Предшественники новоевропейской космологии: Иоганн Кеплер [ Редагувати ]
Предшественники новоевропейской космологии: Иоганн Кеплер
Н
емецкий астроном Иоганн Кеплер родился 27 декабря 1571 в Вейль-дер-Штаде, позднее вошедшем в княжество Вюртемберг. Окончив церковную школу в Альдерберге, в 1586 поступил в высшее духовное училище при Маульборнском монастыре. В 1589 был принят в Тюбингенский университет, где в течение трех лет изучал теологию, математику и философию. Астрономию в университете читал М.Местлин, который давал Кеплеру частные уроки и познакомил его с теорией Коперника. В 1591 Кеплер защитил магистерскую диссертацию, в 1593 окончил университет и был рекомендован на должность профессора математики в гимназии Граца (Верхняя Штирия). Здесь с 1594 читал лекции по астрономии. В 1596 вышло в свет его первое сочинение Тайна Вселенной (Prodromus dissertationum mathematicarum continens mysterium cosmographicum, 1596), в котором Кеплер попытался найти соотношения между элементами планетных орбит. Это сочинение привлекло внимание Тихо Браге, который пригласил Кеплера в качестве помощника для обработки результатов наблюдений за планетами. Сотрудничество астрономов продолжалось около двух лет, вплоть до смерти Тихо Браге 24 октября 1601. Вскоре император Рудольф II назначил Кеплера на должность придворного математика, которую он занимал до конца жизни.Еще при жизни Тихо Браге Кеплер предпринимал попытки математического описания закономерностей движения планеты Марс в рамках существовавших тогда теорий (Птолемея, Тихо Браге, Коперника). В результате долгих размышлений Кеплер пришел к эмпирическим законам движения планет (законы Кеплера). Согласно первым двум, планеты обращаются вокруг Солнца по эллиптическим орбитам, в фокусе которых располагается светило; радиус-вектор каждой планеты заметает равные площади за равные промежутки времени. Эти результаты были опубликованы в книге Новая астрономия
(Astronomia Nova, 1609), ставшей в один ряд с De Revolutionibus Коперника и Principia Ньютона.Сама идея гелиоцентрической системы мира была предложена еще Аристархом, считавшим, что все планеты движутся с постоянной скоростью вокруг Солнца. Однако его теория противоречила наблюдениям, что вынудило Птолемея разработать сложную геометрическую систему эксцентрических окружностей и эпициклов. Спустя 14 столетий Коперник попытался включить некоторые геометрические идеи Птолемея (эксцентрические окружности) в систему Аристарха, считая, что движения планет должны быть равномерными и круговыми. И только Кеплер понял, что орбиты имеют форму эллипса и планеты движутся по ним с угловой скоростью, обратно пропорциональной квадрату расстояния от Солнца. Эти законы в пределах точности наблюдений полностью согласовывались с данными Тихо Браге, а обнаруженные позже небольшие расхождения были объяснены в рамках ньютоновой механики.
Публикация Новой астрономии и почти одновременное изобретение телескопа ознаменовали наступление новой эры. Эти события стали поворотной точкой в жизни и научной карьере Кеплера. После смерти Рудольфа II положение ученого при дворе в Праге становилось все более неопределенным. Поэтому он обратился к новому императору за разрешением временно занять пост математика провинции Верхняя Австрия в Линце, где провел следующие 15 лет. Главным достижением Кеплера в этот период стало открытие третьего закона движения планет: квадраты периодов обращения планет соотносятся как кубы больших полуосей их эллиптических орбит. Этот закон был сформулирован в сочинении Гармония мира
(De Harmonice Mundi, 1619). Следующие 9 лет Кеплер трудился над составлением таблиц положения планет, основанных на новых законах их движения.Работал также в области астрономии, механики, оптики, математики. Используя наблюдения Тихо Браге и свои собственные, открыл законы движения планет (три закона Кеплера). Два первых закона изложил в трактате "Новая астрономия"(1609), а третий - в трактате "Гармония Мира"(1619). Был активным сторонником учения Н.Коперника и своими работами способствовал его утверждению и развитию.
Велик вклад Кеплера в оптику. В трактате "Дополнения к Виталлию", вышедшем в 1604, были изложены основы новой оптики и дан механизм видения. Создал теорию изображения с учётом геометрического построения, разрушив хитроумную теорию своих предшественников, и предложил свою схему видения, по которой лучи света, испускаемые телами, преломляются в преломляющей среде глаза и создают изображение на сетчатке, что приводит к физиолого-психологическому процессу, завершающемуся субъективным восприятием внешнего мира. В 1604 сформулировал закон обратно пропорциональной зависимости между освещённостью и квадратом расстояния до источника света.
Известен как конструктор телескопа (так называемая зрительная труба Кеплера, состоящая из двух двояковыпуклых линз), описанного в трактате "Диоптрика" (1611). В его трактатах также описаны приближённый закон преломления, явление полного внутреннего отражения, даны формула линзы, условия зрения. У Кеплера находим также идею тяготения (1609) и мысль о том, что причиной приливов и отливов в океанах является Луна. Предложил понятие силы как причины ускорения.
События Тридцатилетней войны и религиозные преследования вынудили Кеплера в 1626 бежать в Ульм. Не имея средств к существованию, он в 1628 поступил астрологом на службу к имперскому полководцу Валленштейну. Последней крупной работой Кеплера стали задуманные еще Тихо Браге планетные таблицы, опубликованные в Ульме в 1629 под названием Рудольфовы таблицы
(Tabulae Rudolphianae). Осенью 1630 Кеплер отправился в Регенсбург, где заседал сейм, в надежде добиться постановления о выдаче ему постоянного жалованья.Умер Кеплер в Регенсбурге 15 ноября 1630.
