Докоперниковская астрономия, исходившая из представления о неподвижности Земли в центре мира, нашла свое завершение главным образом в системе мира, разработанной около середины второго века нашей эры знаменитым александрийским астрономом Клавдием Птолемеем. Эта система мира, подобно ей предшествовавшим, пыталась прежде всего объяснить (точнее — геометрически представить) наблюдаемые «неравенства», или неправильности в перемещении Солнца, Луны и планет среди определенных созвездий.
Дело в том, что движение этих небесных светил не происходит равномерно, а движение планет Меркурия, Венеры, Марса, Юпитера и Сатурна к тому же представляет собой кривую линию с завитушками — «узлами». Каждая из планет то продвигается вперед, то как бы останавливается на некоторое время, то возвращается назад, а после новой остановки продолжает свой путь вперед. Птолемей считал, что эти факты могут быть объяснены при помощи комбинации ряда равномерно-круговых движений.
Согласно этой теории, планеты движутся по особым малым кругам — эпициклам, а центры эпициклов движутся по окружностям других кругов — деферентов — с постоянной скоростью. Другими словами, каждая планета движется по кругу, но центр этого круга не Земля, а некоторая математическая точка, которая сама движется, описывая круг вокруг Земли. По мере обнаружения все более и более тонких деталей небесных движений пришлось к каждой планете прибавить второй, третий, четвертый и т. д. эпициклы, так что число кругов со временем возрастало — в эпоху Коперника насчитывали более восьмидесяти эпициклов.
Конечно, система Птолемея была очень громоздка, но главный ее недостаток не в этом: она страдала тем, что вела к выводам, которые не совпадали с данными наблюдений. Так, ей противоречили данные, касающиеся изменения видимого диаметра Луны и изменения видимой яркости планет.
Это обстоятельство до такой степени поразило Коперника, что оно навело его на мысль, что система Птолемея является математической фикцией, и не отражает действительности. Укрепившись в этой мысли, он решил посвятить свою жизнь разработке новой системы мира, исходящей из представления о движении Земли. Сущность ее заключается в том, что расположение планет в пространстве и видимые неправильности в их движениях становятся понятными при допущении, что планеты связаны не с Землей, а с Солнцем, а Земля не только вращается вокруг оси, но и перемещается в пространстве. Оказывается, что в этом случае орбиты, или пути известных тогда планет не так уж неправильны, как их принимали в течение тысячелетий. Правда, что Копернику так и не удалось освободить полностью свою систему мира от эпициклов, ибо он, подобно древним астрономам, исходил из положения о равномерно-круговом движении планет. Лишь впоследствии неправильность этого положения была доказана Кеплером, который, руководствуясь основным содержанием коперниканства, выявил особенности движения планет и тем самым нанес окончательный удар по теории эпициклов.