在中世纪中晚期，人们对宇宙的认识总体上仍受到托勒密的“地球中心说”的影响：地球是宇宙的中央，日月星辰都围绕地球运行。由于15世纪时人们对行星运动轨迹的测量日渐精确，托勒密体系的正确性受到了怀疑。哥白尼经过30多年对日、月、星辰运动的观察与计算，提出“太阳中心说”，并写成《天体运行论》一书。全书共分6卷，在第2至6卷中，哥白尼分别叙述了其他行星运动与地球运动的关系，指出太阳是宇宙的中心，地球不过是围绕太阳运行并能自转的一颗普通行星而已。哥白尼“日心说”的提出，是人类对自然认识史上具有划时代意义的转折点。它不仅意味着天文学革命的重大变革，也意味着人对自然理解的重大变革。在人们的思想仍然受到宗教神学和中世纪经院哲学左右的情况下，哥白尼否定了教会的权威，使天文学从神学的束缚下解放出来，后经由布鲁诺、第谷、开普勒、笛卡儿直至牛顿等众多科学家的努力，终于完成了由他开始的天文学革命，发表《天体运行论》的1543年也被当作近代科学的开端。著名诗人歌德充分肯定哥白尼的功绩：“哥白尼地动说撼动人类意识之深，自古无一种创见，无一种发明，可与之比。”“自古以来没有这样天翻地覆地把人类的意识倒转过来。因为若地球不是宇宙的中心，那么无数古人相信的事物将成为一场空了。谁还相信伊甸的乐园，赞美诗的歌颂，宗教的故事呢？”恩格斯在《自然辩证法》中指出，“自然研究用来宣布其独立”的重要依托物“便是哥白尼那本不朽著作的出版”，这一著作问世后，“自然研究便开始从神学中解放出来……科学的发展从此便大踏步地前进”。[4]
2.开普勒定律
开普勒（1571-1630）是德国杰出的天文学家和数学家。开普勒的最大成就是发现了天体运动的三大定律，即“开普勒定律”。其内容是：每一个行星沿一个椭圆轨道环绕太阳，而太阳则处在椭圆的一个焦点上（也称行星运动第一定律或轨道定律）；在相等的时间内，行星和太阳的连线所扫过的面积相等（又称面积定律）；行星绕太阳一圈的时间的平方和行星到太阳的平均距离的立方成正比（又称调和定律）。“开普勒定律”否定了以往学者（包括哥白尼）有关一切天体运动都是圆周运动的成见，他不仅建立了一个新的宇宙天文学体系，而且为整个天文学提供了一个新的动力学基础，为牛顿后来发现万有引力铺平了道路。
3.伽利略的贡献
当开普勒正在孜孜以求地计算行星轨道、进行天文学理论的改造之时，在意大利，另一位伟大的天文学家、数学家、物理学家伽利略（1564-1642）也正在从事天文学研究。1609年，伽利略自制了用以观察天空的第一架望远镜，通过这个放大率可达30倍的望远镜，伽利略观察到月球表面的高山、深谷并发现了木星的4颗卫星，他将自己的观察和研究成果汇聚成《星的使者》一书。为证实哥白尼学说的正确提供更多的支持，1632年，伽利略出版了他的代表作《关于两个世界体系的对话》，再次震动了学术界和思想界。《对话》以3个朋友谈话的形式围绕着哥白尼学说和托勒密学说的真伪展开辩论，明白无误地传递了哥白尼“日心说”的信息，宣告了“地心说”在认识上和实践上的破产。
天文学研究打开了文艺复兴时期科学革命的突破口，破除了人们长期迷信的并带有宗教灵光的权威观点，树立起了科学的理性精神，形成了一整套观察、实验与思考的方法，由此为西方近代数学、物理学、哲学等学科的产生奠定了基础。
（二）血液循环说与医学的突破
