Важнейший вопрос, от которого зависело почти все остальное, — это вопрос о форме Земли и в особенности о положении Земли во вселенной. Большая часть древних астрономов представляют Землю в форме диска, покоящегося на воде или повисшего в воздухе. Все или почти все до александрийской эпохи помещают Землю в центре вселенной, а все остальное представляют вертящимся вокруг нее. Геоцентризм оказывает воздействие почти на всю античную астрономию.
И именно пифагорейская школа до александрийской эпохи больше других помогла решению двойной проблемы, я повторяю, проблемы формы и проблемы положения Земли. Эта школа первая и, возможно, уже начиная с VI века до н. э. высказывается за шаровидность Земли. Отчасти это может быть объяснено идеологическими соображениями, если можно так выразиться: потому что шар, сфера — это фигура, признаваемая совершенной по причине ее абсолютной симметрии. Но отчасти также и потому, что дознались, что затмения Луны вызываются тенью Земли, а в этой тени рассмотрели тень округлого тела.
И также в пифагорейской школе отчетливо различили в движении Солнца и планет согласованные движения: одно, которое есть продолжительность дня и совершается с востока на запад, — движение, подобное движению звезд, имеющее осью Полярную звезду и центр Земли. Это движение совершается соответственно экватору небесному (или земному). Другое движение Солнца и планет — это годовое движение; оно совершается в направлении, противоположном первому, и в другом плане, который именуется планом эклиптики. Мы знаем, что эти два движения соответствуют по внешним признакам двойному движению Земли: вокруг своей оси в течение суток и вокруг Солнца в течение года. Пифагор и его школа не находят сразу объяснения, но они точно ставят проблему, заявляя: вот то, что можно констатировать, и вот как нужно это объяснить. Почему первые пифагорейцы не находят объяснения? Потому, что они продолжают помещать неподвижную Землю в центре вселенной.
Ученик Пифагора, Филолай, первый заставил Землю двигаться и не оставил ее в центре вселенной. Его гипотеза довольно любопытна: он помещает в центре своей системы не это Солнце, а другое, именуемое им Центральным огнем, вокруг которого и оборачивается наша Земля за двадцать четыре часа. Но люди не замечают этого, потому что наш земной шар всегда показывает этому Центральному огню свое необитаемое полушарие, обитаемое же полушарие обращено к небесной сфере. Эта гипотеза дает по крайней мере приблизительное представление о явлении дня и ночи. Действительно, Земля Филолая, обращаясь в двадцать четыре часа вокруг Центрального огня, подставляет попеременно свои две поверхности Солнцу и звездному своду, отныне неподвижному; отсюда кажущееся движение Солнца и звезд в течение одних суток, впервые объясняемое движением Земли, а не Солнца и звезд.
Филолай излишне усложняет свою вселенную, предполагая существование светила, невидимого для нас, которое вращается в то же время, что и Земля, вокруг Центрального огня и по той же окружности, но на другом краю диаметра таким образом, что наши обитаемые области повертываются к нему тылом. Это светило называется Антиземля. Наличие Антиземли, кажется, было предположено для того, чтобы довести до десяти — совершенное число — число сфер или небесных светил, существующих вокруг Центрального огня. Это — сфера, усеянная звездами, Солнце, Луна, пять известных уже планет, Земля и Антиземля. Здесь пред нами поразительный образец предрассудков о числовом и геометрическом совершенстве, которые и приводили к ошибкам древних астрономов.
Однако два пифагорейца, последователи Филолая, упраздняют Антиземлю, помещают Центральный огонь в центр Земли, вновь помещают Землю в центр мира, но на этот раз заставляя ее обращаться вокруг самой себя в течение суток.
Итак, в несколько этапов — приблизительно за два века — пифагорейская школа открыла и обосновала сферичность Земли и ее вращение вокруг себя самой. Кроме того, из гипотезы Филолая, заставившего Землю вращаться вокруг Центрального огня, можно было извлечь плодотворную идею о том, что Земля не обязательно находится в центре мира.