开普勒三定律

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383页(800字)

又叫行星运动三定律,是德国天文学家开普勒于1609年和1619年先后提出的。

第一定律:行星沿椭圆轨道绕日运行,太阳位于椭圆的一个焦点上;第二定律:行星的向径(太阳中心与行星中心的连线)在相等的时间内扫过相等的面积;第三定律:任意两个行星绕日一周时间之比恰为它们离日平均距离的3/2次方之比。前两条定律发表在1609年出版的《新天文学》中,第三条定律发表在1619年出版的《世界的和谐》中。

开普勒第一定律表明,行星的运动不是走正圆轨道,而是椭圆轨道,从而破除了天体只沿完美的圆轨道运动的错误传统观念,彻底清除了宇宙理论体系中的本均轮,使天体结构变得简单而清晰。故第一定律又称为轨道定律。

第二定律说明行星的运动并非匀速,而是随离日距离的变化而变化的,它打破了天体只保持匀速运动的成见。它还表明,行星运动的线速度虽不均匀,面速度却是均匀的。开普勒认识到这是太阳发出的力随距离减弱的表现,从而提出了第二定律的物理意义的问题,后来为顿所解决。第二定律因而又称为面积定律。第三定律则更深刻地揭示了轨道大小与运行周期之间的内在联系。开普勒认为这个定律表现了宇宙的数的和谐,因此把它称为和谐定律,现在则把它称为周期定律。第三定律为牛顿发现万有引力定律创造了条件。

行星运动三定律是开普勒对科学发展的巨大贡献。

在好几个方面它都是科学思想史的转折点:(1)它们是最早的现代意义上的“自然规律”,是以数学的语言表达的、准确的、可以确证的陈述,它们反映了特殊现象的普遍的关系。(2)结束了统治人们思想两千年的天体沿圆轨道匀速运动的先验的学说。

(3)用自然的原因解释天体的运动,否定了神的推动,从而切断了天文学与神学的纽带。(4)推进了哥白尼革命,为经典力学的建立创造了条件。

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