哥白尼：天體運行論，地球是圍繞太陽轉的
在歐洲的地中海海岸地區曾經出現燦爛的古代文化，誕生不少如阿基米德那樣的偉大科學家。不過隨著羅馬帝國的崛起，不少歷史名城被毀。羅馬帝國不僅在統治上，而且在思想上也實行了專制的統治。羅馬帝國的臣民，特別是奴隸處於水深火熱當中，這為宣稱普世博愛的基督教的出現提供了合適的土壤。隨著基督教不斷發展，漸漸引來當權者的注意。當權者感到基督教信仰會對帝國的傳統的宗教信仰和皇帝的權威產生威脅。基督教於是成為打壓對象。不過羅馬帝國慢慢發現基督教可以用來軟化人民，以鞏固自己的統治，便於公元313年宣佈基督教獲得合法地位，從此帝國內有信仰基督教的自由，並歸還先前沒收的教會財產。公元380年，羅馬皇帝更宣佈基督教為國教。
在公元二世紀，在羅馬帝國埃及行省的亞歷山大港有一位名為托勒密（Ptolemy）的天文學家，他總結了古希臘的自然科學思想，寫了一部共十三卷的《天文學大成》，提出了宇宙是以地球為中心的宏大宇宙論，這就是歷史上甚為著名的「地心說」（Geocentric model）。「地心說」與基督教《聖經》所描繪的宇宙論頗有相通之處。原因是基督教本來就認為上帝造人，並把人放置在宇宙的中心，太陽、月亮和數不盡的星辰都圍繞著人來轉，以此特顯人是最尊貴的受造物。因此，托勒密的「地心說」對於基督教教會來說，簡直是如獲至寶。教會不遺餘力地把「地心說」奉為信條，並把它作為基督教神學宇宙論的科學支柱。
現代天文學旗手
十五世紀下半葉，隨著歐洲的經濟逐漸發展起來，工場主、地主、商人的經濟實力愈來愈雄厚，他們渴求開拓海外市場，到海外尋找財富，因此，航海和冒險業便應運而生。航海業並不單純是一門工業技術和科學發展，而是服務於殖民掠奪、海外貿易和商業拓展等能夠帶來龐大財富的事業。航海業的出現帶動了天文學、地理學、機械工程學等學科的發展。由於這些學科的蓬勃發展，歐洲出現了近代的自然科學革命。這場自然科學革命首先發生在天文學領域。推動近代自然科學革命第一位科學巨人，便是波蘭數學家、天文學家尼古拉・哥白尼（Nicolaus Copernicus）。
哥白尼生於維斯瓦河畔的小城托倫，當時這裡屬於波蘭王國皇家普魯士行省。哥白尼在十八歲時進入大學學習，在學期間努力鑽研數學和天文學。後來，他先後兩次留學意大利，學習數學、天文學、法學和醫學，為日後的科研活動打下了堅實的基礎。當時，在思想界佔據統治地位的，正是教會認可的托勒密「地心說」體系。哥白尼從意大利學成歸國後，便在教會的小角樓上建立了一個小小的天文觀察站，並親自制作各種測量儀器，對各種天文現象及行星的變化位置進行了長期的觀察。哥白尼經過了長期的觀察和思考，寫下了天文學名著——《天體運行論》（De Revolutionibus Orbium Coelestium）。這本書可以說是「日心說」誕生的宣言書。哥白尼的「日心說」認為地球不是靜止不動的，它一邊繞地軸自轉，每晝夜自西向東自轉一周，一邊以一年為周期繞太陽公轉。在哥白尼的「日心說」中，太陽取代了地球成為中心的位置。
「日心說」與「地心說」之爭
「日心說」與基督教教會認可的「地心說」產生尖銳的對立。哥白尼害怕惹上麻煩，便在《天體運行論》的序言中，表示此書是獻給教皇保羅三世和迫切地表達了自己的處景。他表示「神聖的父親，我很能夠容易地想像到，某些人一旦聽到在我所寫的這本書關於宇宙中天球運轉的書中我賦予地球從某些運動，就會大嚷大叫，宣稱我和這種信念都應當立刻被革除掉。」哥白尼希望以此得到教皇的保護和理解，他寫道：「但是為了使受過教育和未受教育的人都相信我決不迴避任何人的批評，我願意把我的著作奉獻給陛下，而不是給別人任何人。甚至在我所生活的地球上最遙遠的一隅，由於您的教廷的崇高以及您對一切文化還有天文學的熱愛，您被推崇為至高無上的權威。因此您的威望和明斷可以輕而易舉地制止誹謗者的中傷，儘管正如俗話所說：『暗箭難防』。」
由於《天體運行論》的觀點和官方認可的「地心說」相左，因而大多出版商都不敢幫助出版，生怕得罪教會。有一位受哥白尼委托的教士，寫了一篇匿名序言，表示哥白尼在書中提出的理論，不一定是代表行星在宇宙中的真實運動，只是為了方便解決行星的運動和規律才作的假設，他寫道「可是如果這些人願意把事情仔細考察一番，他們就會發現本書作者並沒有做什麼可以橫加指責的事情。須知天文學家的職責就是通過精細和成熟的研究，闡明天體運動的歷史。因此他應當想像和設計出這些運動的原因，也就是關於它們的假設。因為他無論如何也不能得出真正的原因，他需要採用這樣或那樣的假設，才能從幾何學的原理出發，對將來以及對過去正確地計算出這些運動。」他繼續寫道「本書作者把這兩項任務都卓越地完成了。這些假設並非必須是真實的，甚至也不一定是可能的。與此相反，如果它們提供一種與觀測相符的計算方法，單憑這一點就夠好了。」
礙於當時的宗教勢力，《天體運行論》一書並沒有在成書後立刻出版，而是等到1543年，才公開發表。不過此時的哥白尼已經因為中風而當半身不遂。據說當他在彌留之際時，一本印好了的《天體運行論》送到他前面，他摸了一摸自己的畢生心血後，便在數個小時後離開人世。這本不朽的名著得到了眾多有識之士之捍衛和支持：義大利哲學家、數學家、詩人、天文學家和宗教家布魯諾被宗教裁判所判為「異端」並被燒死；哥白尼死後約七十年，伽利略因支持日心說而被教庭審訊、並遭到軟禁，《天體運行論》亦因而被教會宣佈為禁書。隨著眾多科學家的努力，哥白尼的「日心說」慢慢得到佐證，其後恩格斯在《自然辯證法》中對哥白尼作了以下的評價：他的思想衝擊了基督教神學的宇宙觀，有力地削弱了教權的權威，「從此科學便開始從神學中解放出來」。
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