Примерно за четыре тысячелетия до новой эры в долине Нила возникла одна из древнейших на Земле цивилизаций - египетская. Ещё через тысячу лет, после объединения двух царств (Верхнего и Нижнего Египта), здесь сложилось мощное государство. К тому времени, которое называют Древним царством, египтяне уже знали гончарный круг, умели выплавлять медь, изобрели письменность. Именно в ту эпоху были сооружены пирамиды. Тогда же, вероятно, появились египетские календари: лунно-звёздный - религиозный и схематический - гражданский. Обитатели долины Нила, где нет настоящей зимы, делили год на три сезона, которые зависели от поведения реки. Первый сезон - "ахет" (что в переводе с языка древних египтян означает "наводнение") - совпадал с разливом Нила. В то время, с июля по октябрь, река затопляла низины. Следующий сезон, длившийся тоже около четырёх месяцев, назывался "перет" (появление суши). Вода спадала, увлажнив землю и удобрив её илом; сезон начинался севом и заканчивался сбором урожая. С марта со стороны Сахары полтора месяца дули иссушающие ветры, и наступал последний сезон года, "тему" (отсутствие воды). С Нила, от которого зависела вся жизнь египтян, и началась астрономия этой древней цивилизации. "Египет - это дар Нила", - писал древнегреческий историк Геродот. Египетские жрецы-астрономы заметили, что незадолго до начала подъёма воды происходят два события: летнее солнцестояние и первое появление Сириуса на утренней заре после 70-дневного отсутствия на небосводе. Сириус, самую яркую звезду неба, египтяне назвали именем богини Сопдет. Греки произносили это имя как "Сотис". К тому времени в Египте существовал лунный календарь из 12 месяцев по 29 или 30 дней - от новолуния до новолуния. Чтобы его месяцы соответствовали сезонам года, раз в два-три года приходилось добавлять тринадцатый месяц. Сириус "помогал" определять время вставки этого месяца. Первым днём лунного года считался первый день новолуния, наступавший после возвращения этой звезды. Такой "наблюдательный" календарь с нерегулярным добавлением месяца плохо подходил для государства, где существовали строгий учёт и порядок Поэтому для административных и гражданских нужд был введён так называемый схематический календарь. В нём год делился на 12 месяцев по 30 дней с добавлением в конце года дополнительных пяти дней, т. е. содержал ровно 365 дней. Египтяне знали, что истинный год на четверть дня больше, чем введённый, и достаточно добавить в каждом четвёртом, високосном, году вместо пяти дополнительных дней шесть, чтобы согласовать его с сезонами. Но этого сделано не было. За 40 лет, т. е. за жизнь одного поколения, календарь уходил вперёд на десять дней, не на такую уж заметную величину, и писцы, управлявшие хозяйством, могли без труда приспособиться к медленным изменениям дат наступления сезонов. Через какое-то время в Египте появился и ещё один лунный календарь, приспособленный к скользящему гражданскому. В нём дополнительные месяцы вставлялись так, чтобы удержать начало года не вблизи момента появления Сириуса, около начала гражданского года. Этот "блуждающий" лунный календарь использовался наряду с двумя другими. Возникнув в начале Древнего царства, гражданский календарь продержался в Египте вплоть до вхождения страны в состав Римской империи, хотя его пытались исправить, вводя високосные годы. Даже греческим царям из династии Птолемеев не удалось преодолеть силу традиции. В Древнем Египте существовала сложная мифология с множеством богов. Астрономические представления египтян были тесно связаны с ней. Согласно их верованиям, в середине мира находился Геб, один из прародителей богов, кормилец и защитник людей. Он олицетворял Землю. Жена и сестра Геба, Нут, была самим Небом. Её называли Огромной матерью звёзд и Рождающей богов. Считалось, что она каждое утро проглатывает светила и каждый вечер рождает их вновь. Из-за этой её привычки когда-то произошла ссора Нут и Геба. Тогда их отец Шу, Воздух, поднял Небо над Землёй и разлучил супругов. Нут была матерью Pa (Солнца) и звёзд и управляла ими. Ра в свою очередь создал Тота (Луну) как своего заместителя на ночном небе. Согласно другому мифу, днём Ра плывёт по небесному Нилу и освещает Землю, а вечером спускается в Дуат (преисподнюю). Там он путешествует по подземному Нилу, сражаясь с силами мрака, чтобы утром вновь появиться на горизонте. Ра изображался в образе сокола, а иногда в виде огромного кота. Его символом также был обелиск, увенчанный четырёхгранной пирамидой. Именно в честь Ра фараоны, считавшие себя его детьми, придали своим гробницам форму пирамид. В ходе ночных богослужений культа Ра жрецы должны были помогать богу, совершавшему своё трудное плавание по подземному Нилу.
Для этого им нужно было определять время и ночью. До нас дошли свидетельства о трёх попытках создания египтянами звёздных часов. Наиболее точными из них были третьи, в которых использовались наблюдательные инструменты. Этот способ измерения ночных часов по звёздам был изобретён около 1500 г. до н. э. Его осуществляли, отмечая время прохождения определённых звёзд через небесный меридиан и соседние участки неба. Наблюдатель садился на площадке лицом к югу, напротив фигуры сидевшего "на меридиане" человека. Был ли это служитель храма или манекен, неизвестно. Наблюдатель с помощью визирного приспособления - дощечки с вырезом в верхней части - следил за прохождением "часовой звезды" над "фигурой". Сохранились таблицы с указанием звёзд и их положений для каждого из 12 часов ночи. Положения обозначались фразами: "напротив сердца" (посередине фигуры), "над правым глазом", "над левым ухом", "над правым плечом" - всего семь положений. Как и первые два, этот способ определения времени, привязанный к скользящему календарю, требовал постоянного обновления таблиц и оказался недолговечным. В Карнаке, около Фив, были найдены самые древние египетские водяные часы. Они изготовлены в ХIV в. до н. э. По-видимому, такие часы были известны лет за 300 до того: они появились незадолго до изобретения последних звёздных часов. Водяные часы, которые греки позднее назвали клепсидрой, представляли собой чашу с небольшим отверстием, из которого понемногу вытекала или капала вода. На внутренней стороне чаши помещались шкалы, по которым можно было судить, сколько времени "утекло". Египтяне той эпохи делили ночь и день на 12 часов, и часы получались разными в зависимости от сезонов. Поэтому в каждом месяце пользовались отдельной шкалой с его названием. Шкал было 12, хотя хватило бы 6, поскольку длины дней, находящихся на одном расстоянии от солнцестояний, практически одинаковы. Но египтяне были пленниками традиций и крайне неохотно шли на изменения первоначальных конструкций. Часы заполнялись водой в начале ночи, причём точкой отсчёта мог служить, например, заход Солнца, а дальше в ходе службы жрецам уже не нужно было смотреть на небо. Водяные часы не могли обойтись без регулировки. Вероятно, для этого отверстия клепсидр залепляли воском, в котором прокалывали дырочку нужного размера. Но требовалось ещё согласование "хода" этих часов с действительной длиной дня, т. е. нужны солнечные часы. Главными солнечными часами в Египте были, конечно, обелиски, посвящённые Солнцу-Ра. Такой астрономический прибор в виде вертикального столба называется гномон. Это первый инструмент, позволивший измерить высоту Солнца над горизонтом по длине тени. Так египтяне дополнили древнейшую "горизонтальную" астрономию вертикальным нахождением угловой высоты, тогда как в Стоунхендже измерялись только азимуты светил. Когда тень от гномона становилась самой короткой, наступал полдень. Остальные часы дня эти обелиски показывали не так точно. Древние египтяне, как и все народы, делили небо на созвездия.
О египетских созвездиях мы можем судить по упоминаниям в текстах и по рисункам на потолках храмов и гробниц. Египетские созвездия не похожи ни на вавилонские, ни на древнегреческие. Всего их известно 45. Сохранившиеся росписи потолков не образуют звёздной карты, и положение египетских созвездий на небе удаётся определить лишь приблизительно. Упоминаются, например, Мес (вероятно, Большая Медведица, которая изображалась в виде ноги быка); созвездие АН в виде фигуры с головой сокола, пронзающей копьём созвездие Мес; созвездие Бегемотихи, за которой изгибается огромный Крокодил. В древних текстах околополярные незаходящие созвездия именовались "неразрушимыми". Планеты египтянам были известны с давних времён. Египетские жрецы рано смогли разделить их на две группы. Верхние планеты, которые можно наблюдать в противостоянии Солнцу, считались воплощениями бога Хора. Так, Юпитер назывался "Хор, который освещает обе Земли", Сатурн - "Хор - бык небес", а Марс - "Красный Хор". Каждую из нижних планет, которые видны то утром, то вечером, египтяне, видимо, уже с середины II тысячелетия до н. э. знали как одно светило. Древнее название Венеры переводится как "Пересекатель", т. с. звезда, пересекающая путь Солнца. О Меркурии говорилось как о боге вечерних и утренних сумерек. Казалось бы, египетская астрономия не может похвастаться особыми достижениями. Египтяне, оседлый народ, живший в неширокой речной долине, не нуждались в астрономических методах ориентирования. Сроки сельскохозяйственных работ египтянам подсказывала река, и достаточно было установить момент начала её разлива, чтобы, не глядя на небо, знать, что будет дальше. Жрецы наблюдали звёзды в основном для измерения ночного времени, а писцы ввели упрощённый календарь, который не был привязан к сезонам и как бы пренебрегал астрономией. Тем не менее именно' на египетской земле, в Александрии, работали позднее греческие учёные, заложившие основы современной астрономии. Здесь трудились Аристарх Самосский, Тимохарис, Эратосфен, именно здесь написал свой знаменитый астрономический труд Клавдий Птолемей. Оказала ли на них влияние наука Египта? Несомненно, и именно в той части, где она ушла от слепого следования за периодическими изменениями неба. Схематический календарь не следовал за сезонами, однако он послужил идеальной равномерной шкалой для определения интервалов между затмениями, наблюдавшимися через много лет одно после другого. Именно этим календарём пользовался в своих расчётах Птолемей, а позже и сам Коперник Египетская идея не зависящего от продолжительности дня часа легла в основу всех астрономических наблюдений. Пользуясь сейчас одинаковыми для каждого времени года часами, составляющими 1/24 длины суток, стоит помнить, что этот счёт времени был предложен миру древними египтянами.
АСТРОНОМИЯ НА ГЛИНЯНЫХ ТАБЛИЧКАХ
Месопотамия, или Междуречье, - это область на Ближнем Востоке, лежащая по берегам двух больших текущих рядом рек, Тигра и Евфрата. На протяжении 3 тыс. лет, с конца IV тысячелетия до н. э. и до I тысячелетия н. э., здесь находился центр цивилизации, культурное влияние которой простиралось от берегов Средиземного моря на западе до Иранского нагорья на востоке и от Кавказских гор на севере до Персидского залива на юге. Среди многочисленных достижений этой цивилизации особое место занимает развитие астрономии. Как и все науки древности, за исключением уникальной древнегреческой, здешняя астрономия носила преимущественно прикладной характер, изучая движение светил для аграрных и религиозных нужд. Но именно накопленные месопотамскими учёными данные и математические приёмы позволили Гиппарху и Птолемею заложить основы астрономической науки. В III тысячелетии до н. э. Месопотамия была населена шумерами, язык которых не родствен ни одному из известных современных и древних языков. Шумеры создали в Южной Месопотамии несколько городов-государств, ставших центрами культурного развития.
Важнейшими из них были расположившиеся на Евфрате Ур и Урук и разместившиеся в Междуречье Лагаш и Ниппур. В центре шумерских городов помещались храмы, которые обычно представляли собой многоступенчатые пирамиды. На верхней площадке пирамиды стоял собственно храм сравнительно скромных размеров. Подобные сооружения, называвшиеся зиккуратами, возвышались над остальными постройками и выражали идею "связи небес и земли" (такое имя носил зиккурат в Ниппуре). Это название подтверждает и астрономическое значение зиккуратов. Важнейшим культурным достижением шумеров стало создание письменности. Материалом для письма служили таблички из сырой глины, на которые с помощью остроконечной палочки наносили характерные клинообразные знаки. Отсюда происходит название этой системы письма - клинопись. Заполненные записями таблички обжигали; это обеспечило их сохранность на протяжении тысячелетий. На основе клинописи развилась целая литература, в которой встречается много астрономических текстов. Астрономия шумерского периода была наблюдательной. Шумеры обожествляли небесные светила (АН - Небо, Уту - Солнце, Нанна - Луна и Инанна - Венера). Уже в начале III тысячелетия до н. э. шумеры знали, что Утренняя и Вечерняя звезда представляют собой одно и то же светило - планету Венеру. А в конце этого тысячелетия был создан клинописный текст, содержавший список шумерских созвездий, которые также считались божествами. Он свидетельствует о том, что шумеры выделяли планеты как самостоятельную категорию небесных светил. Они называли их "дикими овцами", чтобы отличить от неподвижных звёзд. Однако неясно, сколько планет было им известно. Северную часть Нижней Месопотамии с давних времён населяли восточные семиты. Постепенно они стали принимать всё большее участие в делах шумерских городов. В XXIV в. до н. э. к власти в одной из областей в результате переворота пришёл семит незнатного происхождения - Саргон Древний. Он основал город Аккад, ставший столицей одноимённого государства. Аккадцы не разрушили, а усвоили и развили шумерскую культуру, приспособив к своему языку и клинопись. Со временем шумерский язык в Месопотамии вышел из употребления и сменился аккадским. В начале II тысячелетия до н. э. в среднем течении Евфрата возвысился город Вавилон, бывший до того незаметным селением. Наивысшего расцвета он достиг при царе Хаммурапи. К этому периоду, называемому старовавилонским, относятся первые дошедшие до нас собственно астрономические тексты. Они содержат результаты наблюдений видимости Венеры, проводившихся в течение 21 года. Иногда очевидны их астрологические цели. В одном из них, в частности, говорится: "Если в месяце нисану во 2-й день Венера взошла на востоке, в стране будет нужда... Три месяца она отсутствует на небе. Седьмого аддару Венера появится на западе, и один царь проявит враждебность к другому". Солнце (Шамаш) и Луна (Син) "отвечали" за погоду и календарь, а Венера (Иштар) - за плодородие и войны. Поэтому и нужно было изучать "нрав" планеты. Около 1600 г. до н. э. Вавилон завоевали пришельцы с востока - касситы. Их правление продолжалось около 500 лет. От этого периода, получившего название "касситский", сохранилась серия астрологических текстов "Энума Ану Энлиль", в которых содержится около 7 тыс. предсказаний. Предсказания касались в основном обстоятельств жизни царя, его семьи и страны в целом. Судеб простых людей они не затрагивали. Тогда уже были известны пять планет, и тщательно наблюдались элементы их причудливых движений. К концу II тысячелетия до н. э. большинство ярких звёзд уже были объединены в созвездия, число которых приближалось к 70. Месопотамские созвездия частично совпадают с современными. Так, среди них были созвездия Близнецов, Рака, Льва, Весов, Скорпиона и др. Существовали и различия. Например, на месте Большой Медведицы месопотамские наблюдатели выделяли созвездие Колесницы, на месте Овна - Наёмного Работника, на месте Рыб - Большой Ласточки. Особое значение придавалось наблюдениям гелиакических восходов звёзд, т. е. дней года, когда звезда или созвездие впервые становятся видны на востоке перед восходом Солнца. Были разработаны даже особые звёздные календари, в которых каждому месяцу ставилось в соответствие по три созвездия, чьи гелиакические восходы приходились на этот месяц. Расцвет месопотамской астрономии приходится на I тысячелетие до н. э. В то время в Месопотамии происходили крупные политические и культурные изменения. Усилилась и превратилась в мощное государство Ассирия, ослабив влияние Вавилона. Затем в 612 г. до н. э. столицу Ассирии Ниневию разрушили союзные войска мидийцев и вавилонян. Среди развалин дворца последнего ассирийского царя Ашшурбанипала археологи нашли библиотеку, в которой среди множества глиняных "книг" оказались и тексты ассирийских жрецов-астрономов. К середине I тысячелетия до н. э. аккадский язык был вытеснен арамейским. К ассирийскому периоду относится создание серии клинописных текстов "Муль Алин" (Звезда Плут). В них подводятся итоги всему предшествующему развитию астрономии. Помимо каталога созвездий и звёзд и списка дат их утренних восходов здесь есть список последовательных кульминаций некоторых звёзд и список "созвездий на пути Луны", включавший 18 созвездий, - прообраз современного Зодиака. Солнечный год подразделяется на четыре сезона. При этом утверждается, что Солнце за год проходит через те же созвездия, что и Луна за месяц. В состав "Муль Апин" входят также таблицы для определения времени днём по измерению длины тени гномона. При последних ассирийских царях, правивших в VIII-VII вв. до н. э., астрология и астрономия относились к числу важных государственных занятий. Месопотамия была покрыта сетью храмов, где проводились астрономические наблюдения. О результатах наблюдений регулярно докладывали царю. До нашего времени дошло около 600 подобных сообщений из библиотеки Ашшурбанипала. Как и в предыдущие времена, особое внимание привлекали наблюдения затмений Солнца и Луны, которые считались дурными предзнаменованиями. С середины VIII в. до н. э. астрономы начали фиксировать даты наблюдавшихся лунных затмений в особых списках. Именно знание моментов древних затмений позволило Гиппарху, Птолемею и Копернику с большой точностью вычислить длину года. Год восшествия на престол вавилонского царя Навуходоносора Клавдий Птолемей выбрал в качестве начальной точки своего астрономического календаря, потому что, как он пишет: "...это эпоха, начиная с которой древние наблюдения в целом сохранились вплоть до настоящего времени". Традиция наблюдений и составления "дневников наблюдений" сохранялась вплоть до I в. до н. э. Кроме лунных затмений в "дневниках" систематически отмечали новолуния и полнолуния, положение Луны относительно звёзд, перемещения планет относительно Солнца и звёзд. Регулярно отмечались и даты равноденствий и солнцестояний, а также появления комет, падения метеоритов. Наблюдения месопотамских астрономов частично сохранили свою научную значимость и в настоящее время. Об использовании месопотамскими астрономами каких-либо угломерных приспособлений сведений нет. Малая точность их наблюдений говорит в пользу того, что они доверяли глазомерным наблюдениям, определяя расстояния между светилом и "опорными" звёздами. Их главным астрономическим инструментом были водяные часы. Месопотамские астрономы делили сутки на 12 часов, называвшихся "беру", а каждый час делился на 30 "градусов времени" ("уш"). Один градус времени содержал ровно четыре наши минуты. С такой точностью астрономы и могли фиксировать время ночью. После падения Ассирии наступил продолжавшийся 90 лет период возвышения Вавилона, пока в 539 г. до н. э. Кир Великий не включил Вавилонское царство в состав Персидского. В IV в. до н. э. Вавилон стал столицей недолговечной империи Александра Македонского, а после её распада находился под властью правителей из династии Селевкидов. Но, несмотря на исторические потрясения, месопотамская астрономия просуществовала до рубежа новой эры. Самым выдающимся достижением месопотамской астрономии нововавилонского периода стало развитие математической теории, позволившей предвычислять движение Луны и планет с точностью, достаточной при проведении наблюдений невооружённым глазом. Культ небесного бога Ахурамазды, пришедший вместе с персидским завоеванием, стимулировал развитие астрологии и астрономических исследований. Важнейшим астрономическим новшеством того времени стало введение эклиптики: большого круга в зодиакальном поясе, разделённого на 12 равных частей по 30° каждый. Этот круг служил математической шкалой для определения положений Солнца, Луны и планет. Каждая из этих частей, знаков зодиака, называлась именем соответствующего созвездия. Приблизительно тогда же был открыт 19-летний календарный цикл, регулирующий вставки дополнительного лунного месяца. В Месопотамии ещё со времён шумеров использовался лунно-солнечный календарь. Месяц из 29 или 30 дней начинался вечером с появлением серпа молодой Луны. Год начинался весной и содержал 12 или 13 лунных месяцев. Дополнительный месяц вводился, чтобы связать начало года с временем созревания ячменя, что было важно и для соблюдения религиозных праздников. 19-летний цикл предусматривал добавление в определённом порядке семи тринадцатых месяцев на протяжении 19 лет, причём к началу очередного цикла Луна оказывалась в той же фазе. В Европе этот цикл называется метоновым, поскольку был предложен афинским астрономом Метоном в 433 г. до н. э., возможно не без влияния Вавилона. В ту же эпоху на основе многолетних наблюдений был открыт сарос (греч. "повторение") - 18-летний период повторяемости лунных затмений. Это позволило сделать первые успешные предсказания лунных затмений. Были найдены и периодические закономерности движения планет. Есть основания полагать, что к концу IV в. до н. э. теории движения Луны и планет уже были завершены. Их основой были вычислительные методы с использованием арифметических прогрессий. Однако почти ничего не известно о создателях этих теорий. Греческий географ Страбон, живший на рубеже новой эры, приводит имена знаменитых месопотамских астрономов - Кидинну, Габуриана и Селевка из города Селевкии. Первые два имени встречаются и в клинописных источниках. Самый поздний клинописный текст астрономического содержания датируется 75 г. н. э. - временем, когда месопотамская цивилизация уже находилась в глубоком упадке. Однако достижения её астрономии стали достоянием учёных античного мира и сыграли важную роль в истории этой науки. Лунная теория Гиппарха, например, базировалась в значительной мере на вавилонских данных. Система античных созвездий вобрала многие из известных в Месопотамии. И сейчас мы всё ещё продолжаем делить большие круги небесной сферы на 360°, как это делали астрономы древнего Междуречья.