Планетарная система Птолемея переходила из поколения в поколение вплоть до пятнадцатого века. За это время в нее было внесено множество исправлений и дополнений — в виде новых окружностей, добавленных к уже имевшимся. Эта система не переставала быть верной и точной; однако она полностью утратила свою эстетическую привлекательность, на которую она могла претендовать ранее. В тринадцатом веке Альфонс X, король Кастилии, признался, что если бы попросили его совета в момент сотворения мира, то он создал бы его по более простому и лучшему плану. Позднее поэт Джон Донн пожалуется:
Мы думали, что небеса наслаждаются своей сферичностью,
Своими округлыми пропорциями, охватывающими все.
Но их разнообразные и сложные движения,
Которые наблюдались веками, вынудили
Человека обнаружить в них так много эксцентрических частей,
Так много прямых линий, пересечений,
Которые подобно диспропорциям, обедняющим форму, разорвали
Небеса на восемь и сорок частей…
У Николая Коперника (родившегося в Польше в 1473 г.) эта неудовлетворенность стала настолько сильной, что в конце концов он был вынужден заняться коренным и систематическим пересмотром гипотезы, на которой покоилась вся античная космология и физика, т. е. гипотезы, что Земля неподвижна, а звезды и планеты обращаются вокруг нее. Он понял, что траектории движения планет замечательным образом упрощаются, если в центр Мира поместить не Землю, а Солнце. В результате он пришел к выводу, что Земля не является центром Вселенной и не находится в покое, а представляет собой планету, которая за сутки совершает один оборот вокруг собственной оси и движется вместе с другими планетами вокруг Солнца.
Главное возражение Коперника против теории Птолемея состояло в том, что, по мнению Коперника, птолемеевские движения по окружностям настолько произвольно скомбинированы между собой, что результирующее движение, хотя и согласуется с известными опытными данными, но не является равномерным, как предполагалось вначале. Особенно Коперник возражал против некоторых частных допущений теории Птолемея (например, экванта), которые, по его мнению, разрушили желаемую равномерность движения. Ссылаясь на эти допущения, он писал:
«Узнав об этих пороках, я часто размышлял о том, нельзя ли найти более разумное устройство кругов, из которого следовало бы каждое очевидное неравенство и в котором все двигалось бы равномерно вокруг надлежащего центра, как того требует правило абсолютного движения».
Чтобы сделать более весомым свое предположение о том, что Земли движется, Коперник упоминает древних философов, придерживавшихся такого же мнения:
«… нашел я сперва у Цицерона, что Никетас допускал движение Земли, … у Плутарха усмотрел я, что и иные были того же мнения… Побуждаемый этим, и я, в свою очередь, начал придумывать движение Земли, и хотя мнение это казалось мне неправдоподобным, я, тем не менее, полагал, что, подобно тому как до меня позволялось придумывать произвольные круги для объяснения небесных явлений, так и мне позволено попытаться, не найду ли я для истолкования этих движений более правдоподобные объяснения, предполагая движение Земли… Я после долгих и многократных исследований пришел, наконец, к заключению, что если отнести движения прочих блуждающих светил к кругу, по коему движется Земля… то не только представляемые ими явления будут вытекать, как следствия, но что самые светила и пути оных по последовательности или величине своей и само небо явятся в такой между собой связи, что нигде, ни в одной части нельзя чего-либо изменять; не запутывая остальных частей и всего целого. На этом основании … я излагаю положения всех орбит, а равно и принимаемые мною движения Земли».
Теория Коперника качественно упростила орбиты Меркурия и Венеры, известных как утренние и вечерние звезды, — иногда они появляются па небе непосредственно перед восходом Солнца или исчезают за горизонтом вскоре после его захода. Это явление легко понять, приняв систему Коперника. Обе эти планеты вращаются вблизи Солнца, и, если наблюдать их с Земли, они будут следовать за Солнцем в моменты его восхода или захода (фиг 56).
В рамках же системы Птолемея допущение, что Меркурий, Венера и Солнце движутся по независимым орбитам, приводит к неизбежному заключению, что эти тела могут иногда появляться на небе независимо друг от друга. Поэтому Птолемей был вынужден предположить, что эти планеты каким-то образом привязаны к Солнцу и движутся вместе с ним (фиг. 57). Было только непонятно, почему именно эти две планеты должны быть привязаны к Солнцу, в то время как остальные могут свободно скитаться по небу?
О своей системе Коперник говорил:
«Первая из сфер, заключающая в себе все прочие, есть сфера неподвижных звезд; она неподвижна, и к ней мы относим все движения и положения звезд. Хотя некоторые допускают движение и этой сферы, но мы докажем, что и это движение выводится из движения Земли…».
Затем, описывая сферы планет и их периоды обращения и полагая, что Земля является одной из шести планет, а Луна просто ее спутник, Коперник заключает:
«В середине всех этих орбит находится Солнце; ибо может ли прекрасный этот светоч быть помещен в столь великолепной храмине в другом, лучшем месте, откуда он мог бы все освещать собой?».
