1507年，哥白尼在《浅说关于天体运动的假设》这篇论文里初步勾画了自己学说的雏形：假设以太阳，而不是以地球为行星轨道的中心，来抨击托勒密的地心说。但是，哥白尼当时并没有公布这个结论，在这之前，他曾耳闻目睹了一些公然冒犯教会学说的人的命运及其下场。为慎重起见，哥白尼只是以书信的形式把这篇论文寄给自已的朋友和熟悉的天文学家。这篇论文并未引起收信人的很大兴登，也未见任何良好的反响。在当时没有人会违背教会权威和以圣经论述为支柱的地心说理论来承认哥白尼的成果。

　　面对如此冷淡的遭遇，哥白尼没有气馁，更没有放弃。为收集更雪紫有力证据，他坚持不懈地进行天文观测实验。在搬回弗洛恩堡后，他把教堂的小箭楼作为自己的天文台，借助自制的简陋仪器——象限仪、三角仪和捕星器等进行观测。直到今天，那个小箭楼仍被人们称之为“哥白尼塔”。

　　“宝剑锋从磨砺出，梅花香自苦寒来”。在历经18年的艰难困苦之后，哥白尼终于写成了《天体运动论》这一天文学巨著，这是他18年来血与汗的结晶。

　　在这本书中，哥白尼对各行星的运行及其相互关系，在地球绕太阳运动的基点上做了成功的说明，并对托勒密的地心学说的观点进行了一一辩驳。

　　哥白尼首先根据天文学和物理学论证地球是动的。托勒密认为如果地球在旋转，地球上的物体就会向太空飞散，地球将会崩溃。哥白尼驳斥说，为了使地球不致崩溃就让地球不动，而让整个天穹都绕地球转动，难道这样就不怕整个宇宙崩溃吗?

　　接着，哥白尼又根据行星运动的不规则性指出，地球并不是宇宙的中心，地球本身也在绕着某个中心转动。托勒密认为所有物体都有重力，都趋向地心，所以地球是宇宙的中心，它不能动，不能偏离这个中心。哥白尼反驳说：每个天体都有一个重力中心，如果说地球有重力中心就成为宇宙中心的话，那么不是所有天体都可以成为宇宙的中心吗?

　　哥白尼在最后确立了他的“太阳中心说”的宇宙体系。在他看来，“太阳傲然坐镇”，处于中心位置，由太阳依次向外则是：水星、金星、带着月亮的地球、火星、木星、土星及恒星天层。

　　经过一系列的正反论证，哥白尼终于确立了自己的“日心地动”学说体系。

　　虽然阿利斯塔克比哥白尼早1700多年就提出了日心说，但是他只是凭借灵感做了个猜想，他并没有加以详细论证。而哥白尼则是在逐个解决了猜想中的数学问题之后，把它变成了有用的科学学说——一种可以用来做预测的学说。随着人们对太阳系认识的加深以及天王星、海王星的相继发现，哥白尼的学说终于得到了科学的证实。

　　但在当时，由于日心说与传统的地心说根本对立，因而遭到了神学家们的疯狂攻击。新教首领马丁•路德攻击哥百尼是“亵渎圣经的环蛋”。哥白尼的政敌则召集一批群众，将正在移动的太阳和不动的大地指给大家看，说：“大家看哪，这种事连傻子也看得清楚的!”然后，他们就扮演“发疯的牧师”，大肆丑化哥白尼和他的天文研究。面对这种嘲笑与讥讽，哥白尼只报以微笑。他说：“天地的运行丝毫不会因为这些笨蛋们的嘲笑或尊敬而受到影响。”他也泰然声明：“如果有人竟对我的设想横加指责，我将不予理睬。”在这里，哥白尼表现出了一位伟大科学家的开阔胸襟和战斗精神。

　　哥白尼的体系有其科学性，但限于当时生产和科学的发展水平，这个体系也有其不可避免的缺陷。哥白尼同前人一样低估了太阳系的规模，他所认识的太阳系远没有今天人类所认识的太阳系范围大，后来天王星等行星的发现便证实了这一点；他把星体运行的轨道看成是一系列同心圆，这也是不正确的；另外，由于测量工具的简陋，他的测量结果和数学运算都不很精确。尽管如此，哥白尼在历史上的功绩仍是不可埋没的。他的学说曾掀起了天文学上的一场大变革，它不仅改变了当时人们对宇宙的认识，而且从根本上动摇了欧洲中世纪宗教神学的理论基础，铺平了通向近代天文学的道路。哥白尼本人也作为近代天文学的奠基人，备受后人的敬仰与崇拜。

　　在1700多年以前，阿基米德曾说过：“只要给我一个立足之处，我就能够移动地球。”哥白尼终于实现了这一豪言壮语。他凭借思维的力量，将地球抛向那浩瀚的宇宙空间。从此，地球就再也没有回到宇宙中心的统治地位。

　　哥白尼的巨著《天体运行论》正式宣告了自然科学的独立。他以无畏的革命精神冲破禁锢，否定了统治了1000多年的地心学说，这是天文学史上一次伟大的革新，它拉开了近代科学革命的序幕。人类思想的翅膀从此在无限的宇宙里自由翱翔，而给我们指明通往“无限”道路的，正是尼古拉•哥白尼。