Коперник так пишет в “Наброске” о своих сомнениях [19,20]: “я стал часто задумываться над вопросами, нельзя ли обдумать более разумную систему кругов, с помощью которой всякую кажущуюся неправильность движения можно было бы объяснить, употребляя уже только одни равномерные движения вокруг их центров, чего требует главный принцип абсолютного [истинного] движения...я убедился в конце концов, что эту задачу можно разрешить при помощи значительно меньшего и более соответствующего аппарата, чем тот, который был когда-то придуман с этой целью, если только можно будет принять некоторые положения (называемые аксиомами)”. И далее он перечисляет эти аксиомы (от греч. axioma - исходное положение, принимаемое без доказательств): “1.Нет общего центра для всех кругов, т.е. небесных сфер. 2. Центр Земли не есть центр мира, а лишь центр тяжести и центр пути Луны. 3. Все пути планет окружают со всех сторон Солнце [планеты обращаются вокруг Солнца], близ которого находится центр мира [Солнце находится не в самом центре, а рядом с ним, в эксцентре]. 4. Отношение расстояния Солнца от Земли к удаленности небосвода меньше, чем отношение радиуса Земли к расстоянию от Солнца, так что отношение это в бездне небес оказывается ничтожным [в докоперниковую эпоху расстояние от Земли до сферы неподвижных звезд полагали равным примерно 20-кратному расстоянию до Солнца, но Коперник, подобно Аристарху Самосскому, намного дальше раздвигает горизонты ограниченной сферической Вселенной; позже, в своем главном труде он писал [21]: “небо по сравнению с Землей необъятно...оно являет видимость величины бесконечной, а Земля, по оценке нашими чувствами, относится к небу, как точка к телу или конечное по величине к бесконечному...но докуда простирается эта необъятность, о том не ведаем”- Г.А.Л.]. 5. Все, что мы видим движущимся на небосводе, объясняется вовсе не его собственным движением, а движением самой Земли. Это она, вместе с ближайшими ее элементами [под элементами Коперник подразумевает окружающие Землю стихии - воду и воздух, которые, как и Земля, участвуют в ее вращении, не вызывая тем самым каких-либо катастроф, о которых веками твердили противники движения Земли] совершает в течение суток вращательное движение [оборот] вокруг своих неизменных полюсов [оси] и по отношению к прочно неподвижному небу. 6. Любое кажущееся движение Солнца не происходит от его собственного движения; это иллюзия [видимость], вызванная движением Земли и ее орбиты, по которой мы обращаемся вокруг Солнца, как любая другая планета, что означает, что Земля совершает одновременно несколько движений. 7. Наблюдаемое у планет попятное движение и движение поступательное [прямое] не являются их собственным движением; это тоже иллюзия [видимость], вызванная подвижностью самой Земли. Таким образом, уже самого ее движения достаточно, чтобы объяснить столько мнимых различий на небе”.
Затем Коперник поясняет план своей работы: “Так вот, предположив это [аксиомы], я постараюсь вскоре показать, как удается закономерно спасти принцип равномерности движений. Мне кажется, что в этой небольшой работе надо, ради краткости, пропустить математические доказательства, предназначенные для более обширного трактата по этому вопросу. Однако мы приведем здесь при объяснении самих кругов размеры радиусов орбит, что человеку, знающему математические науки, позволит легко убедиться, как прекрасно такая система кругов количественно сходится с наблюдениями на небе. Если же кто-нибудь обвинит нас, что подобно пифагорейцам мы слишком опрометчиво утверждаем подвижность Земли, пусть учтет и этот серьезный аргумент, почерпнутый из рассмотрения системы орбит на небе. Основные мотивы, при помощи которых физиологи [физики, натурфилософы] пытаются доказать неподвижность Земли, основываются главным образом на наблюдаемых явлениях, но все это должно уже в самом начале рухнуть, поскольку мы сами в такой же степени поддаемся иллюзии [видимости, фикции, самообману]”. На пересмотр птолемеевой системы мира Коперника направляла не только вполне понятная задача упрощения всей системы и, вообще говоря, ложная идея доказательства абсолютного, равномерного, кругового движения небесных тел, но также неудовлетворительное объяснение старой теорией ряда астрономических явлений и проблем или их ошибочное решение (среди них - проблемы объяснения физического смысла прецессии, остановок и попятного движения планет, перемены их расстояний и яркости, ошибки решения Птолемеем задачи движения Луны и др.). Коперника подтолкнули к пересмотру принципов построения системы мира и утверждения древнегреческих натурфилософов о возможном движении Земли (Коперник освоил древнегреческий язык и смог читать труды античных авторов в подлиннике), которые шли вразрез с общепринятым мировоззрением.
Изложив предпосылки, Коперник затем дает описание Солнечной системы и классификацию планет в зависимости от их расстояния от Солнца, полагая, что “одна планета превосходит другую быстротой своего обращения, соответственно тому, каковы описываемые ею орбиты”. Он приводит подробный, но без математического обоснования, анализ движения отдельных небесных тел, исходя из тройного движения Земли: ее суточного вращения вокруг своей оси, годичного обращения вокруг Солнца и прецессионного движения земной оси. Прецессия, как астрономическое явление “предварения равноденствия”, т.е. очень медленного смещения точки весеннего равноденствия по эклиптике навстречу движению Солнца, была открыта еще Гиппархом во 2 в. до н.э. и объяснялась в геоцентрической астрономии влиянием неких дополнительных, внешних, надзвездных сфер. Коперник, “заставив Землю вращаться”, указал на подлинный механизм прецессии - вековые изменения положения земной оси в пространстве, вызывающие вращение плоскости эклиптики относительно плоскости небесного экватора, а Ньютон, через 120 лет после него, дал физическое объяснение этому явлению при помощи законов динамики и всемирного тяготения, учитывавших влияние на вращение Земли притяжения Солнца, Луны и других планет.
Для представления обращения Земли вокруг Солнца Коперник использовал предложенный еще Гиппархом круг с эксцентром, в который он поместил не Землю, как Гиппарх или Птолемей, а Солнце. Такой способ давал неплохое теоретическое приближение к фактическому движению Земли и других планет, по крайней мере, до той поры, пока через 70 лет после Коперника Кеплер окончательно не отверг доктрину равномерного кругового движения в астрономии, открыв более истинный вид орбиты планет - эллипс. В теории же Коперника равномерное круговое движение сохранилось как пережиток традиционной античной астрономии. От картины Вселенной Аристотеля-Птолемея в “Набросках” осталась, помимо круговых движений и сопутствующих им деферентам, эпициклам и эксцентрам, внешняя сфера постоянных звезд, всеобъемлющая, но абсолютно неподвижная. Ее неподвижность, постулированная Коперником, позволила позднее ученым рассматривать эту сферу как абсолютную систему отсчета, задающую основные небесные координаты, а, установив позже огромные размеры самой сферы, полностью отказаться от нее, от теории сфер и открыть реальную пространственную структуру звездного мира (догадки о такой структуре были высказаны еще в античности атомистами, а в эпоху Возрождения - Н. Кузанским). В “Набросках” теория Коперника, в отличие от догадок его предшественников, представлена как единая система с доказательствами (развитыми позже в его главном сочинении), которые выявили в наблюдаемом с Земли явлении движения небесных тел его глубоко скрытую сущность и открыли новую структуру Солнечной системы, а также новые пропорции Вселенной.
Сам Коперник из-за недостатка времени мало занимался астрономическими наблюдениями (первое свое наблюдение, связанное с покрытием Луной звезды Альдебаран в созвездии Тельца, он провел в Болонье в марте 1497 г., а последнее свое студенческое наблюдение там же - в 1500 г.; известны его наблюдения положения Солнца в 1515-1516 гг., а также наблюдения планет в момент их противостояния в 1523 г., позволившие опровергнуть вывод древних о неизменности пространственного положения орбит планет), но широко использовал результаты наблюдений своих предшественников - Птолемея и других астрономов древности. Именно на их базе Коперник и возвел здание своей теории. Его собственные астрономические наблюдения не отличались особой точностью, не внесли ничего нового в методику наблюдений (он использовал копии классических измерительных инструментов, сделанные им собственноручно), но носили целевой характер и уточняли некоторые данные, важные для обоснования гелиоцентрической системы. Рукопись его главного труда “Об обращениях” была готова к 1530 г. (самое позднее наблюдение, зафиксированное в книге, относится к марту 1529 г.). Но Коперник не собирался публиковать свой труд из опасения, по его словам, насмешек тех, “чей ум неразвит и кто путается среди настоящих ученых, словно трутни среди пчел”. Но, тем не менее, сведения о его работе разошлись среди европейских ученых, а в 1533 г. его теория о движении Земли обсуждалась даже при папском дворе как любопытная гипотеза, возможно, полезная для уточнения календаря. Вскоре виттенбергский (Виттенберг - город в Восточной Германии, центр Реформации) протестантский богослов и сподвижник Лютера Ф. Меланхтон, а вслед за ним и сам Лютер, объявили теорию Коперника абсурдной. Но просьбы друзей и некоторых ученых убедили астронома все же опубликовать его труд.
Еще до выхода сочинения в свет появился первый публичный отзыв молодого виттенбергского профессора математики Г.И. Рэтика, который в 1539 г. специально приехал в Польшу к Копернику для ознакомления с его трудом и стал ярым поборником его новой астрономии. После тщательного, почти двухгодичного изучения рукописи “Об обращениях”, Рэтик подготовил ее сжатое изложение “...Об обращениях...Николай Коперник....повествование первое”, опубликованное в 1540 г. в Гданьске. Ценность этого сочинения в том, что автор осветил в нем факты и мнения, известные ему непосредственно из общения с Коперником. В частности, он свидетельствовал, что Коперник пришел к заключению о движении Земли прежде всего из анализа явления прецессии, и лишь затем для него оказались важны предпосылки о месте Солнца в планетной системе и принцип сохранении равномерного кругового движения. Остальные аргументы стали для Коперника уже следствием сделанного им открытия. Печатание труда “Николая Коперника, уроженца Торуни, об обращении небесных сфер шесть книг” (издатель, лютеранский теолог исказил более короткое авторское название сочинения “Об обращениях”, не включил в книгу предисловие автора, воздающее похвалу астрономической науке, но дал собственное анонимное слово “К читателю”, сводящее теорию Коперника лишь к гипотезе, удобной для вычислений: “Пусть же никто не ожидает от астрономии ничего точного в отношении гипотез, ибо она ничего окончательного в этом дать не в состоянии...эта наука абсолютно не ведает причин видимой неравномерности движений”) началось в Нюрнберге в 1542 г. и было завершено в марте 1543 г., незадолго до смерти автора [19].
Старясь избежать неприятностей с церковью, Коперник посвятил свой труд папе Павлу III (1468-1549, папа с 1534 г.) - последнему папе эпохи Возрождения, покровителю искусств и инициатору Контрреформации, утвердившему в 1540 г. орден иезуитов, созданный на базе Общества Иисуса, организованного в 1534 г. при Парижском университете испанским дворянином Игнатием Лойолой в целях борьбы с Реформацией. Павел, используя опыт испанской инквизиции, создал, кроме того, в 1542 г. в Риме Высший апостольский трибунал, предназначенный для ведения судебных процессов против еретиков во всем мире с правом приговаривать их к тюремному заключению, конфискации имущества и смертной казни. Коперник, конечно же, не мог предвидеть того, что ровно через десять лет после смерти этого Павла другой папа Павел IV (1476 -1559; с 1536 г. - великий инквизитор, или председатель Священной канцелярии, несгибаемый поборник христианской морали, ставший папой в 79 лет, с 1555 г.; умер в момент обращения к своему окружению с призывом бороться с ересью) создаст “Индекс запрещенных книг”, в который еще через 57 лет, в 1616 г., при очередном папе Павле V (1552-1621, папа с 1605 г.; по его инициативе был начат инквизиционный процесс против Галилея, пропагандировавшего учение Коперника, а также было запрещено само употребление тезиса “Солнце не движется вокруг Земли и Земля не является центром Вселенной”) и более чем на 200 лет попадет книга и самого Коперника [4,5,26].
А пока, обращаясь в своем посвящении к папе, Коперник оправдывал, как провинившийся школьник, причины своего исследования [19,21]: “я хочу, святейший отец, чтобы ты ведал о том, что я ничем иным не был приведен к мысли придумать иной способ вычисления движения небесных тел, как только тем обстоятельством, что относительно исследований этих движений математики не согласны между собой. И прежде всего столько имеют сомнений относительно движения Солнца и Луны, что не умеют даже обозначить и подсчитать постоянную величину тропического года [тропический год есть промежуток времени между двумя последовательными прохождениями Солнца через точку весеннего равноденствия, и знание его точной величины важно для разработки солнечного календаря - Г.А.Л.]. А затем при установлении движения как тех двух [Солнца, Луны], так и остальных пяти планет они не пользуются теми же самыми предпосылками... приняли...множество таких установок, которые вопиющим образом противоречат основным принципам равномерности движения. Не сумели они и открыть либо вывести из них важнейшие вещи, а именно построение Вселенной и порядка ее частей”. Далее Коперник ссылается на пионерские работы античных астрономов: ”я принял на себя труд прочесть доступные мне сочинения всех философов с целью убедиться, допускал ли кто-либо из них иной род движения, чем тот, который преподается в наших школах. И действительно, я встретил у Цицерона упоминание, будто Никетас [пифагореец Гикетас, или Гикет, из Сиракуз, о.Сицилия - Г.А.Л.] считал, что Земля движется. Затем я отыскал несколько других имен людей, разделяющих подобные воззрения, у Плутарха: ”...пифагореец Филолай считает, что Земля обращается вокруг огня по наклонному кольцу, подобно как Солнце и Луна. А Гераклид из Понта и пифагореец Экфант признавали, правда, что Земля движется, но считали это движение не поступательным, а вращательным. Побуждаемый этим, я начал задумываться над движением Земли”.
Пытаясь предупредить теологические обвинения в свой адрес, он продолжал: ”Думается мне, святейший отец, что некоторые лица, как только узнают, что я в сочинении моем о движениях небесных сфер допускаю различное движение земного шара, без дальнейшего разбора осудят меня и мои воззрения. Я вовсе не столь высокого мнения о своей теории, чтобы не обращать внимания на мнения других. Хотя знаю, что мысли философа довольно далеки от суждения народного, так как первый обязан во всем доискиваться истины настолько, сколько дано от Бога уму человеческому, но тем не менее я полагаю, что должно отрешиться от взгляда, далекого от истины. По этой причине, рассуждая сам с собою о том, сколь нелепо покажется всем, знакомым с утвердившимся в продолжение стольких веков мнением о неподвижном положении Земли в центре Вселенной, если я, наоборот, стану утверждать, что Земля движется, я долго колебался, обнародовать ли в печати мои исследования, или же следовать мне примеру пифагорейцев и других, которые передавали тайны философии не письменно, а словесно, и то одним лишь родственникам своим и друзьям. Так поступали они, конечно, не из недоброжелательства, как думают некоторые, но с той целью, чтобы прекрасные плоды трудных исследований великих мыслителей не были пренебрегаемы теми, которые или не желают заниматься наукой без корыстных целей, или же, будь они примером или увещеваниями других побуждены к занятию философией, тем не менее, по недеятельности своей, играют между философами такую же роль, как трутни между пчелами...Чем бессмысленнее в настоящее время многим покажется мое учение о движении Земли, тем более заслужит оно благодарности и удивления, если изданные мои исследования, благодаря ясным своим доводам, рассекают мрак кажущегося противоречия”. Завершая обращение к папе, Коперник выражает надежду на то, что “мои исследования могут приносить пользу церкви, ныне тобой управляемой”. Знал бы он, сколько проблем на века вперед принесет церкви его учение...