开普勒

出处：按学科分类—哲学、宗教 江西人民出版社《东西方哲学大辞典》第382页（1821字）

【生卒】：1571—1630年

【介绍】：

德国天文学家、天体物理学家、近代行星天文学的开创者。

1571年12月27日，开普勒生于德国威尔德斯塔特。1587年10月，他进入图宾根大学学习，在那里，他受到数学和天文学教授麦克尔·麦斯特林的很大影响，并了解了哥白尼的学说。1591年8月11日，开普勒在图宾根获硕士学位，以后他开始学习神学。1594年4月11日，开普勒到南奥地利格拉兹的卢瑟兰学院任数学教师，以后就开始了研究数学和天文学的生涯。

1596年，开普勒在他的第一部着作《宇宙的奥秘》(MysteriumCosmographicum)中论述了他发现的宇宙秘密：轨道的数目、大小和运动具有几何的性质。他把六大行星轨道之间的距离归结为8面体、20面体、12面体、4面体和6面体五种正多面体的内切和外接。这种思想很接近柏拉图的原子的几何形式的想法，完全出自一种对数的崇拜，是一种本质上错误的虚构的理论。但由于书中宣传了日心说，而且把宇宙的秩序归结为自然的和谐，因而在科学史上有很大影响。

1601年后，开普勒按照偏心圆日心体系去寻找火星的轨道。他建立了两个基本参照点；第一个是太阳，第二个是地日关系中的等分点，即在太阳和圆轨道中心连线上的一点，行星在圆轨道上相对于这点以均匀的角速度运动。开普勒试图用圆轨道与观测相合，但结果并不理想。经过多次试错，到1602年春，太阳中心的黄径误差已缩小到8弧分，这个精度大大高于托勒密和哥白尼的精度，他们的体系的误差允许范围是10弧分，但开普勒坚信第谷的观测资料是正确的，其精度在2弧分以内，由此他开始怀疑传统的圆轨道，“因为这8弧分是不能被忽略的，正是它使整个天文学走上了革新的道路。”

开普勒第一个把天体的模型与物理的原因结合起来研究，他认为位于轨道内的太阳应当提供保持行星运动的推动力。在哥白尼的日心体系中，行星运行的周期随离日距离的增大而延长，开普勒认为，矢径的长短和运行速度快慢之间的关系直接反映了太阳的驱动力随距离而减弱。1602年，他得出了现在所称的距离定律：“行星的轨道速度与它离日的距离成反比”。由此出发，在计算行星运动的角速度时，他又得出了面积定律：行星与太阳的连线(向径)在相同时间内扫过同等的面积。现在称为开普勒第二定律。把面积定律用于火星时也表现出有8弧分的差异，这使开普勒不得不重新开始研究。

重新从本均轮模型出发，开普勒采纳了土星的卵圆形轨道。经四年的计算和摸索及多次失败，至1605年他终于认识到“除了正椭圆外再没有其它的行星轨道形状有理由使物理的原则与经验相符了”。这样，他就得出了行星运动第一定律：行星的轨道是椭圆，太阳位于椭圆的一个焦点上。在1609年夏出版的《新天文学》(Astronomia nova)中，发表了他的这两个定律。

1619年，在他的《世界的和谐》(Harmonice mundi)中，又发表了他的行星运动第三定律：任意两行星运行周期时间平方之比恰为它们离日平均距离的立方之比。他将其称之为和谐定律。

开普勒的行星运动三定律是最早的现代意义上的“自然规律”，它不仅使哥白尼的太阳中心体系得到进一步的完善和巩固，而且为牛顿万有引力定律的提出和天体力学的进一步发展开辟了道路。由于开普勒的工作，终于彻底澄清了太阳系的空间位形，抛弃了本均轮，找到了最简单的世界体系。开普勒还于1604年10月通过观测发现了一颗新星，以后被命名为开普勒新星。在物理学方面，开普勒对光学也有一定的研究和贡献。

1630年11月15日，开普勒在德国雷根斯堡病逝。他的主要着作有《宇宙的奥秘》、《论新星》(De stella，1606)、《新天文学》、《世界的和谐》、《哥白尼天文学概要》(Epitome astronomiae Copernicanae，1618－1621)、《鲁道夫星表》(Tabulae Rudolphinae，1627)等。