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开普勒星球有氧气吗(从迷信占星术到打开现代物理学的大门)

开普勒星球有氧气吗(从迷信占星术到打开现代物理学的大门)同一年代,有位丹麦的贵族,叫第谷,因为钱多没处花,弄了很多设备,没事儿也喜欢看看星星,他总是说开普勒啊你用哥白尼的数据是不准的……并且邀请开普勒和他一起研究。大学毕业后的开普勒没有担任圣职,而是到奥地利的一个中学教数学,开普勒讲课很模糊,总是喜欢加入自己的联想,不多一年,他的学生就差不多跑光了,但是他才不care,那时的开普勒一直执着于构建完美的多面体模型(柏拉图式的多面体-球体宇宙学说),即将走火入魔……早在公元前三百多年前,古希腊天文学家阿里斯塔克(Aristarkhos)就提出了日心说,而在当时更加有名的托勒密认为地球是宇宙的中心,托勒密的理论统治了地球接近1800年,直到哥白尼重新提出了日心说。开普勒就出生在哥白尼提出日心说之后,当时正值宗教改革,开普勒小时候被送到教会和神学院学习,在教会里是个不同于其他孩子的天才,他热爱天文学,希望读懂上帝的心思。开普勒认为几何学是最为神圣的,几

几千年前,人们认为行星的运动会影响国王、朝代的更替,朝廷官方会雇佣研究和观测星星运动的专家,也就是“占星师”。除了官方的占星师,其他人随便研究占星是不行的,为什么呢?因为推翻一个政体最好的办法是用占星学预言它会垮台。而观测到灾星或者预言错误的占星师可能面临被处死的惩罚。

直到今天,占星学还是影响着我们生活的方方面面,例如灾难(Disaster)这个词,希腊语的意思是“bad star”。

打开网页随便搜索“占星”,你会发现数不清的关于占星学的条目,现在我们理解的占星学,基本上是认为行星会影响人类的性格和命运——你出生时行星所在的星座,对的前途有深远的影响;比如木星代表帝王的威严和仁慈的性格,土星(gravedigger)象征不信任、猜疑和邪恶,火星象征战士,有好斗的属性。

但上过中学的我们都知道,行星的运动早已不在神秘,现在的我们可以精确计算每个行星的轨道和运动规律,占星师(占星算命那种伪科学除外)这个职业不复存在,而把我们从神秘的星空中带出来的最后一位占星师——开普勒,宣告了天体物理学的开始。

开普勒星球有氧气吗(从迷信占星术到打开现代物理学的大门)(1)

早在公元前三百多年前,古希腊天文学家阿里斯塔克(Aristarkhos)就提出了日心说,而在当时更加有名的托勒密认为地球是宇宙的中心,托勒密的理论统治了地球接近1800年,直到哥白尼重新提出了日心说。

开普勒就出生在哥白尼提出日心说之后,当时正值宗教改革,开普勒小时候被送到教会和神学院学习,在教会里是个不同于其他孩子的天才,他热爱天文学,希望读懂上帝的心思。

开普勒认为几何学是最为神圣的,几何学从创始之前就存在,是上帝创造世界的模型。

大学毕业后的开普勒没有担任圣职,而是到奥地利的一个中学教数学,开普勒讲课很模糊,总是喜欢加入自己的联想,不多一年,他的学生就差不多跑光了,但是他才不care,那时的开普勒一直执着于构建完美的多面体模型(柏拉图式的多面体-球体宇宙学说),即将走火入魔……

开普勒星球有氧气吗(从迷信占星术到打开现代物理学的大门)(2)

同一年代,有位丹麦的贵族,叫第谷,因为钱多没处花,弄了很多设备,没事儿也喜欢看看星星,他总是说开普勒啊你用哥白尼的数据是不准的……并且邀请开普勒和他一起研究。

开普勒本来是拒绝的,但是1598年,天主教复辟镇压异教徒,不皈依天主教的人将被流放,开普勒选择了被流放,这时他才接受了第谷的要求,去做第谷那里做研究。

开普勒以客人的身份来到第谷家,一脸懵逼,因为第谷跟他想象中的观测家不一样啊……第谷家里时时刻刻都是各种亲朋好友和食客在开party,第谷也是每天都在吃吃吃,根本没想着搞研究啊……

而开普勒并不想寻欢作乐,他只想看第谷的研究和数据,但第谷对开普勒心怀戒备,一直将自己的观测资料藏着掖着。

在当时,第谷是观测家,开普勒是理论家,现代科学正是需要观测和理论的结合,和第谷和开普勒之间的摩擦和矛盾使他们无法合作,在一次激烈的争吵后,开普勒一气之下就走了。

虽然他们很快和解,第谷跟开普勒正式达成雇佣关系,但是由于政治原因当时开普勒没法回去工作,而是去宫廷做了一段时间占星师,期间,第谷突然死于暴饮暴食,临死前他说:别让我徒然一生。

(布拉格的第谷和开普勒纪念碑)

开普勒星球有氧气吗(从迷信占星术到打开现代物理学的大门)(3)

第谷死后,开普勒从他家人那里继承第谷的观测资料,他通过从地球上观测火星和其他行星运动的规律,套入他的宇宙模型中去计算,总是有误差,怎么算都不对,他很失望,发现上帝并不是完美的几何学家啊摔!

后来他终于确认了行星的运动轨道是椭圆形的,在这个模型里,太阳不是轨道的圆心,而是椭圆的一个焦点。

随后他发布了著名开普勒三定律:

1 行星在椭圆轨道运转,太阳在椭圆的一个焦点上

2. 行星在单位时间内扫过的面积相等;

3. 行星运转周期的平方,与距太阳的距离的立方,成正比。

开普勒的第三定律也被称为宇宙和谐定律:这是人类历史上第一次精确并且量化的掌握了行星运动规律。

开普勒发现第三定律后的不久,战争爆发,开普勒失去了妻子和一个孩子,又成为了难民。在开普勒生活的中世纪,他的故乡每一年就有3个女性被当做巫师而杀害,开普勒的妈妈是草药师,1615年,因为被人声称她的药让人中毒而被抓;而开普勒以第一人称视角写从月亮上观察地球的一本书——历史上最早的科幻小说——《梦》里面写到妈妈用咒语送自己上了月球的桥段也引发了针对他母亲的审判;他母亲被囚禁了14个月后才被释放。

开普勒生活在欧洲最动荡的时期,他自己两次成为宗教运动和战争的难民。

作为一个小男孩,开普勒就被宇宙的壮丽所吸引,他一生都在寻找和谐宇宙的规律,年轻时期他认为上帝基于完美的几何学构造宇宙,然而通过对第谷观测资料的计算,他发现行星运动轨道并不是完美的圆形而是椭圆形,当开普勒发现自己研究的结果,与自己的理想预期不符合的时候,他接受了这个差异,这就是所谓的科学精神。

开普勒无法从他生活的现实中找到和谐,但是他的三个行星运动规律,代表了宇宙真正的和谐。开普勒相信相信上帝用智慧创造世界,人只要透过自然理性之光,也可理解上帝创造的计划。

开普勒之前,人类对宇宙的规律知之甚少,开普勒是第一个用数学的语言去研究宇宙的人,他改变了一切,后来的研究让我们发现更多的宇宙规律。

开普勒于1630年11月15日去世,并安葬在那里;它安葬的地点在瑞典军队毁坏墓地之后不再存在。只有他自创的墓志铭还流传下来:

Mensus eram coelos nunc terrae metior umbras

Mens coelestis erat corporis umbra iacet.

“我曾测天高,今欲量地深。”

“我的灵魂来自上天,凡俗肉体归于此地。”

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