約翰尼斯·開普勒開創(chuàng)的時代

人類獲得天體知識的道路，就其精彩程度而言，絲毫不遜色于這些天體本身所具有的自然奇觀。

——約翰尼斯·開普勒

公元1 5 7 1年1 2月2 7日，約翰尼斯·開普勒出生在神圣羅馬帝國符騰堡州的威爾德斯達特鎮(zhèn)，擁有德國國籍。他自幼體弱多病，家境窮困。但是，他以他那顯而易見的聰明才智為自己贏得了獎學金，得以入讀蒂賓根大學神學院，學習路德教派相關(guān)的神學知識。在這里，他接觸到了哥白尼的學說，并對此感到歡欣鼓舞。公元1 5 9 6年，當他還在奧地利東南部的格拉茨市當數(shù)學教師時，就撰寫了第一部著作——《宇宙的奧秘》。在這部公開出版的書中，開普勒直言不諱地捍衛(wèi)了哥白尼學說。

開普勒的家族屬于路德教派，他本人也堅決擁護奧斯堡信條。但是，他對路德教派在“圣餐中圣體是否真實存在”這一問題上所持的立場并不認同，并且拒絕簽署《協(xié)和信條》。除此之外，他還拒絕皈依天主教，使他被路德教派和天主教雙雙排除在外，因此他在“三十年戰(zhàn)爭”（1 6 1 8年—1 6 4 8年）期間沒有得到任何庇護。（“三十年戰(zhàn)爭”，又稱“宗教戰(zhàn)爭”，是由神圣羅馬帝國的內(nèi)戰(zhàn)演變而成的全歐洲參與的一次大規(guī)模國際戰(zhàn)爭。這場戰(zhàn)爭是歐洲各國爭奪利益、樹立霸權(quán)以及宗教糾紛激化的產(chǎn)物，以波希米亞人民反抗奧地利帝國哈布斯堡王朝統(tǒng)治為肇始，最后以哈布斯堡王朝戰(zhàn)敗并簽訂《威斯特伐利亞和約》而告結(jié)束。戰(zhàn)爭基本上是以德意志的新教諸侯和丹麥、瑞典、法國為一方，并得到荷蘭、英國、俄國的支持;神圣羅馬帝國皇帝、德意志天主教諸侯和西班牙為另一方，并得到教皇和波蘭的支持。中世紀后期，神圣羅馬帝國日趨沒落，內(nèi)部諸侯林立、紛爭不斷，宗教改革運動之后又出現(xiàn)了天主教和新教的尖銳對立，加之周邊國家紛紛崛起，因此爆發(fā)了這場戰(zhàn)爭。）

由于他是路德教徒，卻反對宗教改革，開普勒被迫辭去了他在格拉茨市的教學崗位，搬到布拉格市（現(xiàn)捷克共和國首都），與聞名遐邇的丹麥天文學家第谷·布拉赫共事。第谷指派開普勒去分析他對火星的觀測數(shù)據(jù)。當時，天文學家對火星位置的預(yù)測存在巨大的偏差，給觀測帶來諸多問題。第谷的觀測數(shù)據(jù)是望遠鏡發(fā)明之前能夠取得的最佳觀測數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)的精確度也足夠好，足以讓開普勒向人們演示火星軌道是如何完美地符合橢圓形這一事實。

公元1 6 0 1年第谷逝世后，開普勒繼承了第谷的職位，任神圣羅馬帝國皇帝魯?shù)婪蚨赖牡蹏鴶?shù)學家。公元1 6 0 2年，開普勒在嘗試計算地球在其軌道上的位置時，發(fā)現(xiàn)地球在運行中掃過的面積，是由太陽和地球的軌道決定的。公元1 6 0 9年，開普勒出版了《新天文學》，在書中他描述了自己的發(fā)現(xiàn)?，F(xiàn)在，這些發(fā)現(xiàn)被稱為開普勒有關(guān)行星運動的第一和第二定律。（開普勒第一定律：橢圓定律，也叫軌道定律，即行星沿橢圓軌道運動，太陽則位于橢圓軌道兩個焦點中的一個焦點上。開普勒第二定律：面積定律，即在相同時間內(nèi)，太陽和運動著的行星的連線所掃過的面積都是相等的。）這正是這部著作的重要之處，一個最基本的自然法則。“這是人類歷史上第一部記述一位科學家是如何通過大量不完整的數(shù)據(jù)提煉出一個具有超越性的精確理論的鴻篇巨制?！監(jiān). 金格里奇在《約翰尼斯·開普勒的新天文學》的前言中這樣說道?，F(xiàn)在，我們將這一做法稱為“科學方法”。（科學方法是指通過中立地收集數(shù)據(jù)而形成一種假設(shè)理論，再付之實證檢驗的研究方法。）

公元1 6 1 2年，路德教徒被迫離開布拉格，開普勒也因此搬到了奧地利北部的林茨市。而在此前不久，他的第一任妻子和兩個兒子剛剛?cè)ナ?。公? 6 1 3年1 0月3 0日，他選擇了2 4歲的貧家女蘇珊娜·羅伊特林格。開普勒曾寫道：“她用愛、謙遜的忠誠、節(jié)儉持家、勤勞及給繼子們的愛俘獲了我。”公元1 6 1 9年，開普勒出版了《世界的和諧》，提出了他的“第三定律”。（開普勒行星運動第三定律：調(diào)和定律，即所有行星公轉(zhuǎn)周期的平方與它們同太陽之間平均距離的立方相等。）正是開普勒的行星運動第三定律，引導牛頓得出了引力的定義，而不僅僅是一個蘋果那么簡單。開普勒可以說是天體力學當之無愧的奠基人。

盡管被迫多次易稿，但在公元1 6 2 1年，開普勒還是設(shè)法出版了《哥白尼天文學概要》。該書是他最具影響力的著作，系統(tǒng)地討論了所有關(guān)于日心說的問題。而后，開普勒繼續(xù)投入《魯?shù)婪蛐潜怼返闹谱髦小Ｓ捎谠谥谱餍潜淼墓ぷ髦邪ㄊ褂脤?shù)進行計算，開普勒對對數(shù)做了進一步的拓展，為人們提供了一個對數(shù)表，可以利用該表對行星在過去的任一時間以及未來某一天所處的位置進行計算。開普勒運用該表計算出了水星和金星的兩次凌日，但他在有生之年未能目睹這一盛事。

公元1630年，約翰尼斯·開普勒逝世于雷根斯堡市（德國東南部城市）。由于“三十年戰(zhàn)爭”的影響，他的墳?zāi)乖谄湎略岷?年內(nèi)就遭到了破壞。雖然開普勒體弱多病，但其思想和精神無比強大，他一生的研究都嚴謹忠實于數(shù)據(jù)。