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第56章 開普勒:天空立法者的傳奇人生與科學貢獻

地位,可以自由地信仰路德教而不受阻礙。這一點對開普勒來說非常重要,因為他的宗教信仰一直是他生活中的一個重要部分。

儘管皇帝名義上為開普勒及其家庭提供了豐厚的收入,但由於皇家國庫開支過度,實際獲得足夠的資金以應對經濟負擔仍然需要不斷爭取。這部分經濟困難對開普勒的家庭生活造成了很大的影響。他和妻子芭芭拉的關係並不總是和睦的,家庭生活中經常出現爭吵和疾病。芭芭拉的健康狀況一直不佳,加上孩子們的頻繁生病,使開普勒在家庭和工作之間倍感壓力。

然而,宮廷生活也為開普勒帶來了許多寶貴的機會。他有機會與其他著名學者接觸,這些學者包括約翰內斯·馬修斯·瓦克·瓦克亨菲爾斯(johannes atth? wackher von wackhenfels)、喬斯特·伯奇(jost burgi)、大衛·法布里希斯(david fabrici)、馬丁·巴查傑克( bachazek)以及約翰內斯·布倫格(johannes brengr)。這些學者的交流和合作極大地促進了開普勒的天文學研究。

例如,喬斯特·伯奇是一位傑出的數學家和鐘錶製造者,他發明了對數尺,這為開普勒的計算工作提供了極大的便利。大衛·法布里希斯是一位天文學家,他發現了米哈伊爾星(ira),並與開普勒保持密切的通訊,分享觀測資料。馬丁·巴查傑克和約翰內斯·布倫格也在不同的領域對開普勒的研究給予了支援和幫助。

在這樣的環境中,開普勒的天文學工作進展迅速。1609年,他發表了《新天文學》(astronoia nova),在這本書中提出了行星運動的第一定律(軌道定律)和第二定律(面積定律)。他指出,行星繞太陽運動的軌道是橢圓形的,太陽位於橢圓的一個焦點上;行星在軌道上運動時,連線行星和太陽的直線在相等的時間內掃過的面積相等。這兩條定律徹底改變了人們對行星運動的理解,為後來的科學研究奠定了基礎。

1619年,開普勒在《宇宙諧和論》(haronices undi)中發表了行星運動的第三定律(週期定律)。他指出,行星公轉週期的平方與其軌道半長軸的立方成正比。這一定律不僅適用於太陽系內的行星,還適用於其他天體系統,如行星-衛星系統和雙星系統。開普勒的這三大定律最終使他贏得了“天空立法者”的美譽。

此外,開普勒在光學和數學領域也做出了重要貢獻。1604年,他發表了《光學》(astronoiae pars optica),在這本書中,他詳細研究了光線的傳播和折射規律,提出了透鏡成像的原理,為現代光學的發展奠定了基礎。他還發明瞭一種改進的望遠鏡,被稱為“開普勒望遠鏡”,這種望遠鏡使用兩個凸透鏡,比伽利略望遠鏡具有更大的放大倍數和更寬的視野。

六、家庭不幸

1611年,布拉格的政治與宗教緊張關係達到了白熱化的程度。皇帝魯道夫二世的健康狀況也在衰退,被他的弟弟馬蒂亞斯逼迫退位,失去了波西米亞王國國王的職位。在這種動盪的局勢中,魯道夫二世和馬蒂亞斯都尋求開普勒的占星術建議。開普勒利用這個機會向他們提出了和解的政治建議,儘管這些建議與星象關係不大,主要是勸阻雙方採取激烈行動的一般陳述。然而,很明顯,開普勒在馬蒂亞斯宮廷的前景已經變得黯淡。

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與此同時,開普勒的家庭也遭受了一系列不幸。1611年,他的妻子芭芭拉感染了匈牙利斑疹熱,病情突然發作。當芭芭拉正在康復時,開普勒的三個孩子都患了天花。其中,年僅6歲的兒子弗里德里希最終夭折,這對開普勒和芭芭拉來說是一個巨大的打擊。面對家庭的悲痛和個人前途的不確定,