哥白尼是如何发现日心说?

哥白尼的主要贡献是创立了科学的日心地动说,写出“自然科学的独立宣言”——《天体运行论》.
当时的欧洲正处在黑暗的中世纪的末期.亚里士多德－托勒密的地球中心说早已被基督教会改造成为基督教义的支柱.然而,由于观测技术的进步,在托勒密的地心体系里必须用八十个左右的均轮和本轮才能获得同观测比较相合的结果,而且这类小轮的数目还有继续增加的趋势.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.他了解到古希腊人阿利斯塔克等曾有过地球绕太阳转动的学说,受到很大启发.哥白尼分析了托勒密体系中的行星运动,发现每个行星都有三种共同的周期运动,即:一日一周、一年一周和相当于岁差（见岁差和章动）的周期运动.他认为,如果把这三种运动都归到被托勒密视为静止不动的地球上,就可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,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的日心体系.离太阳最近的是水星,其次是金星、地球、火星、木星和土星.只有月球绕地球转动.恒星则在离太阳很远的一个天球面上静止不动.哥白尼把统率整个宇宙的支配力量赋予太阳,而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“将近四个九年的时间”去测算、校核、修订他的学说.他曾写过一篇《要释》,简要地介绍他的学说.这篇短文曾在他的友人中间手抄流传.但是,他迟迟不愿将他的主要著作——《天体运行论》公开出版.因为,他很了解,他的书一经刊布,便会引起各方面的攻击.批判可能从两种人那里来：一种人是顽固的哲学家,他们坚持亚里士多德、托勒密的说法,把地球当作宇宙的固定的中心；另一种人是教士,他们会说日心说是离经叛道的异端邪说,因为《圣经》上明白指出地是静止不动的.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.他认为,在这位比较开明的教皇的庇护下,《天体运行论》也许可以问世.