6) То, что кажется нам движением Солнца, на самом деле связано с движениями Земли и нашей сферы, вместе с которой мы обращаемся вокруг Солнца, как всякая другая планета. Таким образом, Земля обладает более чем одним движением.
7) Кажущиеся прямые и попятные движения планет, обусловлены не их движениями, а движением Земли. Следовательно, одного лишь движения самой Земли достаточно для объяснения многих кажущихся неравномерностей на небе.
В этих семи тезисах чётко намечены контуры будущей гелиоцентрической системы, сущность которой заключается в том, что Земля одновременно движется и вокруг своей оси и вокруг Солнца.
Формулируя тезисы своей теории, Николай Коперник пользуется понятиями астрономии начала XVI века. Так, в его тезисах идёт речь о движении сфер, а не о движении планет. Ибо движение планет объяснялось тогда движением сфер, каждая из которых соответствовала определённой планете. Пятый тезис следует понимать так: сфера неподвижных звёзд не участвует в движении планетных сфер, а остаётся неподвижной. А в последнем тезисе речь идёт о петлях описываемых планетами на небе вследствие движения Земли вокруг Солнца. В теории Коперника, оказалось, достаточно принять допущение о том, что мы наблюдаем за планетами с движущейся Земли, плоскость орбиты которой, почти совпадает с плоскостями орбит других планет. Такое допущение существенно упрощало объяснение петлеобразного движения планет по сравнению со сложной системой эпициклов и дифферентов в теории Птолемея. Необычайно важным был и четвёртый тезис: никто до Коперника, а большинство астрономов и после его смерти, не смели приписывать Вселенной столь огромные размеры.
Сформулировав семь положений своей теории, Коперник переходит к описанию последовательности расположения небесных сфер (планет). Затем Коперник останавливается на том, почему годовое движение Солнца на небе следует объяснять лишь движением Земли.
Заканчивается «Малый комментарий» следующим утверждением: «Таким образом, всего тридцати четырёх кругов достаточно для объяснения устройства Вселенной и всего хоровода планет». Коперник необычайно гордился своим открытием, ибо видел в нём наиболее гармоничное решение проблемы, сохранявшее принцип, в силу которого все движения планет можно интерпретировать как сложения движений по окружности.
«О вращениях небесных сфер»
Первое издание книги «О вращениях небесных сфер» появилось в мае 1543 года в Нюрнберге, благодаря усилиям Тидемана Гизе, Иоахима Ретика и нюрнбергского профессора математики Шонера, взявшего на себя просмотр корректур. По приданию, сам Коперник получил экземпляр своего гениального творения в день своей смерти, незадолго до того момента, когда он навсегда закрыл глаза.
В книге «О вращениях небесных сфер» изложена математическая теория сложных видимых движений Солнца, луны, пяти планет и сферы звёзд с соответствующими математическими таблицами и приложением каталога звёзд.
В центре мира Коперник поместил Солнце, вокруг которого движутся планеты, и среди них впервые зачисленная в ранг «подвижных звёзд» Земля со своим спутником Луной. На огромном расстоянии от планетной системы находится сфера звёзд. Его вывод о чудовищной удалённости этой сферы диктовался гелиоцентрическим принципом; только так мог Коперник согласовать его с видимым отсутствием у звёзд смещений за счёт движения самого наблюдателя вместе с Землёй (т.е. отсутствием у них параллаксов).
Система Коперника была проще и точнее системы Птолемея, и её сразу же использовали в практических целях. На её основе составили «Прусские таблицы», уточнили длину тропического года и провели в 1582г. давно назревшую реформу календаря - был введён новый, или григорианский стиль.
Меньшая сложность теории Коперника и получавшаяся, но лишь на первых порах, большая точность вычислений положений планет по гелиоцентрическим таблицам были не самыми главными достоинствами его теории. Более того, теория Коперника при расчётах оказалась не намного проще птолемеевской, а по точности предвычислений положений планет на длительный промежуток времени практически не отличалась от неё. Несколько более высокая точность, дававшаяся на первых порах «Прусскими таблицами», объяснялась не только введением нового гелиоцентрического принципа, а и более развитым математическим аппаратом вычислений. Но и «Прусские таблицы» также вскоре разошлись с данными наблюдений. Это даже охладило первоначальное восторженное отношение к теории Коперника у тех, кто ожидал от неё немедленного практического эффекта. Кроме того, с момента своего возникновения и до открытия Галилеем в 1616 году фаз Венеры, т.е. более полувека, вообще отсутствовали прямые наблюдательные подтверждения движения планет вокруг солнца, которые свидетельствовали бы об истинности гелиоцентрической системы. В чём же действительное достоинство, привлекательность и истинная сила теории Коперника? Почему она вызвала революционное преобразование всего естествознания?
Коперниканская революция
Любое новое возникает на базе и в системе старого. Коперник в этом отношении не был исключением. Он разделял многие представления старой, аристотелевской космологии. Так, он представлял Вселенную замкнутым пространством, ограниченным сферой неподвижных звёзд. Он не отступал от аристотелевской догмы, в соответствии с которой истинные движения небесных тел могут быть только равномерными и круговыми. В этом он был даже больший консерватор и приверженец аристотелизма, чем Птолемей, который ввёл понятие экванта и допускал неравномерное движение центра эпицикла по деференту. Стремление восстановить аристотелевские принципы движения небесных тел, нарушавшиеся в ходе развития геоцентрической системы, кстати сказать, и стало для Коперника одним их мотивов поисков иных, негеоцентрических подходов к описанию движений планет.
Но, в отличие от своих предшественников, Коперник пытался создать логически простую и стройную планетную теорию. В отсутствие простоты, стройности, системности Коперник увидел коренную несостоятельность теории Птолемея, в которой не было единого стержневого принципа, объясняющие системные закономерности в движениях планет. Н. Коперник писал: «…Я ничем иным не был приведён к мысли придумать иной способ вычисления движений небесных тел, как только тем обстоятельством, что относительно исследований этих движений математики не согласны между собой. Начать с того, что движения Солнца и Луны столь мало им известны, что они не в состоянии даже доказать и определить продолжительность года. Затем, при определении движений не только этих, но и других пяти блуждающих светил, они не употребляют ни одних и тех же одинаковых начал, ни одних и тех же предположений, ни известных доказательств… Даже главного - вида мироздания и известную симметрию между частями его - они не в состоянии вывести на основании этой теории».
Коперник был уверен, что представление движений небесных тел как единой системы позволит определить реальные физические характеристики небесных тел, т.е. то, о чём в геоцентрической модели вовсе не было и речи. Поэтому свою теорию он рассматривал как теорию реального устройства Вселенной.
Возможность перехода к гелиоцентризму (подвижность Земли, обращающейся вокруг реального тела - неподвижного Солнца, расположенного в центре мира) Коперник совершенно справедливо усмотрел в представлении об относительном характере движения, известном ещё древним грекам, но забытом в средние века. Неравномерное петлеобразное движение планет, неравномерное движение Солнца Коперник, как и Птолемей, считал кажущимся эффектом. Но он представил этот эффект не как результата подбора и комбинации движений по условным вспомогательным окружностям, а как результат перемещения самого наблюдателя. Иначе говоря, этот эффект объяснялся тем, что наблюдение ведётся с движущейся Земли. Допущение подвижности Земли было главным новым принципом в системе Коперника.
Обоснование введения принципа гелиоцентризма Коперник усматривал в особой роли Солнца, отразившейся уже в птолемеевской схеме. В этой схеме планеты по свойствам их движений как бы разделялись Солнцем на две группы - нижние (ближе к Земле, чем Солнце) и верхние. Среди тех кругов, которые применялись для описания видимого движения планет, обязательно был один круг с годичным, как у Солнца, периодом движения по нему. Для верхних планет - это был первый, или главный эпицикл, для нижних - деферент. Кроме того, Меркурий и Венера (нижние планеты) вообще всё время сопровождали Солнце, совершая около него лишь колебательные движения.
Революционное значение гелиоцентрического принципа состояло в том, что он представил движения всех планет как единую систему, объяснил многие ранее не непонятные эффекты. Так, с помощью представления о годичном и суточном движениях Земли теория Коперника сразу же объяснила все главные особенности запутанных видимых движений планет (попятные движения, стояния, петли) и раскрыла причину суточного движения небосвода. Петлеобразные движения планет теперь объяснялись годичным движением Земли вокруг Солнца. В различии же размеров петель (и, следовательно, радиусов соответствующих эпициклов) Коперник правильно увидел отображение орбитального движения Земли: наблюдаемая с Земли планета должна описывать видимую петлю тем меньшую, чем дальше она от Земли. В системе Коперника впервые получила объяснение загадочная прежде последовательность размеров первых эпициклов у верхних планет, введённая Птолемеем. Размеры их оказались убывающими с удалением планеты от Земли. Движение по этим эпициклам, равно как и движение по деферентам для нижних планет, совершалось с одним периодом, равным периоду обращения Солнца вокруг Земли. Все эти годичные круги геоцентрической системы оказались излишними в системе Коперника.