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尼古拉·哥白尼1473年2月19日出生于波兰（Kingdom of Poland）维斯瓦河畔的托伦市（city of Toruń）的一个富裕家庭。
18岁时就读于波兰旧都的克拉科夫大学（Kraków University），学习医学期间对天文学产生了兴趣。
1496年，23岁的哥白尼来到文艺复兴的策源地意大利，在博洛尼亚大学和帕多瓦大学（Bologna University， University of Padua）攻读法律、医学和神学，博洛尼亚大学的天文学家徳·诺瓦拉（de Novara，1454 -1540）对哥白尼影响极大，在他那里哥白尼学到了天文观测技术以及希腊的天文学理论。
他40岁时提出了“日心说”（the heliocentric theory）。后来在费拉拉大学（University of Ferrara）获宗教法博士学位。哥白尼作为一名医生，由于医术高明而被人们誉名为“神医”。
哥白尼成年的大部分时间是在费劳恩译格大教堂任职当一名教士。哥白尼并不是一位职业天文学家，他的成名巨著是在业余时间完成的。
在那个“科学成了神学的婢女”的年代，许多学说都被歪曲和阉割了，被用来为封建统治服务。在中世纪的欧洲，很少有人了解古代科学典籍的真实内容。这时，科学工作者的一个重要课科，就是发掘古代的文化遗产。
古希腊的大天文学家托勒密，在公元二世纪时，总结了前人在400年间观测的成果，写成 《天文集》（即《至大论》）一书，提出“地球是宇宙中心”的学说。这个学说一直为人们所接受，流传了1400多年。
托勒密认为，地球静止不动地坐镇宇宙的中心，所有的天体，包括太阳在内，都围绕地球运转。但是，人们在观测中，发现天体的运行有一种忽前忽后、时快时慢的现象。为了解释忽前忽后的现象，托勒密说，环绕地球作均衡运动的，并不是天体本身，而是天体运动的圆轮中心。他把环绕地球的圆轮叫做“均轮”，较小的圆轮叫做“本轮”。为了解释时快时慢的现象，他又在主要的“本轮”之外，增加一些辅助的“本轮”，还采用了“虚轮”的说法，这样就可以使“本轮”中心的不均衡的运动，从“虚轮”的中心看来仿佛是“均衡”的。托勒密就这样对古代的观测资料作出了很精妙的解释，但是偏离了实际。
在以后的许多世纪里，大量的观测资料累积起来了，只用托勒密的“本轮”不足以解释天体的运行，这就需要增添数量越来越多的“本轮”。后代的学者致力于这种“修补”工作，使托勒密的体系变得越来越复杂，每个行星需要不止一个本轮，总数达80个以上的“轮上轮”，并且还要引入“偏心点”和“偏心等距点”等复杂概念。这就使它缺少简洁性，而简洁性正是科学家们所追求的。对天文学的研究也就一直停留在这个水平上。
“地球是宇宙的中心”的说法，正好是“神学家的天空”的基础。中世纪的神学家吹捧托勒密的结论，却隐瞒了托勒密的方法论：托勒密建立了天才的数学理论，企图凭人类的智慧，用观测、演算和推理的方法，去发现天体运行的原因和规律，这正是托勒密学说中富有生命力的部分。因此，尽管托勒密的“地球中心学说”和神学家的宇宙观不谋而合，但是两者是有本质区别的：一个是科学上的错误结论，可以予以纠正；一个是愚弄人类、妄图使封建统治万古不变的弥天大谎。哥白尼对此作出正确的评价，他说：“应该把自己的箭射向托勒密的同一个方向，只是弓和箭的质料要和他完全两样。”
哥白尼曾十分勤奋地钻研过托勒密的著作。他看出了托勒密的错误结论和科学方法之间的矛盾。哥白尼正是发现了托勒密的错误的根源，才找到了真理。
哥白尼认识到，天文学的发展道路，不应该继续“修补”托勒密的旧学说，而是要发现宇宙结构的新学说。他打过一个比方：那些站在托勒密立场上的学者，从事个别的、孤立的观测，拼凑些大小重叠的“本轮”来解释宇宙的现象，就好像有人东找西寻地捡来四肢和头颅，把它们描绘下来，结果并不像人，却像个怪物。
哥白尼早在克拉科夫大学读书时，就开始考虑地球的运转的问题。他在后来写成《天体运行论》的序言里说过，前人有权虚构圆轮来解释星空的现象，他也有权尝试发现一种比圆轮更为妥当的方法，来解释天体的运行。
哥白尼观测天体的目的和过去的学者相反。他不是强迫宇宙现象服从“地球中心”学说。哥白尼有一句名言：“现象引导天文学家。”他正是要让宇宙现象来解答他所提出的问题，要让观测到的现象证实一个新创立的学说——“太阳中心”学说。他这种目标明确的观测，终于促成了天文学的彻底变革。
哥白尼的观测工作在克拉科夫大学时就有了良好的开端。他曾利用著名的占星家玛尔卿·布利查（约1433～1493年）赠送给学校的“捕星器”和“三弧仪”观测过月食，研究过浩翰无边的星空。
哥白尼在克拉科夫大学学习三年就停了学，而到意大利去学习“教会法”了。这是他舅父务卡施的主意。因为当时盘踞在波兰以北的十字骑士团经常侵犯边境，为非作歹，而和他们作斗争，就必须有人精通“教会法”。哥白尼认为抗击十字骑士团是义不容辞的责任。他说：“没有任何义务比得上对祖国的义务那么庄严，为了祖国而献出生命也在所不惜。”他同意了务卡施的建议。为了取得出国的路费和长期留学的生活费用，他再次接受他舅父的安排，决定一辈子担任教会的职务。
1496年秋天，哥白尼披上僧袍，动身到意大利去了。他在意大利北部的波伦亚大学学习“教会法”，同时努力钻研天文学。在这里，他结识了当时知名的天文学家多米尼克·玛利亚，同他一起研究月球理论。他开始用实际观测来揭露托勒密学说和客观现象之间的矛盾。他发现托勒密对月球运行的解释，正像雷吉蒙腾所指出的那样，一定会得出一个荒谬的结论：月亮的体积时而膨胀时而收缩，满月是膨胀的结果，新月是收缩的结果。
1497年3月9日，哥白尼和玛利亚一起进行了一次著名的观测。那天晚上，夜色清朗，繁星闪烁，一弯新月浮游太空。他们站在圣约瑟夫教堂的塔楼上，观测“金牛座”的亮星“毕宿五”，看它怎样被逐渐移近的娥眉月所掩没。当“毕宿五”和月亮相接而还有一些缝隙的时候，“毕宿五”很快就隐没起来了。他们精确地测定了“毕宿五”隐没的时间，计算出确凿不移的数据，证明那一些缝隙都是月亮亏食的部分，“毕宿五”是被月亮本身的阴影所掩没的，月球的体积并没有缩小，哥白尼把托勒密的地心说打开了一个缺口。
1500年，哥白尼由于经济困难，到罗马去担任数学教师。第二年夏天，哥白尼回国，后因取得教会的资助，秋天又到意大利的帕都亚学医。
1503年，哥白尼在法腊罗大学取得教会法博士的学位。
这时，哥白尼还努力研读古代的典籍，目的是为“太阳中心学说”寻求参考资料。他几乎读遍了能够弄到手的各种文献。后来他写道：“我愈是在自己的工作中寻求帮助，就愈是把时间花在那些创立这门学科的人身上。我愿意把我的发现和他们的发现结成一个整体。”他在钻研古代典籍的时候，曾抄下这样一些大胆的见解：
“天空、太阳、月亮、星星以及天上所有的东西都站着不动，除了地球以外，宇宙间没有什么东西在动。地球以巨大的速度绕轴旋转，这就引起一种感觉，仿佛地球静止不动，而天空却在转动。”
“大部分学者都认为地球静止不动，费罗窝斯和毕达哥拉斯却叫它围绕一堆火旋转。”
“在行星的中心站着巨大而威严的太阳，它不但是时间的主宰，不但是地球的主宰，而且是群星和天空的主宰。”
这些古代学者的卓越见解，在当时被认为是“离经叛道”的，对哥白尼来说，却好比是夜航中的灯塔，照亮了他前进的方向。
1506年，哥白尼结束了在意大利十年留学的生活，动身回国。
在意大利期间，哥白尼就熟悉了希腊哲学家阿里斯塔克斯（公元前三世纪）的学说，确信地球和其他行星都围绕太阳运转这个日心说是正确的。他大约在40岁时开始在朋友中散发一份简短的手稿，初步阐述了他自己有关日心说的看法。哥白尼经过长2年的观察和计算终于完成了他的伟大著作《天体运行论》。他在《天体运行论》（De revolutionibus orbium coelestium）中观测计算所得数值的精确度是惊人的。例如，他得到恒星年的时间为365天6小时9分40秒，精确值约多30秒，误差只有百万分之一；他得到的月亮到地球的平均距离是地球半径的60.30倍，和60.27倍相比，误差只有万分之五。1533年，60岁的哥白尼在罗马做了一系列的讲演，提出了他的学说的要点，并未遭到教皇的反对。但是他却害怕教会会反对，甚至在他的书完稿后，还是迟迟不敢发表。直到在他临近古稀之年才终于决定将它出版。
1543年5月24日，垂危的哥白尼在病榻上才收到出版商从纽伦堡寄来的《天体运行论》样书，他只摸了摸书的封面，便与世长辞了!
哥白尼的学说是人类对宇宙认识的革命，它使人们的整个世界观都发生了重大变化。但是在估价哥白尼的影响时，还应该注意到，天文学的应用范围不如物理学、化学和生物学那样广泛。从理论上来讲，人们即使对哥白尼学说的知识和应用一窍不通，也会造出电视机、汽车和现代化学厂之类的东西，不应用法拉第、麦克斯韦、拉瓦锡和牛顿的学说则是不可想象的。
仅仅考虑哥白尼学说对技术的影响就会完全忽略它的真正意义。哥白尼的书对伽利略和开普勒的工作是一个不可缺少的序幕。他俩又成了牛顿的主要前辈。是这两者的发现才使牛顿有能力确定运动定律和万有引力定律。
从历史的角度来看，《天体运行论》是当代天文学的起点──当然也是现代科学的起点。
哥白尼的“日心说”发表之前，“地心说”在中世纪的欧洲一直居于统治地位。自古以来，人类就对宇宙的结构不断地进行着思考，早在古希腊时代就有哲学家提出了地球在运动的主张，只是当时缺乏依据，因此没有得到人们的认可。
在古代欧洲，亚里士多德和托勒密主张“地心说”，认为地球是静止不动的，其他的星体都围着地球这一宇宙中心旋转。这个学说的提出与基督教《圣经》中关于天堂、人间、地狱的说法刚好互相吻合，处于统治地位的教廷便竭力支持地心学说，把“地心说”和上帝创造世界融为一体。因而“地心学”说被教会奉为和《圣经》一样的经典，长期居于统治地位。 随着事物的不断发展，天文观测的精确度渐渐提高，人们逐渐发现了地心学说的破绽。到文艺复兴运动时期，人们发现托勒密所提出的均轮和本轮的数目竟多达八十个左右，这显然是不合理、不科学的。人们期待着能有一种科学的天体系统取代地心说。在这种历史背景下，哥白尼的日心说应运而生了。
约在1515年前，哥白尼为阐述自己关于天体运动学说的基本思想撰写了篇题为《浅说》的论文，他认为天体运动必须满足以下七点： 不存在一个所有天体轨道或天体的共同的中心；地球只是引力中心和月球轨道的中心，并不是宇宙的中心；所有天体都绕太阳运转，宇宙的中心在太阳附近；地球到太阳的距离同天穹高度之比是微不足道的；在天空中看到的任何运动，都是地球运动引起的；在空中看到的太阳运动的一切现象，都不是它本身运动产生的，而是地球运动引起的，地球同时进行着几种运动；人们看到的行星向前和向后运动，是由于地球运动引起的。地球的运动足以解释人们在空中见到的各种现象了。
此外，哥白尼还描述了太阳、月球、三颗外行星（土星、木星和火星）和两颗内行星（金星、水星）的视运动。书中，哥白尼批判了托勒密的理论。科学地阐明了天体运行的现象，推翻了长期以来居于统治地位的地心说，并从根本上否定了基督教关于上帝创造一切的谬论，从而实现了天文学中的根本变革。 他正确地论述了地球绕其轴心运转、月亮绕地球运转、地球和其他所有行星都绕太阳运转的事实。他也和前人一样严重低估了太阳系的规模。他认为星体运行的轨道是一系列的同心圆，这当然是错误的。他的学说里的数学运算很复杂也很不准确。他的书立即引起了极大的关注，驱使一些其他天文学家对行星运动作更为准确的观察，其中最著名的是丹麦伟大的天文学家泰寿·勃莱荷，开普勒就是根据泰寿积累的观察资料，最终推导出了星体运行的正确规律。
这是一个前所未闻的开创新纪元的学说，对于千百年来学界奉为定论的托勒密地球中心说无疑是当头一棒。
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密的“九重天”，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，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，故哥白尼的宇宙体系，仍然包含着不动的中心天体。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，它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，而且开创了一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。
哥白尼在一个秋雨绵绵的日子离开意大利。当时天空出现了彗星断天的异象，广大地区瘟疫流行。正在这时，罗马教皇亚历山大又误喝了谋害别人的毒酒而丧命。意大利教会就趁机提出种种“警告”，招摇撞骗，愚弄人民。当哥白尼回到波兰时，天空出现另一个罕见的星象，教会也在大肆活动，闹得首都克拉科夫乌烟瘴气。
原来，教会宣告天空将连续出现四次土星和木星“会合”的异象，说这是上天对世人的一个严重警告。世上将出现一个冒牌的先知，洪水和瘟疫将接连而来，并将引起社会骚乱和国家崩溃。这种种谣言闹得人心不安，有钱的人拚命寻欢作乐，希望摆脱对于未来的恐惧；穷苦的老百姓为了向教会购买“赎罪符”，更是弄得倾家荡产，难以活命。天空一向是教会敲诈勒索的摇钱树，他们把“天堂中的位置”装在自己的钱包里，大量兜售“赎罪符”，搜括民财。当时波兰赫赫有名的宗教裁判官铁哲尔就说过，向他孝敬钱财的人可以消灾免祸，连死去的人也可以赎洗罪孽。他的口头禅是：“银钱投入圣柜，灵魂升入天堂！”
这时，哥白尼和他的朋友们也在克拉科夫研究两星“会合”的问题。哥白尼发现教会的说法包含数据的错误，显然是妖言惑众。于是，他和朋友们决定各自在不同的地区进行观测，以便一起来揭发教会的邪招。
当第四次“会合”发生的时候，哥白尼正在赫尔斯堡他舅父务卡施的主教官邸，主持与十字骑士团的斗争，虽然政务繁忙，哥白尼仍然坚持观测星象。
观测的结果证实了哥白尼的预见。“会合”的日期，和教会所说的不符，而和哥白尼的推算却是相符的——它提前了一个多月。哥白尼的朋友们也观测到同一个星象。
在赫尔斯堡，由于朋友们不断催促，哥白尼把他的“太阳中心学说”写出了一个提纲，取了一个朴素的名字，叫《试论天体运行的假设》，抄送给他的几个心腹朋友。他宣布：“所有的天体都围绕着太阳运转，太阳附近就是宇宙中心的所在。地球也和别的行星一样绕着圆周运转。它一昼夜绕地轴自转一周，一年绕太阳公转一周……。”
哥白尼所宣布的是一个巨大的学说体系的轮廓，它在参加聚会的朋友中间引起了许多争论。哥白尼对许多疑问都作了解答。在结束辩论的时候，他引用了古罗马大诗人西塞罗的话：“没有什么东西赶得上宇宙的完整，赶得上德行的纯洁。”他用这句话表明了一具信念，那就是：宇宙是完整的、对称的、和谐的，是具有可以理解的规律和秩序的。
《试论天体运行的假设》是哥白尼学说的第一块基石，但要在这块基石上建立起宏伟的理论大厦，还需要做许多准备工作。
1512年，务卡施病死，哥白尼离开了赫尔斯堡，迁居到教区大教堂所在寺的弗隆堡。弗隆堡濒临波罗的海，是个小小的渔港。哥白尼在弗隆堡定居以后，就买下城堡的一座箭楼。这座箭楼本来是作战用的，三角形的楼顶向前倾侧，几乎伸到围墙的外边。楼顶的最上层有三个窗口，那里是哥白尼的工作室。下面两层是卧房，各有一个射击用的枪眼。从最上层的窗口可以向四面八方观测天象。遇到楼顶妨碍观测的时候，外边的露台就成了他的观测台。他在这里一直住到去世。
这时，哥白尼已将他未来的著作取名为 《运行》。在他看来，运动才是生命的真谛——运动存在于万物之中，上达天空，下至深海。没有什么东西是静止的，一切东西都在生长、变化、消失，千秋万代继续不停。《运行》这一著作，就是要揭示大自然这一最本质的秘密。哥白尼的这一观点，肯定了客观世界的存在和它的规律性，闪耀着朴素的唯物主义哲学的光辉。
哥白尼对地球的形状，曾多次作过间接的观测。早在1500年11月6日，他就在罗马近郊的一个高岗上观测月食，研究地球投射在月球表面的弧状阴影，从而证实了亚里士多德关于地球呈球状的论断。在定居弗隆堡时，他曾多次站在波罗的海岸边观察帆船。有一次，哥白尼请求一艘帆船在桅顶绑上一个闪光的物体，他站在岸边看着这艘帆船慢慢驶运。他描写这次观察的情况说：“随着帆船的远去，那个闪光的物体逐渐降落，最后完全隐没，好像太阳下山一样。”这次观察使他得出一个结论：“就连海面也是圆形的。”
在阴湿多雾的波罗的海的岸边，逢到严寒的冬夜，天空没有云影，星星在蓝天闪烁着耀眼的寒光，哥白尼总是利用这种难得的机会，穿上皮袄，束紧风帽，把仪器搬到箭楼的露台上，进行通宵达旦的观测。他所用的仪器都是自己动手做的，一共有三种。测量行星距离的“三弧仪”，是用枞树杆削成的，用墨水划上刻度，照准器也是雕出来的。测量月球和行星位置的“捕星器”，它是用六根树条绕成圆圈做成的。测定太阳中天时高度的“象限仪”，它是一块很大的正方形木板，右上角装着带刻度的木环，搁架上有个“水准仪”，其实只是一个盛了水的玻璃管。观测日食本来要在水里观测倒影，为了减少提水上箭楼的麻烦，他打破常规，改用一块带孔眼的护窗板把日影映到墙上。哥白尼就是利用这些简陋的设备，在弗隆堡前后进行了有纪录可查的50多次观测，其中包括日食、月食、火星、金星、木星和土星的方位等等。这些观测在望远镜发明以前能做得那么精确，这是很不容易的，难怪后来许多杰出的天文学家都非常钦佩。
1516年秋天，盘踞在波兰以北的十字骑士团，屡次进犯边境。教会借重哥白尼的声望和才学，派他担任俄尔斯丁教产总管，去对付大军压境的强敌。
就在那烽火连天的岁月里，哥白尼开始撰写他的不朽著作——《运行》。他在俄尔斯丁城堡的哨塔上布置了一个简单的观测台，并随身带去一些必要的资料。当时整部著作的内容已有个轮廓了，全书计划写成八卷（出版时是六卷）。第一卷已经动笔了，进展很慢，这是因为大敌当前，哥白尼必须全力以赴地对付敌人的挑衅和骚扰。
1519年秋天，哥白尼辞去教产总管的职务，又回到弗隆堡，用他的全部精力来撰写 《运行》。但是，战争的风暴很快席卷到这里，弗隆堡陷入十字骑士团的重围之中。敌人烧杀虏掠，断绝粮草，企图迫使守军投降。这时，教堂的神父都逃跑了，有的甚至叛国投敌。但哥白尼仍旧留在城中，同居民一起支援守军作战。他们还修筑运河，兴修水利，哥白尼设计修建的水闸和水磨，在当时对支持战争和繁荣经济是具有重大意义的。
第二年秋天，哥白尼再度担任俄尔斯丁教产总管。这时十字骑士团已经侵占了附近的许多城堡，直逼俄尔斯丁。哥白尼把由他保管的钱财全部拿出来支援作战，并亲自部署防务，登城督战。十字骑士团用燃烧弹攻城，哥白尼叫人用浸湿的皮子去捂灭敌人的燃烧弹。经过五天五夜的激烈战斗，城市依然屹立着。十字骑士团大公霍亨仑恼羞成怒，特地派人到弗隆堡去，把他的藏书、手稿和仪器一把火烧光。哥白尼始终坚守城堡，霍亨仑无可奈何，只好撤军，同意休战。战后，波兰国王齐格蒙特论功行赏，委派哥白尼为俄尔斯丁的行政长官。
1525年秋天，哥白尼写作《运行》的工作，才在弗隆堡全力展开。这时，哥白尼的箭楼上来了一个女管家，名叫安娜。安娜出身名门，性情娴淑，衷心爱慕哥白尼，毅然抛弃世俗的成见，和被教会剥夺了结婚权利的哥白尼同居。哥白尼在安娜的帮助和照顾下，书桌上的手稿迅速地一叠叠地增加起来了。
第一卷
鸟瞰式地介绍了宇宙的结构。在论证的开始，哥白尼列举了许多观测资料来证明地球是圆形的。接着他指出了地球呈圆状的理由。他说：“所有的物体都倾向于将自己凝聚成为这种球状，正如同一滴水或一滴其他的流体一样，总是极力将自己形成一个独立的整体。”“物体呈球状的原因在于它的重量，即在于物体的微粒或者说原子的一种自然倾向，要把自己凝聚成一个整体，并收缩成球状。”他对这个问题的解答，给一百多年以后牛顿发现万有引力开辟了道路。
关于原子他还写了这样一段：“所谓原子是最细微的、不能再分割的微粒，它们重叠地或是成倍地相聚在一起，由于它们看不见，并不立即形成看得见的物体；可是它们的数量可以增加到这种程度，足够累积到可以看见的大小。”这一段话是针对唯心主义者的论调而说的，他们借口“原子无法看见”而抹煞原子的存在。在唯心主义者的唆使下，这一段话在《运行》出版时被删去了；在以后300年间的三中版本里都不见一个。
第二卷
介绍了有关的数学原理，其中平面三角和球面三角的演算方法都是哥白尼首创的。这里陈述了三角形的规则，即从三角形的已知某些边和角去推算其他边和角的规则。这包括了三边是直线的平面三角形和三边是球面上圆弧作成的球面三角形。
第三卷
用数学描述地球的运动，是恒星表。
第四卷
介绍地球的绕轴运行和周年运行。
第五卷
论述了地球的卫星——月球。哥白尼非常重视研究月球，特别是月食。他认为在月食的时候，人们可以从月球、地球和太阳的相对位置，得到关于宇宙的真实结构的暗示。“当宇宙别的部份都是澄明的和充满日光的时候，所谓黑夜就不是什么别的东西，而只是地球本身的阴影。这个阴影形成一个圆椎形，尾端尖削。月亮一接触到这个阴影，就会失去光泽，而当它出现在阴影正中央时，它的位置正好和太阳相对。”
第六卷
他的最后一卷准备写关于行星运行的理论。
《运行》的不朽的贡献，在于它根据相对运动的原理，解释了行星运行的视运动。在哥白尼以前，这一原理从来没有被人这样详尽地阐述过，也没有人从这一原理得出过这样重要的结论。
哥白尼对这个问题是这样说：“所有被我们观测的物体的位置变动，不是由于被观测的物体的运动所引起，就是由于观测者的运动，或由于物体和人的不一致的变动所引起的。”既然地球是我们在它的移动中进行观测的基地，那么我们观测到的天空中的运动，例如太阳的运动，就可能是一种表面的运动，是一种由于地球本身的运动所引起的幻觉，而其他天体的运动，就可能是那个天体以及地球的不一致的运动所引起的结果。因此，如果承认‘地球从西向东地自转’，显然会觉得好像是太阳、月亮、和星辰在升起和降落。”
“事情正是像维吉里乌斯所阐明的，”哥白尼写道，“他让伊尼斯说：我们驶出港埠，而陆地和城市却在后退’。因为船只驶过风平浪静的海面时，所有外界的东西，在船上的人看来，正好像它们在按照船只的运动移动着，只是方向相反——他们觉得，他们自己和身边的东西都留在原处。这同一情况毫无疑问可能出现在地球运动的现象中，并引起整个宇宙都在旋转的印象。”
哥白尼还论证说：“地球虽是一个巨大的球体，但比起宇宙来却微不足道。”他注意到地平线把天球剖分为均匀的两半，曾利用这一现象来证实宇宙是无限的这个论断。“根据这一论断，可见宇宙跟地球相比是无法测度的，它是一个无边无际的庞然大物。”哥白尼还认为太阳是行星中相对不动的中心。
哥白尼的功绩在于：他用科学的太阳中心说，推翻了在天文学上统治了几千年的地球中心说。这是天文学上一次重大的革命，引起了人类宇宙观的革新。
哥白尼在1506～1515年间已经写成“太阳中心学说”的提纲——《试论天体运行的假设》，可是《运行》一书却直到1543年他临终时才出版。他在《运行》一书的“序言”里提到这种情况时说：“在漫长的岁月里，我曾经迟疑不决。”
哥白尼对于这本著作的出版，为什么要“迟疑不决”呢？原因就在于他害怕教会对这一新兴科学理论的迫害。
早在哥白尼旅居意大利的时候，教皇亚历山大六世就重新颂布圣谕，禁止印行未经教会审查的书籍，可疑的书籍一律焚毁。
1506年哥白尼从意大利归国时，就亲眼看到宗教裁判官对胡斯分子的血腥镇压，许多密谋聚会的人都被抓起来活活烧死。在哥白尼的一生里，波兰国境内至少进行过300次以上的宗教裁判活动。哥白尼也经常受到威胁和迫害，在他担任弗隆堡大教堂修士的瓦尔米亚教区，他舅父务卡施大主教死后，几个继任的大主教都三令五申地“查禁邪教”并对修士们严加监视。他们认为哥白尼是个“叛教者”，直到他临终时，身边还有上司所布置的密探和奸细。
主使迫害哥白尼的，是波兹南宗教裁判官堆霍兹乌施，他是一个焚书的狂徒，后来升任波兰大主教。他连哥白尼的亲戚朋友都看成眼中钉，恣意迫害，其中包括修士亚历山大·斯古尔捷特和女管家安娜。
斯古尔捷特虽是个修士，却信奉无神论，自己不做圣功，别人做圣功他还嘲笑。他对哥白尼十分钦佩，两人很快就成为知己。这就引起霍兹乌施和新任主教扬·丹提谢克的猜忌。丹提谢克是个很阴险的家伙，他看出如果《运行》出版，他所维护的神学殿堂就会土崩瓦解。于是，丹提谢克开始向哥白尼步步进逼。他首先要哥白尼和斯古尔捷特断绝往来遭到哥白尼的严词拒绝。斯古尔捷特后来遭到罗马教廷拘捕。
不久，丹提谢克又根据弗隆堡教长的告密，强迫哥白尼和安娜脱离关系。哥白尼和安娜同居已近十年，感情很深。哥白尼向丹提谢克这个无理的要求提出抗议，丹提谢克胡说安娜已使哥白尼“失魂落魄”，为了他的“灵魂得救”，他勒令安娜立即迁出弗隆堡。哥白尼在悲愤之下，几次要扯下身上的僧袍，扬言要还俗。为了使哥白尼的写作工作能继续下去，安娜忍痛离开了箭楼。不久，她又被驱逐出境。
这一期间，罗马教廷对哥白尼的学说也很感惊慌。1533年，教皇克雷蒙七世曾叫人阐述“太阳中心学说”的基本原理。哥白尼学说的革命内容使教皇大为震惊，他决定想办法把哥白尼的手稿控制起来。1536年，一个红衣主教写信向哥白尼索取手稿，哥白尼拒绝了。
意大利天文学家伽利略 （1564～1642年）曾经说过：“我一想起我们的教师哥白尼的命运，就感到心惊胆颤。”但是，教会的迫害并不能阻止《运行》的出版，哥白尼的斗争得到了不少人的支持。
1539年春天，一个青年学者带着许多珍贵的书籍，千里迢迢地来到弗隆堡，拜哥白尼为师。他就是德国威滕堡大学的数学教授列提克，后来成为哥白尼唯一的门生。在列提克的鼓励和支持下，哥白尼很快就振奋起来了。他们一起修订《运行》的原槁，积极准备出版。这时，丹提谢克听说哥白尼收留了一个“邪教徒”，就命令搜查修士们的住宅，看看“是否藏有充满路德教派毒素的书籍”。
积极支持哥白尼出版 《运行》的，还有他的朋友铁德曼·吉哲，铁德曼当初是弗隆堡的修士，早就了解哥白尼并一直支持他的科学研究工作。后来，铁德曼升为柳瓦巴教区的主教。他看到哥白尼的困境，就邀请哥白尼和列提克到柳瓦巴教廷作客，以便他们集中精力完成定稿工作。丹提谢克立即对铁德曼进行恫吓，宗教裁判官霍兹乌施还说在铁德曼的著作里发现了什么“荷兰邪教”，企图加罪于他。
这时，哥白尼的学说在社会上也引起了不少的非难。新教徒 （路德派）比旧教徒更为敌视哥白尼的学说。马丁·路德曾挖苦说：“这个傻瓜想要推翻整个天文学！”《宗教宣言》的执笔人菲利普·梅兰赫东也指责哥白尼“不顾眼前的事实而想入非非。”
在埃尔布郎格城里还上演了一幕闹剧。它讽刺一个装腔作势的天文学家把自己的著作锁在柜子里，满嘴胡言乱语，最后被魔鬼套上大车送进了地狱。这个剧本当然是影射哥白尼的。原来，哥白尼那篇阐明当时连续出现彗星完全是大自然的现象、和人们的生活毫不相干的论文的发表，得罪了教会，教会就采取这种卑鄙的伎俩对哥白尼进行公开的侮辱。
尽管环境很险恶，哥白尼并没有妥协。1541年，他最后下决心将他的著作复印。
哥白尼将他几十年来心血的结晶——《运行》的手稿，交给他的朋友柳瓦巴教区的主教铁德曼，铁德曼又转交列提克。列提克因被来比锡大学请去教书，便将这本书的出版工作交给他的朋友、纽伦堡的一个出版商奥塞安德尔。奥塞安德尔曾学过天文学，他在领袖梅兰赫东的授意下，窜改了原稿，删减了哥白尼学说的一些内容，力求使科学迁就当时社会的旧有认识。
1543年5月24日，当这部巨著印好并送到弗隆堡时，久病的哥白尼已危在旦夕。御医梭尔法把书放到被子上，并把哥白尼的手放到书上，哥白尼用他的无力的手痉挛地抓住书本。哥白尼已到弥留的时刻，一小时以后他就与世长辞了。
《运行》带着遍体鳞伤，在人世间流传了300多年。
直到19世纪中叶，《运行》的原稿才在布拉格一家私人图书馆里被发现。1873年，出版了增补哥白尼原序的《天球运行》，有关原子说的章节仍未补入。1953年，《天球运行》出第四版时，才全部补足原有的章节，这时哥白尼已经逝世了410年。
哥白尼的“日心说”沉重地打击了早从亚里士多德之前就已开始也被天主教会接受的宇宙观，这是现代科学淘汰陈旧科学观的伟大胜利。因此使天文学从陈旧科学观和宗教错误神学的束缚下解放出来，自然科学从此获得了新生，这在近代科学的发展上具有划时代的意义。
哥白尼是欧洲文艺复兴时期的一位巨人。他用毕生的精力去研究天文学，为后世留下了宝贵的遗产。由于时代的局限，哥白尼只是把宇宙的中心从地球移到了太阳，并没有放弃宇宙中心论和宇宙有限论。在德国的开普勒总结出行星运动三定律、英国的牛顿发现万有引力定律以后，哥白尼的太阳中心说才更加的稳固。
恩格斯在《自然辩证法》中对哥白尼的《天体运行论》给予了高度的评价。他说：“自然科学借以宣布其独立并且好像是重演路德焚烧教谕的革命行动，便是哥白尼那本不朽著作的出版，他用这本书（胆怯地，而且可说是只在临终时）来向自然事物方面的教会权威挑战，从此自然科学便开始从神学中解放出来。”
