На рисунке сверху мы проделали то же самое с внешней планетой (в этом примере — с Марсом), отметив взаимное расположение Земли и этой планеты. Мы видим, что в связи с меньшим радиусом земной орбиты возникает ощущение, что Земля обгоняет Марс.
В этом случае также наблюдается попятное движение. Но, как мы видим на рисунке, траектория отличается, хотя она и выглядит как петля. Представив все таким образом, мы понимаем, как легко нецентральное положение Земли объясняет поведение внутренних и внешних планет. Разумеется, в орбите каждой планеты есть еще много мелких подробностей, касающихся прежде всего того, что орбиты не круговые, а эллиптические, как было установлено Кеплером. Например, случай Меркурия, поведение которого было трудно объяснить в рамках всех моделей, объясняется значительным эксцентриситетом его орбиты.
На рисунке в гелиоцентрической модели изображены орбиты Земли и внешней планеты, Марса, и некоторые точки обеих траекторий (от 1 до 7), а также путь планеты, видимый с Земли на фоне неподвижных звезд.
Несмотря на все старания епископа Ватценроде, Коперник смог пойти дальше публичной карьеры, поскольку его вдохновение лежало совсем в иной сфере, далекой от политических амбиций. Для астронома был решающим 1507 год — он пользовался каждым свободным моментом и, наверное, даже жертвовал сном, чтобы завершить работу, которая станет первым большим шагом в направлении к гелиоцентрической теории. Речь идет о небольшом трактате, сегодня известном под названием «Малый комментарий...».
Источники, из которых он черпал информацию для «Малого комментария...», неясны. Труд Птолемея не был доступен на древнегреческом до публикации его «Альмагеста» в 1538 году, но первый латинский перевод датирован 10 января 1515 года. Возможно, Коперник пользовался «Кратким изложением», напечатанным в Венеции в 1496 году, — именно в этот год польский астроном приехал в Италию.
«Малый комментарий...» следует рассматривать как предварительную работу, в которой появляются некоторые идеи, развитые в дальнейшем, и прослеживаются некоторые отличия от окончательной модели. В этой работе еще нет математической структуры следующей книги, «О вращении небесных сфер», хотя она и не свободна полностью от математических построений, среди которых можно выделить описание третьего движения Земли, которое было названо склонением. Это новое движение объяснялось необходимостью поддерживать земную ось параллельно самой себе при перемещении планеты, что позволило объяснить феномен предварения равноденствий, долгое время создававший трудности в геоцентрической модели.
Манускрипт состоит всего из 40 страниц и содержит введение, семь аксиом, или постулатов, и другие разделы. Аксиомы не следует считать самоочевидными, хотя Коперник основывал на них свои рассуждения без дополнительных разъяснений. Он писал: «После ознакомления с этой проблемой, сложной и почти неразрешимой, мне показалось, что для ее решения можно использовать более простые и более адекватные построения, чем известные сегодня, если принять несколько постулатов».
«Малый комментарий...» — короткий текст, который при жизни Коперника не был опубликован. Сохранились всего три копии этой работы. Полное ее название, De hypothesibus motuum coelestium commentariolus, можно перевести как «Малый комментарий о гипотезах, относящихся к небесным движениям». В европейских научных кругах использовалось несколько копий этого текста, но впервые он был опубликован в 1878 году. Его важность подтверждается тем, что Тихо Браге включил абзац из «Малого комментария...» в свою книгу «Приготовление к обновленной астрономии» (Astronomiae instauratae progymnasmata).
По-видимому, этот текст попал к Браге через придворного врача императора Максимилиана II, Тадеуша Хайека, которому он достался в наследство от Ретика, одного из последних учеников Коперника, как часть его библиотеки. Браге, в свою очередь, подарил свой экземпляр коллеге Христиану-Северину Лонгомонтану. Следы этого текста исчезли до 1877 года, когда экземпляр Лонгомонтана был найден в библиотеке Вены и использован как основа для публикации. Хотя многое в отношении этой небольшой работы остается спорным, так как она не подписана и не датирована, считается, что самая ранняя возможная дата ее создания — 1507 год, а самая поздняя — 1514-й. Эта последняя дата определена с помощью инвентаризации в библиотеке Краковского университета. Датировка важна, так как некоторые исследователи считают «Малый комментарий...» черновиком фундаментального труда Коперника «О вращении небесных сфер», начатого позже. Семь постулатов приведены на рисунке.
Вторая страница рукописи «Малого комментария...» Коперника, в которой вводятся семь основных постулатов. Копия из Стокгольма.
Постулаты следующие.
1. Не существует одного центра для всех небесных орбит или сфер.
2. Центр Земли не является центром мира, но только центром тяготения и центром лунной орбиты.
3. Все сферы движутся вокруг Солнца, расположенного как бы в середине всего, так что около Солнца находится центр мира.
4. Отношение, которое расстояние между Солнцем и Землей имеет к высоте небесной тверди, меньше отношения радиуса Земли к ее расстоянию от Солнца, так что по сравнению с высотой тверди оно будет даже неощутимым.
5. Все движения, замечающиеся у небесной тверди, принадлежат не ей самой, но Земле. Именно Земля с ближайшими к ней стихиями вся вращается в суточном движении вокруг неизменных своих полюсов, причем твердь и самое высшее небо остаются все время неподвижными.
6. Все замечаемые нами у Солнца движения не свойственны ему, но принадлежат Земле и нашей сфере, вместе с которой мы вращаемся вокруг Солнца, как и всякая другая планета; таким образом, Земля имеет несколько движений.
7. Кажущиеся прямыми и понятными движения планет принадлежат не им, но Земле. Таким образом, одного этого ее движения достаточно для объяснения большого числа видимых в небе неравномерностей.
Здесь Коперник предлагает то, что мы можем считать великим открытием: принцип движения Земли. Этим он объяснял видимое движение Солнца и планет, зависящее от движения Земли. Небосвод оставался неподвижным. Впервые разум с помощью последовательного разъяснения отрицал то, о чем говорили органы чувств. Тем самым Коперник отверг то, что Аристотель и Птолемей считали неопровержимым. Для них натуралистическая метафизика и воспринимаемая реальность должны были совпадать: Земля неподвижна и окружена подвижными светилами. Коперник с помощью пифагорейских и неоплатонических аргументов использовал свой разум, чтобы освободиться от этого предубеждения. Он пришел к выводу, что эта неподвижность лишь кажущаяся.
Наши предшественники предполагали наличие большого количества небесных сфер, прежде всего для объяснения видимого движения планет, опираясь на принцип равномерности.
Коперник, введение к «Малому комментарию...»
Остальные главы «Малого комментария...» называются, соответственно, «О порядке сфер», «О видимых движениях Солнца», «О том, что равномерность движения должна определяться по отношению не к равноденствиям, но к неподвижным звездам», «О луне», «О трех верхних планетах — Сатурне, Юпитере и Марсе», «О Венере», «О Меркурии». В этих главах польский астроном развивает свою новую систему, основываясь на данных, которые, впрочем, не обосновывает. Без сомнения, основным пунктом является короткий пассаж о порядке сфер, в котором разъясняется суть новой модели: