1543年，波兰神父尼古拉·哥白尼[37]出版了《天球运行论》，他在书中提出的理论，很可能是有史以来最奇怪的一个。他的主张耸人听闻，认为地球是围绕太阳运转的。这违背了几乎所有天文学家自天文学诞生以来就相信的东西—他们一直相信地球位于宇宙的中心，万物—太阳、月亮和所有行星—都围绕它运转。

时至今日，你已经很难把哥白尼的理论看作古怪的想法了。毕竟，地球的确围绕太阳运转，对此我们毫无疑问。从我们的角度来看，他的理论是智慧的象征。这也正是为什么如今他被当作破除迷信、揭示真知的伟大思想者而被广为纪念的原因。但是，考虑到16世纪40年代人们对自然界的了解，他的理论可谓奇怪至极。

让我们来考虑一下，为什么一个以地球为中心的模型对古代和中世纪人来说如此有道理。首先，这与他们亲眼所见的一切相一致。任何人都能抬头看到太阳、月亮和各个行星从天空一个角落移动到另一个角落。正在移动的显然是那些天体，而不是地球。

同时，这个模型背后也有传统和权威的支持。直到16世纪，除古希腊天文学家阿利斯塔克[38]这个仅有的例外之外，没有学者曾经认真地质疑过地球位于宇宙中心这件事，而阿利斯塔克提出的也仅仅是一种猜测性的假设罢了。

地心说同时也以符合直觉的方式对引力做出了解释。自亚里士多德的时代起，学者就告诉人们，物体下落是因为它们有向宇宙的中心—也就是地球—运动的内驱力。物体会受中心的吸引，而不是受边缘某个随机的点吸引，这让人觉得在理。

而最重要的是，它确实能说得通。公元2世纪，伟大的古埃及天文学家克罗狄斯·托勒密[39]根据地心说构想出了一个太阳系的数学模型。他的系统相当复杂，因为他不得不引入一些创造性的几何学，来解释为何行星看起来偶尔会在天空中反向移动。如今，我们知道这一“逆行”会发生，是因为我们看到的是各个行星围绕太阳运转，同时我们自身也在围绕太阳运转的缘故，但是，为了从地心说的角度解释这一运动，托勒密总结说，各个行星在围绕地球运转的同时也在围着它们自身的公转轨迹绕小圈，这些小圈被称为“本轮”。这意味着他的系统具有各种各样围绕彼此旋转的物体，就像一台复杂的机器里，齿轮带动齿轮，再带动其他齿轮一样。但是它确实确切地预测了各个行星的运动，这似乎表示它代表了宇宙真实的样貌。

随后，几乎一千五百年后，哥白尼出现了，他提出抛弃地心宇宙，用以太阳为中心的系统取而代之。其原因并非因为他掌握了任何关于行星运动的观测证据。事实上，他并没有什么证据。他的整个主张都建立在一个他新建立的数学系统的基础上。他声称：“这个系统在预测行星运动方面，表现得和托勒密的系统一样好。”

哥白尼曾希望他的系统不需要纳入复杂的本轮，因而会更为简单，但结果并非如此，因为他犯了一个关键性的错误。他假定地球以正圆的轨道绕太阳运转，但他错了。实际上，地球的轨道是椭圆形的—更像鸡蛋的形状。这个错误导致的结果是，他还是只能纳入本轮来使他的预测与观测数据相一致。这使他的系统和托勒密的系统在数学方面一样地复杂难懂。

另外，如果拿它来和地心宇宙模型相比较，实际上它有一些严重的缺点。将地球从宇宙中心移开，使他没办法解释引力是怎么回事。事实上，如果太阳在宇宙的中心，说不清地球为何没有落进太阳里。哥白尼对这一谜题没有答案。

对同时代的人来说，更令人不安的是，日心系统使地球运动了起来。如果相信哥白尼，那就意味着我们都生活在一个旋转着的巨大岩石上，飞驰着穿行于宇宙中间。但感觉上地球不像是在运动。如果它确实在运动，他的批评者们问：“为什么没有持续的顶头风从它运动的方向上吹过来呢？（在当时，没人知道太空是真空的）。”“为什么其地表的一切没有被甩进太空中呢？”同样，哥白尼对这些麻烦的问题并无答案。

面对所有这些问题，当时的大多数学者自然而然地否定了他的日心宇宙模型。鉴于哥白尼提供的证据如此微弱，任何理性的人都会否定它。直到17世纪，其他学者才弥补了他的理论存在的缺陷。这一切开始于1608年，荷兰眼镜制造商汉斯·利伯希发明了第一架望远镜。这一发明即刻激发意大利学者伽利略·伽利雷[40]也制造了他自己的望远镜。伽利略用自己制造的望远镜观测到卫星绕着木星运转，从而证明了万物并非都围绕地球运转。在那之后不久，德国数学家约翰尼斯·开普勒[41]向人们说明：如果行星以椭圆形轨道而非正圆形轨道运转，可怕的本轮就可以从哥白尼的系统中去掉了。最终，在17世纪80年代，英国人艾萨克·牛顿[42]通过提出万有引力定律将一切联系到了一起。它解释了为什么苹果会落向地面，也解释了行星为什么以椭圆形轨道运转—它们持续不断地向太阳方向靠近，又擦身而过。所有这些新证据累积在一起，说服学者们相信了日心说的正确性。

但是，考虑到哥白尼提出的理论（在16世纪知识背景下）有多奇怪，以及他为说明它而展开的论证又是多么缺乏说服力，你不得不怀疑一开始到底是什么激发他想出这个理论来的。他到底在想什么？这一问题很久以来一直令历史学家感到困惑。

一种想法是，他可能一直试图使人们相信，天体沿正圆的轨道运转。古代和中世纪学者们都理所当然地认为天体自然而然是沿圆形轨道运动，而不是沿直线运动的，因为他们觉得圆形是完美的形状，所以对天球而言是合适的。托勒密的模型对这一原则采取了几个微小的改动，因为仅从其系统的复杂性出发，就使得以各种方式微调变得不可避免。哥白尼或许认定这使该模型错得不可救药。当然，他也在自己的系统中严格地遵循了天体沿圆形轨道运行的原则，我们已经看到，这正是他最后不得不回到本论上的原因。

最近，美国加利福尼亚大学的历史学家罗伯特·韦斯特曼提出了一个更具争议性的想法。他指出，哥白尼是在试图维护并促进占星学的进步。这门学问研究行星如何能影响地球上人们的健康和运气。占星学的有效性同样也是古代和中世纪学者们认为理所当然的事。但是，15世纪末，意大利哲学家乔瓦尼·皮科·德拉·米兰多拉[43]攻击这门学问为不准确的科学。他挑出了这样一个问题：“在托勒密系统中，你很难知道水星和金星相对于太阳的确切位置。如果天文学家都不知道这一点，”他问道，“占星学家怎么可能做出准确的占卜呢？”

哥白尼在他的日心宇宙系统中解决了这一问题。如果万物都是围绕太阳运转的，那么各个行星的位置就不再模糊不清了。一颗行星围绕太阳运转得越快，它也就距离太阳越近。也许哥白尼曾希望，澄清了这件事能够使占星学家做出更准确的占卜。韦斯特曼指出，哥白尼在上大学时，曾与一名占星学家一同生活和学习过。

不管哥白尼提出日心说理论背后的动机是什么，很显然从我们今天的眼光来看不会是什么好理由。他的信念深深植根于中世纪对世界的理解。本质上，他出于完全不正确的理由，成功地想到了太阳系的正确模型。他运气不错。

然而，他留下了反对社会传统信念的强大遗产。他向人们展示，一个人有可能想出一个古怪理论，直接挑战关于世界最基本的假设，结果还被证明是正确的。从那以后，古怪理论家们就一直以他为榜样，试图仿效他的做法。