Птолемей был широко образованным человеком, он обладал исключительно упорядоченным умом и замечательным даром описания. Возможно, как утверждают некоторые авторы, его собственный вклад в науку невелик, но он никогда не занимался плагиатом. Он улучшал большую часть того, что переписывал у других, и развивал заимствованные идеи. Он изложил в своих трудах многие важные теории своих предшественников, причем сформулировал их лучше и понятнее. Птолемей обычно не забывал сослаться на автора излагаемой идеи.
Хотя имя Клавдия Птолемея ассоциируется чаще всего с географией и картографией, он является автором значительных трудов во многих других областях, включая астрономию, астрологию, музыку и оптику. Он составил Канон царей – хронологический список ассирийских, персидских, греческих и римских суверенов от Набонассара до Антонина Пия, биографическую историю царствований. Его «Аналемма» представляла собой математическое описание проекции сферы на плоскость; этот трактат значительно облегчал работу с гномоном и изучение того, что позже стали называть «ортографической проекцией». В работе под названием «Планисфера» Птолемей описал сферу, спроектированную на плоскость экватора с точки зрения наблюдателя на полюсе; эта проекция позже стала известна как «стереографическая». Но величайшие его работы – «Синтаксис», известный под названием «Альмагест», и «География». Оба названия имеют отношение к составлению карт, но если предшественники Птолемея объединяли свои астрономические, математические и географические знания под необъятным покровом философии, то сам Птолемей включил все свои научные теории в «Альмагест», а «Географию» посвятил исключительно вопросу составления карт.
Тринадцать книг «Альмагеста» открывает вступление, в котором говорится о различиях между теорией и практикой и о непреложности математических знаний, «ввиду того что доказательства в ней идут неопровержимыми путями арифметики и геометрии». Птолемей говорит читателям, что при обсуждении свойств Вселенной будет пользоваться открытиями древних и, помимо этого, детально объяснять все то, что не нашло полного объяснения или рассмотрения в прошлом. В первой книге он формулирует общие принципы, на которых построен его «Синтаксис», или система.
Небо, говорит Птолемей, представляет собой сферу и движется так, как подобает сфере. Земля – центр этого сферического неба, и от звезд ее отделяет огромное расстояние. Земля также имеет форму сферы и со своего места в центре Вселенной никуда не сдвигается. Что касается формы Земли, то нет смысла рассматривать математические или философские аспекты этой проблемы, поскольку имеется множество наглядных доказательств ее шарообразности. Очевидно, скажем, что Солнце, Луна и другие небесные тела не встают и не садятся в одно и то же время для всех наблюдателей на Земле; напротив, они встают раньше для тех, кто живет восточнее, и позже для западных регионов. Известно также, что лунные затмения отмечаются в разное время суток относительно местного полудня: на востоке они наблюдаются позже, чем на западе. Так вот, если бы Земля была плоской и имела форму треугольника или прямоугольника, восходы и заходы небесных тел наблюдались бы одновременно во всех ее частях. Есть и другое доказательство. Чем дальше к Северному полюсу, тем больше звезд южного неба скрывается, в то время как из-под северного горизонта появляются новые звезды. И еще, если плыть в сторону горы – при этом не важно, с какого направления мы будем к ней приближаться, – то она постепенно поднимается из моря, становится все больше и больше, пока не встанет перед нами целиком. И наоборот, если плыть от горы прочь, то процесс идет в обратном порядке, и через некоторое время гора целиком исчезает за горизонтом. Это значит, что поверхность океана должна быть изогнутой. Птолемей упрямо отвергает предположение некоторых ученых о том, что Земля вращается вокруг своей оси. Он признает, что это удобное объяснение поведения небес, но тем не менее считает такое предположение нелепым.