人類很早就思考過自己生存的大地是什麼?她是怎麼來的?不過那時人們總是把地球與神話相聯係。15世紀以前,人們認為地球是宇宙的中心,一切都圍繞地球轉動。而人類腳下還有地獄,由於時代和各族宗教信仰不同而對地獄有不同的描述,不過大致都描述成一個陰暗的世界。古希臘、羅馬人把它想象成充滿遊魂的深淵;波斯人認為它是褻瀆宗教的人獻身給魔鬼的地方;猶太教徒傳說它是惡人永遠的受難所;回教徒則認為地獄是異教徒受嚴懲的牢房。古代埃及,人們把天空當成一名女子,名為努特女神。她是一個身子巨長無比的女子。她的身體由父親支撐,在地麵上方彎成一道拱頂,隻以指尖和腳尖輕觸大地。當夜晚來臨時,她就和大地之神葛伯重聚,導致了黑暗。蘇美爾人認為太陽是一名男子。每天清晨,當蠍麵人把東方的門戶打開後,太陽神沙瑪什就攀上山頂,衝進天空。到了晚上,他才回到山裏頭。巴比倫人認為世界創始於謀殺事件:一天,天神馬爾杜克在盛怒中,把提阿麥特的身體像掰蚌殼似地掰成兩半,一半成為天空,另一半變成大地。在巴比倫人眼中世界底部是海洋,大地懸浮在海上,在大地上麵是被太陽光照亮的天空,而天空上還有水,天水往下流便和海洋相通。
這些都是古代人類用神話描述天地的模樣和起源。那時因為人們還不能用科學來解釋地球的起源才用具有宗教色彩的描述來解釋世界。自1540年哥白尼提出日心說之後,天體演化的討論才突破了宗教神話的桎梏,開始了關於地球及太陽係起源問題的科學探討。1644年笛卡爾在《哲學原理》一書中,最先提出了一個關於太陽係起源的學說。這個學說簡單地描述了太陽係的形成:在太初混沌裏,物質微粒逐漸獲得了渦流式的運動,形成了大小不同的旋渦,在旋渦裏形成了太陽、行星及其衛星。但笛卡爾未能對太陽係的特征給予更多的描述。
一個世紀後,布封於1745年在《一般和特殊的自然史》中提出了第二個學說。他認為:一個質量巨大的物體,假定是一個彗星,曾經與太陽相碰撞,從而使太陽的物質裂成碎塊而飛散到太空中。地球和其他行星,就是由這些碰散出來的物質形成的,這個學說被稱為“災變學說”。現在我們知道,彗星質量是非常小的,即使彗星與太陽曾經發生過碰撞,也不會碰散出足以形成太陽係中這些行星及其衛星的物質。
在布封以後200年間,人們又提出了許多學說。這些學說,或者傾向笛卡爾的基本觀點,即“一元論”:認為太陽和行星是同一原始氣體雲凝縮而成的;或者傾向於布封的基本觀點,即“二元論”:認為是由太陽分離出來的。
1755年,康德在《自然通史與天體理論》一書中提出了一個比較係統的學說,稱為“星雲假說”。起先該學說受到許多人的肯定,但是隨著人們的研究不斷深入,發現了該學說致命的弱點就是無法說明太陽係一個重要特征,即行星和太陽之間角動量分布極不均一的現象;另外,原先不動的原始太陽和行星,在引力和斥力作用下會旋轉起來的機製,也是不能成立的。
後來,1796年拉普拉斯在《宇宙體係論》一書中,獨立地提出了另一個太陽係起源的星雲假說。他認為太陽係所有天體均由同一原始星雲形成的。這個原始星雲是氣態的,其直徑最初比現今的太陽係大得多,溫度極高,並且緩慢地自轉著。後來,星雲逐漸冷卻收縮,隨之自轉加快,而導致離心力增大,使得星雲越來越扁,成為扁盤形態,最終形成一個旋轉的氣體環。星雲不斷收縮,氣體也不斷分離出來而形成多個氣體環。最後氣體環中心收縮形成太陽,各氣體環逐漸積聚形成行星;而熱的行星以同樣的方式分離出環來形成衛星。拉普拉斯以土星光環為自己學說做佐證說明行星形成的過程。
該學說能說明一些現象如行星的同向性、共麵性和近圓性及行星的自轉等,但在眾多問題上,他的學說被後來的科學研究證明是不正確的。如天文學家後來發現有逆行的衛星,這是拉普拉斯學說無法解釋的。更主要的是,這一學說同樣不能說明太陽角動量特殊分布問題。假定將太陽係的所有角動量都集中到太陽上,則它的自轉周期是12小時,而它的赤道上離心力隻大約為引力的5%,這樣物質就不可能以拉普拉斯提出的那種方式被拋出;並且,即使拋出同現今行星的公轉軌道幾乎一樣大的氣體環,也不可能凝聚成行星。最後,拉普拉斯所描述的太陽係起源的溫度變化過程,通過後來科學家進一步的研究也證明是不能成立的。一個大星雲在形成天體時,是通過自身引力作用下收縮的,而不是通過冷卻收縮的;在引力作用下的收縮過程中,由於引力勢能轉化為熱能和輻射能,隻能使星雲溫度升高,甚至引起核裂變,而不是導致星雲逐漸冷卻。