第五章
阿利斯塔克
阿利斯塔克，生於公元前315年，死於公元前230年，薩摩斯人（愛琴海薩摩斯島）。古希臘第一個著名天文學家。
阿利斯塔克曾就學於雅典學園。他曾經提出了亞曆山大裏亞時期的最有獨創性的科學假說。他是曆史上最早提出日心說的人，也是最早測定太陽和月球對地球距離的近似比值的人。阿利斯塔克認為，地球每天在自己的軸上自轉，每年沿圓周軌道繞日一周，太陽和恒星都是不動的，而行星則以太陽為中心沿圓周運轉。這是古代最早的樸素日心說思想。
早在托勒密之前，就有人提出過地動的學說，最著名的一位就是阿利斯塔克。阿利斯塔克出生於愛琴海上的薩摩斯島。按照阿利斯塔克對宇宙的設想，天上的太陽和恒星是固定不動的，太陽在宇宙的中心，而地球則是圍繞著太陽的圓形軌道在運行。在他的那個時代，他的學說遭到了疑問和排斥，而且對恒星視差的觀測也沒有支持他地球在動的理論。
阿利斯塔克用數學精密地計算出太陽的半徑為地球的七倍(實際上是一百零七倍)，故宇宙中最大的物體是太陽而不是地球，因此認為太陽是不動的。地球和行星則以太陽為中心做圓周運動。地球每年繞太陽公轉一周，同時又每日自轉一周。太陽與地球的距離約是月亮與地球的十九倍。
阿利斯塔克的研究，開創了人類用科學的方法來研究天體的距離和大小的曆史；證明了天體並不是神秘莫測的，而是複合規律的實物；並且可以用科學的方法對它們進行研究。
阿利斯塔克開創了太陽、月亮與地球距離之比以及太陽、月亮、地球三者大小之比的測量，在留存至今的著作《論日月的大小和距離》中，求得日地距離為月地距離的18-20倍，太陽直徑為月球直徑的18-20倍以及為地球直徑的6-7倍。盡管這些結果與實際值相差甚遠，但他是第一個認識到太陽遠比地球大得多的人。他很可能因此邏輯地推論大的東西不能繞小的東西轉動，從而提出了古代的日心說：恒星和太陽靜止不動，地球和行星在以太陽為中心的不同圓軌道上繞太陽轉動，地球還每天繞軸自轉一周。
因此，恩格斯稱他為“古代的哥白尼”。這種方法應用了一千多年。他還提出過一種方法，測定月食時月球視直徑和地影直徑的比例，以確定月地距離。這個方法後為喜帕恰斯所采用。此外，他還開創了三角計算，導出了不等式。
阿利斯塔克所著《論日月大小和距離》一書流傳至今。在這一著作中，他應用幾何學知識在科學史上第一次試圖測量日、月和地球之間的距離。他設想在上、下弦，即月半圓時，日、月和地球應當形成一個直角三角形，通過測量日、月和地球距離的角距，就可以測算太陽和月亮的相對距離。他根據測得的角度87°，算出太陽與地球的距離是月亮與地球距離的19倍。他又根據日食情況，推得太陽直徑是月球直徑的19倍。他在月食時又計算了地球影子的寬度，得出地球直徑是月球直徑的3部。
阿利斯塔克認為，如果假設包括地球在內的行星都圍繞太陽旋轉，而恒星因為看上去不動而無限遙遠，那麼天體運動就非常容易理解。
阿利斯塔克的日心說經阿基米德的介紹，當時曾有一定的影響，但遭到了宗教勢力的反對。日心說思想在當時沒有為人們所接受。但是對於太陽和月亮的大小以及它們與地球間距離的測量工作，卻始終有人進行著。為了進行上述的測量，首先要測量地球的大小。這項工作最早是由昔蘭尼人埃拉托斯特尼進行的。尼西亞人希帕克也繼承了阿利斯塔克的測量工作，他所測得的結果要精確得多，和現代計算結果已很相近。
阿利斯塔克認為“恒星與太陽是不動的，地球沿一個圓周的周邊繞太陽運動，太陽則在軌道的中心”。但是有幾個問題他無法解釋，首先是和人們看到的太陽東升西落的常識相矛盾；其次如果地球運動，應該看到恒星的相對位置發生變化，但是當時的天文觀測精度還不能發現這個變化。
於是，就出現了兩條重大反對理由，甚至是以後的哥白尼也未能駁倒的兩條反對理由。第一條，是觀測不到恒星的周年誤差。這確實是事實，但要駁倒這條反對理由，隻有將恒星周年誤差觀測出來，而這要到十九世紀才由貝塞爾辦到。第二條反對理由用來反對地球自傳，認為如果地球自傳，則垂直上拋物體的落地點應該偏西，而事實上並不是如此。這也要等到十七世紀伽利略闡明相對性原理以及有了速度的向量合成之後才被駁倒。
阿利斯塔克一生中，以數學家而不是天文學家的身份聞名於世。但後人對他知之甚少，隻知道他曾求學於亞曆山大的呂克昂學府，古希臘哲學家亞裏士多德曾在這裏執教。他後來曾被古羅馬建築師和作家維特魯威稱為“在所有科學領域知識都非常淵博的人”。他還發明過半球形的日晷。阿利斯塔克的見解雖富於革命性，但走在時代的前麵太遠了，無法得到一般人的承認。在他的時代，他的學說並沒有多少支持者。隻有巴比倫人塞琉西亞的塞琉古鍾情於這一地動學說，並試圖證明他，但沒有成功。
他隻有一本著作流傳下來：《太陽和月球的大小與距離》。可這本書沒有提及他的太陽中心論。後人之所以知道該理論，是來自於阿基米德著作中的一條評論。哥白尼也知道阿利斯塔克，他在劃時代的著作《天體運行論》的手稿中稱讚了阿利斯塔克。然而，當這本書於1514年出版時，所有關於這位有遠見的希臘人的論述都被刪掉了。
阿利斯塔克提出了可能是亞曆山大裏亞時期最有獨創性的科學假說。他的學說在當時很有名，根據普路塔克的記載，斯多噶派哲學的領袖克利安西曾經說過應當控訴阿利斯塔克褻瀆神聖之罪。為紀念阿利斯塔克的功績，一座月麵環行山，以他名字命名。
阿利斯塔克在極度的困難當中，一直都沒有放棄自己對日心說的堅持。正是如此，伽利略曾特別地讚揚阿利斯塔克的這種精神。並且，正是由於阿利斯塔克的這種大膽的幻想和研究，才為日後哥白尼的革命打下了基礎。
哥白尼
尼古拉·哥白尼（1473年～1543年）是波蘭天文學家，也是第一位提出太陽為中心——日心說的歐洲天文學家，一般認為他著的《天體運行論》是現代天文學的起步。
哥白尼1473年2月19日出生於波蘭維斯杜拉河畔的托倫市的一個富裕家庭。18歲時就讀於波蘭舊都的克萊考大學，學習醫學期間對天文學產生了興趣。
1496年，23歲的哥白尼來到文藝複興的策源地意大利，在博洛尼亞大學和帕多瓦大學攻讀法律、醫學和神學，博洛尼亞大學的天文學家徳·諾瓦拉（1454～1540）對哥白尼影響極大，在他那裏，哥白尼學到了天文觀測技術以及希臘的天文學理論。
後來，在費拉拉大學獲宗教法博士學位。作為一名醫生，哥白尼由於醫術高明而被人們譽名為“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。他並不是一位職業天文學家，他的成名巨著是在業餘時間完成的。
在意大利期間，哥白尼就熟悉了希臘哲學家阿裏斯塔克斯（前三世紀）的學說，確信地球和其它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》。
哥白尼在《天體運行論》中觀測計算所得數值的精確度是驚人的。例如，他得到恒星年的時間為365天6小時9分40秒，比現在的精確值約多30秒，誤差隻有百萬分之一；他得到的月亮到地球的平均距離是地球半徑的6030倍，和現在的6027倍相比，誤差隻有萬分之五。
1533年，60歲的哥白尼在羅馬做了一係列的講演，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日去世的那一天才收到出版商寄來的一部他寫的書。
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。
十五、六世紀的歐洲，正是從封建社會向資本主義社會轉變的關鍵時期，在這一二百年間，社會發生了巨大的變化。14世紀以前的歐洲，到處是四分五裂的小城邦。後來，隨著城市工商業的興起，特別是采礦和冶金業的發展，湧現了許多新興的大城市，小城邦有了聯合起來組成國家的趨勢。
到15世紀末葉，在許多國家裏都出現了基本上是中央集權的君主政體。當時的波蘭不僅有像克拉科夫、波茲南這樣的大城市，也有許多手工業興盛的城市。1526年歸並於波蘭的華沙已成為一個重要的商業、政治、文化和地理的中心，在16世紀末成了波蘭國家的首都。
當時，歐洲是“政教合一”，羅馬教廷控製了許多國家，聖經被宣布為至高無上的真理，凡是違背聖經的學說，都被斥為“異端邪說”，凡是反對神權統治的人，都被處以火刑。新興的資產階級為自己的生存和發展，掀起了一場反對封建製度和教會迷信思想的鬥爭，出現了人文主義的思潮。他們使用的戰鬥武器，就是未被神學染汙的古希臘的哲學、科學和文藝。這就是震撼歐洲的文藝複興運動。文藝複興首先發生於意大利，很快就擴大到波蘭及歐洲其它國家。
與此同時，商業的活躍也促進了對外貿易的發展。在“黃金”這個符咒的驅使下，許多歐洲冒險者遠航非洲、印度及整個遠東地區。遠洋航行需要豐富的天文和地理知識，從實際中積累起來的觀測資料，使人們感到當時流行的“地靜天動”的宇宙學說值得懷疑，這就要求人們進一步去探索宇宙的秘密，從而推進了天文學和地理學的發展。
1492年，意大利著名的航海家哥倫布發現新大陸，麥哲倫和他的同伴繞地球一周，證明地球是圓形的，使人們開始真正認識地球。
在教會嚴密控製下的中世紀，也發生過轟轟烈烈的宗教革命。因為天主教的很多教義不符合聖經的教誨，而加入了太多教皇的個人意誌以及各類神學家的自身成果，所以很多信徒開始質疑天主教的教義和組織，發起回歸聖經的行動來。
捷克的愛國主義者、布拉格大學校長揚·胡斯（1369～1415年）在君士坦丁堡的宗教會議上，公開譴責德意誌封建主與天主教會對捷克的壓迫和剝削。他雖然被反動教會處以火刑，但他的革命活動在社會上引起了強烈的反應。捷克農民在胡斯黨人的旗幟下舉行起義，這次運動也波及波蘭。