開普勒(Johannes Kepler,1571—1630年)德國天文學家、占星學家、數學家。1571年12月27日生於德國斯瓦比亞地區(今聯國巴伐利亞州)的維騰堡。其父是陸軍軍官,母親是旅館老板的女兒。
1587年開普勒進入蒂賓根大學學習神學和數學,由於受到天文學教授邁克爾·馬斯特林的影響而信奉哥白尼的學說。1588年開普勒獲得了學士學位。1591年獲得碩士學位。1594年他被委派到格拉茨市路德派高級中學任數學教師。此後他致力於天文學研究。他是畢達哥拉斯主義者,這對他的天文學研究產生很大影響。
1596年他的最早關於宇宙論方麵的著作《宇宙的秘密》出版。在這本著作中,開普勒以哥白尼學說為依據,提出了利用幾何圖形描述行星軌道的方法。同時指出了哥白尼的“所有行星都繞太陽做勻速圓周運動”的說法過於粗糙。開普勒的行星軌道法是:在行星軌道之間作正多麵體,他認為正好存在6顆行星(當時人們隻發現了太陽係的6顆行星)和5個正多麵體,因而必然存在著某種數學和諧。經過極其複雜和艱苦的運算,終於找到了所謂哥白尼體係中行星軌道之間的這種數學和諧。
他的這項工作受到了第穀的重視,1598年開普勒離開德國到了布拉格。應第穀的邀請,開普勒接替了第穀的工作。他們雖然隻相處一年多,但第穀的豐富天文觀測資料,為開普勒提供了可靠的行星運動軌道的研究依據。1612年開普勒被新國王辭退移居奧地利林茨擔任教授,此期間他發表了,《哥白尼係統天文學摘要》,並出版了《魯道夫星表》。1628年定居於紮爾根,1630年11月15日病逝於累根斯堡,終年59歲。
開普勒的卓越貢獻是建立了行星運動三定律,從而奠定了近代物理學的又一重要理論基礎。
1609年開普勒在《新天文學》中首先創立了“開普勒第一和第二定律”。
第一定律又稱橢圓軌道定律,定律指出:“所有行星分別沿不同大小的橢圓軌道繞太陽運動,太陽處於橢圓的一個焦點上。”
第二定律又稱麵積定律,定律指出:“在行星運動時,連接行星和太陽的線,在相等的時間內,永遠掃過同樣大小的麵積。”
1619年,開普勒又在《世界的和諧》一文中,提出了第三定律,即周期定律,這一定律是:行星公轉周期的平方與它們軌道半長軸的立方成正比。這幾個定律也為牛頓發現萬有引力定律,提供了理論基礎。
開普勒在天文觀察中的又一重要貢獻是,於1604年9月30日發現了一顆超新星爆發。為紀念他的這一功績,以他的名字命名了這顆超新星。
開普勒在物理學其他方麵,也有很大貢獻。他是近代實驗光學的奠基人之一。1611年,他發表了《折光學》一書,闡述了光的折射原理,為折射望遠鏡的發明奠定了基礎。
開普勒對光學的貢獻卓著。我們不會忘記伽利略在力學領域中的作用,也就不會忘記開普勒在光學領域中的作用。他根據光從光源以球麵輻射出來的現象,提出了光度隨距離減弱的平方反比律。他還對光的折射現象進行了深入研究,提出了有關的定律。他對小孔成像等光學現象,從幾何光學角度做了說明。
開普勒的實驗光學成果具有重大價值。他對透鏡和透鏡組的成像問題,做了科學的探討,最早采用了作圖的方法,為光學問題的研究,提供了新的手段。在此基礎上,他設計了多種望遠鏡,如利用兩塊凸透鏡的望遠鏡等。開普勒還最早從光學角度成功地研究了人的視覺問題,開創了研究視覺理論的正確道路。他否定了前人認為視覺是由眼睛發射出光的錯誤觀點,提出了物體的光通過眼睛的水晶體,在視網膜上成像的觀點。進而,他對近視眼和遠視眼的問題,也給予了很好的解釋。
開普勒對數學的研究也很有造詣。他是實驗與理論緊密結合的優秀科學家。
在天文學上,“日心說”和“地心說”一直是爭論不下的話題。公元2世紀,希臘人托勒密吸收了歐多克斯和亞裏士多德的“地心說”的核心內容,完成了自己的宇宙結構學說,把“地心說”推向了頂峰。他用大大小小80個圓周軌道來描述日、月、星辰的運動,取得了成功。運用他的模型能預言行星的運動位置,還能解釋行星亮度的變化。因此,他的理論直到文藝複興時代為止,一直被認為是標準天文學,統治西方天文學竟長達15個世紀!