正文 第44章 偉大的天空立法者開普勒(1 / 2)

開普勒(Johanneskepler,1571~1630)是17世紀對天文學有卓越貢獻的德國天文學家。他捍衛並發展了哥白尼的日心學說,在第穀的大量觀測資料的基礎上,確立了行星運動的三大定律,被稱為偉大的天空立法者。

開普勒出生在德國南部的瓦爾城,父親是位職業軍人,祖父曾當過市長。開普勒從小體弱多病,5歲時得了一場天花險些喪命,這使他手、眼留下輕度殘疾。他身材瘦小,視力不好,但卻聰明好學,善於思索和鑽研。為了將來能找到一個合適的工作,開普勒進了蒂賓根大學學習神學,一心一意想當一名神職人員。由於開普勒天資聰穎,他毫不費力地接受了學校教授的每一門功課。他尤其對哲學表現出極大的興趣,這對他後來改學天文學起了積極作用。上學期間開普勒也顯示了他出眾的數學才華。蒂賓根大學的天文學教授米切爾?麥斯特林是他的啟蒙老師。他是一位哥白尼學說的同情者,在公開教學時他講授托勒密的體係,而對於自己親近的學生則宣傳當時教廷禁令傳播的哥白尼學說。開普勒從老師那兒了解了哥白尼的學說後,立即成為哥白尼的擁護者。大學畢業後,大多數學生都去當了牧師,而開普勒被他的老師麥斯特林推薦去奧地利格拉茨大學當上了數學和天文學講師。正是這一偶然的機會使他走上了一條光輝燦爛的科學家的道路。開普勒的博學和多才博得了校方的好評。當時由於他的薪金很少,開普勒還靠編製占星曆書來養家糊口。這件事甚至比他的教學工作影響還大,因此開普勒還有占星學家之稱。

在奧地利期間,開普勒深入地思考了哥白尼的理論,並且將它和托勒密的學說相比較。開普勒讚歎哥白尼體係所顯示的數學的和諧美,他從中看到了真實的宇宙圖景。開普勒致力於探測六大行星的軌道大小之間的數字關係。開普勒很善於抽象思維,他在1596年發表了他的第一部天文著作《宇宙的神秘》。在這本書裏開普勒用一套內切球和正多麵體勾畫了一個極其神秘的宇宙模型。當第穀讀了這本書後,對他的才華極為賞識,稱讚這套內切球體和正多麵體為一個聰明的完美的構想。現在看來,開普勒的這套宇宙模型有點荒唐可笑,但在當時它畢竟是支持哥白尼觀點的論文,而且在論文中提出了對行星數目和運動機製的探討,這是在牛頓提出萬有引力學說之前非常有開拓性的思想。在這之前沒有人考慮過行星運動的物理機製問題。

1598年奧地利暴發了天主教與新教之間的宗教衝突,開普勒是一位新教徒,在那兒不斷受到迫害,隻好跑到匈牙利去。正當開普勒處於痛苦和失望之中時,丹麥天文學家第穀向他伸出了友誼之手。他接到第穀的邀請,請他去布拉格協助整理觀測資料。開普勒於1600年來到了布拉格。一接觸到第穀無比豐富的天象資料,開普勒就發現自己從前構造的美妙的宇宙模型漏洞百出。盡管當時開普勒對自己的宇宙模型欣賞至極,但當他一旦發現原有的模型與實際的觀測事實不符時就堅決地拋棄了它。在第穀的身邊,開普勒學會了重視和處理大量的天文觀測資料。遺憾的是他們合作沒有多久,第穀便去世了。臨終前第穀告誡開普勒:一定要尊重觀測事實。開普勒認為他與第穀的相遇是命裏注定的。他說:“上帝通過一種不可改變的命運把我和第穀聯在一起,即使我們發生了嚴重的爭執也不許我們分手。”他們倆人在一起總共不過10個月。開普勒高度評價第穀,認為他是一位上帝施給人們的勤奮的觀測家。開普勒與第穀的結合是歐洲科學史上最偉大的事件,兩位個性迥異的科學家的結合標誌著自然科學兩大基礎——經驗觀測和數學理論的結合。第穀獲得的大量觀測資料,經過開普勒的分析推理,總結出了行星運動的規律。