16世纪以前，关于地球的结构，地心说一直居于统治地位，而且它成为了教的支柱，然而历史上有一位科学家却敢于冲破神学的束缚，大胆提出自己的主张。他就是波兰天文学家哥白尼。
哥白尼出生于波兰一个商人家庭，不幸的是他的父亲在他10岁时便去世了，从此舅父便承担起了抚养他的责任。哥白尼18岁时进入克拉科夫大学学习，大学期间他受到了人文主义者、数学教授布鲁楚斯基的熏陶，对“地心说”大胆怀疑。这时他便下决心用自己的一生时间来研究天文学。
1496年，哥白尼在舅父的安排下去意大利求学。1497——1500年哥白尼在波洛尼亚大学读书，除了学习教会法规外，他还在业余时间研究诸如数学和天文学等多种学科。在意大利的时候，哥白尼于1497年被选为弗龙堡大教堂僧正。1501年他从意大利回国，正式加入神父团体，随即他又请假再去意大利，在帕多瓦大学研究法律与医学。
1503年，哥白尼在费拉拉大学获得教会法博士学位。1506年他回到波兰，最后在弗龙堡定居。作为僧正，哥白尼把大部分精力都用在天文学的研究上。他从护卫大教堂的城墙上选一座箭楼做宿舍，并选择顶上一层有门通向城上的平台作为天文台。
当时的欧洲正处在黑暗的中世纪的末期。亚里士多德－托勒密的地心说早已被改造成为教义的支柱，然而，由于观测技术的进步，当时一些具有进步思想的哲学家和天文学家都对这个复杂的体系感到不满。哥白尼也接受了这种进步思想，他在意大利时研究过大量的古希腊哲学和天文学著作，他赞成毕达哥拉斯学派的治学精神，主张以简单的几何图形或数学关系来表达宇宙的规律。
了解到古希腊人曾有过地球绕太阳转动的学说，他受到很大启发。他分析了托勒密体系中的行星运动，发现每个行星都有3种共同的周期运动：一日一周、一年一周和相当于岁差的周期运动。他认为，如果把这3种运动都归到被托勒密视为静止不动的地球上，就可以消除他的体系里不必要的复杂性。
因此，哥白尼建立起一个新的宇宙体系——日心体系，即太阳居于宇宙的中心静止不动，而包括地球在内的行星都绕太阳转动。哥白尼把统率整个宇宙的支配力量赋予太阳，各个天体则都有其自然的运动。他系统而明晰地批判了地球中心说，并且从物理学的角度对日心地动说可能遭到的责难提出了答复。
哥白尼用了“将近4个9年的时间”去测算、校核、修订他的学说。但是，他迟迟不愿将他的《天体运行论》公开出版，因为，他知道他的书一经刊布，便会引起各方面的攻击。当哥白尼终于听从朋友们的劝告，将他的手稿送去出版时，他想出一个办法，在书的序中写明将他的著作大胆地献给教皇保罗三世。
《天体运行论》还有另外一篇别人写的前言。当时哥白尼已重病在身，他辗转委托教士奥塞安德尔去办理排印工作。这位教士为使这书能安全发行，假造了一篇无署名的前言，说书中的理论不过是为编算星表、预推行星的位置而想出来的一种人为的设计。这个“迷眼的沙子”起了很大的作用，在半个多世纪的时间里，骗过了许多人。1542年秋，哥白尼因中风而半身不遂。1543年，当一本印好的《天体运行论》送到他的病榻的时候，他已处于弥留之际了。
《天体运行论》出版后很少引起人们的注意。一般人不能了解，而许多天文工作者则只把这本书当作编算行星星表的一种方法。《天体运行论》在出版后的70年间，虽然遭到马丁·路德的斥责，但未引起罗马教廷的注意。
后因布鲁诺和伽利略公开宣传日心地动说，危及教会的思想统治，罗马教廷才开始对这些科学家加以，并于公元1616年把《天体运行论》列为。然而经过开普勒、伽利略、牛顿等人的工作，哥白尼的学说不断获得发展，恒星光行差、视差的发现，使地球绕太阳转动的学说得到了令人信服的证明。
哥白尼的学说不仅改变了那个时代人类对宇宙的认识，而且根本动摇了欧洲中世纪宗教神学的理论基础。
