十字軍東征給歐洲帶來了東方的文明。造紙、印刷術、指南針和火藥在歐洲的傳播，促進了歐洲科學和技術的革新。對東方富庶物質文化的追求，促進了東西方交通的發展。土耳其占領君士坦丁堡，切斷了東西方的交通聯係，—促使歐洲封建主尋找新航路的決心。新的精密星表的製定和指南針的應用，也使這種遠洋航行成為可能。對貿易利潤的追求和對海外殖民地的掠奪，成為他們遠航的主要目的。海外交通和貿易的開辟，又促進了商品經濟的發展和科學技術的改革。這不但促進了資本主義生產方式的出現，更重要的是引起了人們思想的解放。教會禁錮思想的鎖鏈逐漸被打碎了，人們的思想又回複到古希臘人那種追求科學真理的較為自由的狀態。
這是一個需要巨人而且產生巨人的時代。哥倫布發現新大陸和麥哲倫完成曆史性的環球旅行，使人們長期以來經過對天文現象的觀測和對人們居住大地的觀察所作出的地為球形的推理得到了具體的證實，它進一步鼓舞了人們用科學方法研究自然的信心。新航路、新大陸的發現和哥白尼在天文學上的革新等等，都是文藝複興（公元1440~1540年）時代的偉大創舉和發現。而伽利略在天文學上的新發現和開普勒、牛頓對天體運動規律的總結，使經典天文學建立起穩固的基礎。
哥白尼和他的日心體係
尼古拉.哥白尼（公元1473~1543年）是日心地動說的創立者，他開辟了經典天文學的道路，是近代天文學的奠基人。
哥白尼誕生於維斯拉河上托倫城的一個商人家庭，由舅父大主教瓦琴羅德撫養長大。18歲時，到波蘭首都的克拉科夫大學讀書。這所大學中的數學、天文學，在當時的―占有極為顯著的地位。15世紀後半期，該校有一位著名的數學、天文教授布魯楚斯基（公元1445~1497年），曾—托勒密體係的真實性。哥白尼在校學習時，有機會親自受到他的指導和影響。1497年，哥白尼到當時文藝複興時代的搖籃意大利學習。文藝複興的領導人之一、博洛尼亞大學的天文教授米尼科.達.諾瓦拉是對他最有影響的導師。哥白尼在學習期間，曾親自進行過觀測，並留下了觀測記錄。10年以後，哥白尼回到了波蘭，並定居在弗龍堡。他承擔一部分牧師的工作，但終身都把主要精力用於天文研究上。
哥白尼為了從事天文研究，曾自己製造了四分儀、三角儀及等高儀來測定天體的位置。他所居住的教堂頂層的平台，便成為他進行觀測的天文台。這就是後人通稱的哥白尼塔。
由於觀測的進步，托勒密的地心體係裏所使用的本輪不斷增加，至那個時代，必須使用80個左右的輪子，才能獲得和觀測比較相合的結果。這類小輪的數目是任意添加的。當時一些具有進步思想的哲學家和天文學家都對如此複雜的係統感到不滿。早在13世紀時，通曉天文的西班牙國王阿爾豐索就已感到這種係統的複雜，他曾開玩笑地說：“上帝創造世界的時候，要是向我征求意見的話，天上的秩序可能會安更好些。”就因為這句話，他被指控為異教徒，連王位也被革除了。早在克拉科夫讀書時，哥白尼對托勒密體係就產生了懷疑。他在意大利時，曾研究過大量的古希臘天文學著作，對畢達哥拉斯的治學精神和地球繞太陽轉動的猜測很是敬佩。從此，他便把解決天體運動的真實結構作為自己畢生的誌願。
哥白尼認為，托勒密體係的幾何圖形太複雜了，他相信宇宙結構一定能用一個簡單的圖形表示出來。他認真分析了托勒密體係中的行星運動，發現每個行星都有3種共同的周期運動，即周日旋轉、周年運動和相當於歲差的周期運動。如果把行星的這3種共同的運動看作是地球的自身運動，也即把行星的運動和地球的運動聯係起來，則各個天體的運動均表現出秩序和和諧，大多數本輪的假設就成為沒有必要，從而消除了托勒玫體係的複雜性。這樣，哥白尼就建立起一個新的宇宙體係：太陽居於宇宙的中心，靜止不動，包括地球在內的行星，都繞著太陽運轉。天體的周日旋轉，實際是地球自轉的反映，太陽在恒星間的周年運動，以及行星的順、逆、留等視位置的變化，則是地球與行星共同圍繞太陽公轉的合運動的結果。而歲差現象，則是由於地軸圍繞麵的緩慢移動造成的。
哥白尼日心地動的觀點，早在意大利學習時就已經形成了。大約在1515年前後，他就將自己日心體係的基本原理作了一個簡略的說明，以《短論》為題，抄送給當時的一些天文學者。因此，哥白尼的主要著作雖然發表較晚，但他的觀點早已在不同的國家中流傳。哥白尼的日心體係，並不是如古希臘的哲學家那樣所作的概略猜測，而是建立在紮實的科學基礎之上的。他用了“將近4個9年的時間”去測算、校核、修訂他的學說，作了詳細的論證，並把前人的大膽推測變為經過詳細探討的理論，使它日趨精密和完備。
1540年，哥白尼的唯一門徒雷提斯卡（公元1514~1576年）在征得哥白尼的同意以後，寫成《初談》一書，對哥白尼學說的主要精神作了概括性的介紹。這樣，就有了更多的人開始知道了他的新學說。1543年5月，哥白尼的主要著作正式出版了，那正是他臨終的前夕。
哥白尼的巨著《天體運行論》，由於擔心受到教會的迫害，所以遲遲沒有出版。當他臨終前不得不出版時，還在序言中寫明將此書獻給當時在位的比較開明的教皇保羅二世，企求得到他的庇護。但出版商為了使這本書能順利地發行，在未征得哥白尼同意的情況下，又假造了一篇序言，說書中的理論不一定代表行星在空間的真正運動，不過是為了編算星曆表、預推行星的位置而想出來的一種人為的假設。這一說法不符合哥白尼的本意，但在一個相當長的時期內卻瞞過了教會的注意，得以在社會上流傳。
《天體運行論》共分6卷。第一卷介紹太陽係運動的新理論。地球和其他行星繞太陽旋轉，一切天體都作圓周運動。恒星天球相對於行星運動的軌道來說要大得不成比例。它批判了地球中心說，並附有球麵三角學和數學定理。第二卷介紹了球麵天文學，並提供了星表和各種計算表格。第三卷討論年的長度和地球軌道的運動要素。介紹了歲差和黃赤交角減小的情況。第四卷提出月亮運動的理論和交食。第五卷詳細地討論了內外行星的運動。指出行星的不規則視運動可以用行星、地球同時繞太陽運動的會合運動來解釋。在討論中引用了自古以來的大量觀測結果，也包括了他自己的觀測。第六卷討論了行星軌道與黃道的交角問題。
因此，哥白尼的著作幾乎包括了那個時代的全部天文學。他差不多完全重新解決了天文學中的基本問題，並且第一次完全徹底地說明了許多觀測到的現象是由於地球自轉和公轉的結果。這樣，就大大地簡化了世界構造理論的數學艦。
哥白尼的日心地動說，不僅使行星的視運動從表麵上看來各種莫名其妙的運動狀態都得到了正確合理的解釋，而且也成功地說明了地心說無法說明的其他問題。例如，地心說無法解釋水星金星為什麼總是隻能在太陽周圍運動，而地動說則認為它們是距離太陽最近的行星，其軌道在地球軌道之內；外行星在地球軌道以外運動，所以沒有這種現象；行星視運動繞圈子的現象是地球周年運動的反映。
利用幾何學原理，哥白尼學說能相當準確地推算出各個行星到太陽的距離與地球軌道半徑的比值。行星亮度大幅度的周期變化，在地心說看來是完全不可理解的現象，但在日心說便很容易地得到科學的解釋。因此，由行星亮度的變化事實，也可以證明哥白尼學說的正確。
哥白尼還批駁了一些傳統的反對地動說的似是而非的觀點。反對地動說的人認為：運動著和旋轉著的地球必然⑽碎，在地表上空的飛鳥或雲彩必然會落到地球的後麵。但哥白尼肯定地說：由於地球的引力和等速運動，是不會產生散碎現象的；地球周圍懸浮著的東西，也都與地球一起運動。對於那些以看不到恒星視位置的變化而反對地動說的觀點，哥白尼肯定地指出，這樣的位移是存在的，隻是由於恒星的距離十分遙遠，觀察不到這種微小的位移就是了。
由於科學和時代的局限，哥白尼還不能突破行星作等速圓周運動的框框，隻能仍然保留少數本輪來解釋月亮、太陽等天體的不規則運動。在他的日心體係中，還保存著恒星天球的概念。這些問題將留待他的後繼者來完成。