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亚里士多德学派的宇宙分为两个绝然不同的区域。月下区是内区，从处于中心的地球一直伸展到月球轨道的内侧。月上区则包括整个有限宇宙的其余部分，从月球轨道一直伸展到恒星天层，后者标志宇宙的外部边界。边界以外一无所有，甚至没有空间。在亚里土多德的体系中，空无一物的空间是不可能存在的。月上区的一切天体全都是由一种被称为以太的不可败坏的元素构成。以太有一种沿着正圆轨道环绕宇宙中心运动的天然倾向。这种基本观念在托勒密的天文学中有所修改、有所扩展。自从在各种不同的时间所观测到的行星位置无法与以地球为中心的圆形轨道概念相调和，托勒密又在他的体系中引入了被称为本轮的更多的圆。行星沿着圆或本轮运动，本轮的圆心又沿着圆形轨道环绕地球运动。这样一些轨道又可以用在本轮上增添本轮等等的方法加以进一步修正，由此而形成的体系也就可以和行星位置的观测结果相容，而且也就有可能预测行星的未来位置了。
与月上区的那种秩序井然、不可败坏的性质相对照，月下区的特征是变化、生长和衰退，繁殖和腐败。月下区的一切物质是气、土、火、水四种元素的混合，各种元素混合的相对比例决定着由此而形成的物质的特性。每一种元素在宇宙中各有其天然的位置。土的天然位置在宇宙的中心；水，在地球的表面上；气，在紧接着地球表面的上方区域内；火，在大气层的顶端，靠近月球的轨道。因而地上的一切物体由于所含四种元素的相对比例而在月下区各有其天然位置。石头，由于绝部分是土，所以天然位置接近地心；火焰，由于绝大部分是火，所以天然位置接近月球轨道，如此等等。一切物体都有沿直线向上或向下朝着它们天然位置运动的倾向。因此，石头的天然运动是朝着地心直线向下，火焰的天然运动是直线向上，离开地心。天然运动以外的一切运动，都必须有原因。例如，箭必须由弓射出，而车辆必须由马匹牵引。
这些就是亚里士多德的力学和宇宙学的梗概，而亚里土多德的力学和宇宙学则是被哥白尼同时代人奉为圭臬，也是被用作反驳地动说时的论据。我们不妨看一看在反驳哥白尼体系方面比较有力的一些论据。
也许对哥白尼的体系构成了最严重的威胁的，是所谓塔的论据。这种论据大致如下。如果地球象哥白尼所宣称的那样是环绕着它的轴旋转的，那么地球表面上的任何一点在一秒钟内都将移动一个相当大的距离。如果有一块石头从建立在这运动着的地球上的一座塔顶上落下来，它将完成它的天然运动而向着地心落去。在它下落的过程中，由于地球的旋转，塔将随地球而运动。因此，当石头落到地面的时候，塔一定已经离开了它在石头开始落下时
所占据的位置。所以石头就应该落在距离塔基相当远的地面上。但是，实际上并不会发生这种现象。石头落在塔基的地面上。因此，地球不可能是旋转的，而哥白尼的理论是假的。
另一个反驳哥白尼的力学论据，涉及到象石头、哲学家以及诸如此类松散地存在于地球表面上的物体。如果地球在旋转，为什么这些物体并不像石块从旋转的车轮边缘上被甩出去那样，从地球表面上被甩出去？如果地球在自转的同时又环绕太阳运动，为什么它没有把月球甩在后面？
本书上文还提到一些基于天文学考虑的反哥白尼论据。这些论据包括，观测恒星位置时看不到视差，以及在肉眼观察下火星和金星并不随着一年时间的推移而发生可看到的大小变化这些事实。
由于我所提到的以及其他类似的论据，哥白尼理论的支持者曾经面临着严重的困难。哥白尼本人也深深地沉溺于亚里士多德的形而上学之中，而未能对那些论据作出恰当的回答。
鉴于反驳哥白尼的论辩的力量，人们很可能要问，在1543年，究竞能说些什么支持哥白尼理论呢，回答是，"没有很多"可说。哥白尼理论主要的魅力在于它能以简洁的方式对行星运动的许多特征作出说明，而对立的托勒密理论却只能以一种缺乏魅力、矫揉造作的方式来说明它们。这些特征是，行星的逆行，以及水星和金星与其他行星不同总是留在太阳的近处这一事实。一颗行星按照有规则的间隔期退行，那就是说，停止它在恒星间的向西运动(从地面上观察)，而在继续它的再度向西运动之前短时间地折回原先的路径向东运行。在托勒密的体系中，逆行是用增添一些专门为了说明逆行而设计出来的本轮这样一种有点特设性的伎俩来加以说明的。在哥白尼的体系中，就不必采取这种矫揉造作的做法。逆行是由于地球和其他行星在恒星的背景上一同环绕太阳运行的自然结果。类似的论点也适用于太阳，水星和金星总是比较接近的问题。只要水星和金星的轨道处于地球轨道的内侧这一点能够成立，这是哥白尼体系的自然结果。在托勒密的体系中，就必须把太阳、水星和金星的轨道人为地拉扯到一起，才能形成所要求的结果。
哥白尼理论有一些数学特点是于它有利的。除此之外，就其简单性和符合行星位置的观测而论，这两种对立的体系是不相上下的。以太阳为中心的圆形轨道不能与观测结果相调和，以致于哥白尼也不得不象托勒密那样增添一些本轮，为了能够使轨道与已知的观测结果相符而增添的本轮总数，对于两种体系说来是大致相同的。在1543年，由于数学上的简单性而产生的有利于哥白尼的论据，不能被认为足以对抗不利于他的力学和天文学论据。虽然如此，仍然有一些在数学上有才能的自然哲学家终于被吸引到了哥白尼体系一边，他们为了捍卫这一体系而作出的努力，在以后的一百年左右取得了越来越大的成功。
在捍卫哥白尼系统方面贡献最大的一个人就是伽利略。他从两方面做到了这一点。第一，他用望远镜观察天空，在这样做的过程中，他改造了那些要求哥白尼理论加以说明的观测资料。第二，他创立了新的力学，后来取亚里士多德力学而代之，正是由于这种新力学，才使得那些反驳哥白尼的力学论据终于烟消云散。
当伽利略在1609年制成他第一批望远镜并把它们串接起来瞄向天空时，他获得了激动人心的发现。他看见了许许多多为肉眼所无法看到的恒星。他看到了木星所拥有的几个卫星，他看到了月球表面有高山和深坑。他通过望远镜观测时也观察到火星和金星外观的大小以哥白尼体系所预测的方式发生变化。后来，伽利略终于确证，金星也像月球一样有盈亏，这一事实完全为哥白尼体系所容纳，而为托勒密的体系所不容。木星的几颗卫星粉碎了亚里士多德派反对哥白尼的论据，其根据的事实是：卫星总是和据说是运动着的地球呆在一起。而现在亚里士多德派不得不面对有关木星及其卫星的同样问题。像地面一样起伏不平的月球表面，推翻了亚里士多德关于尽善尽美、永不败坏的天与不断变化、容易腐败的地这两者之间的区别。金星盈亏变化的发现，标志了哥白尼派的成功和托勒密派的新问题。无可否认的是，伽利略通过他的望远镜所作的观测一旦得到承认，哥白尼理论所面临的困难也就减少了。
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