Johannes Kepler - težka usoda talentov. Keplerjeva astronomija Osnovne ideje Johannesa Keplerja

Johannes Kepler je izjemen nemški znanstvenik, ki je vse v življenju dosegel zahvaljujoč izjemni vztrajnosti in odločnosti. Razcvet znanstvenikove dejavnosti se je zgodil med naporno tridesetletno vojno. Toda niti opustošenje niti revščina nista mogli preprečiti nesebičnega služenja. Kepler je sprejel udarce usode in kljub neugodnim okoliščinam, ki so ga spremljale skozi njegovo kratko življenje, nesebično delal in dajal svetu odkritja.

Johannes Kepler se je rodil 27. decembra 1571 v mestecu Weil der Stadt. Njegov oče je bil na Nizozemskem položaj burgomastra, pogosto je potoval po svetu in bil le redko doma. Ko je sin dopolnil osemnajst let, je oče odšel po službeni dolžnosti in se nikoli več ni pojavil doma. Dečkova mama Katarina je bila lastnica gostilne. Vedeževala je tudi.

Johanna je astronomija začela zanimati že od otroštva, natančneje od 6. leta. Odkar je videl padec kometa in malo kasneje, leta 1580, lunin mrk, je radovedni deček ugotovil, da želi svoje življenje povezati s preučevanjem zvezd.

Otroštvo mladega Keplerja je zaznamovalo slabo zdravje in pomanjkanje ustrezne oskrbe. Starši se niso preveč ukvarjali z otrokovo izobrazbo, pri 7 letih so dečka vpisali v osnovno šolo in šele po maturi se je postavilo vprašanje, kam sina poslati na nadaljnje šolanje. Takrat oče ni več živel z njima, družina ni imela denarja, mladenič pa zaradi zdravstvenih razlogov ni mogel opravljati fizičnega dela. V takih okoliščinah je bil mladenič tako rekoč obsojen na izbiro duhovne kariere.

Leta 1584 je Johann vstopil v nižje semenišče, ki ga je po 2 letih diplomiral in takoj postal študent višjega semenišča v Maulbronnu. Kot sposobnemu dijaku mu je mesto omogočilo mesečni internat, kar je Keplerju močno pomagalo pri študiju v srednji šoli – kjer je želel. Leta 1591 je postal študent visokošolske ustanove v mestu Tübingen in začel študij na filozofski fakulteti (takrat sta to vključevali matematiko in astronomijo). Tam izve za obstoj svetovnega sistema, ki ga je razvil Nikolaj Kopernik.

Sprva je Kepler načrtoval, da bo duhovnik, vendar so ga leta 1594 povabili za poučevanja matematike na Univerzo v Gradcu v Avstriji in naslednjih 6 let je tam delal.

Leta 1596 je izšla Johannova prva knjiga, ki jo je poimenoval "Skrivnost sveta". V tem zanimivem delu avtor dokazuje netrivialno razmišljanje, ko poskuša odkriti harmonijo vesolja z "naselitvijo" 5 planetov v poliedre. V avtorjevi domišljiji planetarne orbite ustrezajo geometrijsko pravilnim figuram, vgrajenim ena v drugo. Na primer, Saturn je predstavil v obliki krogle, kocka je ustrezala Jupitru, tetraeder pa je postal lik Marsa.

Leto pozneje se je Johann poročil z Barbaro Müller von Muhleck, za katero je bil to drugi zakon. Njen prvi mož je umrl, žena pa je ostala mlada vdova. Po neuspelih poskusih pridobitve potomstva (dva otroka sta umrla v povojih) in valu preganjanja protestantov je Kepler, ki je bil uvrščen na seznam heretikov, naglo zapustil Avstrijo.

Leta 1600 se je astronom naselil v Pragi. Mesto ni bilo izbrano naključno, tu je živel Tycho Brahe (isti Tycho Brahe, ki mu je Kepler poslal svoje prvo delo), astrolog na cesarskem dvoru, ki je delno delil njegove ideje in simpatiziral z mladim znanstvenikom. Ko je leto pozneje Brahe umrl, je njegovo mesto prevzel Kepler. Zdi se, kot da je Johann po smrti prijatelja zadel "temno črto" v svojem življenju. Ne samo, da je bil proračun zaradi nestabilnih razmer v državi omejen in je znanstvenik neredno prejemal plačila, pojavili so se tudi dediči Tycha Braheja. Zahtevali so njegov znanstveni razvoj in Johann se je moral oddolžiti od znatne vsote denarja, plačane kot nadomestilo.

Leta 1604 je znanstvenik objavil svoja opazovanja supernove, ki danes nosi njegovo ime.

Kljub temu je bil Brahe odličen opazovalec in je zapustil veliko rokopisov o astronomiji, ki jih je Johann v naslednjih nekaj letih skrbno analiziral. Zdaj se mu zdi, da je v svojem delu "Skrivnost sveta" delal napake, na primer Mars ne ustreza krogu, ampak elipsi. Kepler je po natančni analizi zapiskov svojega pokojnega tovariša oblikoval astronomske zakone in jih leta 1609 objavil v knjigi »Nova astronomija«.

V desetletju, ki sta ga preživela v Pragi, so se paru rodili trije otroci, toda leta 1611 je epidemija črnih koz zahtevala življenje najstarejšega sina Friderika. Kmalu po dolgi bolezni je umrl tudi Johannov zvesti spremljevalec.

Leta 1612 se je Kepler preselil v Linz in prevzel mesto astrologa pri cesarju, vendar še vedno ni imel dovolj sredstev za preživetje. Leto kasneje se poroči z mizarjevo hčerjo, ki je bila takrat stara komaj 24 let. V skupnem življenju so se jima rodili štirje otroci.

Leta 1615 je Kepler prejel grozljive informacije - njegova mati je bila obtožena čarovništva. Takratna obtožba je bila zelo resna, zato je bilo veliko žensk usmrčenih s sežigom. Johann se zavzame za svojo mamo. Preiskava traja več let, na sojenju je sam zagovornik, kmalu pa je utrujena in izčrpana ženska izpuščena. Po enem letu življenja je umrla.

Leta 1816 je Kepler formuliral tretji zakon in ga objavil v razširjeni različici svoje knjige.

Leto 1626 je zaznamovalo obleganje in zavzetje mesta Linz, kjer je živel znanstvenik, in se preselil v Ulm. Zaradi tegob vojnega časa je na celotnem območju vladalo razdejanje in opustošenje. Ko se je Kepler znašel v težkem položaju – denarja je katastrofalno primanjkovalo – je moral k cesarju s prošnjo za izplačilo pripadajoče plače. Na poti v Regensburg se je močno prehladil, kar ga je pripeljalo v grob. To se je zgodilo leta 1630, znanstvenik ni bil star niti šestdeset let.

Toda tudi po njegovi smrti so se nesreče nadaljevale. Po 30-letni vojni je bilo pokopališče, kjer je bil njegov grob, popolnoma uničeno. O pokopih ni več sledi. Še huje, po požarih je polovica znanstvenikovih zapisov izginila brez sledu. Vse, kar je ostalo od njegovih opazovanj, je leta 1774 kupila Sanktpeterburška akademija znanosti in do danes se Keplerjeva zapuščina nahaja v Sankt Peterburgu, rokopise si je mogoče ogledati v izvirniku.

Nadarjeni vizionar Johannes Kepler, evropski srednjeveški matematik, slavni mehanik in astronom, ki se je zanimal za optiko in se navduševal nad astrologijo, je svojim potomcem podaril številne zamisli in odkritja.

Kepler je oblikoval tri zakone gibanja planetov. Prvi je rekel, da je njihova pot elipsa. Drugi zakon je dokazal, da se hitrost nebesnih teles pri približevanju soncu spremeni, tretji zakon je pomagal izračunati to hitrost. Pri preučevanju sistema sveta je Johann za osnovo vzel kopernikanski model, vendar se je med delom skoraj popolnoma oddaljil od njega, zato imata pojma tako malo skupnega.

"Keplerjeva enačba", ki jo je izpeljal, se še vedno uporablja v astronomiji za določanje položaja nebesnih teles. Kasneje je zakone planetarne kinematike, ki jih je odkril raziskovalec, Newton vzel kot osnovo za svojo teorijo gravitacije. Poleg tega je Johannes Kepler avtor prve predstavitve »kopernikanske astronomije«. Pred tem je bila ta knjiga, sestavljena iz treh zvezkov, dolga leta prepovedana.

Poleg preučevanja nebesnih teles je veliko pozornosti posvetil matematiki in oblikoval metodo za določanje prostornine rotacijskih teles, ki jo je opisal v svojem delu "Nova stereometrija vinskih sodov". Knjiga je izšla leta 1615. Vseboval je že prve elemente integralnega računa. Poleg naštetega je Kepler svojim sodobnikom prvi predstavil tabelo logaritmov. Bil je prvi, ki je uporabil izraz "aritmetična sredina".

Z imenom Johannesa Keplerja je povezan tudi koncept »vztrajnosti«, ki se danes uporablja v fiziki. Prav on je dokazal, da ima telo sposobnost upreti se zunanji sili. Kljub dejstvu, da se je del zanimanja srednjeveškega znanstvenika razširil na astrologijo, so njegovo ime in ideje znani vsem sodobnim matematikom, fizikom in astronomom, znanstveni dosežki pa stoletja kasneje niso izgubili svojega pomena.

Bila je močna pesniška domišljija, kot vidimo iz hipotez, ki jih postavlja v svojih velikih astronomskih stvaritvah. Vendar je razlikoval svoje predpostavke od pozitivnih resnic, ki jih je odkril. Ni enega oddelka matematičnih znanosti tistega časa, ki ga ne bi napredoval. Kepler je ljubeče sprejemal vsako odkritje, vsako novo razumno misel drugih znanstvenikov in bil odličen v ločevanju resnice od zmote. Pravilno je ocenil pomen logaritmov, ki jih je v začetku 17. stoletja izumil škotski matematik Lord Napier. Spoznal je, da je z njihovo pomočjo enostavno delati izračune, ki bi bili brez njih zaradi njihove kompleksnosti težki; zato sem naredil novo izdajo logaritmov z razlagalnim uvodom; Zahvaljujoč temu so logaritmi hitro prišli v splošno uporabo. V geometriji je Kepler prišel do odkritij, ki so jo premaknila veliko naprej. Razvil je koncepte in metode, ki so rešili številne probleme, ki so bili pred njim nerešljivi, in utrla se je pot odkritju diferencialnega računa. Videl je, da je treba raziskati nekatera vprašanja optike, da bi astronomska opazovanja očistil netočnosti, ki jo je vanje vnesel lom svetlobnih žarkov v atmosferi, in da bi razjasnil zakone delovanja takrat izumljenega teleskopa. Kepler je dal rešitve na ta vprašanja v optičnem delu svoje astronomske razprave in v Dioptriki. Odkril je pravi potek procesa vida našega očesa. Postavil je pravilne temelje teoriji o delovanju teleskopa. Natančnega zakona o lomu žarkov ni mogel najti, je pa našel koncept o njem tako blizu resnici, da je zadostoval za razlago delovanja optičnih instrumentov. Na podlagi teh študij je Johannes Kepler predlagal nov teleskop, ki naj bi bil po njegovem mnenju najboljši za astronomska opazovanja. Teleskop te naprave, imenovan Keplerian, je ostal v uporabi do začetka 20. stoletja. (Izum teleskopa je bil po vsej verjetnosti plod naključja; zgodbe o njem so različne, a vsi se strinjajo, da je bil narejen v Middelburgu na Nizozemskem. Galileo je bil prvi, ki je teleskop uporabljal za astronomska opazovanja, vendar zakoni delovanje tega instrumenta je postalo jasno šele po zaslugi Keplerjevih raziskav.)

Portret Johannesa Keplerja, 1610

Keplerjevi zakoni

Največje od nesmrtnih odkritij tega znanstvenika je tisto, katerega bistvo je oblikoval v sklepih, poimenovanih po njegovem imenu Keplerjevi zakoni. Razkrili so idejo Kopernik v svojem polnem pomenu in pokazala svojo temeljitost; sestavljali so fazo prehoda v zgodovini astronomije od preprostega poznavanja dejstev do njihove razlage. Ta faza, skozi katero so šle ali morajo na koncu preiti vse veje naravoslovja, je sestavljena iz iskanja glavnih skupnih značilnosti v zapletenem toku pojavov. Kopernik je dal pravi koncept zgradbe sončnega sistema; Kepler je odkril osnovne zakone planetarne rotacije.

Že Kopernik je opazil, da obstajajo nepravilnosti v gibanju planetov, ki jih ni mogoče razložiti s sprejetjem planetarnih orbit kot krogov, v središču katerih je sonce; menil pa je, da je treba kot obliko tirnic vzeti krožnico in neenakosti v gibanju planetov v njihovih tirnicah razlagal s predpostavko, da sonce ni v središču teh krožnic. Kepler z opazovanjem Tycho Brahe Videl sem, da so bile neenakosti v gibanju še posebej velike na Marsu. Začel jih je preučevati in ugotovil, da jih Kopernikova predpostavka ne pojasnjuje v celoti. Z nizom globokih študij in genialnih premislekov je končno prišel do odkritja, da je prava oblika Marsove orbite elipsa. To odkritje, ki se je izkazalo za resnično za vse druge planete, se imenuje prvi Keplerjev zakon. Izraža se s formulo: planeti se vrtijo okoli sonca v elipsi, v enem od žarišč katere se nahaja sonce. Drugi Keplerjev zakon določa razlike v hitrosti orbitalnega gibanja planeta na različnih delih te poti; pravi, da so površine, ki jih opisuje rotacija črte, ki poteka od sonca proti planetu, in se imenuje radij vektor v elipsi, enake v enakih časih. Tako dlje kot je planet od žarišča, v katerem stoji sonce, krajša bo dolžina poti, ki jo prepotuje v določenem času, na primer eni uri, saj daljši kot je trikotnik, manjša je njegova širina v primerjavi z trikotnik z enako površino na krajši dolžini. Tretji zakon, ki ga je odkril Johannes Kepler, določa razmerje med časom kroženja planetov okoli sonca in njihovo oddaljenostjo od njega. To je navedeno v drugem delu znanstvenika, imenovanem "Harmonija vesolja", in je izraženo z besedami: kvadrati časov revolucije različnih planetov so v enakem razmerju med seboj kot kocke teh črt. njihovih orbit, ki se imenujejo velike pol osi teh elips.

Kepler in odkritje zakona univerzalne gravitacije

Tudi tisti del astronomije, ki obsega računanje opazovanj, je močno napredoval s Keplerjevimi deli; to je storil tako, da je sestavil tako imenovane Rudolfove tabele, ki jih je izdal leta 1627 in jih poimenoval Rudolf v čast takrat vladajočega cesarja. Te tabele so zbirka opazovanj, ki sta jih opravila Tycho Brahe in sam Kepler, ter izračunov, ki jih je iz njih naredil Kepler; to delo je zahtevalo ogromno časa in železne volje za izvedbo.

Ideje Johannesa Keplerja o razlogu, zaradi katerega se planeti gibljejo po zakonih, ki jih je odkril, so neverjetne v svoji genialnosti. Že prej je predvidel, kar je kasneje dokazal Newton, in razložil vrtenje planetov s kombinacijo sile njihovega tangentnega gibanja s silo, ki jih privlači k soncu, in prišel do prepričanja, da je ta centripetalna sila enaka se imenuje gravitacija. Tako le ni imel gradiva, da bi našel zakon delovanja sile vesoljne gravitacije in svoje mnenje potrdil s točnimi dokazi, kakor je pozneje storil Newton; vendar je že ugotovil, da je vzrok za vrtenje planetov sila univerzalne gravitacije. Kepler pravi: »Gravitacija je le medsebojna privlačnost teles, da se približujejo drug drugemu. Težka telesa na zemlji težijo k središču sferičnega telesa, katerega deli so, in če zemlja ne bi bila sferična, potem telesa ne bi padala navpično proti njeni površini. Če luna in zemlja ne bi bili obdržani na sedanji razdalji zaradi lunine težnje, da se giblje vzdolž tangente svoje orbite, bi padli ena na drugo; "Luna bi prepotovala približno tri četrtine te razdalje, Zemlja pa četrtino te razdalje, ob predpostavki, da sta obe enake gostote." – Kepler je tudi ugotovil, da je vzrok za plimovanje in oseko privlačnost lune, ki spreminja gladino oceana. Ta odkritja kažejo na njegovo izjemno moč duha.

Romantika in mistika pri Keplerju

Kljub izredno visoki znanstveni vrednosti Keplerjevih del veje vanje tudi dih poetičnega duha. Kepler rad, tako kot Pitagorejci in Platon, združuje rezultate resnih raziskav s fantastičnimi mislimi o harmoniji števil in razdalj. Ta težnja ga je včasih zapletla v mnenja, ki so se izkazala za nezdružljiva z resnico, vendar služi kot nov dokaz ustvarjalne moči njegove domišljije. Fantastične misli je razvil predvsem v tistih delih, imenovanih »O skrivnosti zgradbe vesolja«, »Harmonija vesolja« in »Keplerjeve sanje«.

Službene obveznosti so prisilile Keplerja, da se je ukvarjal z astrološkimi izračuni. Kot profesor matematike v Gradcu je moral vsako leto sestaviti koledar; koledar pa naj bi po tedanji navadi dajal astrološke napovedi o vremenu, vojni in miru. Kepler je to dolžnost opravljal zelo prebrisano: dobro je proučil pravila astrologije, da je lahko svojim napovedim dal obliko, ki se je od njih zahtevala, napovedoval pa je s skrbnim premislekom o verjetnostih in s pronicljivostjo svojega uma pogosto tudi uspešno napovedoval. To mu je kot astrologu prineslo veliko slavo in mnogi najpomembnejši ljudje v Avstriji so mu naročili izdelavo njihovih horoskopov. Ob koncu svojega življenja je bil Kepler astrolog pod Wallensteinom, ki je verjel v astrologijo. Vendar je sam govoril o nezanesljivosti svojih napovedi in v njegovih pismih je marsikje razvidno, da je pravilno razmišljal o astrološkem vraževerju, ki je prevladovalo v njegovem času. Na primer, pravi: »Gospod Bog, kaj bi se zgodilo z razumno astronomijo, če ne bi imela s seboj svoje neumne hčerinske astrologije. Plače matematikov so tako majhne, da bi mati verjetno trpela lakoto, če hči ne bi ničesar pridobila.«

(nem. Johannes Kepler) - izjemen nemški matematik, astronom, optik in astrolog. Odkril je zakone gibanja planetov.

Johannes Kepler se je rodil 27. decembra 1571 v Weil der Stadtu, predmestju Stuttgarta (Baden-Württemberg). Njegov oče je služil kot plačanec na španski Nizozemski. Ko je bil mladenič star 18 let, je njegov oče odšel na nov pohod in za vedno izginil. Keplerjeva mati Katharina Kepler je vodila gostilno in honorarno delala kot vedeževalka in zeliščarka.

Leta 1589 je Kepler končal šolo v samostanu Maulbronn, kjer je pokazal izjemne sposobnosti. Mestne oblasti so mu za pomoč pri nadaljnjem študiju podelile štipendijo.

Leta 1591 se je vpisal na univerzo v Tübingenu – najprej na filozofsko fakulteto, ki je takrat vključevala matematiko in astronomijo, nato pa se je preselil na teološko fakulteto. Tu je prvič slišal za ideje Nikolaja Kopernika in njegov heliocentrični sistem sveta in takoj postal njihov privrženec.

Zaradi svojih izrednih matematičnih sposobnosti je bil Johannes Kepler leta 1594 povabljen, da predava matematiko na univerzi v Gradcu (zdaj v Avstriji).

Kepler je v Gradcu preživel 6 let. Tu je izšla njegova prva knjiga »Skrivnost sveta« (Mysterium Cosmographicum) (1596). V njej je Kepler poskušal najti skrivno harmonijo vesolja. To delo je po nadaljnjih Keplerjevih odkritjih izgubilo svoj prvotni pomen, čeprav le zato, ker se je izkazalo, da orbite planetov niso krožne. Kljub temu je Kepler do konca svojega življenja verjel v obstoj skrite matematične harmonije vesolja in leta 1621 ponovno izdal Skrivnost sveta ter vanjo vnesel številne spremembe in dopolnitve.

Leta 1597 se je Kepler poročil z vdovo Barbaro Müller von Muleck. Njuna prva dva otroka sta umrla v otroštvu, žena pa je zbolela za epilepsijo. Še več, v katoliškem Gradcu se začne preganjanje protestantov. Kepler je vključen na seznam izgnanih "heretikov" in je prisiljen zapustiti mesto.

Johannes Kepler je sprejel povabilo slavnega danskega astronoma Tycha Braheja, ki se je takrat preselil v Prago in služil kot dvorni astronom in astrolog cesarja Rudolfa II. Leta 1600 Kepler prispe v Prago. Deset let, preživetih tukaj, je bilo najbolj plodno obdobje njegovega življenja.

Po Brahejevi smrti leta 1601 ga je na položaju nasledil Kepler. Cesarjeva zakladnica je bila zaradi neskončnih vojn nenehno prazna. Keplerjeva plača je bila izplačana redko in skromno. Dodaten denar je prisiljen zaslužiti s sestavljanjem horoskopov.

Johannes Kepler je več let natančno preučeval podatke astronoma Tycha Braheja in na podlagi natančne analize prišel do zaključka, da pot Marsa ni krog, temveč elipsa, v enem od žarišč katere je Sonce - položaj, ki je danes znan kot prvi Keplerjev zakon.

Kot rezultat nadaljnje analize je Kepler odkril drugi zakon: radij vektor, ki povezuje planet in Sonce, opisuje enaki površini v enakih časih. To je pomenilo, da dlje kot je planet od Sonca, počasneje se premika.

Oba zakona je formuliral Kepler leta 1609 v knjigi »Nova astronomija« in ju je, zaradi previdnosti, uporabil samo za Mars.

Objava Nove astronomije in skoraj istočasni izum teleskopa sta zaznamovala prihod nove dobe. Ti dogodki so pomenili prelomnico v Keplerjevem življenju in znanstveni karieri.

Po smrti cesarja Rudolfa II. je položaj Johannesa Keplerja v Pragi postajal vse bolj negotov. Na novega cesarja se je obrnil za dovoljenje, da začasno prevzame mesto matematika dežele Gornje Avstrije v Linzu, kjer je preživel naslednjih 15 let.

Leta 1618 je znanstvenik odkril tretji Keplerjev zakon - razmerje med kubikom povprečne razdalje planeta od Sonca in kvadratom njegove dobe kroženja okoli Sonca je konstantna vrednost za vse planete: a³/T² = konst. Kepler je ta rezultat objavil v svoji zadnji knjigi "Harmonija sveta" in ga uporabil ne le za Mars, ampak tudi za vse druge planete (vključno seveda z Zemljo), pa tudi za Galilejeve satelite. Tako je veliki nemški astronom Johannes Kepler odkril zakon gibanja planetov.

Naslednjih 9 let je Kepler delal na sestavljanju tabel planetarnih položajev na podlagi novih zakonov njihovega gibanja. Dogodki tridesetletne vojne in versko preganjanje so prisilili Keplerja, da je leta 1626 pobegnil v Ulm. Ker ni imel sredstev za preživetje, je leta 1628 kot astrolog vstopil v službo cesarskega poveljnika Wallensteina. Keplerjevo zadnje večje delo so bile planetarne tabele, ki si jih je zamislil Tycho Brahe in so bile objavljene v Ulmu leta 1629 pod naslovom Rudolfove tabele.

Johannes Kepler se ni ukvarjal samo s preučevanjem planetarnih revolucij, zanimala so ga tudi druga vprašanja astronomije. Njegovo pozornost so še posebej pritegnili kometi. Ko je opazil, da so repi kometov vedno obrnjeni stran od Sonca, je Kepler to uganil repi nastanejo pod vplivom sončne svetlobe. Takrat ni bilo nič znanega o naravi sončnega sevanja in zgradbi kometov. Šele v drugi polovici 19. stoletja in v 20. stoletju je bilo ugotovljeno, da je nastanek kometnih repov dejansko povezan s sevanjem Sonca.

Znanstvenik je umrl med potovanjem v Regensburg 15. novembra 1630, ko je zaman poskušal dobiti vsaj del plače, ki mu jo je dolga leta dolgovala cesarska blagajna.

Keplerjevo delo pri ustvarjanju nebesne mehanike je imelo ključno vlogo pri uveljavitvi in razvoju Kopernikovih naukov. Utrl je pot nadaljnjim raziskavam, zlasti Newtonovemu odkritju zakona univerzalne gravitacije.

Keplerjevi zakoni še vedno ohranjajo svoj pomen. Ko so se naučili upoštevati interakcijo nebesnih teles, jih znanstveniki uporabljajo ne le za izračun gibanja naravnih nebesnih teles, ampak, kar je najpomembneje, umetnih, kot so vesoljske ladje, katerih nastanku in izboljšanju je priča naša generacija.

Keplerju pripisujejo ogromne zasluge za razvoj našega znanja o sončnem sistemu.. Znanstveniki naslednjih generacij, ki so cenili pomen Keplerjevih del Imenovali so ga "zakonodajalec nebes", saj je prav on odkril zakone, po katerih poteka gibanje nebesnih teles v sončnem sistemu.

Keplerjevi zakoni veljajo enako za kateri koli planetarni sistem kjerkoli v vesolju. Astronomi, ki vedno znova iščejo nove planetarne sisteme v vesolju, Za izračun parametrov tirnic oddaljenih planetov se uporabljajo Keplerjeve enačbe, čeprav jih ne morejo neposredno opazovati.

Kmalu po Kopernikovi smrti so astronomi na podlagi njegovega sistema sveta sestavili tabele gibanja planetov. Te tabele so se bolje ujemale z opazovanji kot prejšnje tabele, sestavljene po Ptolomeju. Toda čez nekaj časa so astronomi odkrili neskladje med temi tabelami in opazovalnimi podatki o gibanju nebesnih teles.

Naprednim znanstvenikom je bilo jasno, da so Kopernikovi nauki pravilni, vendar je bilo treba globlje preučiti in razjasniti zakone gibanja planetov. Ta problem je rešil veliki nemški znanstvenik Kepler.

Johannes Kepler se je rodil 27. decembra 1571 v mestecu Weil blizu Stuttgarta. Kepler se je rodil v revni družini, zato mu je z velikimi težavami uspelo diplomirati in leta 1589 vstopiti na univerzo v Tübingenu. Tu je navdušeno študiral matematiko in astronomijo. Njegov učitelj, profesor Mestlin, je bil skrivaj Kopernikov sledilec. Seveda je na univerzi Mestlin poučeval astronomijo po Ptolomeju, doma pa je svojega študenta seznanil z osnovami novega učenja. In kmalu je Kepler postal vnet in prepričan zagovornik Kopernikove teorije.

Za razliko od Mestlina Kepler ni skrival svojih nazorov in prepričanj. Odprta propaganda Kopernikovih naukov mu je zelo kmalu nakopala sovraštvo domačih teologov. Še pred diplomo na univerzi, leta 1594, je bil Johann poslan kot učitelj matematike na protestantsko šolo v Gradcu, glavnem mestu avstrijske dežele Štajerske.

Že leta 1596 je objavil »Kozmografsko skrivnost«, kjer je ob sprejemanju Kopernikovega sklepa o osrednji legi Sonca v planetarnem sistemu poskušal najti povezavo med razdaljami planetnih orbit in polmeri krogel, v katere pravilni poliedri so bili vpisani v določenem vrstnem redu in okoli katerih so bili opisani. Kljub temu, da je to Keplerjevo delo še vedno ostalo zgled šolske, kvazi znanstvene modrosti, je avtorju prineslo slavo. Slavni danski astronom opazovalec Tycho Brahe, ki je bil skeptičen do same sheme, je mlademu znanstveniku poklonil samostojno razmišljanje, njegovo poznavanje astronomije, umetnost in vztrajnost pri izračunih ter izrazil željo po srečanju z njim. Srečanje, ki je bilo kasneje, je bilo izjemnega pomena za nadaljnji razvoj astronomije.

Leta 1600 je Brahe, ki je prispel v Prago, ponudil Johannu službo svojega pomočnika za opazovanje neba in astronomske izračune. Malo pred tem je bil Brahe prisiljen zapustiti svojo domovino Dansko in observatorij, ki ga je tam zgradil in kjer je četrt stoletja izvajal astronomska opazovanja. Ta observatorij je bil opremljen z najboljšimi merilnimi instrumenti, sam Brahe pa je bil spreten opazovalec.

Ko je danski kralj Braheju odvzel sredstva za vzdrževanje observatorija, je odšel v Prago. Brahe se je zelo zanimal za Kopernikov nauk, vendar ni bil njegov zagovornik. Predstavil je svojo razlago zgradbe sveta; Planete je prepoznal kot satelite Sonca, Sonce, Luno in zvezde pa je imel za telesa, ki krožijo okoli Zemlje, ki je tako ohranila položaj središča celotnega vesolja.

Brahe s Keplerjem ni sodeloval dolgo: umrl je leta 1601. Po njegovi smrti je Kepler začel preučevati preostale materiale s podatki iz dolgotrajnih astronomskih opazovanj. Med delom na njih, predvsem na gradivih o gibanju Marsa, je Kepler prišel do izjemnega odkritja: izpeljal je zakone gibanja planetov, ki so postali osnova teoretične astronomije.

Filozofi stare Grčije so menili, da je krog najbolj popolna geometrijska oblika. In če je tako, potem bi morali planeti narediti svoje revolucije samo v pravilnih krogih (krogih).Kepler je prišel do zaključka, da je mnenje, ki je bilo uveljavljeno od antičnih časov o krožni obliki planetarnih orbit, napačno. Z izračuni je dokazal, da se planeti ne gibljejo po krožnicah, temveč po elipsah - sklenjenih krivuljah, katerih oblika je nekoliko drugačna od kroga.Pri reševanju tega problema se je moral Kepler srečati s primerom, ki na splošno ne bi mogel rešiti z metodami matematike stalnih količin. Zadeva se je zmanjšala na izračun površine sektorja ekscentričnega kroga. Če ta problem prevedemo v sodobni matematični jezik, pridemo do eliptičnega integrala. Kepler seveda ni mogel dati rešitve problema v kvadraturah, vendar ob nastalih težavah ni obupal in je problem rešil s seštevanjem neskončno velikega števila »aktualiziranih« infinitezimalij. V sodobnem času je ta pristop k reševanju pomembnega in zapletenega praktičnega problema predstavljal prvi korak v predzgodovini matematične analize.

Prvi Keplerjev zakon nakazuje: Sonce ni v središču elipse, temveč v posebni točki, ki ji pravimo žarišče. Iz tega sledi, da oddaljenost planeta od Sonca ni vedno enaka. Kepler je ugotovil, da tudi hitrost, s katero se planet giblje okoli Sonca, ni vedno enaka: ko se približuje Soncu, se planet giblje hitreje, pri oddaljevanju od njega pa počasneje. Ta značilnost gibanja planetov sestavlja drugi Keplerjev zakon. Istočasno je Kepler razvil popolnoma nov matematični aparat, s čimer je naredil pomemben korak v razvoju matematike spremenljivih količin.

Oba Keplerjeva zakona sta postala last znanosti od leta 1609, ko je bila objavljena njegova znamenita »Nova astronomija« - izjava o temeljih nove nebesne mehanike. Vendar pa objava tega izjemnega dela ni takoj pritegnila ustrezne pozornosti: tudi veliki Galileo očitno Keplerjevih zakonov ni sprejel do konca svojih dni.

Potrebe astronomije so spodbudile nadaljnji razvoj računalniških orodij v matematiki in njihovo popularizacijo. Leta 1615 je Kepler izdal razmeroma majhno knjigo, a vsebinsko zelo obsežno, »Nova stereometrija vinskih sodov«, v kateri je nadaljeval z razvojem svojih integracijskih metod in jih uporabil za iskanje volumnov več kot 90 vrtilnih teles, včasih precej zapleteno. Tam je obravnaval tudi ekstremne probleme, ki so pripeljali do druge veje infinitezimalne matematike - diferencialnega računa.

Potreba po izboljšanju sredstev za astronomske izračune in sestavljanje tabel planetarnih gibanj, ki temeljijo na Kopernikovem sistemu, je Keplerja pritegnilo k teoriji in praksi logaritmov. Navdihnjen z delom Napierja je Kepler neodvisno zgradil teorijo logaritmov na čisto aritmetični podlagi in z njeno pomočjo sestavil logaritemske tabele, ki so bile blizu Napierju, a natančnejše, prvič objavljene leta 1624 in ponatisnjene do leta 1700. Kepler je prvi uporabil logaritemske izračune v astronomiji. »Rudolfinove tabele« gibanja planetov mu je uspelo dokončati samo zahvaljujoč novemu sredstvu za izračun.

Znanstvenikovo zanimanje za krivulje drugega reda in probleme astronomske optike ga je pripeljalo do razvoja splošnega načela kontinuitete - neke vrste hevristične tehnike, ki omogoča iskanje lastnosti enega predmeta iz lastnosti drugega, če prvo dobimo s prehodom na limito iz druge. V knjigi "Dodatki k Vitelliusu ali optičnemu delu astronomije" (1604) Kepler, ki preučuje stožčaste prereze, razlaga parabolo kot hiperbolo ali elipso z žariščem v neskončnosti - to je prvi primer v zgodovini matematike z uporabo splošnega načela kontinuitete.Z uvedbo koncepta neskončne točke je Kepler naredil pomemben korak k nastanku druge veje matematike - projektivne geometrije.

Keplerjevo celotno življenje je bilo posvečeno odprtemu boju za Kopernikov nauk. V letih 1617-1621, na vrhuncu tridesetletne vojne, ko je bila Kopernikova knjiga že uvrščena na vatikanski »seznam prepovedanih knjig«, znanstvenik sam pa je preživljal posebno težko življenjsko obdobje, je objavil Eseje o kopernikanski astronomiji v treh izdajah, ki skupaj obsegajo približno 1000 strani.Knjiga ne odraža natančno svoje vsebine - Sonce tam zavzema mesto, ki ga je nakazal Kopernik, planeti, Luna in Jupitrovi sateliti, ki jih je Galilei odkril malo pred tem, pa krožijo po zakoni, ki jih je odkril Kepler. To je bil pravzaprav prvi učbenik nove astronomije, izšel pa je v obdobju posebej hudega boja cerkve proti revolucionarnemu učenju, ko je Keplerjev učitelj Mestlin, po prepričanju Kopernikanec, izdal astronomski učbenik o Ptolemaju!

V istih letih je Kepler objavil "Harmonijo sveta", kjer je oblikoval tretji zakon gibanja planetov.Znanstvenik je vzpostavil strogo razmerje med časom revolucije planetov in njihovo oddaljenostjo od Sonca. Izkazalo se je, da sta kvadrata obdobij revolucije poljubnih dveh planetov med seboj povezana kot kub njune povprečne oddaljenosti od Sonca. To je tretji Keplerjev zakon.

Dolga leta se je ukvarjal s sestavljanjem novih planetarnih tabel, natisnjenih leta 1627 pod naslovom "Rudolfinove tabele", ki so bile dolga leta referenčna knjiga astronomov.Keplerju pripadajo tudi pomembni rezultati v drugih vedah, zlasti v optiki. Optična zasnova refraktorja, ki ga je razvil, je že do leta 1640 postala temelj astronomskih opazovanj.

Keplerjevo delo pri ustvarjanju nebesne mehanike je imelo ključno vlogo pri uveljavitvi in razvoju Kopernikovih naukov, pripravilo je teren za nadaljnje raziskave, zlasti za Newtonovo odkritje zakona univerzalne gravitacije. Keplerjevi zakoni še vedno ohranjajo svoj pomen, saj so se naučili upoštevati interakcijo nebesnih teles; znanstveniki jih uporabljajo ne le za izračun gibanja naravnih nebesnih teles, ampak, kar je najpomembneje, umetnih, kot so vesoljske ladje, nastanek in izboljšanje ki ji je priča naša generacija.

Odkritje zakonov planetarne rotacije je od znanstvenika zahtevalo mnogo let vztrajnega in intenzivnega dela. Kepler, ki je bil preganjan tako s strani katoliških vladarjev, ki jim je služil, kot s strani sobratov luteranov, katerih vseh dogem ni mogel sprejeti, se je moral veliko seliti. Praga, Linz, Ulm, Sagan je nepopoln seznam mest, v katerih je delal.

Kepler se ni ukvarjal samo s preučevanjem vrtenja planetov, zanimala so ga tudi druga vprašanja astronomije. Njegovo pozornost so še posebej pritegnili kometi. Ko je Kepler opazil, da so repi kometov vedno obrnjeni stran od Sonca, je domneval, da repi nastanejo pod vplivom sončnih žarkov. Takrat ni bilo nič znanega o naravi sončnega sevanja in zgradbi kometov. Šele v drugi polovici 19. stoletja in v 20. stoletju je bilo ugotovljeno, da je nastanek kometnih repov dejansko povezan s sevanjem Sonca.

Znanstvenik je umrl med potovanjem v Regensburg 15. novembra 1630, ko je zaman poskušal dobiti vsaj del plače, ki mu jo je cesarska blagajna dolgovala.

Ima velike zasluge za razvoj našega znanja o sončnem sistemu. Znanstveniki naslednjih generacij, ki so cenili pomen Keplerjevih del, so ga imenovali "zakonodajalec neba", saj je bil tisti, ki je odkril zakone, po katerih poteka gibanje nebesnih teles v sončnem sistemu.

Johannes Kepler.
Na podlagi izvirnika na Kraljevem observatoriju v Berlinu.

Kepler Johann (1571-1630), nemški astronom, eden od tvorcev moderne astronomije. Odkril je zakone gibanja planetov (Keplerjeve zakone), na podlagi katerih je sestavil planetarne tabele (ti Rudolfove tabele). Postavil temelje teorije o mrkih. Izumil je teleskop, v katerem sta objektiv in okular bikonveksna leča.

Kepler Johann (27. december 1571, Weilder-Stadt - 15. november 1630, Regensburg) - nemški astronom in matematik. V iskanju matematične harmonije sveta, ki ga je ustvaril Bog, se je lotil matematične sistematizacije Kopernikovih zamisli. Študiral je na univerzi v Tübingenu, poučeval matematiko in etiko v Gradcu ter sestavljal koledarje in astrološke napovedi. V delu "Znatnik ali kozmografska skrivnost" (Prodromus sive Mysterium cosmographicum, 1596) je postavil božanski matematični red nebes: šest planetov določa pet intervalov, ki ustrezajo petim "platonskim" poliedrom. Bil je dvorni matematik v Pragi, pomočnik Tycha Braheja; z obdelavo svojih natančnih opazovanj gibanja Marsa je postavil prva dva zakona planetarne rotacije: planeti se ne gibljejo po krožnih tirnicah, temveč po elipsah, v enem izmed žarišč katerih je Sonce; planeti se gibljejo s hitrostjo, s katero radijski vektorji opisujejo enaka območja v enakih časih (»Nova astronomija« - Astronomia nova, Praga, 1609). Kasneje so se ti zakoni razširili na vse planete in satelite. Tretji zakon - kvadrati revolucijskih obdobij planetov so povezani s kubi njihovih povprečnih razdalj od Sonca - je predstavljen v Harmoniji sveta (Harmonices mundi, 1619), ki jo je navdihnila Pitagora. Za matematiko je bila še posebej pomembna študija "Stereometrija vinskih sodov" (1615), v kateri je Kepler izračunal prostornine teles, pridobljenih z vrtenjem stožčastih odsekov okoli osi, ki leži v isti ravnini z njimi. Logaritme je uporabil tudi pri izdelavi novih tabel gibanja planetov (1627). Njegov »Kratek esej o kopernikanski astronomiji« (Epitome astronomiae Copernicanae, 1621) je bil najboljši astronomski učbenik tiste dobe. Keplerjeva odkritja so bila izjemnega pomena za filozofski in znanstveni razvoj sodobnega časa.

L. A. Mikešina

Nova filozofska enciklopedija. V štirih zvezkih. / Inštitut za filozofijo RAS. Znanstvena ur. nasvet: V.S. Stepin, A.A. Guseinov, G.Yu. Semigin. M., Mysl, 2010, letnik II, E – M, str. 242.

Johannes Kepler se je rodil 27. decembra 1571 v mestu Weil pri Stuttgartu v Nemčiji. Kepler se je rodil v revni družini, zato mu je z velikimi težavami uspelo diplomirati in leta 1589 vstopiti na univerzo v Tübingenu. Tu je študiral matematiko in astronomijo. Njegov učitelj profesor Mestlin je bil tajno privrženec Kopernik. Kmalu je tudi Kepler postal zagovornik Kopernikove teorije.

Leta 1600 je slavni danski astronom-opazovalec Tycho Brahe, ki je prišel v Prago, Johannu ponudil službo svojega pomočnika za opazovanje neba in astronomske izračune. Po Brahejevi smrti leta 1601 je Kepler začel preučevati preostale materiale z dolgoročnimi opazovalnimi podatki. Kepler je prišel do zaključka, da je mnenje o krožni obliki planetarnih orbit napačno. Z izračuni je dokazal, da se planeti ne gibljejo po krožnicah, temveč po elipsah. Prvi Keplerjev zakon nakazuje: Sonce ni v središču elipse, temveč v posebni točki, ki ji pravimo žarišče. Iz tega sledi, da oddaljenost planeta od Sonca ni vedno enaka. Kepler je ugotovil, da tudi hitrost, s katero se planet giblje okoli Sonca, ni vedno enaka: ko se približuje Soncu, se planet giblje hitreje, pri oddaljevanju od njega pa počasneje. Ta značilnost gibanja planetov sestavlja drugi Keplerjev zakon.

Oba Keplerjeva zakona sta postala last znanosti od leta 1609, ko je bila objavljena njegova »Nova astronomija« - izjava o temeljih nove nebesne mehanike.

Potreba po izboljšanju sredstev za astronomske izračune in sestavljanje tabel planetarnih gibanj, ki temeljijo na Kopernikovem sistemu, je Keplerja pritegnilo k teoriji in praksi logaritmov. Teorijo logaritmov je zgradil na aritmetični podlagi in z njeno pomočjo sestavil logaritemske tabele, ki so bile prvič objavljene leta 1624 in ponatisnjene do leta 1700.

V knjigi "Dodatki k Vitelliusu ali optičnemu delu astronomije" (1604) Kepler, ki preučuje stožčaste preseke, razlaga parabolo kot hiperbolo ali elipso z neskončno oddaljenim žariščem - to je prvi primer v zgodovini matematike uporaba splošnega načela kontinuitete.

V letih 1617-1621, na vrhuncu tridesetletne vojne, ko je bila Kopernikova knjiga že na vatikanskem »seznamu prepovedanih knjig«. Kepler objavlja Essays on Copernican Astronomy v treh izdajah. Naslov knjige ne odraža natančno njene vsebine - Sonce zaseda mesto, ki ga je nakazal Kopernik, planeti, Luna in Jupitrovi sateliti, ki jih je tik pred tem odkril Galileo, pa se vrtijo po zakonih, ki jih je odkril Kepler. V istih letih je Kepler objavil Harmonijo sveta, kjer je formuliral tretji zakon gibanja planetov: kvadrati obdobij revolucije dveh planetov so med seboj povezani kot kubi njunih povprečnih razdalj od Sonca.

Dolga leta je delal na sestavljanju novih planetarnih tabel, natisnjenih leta 1627 pod imenom "Rudolfinove tabele", ki so bile dolga leta referenčna knjiga za astronome. Kepler je prispeval pomembne rezultate tudi v drugih vedah, zlasti v optiki. Shema optičnega refraktorja, ki jo je razvil, je že do leta 1640 postala glavna v astronomskih opazovanjih.

Znanstvenik je umrl med potovanjem v Regensburg 15. novembra 1630, ko je zaman poskušal dobiti vsaj del plače, ki mu jo je dolga leta dolgovala cesarska blagajna.

Ponatisnjeno s spletnega mesta http://100top.ru/encyclopedia/

Preberite še:

Svetovno znani znanstveniki (biografski priročnik).

Keplerjevi trije zakoni. V knjigi: Gurtovtsev A.L. Misliti ali verjeti? Oda človeški norosti. Minsk, 2015.

Eseji:

Gesammelte Werke, Bd. 1 - 18, ur. W. Van Dyckund M. Caspar. Munch., 1937-63; v ruščini Prev.: Nova stereometrija vinskih sodov. M,-L., 1935:

O šesterokotnih snežinkah. M., 1982.

Literatura:

Kirsanov V. S. Znanstvena revolucija 17. stoletja. M., 1987;

Reale J., Antiseri D. Zahodna filozofija od njenih začetkov do danes, knjiga 3. Sodobni časi. Sankt Peterburg, 1996.