第二章 哥白尼革命
古代天文学
- 巨石阵：巨石阵石块精准排列，其指向与一年内太阳和月亮的出没角度有关。
- 地形宇宙学说：以地球为中心，接受天穹的概念。但是古人也已经注意到其与地心说理论与观测的矛盾，天上的星星太阳是沿着黄道运行，月亮沿着固定轨道在天穹运行，其他星星每个夜晚都在绕着北极星转动，除了五颗星星，也就是水金火木土五颗星星，其中水星金星两颗行星好像在绕着太阳转，其余三颗外行星则大致沿着黄道，时而还会发生逆行。
其实在我们现代人看来，这好像已经足够推翻地心说的宇宙观了，不过古代人建立了托勒密模型一个极其复杂的设计去解释了行星亮度变化以及逆行的现象。
托勒密模型：行星在一个被称为本轮的小圆上运动，而本轮的中心绕着围绕地球的大圆均轮上运动。
评价：科学训练总是引导我们力求简单，物理学中，简单性也是一个理论真理性的检测标准。托勒密的模型过于复杂，其最大的错误就是坚持了地心说。事实上，希腊天文学家阿利斯塔拉斯在公元前300年就提出了地球绕太阳公转，地球同时自转解释天穹上星星的运动。这就又要说到很重要的一点：观测，当时亚里士多德的学派提出如果地球绕着太阳公转，为什么其他星星没有现代人所谓的恒星视差的理论支撑。凭借现在的观测能力我们能够知道，恒星视差是存在的，只不过很微小罢了。因此观测水平也是决定理论发展水平的重要条件。
哥白尼革命
哥白尼发现了阿利斯塔拉斯的日心模型，最终得出地球不是宇宙中心这一伟大的结论。哥白尼意识到了行星逆行是视运动，将太阳的转动解释为地球的运动，同时支出地球是重力和月球的中心。整个过程中我发现固有思维、哲学思想在很多时候起着重要作用，哥白尼无法抛弃希腊思想中认为的圆周运动的和谐性，只能被迫保留本轮均轮的理论补充自己的学说使之接近观测。（本轮小了很多）
哥白尼能够坚持他的发现，并非是当时的日心说模型相比地心说模型更接近实际观测多少，它更多的是基于他的感觉——这个理论更加赏心悦目，更简洁。
现代天文学的诞生
伽利略·伽利莱和约翰内斯·开普勒两人在哥白尼死后一百年里为天文学研究做出了不可磨灭的贡献。
伽利略引入了望远镜技术，彻底改变了科学研究的方法，被称为“实验科学之父”。他发现了月球上的山脉、山谷、环形山，以及太阳上的黑子，以及木星的卫星等等，一切证据都指向了哥白尼的日心说。
开普勒是数学家出生，跟随第谷工作，在第谷死后继承了其职位，以及长达几十年一丝不苟的天文学记录（甚至包括了彗星，超新星），在长达三十多年的研究之后，他用三条行星运动定律就总结了所有已知行星和地球的运动。
- 行星的轨道式椭圆，太阳位于椭圆的一个焦点上。
- 一条假想的连接太阳和任意行星的连线在相同时间内扫过相同的距离。
- 行星轨道周期的平方正比于它轨道半长轴的立方。
太阳系的规模
在上一条目中，前人得到了太阳系的一个比例模型，却没有任何实际的大小。如何测量天文单位？
第一章节中三角测量法就可行，但是太阳太亮，太大，太模糊，不适合作为观测对象。
实际上古人使用水星和金星凌日的时刻，利用在地球上不同位置三角测量的方法测量出了到金星的距离，也就得到了整个太阳系的绝对规模。
现代最精确的测量是用雷达测量，而不再是三角测量。