哥白尼的宇宙观，支撑着伽利略的地球自转相关理论

1597年夏天，当伽利略意外收到一本寄来的书时，他正作为工程师和大学教师在各种场合打探消息，以及作为沙龙明星和求偶者在威尼斯各处游荡。只见封面上写着“宇宙结构学论文中的先锋之作，内含宇宙的奥秘”。作者是一位德意志数学家：约翰内斯·开普勒。
从这两位数学家到目前为止的经历来看，这就是欧洲一所最著名学府的33岁教授与一位地方中学教师的相遇。不过，伽利略在国际舞台上依然默默无闻。他还没有发表过作品，而年轻8岁的开普勒已经在其原先图宾根学府的老师的鼎力支持下出版了一部雄心勃勃的科学论著——伽利略此刻正拿着它。
伽利略乐于抓住机会和外国的数学家建立联系。他旋即向格拉茨回信以表示感谢：“博学的先生，我不是在几天前，而是在几小时前才收到您通过保卢斯·安贝格（PaulusAmberger）寄给我的书。因为同样是这位保卢斯告诉我他将返回德意志，假如我没有用这封信向您表达谢意的话，我就会认为这实际上是忘恩负义。”

伽利略继续写道，目前他只读了引言，但从中看出了作者的某些意图。他“确实特别幸运，能够拥有这样一位男士作为探索真理的伙伴和说真话的朋友。因为糟糕的是，追求真理且没有在探讨哲学问题时颠倒是非的人是如此稀缺”。
伽利略承诺会静下来读一读这本书。“我很愿意这么做，因为我已经在多年前接受了哥白尼的观念，并从这个立场出发，发现了许多按照通常的想法显然无法解释的自然过程的原因。”伽利略是哥白尼宇宙观的支持者？这一坦白来得相当突然。
多年来，他在大学课堂上参照一部天文学权威作品讲授以地球为中心的宇宙观，而现在却表明，他早就默默地怀疑它了。他忽然承认自己是同样求学于帕多瓦的哥白尼的追随者，尽管伽利略没有讨论他还将长期向其学生发放的论文《论天球》中的观点。
这场被误解的思想转变的唯一预兆是伽利略同年写给他在比萨的朋友雅各布·马佐尼的一封信。那是对马佐尼的新书的批评，马佐尼在书中试图顺便反驳哥白尼的宇宙观。于是，伽利略给这位哲学家上了一小节几何课，并趁此机会在一个从句中向他表明了自己对哥白尼的同情。

写给开普勒的信是此事的第二件证据，也是一份不可思议的证明文件：意大利教授完全不认识那个德意志人，但开普勒作为数学家和志同道合者显然容易使人产生信任。另外，伽利略想要抓住机会，用他的信向同行做自我介绍，并在他向开普勒的书表示敬意之后更好地推销自己和自己的工作。
关于哥白尼的理论，最令他感兴趣的是它对于“自然过程”的必然性。“对此，我整理了不少直接和间接的证据，但到目前为止还不敢发表。”就在致开普勒的第一封信中，除了能看出他们均支持哥白尼的基本态度之外，还反映出他们不同的初始状态。
开普勒受到他与迈斯特林的讨论的鼓舞，从一开始就准备进行一场公开辩论。他积极寻找“探究真理的同伴”。伽利略则表现克制，因为在他周围没有任何数学家明确站在他这一边。
罗马的克里斯托弗·克拉维乌斯或博洛尼亚的乔瓦尼·安东尼奥·马吉尼虽然完全认同哥白尼，甚至部分依靠他的数据，但他们将哥白尼的理论作为数学模型，而否认能够用它反映现实。它在该方面会被所有人拒斥为“荒谬的”，马吉尼如此认为。
鉴于这种普遍拒绝的态度，伽利略对开普勒的书感到极为高兴。他在信中写满了对德意志人的启蒙事业的肯定。但是除了口头上对哥白尼表示赞同之外，他的笔友未能获悉任何具体内容。伽利略在信中只是模糊地概述道，他支持日心说的世界观主要是出于物理学的理由。不确定的是，他暗示的是哪些“自然过程”。

至少，他承认了他迄今没有对哥白尼发表任何评论的原因。他被“哥白尼自己的命运吓住了，他是我们的前车之鉴。他在少数人那里赢得了不朽的声誉，却被无数人（因为傻瓜是如此众多）嘲笑和喝倒彩”。伽利略害怕使自己丢脸，他小声地承认说，自己宁愿让其他人先行一步。
“如果有更多与您持相同意见的人的话，我事实上就敢把我的思想公之于众；既然不是如此，我就不会这么做。”来自帕多瓦的数学家不是唯一选择暂时沉默的人。米夏埃尔·迈斯特林的态度也很谨慎。
这位数学家和神学家更愿意让他从前的学生在前面开路。他知道，新教学者对路德已经援引《圣经》加以拒绝的哥白尼宇宙体系的反对情绪有多么强烈。开普勒也因为其关于“宇宙的奥秘”的文稿而直接受到了图宾根大学评议会方面的阻力。
他本来打算在一篇长长的内容提要里说明哥白尼的学说和《圣经》能够很好地统一起来，却不得不把相应的段落删去。把哥白尼的学说当作数学假设是一回事，把它当作某种真实来呈现则是另一回事。后者早在哥白尼还活着的时候，就不仅在路德宗信徒，还在佛罗伦萨多明我会修士中间引发了激烈反对。
迈斯特林不但害怕来自教会的反对，而且和伽利略一样担心其作为科学家的声誉。作为学者，他们两人始终处在同行的注视之下。只要伽利略无法提出关于地球运动的有力论据，他就避免与帕多瓦大学有名望的哲学家发生争执。他宁可缄默不言。

当他给开普勒写信的时候，他还不是哥白尼宇宙观的开路先锋。哥白尼假说最坚定的捍卫者一开始主要存在于大学之外。开普勒算是一位，此外还有云游僧侣乔尔丹诺·布鲁诺和黑森侯爵的数学家克里斯多夫·罗特曼。罗特曼在伟大的丹麦天文学家第谷·布拉赫面前捍卫该理论。第谷于1596年公开了两人的往来书信，从而在业界引发了热烈讨论。
伽利略或许是在这一背景下首次为哥白尼发声的。由于第谷炮火隆隆地闯进了伽利略的研究领域，这听上去就更加可信了。这位名满欧洲的天文学家主要从物理学角度反对哥白尼的理论。
第谷问道，如果从极高的塔楼上正确地释放一颗铅球，它怎样才能恰好垂直落在正下方的点上？按照他的观点，只有地球保持静止，铅球才能准确地落在塔楼脚下。如果地球转动，它就会在铅球下方转向一旁，铅球必然要落在后面。同理，如果在一个旋转的地球上用大炮向东发射，其射程将不同于向西发射。
这些论述肯定引起了伽利略的关注。它们与克罗狄斯·托勒密早在公元2世纪就提出的反对地球自转的保留意见差不多，只不过呈现为更加现代的形式。
根据托勒密的说法，在一个旋转的地球上，“无论是一片云、其他飞行或者被抛掷的物体，在向东移动的过程中都无法被察觉”。自转的地球将会超过一切没有和它相连的事物，以至所有云朵都必将向西运动。既然不是如此，这就表明了“这类想法的荒唐可笑”。

托勒密和第谷有充分的理由否认地球的运动，尤其是因为必须给日心体系中的地球赋予一个疯狂的速度。根据现今的知识水平，赤道上的一点每小时将向东运动超过1600千米。更快的是地球在轨道上绕日公转的速度：它以每小时超过10万公里的速度在宇宙中飞驰。对此，我们却全无察觉，这完全违背了我们的理解能力。
然而，即使认为地球是静止的，也只能解决一部分问题。因为在这种情况下，全体恒星都必须在24小时内绕行我们的地球一圈。考虑到它们距离遥远，它们的运行速度将会比地球转动的速度高出许多倍。尽管如此，站在17世纪门槛上的大多数学者还是宁愿把速度难题转移到人类经验范围之外的天球上。
到目前为止，伽利略也缺少一种合乎逻辑的、能够解释为什么人在日常生活中感受不到地球快速的自转和公转的理论。他的实验室是一片汇集了他的多种兴趣的小生境，他的力学实验和物理学思考在这里发芽，成长为新的构想。直到他认为找到了合适的环境时，才会充分释放这些构想的潜力。
但就算他较晚才迟疑地表明他的信仰，还是可以相当肯定地说，伽利略在1597年就已经认识到，只有成功驳倒反对地球自转和公转的意见，哥白尼的宇宙观才能获得普遍接受。他把第谷·布拉赫视为此生最凶狠的对手之一，而开普勒钦佩丹麦人，尽管他们作为天文学观测者持有不同的观点。

他们与第谷——在围绕哥白尼的观点进行辩论的过程中，越来越多的学者援引他的权威意见——的关系或许大相径庭：伽利略避免与试图鼓励皮内利的第谷直接联系，开普勒则很快就接受了前往布拉格的邀请并成为第谷的助手。
伽利略在开普勒的书中徒劳地搜寻最令他感兴趣的物理学话题。它们在《宇宙的奥秘》中没有涉及。这是一部天文学著作，还具有神学启示和高度推测的特征。开普勒声称自己破译了上帝的创世计划。
“我打算在这本小书里证明，至善至大的上帝在创造我们运动着的世界和布置天穹的时候，把那五个从毕达哥拉斯和柏拉图直到我们的时代始终享有如此崇高声望的规则物体……作为基础。”不知道伽利略会如何看待这本书的神秘外衣，但开普勒的天空比例和被他自己改造成一部多功能计算器的比例规之间有着天壤之别。
迄今为止，伽利略在帕多瓦主要研究的是轮廓清晰的技术问题。对于普遍性理论，他更多抱持怀疑态度。他虽然重视数学论证的明确性，但已经从父亲那里认识到，如果抽象过度的话将会发生什么。
就这样，他写完了致德意志数学家的信，没有对该书的特别主题和开普勒大胆提出的宇宙方案做出某种回应：“时间短暂和急切拜读大作的愿望催促我搁笔，在此我向您保证我的友好感情并始终愿意为您效劳。保重吧，请不要犹豫告诉我更多关于您的好消息。”