开普勒个人资料简介 开普勒的行星运动定律

开普勒个人资料简介

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开普勒（Johannes Kepler，1571—1630）早期接受的教育主要是神学方面的，后来认识了数学和天文学教授梅斯特林，开始对数学和天文学感兴趣，并开始信仰哥白尼的学说。

日趋自由的思想使得他没有资格在教会中任职，他后来谋得一个天文学讲师的资格。

在业余时间他开始了行星问题的研究，于1596年出版了著作《宇宙的奥秘》。他把这本书寄送给了第谷，两位天文学家从此开始通信。

激励开普勒进行研究的一个基本信念是：上帝按照某种先存的和谐创造世界，这种和谐的某些表现可以在行星轨道的数目与大小以及行星沿这些轨道的运动中追踪到。

开普勒最初试图发现构成宇宙结构基础的简单关系而取得的一些成果载于《宇宙的奥秘》一书中。《宇宙的奥秘》遵循了柏拉图主义的信条：宇宙是按照几何学原理来构造的。

开普勒作了一系列正多面体，每个多面体有一个内切球，同时又是下一个正多面体的外接球。

他发现，正八面体的内切和外接球面的半径分别同水星距离太阳的最远距离和金星距离太阳的最近距离成比例。

正二十面体的内切和外接球的半径分别代表金星的最远距离和地球的最近距离。正十二面体、正四面体和立方体可类似地插入到地球、火星、木星和土星的轨道之间。

正多面体只有五种，而行星只有六颗，这很容易让人觉得它们两者之间联系的必然性。在开普勒看来，这俨然是上帝创造世界的“秘方”。

实际上根据开普勒这种构造计算出来的行星距离与观测所得并不完全一致，但开普勒在当时简单地把这种偏差归咎于观测的误差。

开普勒最终能在行星运动理论上取得突破性的成就，受益于他获得的两大遗产：哥白尼的日心体系和第谷的精确观测资料——火星的位置资料。

开普勒利用本轮和偏心圆模型对火星运动进行了计算，发现计算结果与观测值之间有8分的误差。

开普勒对第谷的观测精度深信不疑，因此他抛弃了上述从托勒密到哥白尼一直使用的本轮和偏心圆模型。

为了寻找替（D-L）论，开普勒暂时放开火星，开始研究地球的运动。刚开始研究地球运动，开普勒就发现，依然需要偏心圆，只是地球的偏心率比火星的更小。

这样，为了搞清楚偏心问题，开普勒转而注意起行星的运动速度不均匀这一现象。

开普勒证实了行星在远日点和近日点的速度大致与行星到太阳的距离成反比。

于是他把这个结论加以推广，认为行星的速度与离开太阳的距离成反比——事实上这个结论是错误的。

开普勒不把哥白尼体系当成纯粹的数学虚构，而是把它作为实在的东西接受，并进而考察行星绕日运动的物理原因。

起先，开普勒怀着神秘的想法，认为行星具有灵魂或意志，它们有意识地使行星运动。

等到发现行星的速度与到太阳的距离成反比这一结果，开普勒抛弃了灵魂的想法，提出力（vis）作用于行星的见解。

吉尔伯特把地球看做一个大磁体，开普勒受他启发，认为行星受到磁力的推动而运动。

他认为，这种力不是超距力，这种叫做species的非物质性的力是从太阳发出的，由于它的旋转而推动行星；这种力的大小与到太阳的距离成反比。

在这里，开普勒体现了一种对亚里士多德物理学的反叛和继承。在亚里士多德那里，天体运动是自然运动，没有必要作出更详细的说明。

把天体运动看做是有力引起的，意味着抛弃以“固有位置”为根基的运动论。但是，这里开普勒只是把地上的亚里士多德力学推广到了天上。

行星的速度和所受力都与到太阳的距离成反比，完全符合运动速度与所受力成正比的亚里士多德运动学规律。