Главнейший недостаток астрономии Птолемея заключался в том, что гипотезы этого астронома относительно движения Луны и планет были не только запутанны и произвольны, но и несовместимы друг с другом; они не совпадали с данными наблюдений (в особенности с данными, касающимися изменения видимого диаметра Луны). Вот из-за чего возникла необходимость исправить все гипотезы Птолемея и установить новые правила для вычисления астрономических таблиц. В этом и заключалась самая важная часть работы Коперника. Он сумел выполнить ее с таким успехом, что предложенные им правила вычислений были тотчас же приняты астрономами; первые таблицы, вычисленные по принципам Коперника, были выполнены в 1551 году.

Его гелиоцентрическая система находилась с этими правилами только в косвенной связи, но она также привлекла внимание, хоть и не слишком большое. Сначала взгляды Коперника завоевали себе немногих последователей. Лишь позже пришло время, и изучение его системы сделалось обязательным.

К ниспровержению прежней системы мира Коперник привлек и астрономические и физические соображения. Первые основывались на страшной сложности геоцентрической системы и на той простоте, с которой планетные движения могут быть объяснены гелиоцентрической теорией. Пример – Луна, для которой эпициклический путь при обращении вокруг Солнца совместно с Землей выглядит естественным, а вращение, подобно другим планетам, только вокруг Земли не может быть объяснено. Физические соображения заставляли усомниться в возможности той неимоверной быстроты, с которой старая система заставляла отдаленнейшие планеты описывать свои круги в 24 часа. Коперник заменил суточное вращение небесного свода вращением Земли вокруг оси, движение Солнца по эклиптике – обращением Земли вокруг него и заставил все остальные планеты обращаться вокруг Солнца как центрального светила.

Тем не менее новая система заключала в себе еще значительные астрономические погрешности, да и с точки зрения тогдашней физики она открывала возможность для возражений.

Астрономические недочеты были устранены ранее других. Коперник понимал, что земная ось при движении вокруг Солнца должна постоянно оставаться параллельной себе, для того чтобы смена времен года была вообще объяснима. Но не зная еще механического закона инерции и находясь под влиянием учения Аристотеля о естественных и насильственных движениях, он предполагал, что земная ось, предоставленная самой себе при движении Земли, должна сохранять постоянным наклонение к оси эклиптики и, следовательно, описывать вокруг последней коническую поверхность, и потому приписал Земле сверхвращения вокруг своей оси и вокруг Солнца еще третье движение, поддерживающее параллельность земной оси при всех положениях.

Преемники Коперника очень скоро заметили его ошибку и отбросили это третье движение. Труднее было устранить другую астрономическую погрешность: Коперник, приняв эксцентрические круги птолемеевой системы без изменения, учил, что планеты описывают вокруг Солнца круговые пути. Тихо Браге заметил, что круговые пути не соответствуют истинному положению, но был не в силах разрешить этого вопроса. Только Кеплер после долгих утомительных попыток нашел, что планетные орбиты имеют форму эллипсов, весьма близких к кругу.

Коперник находился всецело под влиянием аристотелевской физики. А согласно Аристотелю, за исключением равномерного кругового движения светил и отвесных движений вверх и вниз тяжелых и легких земных тел, все прочие движения насильственны и должны прекращаться сами собой; и далее, что круговое движение как совершеннейшее присуще одним небесным телам. Коперник признавал все это, он только отверг различие между небесными телами и Землей: круговое движение должно быть присуще и ей. Прямолинейное движение происходит, только когда тела насильственно выводятся из своего положения, и в этих случаях они постоянно стремятся к соединению с однородными: земные тяжелые тела – с Землей, легкие пары – с воздухом. Нельзя не видеть смутного предчувствия законов тяготения в следующих словах Коперника:

«Мне кажется, что тяжесть есть не что иное, как естественное стремление, сообщенное божественным промыслом всем мировым телам, сливаться в единое и цельное, принимая форму шара. Это стремление к соединению присуще, может быть, и Солнцу, Луне и другим подвижным светилам и составляет вероятную причину их шаровидности».

Вопрос, почему земная ось, несмотря на ее движение вокруг Солнца, остается неизменно обращенной к одной и той же точке неба, Коперник старается разрешить указанием на ничтожность размеров земного пути сравнительно с громадным расстоянием неподвижных звезд. А против доводов об очевидности движения небосвода вокруг Земли замечает, что при удалении корабля из гавани находящиеся на нем люди тоже не чувствуют собственного движения и могут подумать, что берег и города удаляются от корабля, стоящего на месте.

Необходимо заметить, что с системой Коперника почти неразрывно связано представление о бесконечности мирового пространства, в то время как, согласно геоцентрической гипотезе Птолемея, неподвижные звезды находятся на одном небесном круге, радиус которого не может считаться бесконечным. Но сам Коперник придерживался в вопросе о бесконечности Вселенной взглядов Птолемея. Джордано Бруно (1550–1600) был первым ученым Нового времени, положительно утверждавшим, что мир бесконечен.

Коперник, очевидно, предчувствовал, какую бурю вызовут его опровержения старой системы, потому что говорил:

«Хотя я знаю, что мысли философа не зависят от мнения толпы, что его цель искать прежде всего истину, насколько Бог открыл ее человеческому разуму, но тем не менее при мысли, что моя теория может многим показаться нелепой, я долго колебался, не лучше ли отложить обнародование моего труда и подобно Пифагору ограничиться одной устной передачей его сущности своим друзьям».

Творение Коперника было осуждено конгрегацией цензуры через 63 года после смерти ученого, 5 марта 1616 года, в папство Павла V. Акт подписали кардинал Сент-Сесиль, епископ Альба и брат Мадлейн по прозвищу Железная голова. Замечательно, что папа не подписал этого акта.

Через 45 лет после первого издания великого творения Коперника оно все еще не обратило на себя внимания нигде кроме Германии. Но интерес немецких астрономов не привел к победам нового учения. Как ни удивительно, его успеху больше поспособствовала оппозиция ему со стороны такого выдающегося астронома, каким был Тихо Браге.

Он родился в 1546 году в шведской дворянской семье. В 1560-м по желанию семьи отправился в Копенгагенский университет изучать право, но юриспруденция, по-видимому, была ему не по душе, и в 1562-м он переселился в Лейпциг, где занимался астрономией, а в августе 1563 года наблюдал противостояние Юпитера и Сатурна. Семья не сочувствовала таким недворянским затеям и, вероятно, положила бы им конец, если бы его не поддержал дядя, Стен Билле. Когда Тихо после нескольких лет странствований вернулся на родину, дядя этот устроил для него в своем имении маленькую обсерваторию и химическую лабораторию.

Наблюдения Тихо Браге над новой звездой, которая в 1572 году сияла ярче Венеры, а в 1574 исчезла, обратили общее внимание на молодого астронома. В 1574 году он уже читал лекции по астрономии в Копенгагене и был представлен датскому королю Фридриху II, который подарил ему остров Гвен в Каттегате и построил для него обсерваторию Ураниенбург, сделавшуюся впоследствии столь знаменитой.

Браге во время своих путешествий познакомился с лучшими мастерами механических приборов. Он сам тщательно исследовал все инструменты, особенно круговые деления, составил таблицы замеченных ошибок делений и по ним делал поправки к своим наблюдениям. Благодаря этому его наблюдения отличались точностью, которой до него не достигал никто. Надо помнить, что наблюдательная астрономия вообще не могла достигать больших успехов, поскольку не были еще изобретены увеличительные приборы.