zilonis, bruņurupucis vai vairāki vaļi. Tāls no Milētas, kurš tika uzskatīts par filozofijas tēvu, ierosināja, ka pats pasaules okeāns varētu būt šāds dabisks balsts. Daži ir ierosinājuši, ka Zemei, atrodoties kosmosa centrā, nav jāpārvietojasjebkurā virzienā, tas vienkārši atrodas pašā Visuma centrā bez jebkāda atbalsta.
Pasaules sistēma
Klaudijs Ptolemajs centās sniegt savu skaidrojumu visām redzamajām planētu un citu debess ķermeņu kustībām. Galvenā problēma bija tā, ka visi novērojumi tajā laikā tika veikti tikai no Zemes virsmas, tāpēc nebija iespējams droši noteikt, vai mūsu planēta ir kustībā vai nē.
Šajā sakarā senajiem astronomiem bija divas teorijas. Saskaņā ar vienu no tiem Zeme atrodas Visuma centrā un paliek nekustīga. Lielākoties teorija balstījās uz personīgajiem iespaidiem un novērojumiem. Un saskaņā ar otro versiju, kas balstījās tikai uz spekulatīviem secinājumiem, Zeme griežas ap savu asi un pārvietojas ap Sauli, kas ir visas pasaules centrs. Taču šis fakts nepārprotami bija pretrunā esošajiem uzskatiem un reliģiskajiem uzskatiem. Tāpēc otrs viedoklis nesaņēma matemātisku pamatojumu, daudzus gadsimtus astronomijā tika apstiprināts viedoklis par Zemes nekustīgumu.
Astronoma darbi
Ptolemaja grāmatā "Lielā celtniecība" tika apkopotas un ieskicētas seno astronomu galvenās idejas par Visuma uzbūvi. Plaši tika izmantots šī darba tulkojums arābu valodā. Tas ir pazīstams ar nosaukumu "Almagest". Ptolemajs balstīja savu teoriju uz četriem galvenajiem pieņēmumiem.
Zeme atrodas tieši iekšāVisuma centrs un ir nekustīgs, visi debess ķermeņi pārvietojas ap to ar nemainīgu ātrumu, tas ir, vienmērīgi.
Ptolemaja sistēmu sauc par ģeocentrisko. Vienkāršotā veidā tas ir aprakstīts šādi: planētas pārvietojas apļos ar vienmērīgu ātrumu. Visa kopējā centrā atrodas nekustīgā Zeme. Mēness un Saule riņķo ap Zemi bez epicikliem, bet pa deferentiem, kas atrodas sfēras iekšpusē, un "fiksētās" zvaigznes paliek uz virsmas.
Jebkuras zvaigznes ikdienas kustību Klaudijs Ptolemajs skaidroja kā visa Visuma griešanos ap nekustīgo Zemi.
Planētu kustība
Interesanti, ka katrai no planētām zinātnieks izvēlējās deferenta un epicikla rādiusu izmērus, kā arī to kustības ātrumu. To varēja izdarīt tikai noteiktos apstākļos. Piemēram, Ptolemajs uzskatīja par pašsaprotamu, ka visu apakšējo planētu epiciklu centri atrodas noteiktā virzienā no Saules, un augšējo planētu epiciklu rādiusi vienā virzienā ir paralēli.
Tā rezultātā Ptolemaja sistēmā dominēja virziens uz Sauli. Tika arī secināts, ka atbilstošo planētu apgriezienu periodi ir vienādi ar tiem pašiem siderālajiem periodiem. Tas viss Ptolemaja teorijā nozīmēja, ka pasaules sistēma ietver planētu faktiskās un reālās kustības svarīgākās pazīmes. Daudz vēlāk citam izcilam astronomam Kopernikam izdevās tās pilnībā atklāt.
Viens no svarīgākajiem jautājumiem šajā teorijā bija nepieciešamība aprēķinātattālums, cik kilometru no Zemes līdz Mēnesim. Tagad ir ticami noskaidrots, ka tas ir 384 400 kilometri.
Ptolemaja nopelni
Galvenais Ptolemaja nopelns bija tas, ka viņam izdevās sniegt pilnīgu un izsmeļošu skaidrojumu par planētu šķietamajām kustībām, kā arī ļāva tām aprēķināt savu atrašanās vietu nākotnē ar precizitāti, kas atbilstu novērojumiem neapbruņotu aci. Rezultātā, lai gan pati teorija bija fundamentāli nepareiza, tā neizraisīja nopietnus iebildumus, un visus mēģinājumus tai iebilst kristīgā baznīca nekavējoties stingri apspieda.
Laika gaitā tika atklātas nopietnas neatbilstības starp teoriju un novērojumiem, kas radās, uzlabojoties precizitātei. Tie beidzot tika novērsti, tikai ievērojami sarežģījot optisko sistēmu. Piemēram, atsevišķi planētu šķietamās kustības nelīdzenumi, kas tika atklāti vēlāku novērojumu rezultātā, tika skaidroti ar to, ka ap pirmā epicikla centru vairs negriežas pati planēta, bet gan t.s. sauc par otrā epicikla centru. Un tagad debess ķermenis pārvietojas pa tā apkārtmēru.
Ja šāda konstrukcija izrādījās nepietiekama, tika ieviesti papildu epicikli, līdz planētas novietojums uz apļa korelēja ar novērojumu datiem. Rezultātā 16. gadsimta sākumā Ptolemaja izstrādātā sistēma izrādījās tik sarežģīta, ka tā neatbilda prasībām, kas praksē tika izvirzītas astronomiskajiem novērojumiem. Pirmkārt, tas attiecās uz navigāciju. Lai aprēķinātu planētu kustību, bija vajadzīgas jaunas metodes, kurām vajadzēja būt vienkāršākām. Tos izstrādāja Nikolajs Koperniks, kurš lika pamatus jaunajai astronomijai, uz kuras balstās mūsdienu zinātne.
Aristoteļa uzskati
Populāra bija arī Aristoteļa pasaules ģeocentriskā sistēma. Tas sastāvēja no postulāta, ka Zeme ir smags ķermenis Visumam.
Kā liecina prakse, visi smagie ķermeņi krīt vertikāli, jo tie kustas virzienā uz pasaules centru. Centrā atradās pati zeme. Pamatojoties uz to, Aristotelis atspēkoja planētas orbitālo kustību, nonākot pie secinājuma, ka tā noved pie zvaigžņu paralaktiskas pārvietošanas. Viņš arī centās aprēķināt, cik daudz no Zemes līdz Mēnesim, jo viņam izdevās veikt tikai aptuvenus aprēķinus.
Ptolemaja biogrāfija
Ptolemajs dzimis ap mūsu ēras 100. gadu. Galvenie informācijas avoti par zinātnieka biogrāfiju ir viņa paša raksti, kurus mūsdienu pētniekiem ir izdevies sakārtot hronoloģiskā secībā, izmantojot savstarpējās atsauces.
Fragmentālu informāciju par viņa likteni var smelties arī no bizantiešu autoru darbiem. Bet jāatzīmē, ka šī ir neuzticama informācija, kas nav uzticama. Tiek uzskatīts, ka viņš savu plašo un daudzpusīgo erudīciju bija parādā Aleksandrijas bibliotēkā glabāto sējumu aktīvai izmantošanai.
Zinātnieka darbi
Ptolemaja galvenie darbi ir saistīti ar astronomiju, taču viņš atstāja pēdas arī citās zinātnes jomās. ATjo īpaši matemātikā viņš secināja Ptolemaja teorēmu un nevienādību, pamatojoties uz teoriju par riņķī ierakstīta četrstūra diagonāļu reizinājumu.
Piecas grāmatas veido viņa traktātu par optiku. Tajā viņš apraksta redzes būtību, aplūko dažādus uztveres aspektus, apraksta spoguļu īpašības un atstarošanas likumus, kā arī apspriež gaismas laušanas likumus. Pirmo reizi pasaules zinātnē ir sniegts detalizēts un diezgan precīzs atmosfēras refrakcijas apraksts.
Daudzi cilvēki pazīst Ptolemaju kā talantīgu ģeogrāfu. Astoņās grāmatās viņš sīki izklāsta zināšanas, kas piemīt senās pasaules cilvēkam. Tieši viņš lika pamatus kartogrāfijai un matemātiskajai ģeogrāfijai. Viņš publicēja astoņu tūkstošu punktu koordinātas, kas atrodas no Ēģiptes līdz Skandināvijai un no IndoĶīnas līdz Atlantijas okeānam.
