哥白尼40歲時提出了日心説，否定了教會的權威，改變了人類對自然對自身的看法。當時羅馬天主教廷認為他的日心説違反《聖經》，哥白尼仍堅信日心説，並認為日心説與其並無矛盾，並經過長年的觀察和計算完成他的偉大著作《天體運行論》。
1533年60歲的哥白尼在羅馬做了一系列的講演，可直到他臨近古稀之年才終於決定將它出版。哥白尼的“日心説”更正了人們的宇宙觀。哥白尼是歐洲文藝復興時期的一位巨人。他用畢生的精力去研究天文學，為後世留下了寶貴的遺產。
哥白尼不是發明了東西，而是發現了新理論，即日心説理論，就是地球是圍繞太陽轉動的理論。
哥白尼在波倫尼亞大學跟天文學家多米尼加·諾華拉學習時，就知道希臘的畢達哥拉斯學派有地球自轉和地球及諸行星都繞着太陽轉的學説。他根據前人和自己觀測的結果，認為如果以地動學説來説明天體現象，一切困難都可迎刃而解，而托勒密的天動學説則有不可克服的困難。
因此，他在16世紀初年，就認為天動學説不能成立。他花了三十多年的時間留意觀測日、月以及各行星的運動，更相信地動學説的正確。1509年，他已經寫好《天體運行》的提綱，但是他知道天動學説從亞里土多德建立以來已經有1800年的歷史，又有教會的擁護，如果發表跟天動學説根本對立的地動學説，一定會遭到種種非難和攻擊。
因此他決定謹慎而小心地進行觀測工作，才能使他的理論能和實際觀測相符合。在他臨死前才出版《天體運行》這本書，這時四個10年已經過去了。
哥白尼發表了地動學説，不僅帶來天文學上的革命，而且開闢了各門科學向前邁進的新時代。他教給人們怎樣批判舊的學説，怎樣認識世界。他還啟示人們，不應該迷信古書上的道理，而應該重視客觀事實，重視實驗和實踐要有勇氣懷疑並且敢於批判不符合實際卻歷來被認為神聖不可侵犯的權威學説。
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