Птолемей так ловко управлялся с небесными сложностями во II веке, что оставался действующим авторитетом даже в XVI столетии. Следуя его инструкциям и используя его таблицы, астроном мог приблизительно рассчитать положение любой планеты в любой момент времени в прошлом или будущем. Как будто в память о великолепных достижениях Птолемея его книга стала широко известна по первому слову названия ее арабского перевода – «Альмагест» («Величайший») – вместо более скромного греческого названия, которое ей дал сам автор, – Mathematike syntaxis, или «Математический трактат».
Коперник почитал Птолемея как «самого выдающегося астронома». В то же время он возражал против нарушения Птолемеем главной аксиомы астрономии, согласно которой все движения планет должны быть круговыми и равномерными или состоять из круговых и равномерных частей. Птолемей привел свою геоцентрическую идеологию в соответствие с накопленными данными о положениях и скоростях движения планет, выделив каждой небесной сфере так называемый эквант, фактически представляющий собой вторую ось вращения, не совпадающую с истинной. Хотя астрономы полагали невозможным равномерное вращение сферы относительно оси, они закрывали глаза на эту погрешность, потому что на бумаге небесная механика Птолемея работала, хорошо предсказывая результаты. Однако Коперник «содрогался» при одной мысли об этом.
Как объясняет Коперник в «Кратком очерке», он держался более чистого идеала и искал новое объяснение, которое привело бы к результатам Птолемея без преступного нарушения принципа совершенного кругового движения. На пути к этому новому решению, руководствуясь мотивами, которые Коперник предпочел не раскрывать, он снял Землю с ее привычного места в центре Вселенной и поместил туда Солнце. Он вполне мог бы пытаться «реконструировать» небеса, добиваясь равномерного кругового движения и без этой кардинальной перестановки небесных тел, но как только новая конфигурация пришла ему в голову, она сразу же стала доминирующей.
«Все сферы окружают Солнце, как будто оно находится в середине, а потому центр Вселенной близок к Солнцу, – писал он. – Все видимые нами движения Солнца производятся не им, а Землей и нашей сферой, вместе с которой мы вращаемся вокруг Солнца, как и всякая другая планета».
Легким движением руки он превратил Землю в планету и приказал ей вращаться. На самом деле, в его представлении, движение Земли было трояким, по трем кругам. По первому планета каждый год оборачивалась вокруг Солнца. По второму она ежедневно кружилась вокруг собственной оси, вызывая небесные фейерверки в виде восхода и заката, а также то, что Коперник называл «стремительным водоворотом» звезд ночью. По третьему же кругу медленно покачивались полюса на протяжении года, чтобы обеспечить неизменность наклона земной оси.
«Там, где видится движение в сфере неподвижных звезд, оно связано не с ними, а с Землей, – продолжает он. – Так вся Земля вместе с ближайшими стихиями (океанами и воздухом) ежедневно вращается вокруг неподвижных полюсов, тогда как сфера неподвижных звезд остается незыблемым и наиболее удаленным небом».
Небесные сферы
Каждая планета двигалась в собственной сфере или области неба. Как видно на этом рисунке из «Новой теории планет» (Theoricae novae planetarum), изданной в Нюрнберге в год рождения Коперника, сфера является трехмерной и достаточно высокой и широкой, чтобы охватить весь путь планеты. Внутри сферы главная траектория движения планеты оставляет тонкий круг с центром в точке с. deferentis. Это эксцентрическая окружность, поскольку Земля (центр Вселенной) расположена чуть ниже, в точке с. mundi. Верхняя точка, c. аequantis, показывает, где находится эквант, с которого движения планет представлялись бы равномерными.
Даже Птолемей однажды признал, что теоретически, возможно, было бы проще позволить Земле вращаться, чем ожидать, что весь небосвод будет совершать полный оборот каждые сутки, вот только идея о вращении Земли была «слишком нелепой, чтобы даже размышлять о ней».
Как только Коперник призвал Солнце и Землю поменяться местами, планеты тут же образовали новый логичный порядок. Они выстроились от Солнца в зависимости от скорости вращения, так что Меркурий (самый быстрый, согласно наблюдениям) оказался ближе всех к светилу, после него расположились Венера, Земля, Марс, Юпитер и, наконец, Сатурн – самый медленный. С геоцентрической точки зрения, ни наблюдения, ни теория не могли дать ответа на вопрос о том, какая планета находится сразу за Луной (Венера или Меркурий) и находится ли орбита Солнца перед, между или за ними. Теперь он знал. Все сходилось. Неудивительно, что красота системы взяла верх над абсурдностью идеи о движении Земли. Коперник надеялся, что его собственная убежденность заставит остальных посмотреть на сферы его глазами, но в то время не мог предоставить никаких доказательств. По его собственным словам, он решил «краткости ради не включать математические демонстрации в этот трактат, поскольку они предназначены для более крупной книги». Далее он высчитал и объяснил движения всех отдельных планет, подведя в последнем параграфе «Малого комментария» общий итог: «Таким образом, Меркурий движется по семи кругам, Венера – по пяти, Земля – по трем, а Луна вокруг нее – по четырем; наконец, Марс, Юпитер и Сатурн – по пяти кругам каждый. Таким образом, для Вселенной будет достаточно 34 кругов, при помощи которых можно объяснить всю структуру Вселенной и весь танец планет».
Коперник наверняка предвидел усмешки современников. Если бы Земля вращалась и оборачивалась с большой скоростью, утверждали они, то все, что не приколочено, слетело бы с нее. Облака и птицы остались бы позади. Более того, коллеги-астрономы могли настаивать на том, что Земля действительно находится в центре, причем не потому, что дом человечества заслуживал особой роли в космическом замысле, а потому, что тяжелые, земные вещи падали сюда и оставались здесь, а также потому, что жителей Земли не минуют перемены и смерть. Земля представляла собой яму, а вовсе не вершину творения. Поэтому никто не смеет засовывать Солнце («райское светило», как многие его называли) в адскую дыру – в центр Вселенной.
Несколько исламских астрономов XIII и XIV веков критиковали Птолемея по тем же причинам, что и Коперник. Например, Насир ад-Дин ат-Туси и Ибн аш-Шатир смогли скорректировать нарушения круговых движений у Птолемея, не заставляя Землю вращаться или покидать свое центральное место. Коперник прибегал к схожим математическим приемам, пересматривая Птолемея, но пришел к своим особым выводам о центральном положении Солнца, подвижности Земли и грандиозном расширении космоса, которых требовала эта картина мира.
Если бы Земля облетала вокруг Солнца, как он утверждал, тогда две соседние звезды должны были бы в течение года наблюдаться то чуть ближе, то дальше друг от друга. Однако звездам не было свойственно такое смещение, или параллакс. Коперник решил проблему отсутствия параллакса, предположив, что он не обнаруживается, поскольку звезды слишком далеки. Он увеличил расстояние до них более чем в сто раз – настолько, что дистанция между Солнцем и Землей в сравнении с ним теряла всякое значение. «По сравнению с огромной высотой сферы неподвижных звезд, – заявлял он, – расстояние между Солнцем и Землей несущественно». Бескрайняя бездна, вдруг разверзшаяся между Сатурном и звездами, не беспокоила Коперника, и он с готовностью объяснял ее всемогуществом Творца: «Столь грандиозно, без всякого сомнения, божественное творение Всевышнего». За пределами звезд в невидимых небесах Эмпирея обитал Бог и Его ангелы.
Закончив «Малый комментарий» около 1510 года, Коперник приступил к последовательной работе по разработке своей теории. Тридцать четыре круга планетарного балета требовали точных характеристик, таких как радиус, скорость вращения и пространственное расположение по отношению к другим 33 кругам. Он мог высчитать многие из ста с лишним параметров при помощи проверенных временем методов и таблиц, а затем приступить к проверке данных посредством собственных наблюдений.
