ریاضیات و ابزارها
پیشرفت‌هایی در ریاضیات، که امروزه پیش‌پاافتاده به نظر می‌رسند، در آن عصر وسایل محاسبه را دقیق‌تر و کارآمدتر ساخت. کتاب عدد صحیح در علم حساب اثر میخائیل شتیفل (۱۵۴۴) علامت‌های جمع و تفریق را معرفی کرد و کتاب هوش‌تیزکن تألیف رابرت رکورد نخستین بار علامت تساوی امروزی را در چاپ به کار برد. محاسبات آدام ریز، که زمانی شهرت بسیار داشت، آلمانی‌ها را از محاسبه با مهره‌های شمردنی به محاسبه نوشتنی رساند. یوهانس ورنر نخستین رساله به سبک امروزی را درباره مقاطع مخروطی منتشر کرد (۱۵۲۲)، و گئورگ رائتیکوس، افزون بر شاگردی کوپرنیک، پژوهش‌های رگیومونتانوس را در مثلثات ادامه داد. ستاره‌شناسی بیشتر بر محاسبات قابل اعتماد تکیه داشت تا ابزارهای علمی. بر پایه این‌گونه محاسبات بعضی علمای احکام نجوم پیش‌بینی کردند که با تقارن مشتری و زحل در برج حوت در ۱۱ فوریه ۱۵۲۴ طوفان نوح دومی رخ خواهد داد؛ شهر تولوز کشتی بزرگی برای نجات ساخت و خانواده‌های محتاط آذوقه بر قله‌ها ذخیره کردند. بیشتر ابزارهای ستاره‌شناسی ریشه قرون وسطایی داشتند: کره آسمانی و زمینی، چوب مدرج ارتفاع‌سنج، اسطرلاب، کره با مقطع‌های مداری، ساعت و قطب‌نما؛ اما تلسکوپ نبود (کتاب «دوربین عکاسی» را هم نام می‌برد که آشکارا ناهمزمانی است). با این تجهیزات بود که کوپرنیک زمین را از جا کند.
آغاز زندگی کوپرنیک
میکولای کوپرنیک، چنان‌که لهستان او را می‌نامد، نیکلاس کوپرنیک، چنان‌که آلمان، و نیکولاوس کوپرنیکوس، چنان‌که دانشوران جهان، به سال ۱۴۷۳ در تورون (یا تورن) کنار رود ویستول در پروس غربی به دنیا آمد، شهری که هفت سال پیش‌تر شهسواران توتونی آن را به لهستان واگذاشته بودند؛ بدین‌سان از لحاظ مکان پروسی بود و از لحاظ زمان لهستانی. مادرش از خانواده‌ای دولتمند در پروس بود و پدرش، که از کراکو آمده بود، در تورون ساکن شد و به تجارت مس پرداخت. چون پدر درگذشت (۱۴۸۳)، دایی‌شان لوکاس واتسلرود، اسقف ارملاند، سرپرستی فرزندان را به عهده گرفت.
نیکولاوس در هجده‌سالگی برای تحصیل علوم دینی به دانشگاه کراکو فرستاده شد. آنجا سلطه خفقان‌آور فلسفه مدرسی بر انسان‌گرایی را با افکار خود ناسازگار یافت و دایی‌اش را وادار کرد او را به ایتالیا بفرستد. اسقف او را به‌عنوان کانن در کلیسای جامع فراوئنبورگ در بخش لهستانی پروس شرقی (عبارت کتاب) گماشت و ضمناً مرخصی سه‌ساله‌ای به او داد.
کوپرنیک در دانشگاه بولونیا (۱۴۹۷ تا ۱۵۰۰) ریاضیات، طبیعیات و ستاره‌شناسی خواند. یکی از استادانش، دومنیکو ماریا نووارا، که خود زمانی شاگرد رگیومونتانوس بود، نظام بطلمیوسی را درهم و دشوار می‌یافت و شاگردان را با افکار ستاره‌شناسان یونان باستان، که سکون و مرکزیت زمین را مورد تردید قرار داده بودند، آشنا می‌ساخت.
پیشگامان اندیشه خورشیدمرکزی
فیلولائوس، از پیروان فیثاغورس در سده پنجم پیش از میلاد، معتقد بود زمین و سیارات دیگر گرد آتشی مرکزی به نام هستیا می‌چرخند که از چشم مردمان پنهان است، زیرا همه بخش‌های مسکون زمین در جهت مخالف آن قرار دارند. سیسرون در نوشته‌هایش از هیکتاس سیراکوزی نام می‌برد که او نیز، به گفته کتاب، از دانشوران سده پنجم پیش از میلاد بود و عقیده داشت خورشید و ماه و ستارگان همه ثابت‌اند و حرکت ظاهری‌شان معلول چرخش محوری زمین است. ارشمیدس و پلوتارک نقل کرده‌اند که آریستارخوس ساموسی (۳۱۰ تا ۲۳۰ پیش از میلاد) به حرکت زمین به دور خورشید اشاره کرد، به بی‌دینی متهم شد و سخن خود را پس گرفت. به گزارش پلوتارک سلوکوس بابلی در سده دوم پیش از میلاد این نظریه را تجدید کرده بود. نظریه «خورشیدمرکزی» می‌توانست در روزگار باستان پیشرفت کند و به پیروزی برسد، اما کلاودیوس بطلمیوس اسکندرانی در سده دوم میلادی نظریه «زمین‌مرکزی» را چنان با قدرت و استادی از نو بیان و تثبیت کرد که دیگر کسی را یارای سرپیچی نماند.
بطلمیوس بود که نخست حکم کرد علم، در کوشش برای توجیه پدیده‌ها، باید ساده‌ترین فرضیه ممکن را که با مشاهدات عمومی وفق دارد برگزیند؛ و با این حال خود او، همچون سلفش ابرخس، برای توضیح حرکات ظاهری سیارات بر پایه زمین‌مرکزی ناچار مجموعه‌ای درهم و گیج‌کننده از فلک‌های تدویر و خارج‌مرکز فرض کرده بود. آیا فرضیه ساده‌تری پیدا می‌شد؟ نیکول اورسم (۱۳۳۰ تا ۱۳۸۲) و نیکولای کوزایی (۱۴۱۰ تا ۱۴۶۴) نظریه حرکت زمین را تجدید کرده بودند، و لئوناردو داوینچی (۱۴۵۲ تا ۱۵۱۹) تازه نوشته بود: «خورشید حرکت نمی‌کند ... زمین نه در مرکز مدار خورشید است و نه در مرکز عالم.» کوپرنیک حس می‌کرد فرضیه خورشیدمرکزی می‌تواند بسیار ساده‌تر از نظریه بطلمیوس «مشکل ظواهر را برطرف سازد»، یعنی پدیده‌های نجومی را توجیه کند.
رم، فرارا و فراوئنبورگ
در سال ۱۵۰۰ کوپرنیک بیست‌وهفت‌ساله به رم رفت و، چنان‌که روایت شده، در سخنرانی‌هایی آزمایشی نظریه حرکت زمین را پیشنهاد کرد. در این زمان مرخصی‌اش به پایان رسید و برای انجام وظیفه به فراوئنبورگ بازگشت. اما ریاضیات وابسته به نظریه زمین‌مرکزی دعاهایش را آشفته می‌ساخت؛ پس تقاضا کرد اجازه دهند تحصیلاتش را در ایتالیا دنبال کند و وعده داد این بار به پزشکی و قانون کلیسایی بپردازد که به نظر مافوقانش مناسب‌تر از ستاره‌شناسی بود. (کتاب می‌گوید این رخداد «پیش از پایان سده پانزدهم» بود، حال آنکه ۱۵۰۰ نخستین سال سده شانزدهم است.) دانشنامه حقوق را از دانشگاه فرارا گرفت (۱۵۰۳)، ظاهراً در پزشکی درجه‌ای نگرفت و بار دیگر به خدمت در فراوئنبورگ بازگشت. به‌زودی دایی‌اش، شاید برای آنکه فرصتی تازه برای ادامه تحصیل به او دهد، او را به منشی‌گری و پزشکی خود برگزید (۱۵۰۶)، و کوپرنیک شش سال در قصر اسقف‌نشین هایلسبرگ به سر برد. آنجا نظریه خود را بر پایه محاسبات ریاضی استوار ساخت و در نسخه‌ای خطی به بیانی منظم درآورد.
چون اسقف مهربان درگذشت، کوپرنیک به خدمت در کلیسای جامع فراوئنبورگ بازگشت. به پزشکی ادامه داد و بیماران بینوا را رایگان درمان می‌کرد. دفتر کلیسای جامع او را به خدمت در هیئت‌های سیاسی گماشت؛ برای سیگیسموند اول، شاه لهستان، طرحی برای اصلاح پول رایج پروس تهیه کرد. در یکی از چند مقاله عالمانه‌اش موضوعی را نوشت که بعدها «قانون گرشم» نام گرفت: «پول بد ... پول خوب را از گردش بیرون می‌کند»؛ یعنی وقتی دولتی سکه کم‌بها به بازار می‌فرستد، سکه‌های بهادار طبعاً احتکار یا به خارج صادر می‌شوند و از گردش می‌افتند، و از سوی دیگر هر سکه کم‌بها به‌عنوان مالیات به خزانه می‌رسد، یعنی شاه «همان سکه بد خود را دوباره به دست می‌آورد». با این‌همه کوپرنیک از پژوهش‌های ستاره‌شناسی دست برنمی‌داشت. مسکنش از لحاظ جغرافیایی نامساعد بود؛ فراوئنبورگ نزدیک دریای بالتیک است و نیمی از ایام در مه و ابر. او بر بطلمیوس رشک می‌برد که «آسمانش شادی‌انگیزتر بود و رود نیل چون ویستول ما نفس مه‌آلود بیرون نمی‌داد؛ طبیعت آن آسایش و هوای آرام را از ما دریغ داشته است»؛ عجب نیست که کوپرنیک تقریباً خورشید را می‌پرستید.
تفسیر کوتاه
رصدهای نجومی او نه دقیق بودند و نه متعدد، و برای منظورش اهمیت حیاتی نداشتند. بیشتر همان مفروضات و اطلاعات بطلمیوسی را به کار می‌برد و هدفش آن بود که ثابت کند همه مشاهدات گردآمده با نظریه خورشیدمرکزی بهتر وفق می‌دهد. حدود سال ۱۵۱۴ نتایج پژوهش‌هایش را در رساله‌ای کوتاه با عنوان تفسیر مختصر کتاب گردش افلاک آسمانی خلاصه کرد. این اثر در زمان زندگی‌اش به چاپ نرسید، اما او چند نسخه خطی را چون «بالون‌های آزمایشی» به اطراف فرستاد. کوپرنیک چکیده افکارش را با سادگی و فروتنی بیان می‌کند، گویی بزرگ‌ترین انقلاب تاریخ مسیحیت نبودند:
- برای همه افلاک یا کرات آسمانی یک مرکز مشترک وجود ندارد.
- مرکز زمین مرکز عالم نیست، بلکه تنها مرکز گرانش و مرکز کره ماه است.
- همه کرات [سیارات] به دور خورشید می‌گردند که به منزله نقطه میانی آن‌هاست؛ بنابراین خورشید مرکز عالم است.
- نسبت فاصله زمین تا خورشید به فاصله آن تا فلک‌البروج آن‌قدر کوچک‌تر از نسبت شعاع زمین به فاصله زمین تا خورشید است که فاصله زمین تا خورشید در برابر فاصله زمین تا فلک‌البروج نامحسوس است.
- هر حرکتی در فلک‌البروج ناشی از حرکت خود فلک نیست، بلکه معلول حرکت زمین است. زمین همراه عناصر وابسته به محیطش روزانه یک دور کامل بر دو قطب ثابتش می‌گردد، در حالی که فلک‌البروج و فلک‌الافلاک در وضع خود باقی می‌مانند.
- آنچه در نظر ما حرکت خورشید می‌نماید ناشی از حرکت خورشید نیست، بلکه بر اثر حرکت زمین و مدار آن است؛ و ما نیز مانند هر سیاره دیگر به دور خورشید می‌چرخیم.
- حرکت ظاهری مستقیم و قهقرایی سیارات ناشی از حرکت خود آن‌ها نیست، بلکه نتیجه حرکت زمین است.
بنابراین حرکت زمین به‌تنهایی برای توجیه آن‌همه اختلالات ظاهری آسمان‌ها کفایت می‌کند. عده معدودی از ستاره‌شناسانی که این رساله را از نظر گذراندند اعتنایی به آن نکردند.
پاپ‌ها، مصلحان و سال‌های سکوت
پاپ لئو دهم چون بر نظریه کوپرنیک آگاه شد علاقه‌ای دانش‌پژوهانه نشان داد و کاردینالی را مأمور کرد در نامه‌ای اثبات عملی آن را از کوپرنیک بخواهد؛ و برای مدتی فرضیه جدید در دربار روشنفکر پاپ مورد توجه خاص بود. لوتر اندکی پیش از ۱۵۳۰ آن را رد کرد: «مردم به سخنان ستاره‌شناس تازه‌کاری گوش داده‌اند که می‌خواهد ثابت کند زمین در گردش است، نه آسمان‌ها یا فلک‌البروج و نه خورشید و ماه ... این دیوانه قصد دارد طرح و اساس ستاره‌شناسی را وارونه کند، اما کتاب مقدس به ما می‌آموزد که یوشع به خورشید فرمان داد بر جا ساکن بماند، نه به زمین.» کالون با آوردن آیه ۱ از مزمور نود و سوم، «ربع مسکون نیز پایدار گردیده است و جنبش نخواهد خورد»، پاسخ کوپرنیک را داد و پرسید: «کیست که جرئت کند مقام کوپرنیک را برتر از مقام روح‌القدس بداند؟»
کوپرنیک با دیدن واکنش‌ها چنان دلسرد شد که چون حدود ۱۵۳۰ نگارش اثر عمده‌اش را به پایان رساند تصمیم گرفت از انتشارش صرف‌نظر کند. با آرامش کامل به وظایف کلیسایی پرداخت، کمی به سیاست رفت، و در حدود شصت‌سالگی متهم شد که زنی را در خانه نگه می‌دارد (اشاره کتاب؛ گفته می‌شود به فرمان دور کردن او گردن نهاد). در سال‌های پیری رضا به قضا داده بود، تا آنکه به سال ۱۵۳۹ ریاضی‌دانی جوان و پرشور به نام گئورگ رائتیکوس قدم به میدان گذاشت. رائتیکوس بیست‌وپنج‌ساله، پروتستان، دست‌پرورده ملانشتون و استاد دانشگاه ویتنبرگ بود. او تفسیر را خوانده و حقیقتش را پذیرفته بود و آرزو داشت ستاره‌شناس سالخورده را، که در یکی از دورافتاده‌ترین پاسگاه‌های تمدن در کنار بالتیک با بردباری منتظر بود دیگران نیز چرخش نامرئی زمین را دریابند، یاری کند. جوان دلباخته کوپرنیک شد، او را «بهترین و بزرگ‌ترین فرد بشر» خواند و از دیدن او چنین فدایی و فریفته علم سخت در شگفت شد. رائتیکوس ده هفته دستنویس قطور را مطالعه کرد و سپس بر لزوم انتشار آن اصرار ورزید.