古代ギリシャの天文学

古代ギリシャ天文学は、古典古代にギリシャ語で書かれた天文学です。ギリシャ天文学には、古代ギリシャ、ヘレニズム時代、グレコ・ローマ時代、および後期古代時代が含まれます。古代ギリシャ天文学は、紀元前5世紀から4世紀までの古典ギリシャ天文学、その後紀元前30年頃のローマ帝国成立までの期間を含むヘレニズム天文学、そして最後にギリシャ天文学の伝統がローマ世界で継続したことを示すグレコ・ローマ天文学の3つの主要な段階に分けられます。ヘレニズム時代以降、ギリシャ天文学はギリシャの地理的領域を越えて広がりました。これは、主にアレクサンダー大王によって設立されたマケドニア帝国の境界によって限定されていたヘレニズム世界全体でギリシャ語が学問の言語となったためです。ギリシャ天文学の最も著名で影響力のある実践者はプトレマイオスであり、彼の論文『アルマゲスト』は現代まで天文学の考え方に影響を与えた。今日知られている最も著名な星座のほとんどは、ラテン語の用語を介してではあるが、ギリシャ天文学から取られている。^[1]

ギリシャの天文学はバビロニアの天文学と、程度は低いもののエジプトの天文学から大きな影響を受けた。後世、古代ギリシャの天文学の著作は他の言語に翻訳され、中世のさまざまなアラブ・イスラム帝国の天文学者や数学者によってアラビア語に翻訳され、広められた。^[2]

ギリシャの天文学のテキストの多くは、名前と、おそらく説明や引用文のみが知られている。初等的な著作の中には、数学的要素がほとんどなく学校での使用に適していたため、現存しているものもある。この部類の本には、ユークリッドの『現象』やピタネのアウトリュコスの2つの著作がある。プトレマイオスの時代の少し前に書かれた3つの重要な教科書は、クレオメデス、ゲミノス、スミュルナのテオンによって書かれた。大プリニウスやウィトルウィウスなどのローマの著者による本には、ギリシャの天文学に関する情報が含まれている。最も重要な一次資料は『アルマゲスト』であり、プトレマイオスは多くの先人の著作に言及している。^[3]

古代ギリシャの宇宙論の主な特徴は、古代近東の宇宙論に見られるものと共通している。それらには、（平らな）地球、太陽、月、星がある天（大空）、人間の居住領域を取り囲む外海、冥界（タルタロス）があり、最初の3つはウラノス、ガイア、オケアノス（またはポントス）の神々に対応していた。^{[4] [5] [6]}

ギリシャ哲学のイオニア学派の主要人物の一人である哲学者タレスは、通常、ギリシャ科学の伝統を始めた人物とされている。タレスは、宇宙の構成について神話に基づかない説明を初めて提示した。ヘシオドスやホメロスなどの先人たちと同様に、タレスは地球が平らで、太古の果てしない海の上にあったと信じていた。しかし、彼は宇宙は基本的に水でできているという説を唱えた。^[7]タレスが始めた伝統の後継者として最も有名なのは、プラトンとアリストテレスである。多くの思考が依然として直観に頼っていた一方で、この研究の永続的な遺産は、宇宙の正常な動作について超自然的でない説明を提示したことである。数学（特に幾何学）は大幅に発展し、取り組んだ問題に適用され、観察によって世界の仕組みに関する候補となる説明を却下できると考えられた。^[8]

タレスの弟子でイオニア学派のもう一人の著名な人物であるアナクシマンドロスは、北の空が北極星の周りを回っているように見えることに気づき、地球の周囲に天球があるという概念を思いついた。また、空が緯度によって変化するように見えることから、地球の表面も曲がっているのではないかと考えた。しかし、彼は地球が球体ではなく円筒形であると誤って考えていた。地球が球体であるという概念は、ピタゴラス学派によって最初に受け入れられたが、これは科学的な理由ではなく哲学的な理由によるものであった。球体は完全に幾何学的な図形であると考えられていたからである。^[9]

プトレマイオスの『アルマゲスト』 （1.2）によれば、ギリシャの天文学は次のような仮定（ギリシャ語では仮説）に基づいていた。^[10]

• 天は球体である
• 天球は回転する
• 地球は球体である
• 地球は宇宙の中心である
• 「地球の大きさと距離は、恒星の球に対する点の比率である」
• 地球は動かない

アルマゲストの最初の巻には、哲学と天文学的観測の両方を用いて、これらの仮定のそれぞれを擁護し、代替の立場を反駁するための章が含まれていました。^[11]

「惑星」という用語は、ギリシア語のπλανήτης ( planētēs ) に由来し、「放浪者」を意味します。古代の天文学者は、特定の光点が他の星 (固定されているように見える) に対して空を移動する様子に気付きました。肉眼で見える惑星は、水星、金星、火星、木星、土星の5つで、ギリシア語の名前は、ヘルメス、アフロディーテ、アレス、ゼウス、クロノスです。^[12]初期のギリシアの天文学者は、金星の夕方と朝の姿は2つの異なる天体を表していると考え、西の夕方の空に現れたときはヘスペラス(「宵の明星」)、東の朝の空に現れたときはフォスフォラス(「光をもたらすもの」) と呼んでいました。彼らは最終的に、両方の天体が同じ惑星であることを認識しました。この発見の功績は、ピタゴラスまたはパルメニデスに帰せられます。^[13]

エウドクソスは星座の名前を標準化したと一般的に考えられている。現存する最古の星座の記述であるアラトスの『幻影』（紀元前270年）は、この主題に関する彼の研究の主要資料である。アルマゲストの第7巻と第8巻は、プトレマイオスが伝統的な48星座の分類に当てはめた1000以上の星の名前、位置、等級の星表を構成している。これらの中で最も重要なのは、黄道帯を定義する12星座であった。^[14]

アリスタルコスは『太陽と月の大きさと距離について』という本も著したが、これは現存する唯一の著作である。この著作で、彼は太陽と月の大きさ、および地球からの距離を地球半径で計算した。その後まもなく、エラトステネスは地球の大きさを計算し、地球の半径を252,000スタディオンと算出した。これは39,690キロメートルに相当し、実際の数値である40,120キロメートルにかなり近い。^[15] ヒッパルコスは『太陽と月の大きさと距離について』という別の本を著したが、これは現存していない。アリスタルコスとヒッパルコスはどちらも太陽から地球までの距離を大幅に過小評価していた。^[16]

地球が太陽系（あるいは宇宙）の中心にあり、太陽、月、惑星などの他の天体は地球の周りを回っているという地動説は、古代ギリシャや古代の宇宙論体系全般で支配的だった。しかし、さまざまな代替説が時を経て現れた。例えば、紀元前5世紀にフィロラオスが提唱したピタゴラス天文学体系では、目に見えない「中心の火」（太陽と混同しないように）があり、その周りを宇宙の他のすべての天体が回っていると提唱した。^[17]ヘラクレイデス・ポンティコスは、太陽が地球の周りを回るが、他のすべての天体は太陽の周りを回るという地動説を唱えた。^[18]最後に、紀元前3世紀には、サモス島のアリスタルコス（「古代コペルニクス」^{[19]と呼ばれることもある）が、地球ではなく太陽を宇宙の中心とする}太陽系の真の太陽中心モデルを提唱した最初で唯一の前近代的な人物でした。^[20]

プラトンとクニドスのエウドクソスはともに紀元前4世紀前半に天文学の思想に携わり、ギリシャ天文学に決定的な変化をもたらした。この2人の業績は、星の研究に重点を置いた以前の恒星研究から惑星研究への移行を表している。太陽系の新しい2球モデルが提案され、惑星観測の説明が初めて幾何学理論の形で提示された。^[21] 2球モデルは、天と地が一対の同心球であると仮定している。つまり、天と地はどちらも同じ中心を持つ球体として考えられている。^[21]このように、それらは（概念的には球形の）卵の構造に似ており、外側の球体（天）が内側の球体（地）を囲んでいる。^[22]外側の天球には恒星のほか、表面を移動する太陽、月、惑星が含まれています。内側の地球球は中心に固定されています。このことから「天の赤道」という概念が生まれます。これは地球の赤道と同じで、天球に外側に投影されています。「黄道」という用語は、天球の周りの太陽の年間経路を指します。この経路は天の赤道に対して23°傾いています。黄道と天の赤道が出会う2つの場所は、春分と秋分を表します。黄道が赤道から最も遠い2つの点は、夏至と冬至を表します。^[23]

クニドスのエウドクソスは紀元前4世紀前半に天文学者として生きた。彼の著作は失われており、彼に関する情報は古代のテキストの二次的な参考文献から得られている。紀元前4世紀の天文学に関する断片集はエウドクソス・パピルスとして知られているが、エウドクソス自身の見解に関する関連情報はほとんど含まれていない。^[24]ヒッパルコスによるアラトスへの注釈によると、エウドクソスは『鏡』や『フェイノメナ』を著したと考えられているが、偽名で『オクタエテリス』が彼の著作とされている。^[25]別の著作『速度について』では、当時は予測不可能だった惑星の運動を理解しようと努めた。^[26]彼はアテネとエジプトで研究を始め、続いてキュジコスに学派を設立して名声を得た。彼の弟子には、円錐曲線の概念を発明したとされるメナエクモスや、ポレマルコスがいる。ポレマルコスの弟子カリッポスは、エウドクソスの等心球面理論に、好評を博した修正を加えた。彼はまた、暦やパラペグマの文献にも貢献した。^[25]

エウドクソスの惑星運動モデルは、アリストテレス（『形而上学』第 12 巻、8）や、6 世紀に作成されたアリストテレスの『天球について』に対するシンプリキウスの注釈によって要約されたまま残っています。 ^[27]エウドクソスのモデルは、観測されている惑星の運動を説明しようとしたものです。その主要な手段は、恒星は 1 つの回転球に沿って移動するのに対し、各惑星は、それぞれ独自の速度と極を持つ複数の入れ子になった回転球に沿って移動するというものでした。エウドクソスは、星の見かけの軌道を説明するために幾何学モデルの使用を優先する学派を確立しました。^[26]しかし、エウドクソスのシステムの欠陥に気付いた人もいました。ピタネのアウトリュコスは、月を異なる時間に観測すると、月の大きさが異なって見えることに気づきました。しかし、これは地球と月の間の距離の変化を考慮しなかったため、エウドクソスの等心説と矛盾していた。^[28]

ペルガのアポロニウス（紀元前 240年頃 ～紀元前 190年頃）は、初期の天文学理論、特にエウドクソスの理論の問題点に応えて、偏心円と周転円（およびそれらの従円）の理論を提唱した。これは紀元前2世紀にヒッパルコスによってさらに詳しく述べられ、その後紀元後2世紀にプトレマイオスによってさらに詳しく述べられた。このモデルにより、地球と他の天体との距離の変化を理論で説明することが可能になった。^[28]しかし、この理論を開発した人物としてアポロニウスの名が挙がることが多いが、その根拠は薄いと考える者もいる。一部の証拠は、周転円と偏心円の知識を持つ、より古い著者アルキメデスと関係がある可能性があり、またアンティキティラ島の機械も計算を行う際に偏心円と周転円を前提としているように思われる。^[29]

ヒッパルコスは紀元前2世紀のギリシャ天文学の重要な人物でした。彼は星表を編纂し、大プリニウスによれば新星を観測し、春分点の歳差運動を発見しました。彼はバビロニアの天文学者についてかなりの情報を持っていたようですが、それ以前のギリシャの著者がバビロニアの天文学についてそのような知識を持っていたことを示すものは存在しません。^[30]彼がどのようにしてこの情報にアクセスしたかは不明であり^[31]、プトレマイオスなど後の時代のヒッパルコスの後継者たちのバビロニア天文学の知識は、ヒッパルコスの情報に依存していた可能性が高いです。^{[32]ヒッパルコスの観測により、彼は}太陽年が365.25日よりわずかに短いのに対し、恒星年は365.25日よりわずかに長いことを発見することができました。ヒッパルコスが正しかったことは現在では知られていますが、ヒッパルコスがどのようにしてこれを発見したかは明らかではありません。^[33]

クラウディオス・プトレマイオスは、紀元2世紀にローマ帝国のエジプトのアレクサンドリア市で活動した数学者で、地球や他の天体の形状と動きを深く研究した。プトレマイオスの最も重要な著作は『アルマゲスト』 （数学作文としても知られる）であり、他に『仮説論』、『テトラビブロス』、『便利な表』 、『カノビス碑文』などの著作や、その他の小著も著した。^[34]

アルマゲストは西洋天文学史上最も影響力のある書籍の一つである。アルマゲストはギリシャ語で約25万語を収録した13冊からなる記念碑的なシリーズで、当時の天文学を包括的に扱い、多くの先人の数学者による定理、モデル、観察を組み込んでいる。^[35] 13冊の本で扱われているトピックは以下のとおりである。^[36]

• 第 1 巻では、彼が取り組んでいる前提とツールについて説明します。
• 第 2 巻では、球面天文学で得られる基本的な結果を示します。
• 第 3 巻では太陽の理論について説明します。
• 第 4 巻では、月についても同様の扱いをしています。
• 第 5 巻では、太陽という単純なケースとは対照的に、プトレマイオスの理論を月に適用することによって生じる新たな複雑さを扱っています。
• 第 6 巻では、太陽と月の理論を組み合わせて日食を予測する理論を作成します。
• 第 7 巻と第 8 巻は新たなスタートを切り、恒星を扱う際の理論と実践を解説し、1,022 個の星のカタログで締めくくります。
• 第 9 巻から第 13 巻は、目に見える 5 つの惑星 (つまり、当時は 5 つの惑星として知られていた) について書かれています。
• 第 9 巻では、すべての惑星に対する一般的なアプローチを示し、続いて水星の理論を説明します。
• 第10巻は金星と火星を扱っています。
• 第11巻は木星と土星について扱っています。
• 第 12 巻では、逆行現象や惑星の運動のその他の特徴について扱います。
• 第 13 巻では、惑星の黄道からの偏差について扱います。

ギリシア人は、天体の不規則な動きをモデルで説明できる方法を模索した。月やその他の物体は観測時間によって大きさが変わるように見えるため、地球と他の天体との距離が変化しており、エウドクソスの等心説のように、他の物体が地球の周りを単純に円運動しているだけでは、このことを説明できないと理解されていた。プトレマイオスは、この現象を説明するために、偏心円と周転円の概念を受け入れ、詳しく説明した。偏心円とは、観測者が回転の中心に位置していないという仮定である。したがって、たとえば地球が地球の回転の中心にない場合、地球からの観測では月は不均一な動きをしているように見える。つまり、月が地球の近くを通過するときは、月の動きは速く見え、大きく見える（近いため）。そうでない場合は、月は遅く小さく見える。周転円の概念は、地球の周りを回転する円があるが、回転体自体がその円上に置かれるという考えを否定するものである。代わりに、地球の周りを回転する大きな円の上に小さな回転円が置かれ、この小さな円は従円と呼ばれる。物体自体は従円の円の周りを回転し、同時に従円全体が地球の周りを回転する。これにより、地球からの観測者はアストラル体の不規則な動きを観察することもできる。^[37]

偏心円と周転円はプトレマイオス朝天文学の2つの主要なツールであり、プトレマイオスはこの2つが密接に関連していることを実証した。太陽の場合、プトレマイオスは太陽の運動は偏心円か周転円のどちらかによって予測できることを理解していた。^[38]惑星など、太陽以外の天体がモデルに導入されると、モデルはより複雑になった。木星、土星、火星のモデルには、円の中心、偏心点、周転円、そして遠近感を与える地球からの観測者が含まれていた。このモデルの発見は、水星と金星の周転円の中心が常に太陽と同一線上になければならないということだった。これにより、有限の離角が保証される。^[39]有限の離角は、天体と宇宙の中心との角度距離である。プトレマイオスの宇宙モデルと彼の研究は、現代科学の発展において彼を歴史上重要な地位に押し上げた。プトレマイオス朝の体系では、地球は宇宙の中心にあり、月、太陽、5つの惑星がその周りを回っていた。恒星の輪は宇宙の最も外側の球体を示し、その向こうには哲学的な「エーテル」の領域がある。地球は宇宙のまさに中心にあった。月を運ぶ球体は、腐敗しやすく変化する月下の世界と、その上にある腐敗せず不変の天界との境界として説明されている。^[40]

プトレマイオス天文学は中世西ヨーロッパとイスラムの天文学の標準となったが、 16 世紀までに マラガ天文台、太陽中心説、ティコ天文学に取って代わられた。

アルマゲストに関する最初の批判的議論は、 2世紀後半か3世紀前半のアルテミドロスによるものだが、彼はアルマゲストをよく理解していなかった。4世紀には、アレクサンドリアのパップスとアレクサンドリアのテオンがアルマゲストの一部についての注釈や論文を書いた。^[41]しかし、これらの作品はアルマゲストを理解しようとするものであり、それを改良したり、それを基に構築しようとするものではなかった。これは5世紀に新プラトン主義の哲学者プロクロスによって変わった。彼のアルマゲストの解説は、彼の前任者とは異なり、プトレマイオスの作品の技術的な詳細を詳細に把握していることを示している。プロクロスは周転円の存在を示唆するなどアルマゲストのいくつかの要素を批判したが、彼と将来の新プラトン主義者は天文学が神学に不可欠であると信じ、プトレマイオスの作品を読み続けた。アルマゲストの伝統を引き継いだプロクロスの弟子や後継者には、アンティオキアのヒラリウスとマリヌスがいる。アルマゲストに関する十分な研究がなされていない本格的な注釈書は6世紀に出版されたが、歴史家にとって興味深いのは、後世にアルマゲストのテキストを写した写字生が、その余白や列の間にアルマゲストについてさらに詳しく書いたスコリアの数々である。しかし、この注釈書の原著者は不明である。なぜなら、プトレマイオスの天文学の研究対象となった有力な候補者の多くがこの時代に生きていたからである。例えば、アスカロンのエウトキオスやヨハネス・フィロポノスなどである。^[42]

紀元後数世紀の間に、ギリシャ・ローマの占星術の論文がいくつかインドに輸入されたことも知られている。ヤヴァナジャタカ（ギリシャ人の格言）は、西サトラップのサカ王ルドラダマン1世の保護の下、2世紀にヤヴァネーシュヴァラによってギリシャ語からサンスクリット語に翻訳された。ルドラダマンの首都ウジャインは「インドの天文学者のグリニッジ、アラビア語とラテン語の天文学論文のアリンとなった。なぜなら、ギリシャの占星術と天文学をインドに導入したのは、彼とその後継者たちだったからである。」^[43]

6 世紀後半、ロマカ シッダーンタ(「ローマ人の教義」) とパウリサ シッダーンタ(「パウロの教義」または一般にパウリサ ムニの教義とされることもある) は、5 つの主要な占星術のうちの 2 つと考えられました。これらの論文は、ヴァラハミヒラによって彼のPañca-siddhāntikā (「5 つの論文」)にまとめられました。 ^[44]

記事に名前が挙がっている著者に加えて、数理天文学や宇宙論に取り組んだ次の人々のリストも興味深いかもしれません。

• 天文学機器
• アンティキティラ島の機械
• ギリシャの数学
• 天文学の歴史
• ギリシャ天文学へのバビロニアの影響

• ベイリー、ハロルド W. (1943)。『9 世紀の書籍におけるゾロアスター教の問題』クラレンドン プレス。
• ベネット、ジェフリー; ショスタク、セス; シュナイダー、ニコラス; マグレガー、メレディス (2017)。『宇宙の生命』。プリンストン大学出版局。
• ボウラー、ピーター・J.; モーラス、イワン・リース (2010)。近代科学の形成: 歴史的概観。シカゴ大学出版局。ISBN 978-0-226-06862-6。
• クラゲット、マーシャル（1955年）。古代ギリシャ科学。ドーバー出版。ISBN 978-0-486-41973-2。
• クレイ、ディスキン（ 1992年）。「ヘシオドスの世界」。ラマス。21 （2）：131-155。
• ギルバート、ロバート・アンドリュー（2024）。「ヴァラハミヒラ：インドの哲学者および科学者」ブリタニカ。
• エヴァンス、ジェームズ（1998年）。古代天文学の歴史と実践。ニューヨーク：オックスフォード大学出版局。ISBN 978-0-19-509539-5。
• エヴァンス、ベン（2022）。NASAのボイジャーミッション：太陽系外縁部とその先を探る（第2版）。シュプリンガー。doi ： 10.1007 / 978-3-031-07923-8。ISBN 978-3-031-07922-1。
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• アルマゲスト惑星モデルアニメーション
• MacTutor 数学の歴史アーカイブ
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