Одним из великих был Гиппарх, который, как считается, изобрел астролябию - по-гречески "звездочет". Это был "смартфон" древних, и, в отличие от некоторых современных потребительских технологий, у него не было встроенной даты отказа. Астролябии использовались почти 2 000 лет. По ним можно было определить, где вы находитесь, который час, когда заходит Солнце, а также составить гороскоп. Они функционировали с помощью ряда скользящих пластин, в том числе пластин, содержащих широтные линии Земли и расположение определенных звезд. Они распространились из эллинской Греции в арабские страны, а затем в Западную Европу. Мусульмане использовали их для определения направления на Мекку; Колумб использовал их, когда направлялся в Америку.
Греки считали Землю круглой за несколько поколений до того, как Аристотель описал ее в своей работе "О небесах", написанной в 350 году до нашей эры. Он отметил, что тень Земли на Луне во время лунного затмения круглая. Если бы Земля была плоским диском, то в какой-то момент, когда солнечный свет падал на нее сбоку, ее тень на Луне была бы линией. Поскольку этого не произошло, логика подсказала, что Земля круглая.
Аристотель пишет о том, что математики измеряли расстояние в стадах (откуда мы получили слово "стадион") и обнаружили, что окружность Земли составляет 400 000 стадий - около 72 000 километров. Возможно, они ошиблись на 32 000 километров, но это все равно был огромный скачок вперед в нашем мышлении.
Примерно через сто лет Эратосфен из Киринеи придумал, как точно измерить окружность Земли. Он знал о колодце в Сиене (ныне Асуан) в Египте, где каждый год во время летнего солнцестояния Солнце освещало дно колодца, не отбрасывая тени. Это означало, что Солнце находится прямо над головой. Затем он измерил длину тени, отбрасываемой палкой в полдень в день летнего солнцестояния в Александрии. Из этого он вычислил, что разница в высоте Солнца между двумя городами равна углу в 7,2 градуса по кривизне Земли - примерно 1/50 часть окружности. Теперь ему нужно было только точно измерить расстояние от Александрии до Сиены. Он нанял профессиональных землемеров, обученных ходить равными шагами, и получил ответ, что расстояние составляет 5 000 стадий. Его вывод заключался в том, что окружность Земли составляет от 40 250 до 45 900 километров. В настоящее время принято считать, что фактическая окружность равна 40 096 километрам.
В своей основе греческое учение утверждало, что во Вселенной существует некий порядок, который можно обнаружить и выразить с помощью наблюдений и математики. Это было началом идеи о том, что мир может быть понят через естественные процессы, а не через обращение к богам. Греки пытались определить окружность Луны, расстояние от Земли до Луны и от Луны до Солнца. Однако они постоянно сильно недооценивали расстояние, и, хотя они разработали теоретические модели движения планет , во всех из них планеты обращались вокруг Земли, и это убеждение сохранилось до эпохи Возрождения.
Было много научных гигантов, кульминацией которых стал Клавдий Птолемей (ок. 100 - 170 гг. н.э.), который обобщил классическую астрономию и классифицировал звездные изображения древних в сорок восемь созвездий (сегодня их восемьдесят восемь), дав им названия, которые до сих пор преобладают во многих языках. Водолей, Пегас, Телец, Геркулес, Козерог и т.д. были записаны в книге Птолемея, которую он назвал "Математический сборник", но миру она известна под арабским названием "Альмагест". Однако Птолемей был скован тем же ходом мысли, что и его предшественники: Земля - центр Вселенной, а планеты обращаются вокруг нее.
Она была основана на том, что они знали и что подсказывала им их логика, и эта модель продержалась более 1500 лет. Мы знаем об одном раннем исключении из этой ортодоксальной точки зрения. Аристарх Самосский (310-230 гг. до н.э.) утверждал, что Земля вращается вокруг Солнца - гелиоцентрическая модель Вселенной. Ученые с ним не согласились.
Аристарх и другие правильно рассчитали расстояние до Луны. Однако они определили, что Солнце находится всего в двадцать раз дальше, чем оно, - это сильно заниженная оценка, но все равно огромное расстояние. Греки проявили осторожность. Принять некоторые из уравнений означало бы принять космос такого масштаба, что это требовало скачка воображения, на который они не могли решиться. Проксима Центавра, ближайшая к нам звезда, помимо Солнца, находится на расстоянии почти 40 триллионов километров. Самому быстроходному космическому кораблю, построенному на сегодняшний день, потребуется 18 000 лет, чтобы добраться до нее. Даже в XXI веке мы с трудом понимаем эти расстояния. То, над чем работали греки, используя то, что у них было, является одним из величайших интеллектуальных и научных достижений за всю долгую историю человечества.