A primera vista De revolutionibus (1543) de N. Copérnico (1473-1543) es un libro escrito en un lenguaje y en un estilo de presentación semejantes al Almagesto de Ptolomeo (siglo II). Es un libro de lectura difícil debido a su aparato matemático y abordaba un problema que ya Ptolomeo lo había tratado de forma particular en Las Hipótesis de los planetas. En esa obra Ptolomeo exponía su sistema del mundo donde, además de mantener su método de epiciclos, deferentes y excéntricas en una astronomía de salvar las apariencias, presentaba un sistema instrumentalista que lo acercaba a la cosmología; según sus palabras un sistema parecido a las esferas, pero con una postura que propone la fabricación de instrumentos que, aunque con una pequeña desviación aplicaremos a los propios círculos, como si estuvieran liberados de las esferas que los contienen.
Ptolomeo esperaba en la obra que, a partir de los razonamientos matemáticos de su astronomía y de métodos difíciles de representar, se pudiera construir una maqueta que representara el movimiento de los planetas por separado o a la vez (en realidad proponía construir una esfera armilar para el movimiento (real) de los planetas, artilugio que ya había construido, utilizado y descrito anteriormente en el Almagesto para el describir de las observaciones lunares).
Pero, ni Ptolomeo ni los astrónomos posteriores consiguieron el objetivo, de construir una maqueta que se aproximara a la precisión que proporcionaba la astronomía matemática de epiciclos y deferentes para salvar las apariencias.
Los supuestos y técnicas tradicionales no lograron, con sus hipótesis, solucionar el problema, más bien crearon un monstruo formado por una colección de métodos matemáticos diferentes elaborados con unas observaciones astronómicas de dudosa fiabilidad. Copérnico sintió la necesidad de renovar este caos en los estudios astronómicos y concluyó que debía existir un error fundamental en los supuestos básicos de esa ciencia y que no había esperanza de dar una solución al problema del movimiento de los planetas, suponiendo un universo centrado en la Tierra inmóvil en el centro del universo.
En el Prefacio de De Revolutionibus dirigido al Papa Pablo III, el astrónomo polaco argumentaba, para evitar enfrentamientos de creencia con la iglesia, que hubo filósofos antiguos que pensaron como él (los pitagóricos) y que habían propuesto el mismo sistema del mundo que él presentaba:
En consecuencia, reflexionando largo tiempo conmigo mismo sobre esta incertidumbre de las matemáticas trasmitidas [por griegos y árabes] para calcular los movimientos de las esferas del mundo, comenzó a enojarme que a los filósofos, que en otras cuestiones han estudiado tan cuidadosamente las cosas más minuciosas de ese orbe, no les constara ningún cálculo seguro sobre los movimientos de la máquina del mundo, construida para nosotros por el mejor y más regular artífice de todos. Por lo cual, me esforcé en releer los libros de todos los filósofos que pudiera tener, para indagar si alguno había opinado que los movimientos de las esferas eran distintos a los que suponen quienes enseñan matemáticas en las escuelas. Y encontré en Cicerón que Niceto fue el primero en opinar que la Tierra se movía. Después, también en Plutarco encontré que había algunos otros de esa opinión, cuyas palabras, para que todos las tengan claras, me pareció bien transcribir.
“Algunos piensan que la Tierra permanece quieta, en cambio Filolao el Pitagórico dice que se mueve en un círculo oblicuo alrededor del fuego, de la misma manera que el Sol y la Luna. Heráclides, el del Ponto, y Ecfanto, el pitagórico piensan que la tierra se mueve, pero no con traslación, sino como una rueda, alrededor de su propio centro, desde el ocaso al orto”.
En consecuencia, aprovechando esa ocasión empecé yo también a pensar sobre la movilidad de la Tierra. Y, aunque la opinión parecía absurda, sin embargo, puesto que sabía que a otros se les había concedido tal libertad antes que a mí, de modo que representaban algunos círculos para demostrar los fenómenos de los astros, estimé que fácilmente se me permitía experimentar, si, supuesto algún movimiento de la Tierra, podrían encontrarse en la revolución de las órbitas celestes demostraciones más firmes que lo eran las de aquellos.
Y yo, supuestos así los movimientos que más abajo en la obra atribuyo a la Tierra, encontré tras una larga y abundante observación que, si se relacionan los movimientos de los demás astros errantes con el movimiento circular de la Tierra, y si los movimientos se calculan con respecto a la revolución de cada astro, no sólo se siguen de ahí los movimientos aparentes de aquellos, sino que también se conectan el orden y magnitud de los astros y de todas las órbitas, e incluso el cielo mismo; de tal modo que en ninguna parte puede cambiarse nada, sin la perturbación de las otras partes y de todo el universo. De ahí también, que haya seguido en el transcurso de la obra este orden: en el primer libro describiré todas las posiciones de las órbitas con los movimientos que le atribuyo a la Tierra, de modo que ese libro contenga la constitución general del universo.
Con estas reflexiones Copérnico proponía encontrar un método común que expresara el movimiento de los planetas, ya que el mundo estaba creado por el mejor y más regular artífice de todos (Dios) y no cabía tal desorden. Entonces pretendía encontrar un sistema coordinado y ordenado según la mente del creador. Entonces dedicó el primer libro a observar la estructura del sistema solar relacionando el movimiento de los planetas con movimiento circular de la Tierra. Suponiendo este movimiento de la Tierra y los movimientos se calculan con respecto a la revolución de cada astro, entonces se pueden explicar los movimientos aparentes de los planetas, de acuerdo con una idea única (que será la idea del creador) de tal modo que en ninguna parte del universo pueda cambiarse un ápice sin alterar las otras partes y el todo.
Esto figuraba en el prólogo sin que Copérnico manifestara, claramente al menos, que era una suposición. La obra pasó el filtro de la censura eclesiástica, obtuvo el nihil obstat y se publicó en 1543. El libro presentaba las siguientes características que lo hicieron ser obra referencia en la astronomía y origen de la ciencia moderna: En primer lugar decía que la astronomía antigua de epiciclos deferentes y excéntricas no podía responder a la mente de un Dios arquitecto del universo y que el heliocentrismo cuadraba con esa idea de mente divina; esto chocaba con la literalidad de la Biblia, ya que, en ella, estaba escrito que la Tierra estaba inmóvil (Dios ordenó que el Sol se detuviera para que Josué tomara Jericó). En segundo lugar, la obra era lo suficientemente compleja y artificial en la parte matemática (casi presentaba la misma dificultad que la astronomía de Ptolomeo), como para que sólo fuera comprendida por astrónomos bien formados. En tercer lugar, De Revolutionibus se publicó con un prólogo del editor A. Osiander, que presentaba el sistema copernicano como una suposición filosófica y no como una realidad lo que, seguramente, le favoreció en su autorización.
Pero la obra entró en conflicto con la iglesia en 1616, cuando que se inició el proceso contra Galileo (1564-1642) por orden del papa Pablo V, y se le exigió al pisano que abandonara la opinión de que la Tierra se moviera y tuvo que abjurar de la visión heliocéntrica del mundo ante el tribunal de la Inquisición en 1633. Galileo había observado con el telescopio en 1610 que las posiciones de las manchas solares cambiaban de posición lo que, a su juicio, significaba que Sol giraba y afirmó que la Tierra hacía lo mismo. Evidentemente, el cambio de posición de las manchas era un efecto de la rotación del Sol, pero no constituía una demostración física, apreciable por los sentidos, del movimiento diario de rotación de la Tierra.
Resultaba evidente que, mediante la observación directa desde y sobre la superficie terrestre, no se podía comprobar el movimiento diario de la Tierra.
La revolución copernicana llegó por los argumentos al defender la idea de que la Tierra se movía, pero no sólo admitiendo que podía ser que se moviera como lo había propuesto N. Oresme (1323-1382) y, anteriormente, Eneas de Virgilio, cuando afirmaba: Salimos del puerto y las tierras y las ciudades retroceden. Puesto que, al flotar una nave sobre la tranquilidad de las aguas, todo lo que está fuera de ellos es considerado por los navegantes moviéndose, de acuerdo con la imagen de su movimiento y al mismo tiempo juzgan que están quietos con todo lo que está con ellos.
Admitir el movimiento relativo no era suficiente, los escolásticos, como Oresme, eran conscientes del problema de reconocer movimiento relativo porque así lo justificaban nuestros sentidos, pero Copérnico, para justificar el movimiento de la Tierra, realizó un avance con argumentos variados. Aplicó al movimiento de los astros la Física de Aristóteles, lo que suponía una superación teórica, ya que la física aristotélica se aplicaba solamente al mundo sublunar y no a los cielos, que estaban formados por un quinto elemento incorruptible: el éter. En segundo lugar, analizó las consecuencias físicas de esta suposición lo que lo llevó a justificar y postular nuevas hipótesis para que ese movimiento fuera factible y compatible con las observaciones.
Por otra parte, junto con estas innovaciones, seguía utilizando el sistema matemático de la astronomía clásica de epiciclos y deferentes y suscribió el principio básico de que el movimiento de los cuerpos celestes era o bien circular y uniforme o compuesto por una combinación de movimientos circulares, pues el círculo es el único que puede volver a recorrer el camino recorrido.
También admitía principios de la astronomía antigua. Mantenía que los planetas giraban en órbitas circulares alrededor del Sol y no usó el término ecuante porque no lo había utilizado Ptolomeo; y Copérnico consideró que el término era de origen reciente, y decidió no usar algo quem recentiores appellant aequantem» [que autores recientes llaman ecuante] (De Rev., libro 5, cap. 25).
Los principios de la astronomía de Copérnico son, entre otros, los siguientes, en primer lugar describía el mundo como esférico y finito (libro I,1), porque la esfera es la forma más perfecta de todas (…) la más capaz de todas las figuras, la que más conviene para contener las cosas y conservarlas; la Tierra también es esférica (Libro I, 2) y forma un globo junto con el agua que cubre su superficie (Libro I,3). Estos principios sobre la forma del mundo son idénticos a los de Aristóteles y Ptolomeo.
En cuanto al movimiento de los cuerpos celestes (Libro I, 4) tienen planteamientos platónicos, el sentimiento hermético que adoptaría Kepler, planteando que los astros giraban alrededor del Sol porque era astro rey, principal generador de fuerza. Se reafirmaba en que la Tierra no ocupaba el centro del universo por el movimiento de retrogradación de los planetas, sin embargo, aceptaba el principio platónico básico de la astronomía clásica, que era que el movimiento de los cuerpos celestes era circular, uniforme o compuesto por una combinación de círculos, pues el círculo es el único que puede volver a recorrer el camino recorrido. Sin embargo, analiza el movimiento diario de la Tierra, que produce la noche y el día, la revolución del Sol a lo largo de la eclíptica, el movimiento de la Luna y los cinco planetas y reconoce que son movimientos diferentes y no son uniformes, los que entrañaba algunas contradicciones.
Propuso analizar el comportamiento de la Tierra con respecto al cielo. Copérnico siguió la tradición clásica y no aportó novedades esenciales hasta que no estudió los movimientos de la Tierra, que consideraba que se debían analizar porque la Tierra no ocupaba el centro del mundo y se debía mover como los demás astros y era esa parte donde dio el salto a elaborar un sistema que describiera y se ajustara a los movimientos aparentes astros y de estrellas que se correspondiera con su movimiento real.
El movimiento terrestre, que era rechazado por el aristotelismo con el argumento de que, si la Tierra girara, todo lo que se encontrase sobre la superficie saldría lanzado al espacio, pero ese mismo argumento, dice Copérnico, podría servir para rechazar el giro de la esfera de las estrellas fijas, de radio mucho mayor, que debían girar a mayor velocidad, la fuerza centrífuga haría que el universo se expandiera y esa posibilidad va en contra de la idea de un mundo finito.
Esas cuestiones y sus consecuencias son una muestra del revulsivo científico De Revolutionibus, a pesar de haber nacido en una determinada tradición de pensamiento científico, se convierte en manantial, fuente de inspiración de una nueva práctica
Toda esta acumulación de ideas, la visión certera, la búsqueda de una astronomía matemática que se ajustara a la realidad observada, el aporte de justificaciones físicas al movimiento de los astros e incluso sus contradicciones crearon una nueva visión de la astronomía y de la ciencia. Esta cualidad aspiradora del copernicanismo la resumía Th. Kuhn en su obra La Revolución Copernicana (1957) diciendo que la importancia de De Revolutionibus está menos en lo que dice que en lo que señala y ha hecho decir a otros. En suma, que lo que conocemos como revolución copernicana fue un lento proceso que se fue fraguando desde la tradición escolástica con la crítica a la física aristotélica y culminó con las aportaciones de Kepler y Galileo.
