开普勒(1571-1630)是德国伟大的天文学家,由于他卓越的贡献,他被誉为“天空的立法者”。但是他的一生却多灾多难:结发妻子发疯、死亡;三个孩子相继天折;母亲被指控为以巫术惑众的“巫婆”;终生为养活两个妻子生下的七个孩子而操劳;多次受到宣扬异端邪说的指控:超负荷工作却得不到报酬……这切不能不使他未老先衰。1630年11月,59岁的开普勒冒着严寒骑马去拉蒂斯波恩催讨国家欠他的一笔薪水。等他到了目的地的时候,他已经精疲力竭,于六天后的11月15日不幸身亡。
开普勒死后葬于布拉格的圣皮埃尔教堂这位天文学家生前早为自已准备好了墓志铭:
<em>
我曾经遥测天空,
而今在丈量地球,
这里只安息着身躯的影子</em>
一个如此伟大的科学家竟然穷到去催讨国家欠他的薪水,并且因此而丧失自己的生命,对今天的人来说似乎有点不可思议!20世纪以后,科学的重要性才被各国政府系普遍认识,因而科学家的地位与开普勒那时相比,已经不可同日而语了。
开普勒于1571年12月27日出生在德国南部的一个小城镇。他的父亲盘
职业军人,母亲是一位旅馆主的女儿。由于父亲与母亲不和,开普勒自幼不仅为
病和穷困所折磨,而且心灵也受到很大的伤害。3岁时,开普勒染上了天花,疾病
损坏了他的面容,也损害了他的视力。由于家里一贫如洗,有时他穷得只能在乡
乞讨。9岁时,为了生活,他不得不到富人家去做佣人。但是,少年时期的开普截
不仅没有被贫穷和苦难击倒,反而使他决心苦读,立誓以后要成就一番事业
1588年,17岁的开普勒以优秀的成绩考人了德国的蒂宾根大学学习神学,他
希望自己以后能当一个牧师。但在大学里他受到一位叫马斯特林的天文学教授的影
响,兴趣转向了天文学,而且接受了哥白尼的“日心说”。1594年,开普勒在奥地
利的格拉茨大学谋到一个天文学讲师的职务。从此,他把当牧师的想法抛到了九霄
云外,开始一心一意地研究行星的运动。开普勒是一个彻底信奉毕达哥拉斯主义的
学者,像毕达哥拉斯一样,他认为上帝按照完美的数字创造了世界,因而行星运动
的真实动因,应该到隐含着数学的和谐中去寻找。他之所以相信哥白尼的学说,是
因为日心说蕴含着数的和谐精神。
开普勒当时最感兴趣的问题是:为什么行星有六颗?它们的轨道半径为什么恰
好是8:15:20:30:115:195这样
一个比例?(当时只发现了六颗行
星,其他行星是他死了以后才发理
的)开普勒开始试着用平面几何图
形的组合来猜出行星轨道之谜,但
失败了。后来他突然醒悟了:“行星
在空间运动,我怎么在平面上画图
呢?应该用立体图形。”思辟一打
开,很快就有了可喜的突破。
当时人们知道5种“规则的多
面体”(即正多面体),希腊数学家
还证明过,只可能有5种正多面体
开普勒马上想到,如果把5种正多
面体与6个球形套合起来,不就有6个球吗?6个球恰好对应6条轨道,这实在是太妙了!开普勒相信,这就是只有6个行星的奥秘所在!开普勒的方法是这样的:开始以一个球形作地球的轨道,在这个球形外面作一个正12面体,12面体外面作一个圆球,这个圆球是火星的运动轨道:火星球外面作正4面体,再在它外面作个圆球,得出木星轨道:木星球外作一立方体,立方体外面的球就是土星轨道;在球轨道的球形内作正20面体,20面体内的球形是金星的轨道:金星球内作正8体,其内的球就是水星的轨道。根据这种方法得出各轨道半径的比,与观测结果大体相同,这使得开普勒大为高兴。他说:“我从这一发现中得到的偷快,真是无法形容!
现在我们知道,这个图只是碰巧合适,而且也不完全正确。尤其在更多的行星发现后,这种图形就变得一文不值了。可是当时开普勒真的是高兴极了,为此他还于1596年写了一本名为《宇宙的奥秘》的书。在这本书里,开普勒捍卫了哥白尼的“日心说”。
1598年,奥地利爆发了严重的宗教冲突,由于开普勒宣传“日心说”,因此遭到教会的迫害,只好逃到匈牙利。在生活极度困难时,他向第谷求助。他把《宇宙的类秘》寄了一本给第谷,并将自己的困境告诉了他。第谷很欣赏开普勒写的书,就与了一封回信给开普勒:“来吧,作为朋友而不是客人,和我一起用我的仪器观则吧!”1600年,开普勒来到了第谷的身边,与第谷一起工作,开始了科学史上最富有成效的合作。合作约一年的时间后,第谷病逝。第谷在临终前把自己一生精密的观测记录交托给他的合作者开普勒,希望开普勒利用这些资料解开行星运动之,还希望开普勒能证明他的理论。原来,第谷因为他的观测十分精确,与哥白尼的理论有许多地方不相符合。因此,他不相信哥白尼的“日心说”,并提出了他自已的一种错误的学说:太阳绕着地球转,但其他行星都绕着太阳转。这一学说虽然与托勒密的“地心说”不一样,但其本质仍然是“地心说”。
、开普勒相信“日心说”,但不迷信哥白尼的理论,并不认为哥白尼的理论尽善美而不能修改。例如,哥白尼说行星运动的轨道都是圆形,而开普勒根据第谷的测资料,证明行星是以椭圆轨道运动的哥白尼认为行星运动速度的大小总是不变,即做匀速运动,而开普勒根据第谷观测的资料证明,行星运动速度的大小是变化的:当行星离太阳远一些的时候,速度变小;离太阳近一些的时候,速度就增大,而且,这种变化服从一个由他发现的定律
1619年,开普勒把他的发现造《宇宙的和谐》一书中。在书中他了他发现的“行星运动三大定律飞了这三大定律,天文学家就可以完全掌握行星运动的详细情况,这对的制订、航海确定方位和日食月食的预报都有重大价值。所以,后人称开普勒为“行星运动的立法者”,意思是他为行星运动“制订”了“交通规则开普勒虽然是有名的天文学家却长年拿不到工资,因为那个时代国家和政府并不重视科学研究,科学家往往靠着“好心”的王公贵族的“帮助”或“施舍”度日,因此生活和研究根本没有保障。开普勒一生穷苦潦倒,不能靠天文学研究养活妻子儿女,只能靠给人占卜赚几个小钱艰难度日。1630年,他穷得实在没有办法,只好去政府部门索取欠了他近二十年的工资。不幸的是由于沿途饥寒交迫,他虚弱的身体终于一病不起,于11月15日去世。死后,他被埋在布拉格的圣皮埃尔教堂。后来由于战争的原因,他的坟墓现在已经消失得无影无踪