Известно также, что Архимед занимался вопросами оптики. Даже трактат написал, который, увы, до нас не дошел. По легенде, это помогло ему создать систему вогнутых зеркал, которые фокусировали лучи солнца и таким образом аккумулировали энергию для того, чтобы поджигать корабли. Но, скорее всего, Архимедова система зеркал применялась для прицеливания баллист, обстреливавших римский флот огненными снарядами.
Возможно, именно из-за этого враг был вынужден пойти на штурм ночью. Однажды, пока не ожидавшие нападения греки мирно спали, римляне взобрались по лестницам на стены, открыли ворота и ворвались в город. Один из них забежал во двор дома, где сидел какой-то старик и палочкой чертил что-то на песке. «Не трогай мои чертежи!» — крикнул старик. В тот же миг римский воин пронзил его мечом. Так на 75-м году жизни погиб гениальный ученый Архимед. В 75 г. до н. э. была найдена его полуразрушенная могила. На ней, как и завещал ученый, был изображен вписанный в цилиндр шар.
Клавдий Птолемей
Один из наиболее выдающихся ученых древности — астроном, астролог, математик, механик, географ, оптик и теоретик музыки, Клавдий Птолемей родился примерно в 90 г. н. э. Но о том, где именно он появился на свет, кем были его родители, были ли у него жена и дети, ничего не известно. Некоторые историки ошибочно связывали ученого с египетскими правителями из династии Птолемеев. Однако римское имя Клавдий указывает на то, что он являлся гражданином Римской империи. Впрочем, большую часть жизни Птолемей прожил в культурной столице Египта — Александрии, где занимался научной работой.
Пожалуй, самую громкую славу Клавдию принесли исследования в области астрономии, результаты которых он изложил в фундаментальном 13-томнике под названием «Математическая система». Правда, позже этот труд был переименован в «Великую систему» из-за неверного арабского перевода (др. — гр. μεγίστη, мэгистэ, на «ал-маджисти»), что при переводе на латынь превратилось в «Альмагест». Именно под таким названием произведение Птолемея стало известным на весь мир.
«Альмагест» вобрал в себя все астрономические знания Древней Греции и Ближнего Востока. Изучая работы своих предшественников (в основном Гиппарха Никейского и Аполлония Пергского), Птолемей не только обогатил их выводы собственными наблюдениями, но и первым систематически изложил математическую астрономию, а также заложил основы тригонометрии.
Полагая, будто Солнце неподвижно и находится в центре Вселенной, Птолемей, тем не менее, описал движение Луны и других планет. Причем не только по общему кругу, но и по собственному, малому. Неравномерные движения небесных светил ученый представил в виде комбинации нескольких равномерных движений по окружностям. Так, он предположил, что каждая планета движется по малой окружности (эпициклу), в середине которой находится некая средняя планета (центр эпицикла), а та, в свою очередь, перемещается вокруг Земли по большой окружности (деференту). Движение средней планеты кажется равномерным при наблюдении не из центра деферента, а из некой уравнивающей точки, которую он назвал эквантом. При этом Земля также расположена не в центре деферента, а смещена относительно него симметрично экванту. Поскольку отрезок, соединяющий Землю и эквант, делится центром деферента на две равные части, модель получила название теории бисекции эксцентриситета. Птолемей рассчитал угловую скорость центра эпицикла относительно экванта (т. е. отношение угла поворота средней планеты к интервалу времени, в течение которого этот поворот был совершен) и выяснил, что она остается неизменной; а вот при наблюдении из центра деферента эта скорость меняется. Также изменяется и линейная скорость, с которой центр эпицикла движется вдоль общей траектории, — возрастает по мере приближения средней планеты к Земле. Параметры теории экванта для каждой из планет Птолемей определил, исходя из собственных астрономических наблюдений. Умелый подбор положения экванта позволил ученому довольно точно смоделировать видимое неравномерное движение планет.
Чтобы наблюдать за звездами было удобнее, Птолемей сконструировал два инструмента. Один — угломерный — для измерения высоты в меридиане (позднее он был назван трикветрумом, «тройной линейкой», и послужил основой квадранта). Другой — для измерения эклиптической широты и долготы («астролябон», впоследствии — астролябия).
Для более точного вычисления расположения звезд и планет Птолемей разработал алгоритм математического измерения углов. Сформулировав две теоремы, выражающие отношение диагоналей вписанного в окружность четырехугольника к его сторонам, ученый составил таблицу хорд. Каждый отрезок этой таблицы соответствовал дугам от 0° до 180° с шагом в 0,5° (что эквивалентно таблице синусов от 0° до 90° с интервалом 15’). Таким образом, Птолемей первым ввел деление градуса на минуты и секунды, а главное — заложил основы науки тригонометрии, посвященной вычислению одних элементов треугольника по данным других элементов.