读科技史 ，启迪智慧人生（四）--百源已成流的科技大事记_风闻

前言

  科学技术是第一生产力，科技史是人类第一史。英国科学史家丹皮尔曾说：“再没有什么故事能比科学思想发展的故事更有魅力了”。本文档 以 推动科技史 关键 人物为线索，参考史记的方法，将人类 （西方） 科技史串联起来，提供了 科技史中 每 个 关键 人物 所在年代与中国朝代对应关系。

   读史使人明智 ；读科技史 ，启迪智慧人生。

   本文的编辑与发布，其目的是推广科学技术的思想与智慧，提高人们（ 尤其是青少年朋友 ）的科 学素养，把大家从娱乐至死、沉迷游戏 的社会现实中解救出来，带领大家一起学习科学家的伟大精神，形成尊崇科学，学习科学，探索未知的精神。阅读本文档中的每一个科学家故事 ，最好拥有高中以上 知识水平。

    前文介绍了西方的血火历史背景，及错综复杂的数学及哲学源流。本文将穿插历史背景来详述启蒙运动及之后的科技大事记，这是世界科技辉煌的时期，也是各个后进国家需要虚心学习、奋起直追的时期。

四、百源已成流的科技大事记

15  世纪-16 世纪

1、 克里斯托弗·哥伦布   

      1451-1506， 生于意大利

      事业地： 西班牙

      明代航海家  一生从事航海活动，是第一个到达美洲的欧洲人。

    他相信地球是圆的，认为从欧洲西航可达东方的印度。在西班牙女皇鼎力支持下，先后 4 次出海远航。开辟了横渡大西洋到美洲的航路。先后到达巴哈马群岛、古巴、海地、多米尼加、特立尼达等岛。考察了中美洲洪都拉斯到达连湾2000多千米的海岸线;认识了巴拿马地峡;发现和利用了大西洋低纬度吹东风，较高纬度吹西风的风向变化。哥伦布的远航是大航海时代的开端。

    新航路的开辟，改变了世界历史的进程。它开创了在新大陆开发和殖民的新纪元。当时欧洲人口正在膨胀，有了这一发现，欧洲人就有了可以定居的两个新大陆，就有了能使欧洲经济发生改观的矿藏资源和原材料。这一发现，导致了美国印地安人文明的毁灭。从长远的观点来看，还致使西半球上出现了一些新的国家。这些国家与曾在该地区定居的各个印地安部落截然不同，它们极大地影响着旧大陆的各个国家。它使海外贸易的路线由地中海转移到大西洋沿岸。从那以后，西方终于走出了中世纪的黑暗，开始以不可阻挡之势崛起于世界，并在之后的几个世纪中，成就海上霸业。一种全新的工业文明成为世界经济发展的主流。哥伦布读过《马可·波罗游记》，十分向往印度和中国。当时，地圆说已经很盛行，哥伦布深信不疑，1492 年 8 月3 日哥伦布出发时就是带着给印度君主和中国皇帝的国书。1492 年 10 月 12 日，哥伦布一行经过 30多天不见陆地、不靠岸的航行，终于抵达和登上了西半球的第一块陆地。哥伦布虽然踏上了新大陆——美洲，可是，他却认为这是亚洲，因为那时人们根本不知道在欧洲与亚洲之间，还存在着一个美洲。航海回来后，哥伦布高兴地向人们报告：他到达了“印度群岛”，到达了“日本”。甚至至死，哥伦布也觉得自己发现的是亚洲。

2、 列奥纳多·达·芬奇

     1452-1519  意大利，  明代  画家、科学家、艺术家、艺术巨匠、科学巨匠，在绘画、音乐、建筑、数学、几何学、解剖学、生理学、动物学、植物学、天文学、气象学、地质学、地理学、物理学、光学、力学、发明、土木工程等领域都有显著的成就，推动了文艺复兴（14 世纪中期到 16 世纪晚期）进程。

  现代学者称他为“文艺复兴时期最完美的代表”，是人类历史上绝无仅有的全才，他最大的成就是绘画，他的杰作《蒙娜丽莎》、《最后的晚餐》，《岩间圣母》等作品，体现了他精湛的艺术造诣。他认为自然中最美的研究对象是人体，人体是大自然的奇妙之作品，画家应以人为绘画对象的核心。 他全部的科研成果尽数保存在他的手稿中，爱因斯坦认为，达·芬奇的科研成果如果在当时就发表的话，科技可以提前 30-50 年。 

   达·芬奇少年时已显露艺术天赋，15 岁左右到佛罗伦萨拜师学艺，成长为具有科学素养的画家、雕刻家，并成为军事工程师和建筑师。 1482 年应聘到米兰后，在贵族宫廷中进行创作和研究活动，1513 年起漂泊于罗马和佛罗伦萨等地。1516 年侨居法国，1519 年 5 月 2 日病逝。随着火器的发展，一个力学问题变得重要起来了，那就是抛射体运动的性质问题。 古希腊人过去只能说明处在同一直线上的不同的力或者不同运动的合并， 或者如杠杆那种例子的平衡力或者运动。抛射体的运动一直是一个没有解决的问题，因为这类运动是射力和引力的共同产物，而这两种力很少是直线的或平行的。中世纪的亚里士多德派认为，抛射体先是-沿一根倾斜的直线上升直到射力耗尽为止，然后在引力下垂直地下落。所以他们并不把射力和引力合并起来；他们认为这两种力一先一后。冲力说者认为引力有可能在抛射体的冲力耗尽之前，就开始起少许作用，所以射出轨道的最高点并不形成一个尖角，而是带一点圆。达芬奇采纳了这种见解。他觉得一个抛射体的射出轨道有三个部分：一、在冲力下的直线运动；二、在引力和冲力混合下的一种曲线位形；三、在引力下的垂直坠落。

     如下为达芬奇的自画像及思想手稿。

3、 尼古拉·哥白尼

   1473-1543 ，波兰，  明代天文学，  40 岁时提出了日心说，并经过长年的观察和计算完成他的伟大著作《天体运行论》。

波兰纸币上的哥白尼正反面

托勒密地心说插图

    哥白尼的“日心说”沉重地打击了教会的宇宙观，是唯物主义和唯心主义斗争的伟大胜利。他用毕生的精力去研究天文学，为后世留下了宝贵的遗产。公元 1543 年， 哥白尼自己出版了他的主要著作《天体运行》 。哥白尼的体系里，地球和别的行星一样环绕太阳。地球和别的天体一样具有同样的均速和圆周运动，而在旧的体系里这种运动只能是完善和不朽事物的特征。还有，哥白尼强调指出地球和天体全都具有引力，因此并无不同之处。这种引力的作用并不通过空间生效。它只是在物质聚集的内部存在，如地球和天体里面，提供一种束缚物质的力量，并使物质集合成一个完善的球形。他的论证是有目的的和带有目的论色彩的。

    哥白尼认为托勒密的体系“ 不够绝对，不够使人欢喜”，因为托勒密违反了毕达哥拉斯论断的严格意义。为了解释某些天体的运动，托勒密曾经假定它们沿着圆周运动；这种圆周运动的角速度对它们圆周的中心而言是不均匀的， 而只是对这些中心以外的那些点来说是均速的。哥白尼认为这种解决方式是整个托勒密体系的一个严重缺点。歌白尼的体系比托勒密的体系简单得多，漂亮得多。根据旧的体系，天体既有由东向西的运动，又有相反方向的转动。现在地球和所有的行星都以同一方向环绕太阳，运转的速度是离太阳愈远的愈慢。太阳处在宇宙的中心，恒星则是处在宇宙的边缘，而且是不动的。现在可以看出，为什么行星看上去有时向地球行来，有时又离地球远去。这是因为行星有时和地球同在太阳的一面，另一个时候则处在太阳的另一面。

    哥白尼的体系由于在计算上用到数量较少的圆周，使天文学上的测算变得容易一点， 但在预测行星方位等方面却并不比托勒密体系更准确到哪里去。两个体系都含有百分之一的误差。而且，哥白尼体系还存在着严重的物理学上的困难。其中一件事实在当时也许并不怎样严重，就是宇宙的中心并不完全处在太阳的位置。哥白尼把中心放在地球绕日轨道的中心，这离开太阳还有一段距离，原因是这样才能解释四季长短不等的现象。更严重的一条反对理由是，如果地球在转动，空气就会落在后面，而形成一股持久的东风。哥白尼对这条反对的理由提出了两条答复。第一条答复是属于中世纪性质的解释，即空气含有土微粒，和土地是同一性质，因此逼得空气要跟着地球转动。他的第二条解释比较现代化。空气转动时“ 没有阻力是因为空气和不断转动的地球是连接着的。” 一个类似的反对理由是，一块石子向上抛去，就会被地球的转动抛在后面，而落在抛掷点的西面。对这条反对理由，哥白尼只给了中世纪性质的答复，“ 由于受到本身重量压力的物体主要属于泥土性质，所以各个部分毫无疑问和它们的整体保持同样的性质。”另外还有一条反对理由，就是如果地球转动，它就会因离心力的作用变得土崩瓦解。 哥白尼的回答是，如果地球不转动，那末恒星的那些更庞大的球就必须以极大的速度转动， 这一来恒星就很容易被离心力拉得粉碎。这条论证在当时并不真正站得住，因为天层在当时被认为是完善和没有重量的第五种元素──精英──组成的， 所以不受到离心力这类地上作用的影响。可是亚里士多德原来的精英观念在中世纪已经变得粗劣了，天层被看作是坚硬、 透明和晶莹的，这就使哥白尼的论证得到支持。他还找到解决这里困难的另一种方式，就是指出离心力只在非天然的人为运动中找得到，而在天然的运动中，如地球和天体的运动中， 则是找不到的。显然，哥白尼既不接受亚里士多德的运动理论，也不接受冲力的运动理论，因为他认为推动者和冲力的作用都是不自然和人为的。他认为沿圆周的旋转和均速运动，是完善的几何球形的自发的和天然的属性，这也就是地球和天体的形式。所以哥白尼并不遵照公认的狄奥尼修斯对亚里士多德－托勒密体系的修正， 运用一种天使等级制度来推动天体沿着它们的轨道运转，较高天层的天使指挥那些较低天层的天使。当时亚里士多德派强调处在宇宙边缘的原动者的力量， 而哥白尼则尊崇处在宇宙中心的太阳。哥白尼当时感兴趣的是提倡这种新的贵贱观， 因为如果他仅仅想要提出一个比较简单的世界体系，很可能后来第谷·布拉赫（ Tycho Brahe， 公元 1546－1601）采用的设计也会被他想到。在第谷的体系里，行星环绕太阳，而太阳和诸行星作为一个整体则环绕处在宇宙中心不动的地球。这样一个体系和哥白尼的设计在数学上是相等的，而且并不引起哥白尼体系所带来的因地动而出现的物理学问题。但是这种设计大部分保持了旧的天体贵贱观，而哥白尼可能是为了这个理由而主张他的日心说。

4、达塔格里亚

（ Tartaglia）

  1500-1557  工程师

  测量师

   明代  ，一个自学出身的工程师、测量师和会计员，在数学和力学方面都写过书。他在公元 1546 年出版了一本论述兵法、火药和射击学的书，在书中明确指出抛射体的冲力和引力在抛射体的整个射程中，都对抛射体共同起着作用。因此，一个抛射体的轨道从头到尾都是曲线的，原因是“ 总有某些部分的引力在把射弹拉离它的运动路线”。达塔格里亚还发现一条把大炮射程和倾斜角度联系起来的经验法则。他说，炮身的倾斜度在四十五度时射程最远；而且随着倾斜角度的增加或者减少，射程就会缩短，开头较慢，后来就缩得非常之快。

5、班纳带蒂

（ Benedetti0）

  1530－1590  明 代，

   班纳带蒂在帕多瓦大学继续进行冲力说的讨论。他的《力学论》 （公元 1585 年）一书主要是对亚里士多德学说的批判。班纳带蒂否定了亚里士多德关于物体越接近宇宙中心速度越快的见解， 声称这样一个自由坠落的物体离开其起点越远，速度就越来越增加。班纳带蒂觉得如果把一块石头扔进贯穿地球的井穴，石头将不会如亚里士多德所设想的停止在地球中心，因为它获得的冲力将使它越过中心， 并且在中心的上下反复摆动直到冲力耗尽为止。但是班纳带蒂相信同样形状和大小的物体， 其坠落的速度和它的密度成正比，物体愈重坠落得愈快。

6、韦达

     1540-1603  法国  数学家  明代

   韦达(François Viète,1540~1603),法国数学家。年轻时当过律师，后来致力于数学研究，第一个有意识地和系统地使用字母来表示已知数、未知数及其乘幂，带来了代数理论研究的重大进步。他讨论了方程根的多种有理变换，发现了方程根与系数的关系(所以人们把叙述一元二次方程根与系数关系的结论称为"韦达定理")，在欧洲被尊称为"代数学之父"在法国和西班牙的战争中，韦达利用精湛的数学方法，成功破译西班牙的军事密码，为他的祖国赢得战争主动权。

   韦达 1540 年生于法国的普瓦图(Poitou)，今旺代省的丰特奈 -勒孔特(Fontenay.-le-Comte)。1603 年12 月 13 日卒于巴黎。年轻时学习法律并当过律师。后从事政治活动，当过议会的议员。在对西班牙的战争中，曾为政府破译敌军的密码。韦达还致力于数学研究，第一个有意识地和系统地使用字母来表示已知数、未知数及其乘幂，带来了代数学理论研究的重大进步。韦达讨论了方程根的各种有理变换，发现了方程根与系数之间的关系(所以人们把叙述一元二次方程根与系数关系的结论称为"韦达定理")。韦达从事数学研究只是出于爱好，然而他却完成了代数和三角学方面的巨著。他的《应用于三角形的数学定律》(1579 年)是韦达最早的数学专著之一，可能是西欧第一部论述 6 种三角形函数解平面和球面三角形方法的系统著作。他被称为现代代数符号之父。韦达还专门写了一篇论文"截角术"，初步讨论了正弦，余弦，正切弦的一般公式，首次把代数变换应用到三角学中。他考虑含有倍角的方程，具体给出了将 COS(nx)表示成 COS(x)的函数并给出当n≤11 等于任意正整数的倍角表达式了。《分析方法入门》是韦达最重要的代数著作，也是最早的符号代数专著，书中第 1 章应用了两种希腊文献:帕波斯的《数学文集》第 7 篇和丢番图著作中的解题步骤结合起来，认为代数是一种由已知结果求条件的逻辑分析技巧，并自信希腊数学家已经应用了这种分析术，他只不过将这种分析方法重新组织。韦达不满足于丢番图对每一问题都用特殊解法的思想，试图创立一般的符号代数。他引入字母来表示量，用辅音字母 B，C，D 等表示已知量，用元音字母 A(后来用过 N)等表示未知量 x，而用 A quadratus,Acubus 表x2、x3 ，并将这种代数称为本"类的运算"以此区别用来确定数目的"数的运算"。当韦达提出类的运算与数的运算的区别时，就已规定了代数与算术的分界。这样，代数就成为研究一般的类和方程的学问，这种革新被认为是数学史上的重要进步，它为代数学的发展开辟了道路，因此韦达被西方称为"代数学之父"。此外，韦达最早明确给出有关圆周率π值的无穷运算式,而且创造了一套 10 进分数表示法，促进了记数法的改革。之后，韦达用代数方法解决几何问题的思想由笛卡儿继承，发展成为解析几何学。韦达从某个方面讲，又是几何学方面的权威，他通过 393416 个边的多边形计算出圆周率，精确到小数点后 9 位，在相当长的时间里处于世界领先地位。韦达还专门写了一篇论文"截角术"，初步讨论了正弦，余弦，正切弦的一般公式，首次把代数变换应用到三角学中。他考虑含有倍角的方程，具体给出了将COS(nx)表示成COS(x)的函数并给出当 n≤11 等于任意正整数的倍角表达式。韦达还探讨了代数方程数值解的问题，1600 年以《幂的数值解法》为题出版。

7、吉尔伯特  

    1544-1603 ， 英国 ， 医生  明代

    吉尔伯特在科学方面的兴趣，远远超出了医学范围。在化学和天文学方面有渊博的知识，但他研究的主要领域还是在物理学中。他用观察、实验方法科学地研究了磁与电的现象，并把多年的研究成果，写成名著《论磁》，于 1600 年在伦敦出版。1、吉尔伯特在物理学中的贡献是开创了电学和磁学的近代研究。1600 年他发表了一部巨著《论磁》，系统地总结和阐述了他对磁的研究成果。使他在物理学史上留下了不朽的位置。2、吉尔伯特对电也作过详细研究。他用琥珀、金刚石、蓝宝石、硫磺、明矾等做样品，作了一系列实验，发现经过摩擦，它们都可以具有吸引轻小物体的性质。他认识到这是一种物质普遍具有的现象，因此根据希腊文琥珀(ηλεκτορν)引入"电的"(electric)一词，并且把象琥珀这样经过摩擦后能吸引轻小物体的物体称做"带电体"。3、吉尔伯特对近代物理学的重大贡献还在于他提出了质量、力等新概念。在《论磁》中，吉尔伯特说，一个均匀磁石的磁力强度与其质量成正比，这大概是历史上第一次独立于重量而提到质量，通过"磁力"这一特殊的力，吉尔伯特揭示了自然界中某种普遍的相互作用。尔伯特根据他的磁石球实验，设想地球本身是一块庞大的磁石，上面盖了浅浅一层的岩石和土壤。由于磁石对一定距离内的铁器物有相当大的力量，吉尔伯特设想引力就是地球这块庞大磁石作用于周围物体的磁力，而且遍及整个太阳系，成为宇宙的外膜。吉尔伯特在他的一项实验中证明，磁石对一块铁的吸力大小视磁石的大小而定，磁石越大，对铁块的吸力也越大。还有，吸引是互相作用的，磁石吸铁，铁也同样吸引磁石。因此吉尔伯特所研究的磁力性质，为近代引力观念提供了一个模型。引力的中心并不是什么几何点，而是具体的一堆物质，它的力量随着物质数量的增加而增加。和第谷·布拉赫一样，吉尔伯特认为行星环绕太阳，而太阳和行星则作为一个整体环绕处在世界中心的地球。但他又和第谷不同，同意哥白尼的恒星不动和地球在地轴上每日自转的假说。由于地球、太阳、月亮和诸行星都是磁性物体，它们都在空间里自己定向，就象罗盘在地球上有它自己的方向一样，所以太阳系的星体全在同一平面上运动，它们的轴都是平行的。用吉尔伯特自己的话来说，“ 它们按照整体的规律在宇宙中各自就位”。因此地轴永远指向北极星，这是地球磁力的定向效果所致。吉尔伯特认为太阳系的所有天体通过磁力的相互作用都相互影响，而且并没有什么原动者从外面控制它们的动作。他写道， “ 自然界的万物都自然地运动，各由其本身的力和他物的制约推动，行星体的圆周推进就是这样，每一行星都遵照着并推动着别的行星运行。”吉尔伯特的这些理论有一个时期很有影响。

8、布鲁诺

   1548-1600 ， 意大利，  思想家、自然科学家、哲学家明 代， 勇敢地捍卫和发展了哥白尼的太阳中心说，并把它传遍欧洲，被世人誉为是反教会、反经院哲学的无畏战士，是捍卫真理的殉道者。由于批判经院哲学和神学，反对地心说，宣传日心说和宇宙观、宗教哲学，1592年被捕入狱，最后被宗教裁判所判为"异端"烧死在罗马鲜花广场。布鲁诺死后，罗马教廷害怕人们抢走这位伟大思想家的骨灰来纪念他，匆匆忙忙的把他的骨灰连同泥土收集起来，抛洒在台伯河里。1889 年 6 月 9日，在布鲁诺殉难的鲜花广场上，人们为纪念这位为真理而呐喊、为科学而献身的伟大思想家，为他树立了一尊铜像，永远纪念他的勇气和功绩。

位于意大利鲜花广场的焦尔达诺·布鲁诺雕像

9、第谷·布拉赫

   1546-1601 ， 丹麦，  明代天文学家，    

   1546 年 12 月 14 日生于斯坎尼亚省基乌德斯特普的一个贵族家庭，1601年 10 月 24 日，第谷逝世于布拉格，终年 55 岁。1572 年 11 月 11 日第谷发现仙后座中的一颗新星，后来受丹麦国王腓特烈二世的邀请，在汶岛建造天堡观象台，经过 20 年的观测，第谷发现了许多新的天文现象。第谷·布拉赫曾提出一种介于地心说和日心说之间的宇宙结构体系，十七世纪初传入我国后曾一度被接受。第谷所做的观测精度之高，是他同时代的人望尘莫及的。第谷编制的一部恒星表相当准确，至今仍然有价值。 建立现代意义的第一个天文台。1576 年丹麦国王腓特烈二世将汶岛赐予他作为新天文台台址，并许诺他一笔生活费。于是，第谷在丹麦与瑞典间的汶岛开始建立"观天堡"。这是世界上最早的大型天文台，在这里设置了四个观象台、一个图书馆、一个实验室和一个印刷厂，配备了齐全的仪器，耗资黄金 1 吨多。直到 1599 年，第谷在这里工作 20 多年，取得了一系列重要成果，创制了大量的先进天文仪器。其中最著名的有 1577 年对二颗明亮的彗星的观察。他通过观察得出了彗星比月亮远许多倍的结论，这一重要结论对于帮助人们正确认识天文现象，产生了很大影响。

    1599 年丹麦国王腓特烈二世死后，第谷在波希米亚皇帝鲁道夫二世的帮助下，移居布拉格，建立了新的天文台。1600 年第谷与开普勒相遇，邀请他作为自己的助手。次年第谷逝世，开普勒接替了他的工作，并继承了他的宫廷数学家的职务。第谷的大量极为精确的天文观测资料，为开普勒的工作创造了条件，他所编著经开普勒完成，于 1627年出版的《鲁道夫天文表》(Rudolphine Tables)成为当时最精确的天文表。关于第谷的死因，传统的说法颇为稀奇:话说这位伟大的天文学家去参加宴会，大吃大喝了一番又坚决不去厕所，结果憋尿憋得过度，以至于撑破了膀胱而死。其死法之尴尬，和杜甫被白酒牛肉胀死不相伯仲。但1991 年，哥本哈根大学对第谷的毛发进行了一次化学分析，发现其中的汞含量大大超标，证明这位天文学开山始祖其实是死于汞中毒。而 1996年的进一步检验则证实，过量的汞是在他死去的前一天摄入的。更多的流言顿时散播开来，说第谷死于谋杀，主使者有说是教会，有说是鲁道夫二世，更有甚者认为是开普勒。不过最有可能的，还是第谷无意中服食了自制的、含有大量汞的药剂而致。当时炼金术风行于世，误服丹药而死者不计其数。第谷是日心说的怀疑者，在理论上似乎拥护地心说，可大量观测又使他不自觉的意识到日心说的种种优越。最终他提出了一个“行星围绕太阳转，太阳围绕地球转”的折中宇宙体系。第谷在理论上是失败的，但他在晚年将毕生观测所得数据交给了弟子开普勒而在天文学史上流芳百世。

10、约翰尼斯·开普勒

        1571-1630  德国，明代天文家、数学家、光学家。

      哥白尼的天体贵贱观和宇宙见解虽则那样新奇，但是在方法上却是保守的。他一生中始终坚持古希腊人的天体运动必然是圆周和均速的运动，因此他的体系虽则比托勒密提倡的体系简单得多，但是和约翰·开普勒后来创立的体系一比， 就显得复杂了。 哥白尼用三十四个圆周解释天体的表观运动； 和哥白尼相反，开普勒只用七个椭圆就解释了。正如开普勒说的，哥白尼并没有觉察到他伸手就可以取得的财富。哥白尼知道几个圆合并起来就可以产生椭圆，但是他从来没有用椭圆形来描述天体的轨道。 还有， 他在少年时， 对古代所作的天文观测非常尊敬。 有个天文学家维尔纳 （ J. Werner，公元 1468－1528）曾经提出，普尔巴赫和缪勒新近所作的观测，比托勒密作的那些观测要准确些，他就写了一封措辞强烈的信给维尔纳。事实上，这些观测比托勒密的观测要准确到三倍光景。近代早期天文学上最重要的观测工作，是由第谷·布拉赫进行的，他的那些观测比缪勒作的观测要准确到五十倍光景， 几乎达到肉眼观察所能达到的极限。 第谷是一个丹麦贵族。丹麦国王腓特烈二世给了他一笔俸金， 并把哥本哈根海峡的赫芬岛拨给他进行天文学研究工作。腓特烈二世去世后，第谷·布拉赫于公元 1599 年去布拉格，由奥皇卢道耳夫给了他一份津贴。第二年，年轻的德国天文学家约翰·开普勒也来参加他的工作。开普勒主要是一个接受哥白尼传统的数学家，父亲是符腾堡的一个陆军军官，母亲是旅馆主人的女儿。开普勒在图比根读书，受到图比根大学的天文学教授迈克尔·马斯特林的影响而信奉哥白尼的学说。开普勒和第谷·布拉赫在布拉格的合作时间很短，因为第谷在公元 1601 年就逝世了，死前他把自己所有的天文观测资料都赠给开普勒。 开普勒继续留在布拉格，为他的主子编制星形表，并联系这项工作进行他自己对行星轨道性质的研究。他的《卢道耳夫星行表》于公元 1627 年问世，比当时通行的星行表都要准确得多，《卢道耳夫星行表》比以前出版的这些星行表都要准确，因为它根据的是第谷·布拉赫的精确观测，和开普勒从这些观测所建立的关于行星轨道的一种新观点。开普勒在宇宙论方面的最早著作《宇宙的神秘》于公元 1596 年出版。他想在哥白尼体系的行星轨道之间寻找一种数学的和谐，发见五种正多面体正好用来形容行星包括月亮轨道之间的天层。在他获得了第谷的观测资料之后，他的工作就变得更加踏实起来，不过有很长一个时期他为天体运动必然是正圆和均速的而苦恼着。可是他发现这种观念，不论在哥白尼体系里，在托勒密体系里，或者第谷的体系里，都不能以同样准确程度预测第谷所测算到的结果。因此他就放弃这种观念，并试图用别的几何图形来解释。

     到公元 1609 年他发现椭圆形完全适合这里的要求，能做出同样准确的预测。行星的运动现在不再是正圆的或均速的了， 因为他在公元 1609 年发表的关于行星运动的两条定律是：（一）每一行星沿一个椭圆轨道环绕太阳，而太阳则处在椭圆的一个焦点中；（二）从太阳到行星所联接的直线在相等时间内扫过同等的面积。九年后，他又发现了第三条定律，即行星绕日一圈时间的平方和行星各自离日的平均距离的立方成正比。由于开普勒的贡献，太阳系的空间位形终于澄清了，而且根据机械力的动力平衡来阐明天界的模式，这扇门是打开了。这是早期近代科学的伟大成就。

     开普勒是近代自然科学的开创者之一。在天文学方面如果没有他，日心说的命运当时将是不确定的。他的三大定律奠定了经典天文学的基石，为牛顿数十年后发现万有引力定律铺平了道路。开普勒对天文学的贡献几乎可以和哥白尼相媲美。事实上从某些方面来看，开普勒的成就甚至给人留下了更深刻的印象。他更富于创新精神。他所面临的数学困难相当巨大。数学在当时远不如今天这样发达，没有计算机来减轻开普勒的计算负担。开普勒定律可以从牛顿学说中推导出来，反过来说只要有牛顿运动定律，也能从开普勒定律中精确地推导出牛顿引力定律。但是这需要更先进的数学技术，而在开普勒时代则没有这样的技术、就是在技术落后的情况下，开普勒也能以其敏锐的洞察力判断出行星运动受来自太阳的引力的控制。

11、 弗朗西斯·培根

        1561-1626，  英国，  明代哲学家，  英国文艺复兴时期最重要的散文家、哲学家。英国唯物主义哲学家，实验科学的创始人，是近代归纳法的创始人，又是给科学研究程序进行逻辑组织化的先驱，所以尽管他的哲学有许多地方欠圆满（如带有神学色彩和旧思想的残余），他仍旧占有永久不倒的重要地位。培根被马克思誉为“**英国唯物主义和整个近代实验科学的真正始祖”，是“实验哲学之父”，“是近代自然科学直接的或感性的缔造者”，也是现代生活精神的伟大先驱。**主要著作有《新工具》、《论科学的增进》以及《学术的伟大复兴》等。培根在哲学上最大的贡献在于，提出了唯物主义经验论的一系列原则；制定了系统的归纳逻辑，强调实验对认识的作用。马克思、恩格斯称培根是“英国唯物主义的第一个创始人”；是“整个实验科学的真正始祖”，这是对培根哲学特点的科学概括。培根认为，世界是不以人的意志为转移的客观存在，人的知识（认识）只有通过感性经验从客观外界获得。

12、 西蒙·斯台文

  （ Simon Stevin）

     1548-1620，  荷兰，明代，是在文艺复兴时期一位个性突出的力学家、数学家和工程学家。

    1586 年斯台文出版了一本论力学的著作，内容包括有几件重要的研究成果。他做了一项实验，否定了亚里士多德的重物体比轻物体坠落得快的见解，这一实验曾经被人错误地说成是伽利略做的。斯台文写道：“ 反对亚里士多德的实验是这样的：让我们拿两只铅球，其中一只比另一只重十倍，把它们从三十呎的高度同时丢下来，落在一块木板或者什么可以发出清晰响声的东西上面， 那末， 我们会看出轻铅球并不需要比重铅球十倍的时间， 而是同时落到木板上，因此它们发出的声音听上去就象是一个声音一样。”斯台文还对力的平行四边形有一种直觉的领会，即寻出两种并不处在同一直线上或者平行的力合并之后的作用。这个方法是由牛顿和瓦里尼翁在公元 1687 年第一次明确陈述出来的：即从同一点画出两根直线代表两种力的方向和强弱；另外画两根与上两根直线平行的线形成一个平行四边形，这个四边形的对角线就代表合成。

物理领域

斯蒂文在物理学上主要有三项贡献：

其一，在力学方面给予了伽利略以重要影响，解决了斜面上物体的平衡问题，给伽利略在实验斜面上论证惯性定律以一定的启示。

其二，是落体运动定律的先驱，早在1586年，他和德·格罗特（De Groot）在代尔夫特做了落体实验，否定亚里士多德重物体比轻物体落得快的理论，早于伽利略的实验。

其三，还研究了滑轮组的平衡和流体静力学的问题。在《静力学原理》一书中，使用了平行四边形定则，提出了永动机不可能原理。他在阿基米德的浮力原理以外加上一条定理，就是浮力在流体中平衡，其重心和浮体所排除流体的重力中心（即浮心）一定处在同一直线上，从而使自阿基米德以来几乎停滞的静力学发展起来。 [2]数学领域

在数学上的贡献：

第一，系统介绍了欧几里得几何学和阿基米德问题。

第二，早在1585年，提出十进位的小数计数方法，这种计数方法很快在商业中得到普及，尤其是货币结算中十进制的广泛使用。

第三，在《算术的实践》中给出算术和代数的一般论述，引入新的符号表示多项式，并给出二次、三次和四次方程的统一解法。

第四，创立许多数学名词的荷兰语翻译。这使得荷兰语成为唯一一种其大部分数学名词的源头而不是来自拉丁语的西欧语言。

工程学领域

工程学方面的贡献。第一，他致力于港口、防御工事的建设。荷兰是一个低地国家，饱受海水倒灌的侵袭，港口、防御工事的建设显得尤为重要。作为工程师，一生致力于这方面的研究。

第二，参与了军事营地的建设。16世纪末至17世纪初，荷兰与西班牙王室进行了长达八十年的战争，军事工程也是荷兰所面临的重要问题，为此，专门撰写了关于军事工程建设的著作。

第三，《城市的理想规划》影响了17世纪东南亚的城市规划和马六甲海峡的建设。

音乐领域

斯蒂文在音乐艺术理论和天文学方面也颇有研究。在音乐艺术理论上，详细分析音乐科学中面临的问题，撰写了歌唱的艺术理论，明确提出十二平均律。在天文学方面，斯蒂文是哥白尼学说的早期拥护者，捍卫并传播了哥白尼的太阳中心说，建构了荷兰的天文学理论体系。

13、 纳皮尔

   1550-1617  英国  数学家、天文学家

  苏格兰数学家纳皮尔(J.Napier，1550-1617)正是在研究天文学的过程中，为了简化其中的计算而发明了对数.对数的发明是数学史上的重大事件，天文学界更是以近乎狂喜的心情迎接这一发明。恩格斯曾经把对数的发明和解析几何的创始、微积分的建立称为 17 世纪数学的三大成就，伽利略也说过:“给我空间、时间及对数，我就可以创造一个宇宙。“纳皮尔出生于苏格兰的贵族家庭。13 岁进入圣安德鲁斯的圣萨尔瓦特学院，曾在那里接受神学教育。他的舅父 A。博瑟韦尔(Bothwell)是奥克尼的主教，支持他到国外留学。1571 年，纳皮尔回到苏格兰，1572 年，与 J。斯特林(Stirling)爵士的女儿伊丽莎白(Elizabeth)结婚，并定居在加尔特内斯 1608 年迁居爱丁堡附近的梅尔契斯顿堡。1579 年，其妻去世，又娶珀思州克罗姆利克斯的 A。奇斯霍姆(Chisholm)为妻；第一个妻子有两个孩子，第二个妻子有十个孩子。纳皮尔的遗著是第二个儿子罗伯特(Robert)整理出版的。 纳皮尔于 1590 年左右开始写关于对数的著作，后来发表了两本拉丁文论著：《奇妙的对数定理说明书》(Mirificilogarithmo-rum canonis descriptio，1614)和《奇妙对数定律的构造》(Miri-fici logarithmorum canonis constructio，1619)。《奇妙的对数定理说明书》对于对数的性质和用法作了简要叙述，并包括以分弧为间隔的角的正弦的对数表。此书的第一个英文译本的译者是 E。赖特(Wright)，他死后由儿子 S。赖特(Wright)发表(1616)。《奇妙对数定律的构造》一书，是 R。纳皮尔(Napier)在其父死后整理出版的，其中包括纳皮尔多年前写的材料；此书对于对数表的计算和赖以建立的根据作了充分解释。 《奇妙的对数定理说明书》引起了人们广泛的兴趣。此书出版之后，伦敦格雷沙姆学院几何学教授布里格斯专程到爱丁堡向这位伟大的对数发明者表示敬意。通过这次访问，纳皮尔和布里格斯商定：如果把对数改变一下，使得 1 的对数为 0，10 的对数为 10 的适当次幂，造出来的表会更有用。于是，就有了今天的常用对数。 对数作为一种计算方法，其优越性在于：通过对数，乘法和除法被归结为简单的加法和减法 运 算 。 这 种 想 法 起 源 于 纳 皮 尔 时 代 人 们 所 熟 知 的 公 式2cosAcosB=cos(A＋B)+cos(A-B)， 在这里，2cosA 和 cosB 两个数的乘积被 cos(A+B)和 cos(A-B)两个数的和取代。此公式易于扩展为：从任何两个数的积变成另外两数的和。 与上述的三角恒等式相联系，有下列三 个 恒 等 式 ： 2sinAcosB=sin(A ＋ B)+sin(A-B) ，2cosAsinB=sin(A+B)-sin(A-B)， 2sinAsinB=cos(A-B)-cos(A+B)。 这四个恒等式有时被称做沃纳公式，因为 J。沃纳(Werner)曾利用它们简化由天文学引起的长计算。此公式在 16 世纪末被数学家和天文学家们广泛地用于把积变成和与差。此方法以“加与减”(prosthaphaeresis)著称。长除法也可以类似地处理。 纳皮尔通晓“加与减”的方法，并可能受到这种方法的影响；否则就难以说明他为什么最初把对数限制于能用角的正弦表示的那些数。但是，他的消除长乘法和长除法的困难的办法，与“加与减”方法是有显著区别的。 纳皮尔在对数的理论上至少花了20 年；最终以几何术语说明该原理如下。考虑线段 AB 和无穷射线 DE，如图 1 所示。令 C 点和 F 点同时分别从 A 和 D，沿着这两条线以同样的初始速度开如移动。假定 C 点的速度与线段 CB 成正比(比例常数是1)，而 F 以匀速移动。纳皮尔定义 DF 为 CB 的对数。也就是说，令 DF=x，CB=y，则 x=Naplog y。 纳皮尔为了免去小数的麻烦，取 AB 的长为107。我们现在借助于微积分，可从纳皮尔的定义推出 推导过程如下：由 AC=107-y，得 C 的速度=-dy/dt=y， 即 dy/y=-dt。积分之，得 lny=-t+C，将 t=0 代入，计算积分常数，得 C=ln107。所以 lny=-t＋ln107。 由于F 的速度=dx/dt=107， 所以 x=107t， Naplog y=x=107t=107(ln 107-lny)

=107ln(107/y)=107lgl/e(y/107)。 有人说纳皮尔对数是自然对数，这是没有根据的。实际上，纳皮尔对数随着真数的增加而减少，与在自然对数中的情况相反。 logarithm(对数)这个词的意思是“比数”(ratio number)，意指数与数之间总保持相同的比。纳皮尔最初用的是 artificialnumber(人造数)，后来才用 logarithm 这个词。布里格斯引进 mantissa 这个词，它起源于伊特拉斯坎语的一个晚期拉丁名词，原来的意思是“附加”或“补缺”，到 16 世纪意指加尾数。Chracteristic(首数)这个术语也是布里格斯提出的。 纳皮尔的惊人发明被整个欧洲热心地采用。尤其是天文学界，简直为这个发现沸腾起来了。P。S。拉普拉斯(Laplace)就认为，对数的发现“以其节省劳力而延长了天文学家的寿命”。 在谁最先发现对数这个问题上，纳皮尔只遇到一个对手，他就是瑞士仪器制造者 J。比尔吉(Biirgi)。比尔吉独立设想并造出了对数表。于 1620 年出版了《算术和几何级数表》(Arithmetischeund geometrische Progress-tabulen，1620)。虽然两个人都在发表之前很早就有了对数的概念，但纳皮尔的途径是几何的，比尔吉的途径是代数的。

耶稣会意大利籍传教士利玛窦来华时间：1582年--1610年

14、伽利略

     1564-1642 ，意大利 、 学术领域：天文、物理、数学

     1609 年，伽利略创制了天文望远镜（后被称为伽利略望远镜），并用来观测天体。他发现了月球表面的凹凸不平，并亲手绘制了第一幅月球表面图。1610 年 1 月 7 日，伽利略发现了木星的四颗卫星，为哥白尼学说找到了确凿的证据，标志着哥白尼学说开始走向胜利。借助于望远镜，伽利略还先后发现了土星光环、太阳黑子、太阳的自转、金星和水星的盈亏现象、月球的周日和周月天平动，以及银河是由无数恒星组成等等。这些发现开辟了天文学的新时代。为了纪念伽利略的功绩，人们把木卫一、木卫二、木卫三和木卫四命名为伽利略卫星。伽利略著有《星际使者》 《关于太阳黑子的书信》 《关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对话》《关于两门新科学的谈话和数学证明》和《试验者》。学伽利略为牛顿的牛顿运动定律第一、第二定律提供了启示。伽利略是第一个把实验引进力学的科学家，他利用实验和数学相结合的方法确定了一些重要的力学定律。

      1582 年前后，他经过长久的实验观察和数学推算，得到了摆的等时性定律。接着在 1585 年因家庭经济困难辍学。论文《论重力》，第一次揭示了重力和重心的实质并给出准确的数学表达式，因此声名大振。与此同时，他对亚里士多德的许多观点提出质疑。伽利略对运动基本概念，包括重心、速度、加速度等都作了详尽研究并给出了严格的数学表达式。尤其是加速度概念的提出，在力学史上是一个里程碑。有了加速度的概念，力学中的动力学部分才能建立在科学基础之上，而在伽利略之前，只有静力学部分有定量的描述。伽利略曾非正式地提出过惯性定律（见牛顿运动定律）和外力作用下物体的运动规律，这为牛顿正式提出运动第一、第二定律奠定了基础。在经典力学的创立上，伽利略可说是牛顿的先驱。伽利略还提出过合力定律，抛射体运动规律，并确立了伽利略相对性原理。他是利用望远镜观测天体取得大量成果的第一位科学家。这些成果包括：发现月球表面凹凸不平，木星有四个卫星（现称伽利略卫星），太阳黑子和太阳的自转，金星、木星的盈亏现象以及银河由无数恒星组成等。他用实验证实了哥白尼的“地动说”，彻底否定了统治千余年的亚里士多德和托勒密的“天动说”。伽利略因为支持日心说入狱后，“放弃”了日心说。最早的温度计是在 1593 年由意大利科学家伽利略明的。

       伽利略出生在比萨，在比萨读书并且在比萨的大学里教了一个短时期的书。他于公元 1592 年转到比较自由开明的帕多瓦大学任教，在那边待了十八年之久。他在力学方面的一些比较重要的研究都是在这个时期进行的。在公元 1610 年，他移居到佛罗伦撒，任托斯干大公爵的哲学和数学首席供奉，并在佛罗伦萨用望远镜进行天文观测和研究。最后，当他的天文学著作受到教廷谴责之后，他又重新研究起力学来了。伽利略的两部巨著是公元 1632 年出版的 《关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对话》，和公元 1638 年出版的《论两种新科学》 。两书都是采用对话形式，参与对话的是支持他的两个朋友，沙格列陀和萨尔维阿蒂，与一个亚里士多德观点支持者辛普利邱。伽利略想要用这种对话形式使他的著作能拥有广大的读者，从而能有效地否定掉亚里士多德的力学和宇宙论。

       伽利略在力学上的工作，和列奥纳多、达塔格里亚、斯台文三人的工作一样，是被工程上所碰到的问题激起的。他在公元 1632 年写给马昔里的一封信中，就特别提到抛射体的射程问题，使他开始从事研究物体重力坠落的。还有，在他那本力学著作《论两种新科学》 中开头的一幕是威尼斯兵工厂，伽利略说，尽管这些工匠懂得很多，他们的知识并不真正是科学的，因为他们不熟悉数学，所以，他们不能从理论上发展成果。伽利略非常重视数学在应用科学方法上的重要性，特别是实物与几何图形符合程度到多大的问题。在关于天文学的那部对话中，那位亚里士多德派学者辛普利邱指出，几何学的球体和平面在一点上接触，而实物的球体则和一个平面在几点上接触，事实上是接触到一整片，因此看来数学和自然界之间并不符合。萨尔维阿蒂回答说， 虽然有这种情况， 人们还可以想象一种一个不完善的几何学球体和平面在几点上接触。由此可见，数学可以使其适应实物，并用来解释自然，这两者之间符合与否是由“ 选择得当的实验” 来判断的。

       任何不符合的地方都是科学家的过错，伽利略为自己提出的第一套力学问题，是那些牵涉到尺度效果的问题。为什么大型机器和小型机器一样完全按照同样几何比例造出来，但是小机器耐用而且使用起来效果很好，而大机器则是时常出毛病并且垮掉。几何图形的性质和图形的大小是没有关系的， π的值对一切圆周都是不变的，但是大船和小船按照同样比例造起来的，小船可以开得很安全，而大船在造船架上就会垮掉。还有，看上去数学和自然界之间并不相互符合，但是伽利略坚称，只要物体所含的物质数量能够作为一种数学上的量对待，只要物质被认为“ 好象属于单纯的数学”，这个问题是可以解决的。因此如果一部机器的尺寸加倍以后，它的重量就得提高八倍，但是机器各个零件力量的增加比例则要小些，因此支持不住那样大的重量。他说：“一只小狗也许可以在它背上驮两三只同样大小的狗，但我相信一匹马也许连一匹和它同样大小的马也驮不起。”

       在考察尺度效果时，伽利略就是以这个方式来研究物质的数量，即后来叫做质量的量，后来又以同样方式探索了牵涉到时间测量和速度测量的动力学问题。在这方面，伽利略所研究的中心问题就是在重力影响下的落体运动问题。他首先论证了亚里士多德关于重物体比轻物体坠落较快的见解。他问道，如果把一件重的东西和一件轻的东西束在一起，从高处抛下来，那将会是什么情形？按照亚里士多德的观点，坠落的时间可以是两个物体各自坠落时间的平均数，也可以是一个具有两个物体重量总和的物体从同一高度落下来的时间。“ 这两个结果的互不相容”，伽利略写道，“ 证明亚里士多德错了”。为了找出物体在引力下坠落时的实际情况，伽利略作了一项实验来测量光滑金属球沿倾斜平面滚过一定距离所需要的时间。 这是由于物体在引力下的自由坠落太快了，没法直接观察，所以伽利略就“ 冲淡引力”，设计了倾斜平面的方法，使他的金属球在引力下坠落时速度可以测量。通过这样的实验，他就发现一切物体不论轻重都以同样的时间经过同样距离坠落，距离和坠落时间的平方成正比，或者换一种说法，落体的速度随时间均匀地增加。根据亚里士多德的物理学，保持物体以均速运动的是力的持久作用。

       但是伽利略的实验结果证明物体在引力的持久影响下并不以均速运动，而是相反地每次经过一定时间之后，在速度上就有所增加。物体在任何一点上都继续保有其速度并且被引力加剧。如果引力能够截断，物体将仍旧以它在那一点上所获得的速度继续运动下去。这种现象在伽利略的金属球滚到斜面尽头时就可以观察到：金属球以均速继续滚过一片光滑的平桌面。从以上这些观察结果就得到了惯性原理。这个原理阐明物体只要不受到外力的作用，就会保持其原来的静止状态或均速运动状态不变。从惯性原理，伽利略就发展了抛射体的飞行轨迹理论，从而表明数学证明在科学上的价值。他考虑了一个球以均速滚过桌面，再从桌边沿一根曲线轨道落到地板上的动作。在这条坠落轨道上的任何一点，球都具有两种速度：一个是沿平面的速度，根据惯性原理始终保持均速，另一个是垂直的速度，受引力的影响而随着时间加快。在地平的方向，球在同等时间内越过同等距离，但是在垂直的方向，球越过的距离则和时间的平方成正比。这样的关系决定球走出的轨迹形式，即一种半抛物线，一个从大炮发出的抛射体，其轨迹因而是一条全抛物线，当炮身的角度抬高到四十五度时射程就最远。这样一来达塔格里亚从观察中所发见的一件事实，就由伽利略根据他的斜面实验而在理论上推算出来了。

       关于这一点，伽利略写道：“ 通过发现一件单独事实的原因，我们对这件事实所取得的知识，就足以使我们理解并肯定一些其他事实，而不需要求助于实验，正如目前这个事例所显示的那样， 作者单凭论证就可以有十足的把握，证明仰角在四十五度时射程最远。”这样一种发展对科学说来是具有无比的重要性的。在这以前，新现象只是碰巧或者偶然被人们发现，而对立的假说，如冲力说和亚里士多德的力学，由于除掉逻辑外没有其他标准可以在它们中间作出抉择，则可以世世代代并存下去。现在伽利略表明，从已知的现象怎样地可以证明“可能是从来没有被观察到的事情”；证明为那些现象提供解释，而通过实验发现所预言的事实则证实了这些解释。在达塔格里亚看来，大炮抬到四十五度的仰角时射程最远，是一件无情的事实；在伽利略看来，这是抛射体所具有的两种速度的性质的合量。 他的解释是由所预言的事实实际上出现了而得到证实的。

       同样，伽利略知道一件事实，即一个摆的摆动，不管摆动的幅度多大，时间都是一样的，这一事实后来为荷兰的惠更斯从数学上证明这是引力的一致性的一个必然结果。**科学的数学－实验方法在伽利略手中达到成熟的阶段。**他把几何学上的长短、面积、体积等题材撇开，而把几何学用来研究其他可测量的性质，即时间、运动和物质数量，发现它们之间的关系，并推算这些关系的后果。为了把数学以这种方式应用到物理现象上，考察的范围就得缩小到只观察那些可测量的质。数学不能用在不可测量的质上，所以那些无法测量的质只好不去管它。伽利略还得丢开一些关系不大的可测量现象，能简化他的研究工作，并抓住问题的根本。他知道空气的阻力在原则上是可测量的，而且影响物体在引力下的坠落， 但是他不理会这个问题， 伽利略尽量把他的实验条件做得完善和符合 “ 数学要求”，如采用磨得很光的平面和光滑的金属球。只有这样，他才能获得超越这一特殊实验本身条件的知识，获得描述一切物体在引力下坠落时的基本运动的知识。由此就可以运用数学证明，提供一个抽象理论的结构，并预言一些可以进一步用实验试行验证的后果。

       随着数学－实验法的兴起的另一发展，是测量仪器的制造变得精密了，使得数学能伸进到现象里面。伽利略广泛地应用了那些传统的测量仪器，如算尺、天平和滴漏钟，而且发展一些别的仪器。他制造了第一个温度表来测量温度，而且用摆来测量时间，先在医学上用来计算脉搏率，后来又把它制成一种普通形式的摆，留给后代人来制造第一座完全用摆行走的钟。伽利略还发展了望远镜，并广泛地使用望远镜进行天文观测。

       公元 1609 年，伽利略听说荷兰米德尔堡的眼镜商造出了“ 望远镜” 可以将远距离的东西放大，特别是汉斯.立帕席在公元 1608 年将这一发明注了册。伽利略研究了合成镜片的光学性质， 造了几具改进的望远镜自用。 他用这些望远镜检视天空， 发现了一大堆新事实。他发现天体一点不象传统的亚里士多德见解所暗示的那样比地球完善而且优越。 太阳的面上就有黑子，而月亮望上去则非常之象地球，上面有许多火山，伽利略从它们投出的影子长度测算了它们的高度。他发现银河是由许许多多的恒星形成，并且和别人一起观测了在仙女星座的星云。伽利略还发现金星的面目很象月亮，从新月形逐渐变为满月，而木星则有四个月亮，他觉得根据哥白尼的体系这很象太阳系的一幅小型图画。

      伽利略早就是一个哥白尼世界体系的拥护者。 在公元 1597 年写信给他的朋友约翰.开普勒时，伽利略说他自己 “ 多年以前就已经拥护哥白尼的学说”，是由于这个学说说明了 “ 许多现象的原因，而按照人们通常接受的观点都是无法理解的”。天文学上的发展逐渐对哥白尼的学说有利起来，而伽利略的发现则相当助长了这一倾向。在公元 1572 年，一颗明亮的新星出现了，可能是一颗超新星，经过第二年整整一年，到公元 1574 年方才消失。还有，公元 1577 年出现了彗星，它的轨迹由第谷.布拉赫、迈克尔.马斯特林等人进行了观察和测量， 他们都指出彗星环绕太阳的运动是通过太阳系的。亚里士多德曾经主张，彗星的出现只是一种地球范围的现象，发生在月层下面，而天界则是完善和不变的， 是不生不灭的。 这两个教条都被十六世纪七十年代所见到的天文现象否定了，现在伽利略又加上了太阳黑子的证据和月亮上有山岭，说明天界是不完善的。而且，人们很早就指出，如果哥白尼的学说是确实的，那末金星就应当象月亮那样有圆有缺。金星用肉眼看去的确一直是只圆球， 但是伽利略通过望远镜却证明人们所指望金星的这种面貌变化确实存在。

       还有，以前曾经有人争论说，宇宙间只能有一个环绕的中心，既然月亮环绕地球， 其他的天体也就只能环绕地球运行。 伽利略现在证明， 不管人们对太阳系的布局采取什么看法，世界上的环行中心肯定不止一个，因为木星就有四个月亮环绕着它。伽利略的天文发现多数都是在十七世纪第二个十年中发表的，这些发现对支持哥白尼的学说有很大的影响。当这种新天文学的证据正在兴起时，反对新天文学的人就变得强硬起来，因为已经不再能够斥之为一种无足轻重的意见了。邻近的教会人士驳斥伽利略的见解是异端，而比萨的经院哲学家则宣称他的意见是错误的，而且是违反亚里士多德的权威的。 他们说太阳黑子只是环绕太阳的一些云， 也可能是望远镜出了毛病， 而木星不可能有月亮环绕，因为古书上从来就没有提到过。

       公元1615 年伽利略受到罗马宗教法庭的传讯，在法庭上他被迫声明和哥白尼学说决裂。地球在地轴上自转并环