尼古拉·哥白尼就生活在中世紀的歐洲。那時，基督教是維護封建統治的精神支柱。那時，人們對於宇宙的認識被禁錮在以“地心說”為中心的觀點中，地球居於宇宙中心的思想被賦予了特殊的宗教使命。
經過三十餘年的研究，哥白尼勇敢地向世界宣告了一個嶄新宇宙觀的誕生。他將地球推下了宇宙中心的寶座，真實地告訴了後人是行星圍繞太陽運行，而不是太陽、行星圍繞地球運行的事實。這種看似觀念上的小小“改動”，卻成為了整個科學思想史上一座偉大的豐碑。
確立誌向
哥白尼生活在文藝複興運動高漲的時期。文藝複興從意大利發源，它是發生在少數學者和藝術家之中的運動。目的是為了肯定人的價值，發展人的個性和才能。這是一場思想解放運動,迅速波及到了波蘭和歐洲的其他國家,內容也擴展到藝術、曆史、政治以及自然科學等領域。
哥白尼（1473～1543）所發動的天文學領域的革命則是整個近代自然科學革命中的第一階段。第一個奮起捍衛哥白尼“地動日心說”的是意大利學者喬爾丹諾·布魯諾。
1473年2月19日，哥白尼出生於波蘭維斯瓦河下遊托倫城一個富裕的家庭中。
他的童年可以分為截然不同的兩個階段：幸福的與不幸福的。在那段為時不長的幸福時光中，他與哥哥、姐姐們一直過著無憂無慮的生活。在父母的關愛下，哥白尼一天天長大。
1483年，在哥白尼10歲時，他的父親被瘟疫奪去了生命，沒多久，母親也去世了，家庭巨變使少年哥白尼失去了家庭的溫暖。哥白尼的兩個姐姐被姨媽撫養，而哥白尼與哥哥安傑伊則由舅舅撫養。
哥白尼的舅舅並不是一個普通人。他從克拉科夫大學畢業後，接著又在意大利的博洛尼亞獲得了法學博士學位。1489年成為瓦爾米亞地區受人尊敬的瓦茲洛德大主教。他不僅學識淵博，而且還是瓦爾米亞地區文藝複興運動的先驅者。
在舅舅家裏不久，哥白尼與安傑伊被舅舅送進了全波蘭最優秀的學校之一--海烏姆諾中學。
光陰似箭。一晃8年過去了，哥白尼已由一個天真稚嫩的孩子成長為一名胸懷大誌的青年。在舅舅身邊度過的時光為哥白尼日後的科學研究打下了堅實的基礎。
1491年秋天，剛滿18歲的哥白尼就以優異的成績邁進了位於波蘭首都的克拉科夫大學。
克拉科夫大學曆史悠久、文化氛圍濃厚，開設有法學、醫學、人文藝術、神學等專業，其中的數學和天文學等學科領先於世界。瓦茲洛德主教也從這所聞名遐邇的學府畢業，學校內有主教的老師與朋友。出於對外甥的關心，瓦茲洛德主教認為沒有哪所學校能比這裏更加適合了。
哥白尼兄弟倆的學習是完全沒有後顧之憂的，豐富的物質條件使他們能夠安心學習。同時，瓦茲洛德主教也為外甥們計劃好了一條前景平坦的人生之旅--他們將會成為波蘭王國最出色的神職人員或者醫生。
沒有想到的是，在克拉科夫的學習生涯對於哥白尼來說，卻是他成為一名流芳百世的天文學家的開始。
作為科學與藝術之都的克拉科夫，不僅吸引了無數大學生，也吸引了不少外國學者和各行業的知名人士。1471年，著名詩人卡裏瑪赫進入王宮任教，為王子們帶去了新的人文主義思想。瓦茲洛德主教也是他的摯友，所以他對哥白尼兄弟格外關心，卡裏瑪赫經常為他們兄弟倆灌輸意大利人文主義思想的精髓。
在克拉科夫大學任數學和天文學教授的沃伊切赫對哥白尼產生了很大的影響。這位導師無論在學識、道德或是信仰方麵都成為哥白尼的楷模。哥白尼積極參加有關天文學的各種學術討論會，並閱讀了大量古希臘時期的優秀典籍。從此，哥白尼對於天文學的學習和研究到了癡迷的地步，他決定選擇天文學作為終生的目標去奮鬥。
初露頭角
著名的托勒密宇宙體係是古天文學家托勒密建構的，在天文學中統治長達1300年之久。《至大論》是這個體係所推崇的全部思想。在書中，托勒密認為地球是處於宇宙的絕對中心的一個圓球形的天體，在它之外，以距離地球的遠近不同分別居住著月亮、水星、金星、太陽、火星、木星、土星、恒星與原動力天層（這就是托勒密設想的“九重天”）。在最外層的宇宙邊界原動力天層中，居住著無所不能的上帝，正是由於他的推動，各天層中的天體才能自西向東圍繞地球旋轉。
托勒密的宇宙體係不僅是對一種天體現象的闡述，同時也附會於人間的等級結構，越往高處越進入神聖美妙的境地。
另外，托勒密又為自己的體係中加入了“偏心圓”與“對稱點”的概念。這樣，本輪、均輪、偏心圓與對稱點便組成了托勒密天文學體係的基本骨架，並且以抽象的幾何圖形分別描述了每個天體的視運動。雖然這些在數學形式上可以暫時說得通，但要使理論與實際觀測到的各種複雜的天體現象相吻合，實在是既牽強又煩瑣。
作為天文學方麵最具權威的著作，哥白尼開始潛心研究《至大論》。這個理論對哥白尼的思想產生了很大影響，在後來的《天體運行論》中，哥白尼也並沒有完全舍棄其理論的基本骨架。
1493年，哥白尼與導師沃伊切赫利用“捕星器”、“三弧儀”等儀器成功地觀測了兩次月食和一次日食並作了詳細記錄。觀測之後，哥白尼開始對這長久以來主宰人們思想的理論體係產生懷疑。
四年的大學生涯即將結束，哥白尼向老師沃伊切赫表明了自己對托勒密這位大師的種種疑問。哥白尼和老師觀測到行星的不均勻運行，他認為這恰恰說明地球並不是中心，引起行星時遠時近的原因是因為它們在圍繞著另一個星體作運動。
新理論使卡裏瑪赫與沃伊切赫深感震驚，因為哥白尼對托勒密體係的挑戰不僅是一種天文學上的變革，而且也是同亞裏士多德物理學的一種決裂；不僅是一種宇宙圖像方麵的改變，而且也是對當時宗教情緒和精神生活方式的挑戰。麵對這個年輕人，兩位老師似乎都感覺到了一場科學風暴即將來臨。
1495年，哥白尼從克拉科夫大學畢業返回到舅舅身邊，弗龍堡大教堂神父會的候選名單上添上了哥白尼的名字。擔任神職人員對於哥白尼來說，最大的誘惑在於可以得到繼續學習與深造的機會。由於教會急需精通教會法的人才，所以，舅舅決定讓哥白尼到意大利學教會法律。
哥白尼於1496年終於來到了自己心儀已久的地方，文藝複興運動的發源地--意大利。
博洛尼亞大學這所歐洲最古老的名牌大學就坐落在這塊美麗浪漫的亞平寧半島上。它就像它所處的這座城市一樣，空氣自由、生機勃勃。入校後不久，哥白尼加入了在當時以人數最多、勢力最強著稱的“德意誌同鄉會”。
在博洛尼亞大學學習期間，哥白尼住在著名的天文學家、占星學家和文藝複興的領導人達·諾瓦拉家中。諾瓦拉不僅親自測量過南歐的一些城市緯度，他還發現了黃道逐漸變化的傾角。他堅信自己得出的事實，並懷疑托勒密體係；他信奉畢達哥拉斯的以簡單的幾何圖形或數字關係表述宇宙的原則而決非《至大論》中描述的那麼煩瑣的構成。
1497年3月9日，這天的夜晚星光燦爛。哥白尼與老師諾瓦拉在這不同尋常的夜晚，進行了一次被載入了天文學史冊的重要的星相觀測。在耐心的等待下，金牛座的一等明星“畢宿五”突然間消失了。但是遮擋它的並非月亮明亮的那部分，而是黑黑的陰影部分。
在整個觀測過程中，師生二人認真地對所看到的一切作了周密詳盡的記錄。通過相關數據演算，他們得出了這樣的結論:無論月亮距離地球遠近，在其虧缺或盈滿時，它的大小都無任何改變。而托勒密卻認為，上下弦的月亮離開地球的距離比滿月時縮短了1/2，也就是說，上下弦的月亮離地球近，滿月時離地球遠。可我們知道，平日看到的物體，距離越近，物體看起來越大。如果承認托勒密的理論是對的，那麼就隻能做這樣的解釋：上下弦月亮在靠近地球時，自身會變小（當月亮的直徑縮短1/2時，體積則要縮小至1/8），反之，滿月時體積又會變大。這樣的話，月亮每隔兩個星期就得改變自身的大小。今天看來，這簡直是個荒謬的結論！
哥白尼與老師得出的新的結果無疑將托勒密的月球理論推向了一個漏洞百出、搖搖欲墜的境地。很快，他們在天文學方麵的新發現就成為了學術界的頭號新聞。哥白尼的名字傳遍了整個意大利。
1500年，新的世紀來臨之時，哥白尼來到了古羅馬帝國的發源地，在此作了公開的數學演講。1501年夏季，經神父會同意，哥白尼來到了著名的帕多瓦大學留學。但神父會對哥白尼選擇學業方麵做了限製：必須研習醫學。帕多瓦的醫學與法學是當時歐洲最有名的。
在學習醫學的同時，哥白尼最為關注的依然是天文學。他專程拜訪了帕多瓦大學的著名天文學教授弗拉卡斯多羅。在這位知識淵博的學者的建議下，哥白尼開始重新拜讀古希臘及古羅馬的哲學著作和天文學論著。如今，長久以來占據哥白尼腦海的日心說理論在他的心中已初具輪廓。七年的留學生涯已經使哥白尼由一位學生逐漸成為一位優秀的青年學者。
地球的形狀與運動
哥白尼發現早在公元前5世紀末，畢達哥拉斯學派的費羅勞斯就已提出了與傳統說法背道而馳的“日心地動說”。其推測宇宙的中心是一團永不熄滅的火焰。地球、太陽、月亮一同在傾斜的軌道上繞著火焰運動。這是有史以來記載的有關地球運行的最早推測。200年後，繼承這一說法的又一位勇士阿利斯塔克明確地指出，太陽是宇宙的中心，地球圍繞著太陽運行。古人的思想與認識雖然僅局限於一種猜測與推論，但卻給了哥白尼巨大的啟迪。在前人的基礎理論上，哥白尼開始了漫長的探索。