车顶放一瓶水和两瓶水:世界天文学简史：（中世纪的天文学）哥白尼的日心说

1. 哥白尼的日心学说

   在西方，古代天文学家倾注了很大力量，研究行星在星空背景中的运动。他们年复一年，精益求精地测量行星的位置和分析行星运动的规律，终于导致了中世纪哥白尼日心学说的创立，这给当时的宗教势力以有力的打击，是世界上自然科学捍卫唯物主义的一次胜利。
    日心学说的发展到17世纪达到了高峰。牛顿把力学概念应用于行星运动的研究，发现和验证了万有引力定律和力学定律，并创立了天文学说的一个新分支——天体力学。天体力学的诞生，使天文学从单纯研究天体的几何关系，进入到研究天体之间相互作用的阶段。也就是说，从单纯研究天体运动的状况，进入到研究造成这些运动的原因。
    随着人类的进步，社会的发展，天文学也在不断地前进着、发展着，而且曾经出现了几次大的飞跃，其中近代天文学的奠基人哥白尼所创立的日心学说，与托勒玫的地心学说相比，就是天文学上的一次伟大的革命。

* 产生巨人的时代

    中世纪天文学在欧洲以意想不到的力量，一下子重新兴起，并且以神奇的速度发展起来。
    为了加速资本积累，东方的财富和黄金，对他们具有极大的诱惑力，为了寻找新航路就成了非常紧迫的问题，这样促成了三次著名的冒险远航的实现，即1497年葡萄牙人达·伽玛绕过非洲南端的好望角，到达印度西南海岸；1492年意大利人哥伦布向西横渡大西洋发现加勒比海诸岛（西印度群岛）。接着是三次西航，踏上中南美大陆的一些地方，误认为是印度。后来西班牙人得知那是新发现的大陆；公元1519年西班牙人麦哲伦横渡太平洋，到达菲律宾群岛，他死后其同伴大体上按葡萄牙人的航线返回西班牙。
    西行可以东达哥伦布、麦哲伦等人的航行，成功地证实了我们脚下踩着的大地是一个球体。这是人类史上也是地球史和天文学史上的一件大事。
    欧洲通往东方新航线的开辟，美洲新大陆的发现以及环球航行的成功，为欧洲资本主义国家开辟了新的活动市场，并给自然科学的发展开拓了广阔的道路。特别是远洋航海事业的发展，航海家们需要根据天体运动的方向和高度来确定船舶的位置和校正航向。这就要求天文学改进观测方法，从而大大地推动了天文学的发展。在这样的时代背景下，哥白尼的太阳中心说就应运而生了。

* 近代天文学奠基人——哥白尼与《天体运行论》

1510~1514年间哥白尼在撰写的一份手稿中，完整地表达了他的日心学说：太阳是宇宙的中心，地球绕自转轴自转，并同五大行星一起绕太阳公转；只有月球绕地球运转，用这一学说，能很容易地解释天体各种运动现象。经过多年的精心计算，他的体系更加完善，他确信自己的体系是对天体运动的真实描述。但他知道日心说与基督教义格格不入，因而迟迟不能下决心出版自己的著作。直到1543年他弥留之际，在朋友的劝说下，不朽名著《天体运行论》才终于问世。哥白尼的日心说不但以简单完美的形式吸引了天文学家的注意，更由于他冲破了中世纪的神学教条，彻底改变了人类的宇宙观而引起了一场伟大的“哥白尼革命”。这场革命使希腊科学垮台了，并使人类在一条崭新的更富有丰硕成果的道路上迈进。
    《天体运行论》是人类思想史上划时代的作品，它可以与牛顿的《自然哲学原理》、达尔文的《物种起源论》相提并论。为了阐明地球围绕太阳运动，哥白尼花了大量篇幅，根据天文学和物理学上的理论，详细地讨论了地球是运动的，并驳斥了“地静说”的错误观念。哥白尼在书中确立了他的“太阳中心说”的宇宙体系，即太阳居于宇宙的中心静止不动，而包括地球在内的行星都绕着太阳转动。离太阳最近的是水星，其次是金星、地球、火星、木星和土星。恒星则在离太阳很远的一个球面上静止不动。为了表现地球的轨道，哥白尼用了圆的中心与太阳不对应的偏心圆。书中哥白尼叙述了月球运动的理论以及计算日食和月食的方法。
   哥白尼的日心宇宙体系既然是时代的产物，它就不能不受到时代的限制。反对神学的不彻底性，同时表现在哥白尼的某些观点上，他的体系是存在缺陷的。哥白尼所指的宇宙是局限在一个小的范围内的，具体来说，他的宇宙结构就是今天我们所熟知的太阳系，即以太阳为中心的天体系统。宇宙既然有它的中心，就必须有它的边界，哥白尼虽然否定了托勒玫的“九重天”，但他却保留了一层恒星天，尽管他回避了宇宙是否有限这个问题，但实际上他是相信恒星天球是宇宙的“外壳”，他仍然相信天体只能按照所谓完美的圆形轨道运动，所以哥白尼的宇宙体系，仍然包含着不动的中心天体。但是作为近代自然科学的奠基人，哥白尼的历史功绩是伟大的。确认地球不是宇宙的中心，而是行星之一，从而掀起了一场天文学上根本性的革命，是人类探求客观真理道路上的里程碑。
    哥白尼的伟大成就，不仅铺平了通向近代天文学的道路，而且开创了整个自然界科学向前迈进的新时代。从哥白尼时代起，脱离教会束缚的自然科学和哲学开始获得飞跃的发展。