天上的立法者 - 开普勒

约翰·开普勒(1571-1630)是现代德国著名的天文学家、数学家、物理学家和哲学家。他以数学上的和谐探索宇宙，并对天文学做出了巨大贡献。开普勒是继哥白尼之后第一个站出来捍卫太阳中心理论并在天文学上取得突破的人。后来的科学历史学家称他为“天堂里的立法者”。1571年12月27日，开普勒出生在德国威尔的一个贫困家庭。他的祖父是当地著名的贵族。但是当开普勒出生时，这个家庭已经衰落了，整个家庭都靠经营一家小旅馆生活。开普勒是一个体质很差的早产儿。他在童年时遭受了巨大的不幸。他四岁时，患了天花和猩红热。虽然他侥幸逃过一死，但他的身体严重受损，视力虚弱，一只手半残。但是开普勒有着顽强的进取精神。放学后，他不得不帮助父母安排旅馆，但他一直努力学习，并取得了最好的成绩。1587年，开普勒进入了提宾根大学。那时，新的不幸再次降临到他身上。他的父亲去世了，他的母亲因巫术指控入狱。不幸的生活并没有阻止他学习；相反，他加倍努力学习。在大学学习期间，他受到了天文学教授梅斯特尔林的影响，成为哥白尼的拥护者。与此同时，他对神学的信仰受到了动摇。开普勒在大学里经常和他的同学辩论，并且明确支持哥白尼的立场。大学毕业后，开普勒获得了天文学硕士学位，并被聘为格拉茨新教神学院的教师。后来，由于学校被天主教会控制，开普勒离开神学院前往布拉格，与杰出的天文观测者第谷一起专注于天文观测。是第谷发现了开普勒的才能。在第谷的帮助和指导下，开普勒的研究取得了很大进展。第谷死后，开普勒取代了他的位置，成为皇帝的数学家。然而，皇帝对他非常吝啬。他的工资只有第谷的一半，而且经常拖欠。他的微薄收入不足以养活年迈的母亲、妻子和孩子，所以他的生活很艰难。然而，开普勒从未中断过他的科学研究，并在这种困难的环境中取得了无数的天文学成就。1611年，鲁道夫二世皇帝被他的兄弟强迫退位。开普勒也结束了他作为皇家数学家的职业生涯。1612年，开普勒受聘在奥地利林茨的一所大学教书，同时也是一名制图师。由于拖欠工资，开普勒夫妇陷入了财务困境。1913年，开普勒的妻子去世，他娶了一个贫穷的女人。他的生活仍然困难重重。1618年，当长达30年的战争爆发时，开普勒*离开林茨去意大利的博洛尼亚大学教书。即使在这样一个动荡的环境中，开普勒仍然以不屈不挠的精神和紧张的劳动克服了天文学上的困难。

开普勒晚年坚持不懈地与理想主义宇宙论进行斗争。1625年，他写了一本名为《捍卫第谷之类》的书，驳斥了厄休斯对第谷的攻击，从而遭到天主教会的迫害。天主教会禁止开普勒的著作。1626年，一群天主教徒包围了开普勒的住所，并威胁要处决他。后来，开普勒幸存了下来，因为他是皇帝的数学家。

1630年11月，年老的开普勒不得不亲自来到雷根斯堡领取他的工资，因为他的生命无法维持数月。不幸的是，他一到那里就生病了。1630年11月15日，开普勒在一家客栈里悄悄地离开了这个世界。他死时，除了一些书和手稿，他只有7便士(1马克等于100便士)。

开普勒被安葬在拉蒂斯博恩的圣彼得堡教堂。战后，他的坟墓肯定消失了。然而，他突破性的天文学理论和他对宇宙的不懈探索已经成为后人纪念他的最好纪念碑。第二，开普勒早期的科学研究

早期的开普勒深受柏拉图和毕达哥拉斯关于宇宙结构的神秘主义的影响，用数学的和谐来探索宇宙。他用古希腊人发现的五个正多面体来重叠当时已知的六颗行星的轨道，从而解释了为什么太阳系中只有六颗行星，包括地球，以及它们的轨道大小。他把这些结论写成一本书，并出版了它，名为《宇宙的秘密》。虽然这个想法很神秘，但也是一个大胆的探索。

开普勒在天文学研究方面的天赋是由第谷发现的，他是当时最杰出的天文观测者。他测量了无数恒星的位置和行星的运动。人们发现了许多新现象，如黄赤角的变化、月球运动的二进制差异和岁差的测量。第谷最伟大的天文成就是开普勒的发现。第谷向开普勒提供了他去世前多年积累的所有天文观测数据，敦促开普勒继续他的工作并公布观测结果。开普勒接手了第谷未完成的研究工作。后来，开普勒在伽利略的影响下，抛弃了柏拉图和毕达哥拉斯的理论，通过对行星运动的深入研究，逐渐走上了真理和科学的轨道。

3.开普勒和天文学改革中学科技网http://www.zxskj.com

火星轨道的研究是开普勒重新研究天体运动的起点。因为在第谷留下的数据中，火星拥有最丰富的数据，而哥白尼的理论偏离火星轨道最多。起初，开普勒用一个完美的圆来编制火星的运动图，发现火星总是出轨。他把右边的圆变成了偏心圆。经过多次测试，他找到了一个更符合事实的方案。然而，根据这种方法来预测卫星的位置，它与第谷的数据不一致，导致8点的误差。这个8分钟的误差相当于秒针0.02秒的瞬时角度。开普勒知道第谷的实验数据是可靠的。错误是什么？

正是这明确无误的8点让开普勒走上了天文学改革的道路。他敏感地意识到火星的轨道不是一个圆。后来，经过多次实验，开普勒确定火星的轨道是一个椭圆，并用三角形定点法测量地球的轨道是一个椭圆，得出其线速度与它离太阳的距离有关的结论。

1609年，开普勒出版了《新天文学》一书，提出了著名的开普勒第一定律和第二定律。开普勒第三定律是在1619年出版的《宇宙的和谐》中提出的。

开普勒第一定律是所有行星围绕太阳的轨道都是不同大小的椭圆，太阳位于这些椭圆的一个焦点上。

开普勒第二定律得出结论，矢量半径(行星和太阳之间的直线)在同一时间覆盖同一区域。由此，可以得出以下结论:行星以不同的速度围绕太阳运行。它们靠近太阳移动得更快，远离太阳移动得更慢。这条定律进一步推翻了宇宙和谐的理想主义理论，指出了真实的客观本质。

开普勒第三定律:行星公转周期的平方与行星和太阳之间平均距离的立方成正比。这条定律把太阳系变成了一个统一的物理系统。

哥白尼认为天体围绕太阳的轨道是圆形的，并以恒定的速度运动。开普勒的第一定律和第二定律刚刚纠正了哥白尼在上述观点上的错误，并且对哥白尼的日心说作了重大发展，使其更接近真理。更彻底地拒绝了统治了几千年的托勒密地心说。开普勒还指出，行星和太阳之间存在相互作用力，作用力的大小与两者之间的距离成反比。

开普勒不仅发现了哥白尼日心说的数量关系，而且还发现了物理依赖关系，使得天文假设更加符合自然本身的现实。开普勒在完成三个定律时说:“这正是我16年前想要探索的。正是出于这个目的，我与第谷进行了合作...现在大势已定！这本书已经写好了。对我来说，它是被现在的人读还是被未来的人读并不重要。也许这本书会等上100年，你知道，大自然已经等了观察者6000年了！”

4.开普勒光学成就http://www.zxskj.com

不仅在天文学上，开普勒在光学领域的贡献也非常突出。他是现代光学的创始人。他研究了针孔成像，并从几何光学的角度对其进行了解释。他指出，光的强度与光源之间距离的平方成反比。开普勒研究了光的折射，认为折射的大小不能仅仅从物质密度的大小来考虑。例如，油的密度小于水的密度，但它的折射大于水的折射。1611年，开普勒出版了《折叠光学》一书，解释了光的折射原理，为折射望远镜的发明奠定了基础。他是第一个提出光和光束表示法的人，还成功地改进了望远镜。开普勒还研究了人类的视觉，并纠正了以前的误解，即视觉是由眼睛发出的光。他认为人们看到物体是因为物体发出的光通过眼睛的晶状体投射到视网膜上，并解释了近视和远视的原因。

五个。英雄中学生科技网http://www.zxskj.com

开普勒生活在欧洲从封建社会向资本主义社会转型的时代。在科学与神权的斗争中，开普勒坚定地站在科学的一边，以他虚弱的身体、艰辛的工作和伟大的发现挑战封建传统观念，推动了唯物主义世界观的发展，使人类科学向前迈进了一大步。马克思高度评价开普勒的性格，称他为自己最喜欢的英雄。