С большим трепетом ожидаю математический труд выдающегося человека [...]. Этот труд появился в нужный момент, чтобы озарить закат этого великого человека светом бессмертия.
Гемма Фризиус в письме
Книга была напечатана в Нюрнберге издателем Иоганном Петреусом под заголовком «Николая Коперника Торуньского О вращении небесных сфер, в 6 томах». Это было издание in foglio, состоявшее из вводной главы с уже упомянутым предисловием Озиандера, письмом Копернику от кардинала Капуи, датированным 1 ноября 1536 года, и запиской «Предисловие автора» — посланием к папе Павлу III, в котором Коперник просил защиты от предполагаемых нападок. Было издано чуть меньше 500 копий. Интерес к этой книге мы можем оценить по количеству дошедших до наших дней копий — 267, многие из них содержат на полях пометки, сделанные рукой видных астрономов, математиков и теологов, заинтересовавшихся этим первым изданием.
Первые экземпляры были отпечатаны 21 марта 1543 года, и неизвестно, удалось ли Копернику увидеть свое детище, так как, заболев в 1542 году, он умер 24 мая 1543 года. Существует легенда, что лежа смертном одре, ученый смог взять в руки экземпляр труда всей своей жизни, но она не подкреплена документальными свидетельствами. Возможно, именно этого и хотел астроном: бросить камень своей теории и укрыться в смерти, чтобы не подвергаться иррациональной критике и не слышать проклятий.
Оригинал рукописи состоит из немногим менее 200 страниц, в том числе таблиц и рисунков. К этому добавлены посвящение и предисловие, причем сохранился только текст предисловия, написанный Озиандером взамен авторского. Хотя после смерти Коперника его хороший друг епископ Гизе сделал все, что было в его власти, чтобы восстановить оригинальное предисловие, документ не дошел до наших дней, в отличие от остальных страниц рукописи, сохранившейся без переплета у Ретика. Эта рукопись, передававшаяся из рук в руки, сегодня хранится в Ягеллонском университете. Текст разделен на шесть книг и включает 131 главу, все довольно короткие. Вкратце содержание рукописи следующее.
Книга I. Первые 11 глав дают представление о новой гелиоцентрической теории и содержат резюме новой космологии. Последние четыре главы, которые сначала были частью отдельной книги, представляют собой введение в тригонометрию (см. рисунок 1).
Книга II состоит из 14 глав. Описывает принципы сферической тригонометрии и ее приложение к вычислению параметров небесных тел. В заключении приводится каталог неподвижных звезд, где они сгруппированы по видимости в северных, южных и средних регионах.
Книга III описывает видимое движение Солнца и связанные с этим явления. Разделена на 27 глав, из которых первые 12 посвящены изучению солнцестояний и равноденствий. Оставшиеся главы посвящены вычислению длительности солнечного года и анализу равномерности движения Солнца (см. рисунок 2).
Книга IV описывает орбитальное движение Луны. Состоит из 32 глав. Здесь рассматривается движение Луны, ее фазы, проблемы параллакса, соотношение лунного, земного и солнечного диаметров, расстояний между ними, соединения и противостояния Солнца и Луны, а в последних главах — продолжительность затмений (см. рисунок 3).
Книги V и VI содержат изложение новой системы и разъясняют способы вычисления позиций астрономических тел с использованием гелиоцентрической модели. Коперник посвящает первую главу книги V анализу движения пяти других планет; вторая глава резюмирует теорию Птолемея, а в третьей вводится движение Земли для объяснения неравномерности наблюдаемых движений. Главы с четвертой по девятую посвящены Сатурну; главы с 10 по 14 — Юпитеру, с 15 по 19 — Марсу, с 20 по 24 — Венере и с 25 по 31 — Меркурию. В оставшихся главах рассматривается вычисление траекторий этих пяти планет. Книга VI целиком посвящена анализу широт этих пяти планет и объяснению их склонений.
В рукопись включено большое количество астрономических таблиц (многие из них получены благодаря наблюдениям других астрономов), а также обсуждаются вопросы, связанные с длительностью года, периодами обращения других планет и временем, прошедшим с момента исторических событий античности. Коперник ориентируется на читателя-специалиста и приводит таблицы для вычисления координат различных светил. Эти таблицы широко использовались в тот период, пока не вышли из употребления в связи с распространением логарифмов. Несмотря на большое количество подробностей, содержащихся в этих шести книгах, новая теория вкратце излагается примерно на 20 первых страницах. Это первые 11 глав первой книги, в которых объясняется, что Солнце неподвижно и находится в центре сферы неподвижных звезд. Вокруг него в одной плоскости по круговым траекториям вращаются планеты (здесь подразумевается комбинация круговых траекторий). Планеты располагаются в известном сегодня порядке, с Землей на третьем месте, между Венерой и Марсом.
Луна вращается вокруг Земли и, следовательно, движется вместе с ней по орбите вокруг Солнца. Наконец, Земля вращается вокруг своей оси, благодаря чему происходит чередование ночи и дня. В этой модели наблюдаемые несоответствия связаны с колебаниями земной оси.
Согласно структуре первых глав, Коперник начинает рассуждать, что Вселенная (гл. 1) и Земля (гл. 2) являются сферами, что суша и моря образуют шар, опираясь на общий центр тяжести (гл. 3). Затем он устанавливает принцип, которым пытается не отбрасывать полностью все аристотелевские представления: «Движение небесных тел является равномерным и круговым, оно бесконечно и состоит из отдельных повторяющихся кругов» (гл. 4).
РИС.1
РИСУНОК 1: Иллюстрация из книги I, главы 11 «О вращении небесных сфер·, в которой показывается тройное движение Земли: вращение вокруг своей оси, перемещение вокруг Солнца и изменение склонения.
РИСУНОК 2: Иллюстрация из книги III, главы 20 «О вращении небесных сфер», о нерегулярностях движения Солнца.
РИСУНОК 3: Иллюстрация из книги IV, главы 1 «О вращении небесных сфер», в которой показываются лунные циклы.
Самое известное и, без сомнения, самое красивое изображение двух основных астрономических систем в истории сделано голландским космографом немецкого происхождения Андреасом Целлариусом (ок. 1596- 1665) в его блестящем труде «Гармония макрокосмоса»» (Harmonia macrocosmica, 1660) с иллюстрациями Гендрика Гондиуса, Йоханнеса ван Лона и других известных голландских картографов того времени. Эта работа была опубликована Яном Янсоном (1588-1664) как седьмой том амбициозного проекта картографа Меркатора (1512-1594): большой атлас всего известного к тому времени космоса. В ней были размещены эти потрясающие иллюстрации (в оригинале цветные), которые изображают два основных представления о космосе в то время.
Система Птолемея
На первой иллюстрации изображена птолемеева планисфера, то есть механизм движений мировых орбит согласно гипотезе Птолемея, в виде плоскости. В центре находится Земля (с первоэлементами — водой, воздухом и огнем), а вокруг нее — «семь орбит планет»: Луна, Меркурий, Венера (Veneris), Солнце (Solis), Марс, Юпитер (lovis) и Сатурн. Снаружи — эклиптика, или зодиак, с созвездиями, образованными неподвижными звездами.