解讀天文學家:克卜勒一生的成就有哪些,其中光學與軌道最受青睞

2020-12-17 天文在線

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在那個由女巫審判的時代，約翰內斯·克卜勒是理性的捍衛者。

圖解：雕刻描繪克卜勒與神聖羅馬帝國皇帝魯道夫二世討論他的發現。圖源：NASTASIC / GETTY IMAGES

2009年3月，美國航天局NASA啟動了克卜勒計劃，設計了一種太空望遠鏡用於探測銀河系的一部分，以尋找太陽系外的行星。

據該機構報導，使用來自該計劃的數據，科學家迄今已確定了超過4500個候選系外行星，並確認其中1000多個是「真正的」。

「一些行星被認為是像地球一樣多巖石的（但比地球大一些），並且在它們恆星的可居住區域內進行軌道運動，其中可能存在液態水，而這是我們所知道的生命的重要組成部分 。」美國宇航局網站報導。

該計劃是以Johannes Kepler命名的，他是一位數學家，天文學家和佔星家，於1571年12月27日出生在Weil der Stadt鎮，那裡現在是德國斯圖加特地區的一部分。

來自美國航空航天局的克卜勒首創傳記中的一些項目揭示了他廣泛的科學興趣的。

他是第一個正確解釋行星運動的人，從而成為天體力學和現代意義上的第一個具有普遍性、可驗證性和精確性的「自然法則」的創始人。

在他的書Astronomia Pars Optica中，他獲得了現代光學之父的稱號，他是第一個用針孔相機調查圖像形成的人; 第一個通過眼內屈光來解釋視力的過程的人; 第一個為近視和遠視制定眼鏡設計的人; 並且也是第一個解釋兩隻眼睛對深度感知的使用的人。

在另一本書Dioptrice中，他是第一個描述真實，虛擬，直立和倒置圖像和放大的人，以及解釋望遠鏡如何工作的原理， 他還發現並描述了全內反射的特性。

第三本書Stereometria Doliorum則構成了積分微積分的基礎。

克卜勒還認為潮汐是由月球引起的，並且太陽繞著自己的軸旋轉。

考慮到他生活的時代，克卜勒的科學成就似乎更加不同尋常。

例如，在1620年，他被迫放棄他的研究，並在一個可能持續六年的案件中保護他的母親免受巫術指控，根據2015年衛報對劍橋教授Ulinka Rublack撰寫的一本關於此事的書「天文學家與女巫」的評論:「在過去的14個月裡，她看到她的鐵鏈附著在監獄牢房的地板上。」

克卜勒本人在四年後於1630年11月15日去世。

加利福尼亞州亨廷頓圖書館的策展人丹·劉易斯在太空網站上寫道：「宗教領袖不願意放棄他們關於天堂的想法。」 「天文學家談論的天空充滿了在非圓形軌道上移動的物體以及與地心說相悖的其他現象，這威脅到了他們的信仰。」

實際上，天文物理學家Paul Sutter在另一篇space文章中說，克卜勒的動機不是讓教會感到不安。 「相反，他對哥白尼日心說的辯護不是出於物理或數學原因，克卜勒的論點是宗教性的，克卜勒說，由於上帝的兒子是基督教信仰的中心，太陽應該是宇宙的中心。」

圖解：克卜勒在《宇宙的神秘》中關於太陽系的柏拉圖式實體模型（1596年）

相關知識

克卜勒生活在一個天文學和佔星術之間沒有明顯區別的時代，但天文學（文科內部的數學分支）和物理學（自然哲學的一個分支）之間存在著強烈的分歧。 克卜勒還將宗教論點和推理納入他的工作，其動機是宗教信仰和信仰，即上帝按照可理解的計劃創造了世界，這種計劃可以通過理性的自然光獲得。克卜勒將他的新天文學描述為「天體物理學」，稱為「亞里斯多德的形上學的一次遠徵」，以及「亞里斯多德在天堂的補充」，通過將天文學視為普通數學物理學的一部分，改變了古代物理宇宙學的傳統。

圖解：克卜勒和芭芭拉在格拉茨附近的格森多夫（Gssendorf）的房子（1597-1599年）

參考資料

1.WJ百科全書

2.天文學名詞

3.JEFF GLORFELD-Jeff Glorfeld-鹿陽

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