地球上的大氣是由很多種氣體共同組成的混合物，含量最高的是氮?dú)狻蠹s占空氣總量的77%；其次是氧氣，占21%；其余的2%主要由痕量氣體組成，包括氬氣、二氧化碳、氦氣、氖氣、氪氣、氙氣、一氧化二氮和一氧化碳等。此外，空氣里還含有不定含量的水蒸氣。

人類(lèi)離不開(kāi)氧氣，因?yàn)檠鯕饩S持了機(jī)體的運(yùn)轉(zhuǎn)。早產(chǎn)的嬰兒通常會(huì)被放入氧氣含量比較高的育嬰箱，因?yàn)樗麄兊姆芜€沒(méi)有發(fā)育完全，呼吸功能不完善。育嬰箱里的氧氣含量通常是30%～40%，這比空氣中21%含量要高出很多。對(duì)于出現(xiàn)嚴(yán)重呼吸障礙的嬰兒，為防止腦供氧不足，有時(shí)還需要為他們戴上氧氣罩，讓他們呼吸100%的氧氣。

但是氧氣過(guò)多同樣對(duì)人體有害。育嬰箱里氧氣含量過(guò)高會(huì)使嬰兒血液中氧含量升高，而過(guò)高的血氧含量會(huì)損傷嬰兒眼球里的血管，從而導(dǎo)致視力下降或喪失。

這說(shuō)明了氧氣的兩面性。一方面，人類(lèi)依靠氧氣才能生存；另一方面，氧氣也會(huì)成為危害生命和健康的毒藥。

當(dāng)空氣中的氧氣與其他元素（像氫、碳）混合在一起時(shí)，通常會(huì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，叫做氧化反應(yīng)。在氧化反應(yīng)中，通常一些構(gòu)成生命的最基本的有機(jī)分子會(huì)被分解。

日月星辰的構(gòu)成、運(yùn)動(dòng)常常讓古人迷惑不解。托勒密（約90～168年）是第一個(gè)系統(tǒng)研究這些問(wèn)題，并因此獲得成就的科學(xué)家，因此成為歷史名人之一。

在繼承亞里士多德等人學(xué)說(shuō)的基礎(chǔ)上，托勒密進(jìn)行了大量的天文觀測(cè)和大地測(cè)量，創(chuàng)立了宇宙結(jié)構(gòu)學(xué)說(shuō)，寫(xiě)出了13卷本的巨著《天文大全》。書(shū)中，他進(jìn)一步發(fā)揮和系統(tǒng)總結(jié)前人提出的地球是宇宙中心的觀點(diǎn)，肯定了地球是一個(gè)懸空著的沒(méi)有支柱的球體，并且區(qū)分出行星和恒星，并認(rèn)定日、月是離我們較近的一群天體，作出了把太陽(yáng)系從眾星中識(shí)別出來(lái)的關(guān)鍵一步。經(jīng)過(guò)系統(tǒng)的天文觀測(cè)和計(jì)算，托勒密編制了包括1 028顆恒星的位置表，并且測(cè)算出月球到地球的平均距離為29.5倍地球直徑，這個(gè)數(shù)值在古代是相當(dāng)成功的。但是托勒密學(xué)說(shuō)中的糟粕——地心說(shuō)，因?yàn)榉先藗兊慕?jīng)驗(yàn)感覺(jué)，所以也長(zhǎng)期被人們所推崇。特別是在他死后，他的地心說(shuō)和《圣經(jīng)》所說(shuō)的地球靜止不動(dòng)，上帝把人類(lèi)安置在宇宙中心的說(shuō)法相符，因此后來(lái)長(zhǎng)期被教會(huì)利用，成了一個(gè)不允許懷疑的教條，統(tǒng)治歐洲思想界達(dá)1 400年之久。

現(xiàn)在，“地心說(shuō)”已經(jīng)被人徹底摒棄?？墒牵暗匦恼f(shuō)”曾經(jīng)被奉為真理達(dá)一千多年，直到哥白尼（1473～1543年）的“日心說(shuō)”出現(xiàn)才第一次沖破了宗教神學(xué)的束縛，為人類(lèi)打開(kāi)了通往自然科學(xué)的大門(mén)，引起了人類(lèi)對(duì)宇宙認(rèn)識(shí)的革命，人們的世界觀也因此發(fā)生重大變化。近代自然科學(xué)開(kāi)始的標(biāo)志也正是它。

為了取得天文觀測(cè)數(shù)據(jù)，哥白尼在他任職的教堂箭樓上，建立了一座小型天文臺(tái)。不論寒暑，每天他都用自己制造的天文儀器來(lái)觀測(cè)、計(jì)算、研究，30年如一日，從沒(méi)間斷。哥白尼根據(jù)豐富的觀測(cè)資料和細(xì)致的計(jì)算研究，寫(xiě)出了劃時(shí)代的天文學(xué)巨著《天體運(yùn)行論》，創(chuàng)立了“日心說(shuō)”。

在《天體運(yùn)行論》中，哥白尼明確宣布，太陽(yáng)是宇宙的中心；地球和別的行星一樣，是一顆繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)的普通行星，而且地球還在不停地自轉(zhuǎn)。

哥白尼的結(jié)論和《圣經(jīng)》上的說(shuō)法完全相反，由于顧忌教會(huì)的迫害，不敢公諸于世。這本不朽著作《天體運(yùn)行論》直到多年以后，才在他的朋友們的幫助下得以出版。