“日心说”推翻了公元前300年由古希腊哲学家亚里士多德提出的“地心说”的统治地位，描绘出了一幅太阳系的真实图景，为近代天文学奠定了基础，并从根本上将科学从神学的桎梏中解放出来。
随着自然科学的发展，1600年，哥白尼的“日心说”终于广为人知，并引发了一场思想革命。
伽利略发现新宇宙
1564年，伽利略出生于意大利比萨市一个没落的贵族家庭。他17岁考入比萨大学，在大学里，伽利略在宫廷数学家里奇的精心辅导下，把阿基米德的浮力原理和杠杆原理结合起来，获得了精密的测量方法，又发明了用以测定合金成分的“液体静力天平”，渐渐引起了学术界的注意。25岁时，伽利略受聘为比萨大学教授。
1590年的一天，伽利略邀请了许多学者和大学生来到比萨斜塔下面，他和他的助手登上斜塔，让一个重100磅和一个重1磅的铁球同时由塔上自由下落，轻的和重的几乎同时落地。伽利略把实验重复做了一次，结果仍然相同。伽利略的这次实验动摇了亚里士多德在物理学中长期占统治地位的臆断（亚里士多德认为不同重量的物体从高处下落时速度不一样），这给观众带来了很大的震撼。伽利略发现了真理，但却激怒了比萨大学里亚里士多德学派的信徒，他们攻击伽利略是圣教的叛徒。伽利略被赶出了比萨大学，但也正是这个实验让他发现了“自由落体定律”。
伽利略离开比萨大学后，来到学术空气自由的帕图拉大学。每逢他上课时，大厅里挤满了前来听课的学生。伽利略给学生们讲宇宙，并告诉他们：“宇宙中没有任何东西是一成不变的。”这个观点与亚里士多德的学说正好相反。他还告诉学生，宇宙中所有东西、所有原子、所有星球都在运动，而不是静止不动的。
1609年，伽利略经过刻苦钻研和实验，成功地研制出了世界上第一架放大倍数为33倍的天文望远镜。在这架望远镜的帮助下，伽利略有了一系列重大的发现：月球表面呈现不规则的凹凸状起伏；银河由千千万万颗暗淡的星星组成；太阳上面有黑子；土星周围有光环；木星旁边有四颗运转着的卫星；地球并不是各个天体旋转的唯一中心……所有这些结果，都有力地支持了哥白尼的“日心说”：地球和所有行星都围绕太阳运行。第二年，伽利略出版了他的《星际使者》，向全世界宣布了他的科学发现。
1611年，伽利略在《关于太阳黑子的通信》中，肯定太阳是宇宙的中心，支持哥白尼的“日心说”。他指出，天体的永恒，只是相信亚里士多德哲学的教士们自己的看法，而不是天主教的教义。然而，当时势力强大的教会反对哥白尼的日心说。他们认为地球是宇宙的中心，太阳围绕地球转动，而地球是静止的。因此，教会在1616年给伽利略下了一道禁令，不准他讲授哥白尼的学说。
1623年，伽利略冒险开始写作《关于两种世界体系之间的对话》。同时，他六次请求教皇乌尔班接见他。他谨慎地向乌尔班介绍有关哥白尼学说的书籍，教皇同意他把对“日心说”赞成和反对的论点一起写出来，但不允许他得出地球绕着太阳旋转的结论。六年后，伽利略完成了他的杰作。在书中，他巧妙地阐明了自己支持哥白尼学说的证据，他把哥白尼的学说当做“一种纯数学假说来叙述”。1632年，这本书在得到教会监察吏的许可后出版发行。但是，教会的权威人士很快就发现了伽利略仍在支持哥白尼的“日心说”，于是一次又一次地把他押上宗教法庭。
这时的伽利略已年近七十，身患重病，体质虚弱。在宗教法庭上，他的精神和肉体受尽了折磨。1633年6月22日，他被迫发誓：哥白尼的理论完全是一派胡言乱语。伽利略刚宣布完他的誓言，却又大声说：“无论怎么说，地球到底是在运动着的。”这说明伽利略并没有放弃自己所坚持的学说。伽利略被判处终身监禁，监外执行。
尽管受到不公正的待遇，伽利略仍没有放弃科学，三年后，他又完成了《关于力学和位置运动的两种新科学的对话和数学证明》这部巨著。在书中，他大胆叙述了物体的各种运动和动力学的一些问题，为近代实验科学的发展开辟了道路。这部书后来得以偷运到荷兰出版。
伽利略的晚景极为凄凉，1642年1月8日，他含冤离开了人世。1983年，罗马教会终于为伽利略冤案公开平反，肯定他是一位科学巨人。
牛顿发现万有引力定律
伊萨克·牛顿，1642年12月25日诞生于英国林肯郡的伍尔斯托普村。少年时，牛顿喜欢一个人动手制作会活动的玩具，他对机械制作和实验有着浓厚的兴趣，同时也喜欢数学和绘画。
牛顿
19岁时，牛顿考入英国剑桥大学，从师于巴罗教授。1665年，牛顿毕业，为了继续搞研究，他仍留在大学的研究室工作。可是，就在这年的6月，淋巴腺鼠疫席卷英国，剑桥大学被迫停课，牛顿只好回到伍尔斯托普乡村的老家。在这段时间里，牛顿对自然科学中许多领域的问题进行了认真的思考。也正是在这段时间，他发现了科学史上最重要的定律。
1666年秋季的一天，牛顿一大早就拿着笔记本到家里后花园去散步。这几天，地球引力的问题总是困扰着他。他自言自语地说：“为了使地球、火星、金星等围绕太阳运转，太阳必须牵引着这些行星。为了使月球围绕地球运转，同样地球也必须牵引着月球。因此，天体之间肯定有引力在起作用。”
正当坐在苹果树下的牛顿陷入沉思时，忽然有一个苹果从树上落下，掉到他的头上。他摸了摸被砸痛的头部，心想：“这个苹果为什么会落下来呢？是因为它熟透了吗？可是，它为什么只往地上落，而不向天上飞呢？对了，苹果落地，那是因为地球在吸引它。地球对苹果的引力，就是在高山上也不会减弱。如此说来，这种地球引力也能够到达月球了！”
想到这里，牛顿的眼里放射出奇异的光芒，他一边想着，一边在笔记本上画了起来，嘴里还说着：“地球是圆的，在地面高处的任何一点，把一块石头轻轻放开，石头就会作自由落体运动，落到这一点的正下方，这是由于地球对石头有一种引力。如果不是将石头轻轻放手，而是向水平方向抛出，石头就会落到离这点较远的地方，其运行轨迹是一条抛物曲线，而且用力越大落地越远，这是因为石头在做水平运动的同时，也受地球引力的作用，所以飞过的路线是曲线。如果抛出的速度特别快的话，它就不会落到地面上，而是沿着一定的轨道，围绕着地球转起来。月球之所以能以一定距离围绕地球运动，就是因为月球总是向地球方向下落的缘故。就像苹果落地一样，月球也是向着地球下落的。”他边想，边画，边说，思路一步步地清晰，他终于解开了几天来思索的那个问题的谜底。
当天晚上，牛顿计算出了地球引力的减弱是与地球中心到月球距离的平方成反比的，这就是“平方反比律”。后来他又联想到太阳、行星，也计算出引力同距离的平方成反比。
十多年后，也就是公元1687年，牛顿在证明了万有引力定律后，在《自然哲学的数学原理》一书中发表了自己的万有引力定律和运动三定律。该书中提出大量的新科学知识，使世界面貌发生了巨大的变化。正是由于发现了万有引力定律，牛顿成为了世界有史以来最伟大、最有影响力的科学家之一。
库克船长环行南极圈
从1772年库克扬帆南下到19世纪末，先后已有很多探险家驾帆船去寻找南方大陆，历史上把这一时期称为“帆船时代”。
根据托勒密的地理学理论，在地球的南方，有一块未被发现的大陆。这块南大陆被当时的人们假设命名为“澳斯特拉利斯地”。为了寻找这个梦一样的地方，欧洲人最先迈出了他们的步伐。
1578年，英国女王伊丽莎白派遣弗朗西斯德雷克去寻找南方大陆。1580年9月26日，他们回到了出发时的港口——普利茅斯。这样，他们在海上度过了34个月。英国女王伊丽莎白为表彰德雷克的功绩，赐予他一把镀金的宝剑，并破格加封海盗出身的他为爵士。人们为了纪念他的发现，把南美南端与南极半岛之间的通道称为“德雷克”海峡。
然而南极是否存在着一片大陆，依旧是个惑人的梦。在100年后，英国人詹姆斯·库克成了人类史上第一个名副其实的南极探险家。
1768年出生于英国约克郡莫尔顿市一个贫寒之家的库克，凭借自己的勤奋好学，吃苦耐劳，成为了一名船长，时年30岁，被皇家科学院委派寻找南方新大陆。他把一艘370吨的独桅运煤船改装成探险船，命名为“奋斗”号。同年的8月25日，“奋斗”号离开普利茅斯港，向南航行。南太平洋的秋天气候非常恶劣，“奋斗”号经常处于狂风巨浪之中。到达南纬40°时，眼前仍是茫茫大海，没有一点陆地的影子，库克决定转舵向西，到达新西兰的东海岸。一百多年前，塔斯曼已经到过这里，但他错误地以为这是南大陆的北部海角。库克为了弄清真实情况，就沿东海岸北上，最终证实新西兰并非大陆，而只是毗邻的两个大海岛。
1770年11月，“奋斗”号抵达巴塔维亚，但蔓延着的痢疾和疟疾，夺去了“奋斗”号三分之一的船员，于是库克下令返回英国。
1771年，英国政府再次委派库克到南纬40°以南的地区进行考察。破损不堪的“奋斗”号早已不能担此重任了。皇家科学院又拨给库克两艘独桅船，一艘名为“果敢”号，由库克指挥；另一艘“冒险”号由托拜厄斯·弗尔诺指挥。他们于1772年7月13日起锚直驶南大洋。
穿过好望角，越往南行驶天气就越寒冷。冰雪不停地迎面刮来，令人难以招架，但库克仍然下令前进。1773年1月中旬，船队进入南极圈，这是人类首次闯入这个陌生的禁区。接着，巨大的冰山阻碍了他们的行程。他们被迫让船往北开，在克罗泽岛和克尔格伦岛稍事休整后，便向东准备到澳大利亚东海岸，但海上的大风和浓雾使“果敢”号和“冒险”号失去了联系。直到5月份，他们才在新西兰西部的海域重新会合。这时，库克通过实地航行，已证明南纬40°以南三分之一的水域中没有大陆存在的可能。
船队在新西兰休整后，便继续航行，但风暴很快又吹散了“果敢”号和“冒险”号。库克虽经多方寻找，但始终枉费精力，只得孤舟继续探险。“果敢”号再一次进入高纬度海域，“之”字形绕纬度线航行一周，先后两次进入南极圈，最远到达南纬71°10′。这时，厚实的坚冰挡住了他们的航道，库克根本没意识到，他离朝思暮想的南极大陆海岸只有240千米。
恶劣的气候使他灰心丧气。1775年3月21日，他回到好望角时，在报告中写到：“现在，我已经完成了高纬度的环南大洋之行，我们所到的地方是没有大陆存在的。这次航行所有的目的都已圆满地达到了，对南半球我们已经作了充分的考察。自古以来的地理学家和近两个世纪以来的航海家寻找南大陆的梦想接近结束了。在我之后，没有人会走到更远的地方去，如果真的有人能做到，我也不会嫉妒或羡慕他所获得的声誉。我敢说，世界不会因为那一发现而获得任何好处。”他还感慨：“人常常为自己的梦幻所困，而南大陆的梦是最为诱人的，所以破灭之后也是最痛苦的。”库克是世界上第一个既到过南极圈，又到过北极圈的探险家。后来，他在夏威夷与那里的波利尼西亚人发生械斗，一个伟大的南极大陆的寻梦者就在那场械斗中死于非命。
原子与分子学说的诞生
约翰·道尔顿（John Dalton，1766—1844年）是英国化学家、物理学家，近代化学之父。
约翰·道尔顿1803年继承古希腊朴素原子论和牛顿微粒说，提出原子学说，其要点如下。
一、化学元素由不可分的微粒——原子构成，它在一切化学变化中是不可再分的最小单位。
二、同种元素的原子性质和质量都相同，不同元素原子的性质和质量各不相同，原子质量是元素的基本特征之一。
三、不同元素化合时，原子以简单整数比结合。如果一种元素的质量固定时，那么另一元素在各种化合物中的质量一定成简单整数比。
1811年，意大利科学家阿伏加德罗提出了分子的概念，并阐明了分子与原子概念的区别和联系。物质的分子—原子结构学说确立，化学才取得了飞速的发展，但阿伏加德罗所提出的分子假说没有引起重视，更没有被承认。由此产生的严重后果，当时绝大多数化学家是没有预见到的。
在1860年以前的近半个世纪里，由于不承认分子是单质或化合物在游离状态下独立存在的最小质点，不承认分子是由原子组成的这一假说，世界各国化学家们对原子和分子的认识很混乱。当时化学家们所倚重的测定原子量的工作也遇到了麻烦，常被当做测定元素原子量相对标准的氧或氢，由于不被承认是双原子分子，那么采用如蒸汽密度法等物理方法来测定原子量，数值就难免会产生成倍的偏差。原子量不能准确测定，分子组成自然就无法测定了。每个化学家各有各的一套元素符号和化学式写法，以至于在著名化学家凯库勒编写的教科中，醋酸的化学式竟达19个之多。这种混乱的情况使许多著名的化学家甚至怀疑原子量是否能测定，原子量究竟是否存在，这实际上是对原子论提出了怀疑。如此混乱的化学怎么能继续向前发展？
为了结束这一混乱局面，统一大家对元素符号、原子量、化合价、化学式的认识，凯库勒等人发起召开了一次国际化学家大会。会议于1860年9月3日至5日在德国的卡尔斯鲁厄举行，主要来自欧洲各国的140名化学家出席了会议。会议经过激烈的争论，却没有获得统一的意见，只好不了了之。但在会议就要结束时，散发了一本名叫《化学哲学教程提要》的小册子，就是这本小册子使问题豁然明朗，很快统一了大家混乱不堪的认识。化学家们终于承认，阿伏加德罗的分子假说是扭转这一混乱局面的唯一钥匙，而这本小册子的作者就是意大利化学家康尼查罗。
法拉第发现电磁感应现象
1792年，法拉第出生在英国伦敦南萨里郡的组英顿。他早年在书店和印刷厂工作。1812年4月，英国王室在威斯敏斯特广场为大化学家戴维举行授勋仪式，之后，戴维在皇家研究所举办了一系列化学讲座，法拉第偶然得到了一张入场券。在会场，他认真地听讲座，记下了厚厚的一大本笔记。