約翰尼斯·開普勒開創的時代

公元1 5 7 1年1 2月2 7日，約翰尼斯·開普勒出生在神聖羅馬帝國符騰堡州的威爾德斯達特鎮，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，學習路德教派相關的神學知識。在這裡，他接觸到了哥白尼的學說，並對此感到歡欣鼓舞。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了哥白尼學說。

開普勒的家族屬於路德教派，他本人也堅決擁護奧斯堡信條。但是，他對路德教派在「聖餐中聖體是否真實存在」這一問題上所持的立場並不認同，並且拒絕簽署《協和信條》。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。（「三十年戰爭」，又稱「宗教戰爭」，是由神聖羅馬帝國的內戰演變而成的全歐洲參與的一次大規模國際戰爭。這場戰爭是歐洲各國爭奪利益、樹立霸權以及宗教糾紛激化的產物，以波希米亞人民反抗奧地利帝國哈布斯堡王朝統治為肇始，最後以哈布斯堡王朝戰敗並簽訂《威斯特伐利亞和約》而告結束。戰爭基本上是以德意志的新教諸侯和丹麥、瑞典、法國為一方，並得到荷蘭、英國、俄國的支持；神聖羅馬帝國皇帝、德意志天主教諸侯和西班牙為另一方，並得到教皇和波蘭的支持。中世紀後期，神聖羅馬帝國日趨沒落，內部諸侯林立、紛爭不斷，宗教改革運動之後又出現了天主教和新教的尖銳對立，加之周邊國家紛紛崛起，因此爆發了這場戰爭。）

由於他是路德教徒，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據。當時，天文學家對火星位置的預測存在巨大的偏差，給觀測帶來諸多問題。第谷的觀測數據是望遠鏡發明之前能夠取得的最佳觀測數據。這些數據的精確度也足夠好，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年第谷逝世後，開普勒繼承了第谷的職位，任神聖羅馬帝國皇帝魯道夫二世的帝國數學家。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，發現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現。現在，這些發現被稱為開普勒有關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，太陽則位於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，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據提煉出一個具有超越性的精確理論的鴻篇巨製。」O. 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。現在，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據而形成一種假設理論，再付之實證檢驗的研究方法。）

圖中每一部分的面積都是相等的

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去世。公元1 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：調和定律，即所有行星公轉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麼簡單。開普勒可以說是天體力學當之無愧的奠基人。

開普勒繪製的太陽系模型

儘管被迫多次易稿，但在公元1 6 2 1年，開普勒還是設法出版了《哥白尼天文學概要》。該書是他最具影響力的著作，系統地討論了所有關於日心說的問題。而後，開普勒繼續投入《魯道夫星表》的製作中。由於在製作星表的工作中包括使用對數進行計算，開普勒對對數做了進一步的拓展，為人們提供了一個對數表，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·開普勒逝世於雷根斯堡市（德國東南部城市）。由於「三十年戰爭」的影響，他的墳墓在其下葬後2年內就遭到了破壞。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於數據。

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