科学探索如同一场永无终点的接力赛，一代又一代人共同努力着，使我们生活的世界日新月异，使人类的文明绚丽多彩，使我们探索的步伐铿锵有力。一些影响世界历史的科学家，只是人类漫长的探索旅程中一部分，但他们却构成人类科学之旅中最为闪亮的群星图。他们光辉的思想、奇妙的构思、辛勤的汗水以及伟大的人格，永远值得我们缅怀和感动！
哥白尼与日心说
远古时代，人类祖先站在洪荒漠野上，抬头凝望着天上的日月星辰，产生出无穷的遐想。有人说，天是由站在地上的擎天神扛在肩上的。“盖天说”由此形成了。它认为地是平的，亚里士多德天是圆的，中间隆起，四周下垂，就像盖在地上的一个半球形的大帐篷。
后来，人们在观察中发现，“盖天说”无法解释日月星辰的东升西落，只有在“盖天说”的半个球壳下面再加上半个球壳才对。于是，“浑天说”产生了。
到了公元前4世纪，亚里士多德创立了“地心说”。亚里士多德认为，宇宙是一个有限的球体，分为天地2层，地球位于宇宙中心，所以日月围绕地球运行，物体总是落向地面。地球之外有9个等距离天层，各个天层自己都不会运动，是上帝推动了恒星天层，才带动了所有的天层。人类居住的地球，岿然不动地居于宇宙中心。
作为古希腊的最后一位大天文学家，托勒密全面承袭了亚里士多德的“地心说”，把亚里士多德的9层天扩大为11层。托勒密设想，各行星都绕着一个较小的圆周运动，而每个圆的圆心则在以地球为中心的圆周上运动。他把绕地球的那个圆叫“均轮”，每个小圆叫“本轮”，同时假设地球并不恰好在均轮的中心，而是偏开一定的距离，均轮都是一些偏心圆。日、月、行星除了作上述轨道运行外，还与众恒星一起，每天绕地球转动一周，从而使计算结果达到了与实测的一致，取得了航海上的实用价值。
托勒密的“地心说”恰好迎合了基督教教义，便被基督教用来维护《圣经》学说。《圣经》宣扬，宇宙和地球都是上帝耶和华创造的，地球不动，位居宇宙中心，圣地耶路撒冷位居大地中央，人类是神的骄子，宇宙间的万物都是神为了满足人的需要创造出来的……于是，托勒密的“地心说”占了统治地位，天文学成了宗教的奴婢，这种状况一直延续到哥白尼时代。
哥白尼哥白尼，1473年出生在波兰托伦小城的一个商人家庭里。10岁那年，瘟疫夺去了他的父亲。从那时起，哥白尼开始跟舅父务卡施生活在一起。他的舅父是一位学识渊博的主教，哥白尼深受其影响，爱上了天文学和数学。早在上学的时候，就被天上的星星、月亮吸引住了。他经常在晚上坐在窗前，乐趣无穷地凝望繁星闪烁的天空。有一天，他哥哥不解地问：“弟弟，你为什么老是对着天空发呆？是不是在向天主祈祷？”
“不，哥哥，我是在观察天象，想探寻天上的奥秘。”哥白尼解释说。
“什么？你要管起天上的事情？天上的事有神学家操心，我们怎能去干预！”
“为了让人们望着天空不感到害怕，我要一辈子研究它！我还要叫星星和人交朋友，让它给海船校正航线，给水手指引航向。”
“不听我的劝告，这一辈子你可有罪受了！”哥哥以教训的口气厉声说。
“我主意已经打定，什么都不怕！”哥白尼斩钉截铁地说。就这样，哥白尼从小就对天文学产生了浓厚的兴趣。
18岁的时候，舅父把他送进了克拉科夫大学。在那里，思想敏锐的哥白尼对天文学和数学发生了极大的兴趣。他钻研了数学，广泛涉猎古代天文学书籍，潜心研究过“地心说”，做了许多笔记和计算，并开始用仪器观测天象，头脑里开始孕育新的天文体系。
后来，哥白尼来到意大利留学，在学术气氛十分活跃的帕多瓦大学学习。该校的天文学教授诺法拉对“地心说”表示怀疑，认为宇宙结构可以通过更简单的图式表现出来。在他的思想熏陶下，哥白尼萌发了关于地球自转和地球及行星围绕太阳公转的见解。
回到波兰后，哥白尼继续进行长期天象观测和研究，更进一步认定太阳是宇宙的中心。因为行星的顺行逆行，是地球和其他行星绕太阳公转的周期不同造成的假象，表面上看起来好像太阳在绕地球转，实际上则是地球和其他行星一起，在绕太阳旋转。这一点就像我们坐在船上，明明是船在走，但却感觉到岸在往后移一样。
哥白尼夜以继日地观测着，计算着，终于冲破重重阻力，创立了以太阳为中心的“日心说”。
哥白尼曾把他的“日心说”主要观点写成一篇《浅说》，抄赠给一些朋友。他的观点立即引起了欧洲各国的重视，可他不敢把它们全部写出来发表，害怕由此招致教会的迫害。
但是，哥白尼曾经说过：“人的天职在于探索真理。”在探索真理的强烈冲动下，他还是在踌躇中开始了《天体运行论》一书的写作。
这部6卷本的科学巨著《天体运行论》几经周折，终于艰难地面世了。此刻，哥白尼的生命也走到了尽头。他在临终前1个小时才看到这本还散发着油墨清香的著作，他颤抖的手摩挲着书页，溘然长逝。
在书中他正确地论述了地球绕其轴心运转；月亮绕地球运转；地球和其他所有行星都绕太阳运转的事实。但是他也和前人一样严重低估了太阳系的规模。他认为星体运行的轨道是一系列的同心圆，这当然是错误的。他的学说里的数学运算很复杂也很不准确。但是他的书立即引起了极大的关注，驱使一些其他天文学家对行星运动作更为准确的观察，其中最著名的是丹麦伟大的天文学家泰寿·勃莱荷，开普勒就是根据泰寿积累的观察资料，最终推导出了星体运行的正确规律。
显然哥白尼的学说是人类对宇宙认识的革命，它使人们的整个世界观都发生了重大变化。但是在估价哥白尼的影响时，我们还应该注意到，天文学的应用范围不如物理学、化学和生物学那样广泛。从理论上来讲，人们即使对哥白尼学说的知识和应用一窍不通，也会造出电视机、汽车和现代化学产品之类的东西。但是不应用法拉第、麦克斯韦、拉瓦锡和牛顿的学说则是不可想象的。
仅仅考虑哥白尼学说对技术的影响就会完全忽略它的真正意义。哥白尼的书对伽利略和开普勒的工作是一个不可缺少的序幕。他俩又成了牛顿的主要前辈。是这两者的发现才使牛顿有能力确定运动定律和万有引力定律。
从历史的角度来看，《天体运行论》是当代天文学的起点──当然也是现代科学的起点。知识点地心说地心说最初由古希腊学者欧多克斯提出，后经亚里士多德、托勒密进一步发展而逐渐建立和完善起来。托勒密认为，地球处于宇宙中心静止不动。从地球向外依次有月球、水星、金星、太阳、火星、木星和土星，在各自的轨道上绕地球运转。其中，行星的运动要比太阳、月球复杂些：行星在本轮上运动，而本轮又沿均轮绕地运行。在太阳、月球、行星之外，是镶嵌着所有恒星的天球——恒星天。再外面，是推动天体运动的原动天。地心说是世界上第一个行星体系模型。尽管它把地球当做宇宙中心是错误的，然而它的历史功绩不应抹杀。
牛顿与他的万有引力说
1643年1月4日，在英格兰林肯郡小镇沃尔索浦的一个自耕农家庭里，牛顿诞生了。牛顿是一个早产儿，出生时只有3磅重，接生婆和他的亲人都担心他能否活下来。但谁也没有料到，这个看起来微不足道的小东西以后会成为了一位震古烁今的科学巨人，并且竟活到了85岁的高龄。
牛顿出生前3个月父亲便去世了。在他两岁时，母亲改嫁给一个牧师，把牛顿留在外祖母身边抚养。11岁时，母亲的后夫去世，母亲带着和后夫所生的一子二女回到牛顿身边。牛顿牛顿自幼沉默寡言，性格倔强，这种习性可能来自他的家庭处境。
大约从5岁开始，牛顿被送到公立学校读书。少年时的牛顿并不是神童，他资质平常，成绩一般，但他喜欢读书，喜欢看一些介绍各种简单机械模型制作方法的读物，并从中受到启发。他喜欢自己动手制作些奇奇怪怪的小玩意，如风车、木钟、折叠式提灯等等。
传说小牛顿把风车的机械原理摸透后，自己制造了一架磨坊的模型，他将老鼠绑在一架有轮子的踏车上，然后在轮子的前面放上一粒玉米，刚好那地方是老鼠可望不可即的位置。老鼠想吃玉米，就不断地跑动，于是轮子不停地转动；有一次他放风筝时，在绳子上悬挂着小灯，夜间村人看去惊疑是彗星出现；他还制造了一个小水钟。每天早晨，小水钟会自动滴水到他的脸上，催他起床。他还喜欢绘画、雕刻，尤其喜欢刻日晷，家里墙角、窗台上到处安放着他刻画的日晷，用以验看日影的移动。
牛顿12岁时进了离家不远的格兰瑟姆中学。牛顿的母亲原希望他成为一个农民，但牛顿本人却无意于此，而酷爱读书。随着年岁的增长，牛顿越发爱好读书，喜欢沉思，做科学小实验。他在格兰瑟姆中学读书时，曾经寄宿在一位药剂师家里，使他受到了化学试验的熏陶。
牛顿在中学时代学习成绩并不出众，只是爱好读书，对自然现象有好奇心，例如颜色、日影四季的移动，尤其是几何学、哥白尼的日心说等等。他还分门别类的记读书笔记，又喜欢别出心裁地作些小工具、小技巧、小发明、小试验。
1661年，19岁的牛顿以减费生的身份进入剑桥大学三一学院，靠为学院做杂务的收入支付学费。1664年成为奖学金获得者，1665年获学士学位。
由于牛顿在剑桥受到数学和自然科学的熏陶和培养，对探索自然现象产生浓厚的兴趣，家乡安静的环境又使得他的思想展翅飞翔。1665~1666年这段短暂的时光成为牛顿科学生涯中的黄金岁月，他在自然科学领域内思潮奔涌，才华迸发，思考前人从未思考过的问题，踏进了前人没有涉及的领域，创建了前所未有的惊人业绩。牛顿见苹果落地而悟出地球引力的传说，说的也是此时发生的轶事。
在牛顿以前，天文学是最显赫的学科。但是为什么行星一定按照一定规律围绕太阳运行？天文学家无法圆满解释这个问题。万有引力的发现说明，天上星体运动和地面上物体运动都受到同样的规律——力学规律的支配。
早在牛顿发现万有引力定律以前，已经有许多科学家严肃认真地考虑过这个问题。比如开普勒就认识到，要维持行星沿椭圆轨道运动必定有一种力在起作用，他认为这种力类似磁力，就像磁石吸铁一样。1659年，惠更斯从研究摆的运动中发现，保持物体沿圆周轨道运动需要一种向心力。胡克等人认为是引力，并且试图推导引力和距离的关系。
哈雷1664年，胡克发现彗星靠近太阳时轨道弯曲是因为太阳引力作用的结果；1673年，惠更斯推导出向心力定律；1679年，胡克和哈雷从向心力定律和开普勒第三定律，推导出维持行星运动的万有引力和距离的平方成反比。
牛顿自己回忆，1666年前后，他在老家居住的时候已经考虑过万有引力的问题。最有名的一个说法是：在假期里，牛顿常常在花园里小坐片刻。有一次，像以往屡次发生的那样，一个苹果从树上掉了下来……一个苹果的偶然落地，却是人类思想史的一个转折点，它使那个坐在花园里的人的头脑开了窍，引起他的沉思：究竟是什么原因使一切物体都受到差不多总是朝向地心的吸引呢？牛顿思索着。终于，他发现了对人类具有划时代意义的万有引力。
牛顿高明的地方就在于他解决了胡克等人没有能够解决的数学论证问题。1679年，胡克曾经写信问牛顿，能不能根据向心力定律和引力同距离的平方成反比的定律，来证明行星沿椭圆轨道运动。牛顿没有回答这个问题。1685年，哈雷登门拜访牛顿时，牛顿已经发现了万有引力定律：两个物体之间有引力，引力和距离的平方成反比，和两个物体质量的乘积成正比。
当时已经有了地球半径、日地距离等精确的数据供计算使用。牛顿向哈雷证明地球的引力是使月亮围绕地球运动的向心力，也证明了在太阳引力作用下，行星运动符合开普勒运动三定律。
在哈雷的敦促下，1686年底，牛顿写成划时代的伟大著作《自然哲学的数学原理》一书。皇家学会经费不足，出不了这本书，后来靠了哈雷的资助，这部科学史上最伟大的著作之一才能够在1687年出版。
牛顿在这部书中，从力学的基本概念（质量、动量、惯性、力）和基本定律（运动三定律）出发，运用他所发明的微积分这一锐利的数学工具，不但从数学上论证了万有引力定律，而且把经典力学确立为完整而严密的体系，把天体力学和地面上的物体力学统一起来，实现了物理学史上第一次大的综合。
随着科学声誉的提高，牛顿的政治地位也很快得到了提升。1689年，他当选为国会中的大学代表。作为国会议员，牛顿逐渐开始疏远给他带来巨大成就的科学。他不时表示出对以他为代表的领域的厌恶。同时，他的大量的时间花费在了和同时代的著名科学家如胡克、莱布尼兹等进行科学优先权的争论上。
晚年的牛顿在伦敦过着优越的生活。1705年他被安妮女王封为贵族。此时的牛顿非常富有，被普遍认为是生存着的最伟大的科学家。他担任英国皇家学会会长，在他任职的二十四年时间里，他以铁腕统治着学会。没有他的同意，任何人都不能被选举。
