宇宙﹝廣角鏡﹞認識*哥白尼*嗎？"日心說"是什麼？
現在幾乎每個小學生都知道：地球會自轉、地球繞著太陽公轉。但是，大約在二千多年前，正當科學萌芽之際，許多哲學家對宇宙、星象的觀察作出各種不同的說明和解釋，這些學說大都是採用「地球為宇宙中心」的觀念。希臘最受尊敬的學者—亞裏斯多德，更是進一步用此「地心說」（就是：地球為宇宙中心的意思，也有人稱為天動說）的觀念來解釋當時的天文現象。後來西元二世紀時，亞歷山卓城的學者—托勒密，將這套理論彙整成一本《天文學》，裡面融合了古代天文學理論的精粹、並且完備記載各項觀測的結果，成為科學史上最早一本有系統的天文學書。由於亞裏斯多德和托勒密都是當時的科學權威，所以托勒密的書也成為天文學的聖書。
托勒密的著作到了中世紀被教會所採用，並把「地心說」發展成基督教的宇宙觀，當時基督教會控制了整個中古歐洲，頑固守舊的教義瀰漫整個歐洲，根本談不上學術自由和創新思考。於是，亞裏斯多德和托勒密的理論就這樣支配整個天文學界長達一千多年。在這一千多年的漫長時空中，隨著觀測技術的日益進步，以及越來越多學者投入天文學的研究，發現有許多天文現像是托勒密的理論所無法解釋的，而天動說的理論也逐漸暴露出許多盲點，但是，一方面是沒有人匯整足夠的資料來印證新的理論；另一方面是害怕觸犯基督教會的教義而被迫害，因此錯誤的天文學理論一直被當作「金科玉律」來遵守，直到哥白尼出現，著書立言倡導「日心說」（地球繞日的學說，又稱地動說），才把整個天文學帶進科學革命的洪流。
哥白尼在1473年出生於波蘭多倫城。哥白尼的父母都是出身於大戶人家，父親尼古拉．哥白尼先生是一位法官，也是一位很成功的商人， 哥白尼是家裡四個孩子中最小的一個。哥白尼十歲時，不幸父母親相繼因病去世，哥白尼家中四個孩子由當牧師的舅舅魯卡斯收養。魯卡斯是一位學者，後來受任為主教。他對哥白尼的教育非常關心，在那個時代，年青人通常只有兩條路可以走：一條是從軍，一條是當教士。哥白尼受到舅舅的影響，選擇傳教做他的終身職業。所以十八歲的時候，哥白尼就被送到教會辦的科瑞克大學念書，這所大學在波蘭是一流的大學。當時哥白尼認識了2個傑出人物，一個是著名詩人—卡裏馬赫；另一個是數學和天文學的教授沃伊切赫。他們都是具有新思想的人文主義者，視野開闊、知識豐富，哥白尼在這些老師的薰陶下，學習哲學、數學、天文學、地理學；更學會了用懷疑主義的精神去探索未知的學問，進而用實證的精神挑戰傳統權威。
1489年哥白尼的舅舅當上了主教，他運用影響力幫哥白尼在義大利當上神父，並為他申請到一筆助學金讓他繼續深造，於是，1496年，24歲的哥白尼轉入義大利的波隆那大學就讀，因為當時義大利是文藝復興的中心，是全歐最著名的學術研究中心。為了閱讀古代天文學家的著作，他去學習了希臘文，為了翻譯阿拉伯數學，他還學習了阿拉伯文。在哥白尼進入波隆那大學不到半年的時間，哥白尼一位指導老師，天文學家多明尼各．戴諾瓦拉發表了一篇批評「地心說」的文章，對地球不動且為宇宙中心的論點感到懷疑。這篇發表在當地學報上的文章，引起學術界、校園內一場軒然大波。雖然大家沒有接受這個教授的批評，但是對哥白尼後來提出「日心說」有相當大的影響。
1502年，哥白尼修讀完碩士學位之後，又到巴多瓦大學攻讀教會法律和研究醫學。哥白尼在義大利一共住了10年，到1506年才返回波蘭故鄉，擔任舅舅瓦克金路德主教的祕書兼教會的醫生。行政工作和行醫變成了哥白尼最初的主要工作，哥白尼的醫術在當時算是比較高超的，他曾購買大量的醫學書籍並加以研究。(這些書籍在17世紀瑞典和波蘭戰爭中，被瑞典人搶走了，留下來的醫學書籍上還有他親筆的批註和藥方。)哥白尼也具有高尚的醫德，對於教區的窮人找他看病，他也從不推辭，不收錢還送藥給他們，窮人們都稱他為「阿卡拉司再世」，阿卡拉司是古希臘的醫神。不過哥白尼最鍾愛的還是他的天文學研究，常常白天他是一位神職人士、一位醫生、一位行政官；到了晚上搖身一變成為科學家、天文學家。
1512年哥白尼的舅舅去世，新的主教接任之後，哥白尼被任命管理一個在波蘭福龍堡山丘上的一座小教堂。以後數年哥白尼就住在這個教堂的一個碉樓上，這個碉樓現在仍然存在，大家都把這座碉樓叫做「哥白尼塔」。這個碉樓是哥白尼的臥室，也是他的天文臺。由於當時天文觀測的儀器非常缺乏，哥白尼以自己製作的日晷、三角儀…等，來觀測星象。從1512到1529年，哥白尼在這裡進行了大量的天文觀察，並累積關於行星運行、日月蝕等大批的資料，根據這些資料他可以完全確信「托勒密的地心說」是錯誤的。
在這段期間哥白尼先提出一篇關於天體運動假設的論文，後人稱為《淺說》的論文，概括的闡述「日心說」的理論，不過，內容缺乏令人信服的證據。哥白尼再接再厲經過長期的觀察研究，最後完成了《天體運行論》。
天體運行論一書共分六卷︰
第一卷是運行理論的基礎與全書概要。
第二卷是球面天文學與地平天文學。
第三卷是以地動說為基礎的太陽運動。
第四卷是月球的運動。
第五卷是行星在赤經方向上的運動。
第六卷是行星在赤緯方向上的運動。
哥白尼「日心體系」概略的要點：
1.地球不是宇宙的中心，而只是月球軌道的中心。
2.宇宙的中心在太陽附近，包括地球在內的行星都環繞著太陽轉動。
3.日地距離和眾星所在的天穹層高度相比是微不足道的。
4.每天看到的天穹週期性地轉動，是由於地球繞其自轉軸每天旋轉一周所造成的。（地球自轉效應）
5.每年看到的太陽在天球的週期性運動，並不是太陽本身在動，而是地球繞著太陽公轉所造成的。（地球公轉效應）
6.目視到的行星順行和逆行的現象，是地球和行星共同繞著太陽運動的結果。
天體運行論的初稿大約在1530年就已經完成，但是哥白尼鑑於教會勢力龐大，貿然出版，只會徒然犧牲自己的生命，於是他將初稿藏於書齋裡，一直沒有公諸於世，只是將自己的見解，透過天文同好和其他的科學家傳播出去，所以越來越多的科學家知道哥白尼的理論。一直到1539年，有位任教於威汀堡大學的數學教授雷替克斯，他閱讀哥白尼的短文後深受感動，親自到哥白尼住處拜訪，並以2年的時間整理出埋沒多年的稿子，改正其中的計算錯誤；並在1540年發行一本摘要來介紹哥白尼的學說，這本摘要並沒有引起教會太大的反彈，於是哥白尼才決定將天體運行論出版。
但是在出版前二個月，哥白尼身染重病，1543年5月24日，當這本書送到病榻前時，哥白尼的眼睛已經瞎了，只能用手撫摸這本改變後世天文學家觀念的偉大著作，當天哥白尼就與世長辭了，享年七十歲。哥白尼過世後，他的論點引起極大的騷動，除了少數科學家之外，差不多所有的人都反對，包括羅馬天主教、馬丁路德、約翰喀爾文等宗教家都予以大力的抨擊，並將之列為邪說異端。但是，天文學的真理之火已被哥白尼燃起，擁護「日心說」的學者前僕後繼，第谷、克蔔勒、布魯諾、伽利略、牛頓…….，其中甚至有人犧牲自己的性命來維護真理。
從哥白尼的一生來看，他雖然也是一位神職人員，但是他不盲從、不迷信權威，並且耐心的用長時間的科學觀察來發覺真理。哥白尼在他活著的年代也許只是一個醫術高明的神父，但是，時間證明了他是一個偉大的科學家。哥白尼提出的日心說，推翻了長期以來居於宗教統治地位的地心說，實現了天文學的根本變革。日心說，也稱為地動說，是關於天體運動的和地心說相對立的學說，它認為太陽是宇宙的中心，而不是地球。日心說認為，太陽是宇宙的中心，地球和其他行星都繞太陽轉動，地球不是宇宙的中心，而是一顆普通行星。地心說中表現出的行星圍繞地球運動的一年週期，其實是地球每年繞太陽公轉一周的反映。
哥白尼的日心說體系的另一些內容是：
(1)水星、金星、火星、木星、土星和地球一樣，都在圓形軌道上勻速率地繞著太陽公轉。
(2)月球是地球的衛星，它在以地球為中心的圓軌道上每月繞地球轉一周，並隨地球繞太陽公轉。
(3)地球每天自轉一周，天穹實際上不轉動，只是由於地球的自轉才是我們看到了日月星辰每天東升西落的現象。
(4)恒星和太陽間的距離十分遙遠，比日地間的距離要大得多。
哥白尼曾列舉了許多主張地球自轉和行星繞太陽公轉的古代學者名字，他發揚了這些學者的思想，竭盡畢生精力，經過艱辛的觀測和數學計算，以嚴格的科學論據建立了日心體系。後來的觀測事實不斷證實並發展了這一學說。當然，限於當時的科技水準，哥白尼的日心說也有一些局限和錯誤，例如：1.認為太陽是宇宙的中心，實際上，太陽只是太陽系的一個中心天體；2.沿用了行星在圓軌道作勻速圓周運動的舊觀念，實際上行星的軌道是橢圓，運動速度的大小也並不是恒定的。
16世紀哥白尼提出的日心說雖然仍末超出太陽系的局限，但卻把地球從居於宇宙中心的特殊地位降為一顆繞太陽旋轉的普通行星，正確地反映了太陽系的實際情況。這不僅直接為以後開普勒總結出行星運動定律，伽利略、牛頓建立經典力學體系鋪平了道路，而且從根本上動搖了人類中心論等宗教教義不可冒犯的神話。它作為自然科學的“獨立宣言”，第一次讓宇宙的闡述從神學的桎梏下解放出來，在人類的思想發展史以至社會發展史上做出了不可磨滅的貢獻。由於當時正處於人類歷史上最黑暗的中世紀，所以哥白尼的學說久久得不到合理的使用與宣傳，有一個人就曾經為了宣傳哥白尼的日心說，而被黑暗的宗教勢力活活燒死在羅馬的廣場上，這個人就是偉大的科學先行者布魯諾。
在歐洲中世紀封建教會的黑暗統治下，天文學的發展被宗教神學信奉的“地球中心說”所禁煙。人們不敢越雷池一步。偉大的波蘭天文學家哥白尼（1473～1543）用他的天才著作《天體運行論》打破了傳統的“地球中心說”，提出了“太陽中心說”，向西方一千多年來被神學家歪曲的宇宙觀念提出挑戰，使天文學從神學的禁錮中解放出來，從而引起了整個自然科學的革命。
由於哥白尼當時天體觀測儀器和技術手段簡陋落後，觀測條件差，《天體運行論》中的“日心說”是哥白尼對天體觀測長達30餘年，根據大量天文觀測資料論證出來的。這就使得《天體運行論》不是一種易於流行的通俗書籍，讓那些文化低、非專業性的普通群眾讀起來艱澀難懂；況且哥白尼本人深知“日心說”與基督教義格格不入，在書中論述自己的觀點時也多採用學者推理和假設論證方式。這又使“日心說”難於為當時的讀者迅速肯定、理解和掌握，讓教會更易向不明天文真理的人們宣佈“日心說”為異端邪說。
所以說，哥白尼是通過學者式天文觀測從理論上否定“地球中心說”的第一人，但並非是運用天體直接觀測手段來否定亞里斯多德、托勒密“宇宙不變”僵化理論的開創者。這方面的開創者應該是16世紀的兩位科學家。一位是天文學家"第穀"，一位是大科學家"伽利略"。由於這兩位科學家宇宙觀不同，對各自偶然觀測到的天文新發現認識不同，因而所導致的個入命運和當時的科學意義也就不同。
第穀（1546～1601）是丹麥天文學家，他同傑出的義大利天文學家、科學事業的殉道者布魯諾（1548～1600）生年幾乎相近；創立行星運動三大定律的開普勒是他天文學研究的助手，然而他不同於布魯諾和開普勒的宇宙觀，是一個“地心說”者。他長於觀測，30年如一日，準確地測定出諸多行星的位置，為天文學發展和開普勒創立三大定律提供了大量證據資料。
有一年的11月11日，半夜時分，第穀從屋裏走出來，發現仙后座有一顆星星是突然出現的，他為發現了新星高興的跳起來。過去一向認為永遠不變的星星世界，居然有新星出現了，而且一夜比一夜亮起來，它的光芒快趕上木星了。這顆星星出現長達16個月，後來暗淡下去直至完全消失。在這一年零四個月的夜晚中，第穀一次不缺地仔細觀察它，並詳細記錄它的色澤、光度及各種變化。
然而並非純粹天文學家的伽利略同第谷正好相反，他很早就相信哥白尼的日心說。1604年，他在一次講演中說，地球不是宇宙的中心，而不過是圍繞太陽轉的一點微塵。他時刻不忘哥白尼的理論，希望能用實踐將它證實。如同聶文濤所論述的一樣，伽利略是通過數學邏輯相信哥白尼。這一點與布魯諾沒有區別。同時，伽利略發明了天文望遠鏡，一定程度證明了哥白尼的正確。但是在羅馬宗教事務所組織的學術討論中，伽利略沒有戰勝自己的對手，導致了最後的悲劇：
當時“地球繞太陽”和“太陽繞地球”都有科學證據，而伽裏略學說的破綻之一，是科學家探測不到“斗轉星移”（Stellar Parallax）的現象。什麼是斗轉星移呢？這名堂十分嚇人，其實意思很簡單。假設星星 A 和星星 B 懸浮在太空中，我在地球表面之觀察點 1 仰望星星 A 和星星 B 時，它們的距離好象十分接近，如果地球自轉，即使我站在原地不動，我將會隨著地球移動而去了觀察點 2 ，由觀察點 2 看同樣兩顆星星，它們的相對位置便會改變，由角度 Y 比角度 X 大就可以知道。換言之，如果發現有鬥轉星移的現象，那麼地球轉動就可以成立；假若沒有鬥轉星移，地球應該是在固定地方。十六世紀時天文學家泰高．巴希（Tycho Brahe）以當時最精密的儀器，去探測是否有“斗轉星移”，可是看來群星的相對位置和距離好象沒有改變，因此地球轉動之說不被接納。
但伽利略指導數學原則的價值，他始終相信日心說。由於第穀是用肉眼進行觀察的，他的這次發現新星較之後來的伽利略運用望遠鏡發現木星的衛星更加偶然。但是第穀並沒有賦予這次十分珍貴的偶然發現以應有的重大意義，從而否定亞里斯多德天體完善無缺永遠不變的學說。這確實應是第穀信奉傳統宇宙觀的遺憾。
1608年6月的一天，伽利略聽說一個荷蘭人把一片凸鏡和一片凹鏡放在一起，做了一個玩具，可以把看見的東西放大。於是，咖利略自己動手做了一個，可以將原物體放大3倍。伽利略沒有滿足，他反復琢磨，不斷改進，最後他的望遠鏡可以將原物放大32倍。這以後，伽利略幾乎每天晚上都把自己的望遠鏡對向天空，探索宇宙的奧秘。他發現，銀河是由許多小星星彙聚而成的；他還發現，太陽裏面有黑點，這些黑點的位置不斷地變動。因此，他斷定太陽本身也在自轉。
1610年1月7日至12日晚上伽利略發現木星周圍的4個小星星位置有了變化，因此他斷定木星有4個“小月亮”。這樣亞里斯多德的“天體完整無缺”論，完全被伽利略的望遠鏡所打破。但維護神學的衛道士們昧著良心說：“伽利略說謊，以魔術欺騙人。”伽利略不懈地觀察，從不管這些誣衊。他以無可辯駁的實際觀測，生動說明了地球在圍著太陽轉，而太陽不過是一個普通的恒星，從而有力地證明了哥白尼學說的正確。
1610年，伽利略的著作《星空使者》出版了。人們驚訝地說：“哥倫布發現了新大陸，伽利略發現了新宇宙”。伽利略到處宣揚他在空中發現的新宇宙，相信的人越來越多。這引起了教會勢力的極大恐慌，宗教裁判所發出禁令，不許伽利略宣傳他的學說，也禁止出售他的書。1615年，教皇向伽利略發出警告；第二年，又宣佈哥白尼的著作是禁書，不許伽利略再宣傳這種“邪說”。伽利略默默工作了九年，偷偷地著書立說。他寫了一本叫《關於托勒密和哥白尼兩大世界體系的對話》的書，科學地論證了哥白尼學說的正確性，批判了托勒密的地球中心說。書一出版，立即受到教會的攻擊，被列為禁書。
1633年，70歲的伽利略被傳到羅馬。教皇命令，將他囚禁起來，等候異端裁判所的審問。異端裁判所一次又一次地審問他，妄圖逼迫他悔改。但伽利略認為，自己沒有什麼可悔改的。他堅定地說：“悔改，要我悔改什麼？難道我能將真理隱藏起來嗎？”於是，伽利略被判為終身監禁，一直到1642年離開人世。可以說，伽利略運用望遠鏡的意外天文發現，使他的科學生命放射出他一生中最輝煌的光芒。
通常認為完整的日心說宇宙模型是由波蘭天文學家哥白尼在1543年發表的《天體運行論》中提出的，實際上在西元前300多年的赫拉克裏特和阿裏斯塔克就已經提到過太陽是宇宙的中心，地球圍繞太陽運動。堅實的大地是運動的這一點在古代是令人非常難以接受的，而另一方面托勒密的地心說體系可以很好的和當時的觀測資料相吻合，因此即使在《天體運行論》出版以後的半個多世紀裏，日心說仍然很少受到的關注，支持者更是非常稀少。
這裏必須指出的一點是，近代以來關於羅馬梵蒂岡的地心說和哥白尼的日心說的鬥爭是被嚴重誇大的。布魯諾1600年遭受的火刑，並非因為他支持日心說，而是因為他的泛神論等的宗教思想。事實上，直到1609年伽利略發明了天文望遠鏡，並以此發現了一些可以支持日心說的新的天文現象後，日心說才開始引起人們的關注。這些天文現象主要是指：木衛體系的發現直接說明了地球不是宇宙的唯一中心，金星滿盈的發現也暴露了托勒密體系的錯誤。然而，由於哥白尼的日心說所得的資料和托勒密體系的資料都不能與第穀的觀測相吻合，因此日心說此時仍不具優勢。直至開普勒以橢圓軌道取代圓形軌道修正了日心說之後，日心說在於地心說的競爭中才取得了真正的勝利。
1499年，哥白尼畢業於義大利的博洛尼亞大學，任天主教教士。他回到波蘭跟叔父一起工作。其叔父，瓦茨恩羅德，使費琅堡天主教大教堂的主教。哥白尼當時住在教堂的頂樓，因此可以長期進行天文觀測。那個時候，人們相信的是1500多年前希臘科學家托勒密創立的宇宙模式。托勒密認為地球是宇宙的中心且靜止不動，日、月、行星和恒星均圍繞地球運動，而恒星遠離地球，位於太空這個巨型球體之外。然而，經仔細觀測，科學家們發現行星運行規律與托勒密的宇宙模式不吻合。
一些科學家修正了托勒密的宇宙軌道學說，在原有的軌道（或稱小天體軌道）上又增加了更多的天體運行軌道。這一模式稱每顆行星都沿著一個小軌道作圓周運行，而小軌道又沿著該行星的大軌道繞地球作圓周運動。幾百年之後，這一模式的漏洞越來越明顯。科學家們又在這個模式上增加了許多軌道，行星就這樣沿著一道又一道的軌道作圓周運動。哥白尼想用“現代”技術來改進托勒密的測量結果，以期取消一些小軌道。
在長達近20年的時間裏，哥白尼不辭辛勞日夜測量行星的位置，但其測量獲得的結果仍然與托勒密的天體運行模式沒有多少差別。哥白尼想知道在另一個運行著的行星上觀察這些行星的運行情況會是什麼樣的。基於這種設想，哥白尼萌發了念頭：假如地球在運行中，那麼這些行星的運行看上去會是什麼情況呢這一設想在他腦海裏變得清晰起來了。
一年裏，哥白尼在不同的時間、不同的距離從地球上觀察行星，每一個行星的情況都不相同，這是他意識到地球不可能位於星星軌道的中心。經過20年的觀測，哥白尼發現唯獨太陽的周年變化不明顯。這意味著地球和太陽的距離始終沒有改變。如果地球不是宇宙的中心，那麼宇宙的中心就是太陽。他立刻想到如果把太陽放在宇宙的中心位置，那麼地球就該繞著太陽運行。這樣他就可以取消所有的小圓軌道模式，直接讓所有的已知行星圍繞太陽作圓周運動。然而，人們是否能接受哥白尼提出的新的宇宙模式呢？
全世界的人，尤其是權力極大的天主教會是否相信地球是宇宙中心這的人——尤其是權力極大的天主教會是否相信地球是宇宙中心這一說法呢？由於害怕教會的懲罰，哥白尼在世時不敢公開他的發現。1543年，這一發現才公諸天下。即使在那個時候，哥白尼的發現還不斷受到教會、大學等機構與天文學家的蔑視和嘲笑。終於在60年後，約翰·開普勒和伽利略·伽利雷證明了哥白尼是正確的。
哥白尼為闡述自己關於天體運動學說的基本思想撰寫題為《短論》的論文。他規定地球有三種運動：
1一種是在地軸上的周日自轉運動。
2一種是環繞太陽的周年運動。
3一種是用以解釋二分歲差的地軸的回轉運動。
哥白尼在他的《天體運行論》一書中認為天體運動必須滿足以下七點：
1不存在一個所有天體軌道或天體的共同的中心。
2地球只是引力中心和月球軌道的中心，並不是宇宙的中心。
3所有天體都繞太陽運轉，宇宙的中心在太陽附近。
4地球到太陽的距離同天穹高度之比是微不足道的。
5在天空中看到的任何運動，都是地球運動引起的。
6在空中看到的太陽運動的一切現象，都不是它本身運動產生的，而是地球運動引起的，地球同時進行著幾種運動。
7人們看到的行星向前和向後運動，是由於地球運動引起的。地球的運動足以解釋人們在空中見到的各種現象。
哥白尼用以支持他的學說的論據，主要屬於數學性質。他認為一個科學學說是從某些假說引伸出來的一組觀念。他認為真正的假說或者定理必須能夠做到下面兩件事情：一是它們必須能夠說明天體所觀測到的運動。二是它們必須不能違背畢達哥拉斯關於天體運動是圓周的和均勻的論斷。當時有許多反對的觀點，但是用當時的知識進行了反駁。
反對理由：如果地球在轉動，空氣就會落在後面，而形成一股持久的東風。哥白尼答復：空氣含有土微粒，和土地是同一性質，因此逼得空氣要跟著地球轉動。空氣轉動時沒有阻力是因為空氣和不斷轉動的地球是連接著的。
反對理由：一塊石子向上拋去，就會被地球的轉動拋在後面，而落在拋擲點的西面。哥白尼答復：由於受到本身重量壓力的物體主要屬於泥土性質，所以各個部分毫無疑問和它們的整體保持同樣的性質。
反對理由：如果地球轉動，它就會因離心力的作用變得土崩瓦解。哥白尼答復：如果地球不轉動，那麼恒星的那些更龐大的球就必須以極大的速度轉動，這一來恒星就很容易被離心力拉得粉碎。離心力只在非天然的人為運動中找得到，而在天然的運動中，如地球和天體的運動中，則是找不到的。
哥白尼的“日心說”發表之前，“地心說”在中世紀的歐洲一直居於統治地位。自古以來，人類就對宇宙的結構不斷地進行著思考，早在古希臘時代就有哲學家提出了地球在運動的主張，只是當時缺乏依據，因此沒有得到人們的認可。在古代歐洲，亞里斯多德和托勒密主張“地心說”，認為地球是靜止不動的，其他的星體都圍著地球這一宇宙中心旋轉。這個學說的提出與基督教《聖經》中關於天堂、人間、地獄的說法剛好互相吻合，處於統治地位的教廷便竭力支持地心學說，把“地心說”和上帝創造世界融為一體，用來愚弄人們，維護自己的統治。因而“地心學”說被教會奉為和《聖經》一樣的經典，長期居於統治地位。
隨著事物的不斷發展，天文觀測的精確度漸漸提高，人們逐漸發現了地心學說的破綻。到文藝復興運動時期，人們發現托勒密所提出的均輪和本輪的數目竟多達八十個左右，這顯然是不合理、不科學的。人們期待著能有一種科學的天體系統取代地心說。在這種歷史背景下，哥白尼的地動學說應運而生了。約在1515年前，哥白尼為闡述自己關於天體運動學說的基本思想撰寫了篇題為《淺說》的論文外，哥白尼還描述了太陽、月球、三顆外行星(土星、木星和火星)和兩顆內行星(金星、水星)的視運動。書中，哥白尼批判了托勒密的理論。科學地闡明了天體運行的現象，推翻了長期以來居於統治地位的地心說，並從根本上否定了基督教關於上帝創造一切的謬論，從而實現了天文學中的根本變革。
他正確地論述了地球繞其軸心運轉、月亮繞地球運轉、地球和其他所有行星都繞太陽運轉的事實。但是他也和前人一樣嚴重低估了太陽系的規模。他認為星體運行的軌道是一系列的同心圓，這當然是錯誤的。他的學說裏的數學運算很複雜也很不準確。但是他的書立即引起了極大的關注，驅使一些其他天文學家對行星運動作更為準確的觀察，其中最著名的是丹麥偉大的天文學家泰壽·勃萊荷，開普勒就是根據泰壽積累的觀察資料，最終推導出了星體運行的正確規律。
這是一個前所未聞的開創新紀元的學說，對於千百年來學界奉為定論的托勒密地球中心說無疑是當頭一棒。雖然阿裏斯塔克斯比哥白尼提出日心學說早1700多年，但是事實上哥白尼得到了這一盛譽。阿裏斯塔克斯只是憑藉靈感做了一個猜想，並沒有加以詳細的討論，因而他的學說在科學上毫無用處。哥白尼逐個解決了猜想中的數學問題後，就把它變成了有用的科學學說，一種可以用來做預測的學說，通過對天體觀察結果的檢驗並與地球是宇宙中心的舊學說的比較，你就會發現它的重大意義。顯然哥白尼的學說是人類對宇宙認識的革命，它使人們的整個世界觀都發生了重大變化。
但當時對哥白尼的影響，天文學的應用範圍不如物理學、化學和生物學那樣廣泛。從理論上即使對哥白尼學說的知識和應用一竅不通，也會造出電視機、汽車和現代化學廠之類的東西。但是不應用法拉第、麥克斯韋、拉瓦錫和牛頓的學說則是不可想像的。僅僅考慮哥白尼學說對技術的影響就會完全忽略它的真正意義。哥白尼的書對伽利略和開普勒的工作是一個不可缺少的序幕。他倆又成了牛頓的主要前輩。是這兩者的發現才使牛頓有能力確定運動定律和萬有引力定律。
哥白尼的日心宇宙體系既然是時代的產物，它就不能不受到時代的限制。反對神學的不徹底性，同時表現在哥白尼的某些觀點上，他的體系是存在缺陷的。哥白尼所指的宇宙是局限在一個小的範圍內的，具體來說，他的宇宙結構就是今天我們所熟知的太陽系，即以太陽為中心的天體系統。宇宙既然有它的中心，就必須有它的邊界，哥白尼雖然否定了托勒玫的“九重天”，但他卻保留了一層恒星天，儘管他回避了宇宙是否有限這個問題，但實際上他是相信恒星天球是宇宙的“外殼”，他仍然相信天體只能按照所謂完美的圓形軌道運動，所以哥白尼的宇宙體系，仍然包含著不動的中心天體。
但是作為近代自然科學的奠基人，哥白尼的歷史功績是偉大的。確認地球不是宇宙的中心，而是行星之一，從而掀起了一場天文學上根本性的革命，是人類探求客觀真理道路上的里程碑。哥白尼的偉大成就，不僅鋪平了通向近代天文學的道路，而且開創了整個自然界科學向前邁進的新時代。從哥白尼時代起，脫離教會束縛的自然科學和哲學開始獲得飛躍的發展。1542年秋，哥白尼因中風已陷入半身不遂的狀況，到1543年初已臨近死亡。延至5月24日,當一本印好的《天體運行論》送到他的病榻的時候，已是他彌留的時刻了。
《天體運行論》出版後很少引起人們的注意。一般人不能瞭解，而許多天文工作者則正如奧塞安得爾所說的那樣，只把這本書當作編算行星星表的一種方法。《天體運行論》在出版後七十年間，雖然遭到馬丁·路德的斥責，但未引起羅馬教廷的注意。後因布魯諾和伽利略公開宣傳日心地動說，危及教會的思想統治，羅馬教廷才開始對這些科學家加以迫害，並於西元1616年把《天體運行論》列為禁書。然而經過開普勒、伽利略、牛頓等人的工作，哥白尼的學說不斷獲得勝利和發展；恒星光行差、視差的發現，使地球繞太陽轉動的學說得到了令人信服的證明。
《天體運行》這是一部劃時代的著作，它的發表，開始了人類宇宙觀的新紀元，恩格斯稱之為自然科學從宗教神學中解放出來的“獨立宣言”。哥白尼的學說不僅改變了那個時代人類對宇宙的認識，而且根本動搖了歐洲中世紀宗教神學的理論基礎。“從此自然科學便開始從神學中解放出來”，“科學的發展從此便大踏步前進”！
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