約翰尼斯·開普勒是誰？

約翰尼斯·開普勒（Johannes Kepler）（27年1571月15日出生-1630年17月XNUMX日卒），德國天文學家，數學家和占星家。 他以開普勒的行星運動定律而聞名，該定律是他在XNUMX世紀的科學革命中根據他的作品《天文學新星》，《和諧蒙迪》和《哥白尼天文學綱要》親自創建的。 此外，這些研究為艾薩克·牛頓的萬有引力理論提供了基礎。

在他的職業生涯中，他在奧地利格拉茨的一家神學院教數學。 漢斯·烏爾里希·馮·艾肯貝格王子也是同一所學校的老師。 後來他成為天文學家第谷·布拉赫（Tycho Brahe）的助手。 後來的皇帝二世。 在魯道夫（Rudolf）時期，他被授予“帝國數學家”的頭銜，並擔任帝國官員以及他的兩個繼承人馬蒂亞斯（Matthias）和II。 他在費迪南德時代也處理過這些任務​​。 在此期間，他曾在林茨擔任瓦倫斯坦將軍的數學老師和顧問。 此外，他研究光學的基本科學原理。 他發明了改進型的“折射望遠鏡”，稱為“開普勒式望遠鏡”，並在同時居住的伽利略·伽利萊的望遠鏡發明中被提及。

開普勒生活在“天文學”和“天文學”之間沒有明顯區別的時代，但是“天文學”（人文學科中的數學分支）和“物理學”（自然哲學的分支）之間卻有著明顯的區別。 開普勒的學術著作包括宗教論證和邏輯學的發展。 正是他的個人信仰和信念使這一科學思想具有宗教內容。 根據這些個人信念和開普勒的信念，上帝按照神聖的上等智力計劃創造了世界和自然。 但根據開普勒（Kepler）的說法，上帝的超智能計劃可以用人類自然的思想來解釋。 開普勒將他的新天文學描述為“天體物理學”。 開普勒認為，“天體物理學”是對亞里士多德的“形而上學”的介紹，也是對亞里士多德的“論天堂”的補充。 因此，開普勒改變了古代的被稱為“天文學”的“物理宇宙學”科學，而將天文學視為普遍的數學物理學。

約翰內斯·開普勒於 27 年 1571 月 30 日福音傳道者約翰節當天出生於獨立帝國城市韋爾德斯塔特 (Weil der Stadt)。 這座城市位於現代德國巴登-符騰堡州的“斯圖加特地區”。 位於斯圖加特市中心以西XNUMX公里處。 他的祖父塞巴爾德·開普勒 (Sebald Kepler) 是一位旅店老闆，曾任該市市長。 但當約翰內斯出生時，開普勒的家庭（有兩個哥哥和兩個姐妹）開始走向衰落。 他的父親海因里希·開普勒（Heinrich Kepler）作為僱傭兵過著不穩定的生活，在約翰內斯五歲時離開了家庭，從此杳無音訊。 據信他死於荷蘭的“八十年戰爭”。 他的母親凱瑟琳娜·古登曼 (Katharina Güldenmann) 是一位旅店老闆的女兒，也是一位草藥學草藥學家和傳統醫生，收集並出售草藥作為治療傳統疾病和健康的藥物。 由於母親早產，喬南尼斯在嬰儿期和童年時期都非常虛弱、多病。 據報導，小時候，開普勒經常用他非凡的、神奇的深厚數學能力來招待旅館的顧客，在他祖父的旅館裡，他對向他提出數學問題和難題的顧客給出非常準時和準確的答案。

他很小的時候就認識了天文學，並畢生致力於。 當他六歲的時候，他的母親於1577年將他帶到一個高山上，觀察“ 1577年大彗星”，在歐洲和亞洲的許多國家都可以很清楚地看到它。 他還觀察了1580年9歲那年的月蝕事件，他寫道，他為此去了一個非常空曠的鄉村，所持的月球變得“非常紅”。 但是，由於開普勒童年時患有天花，他的手被禁用，眼睛也很弱。 由於這些健康障礙，在天文學領域擔任觀察員的機會受到限制。

開普勒於1589年從學術高中，拉丁學校和毛爾布隆的神學院畢業後，開始就讀於蒂賓根大學的蒂賓格基金會。 在那裡，他學習了維特斯·穆勒（VitusMüller）的哲學，以及Jacop Heerbrand的神學（他是維滕貝格大學的Philipp Melanchthonat的學生）。 Jacop Heerbrand曾向Michael Maestlin教授神學，直到1590年成為蒂賓根大學大臣。 由於他是一位非常優秀的數學家，開普勒立即在大學展示了自己的名字，因為當時安耶被認為是一位非常熟練的占星家星座翻譯專家，他著眼於大學朋友的星座，因此名聲大振。 在蒂賓根教授邁克爾·梅斯特林（Michael Maestlin）的教，下，他既了解了托勒密的地心地球中心論體系，又學習了哥白尼的日心行星運動體系。 當時他認為日心系統是合適的。 在大學舉行的一場科學辯論中，開普勒在理論上和宗教上為日心說的日心說系統辯護，並聲稱他在宇宙中運動的主要來源是太陽。 開普勒大學畢業後想成為一名新教牧師。 但是在大學學習結束時，即1594年25月XNUMX歲那年，開普勒被建議在格拉茨的基督教學校（這是一所非常負盛名的學術學校（後來改名為格拉茨大學））教授數學和天文學，並接受了這一教學職位。

宇宙

約翰內斯·開普勒（Johannes Kepler）的第一項基礎天文工作是《宇宙的神秘》（The Mysium Cosmographicum），這是他首次發表的關於哥白尼系統的辯護。 開普勒提出，19年1595月6日，他在格拉茨（Graz）任教時，土星和木星的周期性相交會出現在星座中。 開普勒注意到普通多邊形以精確的比例與一個書面的和定界的圓相連，他質疑這是宇宙的幾何基礎。 在找不到與他的天文觀測相符的多邊形陣列（額外的行星也加入了系統）之後，開普勒開始進行三維多面體實驗。 每個柏拉圖固體中的一個被獨特地書寫，並由球形天體界定，球形天體將這些固體互鎖並將它們包圍在球體中，每個天體產生6層（XNUMX個已知的行星水星，金星，地球，火星，木星和土星）。當整齊排列時，這些固體為八角形，二十面形，十二面體，規則四面體和立方體。 開普勒發現，這些球體以與每個行星軌道的大小成比例的一定間隔（在與天文觀測有關的精確限制內）位於圍繞太陽的圓中。 開普勒還為每個行星的軌道周期的長度開發了一個公式：從內行星到外行星的軌道周期的增加是球半徑的兩倍。 但是，開普勒後來認為該公式不確定。

如標題所述，開普勒認為上帝已經揭示了他對宇宙的幾何計劃。 開普勒對哥白尼體系的熱情很大一部分來自於他的神學信仰，即物理學與宗教觀點之間存在聯繫（宇宙是上帝的反射，太陽代表父，星系代表兒子，聖靈之間的空間）。 Mysterium Sketch包含擴展篇章，內容涉及支持地理中心論的日心論與聖經碎片的對賬。

神秘號於1596年印刷，開普勒進行了複印，並於1597年開始將其發送給著名的天文學家和支持者。 它沒有被廣泛閱讀，但是它使開普勒獲得了高水平天文學家的聲譽。 熱情的奉獻，堅決的支持者以及這位在格拉茨（Graz）保持職位的人為光顧此行打開了重要的大門。

儘管在後來的工作中對細節進行了修改，但開普勒從未放棄過《神秘世界》的柏拉圖主義多面體-球形宇宙學。 他後來的基礎天文學工作僅需要進行一些改進：通過計算行星軌道的離心率來計算更精確的內部和外部尺寸。 1621年，開普勒出版了第二版的改進版本，是Mysterium的一半，詳細介紹了第一版之後25年的更正和改進。

就神秘菌的影響而言，它可以看作是尼古拉·哥白尼在《革命》中提出的理論的第一次現代化。 在本書中哥白尼被提議為日心系統的先驅者時，他轉向托勒密儀器（偏心和偏心框架）來解釋行星軌道速度的變化。 他還參考了地球的軌道中心，以幫助計算而不是太陽，並且不會因托勒密偏離太多而使讀者困惑。 現代天文學在很大程度上要歸功於“宇宙宇宙學”，它是從托勒密主義理論中清除哥白尼體系遺蹟的第一步，除了主要論文中的缺點。

芭芭拉·穆勒（BarbaraMüller）和約翰內斯·開普勒（Johannes Kepler）

1595年23月，開普勒第一次見面，並開始與27歲的寡婦芭芭拉·米勒（BarbaraMüller）求婚，後者有一個年幼的女兒，名叫傑瑪·範·德維涅夫勒（Gemma van Dvijneveldt）。 繆勒（Müller）是她前夫遺產的繼承人，也是一家成功的磨坊老闆。 他的父親約伯斯特最初反對開普勒的貴族。 儘管他祖父的血統是繼承給他的，但他的貧窮是無法接受的。 Jobst Kepler在完成Mysterium後變柔和，但由於打印細節，他們的訂婚時間延長了。 但是組織這場婚姻的教堂工作人員以這份協議向米勒斯致敬。 芭芭拉（Barbara）和約翰內斯（Johannes）於1597年XNUMX月XNUMX日結婚。

結婚初期，開普勒育有兩個孩子（海因里希和蘇珊娜），但均死於嬰儿期。 1602年，他們的女兒（Susanna）； 1604年，他們的一個兒子（弗里德里希（Friedrich）） 1607年，他們的第二個兒子（路德維希（Ludwig））出生了。

其他研究

神秘事件發表後，在格拉茨學校的主管的幫助下，開普勒開始了一項雄心勃勃的計劃來開展這項工作。 他還計劃了四本書：宇宙的固定大小（太陽和五年）；以及行星及其運動； 行星的物理結構和地理結構的形成（特徵集中在地球上）； 天空對地球的影響包括大氣影響，氣象學和占星術。

其中包括Reimarus Ursus（Nicolaus ReimersBär）-皇帝數學家II。 他問天文學家，他將神秘之物寄給了魯道夫和他的競爭對手競爭對手第谷·布拉赫，以徵求他們的意見。 Ursus沒有直接回應，而是以Tychonic系統的名義將與開普一起的開普勒的信重新出版，以繼續他先前的爭議。 儘管有這樣的烙印，第谷還是開始同意開普勒，以苛刻但認可的批評來批評開普勒的體系。 出於某些異議，第谷從哥白尼那裡獲得了不准確的數值數據。 蒂喬和開普勒通過信函開始討論哥白尼理論中許多關於月球現象（特別是宗教能力）的天文學問題。 但是，如果沒有第谷（Tycho）更為精確的觀察，開普勒就無法解決這些問題。

相反，他將注意力轉向“和聲”，這是年代和音樂與數學和物理世界及其占星結果的數字關係。 他認識到地球有靈魂（太陽的本質並不能解釋地球是如何引起行星運動的），因此他開發了一種周到的系統，將占星學方面的天文距離與天氣和地球現象相結合。 新的宗教緊張局勢開始威脅到格拉茨的工作狀況，儘管直到1599年，由於可用數據的不確定性，重新進行的工作仍受到限制。 同年1月，第谷（Tycho）邀請開普勒（Kepler）前往布拉格； 1600年XNUMX月XNUMX日（在收到邀請之前），開普勒將自己的希望寄託在第谷的讚助下，該贊助可以解決這些哲學上甚至社會和經濟上的問題。

第谷·布拉赫（Tycho Brahe）的作品

4年1600月35日，開普勒在貝納特基納德吉澤魯（距離布拉格6公里）會面，在那裡，第谷·布拉赫（Tycho Brahe）和他的助手弗朗茨·滕納格爾（Franz Tengnagel）和隆戈蒙塔努斯·拉蒂喬（Longomontanus laTycho）進行了新的觀察。 在他之前兩個多月的時間裡，他仍然是客人，負責第谷對火星的觀測。 Tycho謹慎地研究了開普勒的數據，但是開普勒的理論思想給他留下了深刻的印象，並很快給了他更多的機會。 開普勒想用火星的數據在宇宙宇宙學中檢驗他的理論，但是他計算出這項工作將花費兩年的時間（除非他可以復制數據供自己使用）。 在約翰內斯·耶森紐斯（Johannes Jessenius）的幫助下，開普勒開始與Tycho談判更正式的商業交易，但是當開普勒於XNUMX月XNUMX日以憤怒的論點離開布拉格時，這筆交易結束了。 開普勒和第谷很快就和解，並於XNUMX月達成了薪資和住宿協議，開普勒回到家在格拉茨集會。

格拉茨的政治和宗教困境打破了開普勒希望迅速返回布拉赫的希望。 為了繼續他的天文工作，大公爵安排了與費迪南德的會晤。 最後，開普勒寫了一篇有關費迪南德的文章，他提出了一種基於力的理論來解釋月球運動：“在Terra inest virtus中，魯南ciet碼頭”（“世界上有一種力使月球運動”）。 儘管這篇文章並沒有使他在費迪南德的統治中佔有一席之地，但它詳細介紹了他10月XNUMX日在格拉茨使用的一種新方法來測量月蝕。 這些觀察結果為他研究光學定律在天文光學光譜中達到峰值的基礎。

2年1600月1601日，當他拒絕返回催化領域時，開普勒及其家人被流放到格拉茨。 幾個月後，開普勒（Kepler）回到布拉格，剩下的房子現在在那裡。 在24年的大部分時間裡，Tycho都直接為其提供了支持。 第谷的任務是觀察開普勒行星，並為第谷的對手寫棚子。 九月，第谷（Tycho）讓開普勒（Kepler）成為開普勒介紹給皇帝的一個新項目（魯道夫鹼表代替伊拉斯姆斯·萊因霍爾德（Erasmus Reinhold）的普魯特尼表的委託）的合夥人。 在第谷於1601年11月XNUMX日意外去世後的第二天，開普勒被任命為偉大的數學家繼承人，負責完成第谷的無盡工作。 在接下來的XNUMX年中，他作為一名偉大的數學家度過了人生中最高產的時期。

1604超新星

1604年1604月，出現了一顆新的明亮的夜晚星星（SN 1603），但開普勒直到他親自看到謠言後才相信。 開普勒開始系統地觀察諾瓦。 在占星術上，這標誌著他火熱的三角形在800年底的開始。 兩年後，開普勒（他還描述了De Stella Nova中的一顆新星）被作為一個占星家和數學家介紹給了皇帝。 開普勒在處理引起懷疑態度的占星學解釋時，談到了恆星的天文特性。 一顆新星的誕生意味著天堂的多變。 在附錄中，開普勒還討論了波蘭歷史學家Laurentius Suslyga的上一個年代表的工作：他假設Suslyga的接受表落後四年，然後計算出伯利恆之星將與前XNUMX年周期的第一個主要鏈接週期重合。

屈光度，So稿等工作

新星天文學完成後，許多開普勒研究都集中在製備魯道夫表，並基於該表建立了一個綜合的星曆表（特徵在於對恆星和行星位置的估計）。 此外，與意大利天文學家合作的嘗試也失敗了。 他的一些作品與年代有關，他還對占星術和災難做出了戲劇性的預測，例如Helisaeus Roeslin。

開普勒（Kepler）和羅斯林（Roeslin）發表了他進行進攻和反攻的系列，物理學家費瑟留斯（Feselius）發表了他的著作，以駁斥所有占星術和羅斯林的私人著作。 1610年代初期，伽利略伽利萊號（Galilea Galilei）用他強大的新望遠鏡發現了四顆繞木星運行的衛星。 在他對Sidereus Nuncius的報導發表後，伽利略喜歡開普勒的想法，以證明開普勒觀測的可靠性。 開普勒（Kepler）熱情洋溢地發表了一篇簡短的回复，《 Dissertatio cum Nuncio Sidereo》（與《星際通訊錄》） Sohbet).

他支持伽利略的觀測，並對宇宙學和占星術，天文學和光學望遠鏡以及伽利略發現的內容和意義提出了各種思考。 那年晚些時候，開普勒從伽利略號提供了更多的支持，發表了他自己關於“納拉維尤·德·約維斯·衛星衛星中的衛星”的望遠鏡觀測資料。 同樣，由於開普勒的失望，伽利略沒有發表有關天文學新星的任何反應。 聽到伽利略望遠鏡的望遠鏡發現之後，開普勒開始使用從歐內斯特科隆公爵借來的望遠鏡對望遠鏡光學進行實驗和理論研究。 手稿的結果於1610年1611月完成，並於XNUMX年以屈光度發布。

數學和物理研究

那年，作為新年的禮物，他為他的朋友馮·瓦克·瓦克費爾費爾斯男爵（Baron von Wackher Wackhenfels）撰寫了一份簡短的傳單，名為Strena Seu de Nive Sexangula（六角形的雪聖誕節禮物），他曾是一位老闆。 在這篇論文中，他發表了關於雪花的六邊形對稱性的第一個解釋，並將辯論擴展到了假設的對稱性原子物理基礎上，然後被人們稱為最有效佈置的陳述，這是包裝球的開普勒猜想。 開普勒是無限小數學應用的先驅之一，請參見連續性定律。

和諧蒙迪

開普勒深信幾何形狀在整個世界的裝飾中都是有創意的。 和諧試圖通過音樂來解釋自然世界的比例，尤其是在天文學和占星學上。

開普勒開始探索規則的多邊形和規則的實體，包括稱為開普勒實體的數字。 從那以後，他擴展了對音樂，天文學和氣象學的諧調分析； 和諧源自天神的聲音，而天文事件是這些音調與人類精神之間的相互作用。 5.在書的最後，開普勒討論了行星運動中的軌道速度和距太陽的軌道距離之間的關係。 其他天文學家也使用過類似的關係，但第谷通過他的數據和自己的天文學理論完善了它們的新物理意義。

開普勒說，在其他諧波中，行星運動的第三定律稱為。 儘管他給出了這一盛宴的日期（8年1618月1660日），但他沒有提供有關您如何得出此結論的任何詳細信息。 但是，直到XNUMX年代才意識到這種純粹的運動學規律對行星動力學的巨大意義。

開普勒天文學理論的採用

開普勒定律沒有立即通過。 有很多主要原因，包括伽利略和里內·笛卡爾（Rene Descartes），完全忽略開普勒的天文學新星。 許多太空學家，包括開普勒的老師，都反對開普勒進入物理學，包括天文學。 有人承認他處於可以接受的位置。 Ismael Boulliau接受了橢圓軌道，但取代了開普勒場定律。

許多太空科學家已經測試了開普勒理論及其各種修改形式，反天文觀測結果。 在1631年的水星過境事件中，開普勒對水星的測量值不確定，建議觀察員在規定的日期前後尋找每日的過境。 皮埃爾·加森迪（Pierre Gassendi）證實了開普勒（Kepler）的歷史預測。 這是水星過境的首次觀察。 但; 僅一個月後，由於魯道夫鹼表的不准確，他觀察金星過境的嘗試失敗了。 加森迪沒有意識到，包括巴黎在內的歐洲大部分地區都不可見。 耶利米·霍羅克斯（Jeremiah Horrocks）在1639年觀察金星的過渡，調整了開普勒模型的參數，該模型使用他自己的觀測值預測了過渡，然後在過渡觀測中構建了該儀器。 他仍然是開普勒模型的堅定擁護者。

整個歐洲的天文學家都讀過“哥白尼天文學摘要”，開普勒死後，這成為傳播開普勒思想的主要手段。 在1630至1650年間，最常用的天文學教科書被轉換為基於橢圓的天文學。 同樣，很少有科學家接受他的天體運動的物理基礎思想。 這導致了艾薩克·牛頓的《數學原理》（1687年），其中牛頓從基於力的萬有引力理論中得出了開普勒的行星運動定律。

歷史文化遺產

開普勒不僅在天文學和自然哲學的歷史發展中發揮了作用，而且在哲學和科學史學中也佔有重要地位。 開普勒及其運動定律成為天文學的中心。 例如; 吉恩·埃蒂安·蒙圖拉的《數學史》（1758年）和讓·巴蒂斯特·德蘭布雷的《天文學的現代史》（1821年）。浪漫主義時代的自然哲學家認為這些因素對他的成功至關重要。 歸納科學的影響史發現威廉·惠威爾·開普勒於1837年成為歸納科學天才的原型。 歸納科學哲學於1840年將Whewell Kepler視為科學方法最先進形式的體現。 同樣，恩斯特·弗朗里奇（Ernst Friendich）努力研究了阿佩爾特·開普勒（Apelt Kepler）的第一批手稿。

在Buyya Katherina收購Ruya Caricesi之後，開普勒成為“科學革命”的關鍵。 看到開普勒是數學，美學敏感性，物理觀念和神學統一系統的一部分，阿佩爾特就開普勒的生活和工作進行了首次擴展分析。 開普勒的許多現代翻譯版本將在19世紀末和20世紀初完成，Max Cospar的開普勒傳記於1948年出版。[43] 但是亞歷山大·科伊爾（Alexandre Koyre）在開普勒工作，他的歷史解釋中的第一個里程碑是開普勒的宇宙學和影響力。第一代科伊爾科學的專業歷史學家和其他人將``科學革命''描述為科學史上的中心事件，開普勒（也許）是革命的中心人物。已經定義。 Koyre一直是從古代世界觀向現代世界觀轉變的核心思想，而不是開普勒在其製度化過程中進行的實驗工作.1960年代以來，開普勒的占星術和氣象學，幾何方法，宗教觀點的作用，文學和修辭方法，文化和哲學。包括他的大量工作在內，他擴大了獎學金數額。 開普在科學革命中的地位引發了各種哲學和流行的辯論。 夢遊者（Sleepwalkers，1959）清楚地指出，凱普林（道德和神學）是革命的英雄。 查爾斯·桑德斯·皮爾斯（Charles Sanders Peirce），諾伍德·羅素·漢森（Norwood Russell Hanson），斯蒂芬·托爾明（Stephen Toulmin）和卡爾·波普爾（Karl Popper）等科學哲學家多次求助於Kep，因為他們在開普勒的著作中發現了不能混淆類比推理，證偽和許多其他哲學概念的例子。 物理學家沃爾夫岡·保利（Wolfgang Pauli）和羅伯特·弗德（Robert Fludd）之間的主要衝突是研究分析心理學對科學研究的影響的主題。 開普勒以科學現代化的象徵而廣受歡迎，卡爾·蘇根（Carl So gan）將他描述為第一位天體物理學家和最後一位科學占星家。

德國作曲家保羅·欣德米特（Paul Hindemith）創作了一部關於開普勒的歌劇，題為《和諧世界》（Die Harmonie der Welt），並創作了同名的交響曲。

10月10日，開普勒在奧地利的一枚銀質收藏家硬幣中出現了一個圖案，並留下了歷史遺產（XNUMX歐元的約翰內斯·開普勒銀幣。硬幣的背面是開普勒的肖像，他曾在格拉茨度過時光。硬幣的正面可能受到了Eggenberg堡壘的影響，在硬幣的前面是來自神秘世界的嵌套球體。

2009年，由於開普勒的貢獻，美國國家航空航天局（NASA）將一項重大的天文學項目任務稱為“開普勒任務”。

新西蘭的菲奧蘭國家公園（Fiorland National Park）擁有被稱為“開普勒山脈”的山脈，也被稱為三大步道開普勒步道。

由美國精神病教會（USA）決定在23月XNUMX日開普勒紀念日將宗教節日稱為教會日曆。