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| 中外科学家发明家丛书：哥白尼 （十八） | 发布于:2014/10/11 | |
| 1596年，开普勒发表了他的第一部天文学论著《神秘的宇宙》。在这一 著作中，他提出了一个以五个等边立体的外接圆球的套件来说明行星之间的 数学关系的几何模型。在这个几何模型中，开普勒认为，行星的距离与它所 在的天层的天球壳的半径相关，而这些天球壳又与五个等边立体套件内接和 外切。这个模型没有也不可能真正揭示出行星轨道之间的数的关系，但却集 中表现了作为一个毕达哥拉斯主义者的开普勒的科学思想、科学方法和科学 追求。 1604年，开普勒发现了蛇天星座的超新星。这是当时发现的银河系的第 三颗超新星。由于开普勒历来具有浓厚的数理天文学兴趣，因此他逐渐把他 的研究重点从观测天文学转到数理天文学方面，试图建立一种新的宇宙的数 的和谐体系。开普勒本人既不相信托勒密的地心体系，也不相信帝谷的折衷 体系，而是坚持哥白尼的日心体系，坚持采用哥白尼的日心体系来作为数据 分析的理论基础。 开普勒的第一个工作是企图将火星的观测数据，归纳为它的运动规律。 开始他是以旧有的几何技巧表示行星的运动，后来他从许多物理的根据去研 究太阳怎样使行星维持在轨道上运行。经过多年的研究，1609年，开普勒出 版了一本题为《新天文学》的论著。在这一论著中，开普勒论述了他所发现 的行星运行的第一定律和第二定律。 行星运动第一定律是：每一行星都沿一椭圆轨道环绕太阳运行，而太阳 则处于椭圆的一个焦点上。由于第一定律主要是描述行星环绕太阳的运行轨 道，因此行星运动第一定律也称为行星运动的轨道定律。 行星运动的第二定律是：从太阳到行星所联接的直线在同等时间内扫过 同等的面积。行星运动第二定律是揭示行星的线速度不匀速的规律的，也称 为行星运动的面积定律。 发现行星的两个定律之后，开普勒并未就此止步。十年之后，开普勒于 1619年在其所著的《世界的和谐》这一新论著中，公布了他发现的行星运动 的第三定律：行星公转周期的平方等于它的对日平均距离的立方。第三定律 给计算行星运动的轨道和公转周期带来了极大的方便。更重要的是，第三定 律揭示了行星向径与公转周期之间的内在联系。因此，第三定律也称为行星 运动的周期定律。 行星运动三定律的发现，是对哥白尼日心学说的重大发展，因为行星运 动三定律不仅初步克服了哥白尼学说的历史局限，而且把哥白尼的日心学说 建立在更为完善的数理基础之上。这样，日心学说就从哥白尼体系发展到开 普勒体系这样一个新的发展阶段。 当开普勒宣布发现行星运动第一定律和第二定律，从而奠定日心学说的 数理基础时，在意大利，近代实验科学的伟大奠基者、开普勒的朋友伽利略 （1564—1642）也以天文望远镜的发朋为日心学说的确立和发展作出了重大 贡献。如果说，开普勒对日心学说的重大贡献在于为日心学说奠定了实在的 数理基础的话，那末伽利略对日心学说的主要贡献在于为日心学说奠定了直 接的实验基础。 |
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