Johannes Kepler (saksa: Johannes Kepler, 27. joulukuuta 1571, Weil der Stadt - 15. marraskuuta 1630, Regensburg) oli saksalainen matemaatikko, tähtitieteilijä, mekaanikko, optikko, aurinkokunnan planeettojen liikelakien löytäjä.
Valmistuttuaan kirkkokoulusta Alderbergissä hän astui vuonna 1586 korkeampaan teologiseen kouluun Maulbornin luostarissa. Vuonna 1589 hänet hyväksyttiin Tübingenin yliopistoon, jossa hän opiskeli teologiaa, matematiikkaa ja filosofiaa kolme vuotta. Yliopistossa tähtitiedettä opetti M. Mestlin, joka piti Keplerille yksityistunteja ja tutustutti hänet Kopernikuksen teoriaan. Vuonna 1591 Kepler puolusti diplomityönsä, vuonna 1593 hän valmistui yliopistosta ja häntä suositeltiin matematiikan professorin virkaan Grazin gymnasiumissa (Ylä-Steiermark). Vuodesta 1594 lähtien hän luennoi tähtitiedettä. Vuonna 1596 julkaistiin hänen ensimmäinen teoksensa, Universumin mysteeri (Prodromus dissertationum mathematicarum continens mysterium cosmographicum, 1596), jossa Kepler yritti löytää suhteita planeettojen kiertoradan elementtien välillä. Tämä työ herätti Tycho Brahen huomion, joka kutsui Keplerin avustajakseen käsittelemään planeettojen havaintojen tuloksia. Tähtitieteilijöiden välinen yhteistyö kesti noin kaksi vuotta Tycho Brahen kuolemaan asti 24. lokakuuta 1601. Pian keisari Rudolf II nimitti Keplerin hovimatemaatikon virkaan, jota hän toimi elämänsä loppuun asti.
Jo Tycho Brahen elinaikana Kepler yritti matemaattisesti kuvata Marsin liikekuvioita silloisten teorioiden (Ptolemaios, Tyko Brahe, Kopernikus) puitteissa. Pitkän pohdinnan tuloksena Kepler päätyi planeettojen liikkeen empiirisiin lakeihin (Keplerin lait). Kahden ensimmäisen mukaan planeetat pyörivät Auringon ympäri elliptisellä kiertoradalla, jonka keskipiste on valaisin; Kunkin planeetan sädevektori pyyhkäisee pois yhtä suuret alueet yhtä suurissa ajanjaksoissa. Nämä tulokset julkaistiin kirjassa New Astronomy (Astronomia Nova, 1609), joka sijoittui Kopernikuksen De Revolutionibusin ja Newtonin Principian rinnalle.
Uuden tähtitieteen julkaiseminen ja kaukoputken lähes samanaikainen keksintö merkitsivät uuden aikakauden tuloa. Nämä tapahtumat merkitsivät käännekohtaa Keplerin elämässä ja tieteellisessä urassa. Rudolf II:n kuoleman jälkeen tiedemiehen asema Prahan hovissa muuttui yhä epävarmemmaksi. Siksi hän kääntyi uuden keisarin puoleen saadakseen lupaa ryhtyä väliaikaisesti Ylä-Itävallan maakunnan matemaatikon virkaan Linzissä, jossa hän vietti seuraavat 15 vuotta. Keplerin tärkein saavutus tänä aikana oli planeettojen liikkeen kolmannen lain löytäminen: planeettojen pyörimisjaksojen neliöt ovat suhteessa niiden elliptisten kiertoratojen puolisuurten akselien kuutioihin. Tämä laki muotoiltiin teoksessa Harmony of the World (De Harmonice Mundi, 1619). Seuraavien 9 vuoden ajan Kepler työskenteli planeettojen asemien taulukoiden laatimisessa niiden uusien liikelakien perusteella.
Kolmikymmenvuotisen sodan tapahtumat ja uskonnollinen vaino pakottivat Keplerin pakenemaan Ulmiin vuonna 1626. Koska hänellä ei ollut toimeentuloa, hän aloitti vuonna 1628 keisarillisen komentajan Wallensteinin palveluksessa astrologina. Keplerin viimeinen suuri työ oli Tycho Brahen suunnittelemat planeettapöydät, jotka julkaistiin Ulmissa vuonna 1629 nimellä Rudolph's Tables (Tabulae Rudolphianae).
teki suuria palveluksia tähtitiedelle, ei vain kuolemattomilla laeillaan, vaan myös syvien, loistavien harkinnan ja sinnikkään, jatkuvan työn hedelmänä, joka voitti kaikki esteet. Jos hänen kirjoituksissaan suuria ideoita ei sekoituttaisi systemaattisiin ideoihin, joita hän lainasi nykyfilosofiasta; silloin hänen ehdotuksensa arvioitaisiin paljon tarkemmin kuin se, että tiede ei voi edetä ilman ehdotuksia; ilman ehdotuksia on mahdotonta saada yhtä hyödyllistä kokemusta; sinun täytyy vain olla tunnollinen ja päästää se tieteeseen vasta kokeilujen ja laskelmien jälkeen, jotka vahvistavat ehdotuksen.Kepler noudatti tätä sääntöä niin paljon kuin pystyi; Ilman epäröintiä tai itsepäisyyttä hän hylkäsi rakastetuimmat hypoteesinsa, jos kokemus tuhosi ne.
Kepler eli aina köyhyydessä, ja siksi hänet pakotettiin työskentelemään kirjakauppiaille, jotka vaativat häneltä lähes päivittäin uutisia; hänellä ei ollut aikaa ajatella ajatuksiaan; hän esitti ne sellaisina kuin ne syntyivät hänen mielessään; hän ajatteli ääneen. Kuinka monta viisasta miestä on kestänyt tällaista kidutusta?
Vaikka Keplerin lukuisista teoksista löydämme ajatuksia, joita hänen rajoittuneissa olosuhteissaan ei voida perustella, emme voi olla muuta kuin lempeästi häntä kohtaan, jos ymmärrämme täysin hänen vaikean elämänsä ja otamme huomioon hänen perheensä onnettomuudet.
Poimimme tämän käsityksen monien Keplerin paradoksien syistä Breischvertin kirjoituksista. Breischvert tutki vuonna 1831 muinaisen tähtitieteen muutoksen saaneen suuren tähtitieteilijän julkaisemattomia teoksia.
Johannes Kepler syntyi 27. joulukuuta 1571 Magstadtissa Wirtembergin kylässä, joka sijaitsee yhden mailin päässä keisarillisesta Weilin kaupungista (Swaabissa). Hän syntyi keskosena ja erittäin heikkona. Hänen isänsä Heinrich Kepler oli tämän kaupungin porvariston poika; hänen köyhä perheensä piti itseään aatelistona; koska yhdestä Kepleristä tehtiin ritari keisari Sigismundin alaisuudessa. Hänen äitinsä Katerina Guldenman, majatalonpitäjän tytär, oli nainen ilman koulutusta; hän ei osannut lukea eikä kirjoittaa, ja vietti lapsuutensa tätinsä kanssa, joka poltettiin noituuden vuoksi.
Keplerin isä oli sotilas, joka taisteli Belgiaa vastaan Alban herttuan komennossa.
Kuuden vuoden iässä Kepler kärsi vakavasta isorokosta; Hän oli hädin tuskin paennut kuolemaa, kun vuonna 1577 hänet lähetettiin Leonbergin kouluun; mutta hänen isänsä, palatessaan armeijasta, huomasi hänen perheensä tuhoutuneen täysin konkurssiin menneen, jonka puolesta hänellä oli huolimattomuutta taata; sitten hän avasi tavernan Emerdingeriin, otti poikansa koulusta ja pakotti hänet palvelemaan laitoksensa vieraita. Kepler korjasi tätä kantaa 12-vuotiaaksi asti.
Ja niin se, jonka oli määrä ylistää sekä nimeään että isänmaataan, aloitti elämän tavernan palvelijana.
Kolmetoistavuotiaana Kepler sairastui jälleen hyvin, eivätkä hänen vanhempansa toivoneet hänen paranemistaan.
Sillä välin hänen isänsä asiat menivät huonosti, ja siksi hän liittyi jälleen Itävallan armeijaan, joka oli menossa Turkkia vastaan. Siitä lähtien Keplerin isä on ollut kadoksissa; ja hänen äitinsä, töykeä ja kiistanalainen nainen, käytti perheen viimeisen omaisuuden, joka oli 4 tuhatta floriinia.
Johannes Keplerillä oli kaksi veljeä, jotka muistuttivat hänen äitiään; toinen oli peltiseppä, toinen sotilas, ja molemmat olivat täydellisiä roistoja. Siten tuleva tähtitieteilijä ei löytänyt perheestään muuta kuin polttavaa surua, joka tuhosi hänet täysin, ellei hänen sisarensa Margarita lohduttaisi, joka meni naimisiin protestanttisen pastorin kanssa; mutta myös tästä sukulaisesta tuli myöhemmin hänen vihollisensa.
Kun Keplerin isä jätti armeijan, hänet pakotettiin työskentelemään pelloilla; mutta heikko ja laiha nuori mies ei kestänyt kovaa työtä; hänet nimitettiin teologiksi, ja kahdeksantoistavuotiaana (1589) hän aloitti Tubinhamin seminaarissa ja sai siellä tukea julkisilla varoilla. Kandidaatintutkinnon kokeessa häntä ei tunnustettu erinomaiseksi; tämä nimike meni John Hippolytus Brenciukselle, jonka nimeä et löydä mistään historiallisesta sanakirjasta, vaikka tällaisten kokoelmien kustantajat ovat hyvin lempeitä ja laittavat niihin kaikenlaista roskaa. Elämäkerroissamme kohtaamme kuitenkin usein sellaisia tapauksia, jotka todistavat koulupedantisuuden järjettömyyden.
Kepler epäonnistui useammasta kuin yhdestä syystä: vielä koulussa hän osallistui aktiivisesti protestanttisiin teologisiin kiistoihin, ja koska hänen mielipiteensä olivat ristiriidassa Wirtembergin ortodoksian kanssa, he päättivät, ettei hän ollut ylennyksen arvoinen papistoksi.
Keplerin onneksi Maestlin, joka kutsuttiin (1584) Heidelbergistä Tübingeniin matematiikan laitokselle, antoi hänen mielelleen toisen suunnan. Kepler jätti teologian, mutta ei täysin vapautunut mystiikasta, joka oli juurtunut häneen alkuperäisen kasvatuksensa kautta. Tällä hetkellä Kepler näki kuolemattoman Kopernikuksen kirjan ensimmäistä kertaa.
"Kun minä", Kepler sanoo, "arvostin filosofian nautintoja, silloin minä kiihkeästi työskentelin sen kaikissa osissa; mutta ei kiinnittänyt paljon huomiota tähtitiedeen, vaikka hän ymmärsi hyvin kaiken, mitä siitä opetettiin koulussa. Minut kasvatettiin Wirtembergin herttuan kustannuksella, ja nähdessäni, että toverini eivät tulleet hänen palvelukseensa täysin taipumustensa mukaan, päätin myös hyväksyä ensimmäisen minulle tarjotun viran."
Hänelle tarjottiin matematiikan professorin virkaa.
Vuonna 1593 22-vuotias Kepler nimitettiin matematiikan ja moraalifilosofian professoriksi Graetziin. Hän aloitti julkaisemalla gregoriaanisen uskonpuhdistuksen mukaisen kalenterin.
Vuonna 1600 uskonnollinen vaino alkoi Steiermarkissa; kaikki protestanttiset professorit karkotettiin Graetzista, Kepler mukaan lukien, vaikka hän oli jo ikään kuin tämän kaupungin vakituinen kansalainen mentyään naimisiin (1597) jalon ja kauniin naisen, Barbara Mullerin kanssa. Kepler oli kolmas aviomies, ja menessään naimisiin hänen kanssaan hän vaati todisteita hänen aateliaisuudestaan: Kepler meni Wirtembergiin huolehtimaan tästä. Avioliitto oli onneton.
Uuden tähden löydön Ophiuchusissa historiallisten yksityiskohtien ja sen kirkkauden teoreettisten pohdinnan jälkeen Kepler tutkii eri paikoissa tehtyjä havaintoja ja osoittaa, että tähdellä ei ollut oikeaa liikettä eikä vuotuista parallaksia.
Vaikka Kepler osoittaa kirjassaan halveksuntaa astrologiaa kohtaan. Pitkän Pic de la Mirandolen kritiikin kumoamisen jälkeen hän kuitenkin myöntää planeettojen vaikutuksen Maahan, kun ne tietyllä tavalla sijaitsevat keskenään. Muuten, ei voi lukea yllättymättä siitä, että Merkurius voi aiheuttaa myrskyjä.
Tycho väitti, että vuoden 1572 tähti muodostui Linnunradan aineesta; vuoden 1604 tähti oli myös lähellä tätä valovyötä; mutta Kepler ei pitänyt tällaista tähtien muodostumista mahdollisena, koska Ptolemaioksen ajoista lähtien Linnunrata ei ollut muuttunut ollenkaan. Mutta kuinka hän vakuuttui Linnunradan muuttumattomuudesta? "Kuitenkin", Kepler sanoo, "uuden tähden ilmestyminen tuhoaa Aristoteleen käsityksen siitä, että taivas ei voi huonontua."
Kepler pohtii, oliko uuden tähden ilmestymisellä mitään yhteyttä planeettojen yhteenliittymään, joka oli lähellä sen paikkaa? Mutta koska hän ei pysty löytämään fyysistä syytä tähden muodostumiselle, hän päättelee: "Jumala, joka jatkuvasti huolehtii maailmasta, voi käskeä uuden tähden ilmestymään mihin tahansa paikkaan ja milloin tahansa."
Saksassa oli sananlasku: uusi tähti on uusi kuningas. "On hämmästyttävää", Kepler sanoo, "että yksikään kunnianhimoinen henkilö ei ole käyttänyt hyväkseen kansan ennakkoluuloja."
Mitä tulee Keplerin keskusteluun Cygnuksen uudesta tähdestä, toteamme, että kirjoittaja käytti kaiken oppinsa todistaakseen, että tähti todella ilmestyi uudelleen eikä kuulu muuttuvien tähtien määrään.
Kepler todistaa välittömästi, että Kristuksen syntymän aikaa ei ole tarkasti määritelty ja että tämän aikakauden alkua on siirrettävä neljällä tai viidellä vuodella, joten vuotta 1606 on pidettävä joko 1610 tai 1611.
Astronomia nova sive physica caelestis, tradita commetaris de motibus stellae Martis ex Observationibus Tycho Brahe. — Praha, 1609
Ensimmäisissä tutkimuksissaan Rudolfin taulukoiden parantamiseksi Kepler ei vielä uskaltanut metafysiikasta ja fysiikasta lainatuista syistä hylätä Almagestin eksentrikkeitä ja episykliä, jotka myös Kopernik ja Tycho hyväksyivät; hän vain väitti, että planeettojen konjunktiot pitäisi lukea todellisen, ei keskimääräisen Auringon ansioksi. Mutta äärimmäisen vaikeat ja pitkäkestoiset laskelmat eivät tyydyttäneet häntä: laskelmien ja havaintojen väliset erot ulottuivat 5 ja 6 asteen minuuttiin; Hän halusi vapautua näistä eroista ja lopulta löysi maailman todellisen järjestelmän. Sitten Kepler päätti vastustaa planeettojen liikettä ympyröissä eksentrinen, toisin sanoen kuvitteellisen, aineettoman pisteen ympärillä. Tällaisten piirien ohella episyklit tuhoutuivat. Hän ehdotti, että aurinko on ellipsiä pitkin liikkuvien planeettojen liikkeen keskus, jonka yhdessä keskuksesta tämä keskus sijaitsee. Nostaakseen tämän oletuksen teorian tasolle Kepler teki laskelmia, jotka olivat yllättäviä vaikeudeltaan ja kestoltaan. Hän osoitti ennennäkemätöntä väsymätöntä pysyvyyttä työssä ja ylitsepääsemätöntä sinnikkyyttä ehdotetun tavoitteen saavuttamisessa.
Tällainen työ palkittiin sillä, että hänen olettamukseensa perustuvat Marsia koskevat laskelmat johtivat päätelmiin, jotka olivat täysin Tychon havaintojen mukaisia.
Keplerin teoria koostuu kahdesta ehdosta: 1) planeetta pyörii ellipsissä, jonka yhdessä polttopisteessä sijaitsee Auringon keskipiste ja 2) planeetta liikkuu sellaisella nopeudella, että sädevektorit kuvaavat Auringon alueita. leikkauksia, verrannollisia liikeaikoihin. Lukuisista Uraniburgin havainnoista Keplerin täytyi valita ne, jotka pystyivät parhaiten ratkaisemaan päätehtävään liittyviä kysymyksiä ja keksimään uusia laskentamenetelmiä. Tällä järkevällä valinnalla hän osoitti ilman minkäänlaista olettamusta, että linjat, joilla kaikkien planeettojen kiertoradat leikkaavat ekliptiikan, kulkevat Auringon keskipisteen läpi ja että nämä tasot ovat kallistuneet ekliptiikkaan lähes vakioissa kulmissa.
Olemme jo huomanneet, että Kepler suoritti äärimmäisen pitkiä ja äärimmäisen raskas laskelmia, koska hänen aikanaan logaritmeja ei vielä tunnettu. Tästä aiheesta Baillyn "History of Astronomy" -kirjassa löydämme seuraavan tilastollisen arvion Keplerin työstä: "Keplerin ponnistelut ovat uskomattomia. Jokainen hänen laskelmansa vie 10 sivua arkille; hän toisti jokaisen laskelman 70 kertaa; 70 toistoa vastaa 700 sivua. Laskurit tietävät, kuinka monta virhettä voi tehdä ja kuinka monta kertaa piti tehdä 700 sivua vaativia laskelmia: kuinka paljon aikaa siihen olisi pitänyt mennä? Kepler oli hämmästyttävä mies; hän ei pelännyt sellaista työtä, eikä työ väsyttänyt hänen henkistä ja fyysistä voimaa."
Tähän on lisättävä, että Kepler ymmärsi yrityksensä valtavan vallan heti sen alussa. Hän sanoo, että Rheticus, erinomainen Kopernikuksen oppilas, halusi muuttaa tähtitieteen; mutta ei osannut selittää Marsin liikkeitä. "Rhaeticus", Kepler jatkaa, "huutteli avuksi kotinsa neroaan, mutta nero, joka oli luultavasti vihainen hänen rauhansa häiriintymisestä, tarttui tähtitieteilijää hiuksista, nosti tämän kattoon ja laski lattialle ja sanoi. : tämä on Marsin liikettä."
Tämä Keplerin vitsi todistaa ongelman vaikeuden, ja siksi hänen ilonsa voi arvioida, kun hän oli vakuuttunut siitä, että planeetat todella pyörivät kahden edellä mainitun lain mukaan. Kepler ilmaisi ilonsa sanoilla, jotka osoitettiin onnettoman Ramuksen muistolle.
Jos Maata ja Kuuta, olettaen, että ne ovat yhtä tiheitä, ei pidettäisi kiertoradoillaan eläin- tai muu voima, niin Maa lähestyisi Kuuta niiden erottavan etäisyyden 54. osaan ja kuu kulkee jäljellä 53 osaa ja ne yhdistäisivät.
Jos maa lakkaisi houkuttelemasta vesiään, niin kaikki meret nouseisivat ja yhdistyisivät Kuun kanssa. Jos Kuun vetovoima ulottuu Maahan, niin päinvastoin sama Maan voima saavuttaa Kuun ja leviää edelleen. Ja siksi kaikki maan kaltainen ei voi olla alistamatta sen vetovoimalle.
Ei ole olemassa täysin kevyttä ainetta; yksi kappale on kevyempi kuin toinen, koska yksi kappale on harvinaisempi kuin toinen. "Minä", Kepler sanoo, "kutsun harvinaiseksi kappaleeksi, jolla sen tilavuudesta johtuen on vähän sisältöä."
Ei pidä kuvitella, että kevyet kappaleet nousevat eivätkä houkuttele: ne houkuttelevat vähemmän kuin raskaat kappaleet ja raskaat kappaleet syrjäyttävät niitä.
Planeettojen liikkeellepaneva voima on auringossa ja heikkenee etäisyyden kasvaessa tästä kehosta.
Kun Kepler myönsi, että aurinko on planeettojen kierron aiheuttaja, hänen täytyi olettaa, että se pyörii akselinsa ympäri planeettojen translaatioliikkeen suuntaan. Tämä Keplerin teorian seuraus todistettiin myöhemmin auringonpilkkuilla; mutta Kepler lisäsi teoriaansa olosuhteita, joita havainnot eivät perustelleet.
Dioptrica jne. - Frankfurt, 1611; uusintapainos Lontoossa 1653
Näyttää siltä, että diopterin kirjoittamiseksi piti tietää laki, jonka mukaan valo taittuu, kun se siirtyy harvinaisesta aineesta (väliaineesta) tiheään - laki, jonka Descartes löysi; Mutta kuten pienillä tulokulmilla, taitekulmat ovat melkein verrannollisia ensimmäiseen: silloin Kepler hyväksyi tutkimustensa perusteella nämä likimääräiset suhteet ja tutki sekä tasopallomaisten että pallomaisten lasien ominaisuuksia, joiden pinnoilla on sama säde. Täältä löydät kaavat etäisyyksien laskemiseen mainittujen lasien fokuksella. Näitä kaavoja käytetään edelleen.
Samassa kirjassa huomaamme, että hän oli ensimmäinen, joka antoi käsitteen kahdesta kuperasta lasista tehdyistä kaukoputkista. Galileo käytti aina putkia, jotka koostuivat yhdestä kuperasta lasista ja toisesta, koverasta lasista. Ja niinpä Keplerillä meidän on aloitettava tähtitieteellisten putkien historia, ainoita, jotka pystyvät ampumaan kulmien mittaamiseen suunniteltuja asteikkoja. Mitä tulee sääntöön, joka määrittää kaukoputken suurennuksen ja koostuu lasilevyn polttovälin jakamisesta silmälasin polttoetäisyydellä, sitä ei keksi Kepler, vaan Huygens.
Kepler tiesi jo diopteriaan laatiessaan, että Galileo oli löytänyt Jupiterin satelliitit: niiden lyhytaikaisista kierroksista hän päätteli, että planeetan täytyy myös pyöriä akselinsa ympäri, lisäksi alle 24 tunnissa. Tämä johtopäätös ei ollut perusteltu pian Keplerin jälkeen.
Nova stereometria doliorum vinariorum. – Linz, 1615
Tämä kirja on puhtaasti geometrinen; siinä tekijä tarkastelee erityisesti kappaleita, jotka syntyvät ellipsin pyörimisestä sen eri akselien ympäri. Siinä ehdotetaan myös menetelmää tynnyrien kapasiteetin mittaamiseksi.
<>bHarmonicces mundi libri quinque jne. - Linz, 1619
Tässä Kepler kertoo löytäneensä kolmannen lakinsa, nimittäin: planeettojen pyörimisaikojen neliöt ovat verrannollisia niiden etäisyyksien kuutioihin Auringosta.
18. maaliskuuta 1618 hän päätti verrata kiertoaikojen neliöitä etäisyyksien kuutioihin: mutta laskuvirheen vuoksi hän havaitsi, että laki oli väärä; Toukokuun 15. päivänä hän teki laskelmat uudelleen ja laki oli perusteltu. Mutta jopa tässä Kepler epäili häntä, koska myös toisessa laskelmassa voi olla virhe. "Kuitenkin", Kepler sanoo, "kaikkien tarkastusten jälkeen olin vakuuttunut siitä, että laki oli täysin yhtäpitävä Tychon havaintojen kanssa. Ja niin löytö on kiistaton."
Yllättäen Kepler lisäsi tähän suureen löydöön monia outoja ja täysin vääriä ideoita. Hänen löytämänsä laki houkutteli hänen mielikuvituksensa Pythagoraan harmonioihin.
"Taivaankappaleiden musiikissa", sanoo Kepler, "Saturnus ja Jupiter vastaavat bassoa, Mars vastaa tenoria, Maa ja Venus kontraltoa ja Merkurius falsettia."
Saman suuren löydön vääristää Keplerin usko astrologiseen hölynpölyyn. Hän esimerkiksi väitti, että planeettojen yhteydet aina häiritsevät ilmakehää jne.
De cometis libelli tres jne. - Augsburg, 1619
Luettuaan tämän työn kolme lukua, ei voi olla yllättynyt siitä, että Kepler, joka löysi planeettojen liikkeen lait Auringon ympäri, väitti, että komeetat liikkuvat suoria linjoja. "Näiden valaisimien kulun havainnot eivät ole huomion arvoisia, koska ne eivät palaa." Tämä johtopäätös on yllättävä, koska se viittaa vuoden 1607 komeettaan, joka ilmestyi sitten kolmannen kerran. Ja mikä vielä yllättävämpää on, että hän teki virheellisen oletuksen perusteella oikeat johtopäätökset komeetan valtavasta etäisyydestä Maasta.
”Vedestä, erityisesti suolaisesta vedestä, syntyy kalaa; eetteri tuottaa komeettoja. Luoja ei halunnut mittaamattomien merien olevan ilman asukkaita; Hän halusi myös asuttaa taivaallisen tilan. Komeettojen lukumäärän on oltava erittäin suuri; Emme näe monia komeettoja, koska ne eivät tule lähelle Maata ja tuhoutuvat hyvin nopeasti.
Läheltä tällaista Keplerin harhaanjohtavan mielikuvituksen hölynpölyä löydämme tieteeseen tulleita ideoita. Esimerkiksi auringonsäteet, jotka tunkeutuvat komeetoihin, repivät jatkuvasti irti niiden aineen hiukkasia niistä ja muodostavat heidän häntänsä.
Ephoruksen mukaan Seneca mainitsi komeetan jakautuneen kahteen osaan, joka kulki eri polkuja, piti tätä havaintoa täysin vääränä. Kepler tuomitsi jyrkästi roomalaisen filosofin. Keplerin ankaruus on tuskin reilua, vaikka melkein kaikki tähtitieteilijät ovat Senecan puolella: meidän aikanamme tähtitieteilijät ovat todistaneet samanlaista tapahtumaa taivaallisessa avaruudessa; he näkivät saman komeetan kaksi osaa, jotka kulkivat eri poluilla. Älä koskaan laiminlyödä loistavien ihmisten ennakointia tai ennustamista.
Kirja komeetoista julkaistiin vuonna 1619, eli Keplerin suurten löytöjen jälkeen; mutta sen viimeinen luku on erityisen täynnä astrologista hölynpölyä komeettojen vaikutuksesta alimaailman tapahtumiin, josta ne ovat kaukana. Sanon: etäisyyksillä, koska komeetta voi tuottaa sairauksia, jopa ruttoa, kun sen häntä peittää Maan, sillä kuka tietää komeettojen aineen olemuksen?
Epitome astronomiae copernicanae ja jne .
Tämä teos koostuu kahdesta osasta, jotka on julkaistu Aenzissa eri vuosina: 1618, 1621 ja 1622. Ne sisältävät seuraavat tieteenalaa laajentaneet löydöt:
Aurinko on kiinteä tähti; se näyttää meistä enemmän kuin kaikki muut tähdet, koska se on lähinnä Maata.
Tiedetään, että aurinko pyörii akselinsa ympäri (tämä osoittivat auringonpilkkujen havainnot); Näin ollen planeettojen on pyörittävä samalla tavalla.
Komeetat on tehty aineesta, joka voi laajentua ja supistua, aineesta, jota auringonsäteet voivat kuljettaa pitkiä matkoja.
Tähtien pallon säde on vähintään kaksituhatta kertaa Saturnuksen etäisyys.
Auringonpilkut ovat pilviä tai paksua savua, joka nousee Auringon syvyyksistä ja palaa sen pinnalla.
Aurinko pyörii, ja siksi sen vetovoima on suunnattu taivaan eri suuntiin: kun aurinko ottaa haltuunsa minkä tahansa planeetan, se pakottaa sen pyörimään itsensä kanssa.
Planeetan liikkeen keskus on Auringon keskustassa.
Valo, joka ympäröi Kuuta täydellisen auringonpimennyksen aikana, tulee Auringon ilmakehästä. Lisäksi Kepler ajatteli, että tämä ilmapiiri oli joskus näkyvissä auringonlaskun jälkeen. Tämän huomautuksen perusteella voisi ajatella, että Kepler löysi ensimmäisenä eläinradan valon; mutta hän ei sano mitään valon muodosta; siksi meillä ei ole oikeutta riistää D. Cassinilta ja Shaldreyltä kunniaa heidän löytöistään.
Jo. Kepleri tabulae Rudolphinae jne. - Ulm, 1627
Tycho aloitti nämä pöydät ja viimeisteli Kepler työskenneltyään niiden parissa 26 vuotta. He saivat nimensä keisari Rudolfin nimestä, joka oli molempien tähtitieteilijöiden suojelija, mutta ei antanut heille luvattua palkkaa.
Sama kirja sisältää logaritmien löytämisen historian, jota ei kuitenkaan voida ottaa pois niiden ensimmäiseltä keksijältä Napierilta. Oikeus keksintöön on sillä, joka sen ensimmäisenä julkaisi.
Reinhold julkaisi vuonna 1551 Preussin taulukot, joita kutsutaan siksi, että ne on omistettu Preussin herttualle Albert Brandeburgilaiselle. Ne perustuivat Ptolemaioksen ja Kopernikuksen havaintoihin. Verrattuna Tychon havaintojen ja uuden teorian pohjalta laadittuihin ”Rudolph-taulukoihin”, Rheingold-taulukoissa virheet ulottuvat moniin asteisiin.
Tämä Keplerin postuumiteos, jonka hänen poikansa julkaisi vuonna 1634, sisältää kuvauksen tähtitieteellisistä ilmiöistä Kuun tarkkailijalle. Jotkut tähtitieteellisten oppikirjojen kirjoittajat käsittelivät myös samanlaisia kuvauksia, siirtäen tarkkailijoita eri planeetoille. Tällaiset kuvaukset ovat hyödyllisiä aloittelijoille, ja oikeudenmukaisuus edellyttää, että Kepler oli ensimmäinen, joka avasi tien tähän.
Tässä ovat Keplerin muiden teosten otsikot, jotka osoittavat, kuinka ahkeraa elämää suuri tähtitieteilijä johti:
Nova dissertatiuncula de fundamenttis astrologiae certioribus jne. - Praha, 1602.
Epistola ad rerum coelestium amatores universos jne. - Praha, 1605.
Sylva chronologica. - Frankfurt, 1606
Uuden komeetan 1607 yksityiskohtainen historia jne. Saksaksi; Hallessa 1608
Phenomenon singulare, seu Mercurius in Sole jne. Leipzig, 1609
Dissertatio cum Nuncio sidereo nuper ad mortales misso a Galileo. - Praha, 1610; samana vuonna se painettiin uudelleen Firenzessä ja vuonna 1611 Frankfurtissa.
Narration de observatis a se quatuor Jovis satellitibus erronibus quos Galilaeus medica sidera nuncupavit. Praha, 1610
Jo. Kepleri strena, seu de nive sexangula. Frankfurt, 1611
Kepleri eclogae chronicae ex epistolis doctissimorum aliquot virorum et suis mutuis. Frankfurt, 1615
Ephtmerides novae jne. - Keplerin ephemeridejä julkaistiin vuoteen 1628 asti ja aina vuotta etukäteen; mutta julkaistiin vuoden kuluttua. Keplerin jälkeen niitä jatkoi Barchiy, Keplerin vävy. Uutisia hallitukselle ja kirkoille sattuneista katastrofeista, erityisesti komeetoista ja maanjäristyksistä vuosina 1618 ja 1619. Saksaksi 1619.
Pimennykset 1620 ja 1621 saksaksi, Ulm, 1621
Kepleri apologia pro suo opere Harmonices mundi jne. Frankfurt, 1622
Discursus conjuctionis Saturni et Joves Leonessa. Linz, 1623
Jo. Kepleri chilias logarithmorum. Marburg, 1624
Jo. Kepleri hyperaspistes Tychonis contra anti-Tychonem Scipionis Claramonti jne. Frakfurt, 1625
Jo. Kepleri täydennys chiliadis logaritmorum. Acnypr, 1625 r.
Admonitio ad astronomos rerumque coelestium studiosos de miris rarisque anni 1631 phoenomenis, Veneris puta et Mercurii in Solem incursu. Leipzig, 1629
Responsio ad epistol jac. Bartschii praefixam ephemeridi anni 1629 jne. Sagan, 1629.
Sportula genethliacis missa de Tab. Rudolphi käyttää in computationibus astrologicis, cum modo dirigendi novo et naturali. Sagan, 1529
Gansch julkaisi vuonna 1718 yhden osan, joka sisälsi osan Keplerin jälkeen jääneistä käsikirjoituksista; Hänen lupaamansa toista osaa ei julkaistu varojen puutteen vuoksi. Pietarin keisarillinen tiedeakatemia osti vuonna 1775 vielä kahdeksantoista muistikirjaa julkaisemattomista käsikirjoituksista.
Johannes Kepler.
Perustuu alkuperäiseen Berliinin kuninkaallisessa observatoriossa.
Kepler Johann (1571-1630), saksalainen tähtitieteilijä, yksi modernin tähtitieteen luojista. Hän löysi planeettojen liikkeen lait (Keplerin lait), joiden perusteella hän laati planeettataulukoita (ns. Rudolf-taulukoita). Loi perustan pimennysteorialle. Hän keksi kaukoputken, jossa objektiivi ja okulaari ovat kaksoiskuperia linssejä.
Kepler Johann (27. joulukuuta 1571, Weilder-Stadt - 15. marraskuuta 1630, Regensburg) - saksalainen tähtitieteilijä ja matemaatikko. Etsiessään Jumalan luoman maailman matemaattista harmoniaa hän suoritti Kopernikuksen ajatusten matemaattisen systematisoinnin. Hän opiskeli Tübingenin yliopistossa, opetti matematiikkaa ja etiikkaa Grazissa sekä laati kalentereita ja astrologisia ennusteita. Teoksessa "The Harbinger, or the Cosmographic Mysteeri" (Prodromus sive Mysterium cosmographicum, 1596) hän esitti taivaan jumalallisen matemaattisen järjestyksen: kuusi planeettaa määrittävät viisi väliä, jotka vastaavat viittä "platonista" polyhedraa. Hän oli hovimatemaatikko Prahassa, Tycho Brahen avustaja; Hän käsitteli tarkkoja havaintojaan Marsin liikkeistä, ja hän vahvisti kaksi ensimmäistä planeettojen pyörimissääntöä: planeetat eivät liiku ympyräradalla, vaan ellipseillä, joiden yhdessä polttopisteessä on aurinko; planeetat liikkuvat nopeudella, jolla sädevektorit kuvaavat yhtäläisiä alueita yhtäläisinä aikoina ("New Astronomy" - Astronomia nova, Pragae, 1609). Myöhemmin nämä lait laajennettiin koskemaan kaikkia planeettoja ja satelliitteja. Kolmas laki - planeettojen pyörimisjaksojen neliöt liittyvät niiden keskimääräisten etäisyyksien kuutioihin Auringosta - esitetään Pythagoraan inspiroimassa maailman harmoniassa (Harmonices mundi, 1619). Matematiikan kannalta erityisen tärkeä oli tutkimus "Viinitynnyrien stereometria" (1615), jossa Kepler laski kappaleiden tilavuudet, jotka saatiin pyörittämällä kartioleikkauksia niiden kanssa samassa tasossa olevan akselin ympäri. Hän sovelsi logaritmeja myös uusien planeettojen liikkeiden taulukoiden rakentamiseen (1627). Hänen "Short Essay on Copernican Astronomy" (Epitome astronomiae Copernicanae, 1621) oli tuon aikakauden paras tähtitieteen oppikirja. Keplerin löydöillä oli valtava merkitys nykyajan filosofiselle ja tieteelliselle kehitykselle.
L. A. Mikeshina
Uusi filosofinen tietosanakirja. Neljässä osassa. / Filosofian instituutti RAS. Tieteellinen toim. neuvoja: V.S. Stepin, A.A. Guseinov, G. Yu. Semigin. M., Mysl, 2010, osa II, E – M, s. 242.
Johannes Kepler syntyi 27. joulukuuta 1571 Weilin kaupungissa lähellä Stuttgartia Saksassa. Kepler syntyi köyhään perheeseen, ja siksi hän onnistui suurilla vaikeuksilla valmistumaan koulusta ja pääsemään Tübingenin yliopistoon vuonna 1589. Täällä hän opiskeli matematiikkaa ja tähtitiedettä. Hänen opettajansa professori Mestlin oli salaa seuraaja Kopernikus. Pian Kepleristä tuli myös Kopernikaanisen teorian kannattaja.
Jo vuonna 1596 hän julkaisi "Kosmografisen salaisuuden", jossa hän hyväksyi Kopernikuksen johtopäätöksen Auringon keskeisestä sijainnista planeettajärjestelmässä ja yritti löytää yhteyden planeettojen kiertoradan etäisyyksien ja niiden pallojen säteiden välillä, joihin säännöllinen polyhedrat kirjoitettiin tietyssä järjestyksessä ja jonka ympärille ne kuvattiin. Huolimatta siitä, että tämä Keplerin teos pysyi edelleen esimerkkinä scholastisesta, näennäistieteellisestä viisaudesta, se toi mainetta kirjailijalle.
Vuonna 1600 Prahaan saapunut kuuluisa tanskalainen tähtitieteilijä-tarkkailija Tycho Brahe tarjosi Johannille työtä taivaanhavaintojen ja tähtitieteellisten laskelmien avustajakseen. Brahen kuoleman jälkeen vuonna 1601 Kepler alkoi tutkia jäljellä olevia materiaaleja pitkän aikavälin havainnointitiedoilla. Kepler tuli siihen tulokseen, että mielipide planeettojen kiertoradan ympyrämuodosta oli väärä. Laskelmien avulla hän osoitti, että planeetat eivät liiku ympyröissä, vaan ellipseissä. Keplerin ensimmäinen laki ehdottaa: Aurinko ei ole ellipsin keskellä, vaan erityisessä pisteessä, jota kutsutaan tarkemmaksi. Tästä seuraa, että planeetan etäisyys Auringosta ei ole aina sama. Kepler havaitsi, että planeetan nopeus Auringon ympäri ei myöskään ole aina sama: kun se lähestyy aurinkoa, planeetta liikkuu nopeammin ja kauempana siitä hitaammin. Tämä planeettojen liikkeen piirre muodostaa Keplerin toisen lain.
Molemmista Keplerin laeista on tullut tieteen omaisuutta vuodesta 1609 lähtien, jolloin hänen "New Astronomy" -kirjoituksensa julkaistiin - lausuma uuden taivaanmekaniikan perusteista.
Tarve parantaa tähtitieteellisten laskelmien keinoja ja planeettojen liikkeitä kuvaavien taulukoiden laatimista Kopernikaaniseen järjestelmään perustuen houkutteli Kepleriä logaritmien teoriaan ja käytäntöön. Hän rakensi logaritmien teorian aritmeettiselle pohjalle ja laati sen avulla logaritmitaulukot, jotka julkaistiin ensimmäisen kerran vuonna 1624 ja painettiin uudelleen vuoteen 1700 asti.
Kirjassa "Vitelliuksen täydennykset eli tähtitieteen optinen osa" (1604) kartioleikkauksia tutkiva Kepler tulkitsee paraabelin hyperbolaksi tai ellipsiksi, jonka fokus on äärettömän kaukana - tämä on ensimmäinen tapaus matematiikan historiassa. yleisen jatkuvuuden periaatteen soveltaminen.
Vuosina 1617-1621, 30-vuotisen sodan huipulla, kun Kopernikuksen kirja oli jo Vatikaanin "kiellettyjen kirjojen luettelossa". Kepler julkaisee Essays on Copernican Astronomy kolme painosta. Kirjan nimi ei heijasta tarkasti sen sisältöä - siellä oleva aurinko on Kopernikuksen osoittamassa paikassa ja Galileon vähän ennen löytämät planeetat, Kuu ja Jupiterin satelliitit pyörivät Keplerin löytämien lakien mukaan. Samoihin vuosiin Kepler julkaisi Harmony of the World, jossa hän muotoili planeettojen liikkeiden kolmannen lain: kahden planeetan pyörimisjaksojen neliöt ovat suhteessa toisiinsa niiden keskimääräisten etäisyyksien kuutioina Auringosta.
Hän on useiden vuosien ajan työskennellyt uusien planeettataulukoiden kokoamisen parissa, jotka painettiin vuonna 1627 nimellä "Rudolfin Tables", joka oli monta vuotta tähtitieteilijöiden hakuteos. Keplerillä oli myös merkittäviä tuloksia muissa tieteissä, erityisesti optiikassa. Hänen kehittämänsä optinen refraktorikaavio oli tullut tähtitieteellisten havaintojen pääasialliseksi jo vuoteen 1640 mennessä.
Kepler ei ollut mukana vain planeettojen vallankumousten tutkimuksessa, vaan hän oli kiinnostunut myös muista tähtitieteen kysymyksistä. Erityisesti komeetat herättivät hänen huomionsa. Huomattuaan, että komeettojen hännät ovat aina poispäin Auringosta, Kepler arveli, että hännät muodostuvat auringonsäteiden vaikutuksesta. Auringon säteilyn luonteesta ja komeettojen rakenteesta ei tuolloin tiedetty mitään. Vasta 1800-luvun jälkipuoliskolla ja 1900-luvulla todettiin, että komeettojen pyrstöjen muodostuminen liittyy itse asiassa Auringon säteilyyn.
Tiedemies kuoli matkalla Regensburgiin 15. marraskuuta 1630, kun hän yritti turhaan saada ainakin osan keisarillisen valtionkassan hänelle velkaa useiden vuosien ajan.
Uudelleenpainettu sivustolta http://100top.ru/encyclopedia/
Maailmankuulut tiedemiehet (elämäkertakirja).
Keplerin kolme lakia. Kirjassa: Gurtovtsev A.L. Ajattele vai usko? Oodi ihmisaasille. Minsk, 2015.
Gesammelte Werke, Bd. 1-18, hrsg. W. Van Dyckund M. Caspar. Munch., 1937-63; venäjäksi Käännös: Viinitynnyrien uusi stereometria. M,-L., 1935:
Tietoja kuusikulmaisista lumihiutaleista. M., 1982.
Kirsanov V.S. 1600-luvun tieteellinen vallankumous. M., 1987;
Reale J., Antiseri D. Länsi-filosofia sen alkuperästä nykypäivään, osa 3. Nykyaika. Pietari, 1996.
Muinaisista ajoista lähtien ihminen on ollut kiinnostunut tähtitaivasta. Lumoava kauneus ja uteliaisuus kohdistavat ihmisen katseen tähtitaivaalle, mutta myös kiinnostus taivaankappaleiden liikkeiden tutkimiseen.
Suuri tiedemies. Johannes Kepler (1571-1630)
Tähtitaivaan liikkeiden ja muutosten tutkiminen antoi ihmisille mahdollisuuden luoda ensimmäiset kalenterit sekä ennustaa ilmiöitä, kuten auringon- ja kuunpimennyksiä. Merimiehet pystyivät piirtämään reittinsä tarkasti tähtien avulla, ja matkustajat pystyivät löytämään suunnansa maalla. Yksi suurista saksalaisista tiedemiehistä, joka oli kiinnostunut taivaankappaleiden liikkumisesta, oli tähtitieteilijä Johannes Kepler
.Tausta.
Jopa muinaiset tähtitieteilijät tutkivat Auringon ja Kuun näkyvää polkua. He havaitsivat, että aurinko kuvaa puoliympyrää taivaalla, joka liikkuu lännestä itään. Lisäksi havaittiin, että vuodessa on 365 päivää. Muinaiset taivaan tarkkailijat havaitsivat, että Auringon reitti ei ole muuttunut ja se ilmestyy sinne, missä sitä tarvitaan, ja katoaa sinne, minne sen kuuluukin. He kutsuivat tätä ympyrää ekliptikaksi, joka kuulostaa kreikaksi Clipcelta. Kreikkalaiset yhdistävät ekliptiikan auringon- ja kuunpimennyksiin. Auringon näennäinen pyöriminen ekliptiikkaa pitkin on Maan kalenterivuoden perusta.
Muinaiset tähtitieteilijät havaitsivat myös, että Kuu liikkuu lännestä itään tehden täyden ympyrän 27 päivässä. Mielenkiintoisin asia on, että Kuun liike ei ole tasaista. Se voi hieman nopeuttaa tai hidastaa liikettä. Kuun näkyvän liikkeen ajanjaksosta tuli maan kalenterikuukauden perusta.
Jos katsot tähtitaivasta, näyttää siltä, että tähdet ovat liikkumattomia suhteessa toisiinsa. Tähtitaivas suorittaa täyden vallankumouksen tietyssä ajassa, jota kutsutaan sideeriseksi päiväksi.
Tähtien lähellä muinaiset ihmiset tutkivat viittä taivaankohdetta, jotka näyttävät samanlaisilta kuin tähdet, mutta joilla on kirkkaampi hehku. Nämä esineet ovat olennainen osa tähtitaivaan liikettä. Heidän liikeradansa näyttivät hämmentävältä ja monimutkaiselta muinaisille tähtitieteilijöille. Jos käännämme sanan "planeetta" kreikasta, se tarkoittaa "vaeltamista". Muinaisessa Roomassa planeetoille annettiin tähän päivään asti säilyneitä nimiä: Mars, Venus, Saturnus, Merkurius ja Jupiter.
Muinaiset tiedemiehet pitivät myös aurinkoa ja kuuta planeetoina, koska ne myös kävelivät tähtitaivaalla.
Muinaiset tiedemiehet havaitsivat, että lähellä ekliptiikkaa sijaitsevat planeetat voivat muuttaa liikesuuntaansa tietyn ajan kuluttua. Mutta tätä ei havaittu Kuun ja Auringon liikeradalla. Nämä esineet olivat planeettojen suorassa liikkeessä. Mutta yhdellä hetkellä planeetta hidastaa nopeuttaan, pysähtyy paikalleen ja alkaa liikkua taaksepäin, toisin sanoen vastakkaiseen suuntaan (idästä länteen). Sitten tietyllä hetkellä planeetta suorittaa käänteisiä toimia ja palaa ensisijaiseen suoraan liikkeeseen. Jos teet havaintoja tähtitaivaan näkyvästä osasta, on vaikea ymmärtää planeettojen liikkeen malleja. Nykyaikaisille tähtitieteilijöille ei ole enää mitään salaisuuksia planeettojen liikkeistä, koska tiedon lahja tuli heille vuosisatoja vanhan tähtitieteen historian myötä. Joitakin löytöjä teki saksalainen tiedemies Johannes Kepler, joka löysi planeettojen liikkeen lait jo 1600-luvun ensimmäisellä puoliskolla.
Nykyaikainen tieto aurinkokunnasta muodostui tähtitaivaan kehityksen ja tutkimusten aikana tuhansien vuosien aikana. Monet muinaiset tiedemiehet osallistuivat tähtitieteen kehitykseen. Nämä ovat Pythagoras, Platon, Ptolemaios, Archimedes ja muut. Joillakin heistä oli myös väärinkäsityksiä, jotka ovat jo pitkään todistettu. Voimme puhua paljon muinaisista tiedemiehistä ja heidän saavutuksistaan, mutta palataanpa Johannes Kepleriin (1571-1630).
Johannes Kepler oli onnekas elää samaan aikaan yhtä kuuluisan tiedemiehen - italialaisen Galileo Galilein (1564-1642) kanssa. Nämä kaksi tiedemiestä olivat maailman heliosentrisen järjestelmän kannattajia, jota Kopernikus oli kerran ehdottanut.
Kopernikaanisen maailman heliosentrinen järjestelmä.
Johannes Kepler oli Kopernikuksen opetusten kannattaja opiskeluaikoinaan. Vaikka hän opiskeli Tübingenin yliopistossa vuosina 1589–1592, tähtitiedettä tulkittiin Ptolemaioksen opetusten mukaan.
Vuonna 1596 Kepler julkaisi ensimmäisen kirjansa, The Mystery of the World, jossa hän paljastaa maailmankaikkeuden salaisen harmonian. Keplerin mielikuvitus teki mahdolliseksi piirtää jokaisen aurinkokunnan viiden planeetan kiertoradat ympyröiden muodossa, jotka on merkitty erilaisiin säännöllisen muotoisiin polyhedraihin - kuutioihin ja tetraedereihin.
Galileo, joka oli lukenut Keplerin kirjan "Maailmoiden salaisuudet", ei ollut samaa mieltä joistakin fantastisen geometrisen rakenteen näkökohdista. Ja 25 vuotta myöhemmin Kepler teki muutoksia kirjaansa "Secrets of the Worlds" ja julkaisi sen uudelleen uudella tavalla.
Keplerin työtä arvosti myös kuuluisa tanskalainen tähtitieteilijä Tycho Brahe (1546-1601), joka luki "Maailman salaisuuksia" ja sanoi, että sen kirjoittaja tuntee tähtitiedettä hyvin. Hän piti Johannin ajattelusta ja siitä, että hän suoritti suuren määrän matemaattisia laskelmia. Jatkossa näiden kahden tiedemiehen välinen tapaaminen järjestettiin, ja Brahe tarjosi 24-vuotiaalle Keplerille työtä Prahassa assistenttina tähtitieteellisissä havainnoissa ja laskelmissa. He työskentelivät yhdessä useita vuosia, ja heidän yhteistyönsä keskeytti Tycho Brahen kuolema vuonna 1601. Sitten Keplerille tarjottiin hoviastronomin virkaa Rudolf II:n hovissa. Keplerille jäi Tycho Brahesta monia tähtitieteen kehityssuuntia, jotka matemaattisten laskelmien avulla mahdollistivat Keplerin tunnettujen lakien esittämisen maailmalle.
Keplerin lait.
Laki 1. Tämä laki sanoo, että kaikki aurinkokuntamme planeetat pyörivät elliptisellä kiertoradalla Auringon ympäri. Tässä tapauksessa Auringon keskipisteen koordinaatit eivät sijaitse ellipsin keskiosassa, vaan yhdessä sen polttopisteistä. Tämä selittää väliaikaisen muutoksen Auringon ja liikkuvien planeettojen välisessä etäisyydessä.
Laki 2. Segmenttiä, joka yhdistää planeettojen keskusten ja auringon, kutsutaan planeetan säteeksi tai vektoriksi. Se pystyy kuvaamaan yhtä suuret alueet yhtäläisinä ajanjaksoina. Tämä viittaa siihen, että planeetat eivät aina liiku samalla nopeudella liikkuessaan elliptisellä kiertoradalla. Aurinkoa lähestyttäessä niiden liike kiihtyy ja poistuessaan hidastuu. Tätä lakia kutsutaan "aluelakiksi".
Laki 3. Tämä laki julkaistiin kerran kirjassa "Maailman harmonia" (julkaistu osissa vuosina 1618-1621). Planeettaparin kiertojaksojen neliöt ovat suhteessa toisiinsa niiden keskimääräisten etäisyyksien kuutioarvona Auringosta.
Tuolloin kaikki tiedemiehet eivät olleet yhtä mieltä Keplerin kanssa. Galileo ei voinut hyväksyä sitä, että planeetat eivät liikkuneet tasaisesti. Mutta ajan myötä Keplerin lakien ideaalisuus todistettiin. Keplerin lait auttoivat Newtonia löytämään yleisen painovoiman lain ja ovat tähän päivään asti taivaanmekaniikan perusta.
Keplerin toinen suuri teos on nimeltään "Rudolph's Tables". Tämä tähtitiede, joka käsittelee planeettojen liikettä, julkaistiin vuonna 1627. Pöytien perustan loi Tycho Brahe, ja Kepler työskenteli niiden parissa 22 vuotta. Nämä taulukot ovat tarkempia kuin aiemmat tähtitieteen työt, Preussian Tables, jotka tähtitieteilijä Reinhold laati vuonna 1551. Haluaisin sanoa, että "Rudolph Tables" toimi hyvänä oppaana tähtitieteilijöille, merimiehille ja matkailijoille useiden vuosisatojen ajan.
Haluaisin myös sanoa, että Keplerin huomion kiinnittivät paitsi planeetat, myös komeetat. Hän ehdotti ensimmäisenä, että komeettojen hännän näkyvyys on mahdollista auringonvalon vaikutuksesta. Siksi komeetan häntä on aina suunnattu vastakkaiseen suuntaan Auringosta.
Kepler teki panoksia myös matematiikan alalla. Hän loi logaritmien teorian aritmeettisesti ja koonnut ne erittäin tarkkoiksi taulukoiksi, jotka julkaistiin vuonna 1624.
Keplerin ansiosta ihmiskunta sai tiettyä tietoa optiikan alalla. Hän jopa kirjoitti kirjan nimeltä Dioptics. Hänen työnsä optiikka-alalla loi perustan kaukoputken optisen suunnittelun luomiselle, koska hän pystyi tutkimaan fysiologisen näkömekanismin toimintaa. Hän ilmoitti ensimmäisenä sellaisista ihmisen fysiologisista ilmiöistä kuin likinäköisyys ja kaukonäköisyys.
Kepler antoi maailmalle perustan laskea erilaisten pyörimiskappaleiden tilavuuksia ja litteiden kuvioiden pinta-alat, jotka muodostuvat toisen asteen käyristä - soikeasta, ellipsistä, kartion leikkauksesta jne. Nämä menetelmät olivat differentiaali- ja integraalilaskennan aikakauden alku.
Keplerin saavutuksista voidaan sanoa paljon enemmän. Tämä tiedemies, joka loi perustan sekä tähtitiedelle että matematiikalle. Johannes Kepler kuoli 15. marraskuuta 1630 Regensburgissa vilustumiseen.
Siellä oli vahva runollinen mielikuvitus, kuten näemme hypoteeseista, joita hän tekee suurissa tähtitieteellisissä luomuksissaan. Mutta hän erotti oletuksensa löytämistään myönteisistä totuuksista. Ei ole ainuttakaan tuon ajan matemaattisten tieteiden osastoa, jota hän ei olisi edistynyt. Kepler otti rakkaudella vastaan jokaisen löydön, jokaisen uuden järkevän ajatuksen toisten tiedemiesten ja oli erinomainen erottamaan totuuden virheestä. Hän ymmärsi oikein logaritmien tärkeyden, jotka skotlantilainen matemaatikko Lord Napier keksi 1600-luvun alussa. Hän tajusi, että heidän avullaan oli helppo tehdä laskelmia, jotka ilman niitä olisivat olleet vaikeita niiden monimutkaisuuden vuoksi; siksi tein uuden logaritmien painoksen, jossa oli selittävä johdanto; Tämän ansiosta logaritmit tulivat nopeasti yleiseen käyttöön. Geometriassa Kepler teki löytöjä, jotka veivät sitä paljon eteenpäin. Hän kehitti käsitteitä ja menetelmiä, jotka ratkaisivat monia ennen häntä ratkaisemattomia ongelmia, ja polku oli tasoitettu differentiaalilaskennan löytämiselle. Hän näki tarpeen tutkia tiettyjä optiikkaan liittyviä kysymyksiä, jotta tähtitieteelliset havainnot voitaisiin puhdistaa ilmakehän valonsäteiden taittumisen aiheuttamasta epätarkkuudesta ja selventääkseen tuolloin keksityn kaukoputken toimintalakeja. Kepler antoi ratkaisuja näihin kysymyksiin tähtitieteellisen tutkielmansa optisessa osassa ja Dioptriassa. Hän löysi silmämme näköprosessin todellisen kulun. Hän loi oikean perustan kaukoputken toimintateorialle. Hän ei pystynyt löytämään tarkkaa säteiden taittumislakia, mutta hän löysi siitä käsityksen niin lähellä totuutta, että se riitti selittämään optisten instrumenttien toiminnan. Näiden tutkimusten perusteella Johannes Kepler ehdotti uutta teleskooppilaitetta, jonka hänen näkemyksensä mukaan olisi pitänyt olla paras tähtitieteellisiin havaintoihin. Tämän laitteen Keplerian-kaukoputki oli käytössä 1900-luvun alkuun asti. (Kaukoputken keksintö oli mitä todennäköisimmin sattuman tulos; tarinat siitä vaihtelevat, mutta kaikki ovat yhtä mieltä siitä, että se tehtiin Middelburgissa Hollannissa. Galileo käytti ensimmäisenä kaukoputkea tähtitieteellisiin havaintoihin, mutta lait tämän instrumentin toiminta selvisi vasta Keplerin tutkimuksen ansiosta.)
Johannes Keplerin muotokuva, 1610
Suurin tämän tiedemiehen kuolemattomista löydöistä on se, jonka olemuksen hän muotoili päätelmissä, joita kutsutaan hänen nimensä mukaan Keplerin laeiksi. He paljastivat idean Kopernikus täydessä merkityksessään ja osoitti perusteellisuutensa; ne muodostivat vaiheen tähtitieteen historiassa yksinkertaisesta tosiasioiden tiedosta niiden selittämiseen. Tämä vaihe, jonka läpi kaikki luonnontieteen alat ovat kulkeneet tai joiden on lopulta läpäistävä, koostuu tärkeimpien yhteisten piirteiden löytämisestä ilmiöiden monimutkaisesta kulmasta. Kopernikus antoi todellisen käsityksen aurinkokunnan rakenteesta; Kepler löysi planeettojen pyörimisen peruslait.
Kopernikus huomasi jo, että planeettojen liikkeessä on epäsäännöllisyyksiä, joita ei voida selittää planeettojen kiertoradalla ympyröinä, joiden keskellä on aurinko; mutta hän piti tarpeellisena ottaa ympyränmuotoinen viiva kiertoradan muodoksi ja selitti planeettojen liikkeen epätasa-arvoa niiden kiertoradalla oletuksella, että aurinko ei ole näiden ympyröiden keskellä. Kepler havainnon perusteella Tycho Brahe Näin, että liikkeen epätasa-arvo oli erityisen suuri Marsissa. Hän alkoi tutkia niitä ja havaitsi, että Kopernikuksen oletus ei selittänyt niitä täysin. Syvien tutkimusten ja nerokkaiden pohdiskelujen avulla hän lopulta teki havainnon, että Marsin kiertoradan todellinen muoto on ellipsi. Tätä löytöä, joka osoittautui todeksi kaikille muille planeetoille, kutsutaan Keplerin ensimmäiseksi laiksi. Se ilmaistaan kaavalla: planeetat pyörivät auringon ympäri ellipsissä, jonka yhdessä polttopisteestä aurinko sijaitsee. Keplerin toinen laki määrittää erot planeetan kiertoradan nopeudessa tämän polun eri osissa; hän sanoo, että alueet, joita kuvaa auringosta planeetalle menevän linjan kierto ja jota kutsutaan ellipsissä sädevektoriksi, ovat yhtä suuret yhtä aikaa. Eli mitä kauempana planeetta on kohdista, jossa aurinko seisoo, sitä lyhyempi on sen matkan pituus tietyn ajan, esimerkiksi tunnin aikana, sillä mitä pidempi kolmio, sitä pienempi on sen leveys verrattuna. kolmio, jolla on sama pinta-ala lyhyemmällä pituudella. Johannes Keplerin keksimä kolmas laki määrittää aurinkoa ympäröivien planeettojen kierrosaikojen ja niiden etäisyyksien välisen suhteen. Se esitetään toisessa tiedemiehen teoksessa, nimeltään "Universumin harmonia", ja se ilmaistaan sanoilla: eri planeettojen kierrosaikojen neliöt ovat samassa suhteessa toisiinsa kuin noiden viivojen kuutiot. niiden kiertoradoista, joita kutsutaan näiden ellipsien puolipääakseleiksi.
Se tähtitieteen osa, joka koostuu havaintojen laskemisesta, on myös kehittynyt suuresti Keplerin teosten avulla; hän teki tämän kokoamalla ns. Rudolf-taulukot, jotka hän julkaisi vuonna 1627 ja nimesi Rudolfiksi silloisen keisarin kunniaksi. Nämä taulukot ovat kokoelma Tycho Brahen ja Keplerin itsensä tekemiä havaintoja ja Keplerin niistä tekemiä laskelmia; tämä työ vaati valtavasti aikaa ja rautaista tahtoa sen toteuttamiseen.
Johannes Keplerin ajatukset siitä, miksi planeetat liikkuvat hänen löytämiensä lakien mukaan, ovat hämmästyttäviä neroudessaan. Hän oli jo ennakoinut sen, minkä Newton myöhemmin todisti, ja selitti planeettojen pyörimisen niiden tangentin liikkeen voiman yhdistelmällä voiman kanssa, joka houkuttelee niitä aurinkoon, ja tuli vakuuttuneeksi siitä, että tämä keskipitkävoima on identtinen sen kanssa, mitä kutsutaan painovoimaksi. Siten hänellä ei vain ollut materiaaleja löytääkseen universaalin painovoiman vaikutuslakia ja vahvistaakseen mielipiteensä tarkoilla todisteilla, kuten Newton myöhemmin teki; mutta hän oli jo havainnut, että planeettojen pyörimisen syynä on universaalin painovoima. Kepler sanoo: "Painovoima on vain kappaleiden keskinäinen vetovoima lähestyä toisiaan. Maan raskaat kappaleet pyrkivät sen pallomaisen kappaleen keskustaan, jonka osia ne muodostavat, ja jos maa ei olisi pallomainen, kappaleet eivät putoaisi pystysuoraan sen pintaa kohti. Jos kuuta ja maata ei pidettäisi nykyisellä etäisyydellä kuun taipumuksesta liikkua kiertoradansa tangenttia pitkin, ne putoaisivat toistensa päälle; "Kuu kulkisi noin kolme neljäsosaa tästä etäisyydestä ja maa neljäsosan tästä etäisyydestä, olettaen, että molemmilla on sama tiheys." – Kepler selvitti myös, että vuoroveden laskun syynä on kuun vetovoima, joka muuttaa valtameren tasoa. Nämä löydöt osoittavat hänen poikkeuksellisen mielenvoimansa.
Keplerin teosten äärimmäisen korkeista tieteellisistä ansioista huolimatta niissä kulkee myös runollisen hengen henkäys. Kepler rakastaa pythagoralaisten ja Platonin tavoin yhdistää vakavan tutkimuksen tulokset fantastisiin ajatuksiin lukujen ja etäisyyksien harmoniasta. Tämä taipumus sai hänet toisinaan mukaan mielipiteisiin, jotka osoittautuivat yhteensopimattomiksi totuuden kanssa, mutta toimivat uutena todisteena hänen mielikuvituksensa luovasta voimasta. Hän kehitti fantastisia ajatuksia erityisesti teoksissa "Universumin rakenteen mysteeristä", "Universumin harmoniasta" ja "Keplerin unelmasta".
Työtehtävät pakottivat Keplerin ryhtymään astrologisiin laskelmiin. Grazin matematiikan professorina hänen täytyi laatia kalenteri vuosittain; ja kalenterin piti tuon ajan tavan mukaan antaa astrologisia ennusteita säästä, sodasta ja rauhasta. Kepler suoritti tämän tehtävän erittäin taitavasti: hän opiskeli astrologian sääntöjä hyvin voidakseen antaa ennustuksilleen niiltä vaaditun muodon, ja hän teki ennustuksia todennäköisyydet huolellisesti harkiten ja mielensä näkemyksellä ennusti usein onnistuneesti. Tämä toi hänelle suuren mainetta astrologina, ja monet Itävallan tärkeimmistä ihmisistä tilasivat hänet tekemään horoskooppeja. Elämänsä lopussa Kepler oli astrologi Wallensteinin johdolla, joka uskoi astrologiaan. Hän itse kuitenkin puhui ennusteidensa epäluotettavuudesta, ja hänen kirjeissään on monia paikkoja, jotka osoittavat, että hän ajatteli oikein aikanaan vallinneesta astrologisesta taikauskosta. Hän esimerkiksi sanoo: ”Herra Jumala, mitä olisi tapahtunut järkevälle tähtitiedelle, jos sen tyhmää tytärtästrologiaa ei olisi ollut mukana. Matemaatikkojen palkat ovat niin pienet, että äidillä olisi luultavasti nälkä, jos tyttärensä ei hankkisi mitään.
