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当伽利略向大众介绍哥白尼的学说时，他多少显露出一些音乐家特有的浮夸。他用意大利语表述他的观点，而不是学者们常用的拉丁文。他塑造了两个虚构角色，当他们一起就餐或出行时，两人开始谈论科学，而伽利略的观点在谈话中得到了生动体现。由于这些表现形式，伽利略被誉为一位抛弃了教会和大学的官僚体系、为大众进行科普的民主主义者。
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作为一名辩论家和实验学家，伽利略表现出了超凡的智慧。而更令人震惊的，是伽利略著作中所提出的新问题。这些问题的提出部分归功于文艺复兴后古代教条的瓦解。天堂尘世两分法此前一直阻碍着人们的思考。可伽利略对这种古老的观点却不以为然。达·芬奇在静态图像中发现了比例与和谐之美；伽利略却在诸如单摆摆动、小球滚落斜坡等日常运动中，找到了数学的和谐之美。在平等地向世人传播科学知识之前，伽利略早已是另一个意义上的民主主义者。在他眼中，宇宙是平等的，没有天地之别。
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伽利略发现，古人所言的完美天堂，不过是一个谎言。借此，他破除了天空的神性。尽管伽利略不是望远镜的发明人，也不是用望远镜观测天空的第一人，但他利用自己独特的视角与才能，在天堂的不完美上大做文章。他发现太阳上有黑点；月亮上有山峰，而不是由第五元素组成的完美球面；土星呈奇怪的三重折叠形状；木星也有卫星；宇宙中还有许多其他恒星，只是之前它们不被人的肉眼所见。
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已有前人预见了神之世界的衰落。早在1577年，丹麦天文学家第谷·布拉赫（Tycho Brahe）就观测到一颗彗星穿破了天堂那层层完美的球壳。第谷是最后一位裸眼天文学家，也是其中最伟大的一位。在他的一生中，第谷和他的助手们积累了最为准确的行星运动测量数据。1600年之前，这些数据一直沉睡在第谷的资料手册中。正是那一年，第谷雇用了一个易怒的年轻助手，他的名字是：约翰尼斯·开普勒（Johannes Kepler）。
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时间重生：从物理学危机到宇宙的未来 [:1700876948]
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从地心说到日心说
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行星沿着椭圆形轨道运动，但它们的运动似乎并不总是保持一致。所有的行星大致都朝着一个方向运动，可有时，一些行星会暂停并沿反方向运动一段时间。对于古人来说，这种逆行是一大谜题。对这种行为的解释是，地球也是一颗行星，同其他行星一样，它也绕着太阳运行。古人所谓的暂停和运动不过是一种从地球视角出发所观察到的现象。当火星跑在地球前面时，它在天空中向东运动；当地球追上火星时，它会换个方向运动。因此，逆行不过是一个简单的地球运动效应。但我们的祖先不会这样看，因为他们迷信地球是宇宙的中心，是静止不动的。正因为他们认为地球是静止的，因此也就会认为自己所观测到的运动也一定是真实的。于是，古代天文学家往往会用行星的内在运动解释逆行现象。具体来说，他们会设想一个由两种圆圈构成的复杂系统；行星沿着一个小圆转，小圆的圆心再绕着地球转。
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这些小圆被称作“本轮”（epicycle）。行星的本轮绕行周期是一年，这是因为这些本轮本质上就是地球绕日运动。另外一些参数调整引入了更多的圆。最终，整套行星运动系统需要55个圆。通过调准各个大圆的周期，天文学家托勒密将整个模型调整到相当好的精度（见图2-1）。几个世纪后，伊斯兰天文学家们对托勒密模型进行了进一步微调。到了第谷时代，这个模型可以以千分之一的精度预测行星、太阳和月亮的位置，且该模型的预测与第谷的观测相符。从数学上说，托勒密模型相当美丽。千年以来，天文学家和神学家们对它的前提假设毫无质疑。怎么可能说他们错了呢？毕竟，模型得到了观测的验证。因此，我们可以从这段历史中得到这样一个教训：数学上的美或实验上的验证，都无法保证一个理论所依赖的基本观点可以描述我们的现实世界。有时，对自然模式的解码会将我们引入歧途；有时，在个人层面或社会层面上，我们会自我欺骗。托勒密或亚里士多德的科研态度，毫不逊色于当代的科学家。他们只是不走运。在他们面前，多个错误的前提假设交织出一个运行良好的模型。对于这样的自我欺骗，实在没有什么解药。我们唯一可以做的是不断推动科学的前进，最终，其中的错误会自我显现。
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图2-1 托勒密宇宙模型原理图[4]
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哥白尼最终解释了为什么本轮的周期都一样，为什么本轮都绕着太阳轨道运行。他赋予地球以行星身份，并将太阳放到了宇宙的中心。这一举动简化了托勒密的模型，却使得古代宇宙观无法继续生存。如果地球同其他行星一样，在天堂中穿行，那么尘世与天堂到底还有什么区别？
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哥白尼是一个消极的革命者，他错失了其他一些线索。其中的一大线索是，在将地球的运动纳入计算之后，行星的轨道依然不是一个完美的圆。哥白尼无法脱离天体必须沿着圆运动的想法，为了解决这一问题，他还是使用了托勒密的方法，只是将所需圆的数量降至14个。哥白尼之所以引入本轮这一概念，也是出于理论符合观测数据的需要。
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在行星中，火星的轨道偏离圆形最多。第谷给开普勒布置了一个课题，让他解释火星的轨道。这是开普勒的幸运时刻，也是科学的幸运时刻。离开第谷后又过了许多年，开普勒终于发现火星的轨道是椭圆形，而不是圆形。
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在现代的读者看来，这一发现似乎算不上科学革命。在地心说中，行星相对于地球的轨道总是由两个不同周期的圆形轨道组合而成，因而总是不闭合的。只有当我们绘制它们的绕日轨道时，这些轨道才是闭合的。只有在轨道闭合之时，问轨道的形状如何才会显得有意义。这样看来，日心说深化了世界的和谐。
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在我们了解行星的轨道其实是椭圆形之后，托勒密理论被彻底粉碎。一大堆新问题摆在我们面前：
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●为什么行星沿着椭圆形轨道运行？
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●为什么行星不能在天空中随机漫游？
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●是什么使行星保持运动而不是静止？
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对此，开普勒作出了一个大胆的猜想，这个猜想随后被证明半对半错。开普勒认为，源自太阳的力使得行星沿特定轨道绕行；太阳好似一条旋转的乌贼，它的触手推动着行星，使它们绕着太阳运动。这是有史以来第一次有人提出行星所受的力源自太阳。可惜，开普勒把力的方向搞错了。
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时间重生：从物理学危机到宇宙的未来 [:1700876949]
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大一统，逃脱时间的掌控
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第谷和开普勒打破了天体球的局面，从而将两个世界统一在一起。这一统一也将古人的时间观一同埋葬。在亚里士多德和托勒密的宇宙学中，一个没有时间的完美世界包裹着尘世。生老病死，这一切都说明我们所生活的世界受制于时间，局限于月亮轨道之下，而在其之上，是一个个永恒的、完美的圆形轨道。现在，将世界一分为二的天体球被彻底粉碎了。对于时间，这样一个新世界只能作出一种选择。整个宇宙是否都受制于时间，生生灭灭？抑或万事万物都逃脱了时间的掌控，生老病死不过是一些幻象？我们依然会就这一问题辗转反复。
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