天文学は、ギリシャ人が顕著な才能を発揮した分野である。 観測天文学は、他の国の天文学の主要な形式であったが、ギリシャではさらに一歩進んで、観測を説明できる宇宙のモデルを構築しようとした。 彼らは想像しうるすべての選択肢を検討し、天文学上のさまざまな問題に対して、さまざまな解決策を検討したのです。 彼らは、現代の天文学の多くのアイデアを先取りしただけでなく、そのアイデアのいくつかは、およそ2千年もの間、存続しています。 アイザック・ニュートンの時代にも、アリストテレスの宇宙論はケンブリッジ大学で教えられていました。
紀元前4世紀以前のギリシャ天文学の知識は、非常に不完全です。 現存する著作はごくわずかで、そのほとんどはアリストテレスがこれから批判しようとする意見への言及やコメントである。
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ギリシャの隣国、エジプトやバビロニアも高度な天文学を有していたが、その原動力は異なっていた。 エジプトの行政はナイル川の氾濫を予測するために確立された暦に依存し、夜間に時間を知るための儀式が必要であり、モニュメントの枢軸方向の向きも重要であった。 バビロニアでは、天空のお告げを読み取ることで、国家の安泰を図ることができると考えられていた。 8005>ピタゴラスは、地球が球形であると考えた最初のギリシア人として知られているが、この考えは科学的というよりむしろ神秘的な理由に基づくものであったろう。 ピタゴラスは、月が光を反射して輝くことが発見された後、球形の地球を支持する決定的な証拠を発見し、日食の正しい説明も見つけたのである。 月面に映る地球の影は、地球の形が球形であることを示唆したのである。
アリストテレスの著書『天について』には、彼の時代以前の天文観念がいくつかまとめられている。 例えば、コロフォンのクセノファネスは、我々の下にある地球は無限であり、「その根を無限に押し広げている」と主張し、他の人々は地球が水の上に乗っていると考え、その原作者はタレス（アリストテレスによれば）だと思われ、アナクシメネス、アナクサゴラス、デモクリティスは、「その下の地球をふたのように覆う」地球は平面であると考えた、と述べています。
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Greek Astronomy after Aristotle
Apart for a few exceptions.The Ulania は、ギリシャ天文学に基づくものであり、アリストテレス以後のものです。 ギリシャの天文学者の間では、宇宙は地球を中心としたものであるというのが一般的なコンセンサスであった。 紀元前4世紀、プラトンとアリストテレスは地動説で合意したが、両者とも神秘的な議論に基づいてそう考えたのである。 星や惑星は球体に乗って地球の周りを回っており、同心円状に配置されている。 プラトンは、宇宙を「必然の紡錘」と表現し、セイレーンに付き添われ、3人の運命によって回転させられているとさえ言っている。 プラトンは決定論を否定し、自然法則に支配された宇宙という考えを捨てた。 実際、プラトンは、いくつかの惑星（特に火星）の予測不可能な運動は、自然法則が自然のすべての変化を説明できないことの証明とみなしていた。 プラトンの弟子であるエウドクソスは、より神話にとらわれない数学的モデルに取り組むことで師の見解に挑戦したが、同心円状の球体と円形の惑星運動という考え方はまだ根強く残っていた。
地球を中心とした宇宙に対するアリストテレスの正当化は科学的な裏付けに欠けていますが、彼は球状の地球を正当化するために、いくつかの説得力のある観測的証拠を提供しています。最も重要なのは、緯度が変わると北極星の位置が異なるという観測で、これは地球の周囲を測定する方法を提供するものでした。
実際、エジプトやキプロス近辺では、北の地方では見られない星が見られ、北では観測範囲を超えることのない星が、それらの地方では昇ったり沈んだりしています。 そうでなければ、わずかな場所の変化の影響がすぐに明らかにならないからだ」
(Aristotle: Book 2, Chapter 14, p. 75)
アリストテレスは、ギリシャとエジプトの間の極星の位置から、地球の大きさを40万スタジアと推定している。 スタジアの現代尺度への換算については正確にはわからないが、40万スタジアは約6万4千キロメートルというのが一般的な見方である。 この数字は現代の計算よりはるかに高いが、興味深いのは、理論的な観点からは、この計算は地球の大きさを計算する有効な方法であり、アリストテレスが扱った数字の不正確さが、納得できる結論に到達できない原因となっていることである。
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アリストテレスの宇宙論のかなり優れた観察は、多くの神秘的、美的偏見と並存している。 例えば、天体は「再生不能で破壊されない」ものであり、また「不変のもの」であると信じられていた。 ルネッサンス期にも、ガリレオが月の表面は地球と同じくらい不完全で、山やクレーターがたくさんあると主張したとき、ヨーロッパの思想をまだ支配していたアリストテレスの学者の間でスキャンダルだけが起こった。 例えば、地動説では惑星の明るさの変化や逆行運動を説明することはできなかった。 サモスのアリスタルコス（紀元前310年〜紀元前290年）は古代ギリシャの数学者であり天文学者であったが、このような懸念を払拭するために、別の天文学的仮説を打ち立てた。 コペルニクスやガリレオを20世紀も先取りしていた彼は、宇宙の中心は地球ではなく太陽であり、地球と他の惑星は太陽の周りを回っていると主張した。 また、星は遠くの太陽であり、動かないとし、宇宙の大きさは同時代の人々が考えていたよりずっと大きいとした。 月食の時に月に映る地球の影の大きさから、注意深く幾何学的な分析を行い、アリスタルコスは太陽が地球よりはるかに大きいことを知っていた。
天動説が提示されたアリスタルコスの著作は失われており、後世の著作や文献をつなぎ合わせて知ることができます。 その中でも、アルキメデスが著書「砂時計」の中で言及したものが、最も重要かつ明確です：
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しかしサモスのアリスタルコスは、ある仮説からなる本を出版しました。 その仮説とは、恒星と太陽は動かず、地球は太陽の周りを円周上に公転し、太陽はその軌道の中央に位置しており、太陽と同じ中心に位置する恒星の球は非常に大きく、地球が公転する円は恒星の距離に対して球の中心がその表面に対して負うのと同じ比率を持つと仮定していることである。
(Archimedes, 1-2)
古代ギリシャの天文学者はみな、すべての天体の軌道が円形でなければならないことを当然と考えていたので、アリスタルコスのモデルは悪い時期に良いアイデアであったといえるだろう。 問題は、アリストゥルコスの理論が、天体の円運動と調和しないことであった。 実際には、惑星の軌道は円ではなく楕円であり、楕円軌道やその他の円でない軌道は受け入れられず、ギリシャの天文学者の観点からはほとんど冒涜的なものであった。
Hipparchus of Nicea (BCE 190 – BCE 120), は、古代ギリシャで最も尊敬され才能ある天文学者であり、太陰月の長さを1秒未満の誤差で計算し、太陽年を6分の誤差で推定した。 また、1080個の星の正確な緯度・経度を記した天球のカタログを作成した。 ヒッパルコスより166年前のティモカリスも図譜を作成していた。 ヒッパルコスは両図を比較して、星の見かけの位置が2度ほどずれていることを計算し、「赤道季節差」を発見し、測定した。 彼は、歳差運動を1年に36秒と計算したが、現代の計算では50秒となり、少し短すぎる見積もりである。 また、プトレマイオスの著作『アルマゲスト』の骨格となる計算のほとんどを提供し、2世紀中に完成した巨大な天文エッセイは、ルネサンス期まで学者の標準文献として揺るがなかった。
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Hipparchusはアリストルコスの理論に対して、アリストルコスのモデルより地動説の方が観測結果をよく説明できると言って終止符を打つ。 この結果、彼はしばしば、誤った地球中心説を支持することによって天文学の進歩を後退させたと非難される。 しかし、これはあらゆる天才につきまとうリスクであり、表裏一体である。正しいときには知識の革命を引き起こし、間違っているときには何世紀にもわたって知識を凍結させてしまうのである。 従来の円は偏心円に置き換わった。 偏心円では、惑星は通常通り地球の周りを一様な円運動をするが、我々の惑星は円の中心ではなく、むしろ中心から外れていた。 こうすることで、惑星の速度の変化や明るさの変化を説明することができる。惑星は、地球に近いほど速く、明るく動き、軌道の反対側では遅く、暗く動いているように見える。 アポロニウスはさらに、公転の中の公転であるエピシクルを考案した（月は地球の周りを回り、地球は太陽の周りを回る、言い換えれば、月は太陽の周りをエピシクルで回っている）。 この装置によって、明るさや速度の変化も説明できるようになり、ほとんどのギリシャの天文学者を困惑させていた惑星の逆行運動も説明できるようになった。
The Almagest
Hipparchus とPtolemyのAlmagestには3世紀の隔たりがある。 この期間をギリシャ天文学の暗黒時代とする学者もいれば、『アルマゲスト』の勝利によって、それまでの天文学の著作が一掃されたとする学者もいる。 科学的な著作の重要性は、しばしばそれが冗長にした過去の著作の数によって測られるので、これは余計な議論である。
『アルマゲスト』は、天文学に関する巨大な著作である。 そこには、天体の動きを無限に計算することができる表と結びついた幾何学的なモデルが含まれている。 グレコ・バビロニアにおける天文学の成果は、すべてこの著作に集約されている。 1,000個以上の恒星を含むカタログも含まれている。 アルマゲストの宇宙論は、その後14世紀の間、西洋天文学を支配することになる。
皮肉にも、プトレマイオスは天文学者よりも占星術師でした。彼の時代には、占星術という不明瞭なビジネスと天文学という科学の間に明確な区別はありませんでした。 天文学的な観測は、プトレマイオスが占星術師として、惑星の位置を常に予測することを望んだ副次的なものでしかなかった。 さらにプトレマイオスは、占星術の古典である『テトラビブロス』という著作の著者でもあった。
ヒッパルコスとアポロニウスの考案した道具によって十分な観測精度が得られ、地動説の進行を促したが、完全に成功することはなかった。 プトレマイオスは、このモデルの「体裁を保つ」ために、さらにもう一つの装置、等差点を追加した。 等緯点とは、偏心した地球と対称的に対向する点であり、等緯点から見ると、地球は天空を一様に移動しているように見えるように軌道を移動しなければならない。 赤道は軌道の中心からオフセットされているため、惑星はこの必要条件を満たすために速度を変化させなければならなかった。 要するに、宇宙論モデルの基本的な仮定（地球を中心とした概念、完全な円軌道など）が間違っていたため、矛盾を防ぐため、あるいは少なくとも矛盾を少なくするために、怪しげで複雑な装置（偏心円、エピシクル、エクアントなど）を追加する必要があったのである。 結局、天動説が崩壊したのは、その不正確さだけでなく、シンプルさに欠けることが主な原因だった。 16世紀にコペルニクスの太陽中心説が発表されたとき、それが人気を博したのは、より正確だったからではなく、より単純で、プトレマイオスが使わなければならなかった複雑すぎる装置のすべてが必要なかったからである
Legacy
芸術、政治、そして哲学におけるギリシャ人の業績は、個人の趣味によって評価されるかもしれないが、天文学で彼らが成し遂げたことはまったく問題外である。 彼らは立派な天文学の知識を身につけただけでなく、エジプトやバビロニア、カルデアの天文学から得た天文学的データをうまく利用し、自分たちの知識と融合させることに成功したのである。 また、間違った仮定をした場合でも、その間違いを救うための工夫をするユニークな創造性を発揮した。 近代科学の勃興期、ルネサンス期になってようやく、古代ギリシャ天文学の概念に挑戦できるほどの天文学的能力を持った思想家が現れたのである
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