1506年，哥白尼在回国任教士不久，开始写作《天体运行论》。1512年，哥白尼把他任职城堡西北角的箭楼建为自己的小型天文台，用自制简陋的仪器进行天文观测，计算、研究。他在《天体运行论》一书中所引用的27个观测数据，大部分是在这里记录下来的。约在1536年，哥白尼写成了《天体运行论》，创立了“日心说”。1543年，《天体运行论》出版。由于哥白尼害怕引起各方面的攻击，他在书的序中写明将他的著作献给教皇保罗三世。他认为，在教皇的庇护下，《天体运行论》也许可以问世。除了这篇序之外，《天体运行论》还有另外一篇教士奥西安德尔写的前言。当时哥白尼重病在身，委托这位教士出版发行。奥西安德尔为使这书能安全发行，假造了一篇无署名的前言，说书中的理论不一定代表行星在空间的真正运动，不过是为编算星表、预推行星的位置而想出来的一种人为的设计。这篇前言在半个多世纪的时间里，骗过了许多人。
据说，1543年5月24日，垂危的哥白尼在病榻上见到了从纽伦堡寄来的《天体运行论》样书。他只摸了摸书的封面，便与世长辞了。
《天体运行论》出版后很少引起人们的注意。一般人不懂，而许多天文工作者只把这本书当作编算行星星表的一种方法。《天体运行论》在出版后七十年间，曾经遭到马丁·路德的斥责，但未引起罗马教廷的注意。后来布鲁诺和伽利略公开宣传日心说，危及了教会的统治，罗马教廷才于公元1616年把《天体运行论》列为禁书。
《天体运行论》的出版，正式创立了“日心说”。它是天文学上的一次革命，引起了人类宇宙观的重大变革。
恩格斯评价哥白尼的《天体运行论》：
自然科学借以宣布其独立并且好像是重演路德焚烧教谕的革命行为，便是哥白尼那本不朽著作的出版，他用这本书（虽然是胆怯地而且可说是只在临终时）来向自然事物方面的教会权威挑战，从此自然科学便开始从神学中解放出来。
体例
《天体运行论》共6卷。
第一卷论太阳居宇宙的中心，地球和其他行星都绕太阳运行。
第二卷论地球的自转，指出地球是绕太阳运转的一颗普通行星，它一方面以地轴为中心自转，一方面又循环着它自己的轨道绕太阳公转。
第三卷论岁差。
第四卷论月球的运行和日月食。
第五卷、六卷论水星、金星、火星、木星和土星五大行星。
文艺复兴
文艺复兴是14世纪至16世纪在欧洲兴起的一个思想文化运动，带来一段科学与艺术革命时期，揭开了现代欧洲历史的序幕，被认为是中古时代和近代的分界。马克思主义史学家认为是封建主义时代和资本主义时代的分界。
普遍认为文艺复兴发端于14世纪的意大利（文艺复兴一词就源于意大利语Rinascimento，意为再生或复兴），以后扩展到西欧各国，16世纪达到鼎盛。1550年，瓦萨里在其《艺苑名人传》中，正式使用它作为新文化的名称。此词经法语转写为Renaissance，17世纪后为欧洲各国通用。19世纪，西方史学界进一步把它作为14至16世纪西欧文化的总称。西方史学界曾认为它是古希腊、罗马帝国文化艺术的复兴。
14世纪时，随着工场手工艺业和商品经济的发展，资本主义关系已在欧洲封建制度内部逐渐形成；在政治上，封建割据已引起普遍不满，民族意识开始觉醒，欧洲各国大众表现了要求民族统一的强烈愿望。从而在文化艺术上也开始出现了反映新兴资本主义势力的利益和要求的新时期。新兴资产阶级认为中世纪文化是一种倒退，而希腊、罗马古典文化则是光明发达的典范，他们力图复兴古典文化——而所谓的“复兴”其实是一次对知识和精神的空前解放与创造。
当时的意大利处于城市林立的状态，各城市都是一个独立或半独立的国家，14世纪后各城市逐渐从共和制走向独裁。独裁者耽于享乐，信奉新柏拉图主义，希望摆脱宗教禁欲主义的束缚，大力保护艺术家对世俗生活的描绘。与此同时圣方济各会的宗教激进主义力图屏弃正统宗教的经院哲学，歌颂自然的美和人的精神价值。罗马教廷也在走向腐败，历届教皇的享乐规模比世俗独裁者还要厉害，他们也在保护艺术家，允许艺术偏离正统的宗教教条。哲学、科学都在逐渐地在比较宽松的气氛中发展，也酝酿着宗教改革的前奏。
文艺复兴运动起源于意大利北部，一般认为第一个代表人物是但丁，其代表作为《神曲》，他的作品首先以含蓄的手法批评和揭露中世纪宗教统治的腐败和愚蠢，以地方方言而不是作为中世纪欧洲正式文学语言的拉丁文进行创作。
另一个代表人物是彼特拉克，他认为古希腊、罗马时代是人性最完善的时代，中世纪将人性压制是违背自然的。他虽然对拉丁文学有深入广泛的研究，但用意大利方言写了大量的以十四行诗为形式的抒情诗歌，受到各城市国家统治者的热烈欢迎。
文艺复兴另一个重要原因是1453年奥斯曼土耳其帝国攻陷君士坦丁堡，东罗马帝国灭亡。大批受到东方文化影响，还保留古罗马帝国精神的人才逃往意大利，带回许多新鲜思想和艺术，在罗马开办教授希腊语的学校，促使了文艺复兴运动的形成。
文艺复兴的作品思想
文艺复兴时期的作品，集中体现了人文主义思想：主张个性解放，反对中世纪的禁欲主义和宗教观；提倡科学文化，反对蒙昧主义，摆脱教会对人们思想的束缚；肯定人权，反对神权，屏弃作为神学和经院哲学基础的一切权威和传统教条；拥护中央集权，反对封建割据，这是人文主义的主要思想。其中，代表性作品有：但丁的《神曲》、薄伽丘的《十日谈》、马基雅维利的《君主论》、拉伯雷的《巨人传》等。
文艺复兴时期的艺术歌颂了人体的美，主张人体比例是世界上最和谐的比例，并把它应用到建筑上，一系列的虽然仍然以宗教故事为主题的绘画、雕塑，但表现的都是普通人的场景，将神拉到了地上。
人文主义者开始用研究古典文学的方法研究圣经，将圣经翻译成本民族的语言，导致了宗教改革运动的兴起。
人文主义歌颂世俗蔑视天堂，标榜理性以取代神启，肯定“人”是现世生活的创造者和享受者，要求文学艺术表现人的思想感情，科学为人谋福利，教育要发展人的个性，要求把人的思想感情和智慧从神学的束缚中解放出来。提倡个性自由，因此在历史发展上起了很大的进步作用。
不同范畴中的文艺复兴：
自然科学 ：
天文学
波兰天文学家哥白尼1543年出版了《天体运行论》，在其中提出了与托勒密的地心说体系不同的日心说体系。意大利思想家布鲁诺在《论无限性、宇宙和诸世界》、《论原因、本原和统一》等书中宣称，宇宙在空间与时间上都是无限的，太阳只是太阳系而非宇宙的中心。伽利略1609年发明了天文望远镜，1610年出版了《星界信使》，1632年出版了《关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对话》。德国天文学家开普勒通过对其师丹麦天文学家第谷的观测数据的研究，在1609年的《新天文学》和1619年的《世界的谐和》提出了行星运动的三大定律，判定行星绕太阳运转是沿着椭圆形轨道进行的，而且这样的运动是不等速的。
数学
代数学在文艺复兴时期取得了重要发展，三、四次方程的解法被发现。意大利人卡尔达诺在他的著作《大术》中发表了三次方程的求根公式，但这一公式的发现实应归功於另一学者塔尔塔利亚。四次方程的解法由卡尔达诺的学生费拉里发现，在《大术》中也有记载。邦贝利在他的著作中阐述了三次方程不可约的情形，并使用了虚数，还改进了当时流行的代数符号。符号代数学是由16世纪的法国数学家韦达确立的。他於1591年出版了《分析方法入门》，对代数学加以系统的整理，第一次自觉地使用字母来表示未知数和已知数。韦达在他的另一部著作《论方程的识别与订正中，改进了三、四次方程的解法，还建立了二次和三次方程方程根与系数之间的关系，现代称之为韦达定理。 三角学在文艺复兴时期也获得了较大的发展。德国数学家雷格蒙塔努斯的《论各种三角形》是欧洲第一部独立於天文学的三角学著作。书中对平面三角和球面三角进行了系统的阐述，还有很精密的三角函数表。哥白尼的学生雷蒂库斯在重新定义三角函数的基础上，制作了更多精密的三角函数表。
物理学
在物理学方面，伽利略通过多次实验发现了落体、抛物体和振摆三大定律，使人对宇宙有了新的认识。他的学生托里拆利经过实验证明了空气压力，发明了水银柱气压计。法国科学家帕斯卡尔发现液体和气体中压力的传播定律。英国科学家波义耳发现气体压力定律。
生理学和医学
比利时医生维萨留斯发表《人体结构》一书，对盖伦的“三位一体”学说提出挑战。西班牙医生塞尔维特发现血液的小循环系统，证明血液从右心室流向肺部，通过曲折路线到达左心室。英国解剖学家哈维通过大量的动物解剖实验，发表《心血运动论》等论著，系统阐释了血液运动的规律和心脏的工作原理。他指出，心脏是血液运动的中心和动力的来源。这一重大发现使他成为近代生理学的鼻祖。
“地理大发现”
航海技术产生了一次革命性地飞跃，葡萄牙、西班牙、意大利的探险家们开始了一系列远程航海活动。哥伦布和麦哲伦等人在地理方面的发现，为地圆说提供了有力的证据。
印刷术在欧洲的再发现，以及从东方传过来的造纸、指南针、火药（中国的四大发明），促使科学思想的迅速传播。
文学
各地的作家都开始使用自己的方言而非拉丁语进行文学创作，带动了大众文学，替各种语言注入大量文学作品，包括小说、诗、散文、民谣和戏剧等。
在意大利，文艺复兴前期出现了“文坛三杰”。但丁一生写下了许多学术著作和诗歌，其中著名的是《新生》和《神曲》。彼特拉克是人文主义的鼻祖，被誉为“人文主义之父”。他第一个发出复兴古典文化的号召，提出以“人学”反对“神学”。彼特拉克主要创作了许多优美的诗篇，代表作是抒情十四行诗诗集《歌集》。薄伽丘是意大利民族文学的奠基者，短篇小说集《十日谈》是他的代表作。
在法国，文艺复兴运动明显地形成两派，一是以“七星诗社”为代表的贵族派，二是以拉伯雷为代表的民主派。“七星诗社”以龙沙和杜贝莱为代表，在语言和诗歌理论方面做出了突出的贡献。他们最早提出统一民族语言的主张，促进了法国民族语言和民族文学的发展。然而，他们排斥民间诗歌，只为少数贵族服务。拉伯雷是继薄伽丘之后杰出的人文主义作家，是法国文艺复兴民主派的代表。他用20年时间创作的《巨人传》是一部现实与幻想交织的现实主义作品，在欧洲文学史和教育史上占有重要地位。
在英国，代表人物有托马斯·莫尔和莎士比亚。托马斯·莫尔是著名的人文主义思想家，也是空想社会主义的奠基人。1516年他用拉丁文写成的《乌托邦》是空想社会主义的第一部作品。莎士比亚是天才的戏剧家和诗人，他同荷马、但丁、歌德一起，被誉为欧洲划时代的四大作家。他的的作品结构完整，情节生动，语言丰富精炼，人物个性突出，集中地代表欧洲文艺复兴文学的最高成就，对欧洲现实主义文学的发展有深远的影响。
在西班牙，最杰出的代表人物是塞万提斯和维加。塞万提斯是现实主义作家、戏剧家和诗人。他创作了大量的诗歌、戏剧和小说，其中以长篇讽刺小说《堂·吉诃德》最著名，它对欧洲文学的发展产生了重大影响。维加是戏剧家、小说家和诗人，西班牙民族戏剧的奠基人，被誉为“西班牙戏剧之父”。 他是世界上罕见的多产作家，一生共创作了两千多个剧本，留传至今的有600多个，有宗教剧、历史剧、神话剧、袍剑剧、牧歌剧等多种形式，深刻反映了西班牙的社会现实，深受广大群众的喜爱。最杰出的代表作是《羊泉村》。
文艺复兴建筑是在公元14世纪在意大利随着文艺复兴这个文化运动而诞生的建筑风格。基于对中世纪神权至上的批判和对人道主义的肯定，建筑师希望借助古典的比例来重新塑造理想中古典社会的协调秩序。所以一般而言文艺复兴的建筑是讲究秩序和比例的，拥有严谨的立面和平面构图以及从古典建筑中继承下来的柱式系统。
特色
对建筑的比例有强烈的追求，例如必须是3和2的倍数
使用对称的形状，集中式
恢复“自然”，以尺规作图制图，以圆形和正方形为主
反对哥德式建筑
意大利与其代表人物
意大利佛罗伦萨作为文艺复兴的发祥地，在诗歌、绘画、雕刻、建筑、音乐各方面均取得了突出的成就。
佛罗伦萨著名的美弟奇家族是当时最重要的艺术赞助人。
著名的文艺复兴三杰全部诞生在意大利。
代表人物：
诗人：但丁、彼特拉克；
作家：薄伽丘、马基雅维利;
画家：乔托、波提切利、列奥纳多·达·芬奇、拉斐尔、提香；
雕刻家：米开朗基罗；建筑师：伯鲁涅列斯基；
音乐家：帕莱斯特里那、拉索等。
西班牙与其代表人物
16世纪后半叶和17世纪初西班牙文艺复兴进入“黄金时期”，在小说和戏剧方面成绩显著。
代表人物：作家塞万提斯、戏剧家洛卜·德·维加
德国与其代表人物
在德国：主要成就则表现在宗教改革、农民战争、讽刺文学以及科学技术发明等方面。
代表人物：马丁·路德、丢勒等。
法国与其代表人物
在法国：自由思想和怀疑思想相当发达。
代表人物：散文家：蒙田、小说家：拉伯雷等。
英国与其代表人物
在英国：诗歌和戏剧空前的繁荣。
代表人物：作家莎士比亚等。
文艺复兴的重要意义
有好一段时间，文艺复兴被认为是简单地恢复了古典文化。其实，文艺复兴并不是真正要“恢复”古典的文化，而是借此抨击当时的文化和制度，以建立新的文化，为建立新的社会制度体系造舆论。
文艺复兴是一次逐渐发展的时期，没有明确的分界线和事件。但文艺复兴使当时的人们思想发生了变化，导致了宗教改革和激烈的宗教战争。后来的启蒙运动以文艺复兴为自己的榜样。19世纪的历史学家认为后来的科学发展、地理大发现、民族国家的诞生都是源于文艺复兴。文艺复兴是“黑暗时代”的中世纪和近代的分水岭，是资产阶级革命的舆论前提。文艺复兴是使欧洲摆脱腐朽的封建宗教束缚，向全世界扩张的一个前奏曲。
关于文艺复兴的不同意见
“文艺复兴”（Renaissance)这个词在1855年为法国历史学家Michelet首次提出，用以概括16世纪时“对世界与人类的探索”;自此以后历史学家们就对它的解释有很多不同意见。
大部分观点认为文艺复兴起源于十五世纪的意大利，然后向整个欧洲扩展。文艺复兴代表了西方和古代（中世纪以前）的古典文化连接，是对阿拉伯人的知识（尤其是数学知识）的吸收。文艺复兴使人们开始专注于现世生活质量（如人文主义）。文艺复兴同时也是知识由于印刷和在艺术，诗歌，建筑等领域新技术的应用而导致的知识爆炸。这些新技术引起了艺术和文学在格式和内容上根本的变化。这个时期，这种观点认为，随着交流和探索的兴起，文艺复兴代表了欧洲从很长时期的一潭死水转变成了汹涌的江河。因此意大利的文艺复兴也常常认为是现代开端。
马克思主义历史学家认为文艺复兴是一个在艺术，文学还有哲学等方面的“类革命”（pseudo-revolution ）。这些变化仅仅影响了为数很小的富有的少数人，而欧洲人口的大部分的生活相对于中世纪基本没有改变。因此他们不承认文艺复兴是一个重要的事件。
今天大多数历史学家认为文艺复兴代表了理性思考和思想的巨大变化，而不是物质上的巨大变化。或许，对于文艺复兴最重要的观点是那些生活在文艺复兴时期的人认为他们生活在一个新时代，一个与中世纪彻底决裂的时代。
Johan Huizinga (1872–1945)承认文艺复兴，但是质疑它是否带来有益的变化。他认为文艺复兴是一个从中世纪衰落的时代，并且毁坏了很多重要的东西。例如，那时在教会和其他一些人使用的拉丁语，从古典时代以来获得了很大发展，是一个活着的语言。但是，文艺复兴中痴迷于古典纯洁性的人们认为拉丁语与它的古典形式相抵触，于是拉丁语的自然进化停止了。Robert S. Lopez 认为文艺复兴是一个经济萧条时期。 然而George Sarton 和 Lynn Thorndike 认为文艺复兴使科学的进步速度放缓。
