(Bahasa Jerman: Johannes Kepler) - seorang ahli matematik, astronomi, optik dan ahli astrologi Jerman yang cemerlang. Menemui undang-undang pergerakan planet.
Johannes Kepler dilahirkan pada 27 Disember 1571 di Weil der Stadt, pinggir bandar Stuttgart (Baden-Württemberg). Bapanya berkhidmat sebagai tentera upahan di Sepanyol Belanda. Ketika lelaki muda itu berumur 18 tahun, bapanya pergi mendaki lagi dan menghilang selama-lamanya. Ibu Kepler, Katharina Kepler, mengusahakan sebuah rumah penginapan dan bekerja sambilan sebagai tukang tilik dan pakar herba.
Pada tahun 1589, Kepler lulus dari sekolah di biara Maulbronn, di mana dia menunjukkan kebolehan yang luar biasa. Pihak berkuasa bandar menganugerahkannya biasiswa untuk membantunya melanjutkan pelajaran.
Pada tahun 1591 beliau memasuki universiti di Tübingen - pertama di Fakulti Sastera, yang kemudiannya merangkumi matematik dan astronomi, kemudian berpindah ke Fakulti Teologi. Di sini dia mula-mula mendengar tentang idea Nicolaus Copernicus dan sistem heliosentrik dunia dan segera menjadi penganut mereka.
Terima kasih kepada kebolehan matematiknya yang luar biasa, Johannes Kepler telah dijemput pada tahun 1594 untuk memberi kuliah matematik di Universiti Graz (kini di Austria).
Kepler menghabiskan 6 tahun di Graz. Di sini buku pertamanya, "The Mystery of the World" (Mysterium Cosmographicum), diterbitkan (1596). Di dalamnya, Kepler cuba mencari keharmonian rahsia Alam Semesta. Kerja ini, selepas penemuan lanjut oleh Kepler, kehilangan kepentingan asalnya, jika hanya kerana orbit planet ternyata bukan bulat. Namun begitu, Kepler percaya kewujudan keharmonian matematik tersembunyi Alam Semesta sehingga akhir hayatnya, dan pada tahun 1621 dia menerbitkan semula Rahsia Dunia, membuat banyak perubahan dan penambahan kepadanya.
Pada tahun 1597, Kepler berkahwin dengan balu Barbara Müller von Muleck. Dua anak pertama mereka meninggal dunia semasa bayi, dan isteri mereka menghidap epilepsi. Untuk menambah penghinaan kepada kecederaan, penganiayaan terhadap Protestan bermula di Graz Katolik. Kepler termasuk dalam senarai "ahli bid'ah" yang diusir dan terpaksa meninggalkan bandar itu.
Johannes Kepler menerima jemputan ahli astronomi Denmark terkenal Tycho Brahe, yang pada masa ini telah berpindah ke Prague dan berkhidmat sebagai ahli astronomi mahkamah dan ahli nujum untuk Maharaja Rudolf II. Pada tahun 1600, Kepler tiba di Prague. 10 tahun yang dihabiskan di sini adalah tempoh yang paling berkesan dalam hidupnya.
Selepas kematian Brahe pada tahun 1601, Kepler menggantikannya dalam jawatan. Perbendaharaan maharaja sentiasa kosong kerana peperangan yang tidak berkesudahan. Gaji Kepler dibayar jarang dan sedikit. Dia terpaksa mendapatkan wang tambahan dengan membuat horoskop.
Selama beberapa tahun, Johannes Kepler mengkaji dengan teliti data ahli astronomi Tycho Brahe dan, sebagai hasil analisis yang teliti, sampai pada kesimpulan bahawa trajektori Marikh bukanlah bulatan, tetapi elips, di salah satu fokusnya adalah Matahari - kedudukan yang dikenali hari ini sebagai undang-undang pertama Kepler.
Hasil daripada analisis lanjut, Kepler menemui undang-undang kedua: vektor jejari yang menghubungkan planet dan Matahari menerangkan kawasan yang sama dalam masa yang sama. Ini bermakna semakin jauh planet dari Matahari, semakin perlahan ia bergerak.
Kedua-dua undang-undang telah dirumuskan oleh Kepler pada tahun 1609 dalam buku "Astronomi Baru", dan, demi berhati-hati, dia menggunakannya hanya untuk Marikh.
Penerbitan Astronomi Baru dan ciptaan teleskop yang hampir serentak menandakan kemunculan era baru. Peristiwa ini menandakan titik perubahan dalam kehidupan Kepler dan kerjaya saintifik.
Selepas kematian Maharaja Rudolf II, kedudukan Johannes Kepler di Prague menjadi semakin tidak menentu. Dia berpaling kepada maharaja baru untuk mendapatkan kebenaran untuk mengambil sementara jawatan ahli matematik wilayah Austria Atas di Linz, di mana dia menghabiskan 15 tahun berikutnya.
Pada tahun 1618, saintis menemui undang-undang ketiga Kepler - nisbah kubus jarak purata planet dari Matahari kepada kuasa dua tempoh revolusi mengelilingi Matahari adalah nilai tetap untuk semua planet: a³/T² = const. Kepler menerbitkan hasil ini dalam buku terakhirnya, "The Harmony of the World," dan menerapkannya bukan sahaja pada Marikh, tetapi juga kepada semua planet lain (termasuk, secara semula jadi, Bumi), dan juga pada satelit Galilea. Oleh itu, ahli astronomi Jerman yang hebat Johannes Kepler menemui undang-undang pergerakan planet.
Untuk 9 tahun akan datang, Kepler bekerja pada menyusun jadual kedudukan planet berdasarkan undang-undang baru gerakan mereka. Peristiwa Perang Tiga Puluh Tahun dan penganiayaan agama memaksa Kepler melarikan diri ke Ulm pada tahun 1626. Tidak mempunyai sumber sara hidup, pada tahun 1628 dia memasuki perkhidmatan komander empayar Wallenstein sebagai ahli nujum. Karya utama terakhir Kepler ialah jadual planet yang diilhamkan oleh Tycho Brahe, diterbitkan di Ulm pada tahun 1629 di bawah tajuk Rudolf's Tables.
Johannes Kepler bukan sahaja terlibat dalam kajian revolusi planet, beliau juga berminat dalam isu astronomi yang lain. Komet terutama menarik perhatiannya. Menyedari bahawa ekor komet sentiasa menghadap ke arah Matahari, Kepler meneka itu ekor terbentuk di bawah pengaruh cahaya matahari. Pada masa itu, tiada apa yang diketahui tentang sifat sinaran suria dan struktur komet. Hanya pada separuh kedua abad ke-19 dan pada abad ke-20 telah ditubuhkan bahawa pembentukan ekor komet sebenarnya dikaitkan dengan radiasi daripada Matahari.
Saintis itu meninggal dunia semasa perjalanan ke Regensburg pada 15 November 1630, apabila dia cuba sia-sia untuk mendapatkan sekurang-kurangnya sebahagian daripada gaji yang dihutang oleh perbendaharaan diraja kepadanya selama bertahun-tahun.
Kerja Kepler mengenai penciptaan mekanik cakerawala memainkan peranan penting dalam penubuhan dan perkembangan ajaran Copernicus. Dia membuka jalan untuk penyelidikan seterusnya, khususnya untuk penemuan Newton tentang hukum graviti universal.
Undang-undang Kepler masih mengekalkan kepentingannya. Setelah belajar untuk mengambil kira interaksi badan angkasa, saintis menggunakannya bukan sahaja untuk mengira pergerakan badan angkasa semula jadi, tetapi, yang paling penting, buatan, seperti kapal angkasa, kemunculan dan peningkatan yang disaksikan oleh generasi kita.
Kepler dikreditkan dengan kredit yang sangat besar untuk membangunkan pengetahuan kita tentang sistem suria.. Para saintis generasi berikutnya yang menghargai kepentingan karya Kepler Mereka memanggilnya "pemberi undang-undang syurga", kerana dialah yang mengetahui undang-undang yang mana pergerakan benda angkasa berlaku dalam sistem suria.
Undang-undang Kepler terpakai sama rata untuk mana-mana sistem planet di mana-mana sahaja di Alam Semesta. Ahli astronomi mencari sistem planet baharu di angkasa lepas dari semasa ke semasa, sudah tentu, Persamaan Kepler digunakan untuk mengira parameter orbit planet yang jauh, walaupun mereka tidak dapat memerhatikannya secara langsung.
>> Johannes Kepler
Biografi Johannes Kepler (1571-1630)
Biografi ringkas:
Pendidikan: Universiti Tübingen
Tempat lahir: Weil der Stadt, Empayar Rom Suci
Tempat kematian: Regensburg
– Ahli astronomi Jerman, ahli matematik: biografi dengan foto, penemuan dan sumbangan kepada astronomi, undang-undang pergerakan planet, penerima Brahe, pengaruh ke atas Newton.
Johannes Kepler dilahirkan lebih awal daripada jadual pada 27 Disember 1571. miliknya biografi ringkas bermula di Weil der Stadt (Jerman). Dia seorang kanak-kanak yang sakit dan menghidap cacar pada usia awal. Kepler pergi belajar di Universiti Tübingen, sebuah institusi Protestan, di mana dia belajar teologi dan falsafah, serta matematik dan astronomi. Selepas menamatkan pendidikannya, beliau diupah sebagai guru matematik dan astronomi di Graz, Jerman. Pada tahun 1596, pada usia 24 tahun, Kepler menerbitkan Mysterium Cosmographicum (Misteri Kosmografi). Dalam karya ini dia mempertahankan teori Copernicus, yang berpendapat bahawa Matahari, bukan Bumi, berada di tengah-tengah Sistem Suria. telah banyak dipengaruhi oleh Pythagoreans, mempercayai bahawa Alam Semesta ditadbir oleh hubungan geometri yang sepadan dengan lingkaran dan bulatan lima poligon sekata.
Pada tahun 1598, sekolah Kepler di Graz telah ditutup atas inisiatif Ferdinand dari Habsburg. Kepler ingin kembali ke Tübingen, tetapi mereka tidak mahu melepaskannya, berkat kepercayaannya yang terkenal dalam Copernicanisme. Ahli astronomi Brahe secara rahsia menjemput Johannes Kepler untuk datang ke Prague untuk menjadi pembantunya. Menghadapi penganiayaan Katolik terhadap minoriti Protestan di Graz, Kepler menerima tawaran Brahe dan berlepas ke Prague pada 1 Januari 1600. Apabila Brahe meninggal dunia pada tahun berikutnya, Kepler dilantik sebagai penggantinya. Kepler mewarisi pengetahuan Brahe tentang banyak lokasi tepat planet tertentu, khususnya Marikh. Kepler menggunakan data ini untuk mengkaji orbit planet. Dia meninggalkan dakwaan bahawa planet itu bergerak dalam bulatan dan membuktikan bahawa orbit Marikh sebenarnya adalah elips. Ini, undang-undang pertama gerakan planet Kepler, muncul dalam Astronomia Nova (Astronomi Baru), yang diterbitkan pada tahun 1609. Undang-undang kedua gerakan planetnya, juga diterbitkan pada tahun 1609, menerangkan konsep kelajuan planet. Undang-undang ketiganya, yang diterbitkan pada tahun 1619, menerangkan hubungan antara jarak orbit planet yang mengorbit dan jaraknya dari Matahari.
Ringkasnya, tiga hukum gerakan planet Johannes Kepler berbunyi seperti ini:
- Setiap planet sistem suria berputar dalam bentuk elips, Matahari terletak di salah satu fokus planet sedemikian;
- Setiap planet bergerak dalam satah yang melalui pusat Matahari, dan dalam tempoh masa yang sama, vektor jejari yang menghubungkan Matahari dan planet menggambarkan kawasan yang sama.
- Kuasa dua tempoh revolusi planet mengelilingi Matahari adalah berkaitan seperti kiub paksi separuh utama orbit planet.
Johannes Kepler meninggal dunia di Regensburg (Jerman) pada 15 November 1630 selepas sakit yang singkat. Kerja pentingnya kemudiannya akan meletakkan asas bagi Isaac Newton dan teori graviti. Dalam biografi ahli astronomi, Johannes Kepler adalah penghubung antara pemikiran Copernicus dan Newton, dan dilihat sebagai tokoh penting dalam revolusi saintifik abad ke-17.
memberikan perkhidmatan yang besar kepada astronomi bukan sahaja dengan undang-undang abadinya, tetapi hasil daripada pertimbangan yang mendalam, cemerlang dan kerja yang gigih dan berterusan yang mengatasi semua halangan. Jika dalam tulisannya idea-idea hebat tidak dicampurkan dengan idea-idea sistematik yang dipinjamnya daripada falsafah kontemporari; maka cadangannya akan dinilai dengan lebih tepat daripada sains tidak boleh bergerak ke hadapan tanpa cadangan; tanpa cadangan adalah mustahil untuk menghasilkan satu pengalaman berguna; anda hanya perlu berhati-hati dan hanya selepas eksperimen dan pengiraan yang mengesahkan cadangan, membenarkannya menjadi sains.Kepler mematuhi peraturan ini semampunya; Tanpa teragak-agak atau degil, dia meninggalkan hipotesis yang paling disukainya jika ia dimusnahkan oleh pengalaman.
Kepler sentiasa hidup dalam kemiskinan, dan oleh itu terpaksa bekerja untuk penjual buku, yang menuntut berita hampir setiap hari daripadanya; dia tidak mempunyai masa untuk memikirkan pemikirannya; dia mempersembahkan mereka sebagaimana mereka dilahirkan dalam fikirannya; dia berfikir dengan kuat. Berapa ramai orang bijak pandai yang telah mengalami penyeksaan sedemikian?
Walaupun dalam banyak karya Kepler kita mendapati idea-idea yang tidak boleh dibenarkan oleh keadaannya yang terhad, kita tidak boleh tidak berlembut terhadapnya jika kita memahami sepenuhnya kehidupannya yang sukar dan mengambil kira nasib malang keluarganya.
Kami mengekstrak pendapat ini tentang punca banyak paradoks Kepler daripada tulisan Breischvert, yang pada tahun 1831 meneliti karya ahli astronomi hebat yang tidak diterbitkan, yang menyelesaikan transformasi astronomi purba.
Johannes Kepler dilahirkan pada 27 Disember 1571 di Magstadt, di kampung Wirtemberg, terletak satu batu dari bandar empayar Weil (di Swabia). Dia dilahirkan pramatang dan sangat lemah. Bapanya, Heinrich Kepler, adalah anak kepada burgomaster bandar ini; keluarganya yang miskin menganggap diri mereka sebagai bangsawan; kerana salah seorang Keplers telah dijadikan kesatria di bawah maharaja Sigismund. Ibunya, Katerina Guldenman, anak perempuan pemilik rumah penginapan, adalah seorang wanita tanpa pendidikan; dia tidak boleh membaca atau menulis, dan menghabiskan masa kanak-kanaknya dengan ibu saudaranya, yang dibakar kerana sihir.
Bapa Kepler adalah seorang askar yang berperang melawan Belgium di bawah pimpinan Duke of Alba.
Pada usia enam tahun, Kepler mengalami cacar yang teruk; Dia hampir tidak terlepas daripada kematian apabila pada tahun 1577 dia dihantar ke sekolah Leonberg; tetapi bapanya, pulang dari tentera, mendapati keluarganya hancur sepenuhnya oleh seorang muflis, yang dia tidak berhemat untuk menjamin; kemudian dia membuka kedai minuman di Emerdinger, mengambil anaknya dari sekolah dan memaksanya untuk melayani pengunjung pertubuhannya. Kepler membetulkan kedudukan ini sehingga dia berumur dua belas tahun.
Maka orang yang ditakdirkan untuk memuliakan kedua-dua nama dan tanah airnya memulakan kehidupan sebagai hamba kedai.
Pada usia tiga belas tahun, Kepler sekali lagi menjadi sangat sakit dan ibu bapanya tidak mengharapkan kesembuhannya.
Sementara itu, urusan bapanya berjalan dengan teruk, dan oleh itu dia sekali lagi menyertai tentera Austria, yang menentang Turki. Sejak itu, bapa Kepler telah hilang; dan ibunya, seorang wanita yang kasar dan suka bergaduh, menghabiskan harta terakhir keluarga, yang berjumlah 4 ribu florin.
Johannes Kepler mempunyai dua saudara lelaki yang menyerupai ibunya; seorang adalah tukang timah, seorang lagi askar, dan kedua-duanya adalah penipu. Oleh itu, ahli astronomi masa depan tidak menemui apa-apa dalam keluarganya kecuali kesedihan yang membara, yang memusnahkannya sepenuhnya jika bukan kerana keselesaan kakaknya Margarita, yang berkahwin dengan seorang paderi Protestan; tetapi saudara ini juga kemudiannya menjadi musuhnya.
Apabila bapa Kepler meninggalkan tentera, dia terpaksa bekerja di ladang; tetapi lelaki muda yang lemah dan kurus itu tidak dapat menahan kerja keras; dia dilantik sebagai ahli teologi, dan pada usia lapan belas tahun (1589) dia memasuki seminari Tubinham dan disokong di sana atas perbelanjaan awam. Semasa peperiksaan ijazah sarjana muda beliau tidak diiktiraf sebagai cemerlang; tajuk ini diberikan kepada John Hippolytus Brencius, yang namanya tidak akan anda temui dalam mana-mana kamus sejarah, walaupun penerbit koleksi sedemikian sangat berlembut dan meletakkan pelbagai jenis sampah ke dalamnya. Walau bagaimanapun, dalam biografi kita, kita sering menemui kes-kes seperti itu yang membuktikan kebodohan sekolah.
Kepler gagal kerana lebih daripada satu sebab: semasa masih di sekolah, dia mengambil bahagian secara aktif dalam pertikaian teologi Protestan, dan kerana pendapatnya bertentangan dengan ortodoksi Wirtemberg, mereka memutuskan bahawa dia tidak layak dinaikkan pangkat kepada paderi.
Nasib baik untuk Kepler, Maestlin, dipanggil (1584) dari Heidelberg ke Tübingen ke jabatan matematik, memberikan fikirannya arah yang berbeza. Kepler meninggalkan teologi, tetapi tidak sepenuhnya membebaskan dirinya daripada mistisisme yang berakar dalam dirinya oleh didikan awalnya. Pada masa ini, Kepler melihat buku abadi Copernicus buat kali pertama.
“Apabila saya,” kata Kepler, “menghargai nikmat falsafah, maka saya dengan tekun menyibukkan diri dengan semua bahagiannya; tetapi tidak memberi banyak perhatian kepada astronomi, walaupun dia memahami semua yang diajar daripadanya di sekolah. Saya dibesarkan dengan mengorbankan Duke of Wirtemberg, dan melihat bahawa rakan-rakan saya memasuki perkhidmatannya tidak sepenuhnya mengikut kecenderungan mereka, saya juga memutuskan untuk menerima jawatan pertama yang ditawarkan kepada saya.
Dia ditawarkan jawatan profesor matematik.
Pada tahun 1593, Kepler yang berusia dua puluh dua tahun telah dilantik sebagai profesor matematik dan falsafah moral di Graetz. Beliau bermula dengan menerbitkan kalendar mengikut reformasi Gregorian.
Pada tahun 1600 penganiayaan agama bermula di Styria; semua profesor Protestan telah diusir dari Graetz, termasuk Kepler, walaupun dia sudah, seolah-olah, warga tetap kota ini, setelah berkahwin (1597) seorang wanita yang mulia dan cantik, Barbara Muller. Kepler adalah suami ketiga, dan apabila mengahwininya, dia menuntut bukti kebangsawanannya: Kepler pergi ke Wirtemberg untuk mengurus perkara ini. Perkahwinan itu tidak bahagia.
Selepas perincian sejarah penemuan bintang baru di Ophiuchus dan pertimbangan teori tentang kecemerlangannya, Kepler meneliti pemerhatian yang dibuat di pelbagai tempat dan membuktikan bahawa bintang itu tidak mempunyai gerakan yang betul mahupun paralaks tahunan.
Walaupun dalam bukunya Kepler nampaknya menunjukkan penghinaan terhadap astrologi. Walau bagaimanapun, selepas penafian yang lama terhadap kritikan Pic de la Mirandole, dia mengakui pengaruh planet di Bumi apabila mereka berada di antara mereka dengan cara tertentu. By the way, seseorang tidak boleh membaca tanpa terkejut bahawa Mercury boleh menghasilkan ribut.
Tycho berhujah bahawa bintang 1572 terbentuk daripada jirim di Bima Sakti; bintang 1604 juga berada berhampiran tali pinggang cahaya ini; tetapi Kepler tidak menganggap pembentukan bintang sedemikian mungkin, kerana sejak zaman Ptolemy Bima Sakti tidak berubah sama sekali. Tetapi bagaimana dia menjadi yakin tentang kekekalan Bima Sakti? “Namun,” kata Kepler, “kemunculan bintang baru memusnahkan pendapat Aristotle bahawa langit tidak boleh merosot.”
Kepler mempertimbangkan sama ada kemunculan bintang baharu mempunyai hubungan dengan gabungan planet yang berdekatan dengan tempatnya? Tetapi, tidak dapat mencari sebab fizikal untuk pembentukan bintang, dia menyimpulkan: "Tuhan, yang sentiasa menjaga dunia, boleh memerintahkan bintang baru untuk muncul di mana-mana tempat dan pada bila-bila masa."
Terdapat pepatah di Jerman: bintang baru adalah raja baru. “Sungguh menakjubkan,” kata Kepler, “bahawa tidak seorang pun yang bercita-cita tinggi telah mengambil kesempatan daripada prasangka yang popular.”
Mengenai perbincangan Kepler tentang bintang baru dalam Cygnus, kami perhatikan bahawa pengarang menggunakan semua pembelajarannya untuk membuktikan bahawa bintang itu benar-benar muncul semula dan tidak tergolong dalam bilangan bintang berubah-ubah.
Kepler segera membuktikan bahawa masa Kelahiran Kristus tidak ditentukan dengan tepat dan permulaan era ini mesti ditolak empat atau lima tahun, supaya 1606 mesti dipertimbangkan sama ada 1610 atau 1611.
Astronomia nova sive physica caelestis, tradita commetaris de motibus stellae Martis ex observationibus Tycho Brahe. - Prague, 1609
Dalam kajian pertamanya untuk menambah baik jadual Rudolf, Kepler belum berani menolak eksentrik dan epicycles Almagest, juga diterima oleh Copernicus dan Tycho, atas alasan yang dipinjam daripada metafizik dan fizik; dia hanya berhujah bahawa konjungsi planet harus dikaitkan dengan yang benar, dan bukan kepada Matahari purata. Tetapi pengiraan yang sangat sukar dan jangka panjang tidak memuaskannya: perbezaan antara pengiraan dan pemerhatian dilanjutkan kepada 5 dan 6 minit darjah; Dia mahu membebaskan dirinya daripada perbezaan ini dan akhirnya menemui sistem dunia yang sebenar. Kemudian Kepler memutuskan untuk menentang pergerakan planet dalam bulatan mengelilingi sipi, iaitu, di sekitar titik khayalan, bukan material. Bersama-sama dengan bulatan sedemikian, epicycles telah dimusnahkan. Beliau mencadangkan bahawa Matahari adalah pusat pergerakan planet-planet yang bergerak di sepanjang elips, di salah satu fokus di mana pusat ini terletak. Untuk menaikkan andaian ini ke tahap teori, Kepler melakukan pengiraan yang mengejutkan dalam kesukaran dan tempohnya. Dia menunjukkan ketabahan yang tidak pernah ada sebelum ini dalam kerja dan ketabahan yang tidak dapat diatasi dalam mencapai matlamat yang dicadangkan.
Kerja sedemikian telah diberi ganjaran oleh fakta bahawa pengiraan mengenai Marikh, berdasarkan andaiannya, membawa kepada kesimpulan yang sepenuhnya konsisten dengan pemerhatian Tycho.
Teori Kepler terdiri daripada dua peruntukan: 1) planet berputar dalam bentuk elips, pada salah satu fokus di mana pusat Matahari terletak, dan 2) planet bergerak pada kelajuan sedemikian sehingga vektor jejari menggambarkan kawasan pemotongan, berkadar dengan masa pergerakan. Daripada banyak pemerhatian di Uraniburg, Kepler terpaksa memilih mereka yang paling mampu menyelesaikan soalan yang berkaitan dengan tugas utama dan mencipta kaedah pengiraan baharu. Dengan pilihan yang bijak ini, tanpa sebarang andaian, dia membuktikan bahawa garis di mana satah orbit semua planet bersilang dengan ekliptik melalui pusat matahari, dan bahawa satah ini condong ke ekliptik pada sudut yang hampir tetap.
Kita telah menyedari bahawa Kepler melakukan pengiraan yang sangat panjang dan sangat membebankan, kerana pada zamannya logaritma belum diketahui. Mengenai subjek ini dalam "Sejarah Astronomi" Bailly, kami mendapati penilaian statistik berikut tentang kerja Kepler: "Usaha Kepler adalah luar biasa. Setiap pengiraannya mengambil 10 muka surat setiap helaian; dia mengulangi setiap pengiraan sebanyak 70 kali; 70 ulangan bersamaan 700 muka surat. Kalkulator tahu berapa banyak kesilapan yang boleh dibuat dan berapa kali diperlukan untuk melakukan pengiraan yang mengambil masa 700 muka surat: berapa banyak masa yang perlu diambil? Kepler adalah seorang yang mengagumkan; dia tidak takut dengan kerja sebegitu dan kerja itu tidak memenatkan kekuatan mental dan fizikalnya.”
Untuk ini kita mesti menambah bahawa Kepler memahami kehebatan perusahaannya pada awalnya. Dia mengatakan bahawa Rheticus, pelajar cemerlang Copernicus, ingin mengubah astronomi; tetapi tidak dapat menjelaskan pergerakan Marikh. “Rhaeticus,” lanjut Kepler, “memanggil genius domestiknya untuk mendapatkan bantuan, tetapi genius itu, mungkin marah dengan gangguan ketenteramannya, mencengkam rambut ahli astronomi itu, mengangkatnya ke siling dan, menurunkannya ke lantai, berkata. : ini adalah pergerakan Marikh.”
Jenaka oleh Kepler ini membuktikan kesukaran masalah, dan oleh itu seseorang boleh menilai kesenangannya apabila dia yakin bahawa planet-planet benar-benar berputar mengikut dua undang-undang yang disebutkan di atas. Kepler menyatakan kegembiraannya dalam kata-kata yang ditujukan kepada ingatan Ramus yang malang.
Jika Bumi dan Bulan, dengan mengandaikan bahawa ia sama padat, tidak dipegang di orbitnya oleh haiwan atau kuasa lain, maka Bumi akan menghampiri Bulan pada bahagian ke-54 jarak yang memisahkan mereka, dan bulan akan bergerak ke baki 53 bahagian dan mereka akan menyambung.
Jika Bumi berhenti menarik airnya, maka semua laut akan naik dan bersatu dengan Bulan. Jika daya tarikan Bulan memanjang ke Bumi, maka, sebaliknya, daya yang sama Bumi mencapai Bulan dan merebak lebih jauh. Maka segala sesuatu yang serupa dengan Bumi tidak boleh tidak tertakluk kepada daya tarikannya.
Tidak ada bahan yang benar-benar ringan; satu badan lebih ringan daripada yang lain kerana satu badan lebih jarang daripada yang lain. "Saya," kata Kepler, "memanggil jasad yang jarang ditemui yang, berdasarkan isipadunya, mempunyai sedikit bahan."
Seseorang tidak sepatutnya membayangkan bahawa badan ringan naik dan tidak tertarik: mereka menarik kurang daripada badan berat dan badan berat menggantikannya.
Daya penggerak planet-planet berada di Matahari dan semakin lemah dengan jarak yang semakin meningkat dari badan ini.
Apabila Kepler mengakui bahawa Matahari adalah punca revolusi planet-planet, maka dia terpaksa mengandaikan bahawa ia berputar pada paksinya ke arah gerakan translasi planet-planet. Akibat teori Kepler ini kemudiannya dibuktikan oleh tompok matahari; tetapi Kepler menambah keadaan kepada teorinya yang tidak dibenarkan oleh pemerhatian.
Dioptrica, dsb. - Frankfurt, 1611; dicetak semula di London 1653
Nampaknya untuk menulis diopter, adalah perlu untuk mengetahui undang-undang mengikut mana cahaya dibiaskan apabila ia berpindah dari bahan jarang (sederhana) ke padat - undang-undang ditemui Descartes; Tetapi pada sudut tuju yang kecil, sudut biasan hampir berkadar dengan yang pertama: kemudian Kepler, berdasarkan penyelidikannya, menerima hubungan anggaran ini dan mengkaji sifat-sifat cermin mata satah-sfera, serta sfera, permukaan yang mempunyai jejari yang sama. Di sini kita dapati formula untuk mengira jarak dengan fokus cermin mata yang disebutkan. Formula ini masih digunakan sehingga kini.
Dalam buku yang sama kita dapati bahawa beliau adalah orang pertama yang memberikan konsep teleskop yang diperbuat daripada dua cermin mata cembung. Galileo selalu menggunakan paip yang terdiri daripada satu kaca cembung dan satu lagi kaca cekung. Begitu juga dengan Kepler kita mesti memulakan sejarah tiub astronomi, satu-satunya yang mampu melemparkan peluru dengan pengijazahan yang direka untuk mengukur sudut. Bagi peraturan yang menentukan pembesaran teleskop dan terdiri daripada membahagikan jarak fokus slaid kaca dengan jarak fokus kaca mata, ia ditemui bukan oleh Kepler, tetapi oleh Huygens.
Kepler, ketika menyusun diopternya, sudah mengetahuinya Galileo menemui satelit Musytari: daripada putaran jangka pendek mereka, dia membuat kesimpulan bahawa planet itu juga mesti berputar pada paksinya, lebih-lebih lagi, dalam masa kurang daripada 24 jam. Kesimpulan ini tidak dibenarkan tidak lama selepas Kepler.
Nova stereometria doliorum vinariorum. — Linz, 1615
Buku ini adalah geometri semata-mata; di dalamnya pengarang khususnya menganggap jasad yang timbul daripada putaran elips mengenai pelbagai paksinya. Ia juga mencadangkan kaedah untuk mengukur kapasiti tong.
<>bHarmonicces mundi libri quinque, dsb. - Linz, 1619
Di sini Kepler melaporkan penemuan hukum ketiganya, iaitu: kuasa dua masa putaran planet adalah berkadar dengan kiub jaraknya dari Matahari.
Pada 18 Mac 1618, dia memutuskan untuk membandingkan kuasa dua masa putaran dengan kiub jarak: tetapi, disebabkan kesilapan pengiraan, dia mendapati bahawa undang-undang itu tidak betul; Pada 15 Mei, dia membuat semula pengiraan semula, dan undang-undang itu dibenarkan. Tetapi di sini pun Kepler meraguinya, kerana mungkin terdapat ralat dalam pengiraan kedua. “Bagaimanapun,” kata Kepler, “selepas semua pemeriksaan, saya yakin bahawa undang-undang bersetuju sepenuhnya dengan pemerhatian Tycho. Jadi penemuan itu tidak diragukan lagi.”
Yang menghairankan, Kepler menambah banyak idea pelik dan benar-benar palsu kepada penemuan hebat ini. Undang-undang yang ditemuinya menarik imaginasinya kepada harmoni Pythagoras.
"Dalam muzik benda-benda angkasa," kata Kepler, "Saturnus dan Musytari sepadan dengan bass, Marikh dengan tenor, Bumi dan Zuhrah dengan contralto, dan Mercury dengan falsetto."
Penemuan hebat yang sama telah dicacatkan oleh kepercayaan Kepler terhadap karut astrologi. Sebagai contoh, dia berpendapat bahawa konjungsi planet sentiasa mengganggu atmosfera kita, dsb.
De cometis libelli tres, dsb. - Augsburg, 1619
Selepas membaca tiga bab karya ini, seseorang tidak boleh tidak terkejut bahawa Kepler, yang menemui undang-undang pergerakan planet mengelilingi Matahari, berpendapat bahawa komet bergerak dalam garis lurus. "Pemerhatian terhadap perjalanan tokoh-tokoh ini," katanya, "tidak patut diberi perhatian, kerana mereka tidak kembali." Kesimpulan ini mengejutkan kerana ia merujuk kepada komet 1607, yang kemudian muncul untuk kali ketiga. Dan apa yang lebih mengejutkan ialah daripada andaian yang salah dia membuat kesimpulan yang betul tentang jarak yang sangat besar komet dari Bumi.
“Air, terutamanya air masin, menghasilkan ikan; eter menghasilkan komet. Pencipta tidak mahu lautan yang tidak terukur tanpa penghuni; Dia juga ingin mengisi ruang syurga. Bilangan komet mestilah sangat besar; Kami tidak melihat banyak komet kerana ia tidak mendekati Bumi dan musnah dengan cepat."
Berhampiran omong kosong seperti imaginasi Kepler yang tertipu, kita dapati idea-idea yang telah memasuki sains. Sebagai contoh, sinaran matahari, menembusi ke dalam komet, sentiasa merobek zarah jirim mereka daripada mereka dan membentuk ekornya.
Menurut Ephorus, Seneca, setelah menyebut komet yang terbelah kepada dua bahagian, yang mengambil laluan berbeza, menganggap pemerhatian ini adalah palsu sepenuhnya. Kepler mengutuk sekeras-kerasnya ahli falsafah Rom itu. Keterukan Kepler adalah tidak adil, walaupun hampir semua ahli astronomi berada di pihak Seneca: pada zaman kita, ahli astronomi menyaksikan peristiwa yang sama di angkasa angkasa; mereka melihat dua bahagian komet yang sama, mengambil laluan yang berbeza. Seseorang tidak boleh mengabaikan pandangan jauh atau ramalan nasib orang yang cemerlang.
Buku tentang komet diterbitkan pada tahun 1619, iaitu selepas penemuan hebat Kepler; tetapi bab terakhirnya terutama dipenuhi dengan karut astrologi tentang pengaruh komet pada peristiwa dunia sublunari, dari mana mereka berada pada jarak yang jauh. Saya berkata: pada jarak jauh, kerana komet boleh menghasilkan penyakit, bahkan wabak, apabila ekornya menutupi Bumi, kerana siapa yang tahu intipati bahan komet?
Epitome astronomiae copernicanae, dan dan lain-lain .
Karya ini terdiri daripada dua jilid, diterbitkan di Aenz pada tahun yang berbeza: 1618, 1621 dan 1622. Ia mengandungi penemuan berikut yang meluaskan bidang sains:
Matahari adalah bintang tetap; ia seolah-olah kita lebih daripada semua bintang lain, kerana ia paling hampir dengan Bumi.
Adalah diketahui bahawa Matahari berputar pada paksinya (ini ditunjukkan oleh pemerhatian bintik matahari); Akibatnya, planet mesti berputar dengan cara yang sama.
Komet diperbuat daripada jirim yang boleh mengembang dan mengecut, jirim yang boleh dibawa oleh sinar matahari pada jarak yang jauh.
Jejari sfera bintang sekurang-kurangnya dua ribu kali jarak Zuhal.
Tompok matahari ialah awan atau asap tebal yang naik dari kedalaman Matahari dan terbakar di permukaannya.
Matahari berputar, dan oleh itu daya tarikannya diarahkan ke arah langit yang berbeza: apabila Matahari menguasai mana-mana planet, maka ia akan memaksanya berputar dengan dirinya sendiri.
Pusat pergerakan planet berada di pusat Matahari.
Cahaya yang mengelilingi Bulan semasa gerhana matahari penuh berasal dari atmosfera Matahari. Di samping itu, Kepler berpendapat bahawa suasana ini kadang-kadang kelihatan selepas matahari terbenam. Daripada kenyataan ini seseorang mungkin berfikir bahawa Kepler adalah orang pertama yang menemui cahaya zodiak; tetapi dia tidak mengatakan apa-apa tentang bentuk cahaya; oleh itu, kami tidak mempunyai hak untuk melucutkan penghormatan D. Cassini dan Shaldrey atas penemuan mereka.
Jo. Kepleri tabulae Rudolphinae, dsb. - Ulm, 1627
Jadual ini dimulakan oleh Tycho, dan disiapkan oleh Kepler, setelah mengerjakannya selama 26 tahun. Mereka menerima nama mereka daripada nama Maharaja Rudolf, yang merupakan penaung kedua-dua ahli astronomi, tetapi tidak memberi mereka gaji yang dijanjikan.
Buku yang sama mengandungi sejarah penemuan logaritma, yang bagaimanapun, tidak boleh diambil dari Napier, pencipta pertama mereka. Hak ciptaan adalah milik orang yang pertama kali menerbitkannya.
Jadual Prusia, dipanggil sedemikian kerana ia didedikasikan untuk Albert of Brandeburg, Duke of Prussia, telah diterbitkan oleh Reinhold pada tahun 1551. Ia tidak berdasarkan pemerhatian Ptolemy Dan Copernicus. Berbanding dengan "jadual Rudolph" yang disusun berdasarkan pemerhatian Tycho dan teori baru, dalam jadual Rheingold ralat meluas ke banyak peringkat.
Karya anumerta oleh Kepler ini, diterbitkan oleh anaknya pada tahun 1634, mengandungi penerangan tentang fenomena astronomi untuk seorang pemerhati di Bulan. Beberapa pengarang buku teks astronomi juga berurusan dengan penerangan yang sama, memindahkan pemerhati ke planet yang berbeza. Penerangan sedemikian berguna untuk pemula, dan keadilan menuntut bahawa Kepler adalah orang pertama yang membuka jalan ke arah ini.
Berikut ialah tajuk-tajuk karya lain oleh Kepler, menunjukkan betapa gigihnya kehidupan yang dilalui oleh ahli astronomi hebat itu:
Nova dissertatiuncula de fundamentis astrologiae certioribus, dsb. - Prague, 1602.
Epistola ad rerum coelestium amatores universos, dsb. - Prague, 1605.
Sylva chronologica. - Frankfurt, 1606
Sejarah terperinci komet baru 1607, dsb. Dalam bahasa Jerman; di Halle, 1608
Fenomena tunggal, seu Mercurius dalam Sole, dll. Leipzig, 1609
Dissertatio merangkap Nuncio sidereo nuper ad mortales misso a Galileo. - Prague, 1610; pada tahun yang sama ia dicetak semula di Florence, dan pada 1611 di Frankfurt.
Narration de observatis a se quatuor Jovis satellitibus erronibus quos Galilaeus medica sidera nuncupavit. Prague, 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, dsb. - Keplerian ephemerides telah diterbitkan sehingga 1628 dan sentiasa setahun lebih awal; tetapi diterbitkan selepas setahun. Selepas Kepler, mereka diteruskan oleh Barchiy, menantu Kepler. Berita tentang bencana untuk kerajaan dan gereja, terutamanya komet dan gempa bumi pada tahun 1618 dan 1619. Dalam bahasa Jerman, 1619.
Gerhana 1620 dan 1621 dalam bahasa Jerman, di Ulm, 1621
Kepleri apologia pro suo opere Harmonices mundi, dsb. Frankfurt, 1622
Discursus conjuctionis Saturni et Joves di Leone. Linz, 1623
Jo. Kepleri chilias logaritmorum. Marburg, 1624
Jo. Kepleri hyperaspistes Tychonis contra anti-Tychonem Scipionis Claramonti, dsb. Frakfurt, 1625
Jo. Kepleri supplementum chiliadis logaritmorum. Acnypr, 1625 r.
Admonitio and astronomos rerumque coelestium studiosos de miris rarisque anni 1631 phoenomenis, Veneris puta et Mercurii in Solem incursu. Leipzig, 1629
Responsio ad epistolum jac. Bartschii praefixam ephemeridi anni 1629, dsb. Sagan, 1629.
Sportula genethliacis missa de Tab. Rudolphi digunakan dalam pengiraan astrologi, dengan modo dirigendi novo dan naturali. Sagan, 1529
Gansch pada tahun 1718 menerbitkan satu jilid yang mengandungi sebahagian daripada manuskrip yang ditinggalkan selepas Kepler; Jilid kedua yang dijanjikannya tidak diterbitkan kerana kekurangan dana. Satu lagi lapan belas buku nota manuskrip yang tidak diterbitkan telah dibeli oleh Akademi Sains Imperial St. Petersburg pada tahun 1775.
Ahli matematik Jerman, ahli astronomi, mekanik, pakar optik, penemu undang-undang pergerakan planet-planet sistem suria
biografi ringkas
Johannes Kepler(Bahasa Jerman: Johannes Kepler; 27 Disember 1571, Weil der Stadt - 15 November 1630, Regensburg) - Ahli matematik Jerman, ahli astronomi, mekanik, pakar optik, penemu undang-undang pergerakan planet-planet sistem suria.
tahun-tahun awal
Johannes Kepler dilahirkan di bandar empayar Weil der Stadt (30 kilometer dari Stuttgart, kini negeri persekutuan Baden-Württemberg). Bapanya, Heinrich Kepler, berkhidmat sebagai tentera upahan di Sepanyol Belanda. Ketika lelaki muda itu berumur 18 tahun, bapanya pergi mendaki lagi dan menghilang selama-lamanya. Ibu Kepler, Katharina Kepler, mengusahakan sebuah rumah penginapan dan bekerja sambilan sebagai tukang tilik dan pakar herba.
Minat Kepler dalam astronomi bermula pada zaman kanak-kanaknya, apabila ibunya menunjukkan kepada budak lelaki itu komet yang terang (1577), dan kemudiannya gerhana bulan (1580). Selepas menderita cacar pada zaman kanak-kanak, Kepler menerima kecacatan penglihatan seumur hidup, yang menghalangnya daripada membuat pemerhatian astronomi, tetapi dia mengekalkan cintanya yang bersemangat untuk astronomi selama-lamanya.
Pada tahun 1589, Kepler lulus dari sekolah di biara Maulbronn, menunjukkan kebolehan yang luar biasa. Pihak berkuasa bandar menganugerahkannya biasiswa untuk membantunya melanjutkan pelajaran. Pada tahun 1591 beliau memasuki universiti di Tübingen - pertama di Fakulti Sastera, yang kemudiannya merangkumi matematik dan astronomi, kemudian berpindah ke Fakulti Teologi. Di sini dia pertama kali mendengar (dari Michael Möstlin) tentang sistem heliosentrik dunia yang dibangunkan oleh Nicolaus Copernicus dan segera menjadi penyokong tegarnya. Rakan universiti Kepler ialah Christoph Bezold, seorang ahli hukum masa depan.
Pada mulanya, Kepler merancang untuk menjadi paderi Protestan, tetapi berkat kebolehan matematiknya yang luar biasa, dia telah dijemput pada tahun 1594 untuk memberi kuliah matematik di Universiti Graz (sekarang di Austria).
Kepler menghabiskan 6 tahun di Graz. Di sini buku pertamanya, "The Mystery of the Universe," diterbitkan (1596) Mysterium Cosmographicum). Di dalamnya, Kepler cuba mencari keharmonian rahsia Alam Semesta, yang mana dia membandingkan pelbagai "pepejal Platonik" (polihedra biasa) dengan orbit lima planet yang diketahui ketika itu (dia secara khusus memilih sfera Bumi). Dia mempersembahkan orbit Zuhal sebagai bulatan (belum elips) pada permukaan bola yang dikelilingi kubus. Kubus itu pula ditulis dengan bola, yang sepatutnya mewakili orbit Musytari. Tetrahedron telah ditulis dalam bola ini, dikelilingi di sekeliling bola yang mewakili orbit Marikh, dsb. Karya ini, selepas penemuan lanjut oleh Kepler, kehilangan makna asalnya (jika hanya kerana orbit planet ternyata bukan bulat) ; Walau bagaimanapun, Kepler percaya kewujudan keharmonian matematik tersembunyi Alam Semesta sehingga akhir hayatnya, dan pada tahun 1621 dia menerbitkan semula "Rahsia Dunia", membuat banyak perubahan dan penambahan kepadanya.
Kepler menghantar buku "The Mystery of the Universe" kepada Galileo dan Tycho Brahe. Galileo meluluskan pendekatan heliosentrik Kepler, walaupun dia tidak menyokong numerologi mistik. Selepas itu, mereka mengadakan surat-menyurat yang meriah, dan keadaan ini (komunikasi dengan Protestan "bidaah") pada perbicaraan Galileo khususnya ditekankan sebagai memburukkan lagi kesalahan Galileo.
Tycho Brahe, seperti Galileo, menolak pembinaan Kepler yang dibuat-buat, tetapi sangat menghargai pengetahuan dan keaslian pemikirannya dan menjemput Kepler ke tempatnya.
Pada tahun 1597, Kepler berkahwin dengan balu Barbara Müller von Muleck. Dua anak pertama mereka meninggal dunia semasa bayi, dan isteri mereka menghidap epilepsi. Untuk menambah penghinaan kepada kecederaan, penganiayaan terhadap Protestan bermula di Graz Katolik. Kepler, termasuk dalam senarai "ahli bidaah" yang diusir, terpaksa meninggalkan bandar dan menerima jemputan Tycho Brahe. Brahe sendiri pada masa ini telah diusir dari balai cerapnya dan berpindah ke Prague, di mana dia berkhidmat sebagai ahli astronomi mahkamah dan ahli nujum untuk Maharaja Rudolf II.
Prague
Pada tahun 1600, kedua-dua orang buangan - Kepler dan Brahe - bertemu di Prague. 10 tahun yang dihabiskan di sini adalah tempoh yang paling berkesan dalam hidup Kepler.
Tidak lama kemudian menjadi jelas bahawa Tycho Brahe hanya berkongsi sebahagian pandangan Copernicus dan Kepler tentang astronomi. Untuk mengekalkan geosentrisme, Brahe mencadangkan model kompromi: semua planet kecuali Bumi beredar mengelilingi Matahari, dan Matahari beredar mengelilingi Bumi pegun (sistem dunia geo-heliosentrik). Teori ini mendapat populariti yang besar dan selama beberapa dekad merupakan pesaing utama kepada sistem dunia Copernican.
Selepas kematian Brahe pada tahun 1601, Kepler menggantikannya dalam jawatan. Perbendaharaan maharaja sentiasa kosong kerana peperangan yang tidak berkesudahan, dan gaji Kepler dibayar jarang dan sedikit. Dia terpaksa mendapatkan wang tambahan dengan membuat horoskop. Kepler juga terpaksa menjalankan litigasi bertahun-tahun dengan waris Tycho Brahe, yang cuba merampas daripadanya, antara harta lain si mati, juga hasil pemerhatian astronomi. Akhirnya, kami berjaya membayarnya.
Sebagai seorang pemerhati yang sangat baik, Tycho Brahe menyusun karya yang banyak selama bertahun-tahun mengenai pemerhatian planet dan ratusan bintang, dan ketepatan ukurannya jauh lebih tinggi daripada semua pendahulunya. Untuk meningkatkan ketepatan, Brahe menggunakan kedua-dua penambahbaikan teknikal dan teknik khas untuk meneutralkan ralat pemerhatian. Sifat pengukuran yang sistematik amat berharga.
Selama beberapa tahun, Kepler mengkaji dengan teliti data Brahe dan, sebagai hasil analisis yang teliti, sampai pada kesimpulan bahawa trajektori Marikh bukanlah bulatan, tetapi elips, di salah satu fokus di mana Matahari terletak - kedudukan. dikenali hari ini sebagai Undang-undang pertama Kepler. Analisis itu membawa kepada hukum kedua(sebenarnya, undang-undang kedua ditemui sebelum yang pertama): vektor jejari yang menghubungkan planet dan Matahari menerangkan kawasan yang sama dalam masa yang sama. Ini bermakna semakin jauh planet dari Matahari, semakin perlahan ia bergerak.
Undang-undang Kepler telah dirumuskan oleh Kepler pada tahun 1609 dalam buku "Astronomi Baru", dan, demi berhati-hati, dia menggunakannya hanya untuk Marikh.
Model pergerakan baharu itu menimbulkan minat yang besar di kalangan saintis Copernican, walaupun tidak semua daripada mereka menerimanya. Galileo dengan tegas menolak elips Keplerian. Selepas kematian Kepler, Galileo berkata dalam sepucuk surat: "Saya sentiasa menghargai fikiran Kepler - tajam dan bebas, mungkin juga terlalu bebas, tetapi cara pemikiran kita berbeza sama sekali."
Pada tahun 1610, Galileo memberitahu Kepler tentang penemuan bulan Musytari. Kepler menyambut mesej ini dengan tidak percaya dan dalam karya polemiknya "Perbualan dengan Pengutus Bintang" dia memberikan bantahan yang agak lucu: "tidak jelas mengapa perlu ada [satelit] jika tidak ada sesiapa di planet ini yang boleh mengagumi tontonan ini. .” Tetapi kemudian, setelah menerima salinan teleskopnya, Kepler mengubah fikirannya, mengesahkan pemerhatian satelit dan dirinya mengambil teori kanta. Hasilnya ialah teleskop yang dipertingkatkan dan kerja asas Dioptrik.
Di Prague, Kepler mempunyai dua anak lelaki dan seorang anak perempuan. Pada tahun 1611, anak sulung Frederick meninggal dunia akibat cacar. Pada masa yang sama, Maharaja Rudolf II yang sakit mental, setelah kalah dalam perang dengan saudaranya sendiri Matthew, melepaskan mahkota Czech yang memihak kepadanya dan tidak lama kemudian meninggal dunia. Kepler mula bersedia untuk berpindah ke Linz, tetapi kemudian isterinya Barbara meninggal dunia selepas sakit yang lama.
Tahun lepas
Potret Kepler, 1627
Pada tahun 1612, setelah mengumpul dana yang sedikit, Kepler berpindah ke Linz, di mana dia tinggal selama 14 tahun. Jawatan ahli matematik dan astronomi mahkamah dikekalkan untuknya, tetapi dari segi pembayaran, maharaja baru ternyata tidak lebih baik daripada yang lama. Pengajaran dan horoskop membawa sedikit pendapatan.
Pada tahun 1613, Kepler berkahwin dengan anak perempuan seorang tukang kayu, Susanna yang berusia 24 tahun. Mereka mempunyai tujuh anak, empat terselamat.
Pada tahun 1615, Kepler menerima berita bahawa ibunya telah dituduh melakukan sihir. Tuduhan itu serius: musim sejuk lalu di Leonberg, tempat tinggal Katharina, 6 wanita dibakar di bawah artikel yang sama. Dakwaan itu mengandungi 49 perkara: komunikasi dengan syaitan, penghujatan, rasuah, necromancy, dll. Kepler menulis kepada pihak berkuasa bandar; Ibu itu pada mulanya dibebaskan, tetapi kemudian ditangkap semula. Siasatan berlangsung selama 5 tahun. Akhirnya, pada tahun 1620, perbicaraan bermula. Kepler sendiri bertindak sebagai pemain pertahanan, dan setahun kemudian wanita yang keletihan itu akhirnya dibebaskan. Tahun berikutnya dia meninggal dunia.
Sementara itu, Kepler meneruskan penyelidikan astronominya dan pada tahun 1618 menemuinya undang-undang ketiga: nisbah kubus jarak purata planet dari Matahari kepada kuasa dua tempoh revolusi mengelilingi Matahari ialah nilai tetap untuk semua planet: a³/T² = const. Kepler menerbitkan hasil ini dalam buku terakhirnya, "The Harmony of the World," dan menerapkannya bukan sahaja pada Marikh, tetapi juga kepada semua planet lain (termasuk, secara semula jadi, Bumi), dan juga pada satelit Galilea.
Mari kita ambil perhatian bahawa buku itu, bersama-sama dengan penemuan saintifik yang paling berharga, juga mengandungi perbincangan falsafah tentang "muzik sfera" dan pepejal Platonik, yang, menurut saintis, merupakan intipati estetik projek tertinggi alam semesta. .
Pada tahun 1626, semasa Perang Tiga Puluh Tahun, Linz telah dikepung dan tidak lama kemudian ditangkap. Penjarahan dan kebakaran bermula; Antara lain, rumah percetakan itu terbakar. Kepler berpindah ke Ulm dan pada tahun 1628 memasuki perkhidmatan Wallenstein.
Pada tahun 1630, Kepler pergi kepada maharaja di Regensburg untuk menerima sekurang-kurangnya sebahagian daripada gajinya. Dalam perjalanan dia diserang selsema teruk dan tidak lama kemudian meninggal dunia.
Selepas kematian Kepler, waris menerima: pakaian terpakai, 22 florin tunai, 29,000 florin dalam gaji belum dibayar, 27 manuskrip diterbitkan dan banyak yang tidak diterbitkan; mereka kemudiannya diterbitkan dalam koleksi 22 jilid.
Kematian Kepler tidak menamatkan kemalangannya. Pada penghujung Perang Tiga Puluh Tahun, tanah perkuburan tempat dia dikebumikan telah musnah sepenuhnya, dan tiada yang tinggal dari kuburnya. Sebahagian daripada arkib Kepler telah hilang. Pada tahun 1774, kebanyakan arkib (18 jilid daripada 22), atas cadangan Leonhard Euler, telah diperoleh oleh Akademi Sains St. Petersburg, dan kini disimpan di cawangan St. Petersburg arkib RAS.
Aktiviti saintifik
Albert Einstein memanggil Kepler "seorang lelaki yang tiada tandingan" dan menulis tentang nasibnya:
Dia hidup dalam era di mana masih tidak ada keyakinan tentang kewujudan beberapa corak umum untuk semua fenomena alam. Betapa mendalamnya kepercayaannya terhadap corak sedemikian, jika, bekerja sendirian, tidak disokong atau difahami oleh sesiapa pun, selama beberapa dekad dia mendapat kekuatan daripadanya untuk kajian empirikal yang sukar dan teliti tentang pergerakan planet dan undang-undang matematik pergerakan ini!
Hari ini, apabila tindakan saintifik ini telah dicapai, tiada siapa yang dapat menghargai sepenuhnya betapa banyak kepintaran, betapa banyak kerja keras dan kesabaran yang diperlukan untuk menemui undang-undang ini dan menyatakannya dengan begitu tepat.
Astronomi
Pada penghujung abad ke-16, masih terdapat perjuangan dalam astronomi antara sistem geosentrik Ptolemy dan sistem heliosentrik Copernicus. Penentang sistem Copernican berpendapat bahawa dari segi kesilapan pengiraan ia tidak lebih baik daripada sistem Ptolemaic. Marilah kita ingat bahawa dalam model Copernicus, planet-planet bergerak secara seragam dalam orbit bulat: untuk menyelaraskan andaian ini dengan ketidaksamaan jelas pergerakan planet, Copernicus terpaksa memperkenalkan pergerakan tambahan di sepanjang epicycles. Walaupun Copernicus mempunyai lebih sedikit epicycles daripada Ptolemy, jadual astronominya, pada mulanya lebih tepat daripada Ptolemy, tidak lama kemudian menyimpang dengan ketara daripada pemerhatian, yang membingungkan dan menyejukkan Copernicans yang bersemangat.
Tiga undang-undang pergerakan planet yang ditemui oleh Kepler sepenuhnya dan dengan ketepatan yang sangat baik menjelaskan ketidaksamaan jelas pergerakan ini. Daripada banyak epicycle yang direka cipta, model Kepler hanya merangkumi satu lengkung - elips. Undang-undang kedua menetapkan bagaimana kelajuan planet berubah apabila ia bergerak menjauh atau menghampiri Matahari, dan yang ketiga membolehkan kita mengira kelajuan ini dan tempoh revolusi mengelilingi Matahari.
Walaupun secara sejarah sistem dunia Keplerian adalah berdasarkan model Copernican, sebenarnya mereka mempunyai sedikit persamaan (hanya putaran harian Bumi). Pergerakan bulat sfera yang membawa planet hilang, dan konsep orbit planet muncul. Dalam sistem Copernicus, Bumi masih menduduki kedudukan yang agak istimewa, kerana Copernicus mengisytiharkan pusat orbit bumi sebagai pusat dunia. Menurut Kepler, Bumi adalah planet biasa, pergerakannya tertakluk kepada tiga undang-undang am. Semua orbit benda angkasa adalah elips (pergerakan sepanjang trajektori hiperbolik ditemui kemudian oleh Newton), tumpuan umum orbit ialah Matahari.
Kepler juga memperoleh "persamaan Kepler," yang digunakan dalam astronomi untuk menentukan kedudukan jasad angkasa.
Undang-undang kinematik planet, yang ditemui oleh Kepler, kemudiannya menjadi asas bagi Newton untuk mencipta teori graviti. Newton secara matematik membuktikan bahawa semua undang-undang Kepler adalah akibat langsung daripada undang-undang graviti.
Pandangan Kepler tentang struktur Alam Semesta di luar sistem suria berpunca daripada falsafah mistiknya. Dia percaya matahari tidak bergerak, dan menganggap sfera bintang sebagai sempadan dunia. Kepler tidak percaya pada infiniti Alam Semesta dan, sebagai hujah, mencadangkan (1610) apa yang kemudiannya dipanggil paradoks fotometrik: Jika bilangan bintang tidak terhingga, maka dalam mana-mana arah pandangan akan bertemu bintang, dan tidak akan ada kawasan gelap di langit.
Tegasnya, sistem dunia Kepler mendakwa bukan sahaja untuk mengenal pasti undang-undang pergerakan planet, tetapi juga untuk melakukan lebih banyak lagi. Seperti Pythagoreans, Kepler menganggap dunia sebagai realisasi keharmonian berangka tertentu, baik geometri dan muzik; mendedahkan struktur keharmonian ini akan memberikan jawapan kepada soalan yang paling mendalam:
Saya mendapati bahawa semua pergerakan cakerawala, secara keseluruhan dan dalam semua kes individu, disemai dengan keharmonian umum - tidak seperti yang saya harapkan, bagaimanapun, tetapi lebih sempurna.
Sebagai contoh, Kepler menerangkan mengapa terdapat tepat enam planet (pada masa itu hanya enam planet Sistem Suria diketahui) dan ia terletak di angkasa dengan cara ini dan bukan dengan cara lain: ternyata orbit planet-planet itu. tertulis dalam polyhedra biasa. Menariknya, berdasarkan pertimbangan tidak saintifik ini, Kepler meramalkan kewujudan dua bulan Marikh dan planet perantaraan antara Marikh dan Musytari.
Undang-undang Kepler menggabungkan kejelasan, kesederhanaan dan kuasa pengiraan, tetapi bentuk mistik sistem dunianya secara menyeluruh mencemarkan intipati sebenar penemuan hebat Kepler. Namun begitu, orang-orang sezaman dengan Kepler sudah yakin dengan ketepatan undang-undang baru itu, walaupun makna mendalamnya masih tidak jelas sehingga Newton. Tiada lagi percubaan dibuat untuk menghidupkan semula model Ptolemy atau mencadangkan sistem gerakan selain daripada sistem heliosentrik.
Kepler melakukan banyak untuk penerimaan kalendar Gregorian oleh Protestan (di Diet di Regensburg, 1613, dan di Aachen, 1615).
Kepler menjadi pengarang pembentangan luas pertama (dalam tiga jilid) astronomi Copernican ( Epitome Astronomiae Copernicanae, 1617-1622), yang segera menerima penghormatan untuk dimasukkan ke dalam "Indeks Buku Terlarang". Dalam buku ini, karya utamanya, Kepler memasukkan penerangan tentang semua penemuannya dalam astronomi.
Pada musim panas 1627, selepas 22 tahun bekerja, Kepler menerbitkan (dengan perbelanjaannya sendiri) jadual astronomi, yang dinamakannya "Rudolph" sebagai penghormatan kepada maharaja. Permintaan untuk mereka adalah sangat besar, kerana semua jadual sebelumnya telah lama menyimpang daripada pemerhatian. Adalah penting bahawa buat kali pertama kerja itu termasuk jadual logaritma yang mudah untuk pengiraan. Meja Keplerian berkhidmat kepada ahli astronomi dan kelasi sehingga awal abad ke-19.
Setahun selepas kematian Kepler, Gassendi memerhati laluan Utarid melintasi cakera Matahari, yang diramalkannya. Pada tahun 1665, ahli fizik dan astronomi Itali Giovanni Alfonso Borelli menerbitkan sebuah buku di mana undang-undang Kepler telah disahkan untuk bulan Musytari yang ditemui oleh Galileo.
Matematik
Kepler menemui cara untuk menentukan jumlah pelbagai badan revolusi, yang diterangkannya dalam buku "Stereometri Baru Barel Wain" (1615). Kaedah yang dicadangkannya mengandungi unsur pertama kalkulus kamiran. Cavalieri kemudiannya menggunakan pendekatan yang sama untuk membangunkan "kaedah tidak boleh dibahagikan" yang sangat bermanfaat. Penyelesaian proses ini adalah penemuan analisis matematik.
Di samping itu, Kepler menganalisis simetri kepingan salji dengan terperinci. Penyelidikan mengenai simetri membawanya kepada andaian tentang pembungkusan padat bola, yang mengikutnya ketumpatan pembungkusan tertinggi dicapai apabila bola disusun secara piramid di atas satu sama lain. Tidak mungkin untuk membuktikan fakta ini secara matematik selama 400 tahun - laporan pertama mengenai bukti hipotesis Kepler hanya muncul pada tahun 1998 dalam karya ahli matematik Thomas Hales. Kerja perintis Kepler dalam bidang simetri kemudiannya menemui aplikasi dalam kristalografi dan teori pengekodan.
Semasa penyelidikan astronominya, Kepler menyumbang kepada teori bahagian kon. Dia menyusun satu daripada jadual pertama logaritma.
Kepler pertama kali menggunakan istilah "min aritmetik."
Kepler juga memasuki sejarah geometri projektif: dia mula-mula memperkenalkan konsep yang paling penting titik pada infiniti. Beliau juga memperkenalkan konsep fokus bahagian kon dan mempertimbangkan transformasi projektif bahagian kon, termasuk yang menukar jenisnya - contohnya, mengubah elips menjadi hiperbola.
Mekanik dan fizik
Keplerlah yang memperkenalkan istilah inersia ke dalam fizik sebagai sifat semula jadi badan untuk menentang daya luaran yang digunakan. Pada masa yang sama, seperti Galileo, dia dengan jelas merumuskan undang-undang pertama mekanik: setiap jasad yang tidak digerakkan oleh badan lain berada dalam keadaan rehat atau mengalami gerakan linear seragam.
Kepler hampir menemui hukum graviti, walaupun dia tidak cuba menyatakannya secara matematik. Dia menulis dalam buku "Astronomi Baru" bahawa dalam alam semula jadi terdapat "keinginan tubuh bersama badan (berkaitan) yang serupa untuk perpaduan atau hubungan." Sumber daya ini, pada pendapatnya, adalah kemagnetan yang digabungkan dengan putaran Matahari dan planet di sekeliling paksinya.
Dalam buku lain, Kepler menjelaskan:
Saya mentakrifkan graviti sebagai daya yang serupa dengan kemagnetan - tarikan bersama. Semakin besar daya tarikan, semakin rapat kedua-dua badan antara satu sama lain.
Benar, Kepler tersilap percaya bahawa daya ini hanya meluas dalam satah ekliptik. Nampaknya dia percaya bahawa daya graviti adalah berkadar songsang dengan jarak (bukan kuasa dua jarak); namun, rumusannya tidak cukup jelas.
Kepler adalah yang pertama, hampir seratus tahun sebelum Newton, membuat hipotesis bahawa punca pasang surut adalah pengaruh Bulan pada lapisan atas lautan.
Optik
Pada tahun 1604, Kepler menerbitkan risalah komprehensif mengenai optik, Penambahan kepada Vitellius, dan pada tahun 1611 buku lain, Dioptrics. Sejarah optik sebagai sains bermula dengan karya-karya ini. Dalam tulisan ini, Kepler menerangkan secara terperinci kedua-dua optik geometri dan fisiologi. Beliau menerangkan pembiasan cahaya, pembiasan dan konsep imej optik, teori umum kanta dan sistemnya. Memperkenalkan istilah "paksi optik" dan "meniscus", dan buat pertama kalinya merumuskan hukum pencahayaan jatuh berkadar songsang dengan kuasa dua jarak kepada sumber cahaya. Buat pertama kalinya dia menerangkan fenomena pantulan dalaman total cahaya apabila peralihan kepada medium yang kurang tumpat.
Mekanisme fisiologi penglihatan yang diterangkan olehnya, dari sudut pandangan moden, pada asasnya betul. Kepler mengetahui peranan kanta dan menerangkan dengan betul punca rabun dan rabun jauh.
Kefahaman mendalam Kepler terhadap undang-undang optik menyebabkan beliau mereka bentuk teleskop teleskop (teleskop Kepler), yang dibuat pada tahun 1613 oleh Christoph Scheiner. Menjelang 1640-an, teleskop sedemikian telah menggantikan teleskop Galileo yang kurang maju dalam astronomi.
Kepler dan astrologi
Sikap Kepler terhadap astrologi adalah ambivalen. Di satu pihak, dia mengandaikan bahawa duniawi dan syurgawi berada dalam beberapa jenis perpaduan yang harmoni dan saling berkaitan. Sebaliknya, dia ragu-ragu tentang kemungkinan menggunakan keharmonian ini untuk meramalkan peristiwa tertentu.
Kepler berkata: “Orang ramai keliru dalam menyangka bahawa urusan duniawi bergantung kepada benda-benda langit.” Satu lagi kenyataan jujurnya juga diketahui secara meluas:
Sudah tentu, astrologi ini adalah anak perempuan yang bodoh, tetapi, Tuhanku, ke manakah ibunya, ahli astronomi yang sangat bijak, jika dia tidak mempunyai anak perempuan yang bodoh! Dunia ini lebih bodoh dan bodoh sehingga untuk kepentingan ibu tua yang munasabah ini, anak perempuan yang bodoh itu mesti berbual dan berbohong. Dan gaji ahli matematik adalah sangat kecil sehingga ibu mungkin akan kelaparan jika anak perempuannya tidak mendapat apa-apa.
Namun begitu, Kepler tidak pernah putus dengan astrologi. Lebih-lebih lagi, dia mempunyai pandangannya sendiri tentang sifat astrologi, yang menjadikannya menonjol di kalangan ahli astrologi kontemporari. Dalam karyanya "The Harmony of the World," dia menyatakan bahawa "tidak ada penerang di langit yang membawa malang," tetapi jiwa manusia mampu "bergema" dengan sinaran cahaya yang terpancar dari benda-benda angkasa; ia membekas dalam ingat konfigurasi sinar ini pada saat kelahirannya. Planet-planet itu sendiri, dalam pandangan Kepler, adalah makhluk hidup yang dikurniakan jiwa individu.
