人們是如何發現地球是以太陽為中心旋轉的？

偉大的天文學家尼古拉·哥白尼（Nicolaus Copernicus，波蘭名為Mikolaj Kopernik）出生於波蘭維斯杜拉河畔的托蘭市的一個富裕家庭。年輕時就讀於克萊考大學，學習期間對天文學產生了興趣。二十多歲時他去義大利留學，在博洛尼亞大學和帕迪爾大學攻讀法律和醫學，後來在費拉拉大學獲宗教法博士學位。哥白尼作為一名醫生，由於醫術高明而被人們譽為「神醫」。哥白尼成年的大部分時間是在費勞恩譯格大教堂任職當一名教士。哥白尼並不是一位職業天文學家 ，他在《天體運行論》中觀測計算所得數值的精確度是驚人的。例如，他得到恆星年的時間為365天6小時9分40秒，比現在的精確值約多30秒，誤差只有百萬分之一；他得到的月亮到地球的平均距離是地球半徑的60.30倍，和現在的60.27倍相比，誤差只有萬分之五。

在義大利期間，哥白尼就熟悉了希臘哲學家阿里斯塔克斯（前三世紀）的學說，確信地球和其他行星都圍繞太陽運轉這個日心說是正確的。他大約在40歲時開始在朋友中散發一份簡短的手稿，初步闡述了他自己有關日心說的看法。哥白尼經過長年的觀察和計算終於完成了他的偉大著作《天體運行論》。 1533年，60歲的哥白尼在羅馬做了一系列的講演，提出了他的學說的要點，並未遭到教皇的反對。但是他卻害怕教會會反對，甚至在他的書完稿後，還是遲遲不敢發表。直到在他臨近古稀之年才終於決定將它出版。1543年5月24日去逝的那一天才收到出版商寄來的一部他寫的書。 在書中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。他的學說里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米地球中心說無疑是當頭一棒。

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。但是在估價哥白尼的影響時，我們還應該注意到，天文學的應用範圍不如物理學、化學和生物學那樣廣泛。從理論上來講，人們即使對哥白尼學說的知識和應用一竅不通，也會造齣電視機、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。 哥白尼的科學成就，是他所處的時代的產物，又轉過來推動了時代的發展。

哥白尼的「太陽中心學說」就是在克拉科夫大學求學時孕育起來的。 儘管《聖經》沒有涉及諸如「地球是宇宙的中心」以及「天圓地方」等各類天文知識。但是在中世紀，天文學也有著延伸於古希臘的，經過經院神學家們構架好的官方論點。為了鞏固封建統治，天主教會的宗教裁判所燒掉了許多珍貴的科學著作，有時一天竟燒掉20大車。1327年，義大利天文學家采科·達斯科里被活活燒死，他的「罪名」就是違背聖經的教義，論證地球呈球狀，在另一個半球上也有人類存在。

在那個「科學成了神學的婢女」的年代，許多學說都被歪曲和閹割了，被用來為封建統治服務。在中世紀的歐洲，很少有人了解古代科學典籍的真實內容。這時，科學工作者的一個重要課顆，就是發掘古代的文化遺產。 古希臘的大天文學家托勒密，在公元二世紀時，總結了前人在400年間觀測的成果，寫成 《天文集》（即《至大論》）一書，提出「地球是宇宙中心」的學說。這個學說一直為人們所接受，流傳了1400多年。 托勒密認為，地球靜止不動地坐鎮宇宙的中心，所有的天體，包括太陽在內，都圍繞地球運轉。但是，人們在觀測中，發現天體的運行有一種忽前忽後、時快時慢的現象。為了解釋忽前忽後的現象，托勒密說，環繞地球作均衡運動的，並不是天體本身，而是天體運動的圓輪中心。他把環繞地球的圓輪叫做「均輪」，較小的圓輪叫做「本輪」。為了解釋時快時慢的現象，他又在主要的「本輪」之外，增加一些輔助的「本輪」，還採用了「虛輪」的說法，這樣就可以使「本輪」中心的不均衡的運動，從「虛輪」的中心看來彷彿是「均衡」的。托勒密就這樣對古代的觀測資料作出了牽強附會的解釋。 但是在以後的許多世紀里，大量的觀測資料累積起來了，只用托勒密的「本輪」不足以解釋天體的運行，這就需要增添數量越來越多的「本輪」。後代的學者致力於這種「修補」工作，使托勒密的體系變得越來越複雜，而對天文學的研究也就一直停留在這個水平上。

「地球是宇宙的中心」的說法，正好是「神學家的天空」的基礎。中世紀的神學家吹捧托勒密的結論，卻隱瞞了托勒密的方法論：托勒密建立了天才的數學理論，企圖憑人類的智慧，用觀測、演算和推理的方法，去發現天體運行的原因和規律，這正是托勒密學說中富有生命力的部分。因此，儘管托勒密的「地球中心學說」和神學家的宇宙觀不謀而合，但是兩者是有本質區別的，一個是科學上的錯誤結論，一個是愚弄人類、妄圖使封建統治萬古不變的彌天大謊。哥白尼對此作出正確的評價，他說：「應該把自己的箭射向托勒密的同一個方向，只是弓和箭的質料要和他完全兩樣。」