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1496年，23岁的哥白尼来到意大利，在博洛尼亚大学和帕多瓦大学攻读法律、医学和神学，博洛尼亚大学的天文学家徳·诺瓦拉对哥白尼影响极大，哥白尼学到了天文观测技术以及希腊的天文学理论。后来在费拉拉大学获宗教法博士学位。他大约在40岁时开始在朋友中散发一份简短的手稿，初步阐述了他自己有关日心说的看法。哥白尼经过长年的观察和计算终于完成了他的伟大著作《天体运行论》。1533年，60岁的哥白尼在罗马做了一系列的讲演，提出了他的学说的要点，并未遭到教皇的反对。但是他却害怕教会会反对，甚至在他的书完稿后，还是不敢发表。直到在他临近古稀之年才终于决定将它出版。1543年5月24日，垂危的哥白尼在病榻上才收到出版商从纽伦堡寄来的《天体运行论》样书，他只摸了摸书的封面，便与世长辞了!在书中他正确地论述了地球绕其轴心运转；月亮绕地球运转；地球和其他所有行星都绕太阳运转的事实。但是他也和前人一样严重低估了太阳系的规模。他认为星体运行的轨道是一系列的同心圆，这当然是错误的。他的学说里的数学运算很复杂也很不准确。但是他的书立即引起了极大的关注，驱使一些其他天文学家对行星运动作更为准确的观察。