在肉眼观测星空的时代，有一位杰出的天文学家，他堪称肉眼观测星空的最后一人，也是极杰出的一位，他就是丹麦天文学家第谷。第谷全名第谷·布拉赫，1546年生于丹麦一个贵族家庭。
有意思的是，第谷是托勒密地心说的忠实信奉者，但他的观测，却为哥白尼的日心说发展开辟了道路。
第谷13岁时便受到良好的学院教育，进入丹麦最著名的大学——哥本哈根大学。起初，他在那里学习哲学和法律，这使得他的头脑具备了较好的理论思想基础。但当他14岁那年，也就是1560年，他的兴趣发生了转变。当年，天文台预报8月21日会发生日食，第谷由此感到好奇，结果确实发生了日食，他被神秘的天文科学迷住了，决心探索宇宙的规律。
就这样，第谷改学数学和天文学。从1563年开始，他自己购买仪器进行天文观测。第二年，第谷就发现了一个天文学界的错误，即实际上木星与土星的运动与当时流行的星表是不一样的。这样一来，第谷更坚定了自己的天文学研究信心。
1572年11月11日，秋夜明朗，星空灿烂。第谷趁着大好时机，勤奋工作，持续观察。天空中突然出现了一颗明亮的星。以前从未发现过这颗星，现在却出现在仙后座，异常明亮。第谷惊讶了，因为传统的亚里士多德的观点认为星空是完美不变的。他于是跟踪观察这颗星，废寝忘食，夜以继日。
这颗亮星竟然一天比一天亮，成为天空最亮的星，比金星还要耀眼。到白天阳光明媚时依然能见到这颗亮星，直到一年多之后，这颗奇怪的星才消失了。
第谷发现这颗星没有运动，所以认为是一颗恒星。第谷发明了用“新星”一词来说明这种星，他还估算出这颗星十分遥远。直到现在，人们还沿用第谷发明的词来称呼这种现象。其实，第谷观测到的是恒星转变过程的一个环节。恒星也有生有死，有形成有毁灭。恒星到了晚期，在就要衰灭之前，会有一段时期的剧变，导致其光芒大增，这就是超新星。为了纪念第谷，人类科学史上明确观察的第一颗超新星便被命名为“第谷新星”。以前的古籍即使有记载，也不是科学意义上的发现和观测。
根据自己的观测，第谷写成《论新星》。此书的出版引起天文学界的极大重视。丹麦国王腓特烈二世也得知这一消息，他不想让优秀人才外流到当时的天文中心德国，于是请第谷主持一个天文台工作。
在维文岛上，国王专门修建了天文台，第谷亲自主持。这个天文台1580年落成，是近代天文学史上第一个真正的天文观测台。
第谷在皇家天文台工作了将近20年，直到腓特烈死后。这个研究基地在第谷的积极努力下，成为世界闻名的天文中心，在天文观测的细致性等方面，达到了最高水平。第谷本人制造了很多精密的天文仪器，他创造的赤道式天文仪器更是首创，成为近代天文装置的雏形。
1577年，第谷观测了当时的一颗大彗星。他证明了这颗彗星在月球之外，至少是地球到月亮距离的3倍。这个看法又驳斥了流行的亚里士多德观点，亚里士多德认为，彗星是大气现象，是月下世界所发生的事情。第谷进一步还指出，彗星穿越行星天空。这样一来，希腊宇宙论中的水晶天球概念就被动摇了。因为彗星的穿越而打破了固定的一层层轨道。但第谷内心是不愿意打破地心说体系的，他提出了一个折衷体系，没有进一步探讨彗星轨道的自然原理。保守的世界观阻碍了科学规律的发现。例如，恒星没有视差本来有两种可能：一种是恒星过于遥远，一种是地球根本不动。第谷宁可相信地球静止不动，也不愿打破神学结合的地心说而思考前一种可能。
尽管如此，第谷还是取得了惊人的成就，他提出的折衷体系就承认五颗行星绕太阳运动。这一点和哥白尼的思想不谋而合。
第谷的观测推动了历法改革。1582年，基督教更改了多年来使用的儒略历，颁行了格里高里历，就是建立在第谷的工作之上的。第谷还发现了黄赤交角的变化，月球运动的二均差。他的观测还直接导致了世界最先进星表的绘制。
1588年腓特烈二世去世了，新任国王克里斯蒂安与第谷不和。因为第谷在平常生活中脾气不好，常与人争强好胜，而且他的贵族出身也使他免不了带有骄傲自大的毛病。
1597年，第谷失去了皇家资助。德国国王鲁道夫二世邀请第谷到布拉格，就这样，第谷搬往布拉格，带走了全部仪器和资料。
由于落后的世界观，第谷虽然积累了大量足以发现震惊世人的规律的资料，但却没能从中发现真正的星空规律。而这一切，被他的学生和助手开普勒完成了。
第谷与开普勒的合作堪称佳话。第谷虽然很傲慢，但当他在布拉格想寻找助手时，收到了一个平凡不闻名的青年的著作《宇宙的奥秘》。他很欣赏青年的科学精神和事业心，同时被青年的信所打动，于是二人在一起密切合作了。这个不出名的青年就是开普勒。他二人信奉的观念不同，第谷信奉地心说，开普勒信奉日心说，但却在工作上合作无间。
第谷毫无保留地把珍贵资料全给了开普勒，并委托开普勒编制行星运行表。1601年10月24日，第谷因病去世，他喃喃地说：“我多么希望我这一生没有虚度呀!”
1602年，开普勒不负重托，将第谷的成绩整理出版，使人们永远铭记这位杰出的天文观测家。
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