托勒密之后，西方进入了中世纪。这是一个没有理性、只有信仰的世纪，这个特点使中世纪沦为科学的黑暗世纪。对于那时的科学家们，研究科学与宣传科学都要冒着极大的风险，甚至有杀头的危险，因此科学也就不可能得到多大的发展。
不过，也有一种科学思想在中世纪得到了广泛的支持与传播，这就是托勒密的地心说。在中世纪，托勒密的地心说乃是绝对的真理，就像亚里士多德的哲学一样，反对它们就如同反对神，会受到残酷的打击。
这样的必然结果是，在中世纪没有产生任何新的了不起的天文学成就。这种情形一直持续到文艺复兴时期，这时候一种与托勒密的地心说相反的理论被提出来了，这就是日心说，它标志着人类认识世界的一个崭新的飞跃。这个日心说的提出者就是伟大的哥白尼。
哥白尼传
哥白尼1473年出生于波兰的托伦，由于父母双逝，舅舅瓦茨任罗德将他接过去抚养。瓦茨任罗德曾留学意大利，学识渊博，才智出众。他先将哥白尼送进了当地一个很好的学校接受教育，直到哥白尼18岁中学毕业，此后又把他送进了著名的克拉科夫大学。在这里除了神学经典之外，数学与天文学也是必修科目。大学期间引导哥白尼走入天文学殿堂的是一位名叫布鲁楚斯基的天文学和数学教授，他是当时有名的天文学家。
哥白尼用以观察天文现象的仪器。
在教授的帮助之下，哥白尼不但掌握了丰富的天文学知识，也学会了自己制造一些简单的天文仪器。哥白尼在克拉科夫大学学习了约4年的时间，1495年左右回了家。这时候他的舅舅刚刚当上了埃尔梅兰的主教。
按照原来的计划，瓦茨任罗德打算先将外甥送到他曾任职的弗龙堡修道院当修士，但由于修士的名额有限，哥白尼只有等到名额空缺时才能就任。看到一时还不会有空缺，舅舅便将哥白尼再送往他曾获得博士学位的博洛尼亚大学。哥白尼在博洛尼亚大学的专业是教会法规。他当然没有忘记天文学，博洛尼亚大学的天文学教授叫诺瓦拉，是当时意大利文艺复兴运动的领头人物之一，他对哥白尼的思想产生了很大影响。在这里，哥白尼进行了一生中最早的天文观测之一，即观测月亮遮掩了金牛座α星，这颗恒星在中国古代的星表上叫毕宿五。这是1497年3月的事。后来他又先后在帕多瓦大学和费拉拉大学就读，1503年在费拉拉大学获得了教会法规博士学位。
当年哥白尼就回到了波兰，一边在舅舅身边当他的顾问，一边进行天文学研究。哥白尼经常在家里夜观天象，并做了详细的观测记录。这样过了近10年，舅舅逝世了。哥白尼便离开埃尔梅兰，到了弗龙堡大教堂，这也是埃尔梅兰教区最大的主教堂，哥白尼当了这里的神甫兼医生，为当地人民特别是穷人治病。从此，除少数几次因故暂时离开，哥白尼在这里一直生活到辞世。
哥白尼（1473～1543），波兰天文学家、日心说创立者，近代天文学的奠基人。
哥白尼在弗龙堡担任过各种职务，工作非常繁重，但他还是经常抽出时间来进行天文观测与天文学理论的探索。他在自己的住所建了一座小天文台，外表看上去是一座没有房顶的圆形塔楼，哥白尼在那里安装了几架天文仪器，进行天文观测，这座塔楼叫“哥白尼塔”，如今还在，是波兰人最引以为自豪的名胜之一。哥白尼在天文学上有精深研究的名声慢慢地传开了，1514年时，他接到了教廷召开的拉特兰会议的邀请，这次会议是专门为讨论对当时的历法进行改革而召开的，是教廷最高级别的会议，不过在这次会议上哥白尼未发一言。因为这时他已经形成了自己的宇宙观，一种与当时流行的宇宙观大不相同的新宇宙观。就在这一年，哥白尼将自己的新观念写成了一部手稿，名字叫《从排列顺序论天体的运动理论》，里头已经包括了他后来的主要观点。只是他从来没有打算出版这本书，手稿也只在朋友们中间秘密流传。
在此后的岁月里，哥白尼继续完善着他的新理论，不断地进行着天文观测，不断地用数学来证明，为一本更加伟大的著作精心准备着。这本著作就是《天体运行论》。到1539年，著作已经完成。经过再三犹豫，哥白尼终于准备将之出版。又经过一番波折，《天体运行论》于1543年初在纽伦堡正式出版。1542年年底，哥白尼就患了脑溢血，右半身瘫痪，一直卧床不起。书在1543年5月24日被送到了哥白尼的病榻前，他此时已处在弥留之际，据说当朋友将书送到他的手上时，他只摸了摸，就瞑目而逝了，时年70岁。
《天体运行论》
《天体运行论》表达的核心思想就是日心说。《天体运行论》共分六卷，第一卷名叫《宇宙概观》，是全书之精华。由于它是以哲学式的语言来分析天文学，没有多少科学术语与数学公式，因此颇为明白易懂，关于日心说的论述主要就集中在这一卷里。
第二卷主要讨论地球的三种运动，即公转、自转和赤纬运动及其所引起的一系列现象，例如昼夜交替、四季循环等等。在这里，哥白尼把一些数学，例如三角学的基本规则用于解释行星与恒星的视运动——就是在我们观察者视觉里的天体的运动，并将太阳的运动也归之于地球的运动。第三卷主要是用数学的方法来描述地球的运动，其中包括岁差现象。所谓岁差，就是地球的自转轴因为受到太阳与月亮等的引力作用而产生移动，它会在天穹中画出一个圆锥形的轨迹。它也会造成地球的春分点，即黄道与天赤道的交点西移，这样，就使得地球的回归年稍短于恒星年。二者间的差异就是岁差了。
第四卷专门讨论月球运动。由于月球是距我们最近的天体，我们有最多的条件认识与分析它，因此哥白尼也对月球进行了尽量深入的研究。他认为：月球并不在黄道上运动，而是有自己的轨道——白道。所谓白道，也就是它绕地球公转的轨道平面。还有，月球的运行速率并不均匀，他对此进行了很好的解释。
《天体运行论》的最后两卷，即第五卷与第六卷，讨论的都是行星的运动，它在整本书里占了最大的篇幅。哥白尼指出行星的视运动并不是均匀的，其根本原因乃是地球的运动与行星本身的运动叠加引起的。
哥白尼的日心说并不复杂，主要包括以下几个要点：一、太阳而非地球是宇宙的中心。二、金、木、水、火、土五大行星与地球一起环绕太阳公转，它们绕太阳公转的轨道是圆形的，速度也是均匀的。三、月球是围绕地球运行的，运行在以地球为圆心的圆形轨道上。四、地球每天自转一周，我们所见的日月星辰每天的东升西落并非是它们在绕地球转动，而是地球的自转造成的，至于天空本身则静止不动。五、恒星像行星一样是运动的，为什么看上去不动呢？只因为它们距我们实在太遥远，比地球与太阳的距离要远得多，因此我们无法察觉它们的运动。
这就是哥白尼日心说的大致内容。很容易看出来，他的体系虽然比托勒密的地心说要进了一大步，然而也有明显的错误：一是将太阳视为宇宙之中心；二是认为行星运动的轨道是圆形的，也是匀速的。他之所以这样认为，是因为哥白尼像托勒密或者毕达哥拉斯一样，认为“一切形状中球是最完美的”，同时它也是“一切形状中容积最大的，最宜于包罗一切事物” 。
哥白尼绘制的宇宙图
哥白尼的宇宙体系即以太阳为中心的天体系统，他相信恒星天球是宇宙的“外壳”，天体只能按照所谓完美的圆形轨道运动。
《天体运行论》出版之后，一开始由于出版者在前面加了个序言，使人以为它只是为了制订星表而作的一个假设，因此没多少人理会。数十年之后，布鲁诺开始大力传播哥白尼的日心说，这才在西方社会引起了巨大反响。由于这理论明显地违反了基督教千年以来的许多信条，例如认为人类是万物之灵，是上帝的特创，因而人类所居住的地球也是宇宙的中心。日心说的理论伤及了基督教的基本教义，令教会感到莫大的威胁，立即起来反击哥白尼及其日心说，对于它的支持者与宣讲者也大加迫害。
1592年时，教会逮捕了布鲁诺，一直囚了他整整8年，由于他绝不肯放弃日心说，最后被处以残酷的火刑，1600年2月7日在罗马的鲜花广场被活活烧死了，接着伽利略也由于宣传日心说遭到了教会的迫害。到1616年，教会终于公开宣布《天体运行论》是禁书，任何人信仰它、阅读它都是犯罪。然而真理是不会屈服于强权的。
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