Кой е Йоханес Кеплер?

Йоханес Кеплер (роден на 27 декември 1571 г. - умира на 15 ноември 1630 г.), немски астроном, математик и астролог. Той е известен със законите на планетарното движение на Кеплер, които той лично създава в научната революция от 17-ти век, въз основа на неговите произведения, наречени "Astronoma Nova", "Harmonic Mundi" и "Copernicus Astronomy Compendium". В допълнение, тези изследвания предоставят основа за теорията на Исак Нютон за универсалната гравитационна сила.

По време на кариерата си той преподава математика в семинария в Грац, Австрия. Принц Ханс Улрих фон Егенберг също е бил учител в същото училище. По-късно той става асистент на астронома Тихо Брахе. По-късно император II. По време на периода Рудолф той получава титлата „императорски математик“ и работи като императорски чиновник, а двамата му наследници, Матиас и II. С тези задачи се занимавал и по времето на Фердинанд. През този период той работи като учител по математика и консултант на генерал Валанщайн в Линц. Освен това той е работил върху основните научни принципи на оптиката; Той е изобретил подобрена версия на „пречупващ телескоп“, наречен „телескоп тип Кеплер“ и е споменат поименно в телескопичните изобретения на Галилео Галилей, който е живял по същото време.

Кеплер е живял в период, в който не е имало ясно разграничение между "астрономия" и "астрология", а ясно разграничение между "астрономия" (клон на математиката в рамките на хуманитарните науки) и "физика" (клон на естествената философия). Научната работа на Кеплер включва развитие на религиозните аргументи и логика. Неговата лична вяра и вяра карат тази научна мисъл да има религиозно съдържание. Според тези лични вярвания и вярвания на Кеплер Бог е създал света и природата в съответствие с божествен план за висша интелигентност; но според Кеплер Божият план за свръхразузнаване може да се обясни с естествената човешка мисъл. Кеплер описа новата си астрономия като "небесна физика". Според Кеплер "Небесната физика" е подготвена като въведение към "Метафизиката" на Аристотел и като допълнение към "На небесата" на Аристотел. По този начин Кеплер промени древната наука "Физическа космология", известна като "астрономия" и вместо това третира науката астрономия като универсална математическа физика.

Йоханес Кеплер е роден на 27 декември 1571 г., в деня на празника на евангелския Йоан във Вайл дер Щат, независим императорски град. Този град е в „района на Щутгарт“ в днешната провинция Баден-Вюртемберг. Намира се на 30 км от центъра на запад от центъра на Щутгарт. Дядо му Себалд Кеплер е бил ханджия и някога кмет на града; Но когато се роди Йоханес, съдбата на семейството на Кеплер, което имаше двама по-големи братя и две сестри, беше западнала. Баща му Хайнрих Кеплер придобива несигурен живот като наемник и когато Йоханес е на пет години, той напуска семейството си и не се чува. Смята се, че е починал в „Осемдесетгодишната война“ в Холандия. Майка й, Катарина Гюлденман, беше дъщеря на ханджията и беше билкар по хербология и традиционен лекар, който събираше билки за традиционни заболявания и здраве и ги продаваше като лекарство. Тъй като майка й е родила преждевременно, Джонанес е прекарала детството си и младото си детство с много слабо заболяване. Съобщава се, че Кеплер със своите изключителни, чудотворни дълбоки математически умения забавлява гостите си в хана на дядо си с точни и точни отговори на клиенти, които му задават математически въпроси и задачи.

Той се запознава с астрономията в ранна възраст и посвещава целия си живот на нея. Когато бил на шест години, майка му го завела на висок хълм през 1577 г., за да наблюдава „Великата комета от 1577 г.“, която може да се види много ясно в много страни от Европа и Азия. Той също така наблюдава събитие на Лунното затъмнение през 1580 г., когато е бил на 9 години, и пише, че е отишъл в много отворена провинция за това и че провежданата луна е станала "много червена". Въпреки това, тъй като Кеплер страдал от едра шарка в детството си, ръката му била инвалидна и очите му били слаби. Поради тези здравни бариери възможността за работа като наблюдател в областта на астрономията е ограничена.

След като завършва академичната гимназия, латинското училище и семинарията в Маулброн, през 1589 г. Кеплер започва да посещава Tübinger Stift в университета в Тюбинген. Там той учи философия при Витус Мюлер и теология при Якоп Хербранд (той е бил студент на Филип Меланхтонат в университета във Витенберг). Якоп Хербранд също преподава теология на Майкъл Маестлин, докато през 1590 г. става канцлер на университета в Тюбинген. Тъй като той беше много добър математик, Кеплер веднага се показа в университета, тъй като по това време Аний се разбираше като висококвалифициран астролог-преводач на хороскопи, той си направи име, като разгледа хороскопите на своите университетски приятели. С учението на професора от Тюбинген Майкъл Маестлин той научи както системата на Птолемей за геоцентричен геоцентризъм, така и хелиоцентричната система за движение на планетата на Коперник. По това време той смята хелиоцентричната система за подходяща. В един от научните дебати, проведени в университета, Кеплер защитава теориите за хелиоцентричната хелиоцентрична система, както теоретично, така и религиозно, и твърди, че основният източник на неговите движения във Вселената е слънцето. Кеплер искаше да стане протестантски пастор, когато завърши университет. Но в края на университетското си обучение, на 1594-годишна възраст през април 25 г., Кеплер е посъветван да преподава математика и астрономия от протестантското училище в Грац, много престижно академично училище (по-късно преобразувано в Университета в Грац) и приема тази преподавателска позиция.

Mysterium cosmographicum

Първата фундаментална астрономическа работа на Йоханес Кеплер, Mysterium Cosmographicum (Космографската мистерия), е първата му публикувана защита на системата на Коперник. Кеплер предполага, че на 19 юли 1595 г., когато преподава в Грац, в знаците ще се появят периодични съвпадения на Сатурн и Юпитер. Кеплер забеляза, че обикновените полигони са свързани в точни пропорции с писмен и разграничен кръг, който той поставя под въпрос като геометрична основа на Вселената. Неспособен да намери един масив от полигони (допълнителни планети също се присъединяват към системата), които отговарят на неговите астрономически наблюдения, Кеплер започва да експериментира с триизмерните полиедри. Едно от всяко платонично твърдо тяло е написано уникално и ограничено от сферични небесни тела, които преплитат тези твърди тела и затварят всяко от тях в сферата, като всяко от тях произвежда 6 слоя (6 известни планети Меркурий, Венера, Земя, Марс, Юпитер и Сатурн). Когато са подредени добре, тези твърди тела са осмоъгълни, двадесетлицеви, додекаедър, правилен тетраедър и куб. Кеплер установява, че сферите са разположени в кръга около Слънцето на определени интервали (в точни граници, отнасящи се до астрономическите наблюдения), пропорционални на размера на орбитата на всяка планета. Кеплер също разработи формула за продължителността на орбиталния период на сферата на всяка планета: увеличаването на орбиталните периоди от вътрешната планета до външната планета е два пъти по-голямо от радиуса на сферата. По-късно обаче Кеплер отхвърли тази формула поради неточност.

Както е посочено в заглавието, Кеплер смята, че Бог е разкрил своя геометричен план за Вселената. Голяма част от ентусиазма на Кеплер за системите на Коперник произтича от неговото богословско убеждение, че той вярва, че има връзка между физиката и религиозния възглед (че Слънцето представлява Бащата, системата на звездите представлява Сина, а вселената, в която пространството представлява Светия Дух) е отражение на Бог. Скицата на Мистерия съдържа разширени глави за помирението на хелиоцентризма, подкрепящ геоцентризма с библейски фрагменти.

Мистериумът е публикуван през 1596 г., а Кеплер прави копия и започва да го изпраща на видни астрономи и поддръжници през 1597 г. Не беше широко четено, но направи Кеплер известен като много талантлив астроном. Ентусиазирана жертва, силни поддръжници и този човек, който запази позицията си в Грац, отвори важна врата за идването на патронажната система.

Въпреки че детайлите са модифицирани в по-късната му работа, Кеплер никога не се е отказал от платонистката полиедро-сферична космология на Mysterium Cosmographicum. По-късната му основна астрономическа работа се нуждаеше само от известно подобрение: изчисляване на по-точните вътрешни и външни размери за сферите чрез изчисляване на ексцентричността на планетарните орбити. През 1621 г. Кеплер публикува второто, подобрено издание, наполовина по-дълго от Мистерия, описвайки корекциите и подобренията, направени през 25-те години след първото издание.

По отношение на влиянието на Мистерия, то може да се разглежда толкова важно, колкото и първата модернизация на теорията, предложена от Николай Коперник в „De Revolutionibus“. Докато Коперник е предложен за пионер в хелиоцентричната система в тази книга, той се обърна към Птолемеевите инструменти (ексцентрични и ексцентрични рамки), за да обясни промяната в орбиталните скорости на планетите. Той също така се позовава на орбиталния център на Земята, за да подпомогне изчисляването вместо на слънцето и да не обърка читателя, като се отклонява твърде много от Птолемей. Съвременната астрономия дължи много на "Mysterium Cosmographicum" за това, че е първата стъпка за изчистването на останките от Коперниковата система от теорията на Птолемей, освен недостатъците в основната теза.

Барбара Мюлер и Йоханес Кеплер

През декември 1595 г. Кеплер се среща за първи път и започва да се ухажва с 23-годишната вдовица Барбара Мюлер, която има малка дъщеря на име Джема ван Двиневелд. Мюлер беше наследник на именията на бившия си съпруг и също беше успешен собственик на мелница. Баща му Йобст първоначално се противопоставя на благородството на Кеплер; Въпреки че родът на дядо му беше наследен, бедността му беше неприемлива. Jobst Kepler омекна след завършване на Мистерия, но годежът им беше удължен поради детайлите на печата. Но църковният персонал, който организира брака, уважи Мюлерс с това споразумение. Барбара и Йоханес се венчаха на 27 април 1597 година.

В първите години на брака Кеплер има две деца (Хайнрих и Сузана), но и двете умират в ранна детска възраст. През 1602 г. дъщеря им (Сузана); Един от синовете им (Фридрих) през 1604 г .; и през 1607 г. се ражда вторият им син (Лудвиг).

Други изследвания

След публикуването на Мистерия, с помощта на ръководителите на училището в Грац, Кеплер стартира много амбициозна програма за управление на работата си. Той планира още четири книги: фиксираният размер на Вселената (Слънцето и пет години); планети и техните движения; физическата структура на планетите и формирането на географски структури (характеристики, фокусирани върху Земята); Влиянието на небето върху Земята включва атмосферно влияние, меторология и астрология.

Сред тях Reimarus Ursus (Николай Reimers Bär) - император математик II. Той попита за мнение астрономите, на които изпрати Мистериум, заедно с Рудолф и неговия съперник Тихо Брахе. Урсус не отговори директно, но преиздаде писмото на Кеплер с Тико под името Тихонична система, за да продължи предишния си спор. Въпреки тази черна марка, Тихо започва да се съгласява с Кеплер, критикувайки системата на Кеплер с груба, но одобряваща критика. С някои възражения Тихо получи неточни цифрови данни от Коперник. Чрез писма Тихо и Кеплер започват да обсъждат многото астрономически проблеми в коперническата теория, които се занимават с лунния феномен (особено религиозната компетентност). Но без значително по-точните наблюдения на Тихо нямаше как Кеплер да се справи с тези проблеми.

Вместо това той насочи вниманието си към „хармонията“, която представлява численото отношение на хронологията и музиката към математическия и физическия свят и техните астрологични последици. Признавайки, че земята има душа (природата на слънцето, което не обяснява как се движат планетите), той разработи обмислена система, която съчетава астрологични аспекти и астрономически разстояния до времето и земните явления. Ново религиозно напрежение започна да заплашва работната ситуация в Грац, въпреки че повторенията до 1599 г. бяха ограничени от несигурността на наличните данни. През декември същата година Тихо покани Кеплер в Прага; На 1 януари 1600 г. (преди да получи поканата), Кеплер възлага надеждите си на покровителството на Тихо, което може да реши тези философски дори социални и финансови проблеми.

Творчеството на Тихо Брахе

На 4 февруари 1600 г. Кеплер се среща в Бенатки над Йезеру (на 35 км от Прага), където Тихо Брахе и неговият асистент Франц Теннягел и Лонгомонтанус ла Тихо провеждат новите си наблюдения. Повече от два месеца преди него той остана гост, провеждащ наблюденията на Тихо за Марс. Тихо внимателно проучи данните на Кеплер, но беше впечатлен от теоретичните идеи на Кеплер и скоро даде повече достъп. Кеплер искаше да тества теорията си в Mysterium Cosmographicum с данни за Марс, но изчисли, че работата ще отнеме две години (освен ако не успее да копира данните за собствена употреба). С помощта на Йоханес Йесений Кеплер започва да договаря по-официални бизнес сделки с Тихо, но тази сделка приключва, когато Кеплер напуска Прага на 6 април с гневен спор. Кеплер и Тихо скоро се помириха и постигнаха споразумение за заплащане и настаняване през юни, а Кеплер се върна у дома, за да събере семейството си в Грац.

Политическите и религиозни трудности в Грац разбиха надеждите на Кеплер за бързо завръщане в Брахе. Надявайки се да продължи астрономическите си проучвания, ерцхерцогът беше уредил среща с Фердинанд. И накрая, Кеплер написа статия, посветена на Фердинанд, в която изложи теория, базирана на сила, за да обясни движенията на Луната: „In Terra inest virtus, quae Lunam ciet“ („В света има сила, която кара Луната да се движи“). Въпреки че тази статия не му отрежда място в управлението на Фердинанд, тя описва подробно нов метод, който той прилага в Грац на 10 юли за измерване на лунните затъмнения. Тези наблюдения са в основата на неговите изследвания върху закона на оптиката до връх в Astronomiae Pars Optica.

Когато той отказва да се върне в Катализа на 2 август 1600 г., Кеплер и семейството му са заточени от Грац. Няколко месеца по-късно Кеплер се завърна в Прага, където сега е останалата част от къщата. През по-голямата част от 1601 г. той се поддържа директно от Тихо. Тихо беше натоварен да наблюдава планетите на Кеплер и да пише снопи за противниците на Тихо. През септември Тихо накара Кеплер да бъде партньор по поръчка на нов проект (Рудолфинови маси, заместващи Прутеновите маси на Еразъм Райнхолд), който Кеплер представи на императора. Два дни след неочакваната смърт на Тихо на 24 октомври 1601 г. Кеплер е назначен за великия наследник на математика, който е отговорен за завършването на безкрайната работа на Тихо. Той прекара най-продуктивния период от живота си като велик математик през следващите 11 години.

1604 Супернова

През октомври 1604 г. се появи нова ярка вечерна звезда (SN 1604), но Кеплер не повярва на слуховете, докато не го видя сам. Кеплер систематично започна да наблюдава Новай. Астрологично това бележи началото на неговия огнен тригон в края на 1603 година. Две години по-късно Кеплер, който също определя нова звезда в De Stella Nova, е представен на императора като астролог и математик. Докато се занимава с астрологични интерпретации, които привличат скептични подходи, Кеплер разглежда астрономическите свойства на звездата. Раждането на нова звезда предполага променливостта на небесата. В приложение Кеплер обсъжда и работата по последната хронология на полския историк Лаврентий Суслига: той предполага, че схемите за приемане на Суслига изостават с четири години, след което се изчислява, че Витлеемската звезда ще съвпадне с първия основен свързан цикъл от предишния 800-годишен цикъл.

Dioptrice, ръкопис Somnium и други произведения

След приключването на Astronoma Nova, много проучвания на Kepler се фокусираха върху подготовката на Рудолфиновите таблици и установиха изчерпателна ефемерида (представена оценка на положението на звездите и планетите) въз основа на таблицата. Също така опитът за сътрудничество с италианския астроном се провали. Някои от неговите трудове са свързани с хронологията и той също така прави драматични прогнози за астрологията и бедствията като Хелисей Рослин.

Кеплер и Рьослин публикуват поредицата, в която той атакува и контраатакува, докато физикът Феселиус публикува работа за отхвърляне на цялата астрология и частната работа на Рьослин. В ранните месеци на 1610 г. Галилея Галилей открива четири спътника в орбита около Юпитер, използвайки своя мощен нов телескоп. След публикуването на акаунта му със Сидерей Нунций, Галилей хареса идеята на Кеплер да покаже надеждността на наблюденията на Кеплер. Кеплер с ентусиазъм публикува кратък отговор, Dissertatio cum Nuncio Sidereo (със Star Messenger Sohbet).

Той подкрепи наблюденията на Галилей и предложи различни разсъждения върху космологията и астрологията, както и телескопични за астрономия и оптика, както и съдържанието и значението на откритията на Галилей. По-късно същата година Кеплер предоставя повече подкрепа от Галилей, публикувайки собствени телескопични наблюдения на „Луните в Нарацио де Йовис Сателитибус“. Също така, поради разочарованието на Кеплер, Галилей не публикува никакви реакции за Astronomia Nova. След като чува за телескопичните открития на Галилей, Кеплер започва експериментални и теоретични изследвания на телескопичната оптика с помощта на телескоп, заимстван от херцога на Кьолн, Ърнест. Резултатите от ръкописа са завършени през септември 1610 г. и публикувани през 1611 г. като Dioptrice.

Изследвания по математика и физика

Същата година, като подарък за Нова година, той съставя кратка листовка, озаглавена Strena Seu de Nive Sexangula (Hexagonal Snow A Christmas Gift) за своя приятел, барон фон Вакхер Вакенфелс, който по това време е бил шеф. В този трактат той публикува първото обяснение на шестоъгълната симетрия на снежинките и разширяването на дебата в хипотетичната атомистична физическа основа за симетрия, след което става известно като изявление за най-ефективното устройство, което е предположението на Кеплер за опаковане на сфери. Кеплер беше един от пионерите на математическите приложения на безкрайните числа, вижте закона за приемствеността.

Harmonices Mundi

Кеплер беше убеден, че геометричните фигури са креативни в декора на целия свят. Хармония се опитваше да обясни пропорциите на този природен свят с музиката - особено астрономически и астрологично.

Кеплер започва да изследва правилни полигони и правилни твърди тела, включително числа, известни като твърди тела на Кеплер. Оттам той разширява своя хармоничен анализ за музика, астрономия и метеорология; Хармонията произхожда от звуците, издадени от небесните духове, а астрономическите събития са взаимодействието между тези тонове и човешкия дух. 5. В края на книгата Кеплер обсъжда връзките между орбиталната скорост и орбиталното разстояние от Слънцето при движение на планетите. Подобна връзка се използва и от други астрономи, но Тихо усъвършенства новото им физическо значение със своите данни и собствените си астрономически теории.

Наред с други хармонии, Кеплер каза това, което е известно като третия закон за движението на планетите. Въпреки че той посочва датата на този празник (8 март 1618 г.), той не дава никакви подробности за това как стигнахте до това заключение. Огромното значение на планетарната динамика на този чисто кинематичен закон осъзнава едва през 1660-те.

Приемане на теориите на Кеплер в астрономията

Законът на Кеплер не беше приет веднага. Имаше много основни причини, включително Галилей и Рене Декарт, да игнорира напълно Астрономията на Кеплер. Много космически специалисти, включително учителят на Кеплер, се противопоставиха на навлизането на Кеплер във физиката, включително астрономията. Някои признаха, че той е в приемливо положение. Исмаел Булиа прие елиптични орбити, но замени полето на Кеплер.

Много космически учени са тествали теорията на Кеплер и нейните различни модификации, контраастрономически наблюдения. По време на транзитното събитие през 1631 г. Кеплер имаше несигурни измервания на Меркурий и препоръча на наблюдателите да търсят ежедневни транзити преди и след определената дата. Пиер Гасенди потвърди предсказания транзит на Кеплер в историята. Това е първото наблюдение на транзита на Меркурий. Но; Опитът му да наблюдава транзита на Венера се провали само месец по-късно поради неточности в таблиците на Рудолфин. Гасенди не осъзнава, че по-голямата част от Европа, включително Париж, не се вижда. Наблюдавайки транзитите на Венера през 1639 г., Jeremiah Horrocks коригира параметрите на модела на Кеплериан, който предсказва преходи, използвайки собствени наблюдения, и след това изгражда апарата в преходни наблюдения. Той остана твърд защитник на модела на Кеплер.

„Резюмето на астрономията на Коперник“ беше прочетено от астрономите в цяла Европа и след смъртта на Кеплер това се превърна в основното средство за разпространение на идеите на Кеплер. Между 1630 и 1650 г. най-използваният учебник по астрономия е превърнат в астрономия, базирана на елипса. Също така малко учени приеха неговите физически базирани идеи за небесни движения. Това е довело до Principia Mathematica на Исак Нютон (1687), в който Нютон извежда законите на Кеплер за движението на планетите от базирана на сила теория за универсалната гравитация.

Историческо и културно наследство

Освен ролята, която Кеплер играе в историческото развитие на астрономията и натурфилософията, той също заема важно място в историографията на философията и науката. Кеплер и неговите закони за движение стават централни за астрономията. Например; Историята на математиката на Жан Етиен Монтукла (1758) и Histoire de l'astronomie moderne (1821) на Жан Батист Деламбре. Тези и такива записи, написани с перспектива на просветлението, усъвършенстват доказателствата на Кеплер, които не са потвърдени от метафизичния и религиозния скептицизъм, но по-късно Натуралните философи от епохата на романтизма смятат, че тези елементи са в основата на успеха му. Влиятелната история на индуктивните науки открива, че Уилям Уеуел Кеплер през 1837 г. е архетипът на индуктивния научен гений; Философията на индуктивните науки държи Уеуел Кеплер през 1840 г. като въплъщение на най-напредналите форми на научния метод. По същия начин Ернст Френдъх работи усилено, за да разгледа ранните ръкописи на Апелт Кеплер.

След като Ruya Caricesi е закупена от Buyuk Katherina, Kepler се превръща в ключ към „Революцията на науките“. Виждайки Кеплер като част от единната система по математика, естетическа чувствителност, физическа идея и теология, Апелт произвежда първия разширен анализ на живота и творчеството на Кеплер. Редица съвременни преводи на Кеплер са на път да бъдат завършени в края на 19 и началото на 20 век, а биографията на Макс Коспар на Кеплер е публикувана през 1948 г. [43] Но Александър Койре работи върху Кеплер, първият крайъгълен камък в неговите исторически интерпретации е космологията и влиянието на Кеплер. Първо поколение професионални историци на науката на Койре и други описват „Научната революция“ като централно събитие в историята на науката, а Кеплер е (може би) централната фигура в революцията. е дефиниран. Койре е в центъра на интелектуалната трансформация от древни към съвременни мирогледи, вместо експерименталните изследвания на Кеплер, в тяхната институционализация. От 1960-те години на миналия век астрологията и метеорологията на Кеплер, геометричните методи, ролята на религиозните възгледи, литературните и риторични методи, културата и философията. Включително обширната си работа той разшири своя обем на стипендиите. Мястото на Кепс в научната революция породи различни философски и популярни дебати. The Sleepwalkers (1959) ясно заявяват, че Кеплерин (морален и богословски) е героят на революцията. Философи на науката като Чарлз Сандърс Пърс, Норууд Ръсел Хансън, Стивън Тулмин и Карл Попър се обръщат многократно към Кеп, защото са намерили примери в творбите на Кеплер, че не могат да объркат аналогични разсъждения, фалшификати и много други философски концепции. Основният конфликт между физиците Волфганг Паули и Робърт Флуд е предмет на изследването на ефектите от аналитичната психология върху научните изследвания. Кеплер придобива популярен образ като символ на научната модернизация, а Карл Со Ган го описва като първия астрофизик и последния научен астролог.

Германският композитор Пол Хиндемит написа опера за Кеплер, озаглавена „Die Harmonie der Welt“ и продуцира симфония със същото име.

На 10 септември в Австрия Кеплер е представен в един от мотивите на сребърна колекционерска монета и е оставил след себе си историческо наследство (10 евро сребърна монета Йоханес Кеплер. На гърба на монетата е портрет на Кеплер, където той прекарва времето си в преподаване в Грац. Личният принц на Кеплер Ханс Улрих Ван Егенберб Лицевата страна на монетата вероятно е била повлияна от крепостта Егенберг, Пред монетата са вложени сфери от Mysterium Cosmographicum.

През 2009 г. НАСА определи основната мисия на проекта в астрономията за „Мисията на Кеплер“ за приноса на Кеплер.

Националният парк Fiorland в Нова Зеландия има планини, наречени "Планините Кеплер" и е известен още като пешеходната пътека Three Da Kepler Track.

Обявено от Американската епсихопатична църква (САЩ) за обявяване на религиозен празник за църковния календар на 23 май Ден на Кеплер