开普勒：天空立法者

文章图片

文章图片

开普勒：天空立法者

“我曾测量天空，现在测量幽冥。灵魂飞向天国，肉体安息土中。 “

前言
1571年12月27日，德国天文学家、物理学家、数学家约翰尼斯·开普勒出生。
开普勒是近代自然科学的开创者之一，是继哥白尼之后又一位“日心说”的代表人物。他发现的行星运动三大定律奠定了经典天文学的基石，为牛顿发现万有引力定律铺平了道路。
然而，在科学史中举足轻重的他在生活中却是一个很不幸的人，接下来我们一起了解下他一生的卑微与伟大。
▲开普勒
第一、他是死在讨薪途中的苦命人
开普勒是一个苦命的人，他出身贫寒， 17岁时没了父亲，母亲脾气不好。他是个早产儿，所以从小体弱多病，得过天花，脸上留下很多疤痕，一只手有残疾。穷人家的孩子早当家，少年时他就经常出去做些零工补贴家用。
开普勒一生结过两次婚，第一任妻子出身名门，对他很傲慢。第一任妻子去世后，他又娶了一个贫民出身的妻子，两人感情很好，就是生活比较艰难，两任妻子一共生了12个孩子，尽管有几个孩子因病去世，但抚养活下来的孩子也足够令开普勒头疼了。
开普勒长期担任皇家数学顾问，服务过三位神圣罗马帝国的皇帝。不过当时正值三十年战争，财政吃紧，所以他的薪水总是被拖欠。战争也逼迫他过着长期漂泊的生活。当时宗教改革过去没多久，新教与天主教斗争激烈，他作为新教徒常受到天主教会的迫害，他的一些著作也被教皇列为禁书。
虽然生活得很憋屈，但是他还要咬牙坚持。 1630年，他为了向宫廷索要20多年来的欠薪，长途跋涉前往宫廷议会，结果染上了伤寒死在途中，只留下几件衣服和几本书。
▲三十年战争
第二、他是“借别人眼睛”观测的天文学家
开普勒小时候得过猩红热，眼睛受损，高度近视。不过他很聪明，上学时学习很棒，一路靠奖学金读到了硕士。在图宾根大学上学时他主修神学、哲学和数学，但很快他就对天文学发生了兴趣，他是哥白尼的忠实粉丝，支持日心说，对旧权威亚里士多德和托勒密的地心说不以为然。
开普勒毕业后，找到的第一份工作是在格拉茨新教学校担任数学和天文学讲师。期间他根据自己的研究发表了天文学著作《宇宙的神秘》，这为他赢得了名声，也吸引了一位天文学大咖的注意，这个人就是第谷，开普勒的命运因此而改变。
▲第谷
第谷和他通信，讨论天文学问题，第谷手里有大量天文观测数据，当时还没有望远镜，这些数据是他亲眼观测记录下的，是当时最精准的数据，而开普勒出色的数学能力是第谷所没有的，于是第谷邀请开普勒与他见面，开普勒欣然前往。
两人接触后，开普勒和第谷达成了一份协议，从此开普勒正式成为第谷的助手。第谷是个有钱的主，开普勒不用担心经济问题，把全家都接到了布拉格，度过了一段快乐时光。但是好景不长，一年后第谷就去世了。
开普勒继任了第谷的工作，第谷把30多年来积攒的几麻袋的观测数据资料留给了开普勒，让他继续研究。开普勒借助第谷的眼睛“观测”行星运行轨迹，通过大量计算，终于在天文学领域取得重大突破。
▲美国宇航局在太阳系外发现的类似地球的行星，这颗行星被命名为开普勒-452b
第三、他是发现行星运动三大定律的“天空立法者”
“大数据”的力量果然强大，尽管开普勒的眼神儿不好，没法对天体直接观测，但他可以透过第谷留下的大量数据发现行星们运动的规律，他的数学能力派上了用场，通过大量计算他终于发现行星运行的三个规律：
一、所有行星分别在大小不同的椭圆轨道上运动，太阳的位置不在轨道中心，而在轨道的两个焦点之一；
二、行星和太阳的连线在相等的时间间隔内扫过相等的面积；
三、所有行星绕太阳一周的恒星时间的平方与它们轨道长半轴的立方成比例。这就是著名的行星运动三大定律，即轨道定律、面积定律和周期定律。宇宙中的天体突然有了运行的法则，所以人们称开普勒为“天空立法者” 。