（一）布魯諾對哥白尼學說的宣傳與發(fā)展

意大利哲學家布魯諾（1548年—1600年） 出生于意大利那不勒斯附近的諾拉鎮(zhèn)。17歲進那不勒斯的圣多米尼克修道院，全憑頑強的自學，成為當時知識淵博的學者。布魯諾是哥白尼學說最早的支持者之一。

1584年，布魯諾出版了《論無限性、宇宙和諸世界》等三種著作，系統(tǒng)地論證了日心說理論的真實性，闡述了宇宙是無限的觀點。他比哥白尼更進一步，超越了恒星固定在一個以太陽為中心的天球上的觀點。他認為宇宙在時間和空間上是無限的和永恒的，宇宙沒有中心，太陽系只是其中的一個天體系統(tǒng)；恒星之間有著極大的距離，它們散布于無限的宇宙之中，以它們?yōu)橹行?，存在著無數(shù)像太陽系一樣的體系。他還預見到，太陽圍繞著它自己的軸轉動，太陽系的行星數(shù)量不止已知的那些，地球的兩極呈扁平狀等。

這一宇宙無限的思想沖破了亞里士多德所規(guī)定的恒星天球是宇宙邊界的觀念，因此，受到教會的迫害。1592年他被羅馬宗教裁判所審判并遭監(jiān)禁。在遭受酷刑和監(jiān)禁的8年中，布魯諾始終沒有屈服。教會最后判他火刑，1600年2月17日布魯諾被燒死在羅馬的鮮花廣場。

（二）伽利略對哥白尼學說的宣傳與發(fā)展

在科學革命中，意大利天文學家和物理學家伽利略（1564年—1642年）不僅為近代實驗科學的產(chǎn)生和經(jīng)典力學體系的建立作出了奠基性的偉大貢獻，也是傳播和發(fā)展哥白尼的日心說的杰出斗士。

伽利略出生在意大利的比薩，早年曾在卡馬多斯修道院學習，并加入了修道會。在大學期間，伽利略開始學習醫(yī)學，后轉入物理學。1589年，伽利略任比薩大學數(shù)學及天文學教授。在比薩教書期間，伽利略已熟知哥白尼學說，但他本人仍接受地球是宇宙中心的學說，并就托勒密的理論寫過一篇評論。1609年，伽利略制造了一架望遠鏡，1610年1月，用它觀察到木星周圍有四顆衛(wèi)星繞它轉動；9月，發(fā)現(xiàn)金星盈虧現(xiàn)象；10月，又觀察到太陽黑子。由于這些發(fā)現(xiàn)，伽利略名聲大振。但通過對這些發(fā)現(xiàn)之分析，伽利略體會到哥白尼體系比托勒密體系遠為優(yōu)越，這促使伽利略從信奉托勒密理論向信任哥白尼學說之轉變。1613年，伽利略所寫《關于太陽黑子的信》在羅馬發(fā)表，在信中，伽利略明確表示了對哥白尼學說的支持。1616年，伽利略依據(jù)地球的運動寫了一本闡述潮汐理論的書送到紅衣主教奧西尼手中。所有這些觸怒了教會，并被提交法庭。1616年2月19日，經(jīng)宗教法院審查做出裁決：太陽是宇宙的中心、靜止不動的命題，在哲學上是愚蠢和荒謬的，它在許多地方與《圣經(jīng)》所表達的意見相抵觸，因此在形式上是異端；地球不是宇宙中心、它不斷作整體和周日運動的命題在哲學上也是愚蠢和荒謬的，考慮到神學的真實性，它至少在信仰上是錯誤的。2月24日，伽利略得到警告：不可再堅持被譴責的上述命題或為它辯護，否則，將要受到懲處。3月5日，經(jīng)教皇批準，教會發(fā)布了一條教令，凡認為太陽靜止、地球運動是真實的，或認為這種觀點與《圣經(jīng)》并不相悖的著作列入“禁書”。

對于教會的裁決與警告，伽利略內(nèi)心不服，但出于各種原因，暫時保持沉默，把精力轉移到其他方面之研究上去。后來，開普勒的行動鼓舞了伽利略，1624年至1630年伽利略又恢復了自己“關于潮汐對話”的寫作。為了避免可能的麻煩，伽利略采取三人對話的形式來討論托勒密學說與哥白尼學說哪個正確的問題，而不直接陳述伽利略本人之觀點。書取名《關于托勒密和哥白尼兩大世界體系的對話》。經(jīng)過一番波折，于1632年3月出版，但不久被人告發(fā)。8月，羅馬宗教法庭下令停止該書出售，伽利略被傳受審。經(jīng)幾次審訊，1633年6月22日，判定伽利略為重大“異端”嫌疑，處以終身監(jiān)禁。

《關于托勒密和哥白尼兩大世界體系的對話》用意大利方言寫成，以使更多的意大利人讀懂，而不只是為拉丁學者而寫；對哥白尼宇宙學的優(yōu)點給予精彩陳述，并有望遠鏡的證據(jù)支持。針對哥白尼學說遭到的主要責難——“既然地球在圍繞太陽運動，為什么我們生活在地球上的人一點也感覺不到自己在運動？”伽利略觀察與研究了各種自然現(xiàn)象，特別是仔細觀察與研究了在平穩(wěn)的船艙內(nèi)的力學現(xiàn)象。伽利略注意到，把人關在大船的船艙里，觀察桌上擺著的小球、小碗里的魚、飛行的蒼蠅，或者自己在船艙里跳躍，扔東西，不管船以何種速度前進，只要運動是勻速的，而不是忽快忽慢、忽左忽右擺動，你就無法從其中任何一個現(xiàn)象來確定：船是運動還是停著不動。伽利略指出：既然在船上的人無法通過在船內(nèi)發(fā)生的現(xiàn)象來判斷船是靜止的還是在運動，那么，生活在地球上的人當然也就無法通過地球上發(fā)生的現(xiàn)象來判斷地球是靜止的還是在運動的。這就回答了哥白尼學說的反對者對地動說的責難。伽利略的這一思想，后來被稱為伽利略相對性原理。它可以概括地表述為：在慣性系內(nèi)進行的任何力學實驗都無法判斷所在慣性系是處于靜止還是勻速運動狀態(tài)；或者說，在不同慣性系內(nèi)，力學現(xiàn)象的規(guī)律是一樣的。

（三）開普勒確立行星運動三大定律對哥白尼學說的發(fā)展

開普勒（1571年—1630年）生于德國南部瓦爾城一個新教徒家庭，從小體弱多病，三歲時得過天花，使眼睛受損，高度近視，一只手半殘。但他勤奮努力，智力過人，一直靠獎學金求學。1587年進入杜賓根大學學習神學與數(shù)學。杜賓根大學的天文學教授米切爾·麥斯特林（1550年—1631年）是哥白尼學說的同情者；他在公開教學時講授托勒密體系，但對自己親近的學生則宣傳哥白尼體系。開普勒從他那里得知哥白尼學說后，立即成為哥白尼的擁護者。

開普勒畢生是一個狂熱的畢達哥拉斯主義者，對數(shù)學的愛好、對自然界的和諧的神秘感受，始終支配著他對天空奧秘的探索活動。正是哥白尼體系那令人贊嘆的數(shù)學的和諧和美，使他直覺到它就是真實的宇宙圖景。1600年1月，開普勒應邀到布拉格近郊的貝納泰克天文臺任第谷·布拉赫的助手。1601年第谷·布拉赫病逝后，開普勒成了第谷·布拉赫遺愿的執(zhí)行人；在整理第谷遺下的大量資料時，開普勒根據(jù)第谷的觀測資料提出了行星運動三大定律，完善了哥白尼日心說體系。

第谷·布拉赫（1546年—1601年） 出身于丹麥的一個貴族家庭。1572年11月 11日，第谷發(fā)現(xiàn)仙后座中的一顆新星（銀河系的一顆超新星），第二年發(fā)表論文《新星》，后來受丹麥國王腓特烈二世的邀請，在汶島建造天堡觀象臺，建造了許多大型精密的天文儀器。

第谷對天文學的貢獻是不可磨滅的，他利用當時最先進的觀測技術，廣泛、系統(tǒng)、細致、精確地觀測萬象，達到了那個時代的最高峰，幾乎包羅了望遠鏡發(fā)明之前肉眼所能觀測到的全部天象。第谷編制的一部恒星表相當準確，至今仍然有使用價值。第谷·布拉赫曾提出一種介于地心說和日心說之間的宇宙結構體系：地球靜居中心，行星繞太陽運行，而太陽則帶領行星繞地球運轉。

面對第谷留下的大量的天文資料，開普勒把自己的著眼點首先放到尋找行星運動的規(guī)律上。他發(fā)現(xiàn)第谷對火星運動的觀測值與由哥白尼學說推算出來的數(shù)值間相差8分，就是0.133度。開普勒堅信第谷觀測的可靠性，從而懷疑古老的圓形軌道有問題。他試著用橢圓軌道代替圓形軌道，這樣推算出的火星軌道位置與第谷觀測值差不多吻合。據(jù)此他發(fā)現(xiàn)了橢圓形軌道是太陽系行星運動的真實軌跡。太陽不是處在圓形軌道的中心而是位于這些橢圓軌道的一個焦點上，這就是行星運動的第一定律。

第一定律又稱橢圓軌道定律，定律指出：“所有行星分別沿不同大小的橢圓軌道繞太陽運動，太陽處于橢圓的一個焦點上。”

開普勒進一步計算表明，行星繞太陽旋轉的線速度不是均勻的。行星的運動服從面積定律，即單位時間內(nèi)行星的向徑所掃過的面積相等，這就是行星運動的第二定律。

第二定律又稱面積定律，定律指出：　“在行星運動時，聯(lián)結行星和太陽的線，在相等的時間內(nèi)，永遠掃過同樣大小的面積。”

1609年開普勒把這兩個定律寫進了他著的《新天文學》一書，以后經(jīng)過10年的艱苦研究，他又發(fā)現(xiàn)了行星運動的第三定律。第三定律又稱周期定律，定律指出：“任何兩行星公轉周期的平方與此兩行星軌道長半軸的立方成正比?！钡谌砂l(fā)表在1619年出版的《宇宙的和諧》一書中，這也是自然科學發(fā)展史上第一次用數(shù)學語言定量地表述一條物理定律。

開普勒由于發(fā)現(xiàn)行星運動三定律而名垂青史。這與他繼承他的老師第谷·布拉赫的全部科學遺產(chǎn)——豐富而精確的天文觀測資料有密切關系。人們評論說：第谷·布拉赫是“看”的老師，而開普勒則是“想”的學生。

哥白尼的宇宙模型經(jīng)過開普勒的修正以后，才真正體現(xiàn)出幾何學的簡單性和完善性，體現(xiàn)出自然秩序的和諧。行星運動三定律很好地描繪了太陽系的運動學特征，同時也把行星運動的動力學問題提了出來，開普勒在《火星的運動》一書中記述了他所發(fā)現(xiàn)的天體之間的引力規(guī)律。1620年，開普勒還出版了《哥白尼天文學簡述》一書，對哥白尼學說之普及起了推動作用。