העולם לפי תלמי
במאה ה־2 לספירה כתב האסטרונום היווני תלמי, שחי באלכסנדריה, ספר שהסביר את תנועת הכוכבים. לפי השיטה שלו, כדור הארץ עומד במקום במרכז, והשמש, הירח, כוכבי הלכת והכוכבים סובבים סביבו. השיטה התאימה למה שרואים בעיניים — הרי נראה שהשמש ״זורחת״ ו״שוקעת״ — ותלמי הוסיף מעגלים בתוך מעגלים כדי להסביר תנועות מוזרות של כוכבי הלכת.
במשך מאות שנים היה ספרו של תלמי ספר הלימוד המרכזי באסטרונומיה, באירופה הנוצרית ובעולם המוסלמי. גם הכנסייה קיבלה את הרעיון שכדור הארץ במרכז, משום שהתאים לפירוש המקובל של כמה פסוקים בכתבי הקודש ולתפיסה שהאדם נמצא במרכז הבריאה.
קופרניקוס מזיז את כדור הארץ
ניקולאוס קופרניקוס (1473–1543) היה מלומד פולני שעסק ברפואה, במשפט ובאסטרונומיה. הוא הציע רעיון נועז: השמש נמצאת במרכז, וכדור הארץ הוא כוכב לכת שמסתובב סביב עצמו פעם ביום וסביב השמש פעם בשנה. כך אפשר היה להסביר את תנועת כוכבי הלכת בצורה פשוטה יותר.
קופרניקוס חשש מהתגובות, ופרסם את ספרו ״על סיבובי הגלגלים השמימיים״ רק בשנת 1543, שנת מותו. בהתחלה מעטים קיבלו את הרעיון, כי לא הייתה עדיין הוכחה ברורה שכדור הארץ זז. אחריו אסף האסטרונום הדני טיכו ברהה תצפיות מדויקות מאוד, ויוהנס קפלר השתמש בהן כדי לגלות, בשנת 1609, שמסלולי כוכבי הלכת אינם מעגלים מושלמים אלא אליפסות.
גלילאו מסתכל בטלסקופ
גלילאו גליליי (1564–1642) היה מדען איטלקי. בשנת 1609 שמע על המצאה הולנדית — שפופרת עם עדשות שמגדילה עצמים רחוקים — ובנה לעצמו טלסקופ משופר. הוא היה מהראשונים שהפנו טלסקופ לשמיים ותיעדו את מה שראו. על הירח ראה הרים ומכתשים, בשביל החלב ראה אינספור כוכבים, וליד צדק גילה ארבעה ירחים שמסתובבים סביבו.
את התגליות פרסם בשנת 1610 בספר ״שליח הכוכבים״. הירחים של צדק הראו שלא כל גרמי השמיים סובבים סביב כדור הארץ. בהמשך ראה גלילאו שלנוגה יש ״מופעים״, כמו לירח — דבר שמתאים לתנועה של נוגה סביב השמש. גלילאו גם ערך ניסויים בתנועה ובנפילת גופים, והדגיש שאת הטבע יש לחקור במדידות ובמתמטיקה.
המשפט של גלילאו
גלילאו תמך בגלוי ברעיון של קופרניקוס, וכתב ספר באיטלקית, שפה שאנשים רבים הבינו, ולא בלטינית של המלומדים. הכנסייה הקתולית ראתה בכך פגיעה בסמכותה ובפירוש כתבי הקודש. בשנת 1633 הועמד גלילאו למשפט לפני האינקוויזיציה ברומא, נאלץ להצהיר שהוא חוזר בו, ונידון למעצר בית עד סוף ימיו.
לפי סיפור מפורסם, אחרי המשפט מלמל גלילאו ״ובכל זאת היא נעה״, אבל אין לכך עדות מאותה תקופה, וכנראה זו אגדה. גלילאו המשיך לכתוב במעצר הבית ספר חשוב על תנועה. בשנת 1992 הודה האפיפיור יוחנן פאולוס השני שהכנסייה טעתה ביחסה לגלילאו.
ניוטון ושיטה חדשה לחקור
השלב הבא הגיע עם אייזק ניוטון האנגלי. בשנת 1687 פרסם ספר שבו ניסח את חוקי התנועה ואת חוק הכבידה: אותו כוח שגורם לתפוח ליפול לארץ מחזיק את הירח במסלולו סביב כדור הארץ ואת כוכבי הלכת סביב השמש. בכך חיבר את הפיזיקה של כדור הארץ עם האסטרונומיה.
המהפכה המדעית לא הייתה רק תגליות; היא שינתה את הדרך שבה שואלים שאלות. במקום לסמוך רק על ספרים עתיקים, החוקרים התחילו לבדוק בעצמם: לתצפת, למדוד, לערוך ניסויים, לפרסם את התוצאות ולתת לאחרים לבדוק אותן. הוגים כמו פרנסיס בייקון בתקופה זו תיארו את השיטה הזאת. כך נולד המדע המודרני, שעליו נשענים גם הרפואה והטכנולוגיה של היום.