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科学家名人故事:天空的立法者-开普勒

2013-11-19

  约翰尼斯·开普勒,1571年12月27日生于德国符腾堡。13岁进入教会学校,16岁被蒂宾根大学录取,20岁获硕士学位。1594年,在担任中学教师期间,潜心天文探索,并在1596年出版了《宇宙的神秘》一书。此书受到天文学家第谷的赏识。1600年,开普勒移居布拉格,应邀为第谷做助手。

  第谷逝世后,开普勒利用遗留的大量资料,利用几何曲线表示火星的运动,发现火星运动的轨迹不是圆,而是椭圆,并且运行速度不匀。1609年,开普勒在《新天文学》一书中,发表了着名的第一和第二定律。第一定律把太阳的位置精确标定在椭圆焦点上,各行星都在椭圆轨道上绕太阳运行。第二定律也叫“面积定律”,在形式上提示了行星与太阳的连线于等时间内扫过的面积相等,这在本质上阐明了行星离太阳近则快,远则慢的不匀速性。1619年,开普勒在《宇宙和谐论》一书中发表了第三定律,即行星绕太阳一周的时间的平方,等于椭圆长轴一半的立方。开普勒的发现为人类科学事业的发展做出了巨大的贡献,被誉为“天空的立法者”。

  1604年9月30日,开普勒发现蛇夫座附近一颗新星,即“开普勒新星”。1611年他出版了近代望远镜理论着作《光学》。1618~1620年他发表了《哥白尼天文学简论》一文。1619~1620年他发表了《慧星论》一书,预言了太阳光辐射压力的存在。1627年他出版的《鲁道夫星表》,直到18世纪一直被视为标准星表。开普勒于1629年出版了《稀奇的1631年天象》一书,预言1631年11月7日将出现水星凌日现象,12月6日金星也将凌日。果然,在预报的日期,巴黎的加桑狄观测到水星通过日面。这是最早的水星凌日观测。金星凌日因为发生在夜间,因而当时的人们未能观测到。

  开普勒的发现彻底清除了哥白尼学说中托勒密的思想残余,给哥白尼体系带来了严谨性和规律性。而开普勒关于天体运动的三大定律,则是无论自然界的星球,还是人造天体都必须遵循的规律。因此,它不仅为人类对宇宙天体的认识做出了贡献,也为现代宇宙航行奠定了理论基础。1630年,开普勒在雷根斯堡于贫病之中去世。

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