16世紀，終於有人開始提出與古希臘先賢不同的天體運動理論。來自波蘭的哥白尼(出生於1473)大學畢業後在意大利留學。他通過對古希臘經典的研究和自己的觀察，發現用太陽代替地球作為宇宙的中心，可以大大簡化宇宙的模型，於是提出了“日心說”。然而，在教會的壓力下，哥白尼直到去世也沒有出版他的著作《天體運行論》。
布魯諾(出生於1548)，意大利思想家，日心說的支持者。他認為宇宙中有許多太陽系，每個太陽系都有壹個神。這種理論與當時的宗教思想有很大的沖突。最終，布魯諾受到了宗教的懲罰，在羅馬花卉廣場被活活燒死。布魯諾雖然死於宗教問題，但也是科學的殉道者。
毫無疑問，“日心說”受到了教會的嚴厲打壓，並沒有給當時的“地心說”帶來太大的沖擊。直到16世紀末17世紀初，出現了壹位被稱為“現代科學之父”的大神。他就是伽利略(出生於1564)，壹個真正的實驗狂人。他是第壹個用測量數據推翻地心說的人。
伽利略通過兩個著名的實驗認識到物體具有慣性(當時稱為自然本性)。壹個是思想實驗，薩爾維奧蒂的大船:壹個叫薩爾維奧蒂的人跳上壹艘平穩的船後，仍然會落回原處，地球就像這艘大船。如果地球繞太陽平穩旋轉，人跳下去後因為慣性還是會落回原處。這為日心說提供了理論支持。即使地球繞著太陽轉，也不會出現所謂的“地動拋物線”問題。
另壹個是斜面實驗:滾下斜面的球得到動力，繼續在水平面上滾動。如果水平面足夠光滑，球將以勻速直線運動。後來牛頓在此基礎上發展了慣性定律。
伽利略還做過壹個著名的自由落體實驗:兩個不同重量的球體在同壹高度被釋放，同時落地。這個實驗反駁了亞裏士多德關於兩個物體同時下落，重的那個先落地的觀點。
伽利略還升級了望遠鏡，並有了重要發現:
1，月球表面凹凸不平。這壹發現駁斥了亞裏士多德認為月亮是完美的，天體是光滑的觀點。
2.木星有四顆衛星。這壹發現直接反駁了地心說(地心說的核心是所有天體都圍繞地球轉)。
通過天文觀測和研究，伽利略發表了他的代表作《托勒密與哥白尼的對話》。然而，這本書給伽利略本人帶來了巨大的傷害。由於對天主教利益的損害，伽利略被教會判處終身軟禁，相對失去了自由。
軟禁期間，伽利略仍在做研究，完成了《兩種新科學的對話》壹書，該書總結了動力學和物質強度的知識，是近代物理學的基石之壹。
愛因斯坦曾評價:伽利略的科學發現標誌著物理學的真正開始！
直到那時，地心說的理論還沒有完全被釘死。雖然伽利略找到了反駁地心說的有力證據，但教會可以糾正那些缺陷，地心說的粉絲永遠不會完全否定橫行了壹千多年的真理。
在證偽“地心說”的同時，必須有新的科學發現來證明“日心說”。這個艱巨的任務將由壹對與天文學界並不和睦的師徒來完成。他們是第谷和開普勒。
第谷(出生於1546)是丹麥天文學家，出身高貴。他癡迷於占星術和煉金術。他年輕的時候因為和別人決鬥被割掉了鼻子，不得不戴上假鼻子。這是他形象中最鮮明的特點。
第谷壹生觀測了大量的天體數據，發現了兩種特殊的天文現象:超新星爆發和彗星。彗星的運行軌跡有力地駁斥了地心說中“所有天體都繞地球做勻速圓周運動”的天體運動理論。
開普勒(出生於1571)是德國天文學家。他壹生窮困潦倒，癡迷於天文學研究。從圖賓根大學畢業後，年紀輕輕就出版了《宇宙的奧秘》壹書，後來被第谷收為學徒。
第谷生前擁有大量天體運行觀測數據，但出於預防的考慮，他沒有交給開普勒。直到第谷去世，開普勒才得到壹些關於火星和地球的觀測數據。經過大量的計算，他有了驚人的發現——開普勒三定律。
1，開普勒第壹定律:行星以橢圓軌道繞太陽運行，太陽在橢圓的兩個焦點之壹。
2.開普勒第二定律:行星同時掃過相對於太陽相同的區域。
3.開普勒第三定律:行星軌道半長軸的立方與其繞太陽運行時間的平方之比相等。
後來牛頓根據開普勒第三定律推導出萬有引力定律。
可以說，開普勒通過大量的觀測數據和邏輯推理，徹底粉碎了“地心說”，達到了第壹個真正的天文高峰。在天文學領域，花了兩千年才最終建立起真正的科學框架，然後與占星術分道揚鑣。
在天文學領域取得重大突破的過程中，其他科學門類也取得了巨大進步。
英國哲學家弗朗西斯·培根(出生於1561)是實驗科學和現代歸納法的創始人。培根把實驗和歸納看作是科學發現的互補工具，認為科學研究應該使用基於觀察和實驗的歸納。培根的歸納法對科學的發展做出了貢獻，尤其是對邏輯學的發展。
法國數學家笛卡爾(出生於1596年)建立了直角坐標系理論。從此代數和幾何完美結合，純數字最終可以通過精確描述空間位置來表達幾何圖形。
荷蘭顯微鏡學家萊文·胡克(生於1632)壹生打磨了400多塊鏡片，壹臺顯微鏡的放大倍數可以達到200多倍。萊文·胡克第壹次用顯微鏡發現了微生物，他是微生物學的先驅。
英國物理學家胡克(出生於1635)提出了材料彈性的基本定律——胡克定律。胡克還設計和改造了顯微鏡和望遠鏡，並從顯微鏡觀察中寫出了《顯微鏡學》壹書，細胞壹詞由此而來。
隨著科學的蓬勃發展，科學家之間的交流越來越頻繁。各種小規模的學術交流組織開始陸續出現，為日後科學院的成立奠定了基礎。
1660年，英國建立了世界上第壹個真正意義上的科學院——皇家科學院。15後，英國在倫敦泰晤士河畔建立了舉世聞名的格林威治天文臺。他觀測到的天文數據為牛頓後來的天文學和物理學理論提供了有效的數據支持。