約翰尼斯·開(kāi)普勒開(kāi)創(chuàng)的時(shí)代

人類獲得天體知識(shí)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(kāi)普勒

公元1 5 7 1年1 2月2 7日，約翰尼斯·開(kāi)普勒出生在神圣羅馬帝國(guó)符騰堡州的威爾德斯達(dá)特鎮(zhèn)，擁有德國(guó)國(guó)籍。他自幼體弱多病，家境窮困。但是，他以他那顯而易見(jiàn)的聰明才智為自己贏得了獎(jiǎng)學(xué)金，得以入讀蒂賓根大學(xué)神學(xué)院，學(xué)習(xí)路德教派相關(guān)的神學(xué)知識(shí)。在這里，他接觸到了哥白尼的學(xué)說(shuō)，并對(duì)此感到歡欣鼓舞。公元1 5 9 6年，當(dāng)他還在奧地利東南部的格拉茨市當(dāng)數(shù)學(xué)教師時(shí)，就撰寫了第一部著作——《宇宙的奧秘》。在這部公開(kāi)出版的書中，開(kāi)普勒直言不諱地捍衛(wèi)了哥白尼學(xué)說(shuō)。

開(kāi)普勒的家族屬于路德教派，他本人也堅(jiān)決擁護(hù)奧斯堡信條。但是，他對(duì)路德教派在“圣餐中圣體是否真實(shí)存在”這一問(wèn)題上所持的立場(chǎng)并不認(rèn)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(zhēng)”（1 6 1 8年—1 6 4 8年）期間沒(méi)有得到任何庇護(hù)。（“三十年戰(zhàn)爭(zhēng)”，又稱“宗教戰(zhàn)爭(zhēng)”，是由神圣羅馬帝國(guó)的內(nèi)戰(zhàn)演變而成的全歐洲參與的一次大規(guī)模國(guó)際戰(zhàn)爭(zhēng)。這場(chǎng)戰(zhàn)爭(zhēng)是歐洲各國(guó)爭(zhēng)奪利益、樹(shù)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(guó)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(zhēng)基本上是以德意志的新教諸侯和丹麥、瑞典、法國(guó)為一方，并得到荷蘭、英國(guó)、俄國(guó)的支持;神圣羅馬帝國(guó)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(jì)后期，神圣羅馬帝國(guó)日趨沒(méi)落，內(nèi)部諸侯林立、紛爭(zhēng)不斷，宗教改革運(yùn)動(dòng)之后又出現(xiàn)了天主教和新教的尖銳對(duì)立，加之周邊國(guó)家紛紛崛起，因此爆發(fā)了這場(chǎng)戰(zhàn)爭(zhēng)。）

由于他是路德教徒，卻反對(duì)宗教改革，開(kāi)普勒被迫辭去了他在格拉茨市的教學(xué)崗位，搬到布拉格市（現(xiàn)捷克共和國(guó)首都），與聞名遐邇的丹麥天文學(xué)家第谷·布拉赫共事。第谷指派開(kāi)普勒去分析他對(duì)火星的觀測(cè)數(shù)據(jù)。當(dāng)時(shí)，天文學(xué)家對(duì)火星位置的預(yù)測(cè)存在巨大的偏差，給觀測(cè)帶來(lái)諸多問(wèn)題。第谷的觀測(cè)數(shù)據(jù)是望遠(yuǎn)鏡發(fā)明之前能夠取得的最佳觀測(cè)數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)的精確度也足夠好，足以讓開(kāi)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(shí)。

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

公元1 6 1 2年，路德教徒被迫離開(kāi)布拉格，開(kāi)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(gè)兒子剛剛?cè)ナ馈９? 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(kāi)普勒曾寫道：“她用愛(ài)、謙遜的忠誠(chéng)、節(jié)儉持家、勤勞及給繼子們的愛(ài)俘獲了我。”公元1 6 1 9年，開(kāi)普勒出版了《世界的和諧》，提出了他的“第三定律”。（開(kāi)普勒行星運(yùn)動(dòng)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(yáng)之間平均距離的立方相等。）正是開(kāi)普勒的行星運(yùn)動(dòng)第三定律，引導(dǎo)牛頓得出了引力的定義，而不僅僅是一個(gè)蘋果那么簡(jiǎn)單。開(kāi)普勒可以說(shuō)是天體力學(xué)當(dāng)之無(wú)愧的奠基人。

盡管被迫多次易稿，但在公元1 6 2 1年，開(kāi)普勒還是設(shè)法出版了《哥白尼天文學(xué)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(shuō)的問(wèn)題。而后，開(kāi)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?duì)數(shù)進(jìn)行計(jì)算，開(kāi)普勒對(duì)對(duì)數(shù)做了進(jìn)一步的拓展，為人們提供了一個(gè)對(duì)數(shù)表，可以利用該表對(duì)行星在過(guò)去的任一時(shí)間以及未來(lái)某一天所處的位置進(jìn)行計(jì)算。開(kāi)普勒運(yùn)用該表計(jì)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(kāi)普勒逝世于雷根斯堡市（德國(guó)東南部城市）。由于“三十年戰(zhàn)爭(zhēng)”的影響，他的墳?zāi)乖谄湎略岷?年內(nèi)就遭到了破壞。雖然開(kāi)普勒體弱多病，但其思想和精神無(wú)比強(qiáng)大，他一生的研究都嚴(yán)謹(jǐn)忠實(shí)于數(shù)據(jù)。