Филолай излишне усложняет свою вселенную, предполагая существование светила, невидимого для нас, которое вращается в то же время, что и Земля, вокруг Центрального огня и по той же окружности, но на другом краю диаметра таким образом, что наши обитаемые области повертываются к нему тылом. Это светило называется Антиземля. Наличие Антиземли, кажется, было предположено для того, чтобы довести до десяти — совершенное число — число сфер или небесных светил, существующих вокруг Центрального огня. Это — сфера, усеянная звездами, Солнце, Луна, пять известных уже планет, Земля и Антиземля. Здесь пред нами поразительный образец предрассудков о числовом и геометрическом совершенстве, которые и приводили к ошибкам древних астрономов.
Однако два пифагорейца, последователи Филолая, упраздняют Антиземлю, помещают Центральный огонь в центр Земли, вновь помещают Землю в центр мира, но на этот раз заставляя ее обращаться вокруг самой себя в течение суток.
Итак, в несколько этапов — приблизительно за два века — пифагорейская школа открыла и обосновала сферичность Земли и ее вращение вокруг себя самой. Кроме того, из гипотезы Филолая, заставившего Землю вращаться вокруг Центрального огня, можно было извлечь плодотворную идею о том, что Земля не обязательно находится в центре мира.
Наконец к концу IV века перипатетик, по имени Гераклид Понтийский, положил начало гелиоцентрической гипотезе, которая станет гипотезой Аристарха Самосского. Этот Гераклид искал объяснения странному поведению планет, которые, как это видно с Земли, то движутся вперед, то останавливаются, то отступают назад на небесном своде, причем невозможно понять причину этого. Из всех планет, если допустить, что они вращаются вокруг Земли, самым странным образом ведут себя Меркурий и Венера. Эти планеты находятся между Землей и Солнцем, и, однако, нам вовсе не кажется, что они вращаются вокруг Земли, и в то же время мы точно можем заметить, что планеты, гораздо более отдаленные от Солнца, чем мы, вращаясь вокруг Солнца, вращаются также и вокруг Земли. Гераклид дает простое и точное объяснение поведению Меркурия и Венеры: они вращаются, говорит он, вокруг Солнца. Это начало гелиоцентрической системы. Но Гераклид продолжает утверждать, что Солнце обращается вокруг Земли — разумеется, в течение года, а не в течение суток, потому что вращение Земли вокруг себя объясняет суточное движение Солнца.
Вот мы и на границе гипотезы Аристарха Самосского. Этот выдающийся ученый жил в царствование трех первых Птолемеев, с 310 по 230 год до н. э. Он провел в Александрии большую часть своей жизни, преподавал в Мусейоне, опубликовал свои многочисленные работы. Не сохранилась работа, в которой он излагает свою гелиоцентрическую систему. До нас дошла только работа, озаглавленная «О величии Солнца и Луны и о расстоянии между ними». Он утверждает в ней, впервые в древнем мире, что Солнце во много раз больше, чем Земля, приблизительно в триста раз (в действительности — в миллион триста раз). Например, для Анаксагора (V век), уже очень смелого в своих гипотезах, Солнце гораздо меньше, чем Земля и Луна, оно «величиной с Пелопоннес».
Вероятно, этот новый взгляд на размеры Солнца и в то же время наполовину гелиоцентрическая гипотеза Гераклида и побудили Аристарха выдвинуть гелиоцентрическую систему. Казалось странным заставлять вращаться вокруг Земли тело в триста раз большее, чем Земля. Аристарх формулирует в очень четких терминах, согласно нашим косвенным источникам, из которых главные — Архимед и Плутарх, свою гелиоцентрическую гипотезу. По его мнению, «Земля — это планета, которая, как и другие планеты, вращается вокруг Солнца; она совершает этот оборот в один год». Солнце — это неподвижная звезда, другие звезды также неподвижны. С другой стороны, по мнению Аристарха, имеется огромное расстояние не только между Землей и Солнцем, но еще более значительное расстояние между Солнцем и другими неподвижными звездами. Аристарх давал этому геометрическое доказательство: он утверждал, что между двумя точками, достаточно отдаленными друг от друга, на Земле можно было бы построить основание треугольника, вершиной которого было бы Солнце, между тем как такое построение со звездами было бы невозможным, ибо основание треугольника явилось бы ничем по отношению к высоте практически бесконечной. Он заявлял еще, что диаметр орбиты Земли практически равен нулю по отношению к диаметру сферы; в сфере же Аристарх поместил неподвижные звезды.
Такова в общем система Аристарха: Землю он представлял себе планетой, вращающейся в течение суток вокруг себя и в течение года вокруг Солнца по кругообразной орбите. Можно видеть, что это в точности система Коперника, включая ошибку относительно кругообразного движения Земли и других планет вокруг Солнца.
Причем здесь не просто случайное совпадение. Коперник знал гипотезу Аристарха Самосского, так же как и другие астрономические системы древности. Коперник говорит об этом в 1539 году в работе, в которой он излагает свою собственную систему, а именно в работе, озаглавленной «Об обращениях небесных сфер». Он цитирует древних астрономов, которые признавали движение Земли или вокруг себя, или вокруг Солнца. Он цитирует особенно Филолая, Гераклида и Аристарха и добавляет: «Эта выдержка и меня заставила подумать о движении Земли». Слова эти делают честь скромности и лояльности Коперника, и в то же время они являются ярким свидетельством роли античной науки в возрождении новой науки.
Интересно отметить, что в древности у Аристарха было мало последователей. Кроме астронома следующего века, о котором мы почти ничего не знаем, древние излагают его гипотезу только для того, чтобы ее опровергать. Казалось бы, что она должна была произвести революцию в астрономических представлениях. Но она наталкивалась — как позднее система Коперника, которая восторжествовала не без усилий, — то на массовые и религиозные предубеждения, то на доводы научного порядка, весьма серьезные.
К массовым предрассудкам относятся среди многих других те, что подсказываются человеческим самолюбием, ведь человек хочет, чтобы Земля была в центре существующего. Религиозные верования были оскорблены уподоблению Земли планетам; уничтожить всякое различие между земной материей, которая обречена на гибель, и светилами, сущность которых нетленна и божественна, светилами, почитаемыми за богов, — это было нечестием. Анаксагор был осужден афинским трибуналом за то, что утверждал, что Солнце — это охваченный пламенем камень, а Луна — это земля. Культ светил был очень распространен в III веке под влиянием учения стоиков, отводившего этому культу значительное место в своей пантеистической системе, а также под влиянием астрологии, которая наводнила в ту эпоху греческий мир, придя сюда с востока. Среди противников Аристарха, основывающихся на религиозной философии, был выдающийся философ-стоик Клеанф, заявивший, что против Аристарха следует возбудить процесс за то, что он представил Землю в движении. «Представил в движении то, что по природе неподвижно». Прекрасный аргумент!
Но главной причиной неудачи Аристарха была оппозиция наиболее видных ученых: Архимеда, Аполлония Пергского и в следующем веке Гиппарха. Эти ученые заявляли, что по гипотезе Аристарха нельзя отдать себе точного отчета в видимых явлениях, в «феноменах»… «Нужно спасать феномены», — говорил Гиппарх. И этот принцип, который означает: нужно считаться с фактами, такими, какими мы их наблюдаем, — правильный принцип. Недостаточно создать гипотезу, нужно убедиться, соответствует ли она фактам. Ученые, таким образом, возражали Аристарху с точки зрения научной точности.
Гипотеза Аристарха действительно предполагает, что планеты вращаются по окружности вокруг Солнца. Однако известно, что орбиты планет эллиптические. Такой тщательный наблюдатель, как Гиппократ, установил «ошибки» в движении планет, когда он попробовал объяснить гипотезу Аристарха. В XVI веке на том же основании Коперника оспаривал такой наблюдатель, как Тихо Браге, который помещал Землю в центре системы и, заставляя другие планеты вращаться вокруг Солнца, заставлял Солнце вращаться вокруг Земли. Система Коперника казалась невероятной до тех пор, пока Кеплер не открыл, что орбиты планет и Земли эллиптические, и не формулировал свой закон: «Орбиты планет — эллипсы, в одном из центров которых находится Солнце».