Что касается собственных новшеств эллинистического периода, то он принес значительные плоды в области естественных наук. Геометр Евклид, геометр и астроном Аполлоний, математик и физик Архимед, астроном Гиппарх, географ Страбон, врач Гален, географ и астроном Птолемей — каждый из них продвинул науку вперед, а их открытия и новые системы станут парадигмами на многие столетия. Особенно плодовитым оказалось развитие математической астрономии. Загадка планет вначале нашла разрешение во взаимодействующих гомоцентричных сферах Евдокса, что и объясняло движение вспять, и позволяло делать приблизительно точные предсказания. Однако не было объяснения изменениям яркости во время обратного движения планет, поскольку вращающиеся сферы должны неизбежно удерживать планеты на прежнем расстоянии от Земли. Именно это теоретическое упущение побуждало математиков и астрономов более поздней поры к исследованию неких альтернативных геометрических систем.

Некоторые — например пифагорейцы — утверждали, что Земля движется. Гераклид Понтийский, выученик платоновской Академии, предположил, что каждодневное движение небес в действительности вызвано движением Земли вокруг своей оси, а Меркурий и Венера все время находятся вблизи Солнца оттого, что вращаются скорее вокруг Солнца, чем вокруг Земли. Сто лет спустя, Аристарх додумался до гипотезы, согласно которой и Земля, и все остальные планеты вращаются вокруг Солнца, а само Солнце, как и внешняя звездная сфера, пребывает в неподвижности¹.

Эти разнообразнейшие модели были, однако, в большинстве своем отвергнуты по здравым соображениям математического и физического порядка. Ежегодный звездный параллакс никогда не наблюдался — а подобное уклонение от пути неизбежно происходило бы, если бы Земля вращалась вокруг Солнца и, таким образом, проходила бы относительно звезд столь большие расстояния (если только, как предполагал Аристарх, внешняя звездная сфера не превосходит своей необъятностью всякие исчисления). Кроме того, движение Земли целиком разрушило бы всеохватную и связную космологию Аристотеля. Аристотель окончательно истолковал физику падающих тел, показав, что тяжелые предметы движутся в сторону Земли потому, что она является неподвижным центром Вселенной. Если же Земля движется, то это хорошо обоснованное и практически самоочевидное объяснение падающих тел будет подорвано, а появления другой — столь же убедительной — теории взамен не предполагалось. Что казалось еще более важным — приравнивание Земли к планетам противоречило древней и столь же самоочевидной дихотомии земного и небесного, основанной на трансцендентном величии небес. И наконец, если оставить в стороне все теоретические и религиозные вопросы, — о том, что движение Земли привело бы к тому, что с нее были бы сброшены все люди и все предметы, а птицы и облака оставались бы далеко позади, и так далее, — говорил простой здравый смысл. Человеческие чувства недвусмысленно свидетельствовали в пользу неподвижности Земли.

Основываясь на подобных соображениях, большинство астрономов эллинистической поры решало вопрос в пользу геоцентричной Вселенной, продолжая работать над разнообразными геометрическими моделями, которые объяснили бы положение планет. Во II веке н. э. плоды этих совместных усилий получили кодификацию у Птолемея, и проделанный им синтез превратился в рабочую парадигму для всех астрономов — до самой эпохи Ренессанса. Основная же трудность, вставшая перед Птолемеем, оставалась прежней: как объяснить многочисленные расхождения между, с одной стороны, целостным зданием аристотелевой космологии, требовавшим от планет единообразного движения совершенными кругами вокруг расположенной в центре неподвижной Земли, и, с другой стороны, действительными наблюдениями за планетами, из которых явствовало, что скорости и направления их движений переменны, а степень яркости различна. Опираясь на недавние открытия в греческой геометрии, на непрерывные наблюдения вавилонян и приспособления для линейных измерений, а также на труды греческих астрономов Аполлония и Гиппарха, Птолемей очертил следующую схему. Наиболее удаленная от центра вращающаяся сфера, к которой прикреплены неподвижные звезды, каждодневно перемещает все небо вокруг Земли, двигаясь в западном направлении. Внутри же этой сферы каждая из планет (включая Солнце и Луну) вращается в восточном направлении с переменными — более медленными — скоростями, и каждая — по своей большой окружности, называемой несущей (или деферентом). Для более сложных движений планет (исключая Солнце и Луну) была введена еще одна — меньшая — окружность, названная эпициклом: эпицикл постоянно вращается вокруг некой точки, продолжающей вращаться по несущей. Теперь становилось ясным то, чего не могли объяснить сферы Евдокса, поскольку вращение эпицикла автоматически приближало к Земле планету всякий раз, когда она совершала движение вспять: оттого планета и казалась ярче. Установив различные темпы вращения для каждой несущей и для каждого эпицикла, астрономы могли приблизительно вычислить и траекторию переменных движений для каждой из планет. Простота такой схемы с эпициклом и несущей, а также ее объяснение переменной яркости обеспечили этой теории признанную победу как наиболее жизнеспособной астрономической модели.

При практическом применении, однако же, эта схема выявила целый ряд второстепенных отступлений от общего правила. Для их объяснения Птолемей прибег к дальнейшим геометрическим уловкам: эксцентрикам (окружностям, чьи центры не совпадают с центром Земли), малым эпициклам (дополнительным окружностям меньших размеров, которые вращаются вокруг большого эпицикла или вокруг несущей) и эквантам (которые объясняли перемену скоростей, постулируя существование еще одной — не совпадающей с центром окружности — точки, вокруг которой происходит постоянное движение). Разработанная Птолемеем модель сложных окружностей стала первой системой, которая смогла количественно объяснить все небесные движения. Кроме того, податливая многосторонность данной модели, позволявшая примирять новые противоречивые наблюдения с помощью новых геометрических преобразований (например, добавляя к эпициклу еще один эпицикл, к эксцентрику — еще один эксцентрик), наделила ее такой силой, что она продержалась на протяжении всего классического периода и средневековья. Основным костяком для эллинистических астрономов в создании этой схемы послужила космология Аристотеля — с ее находящейся в центре неподвижной Землей, вращающимися эфирными сферами и стихийной физикой. Эта синтетическая птолемеевско-аристотелевская Вселенная, в свою очередь, легла в основу того мировосприятия, которое в течение почти 15 последующих столетий определяло философское, религиозное и научное видение Запада.

Однако в классическом мире математическая астрономия являлась не совсем светской дисциплиной. Ибо античное понимание неба как местопребывания богов, неразрывно связанное с быстро развивающейся астрономией, Породило астрологическую науку (астрология считалась наукой), которая в Классическую эпоху наиболее полно была систематизирована Птолемеем. В самом деле, можно утверждать, что астрономию побуждало к продвижению именно ее тесная связь с астрологией: последней как раз и нужны были всяческие технические открытия, дабы упрочилась ее прорицательская власть. В свою очередь, возраставший спрос на астрологические предсказания — будь то при дворе императора, на рыночной площади или в кабинете философа — поощрял дальнейшее развитие астрономии и усиливал ее общественную значимость. Тем самым, обе эти дисциплины, в сущности, составляли единую профессию: так продолжалось от классического периода вплоть до эпохи Возрождения.

С тех пор как точность астрономических вычислений значительно возросла, древние месопотамские представления о том, что небесные явления указуют на явления земные (учение о вселенском "сочувствии", или "симпатии": "как на верху, так и внизу"), теперь подвергались анализу с точки зрения изощренной греческой системы математических и качественных принципов. Затем эллинистические астрологи стали применять эту систему, чтобы предсказывать будущее не только больших человеческих сообществ — таких, как целые народы или империи, — но и отдельных людей. Высчитав точное положение планет в момент рождения человека и опираясь на некие архетипические принципы из соответствий между определенными мифическими божествами и наблюдаемыми планетами, астрологи делали заключения относительно характера человека и его судьбы. Дальнейшие выводы следовали также из различных вавилонских и пифагорейских принципов, относящихся к строению Космоса и его внутренней связи с микрокосмом, то есть человеком. Платоники тщательно обосновывали, каким именно образом особое расположение планет, которым приписывали те или иные свойства, влияет на характер человека, — связывающее их в некое архетипическое единство воздействующего и испытывающего воздействие начал. Аристотелевская физика — с ее безличной терминологией и механическими объяснениями влияния небес на земные события посредством стихийных сфер — в свою очередь направляла развитие данной науки в соответствующее русло. Элементы классической астрологической теории, объединенные Птолемеем, составили своеобразный однородный синтез, в котором были каталогизированы все "значения" планет, их положения и образуемые ими геометрические очертания, а также различные проявления их воздействия на человеческие дела.