Корнелия Фаустман Кеплер жизнь для науки и религии

ИОГАНН КЕПЛЕР - ЖИЗНЬ ДЛЯ НАУКИ И РЕЛИГИИ
Корнелия Фаустманн

Предварительная версия. Рисунки, таблицы и часть математического аппарата опущены по техническим причинам

1. Введение
 
 В западной науке Иоганн Кеплер стал поворотным пунктом от алхимического наследия к рационально-математической концепции законов природы.  В своей жизни он работал в рамках и науки и религии, но то, что принесло ему вечную славу - это его три закона движения планет.  Кеплер был одновременно ученым и религиозным человеком.  В свое время карьера в этих двух областях была не такой удивительной, как кажется нам сегодня, потому что взгляд на мир еще не был разделен на религиозный и научный.  Поэтому религиозные и естественноаучные мысли можно найти в одних и тех же работах Йоханнеса Кеплера (например, в «Ad Vitellionem Paralipomena» об оптике).  Хотя его научные открытия очень важны, он так и не выполнил свое самое большое желание стать протестантским пастором.
 Как отметил Стивен Хокинг (р.1942), если бы был приз для человека, который боролся за высочайшую точность своей работы, он должен был быть присужден Кеплеру.  Благодаря своей страсти к точным измерениям он настолько увлекся своими астрономическими исследованиями, что разработал самые точные астрономические таблицы своего времени.  В конечном итоге это привело к принятию гелиоцентрической теории планетной системы.
 Подобно Николаю Копернику (1473-1543), чья работа вдохновляла его, Кеплер был очень религиозным человеком.  Он рассматривал свои исследования о законах мироздания как свой христианский долг - понять Вселенную, которую создал Бог.  Но в отличие от Коперника жизнь Кеплера была далеко не мирной и не бедной событиями.

2. Молодость и образование Кеплера
 
  Иоганн Кеплер родился как первый ребенок Генриха и Катарины Кеплер 27 декабря 1571 года в Вайль-дер-Штадте близ Штутгарта (в Вюртемберге, Германия).  До того, как ему исполнился год, его отец оставил семью, чтобы бороться за голландского герцога.  Наконец, мать Кеплера Катарина последовала за своим мужем, а бабушка и дедушка позаботились о ребенке.  Кеплер был болезненным ребенком, и в возрасте шести лет он чуть не умер от оспы, которая причинила вред его глазам.  В 1575 году его родители вернулись из Нидерландов, и семья переехала в Леонберг (потому что Катарина не ладила со своими родителями).  На деньги, заработанные на войне, они купили там дом.  Но его отец не остался в Леонберге надолго - через год он снова уехал в Нидерланды.  Кстати, неустойчивый образ жизни отца Кеплера был причиной, почему его мать так сильно повлияла на него, когда он был еще мальчиком.
 Итак, в 1577 году мать Кеплера показала ему летнюю комету.  Этот опыт оказал важное влияние на его жизнь, потому что он создал его страсть к астрономии.
 Отец Кеплера снова вернулся в Леонберг.  Однако из-за неосторожного залога он потерял свой дом и имущество.  Тогда в 1579 году семья арендовала таверну «Zur Sonne» («Солнце») в Эльмердингене, недалеко от Пфорцхайма.
  Помимо кометы 1577 года, наблюдение двух лунных затмений (1582 и 1588) мотивировало интерес Кеплера к астрономии.  Годы от кометы до второго лунного затмения были самыми важными для его образования.  Кеплеру всего шесть лет, и он научился писать и читать.  Затем он выучил немецкий язык в Леонберге, но позже освоил латынь в школе, и он писал свои произведения в обычном стиле латинского письма.  В 1583 году стало ясно, что мальчик не сможет помочь с работой на ферме, потому что он был слишком слаб.  Кроме того, он успешно сдал трудный вступительный экзамен в монастырскую школу в Адельберге.  Эта школа была предварительным этапом для получения высшего образования в гимназии Маульбронна, куда Кеплер был принят в 15 лет.  Там греческие и латинские философы читались на языке оригинала,  но также преподавали риторику, диалектику, музыку, астрономию и арифметику.  Несмотря на то, что Кеплер вскоре подрался со своими одноклассниками, его научные достижения всегда выходили на первый план.
 Хотя его семья была бедной и он часто болел, Кеплер начал изучать лютеранское богословие и философию в Тюбингене в 1589 году. Там он также познакомился с гелиоцентрической теорией Коперника.  Но публично отстаивать эти идеи было запрещено из-за их предполагаемого противоречия с некоторыми частями Библии.  В это время Михаэль Местлин был самым важным учителем математики и астрономии Кеплера.  Кеплер посетил свои лекции о «Элементах» Евклида и астрономии Птолемея и Региомонтана.  После получения степени магистра искусств Кеплеру разрешили активно участвовать в академических диспутах.  Например, он защищал учение Коперника и восхвалял Солнце как центр движения планет, в том числе в рамках мышления неоплатоников. 
 В ходе выбора основного предмета своих исследований, в котором Кеплер хотел получить докторскую степень по теологии, Кеплер должен был познакомиться с различными доктринами.  Его самым важным учителем богословия был Матиас Хафенреффер (1561-1619), который не всегда соглашался с его богословскими мнениями, но, тем не менее, эти двое были друзьями долгое время.  Несмотря на лютеранское исповедание, Кеплер был более склонен следовать кальвинистам в том, что касается доктрины Тайной Вечери.  Благодаря комментариям к Библии виттенбергского богослова Эгидия Гунния (1550-1603) он пришел к более глубокому пониманию этого вопроса, как и в лекциях в Тюбингене.  В гуманистическом духе Кеплер видел цель церковной политики различных конфессий в воссоединении расколотой Церкви, потому что, по его мнению, все христианские конфессии причастны неделимой истине.  Кеплер хотел стать священником, но из-за его неприятия общепринятых доктрин и принятия гелиоцентрической теории он вступил в конфликт с протестантскими богословами Вюртемберга.  Похвала гелиоцентрической системе была проблемой, потому что она открыла разрыв между астрономией и богословием, что привело к изменению богословской идеи человечества - ибо геоцентрический взгляд на Библию утверждал, что люди наиболее важны в космосе и поэтому должен быть в его центре.  (Кстати, взгляд Тихо Браге на мир все еще был геоцентрическим, и на смертном одре Браге попросил Кеплера использовать свои наблюдения Марса для доказательства своей геоцентрической системы. Но для Кеплера всегда было очевидно, что метод Коперника был правильным ).
 Наконец, в 1594 году Кеплер отказался от изучения теологии в Тюбингене, однако это решение не было вполне добровольным.  Позже Кеплер писал Мастлину, что хотел стать богословом, но благодаря его усилиям люди теперь должны увидеть, как Бог почитается и в астрономии (KGW XIII, 40).

3. Годы в Граце

  Из-за своих математических способностей и необходимости заработать немного денег Кеплер начал преподавать математику в протестантской школе в Граце в возрасте 22 лет. Тем не менее, основное внимание в школе уделялось протестантскому богословию и апологетике, так что преподавание Кеплером  математики по высшему разряду не встретило большого отклика.  Чтобы получить больше студентов, он должен был предложить дальнейшие курсы по риторике, а затем и по истории и этике.  Кеплер также стал математиком ради работ по геодезии в Граце.  В то время астрономия и астрология еще не были четко отделены друг от друга - и поэтому одна из обязанностей Кеплера как математика для геодезии заключалась в том, чтобы создавать календарь, включающий прогнозы погоды, политических событий и т. д. Поскольку он был бедным, это был важный источник доход для Кеплера и, кроме того, ученый стал местной знаменитостью, потому что его предсказания чудесным образом оказались правдой.  Однако он никогда не принимал астрологию всерьез, а называл ее глупой маленькой дочерью астрономии.
 Во время лекции о геометрии Кеплер неожиданно получил откровение, которое, как оказалось, изменило всю его жизнь.  Он считал это откровение секретным ключом к пониманию мира.  Кеплер нарисовал на доске перед классом равносторонний треугольник в круге и еще один круг в треугольнике.  Он сразу заметил, что его пропорции окружностей соответствуют пропорциям орбит Сатурна и Юпитера.  Позже Кеплер предложил включил это теорию о движении планет: планеты расположены таким образом, что пять платоновых тел древних греков могут поместиться между ними.  В рамках пифагорейской и платонической традиции это было объяснением орбит планет и их взаимных расстояний.  Кеплер отправил эту работу своему бывшему вюртембергскому учителю Михаэлю Местлину (1550-1631), чтобы распечатать ее в Тюбингене.  Но сенат Тюбингенского университета пожаловался на теорию движения земли у Кеплера, которая может умалять репутацию Библии.  Наконец, эти проблемы были решены (то есть Кеплеру пришлось отказаться от отрывка, в котором он объяснил совместимость теории Коперника с Священным Писанием), и в 1596 году Кеплер опубликовал эту теорию в своей первой работе «Mysterium cosmographicum».  Хотя для этой теории нет научного обоснования, она сильно повлияла на развитие физики.  Кеплер также отправил эту работу Галилео Галилею (1564-1642) и Тихо Браге.  Галилей не задумался о ней, но Браге был в восторге.  Браге высоко оценил основную концепцию Кеплера и посоветовал ему улучшить свою астрономию с помощью наблюдений.  И Кеплер последовал этому совету, чтобы обеспечить космологию, составленную умозрительным путем, данными наблюдений.  Это означало подход эпистемологии, которая была в большей степени основана на эмпиризме.
 Из-за публикации «Mysterium cosmographicum» была создана уверенность в себе Кеплера, и первый стих о сатирах Персия, который он цитировал в записи в реестре, остался его девизом: «O curas hominum, o quant rebus inane. »  (О, проблемы людские, о, сколько пустых вещей обитает в этих вопросах.)
 В 1597 году в жизни Кеплера произошло еще одно важное событие: он женился на Барбаре Мюллер, которая уже дважды овдовела.  Но брак был не очень счастливым, и только двое из их пяти детей выжили.
 Кеплер был также занят в Граце новыми методами астрономических наблюдений.  Поэтому он модернизировал эклиптический прибор для наблюдения солнечных затмений.  Общий принцип этого инструмента был основан на методе проецирования изображения на экран, но ось инструмента Кеплера была также перемещаемой в системе горизонта.

4. Труды Кеплера в Праге

 В то время Фердинанд II.  начал править Штирией и строго проводил контрреформацию.  Поэтому протестант Кеплер в 1597 году был вынужден покинуть Грац. Он отправился в Прагу, где стал помощником Браге.  Вдвоем они прекрасно дополняли друг друга, потому что Браге делал наблюдения, но он не был очень талантлив в математике.  С другой стороны, математик Кеплер не очень умел делать точные наблюдения.  В рамках своей первой великой работы в Праге Кеплеру пришлось проанализировать чрезвычайно эксцентричное движение Марса.  Благодаря этому проекту Кеплер позже разработал свою теорию движения планет, которая произвела революцию в теоретической астрономии. В институте Браге Кеплер также написал работу «О фундаментальных ошибках в астрологии».
 Спустя всего несколько дней после смерти Браге 24 октября 1601 года Кеплер стал его преемником в качестве математика и астронома при дворе.  Оплакивая смерть Браге и надеясь получить шанс продолжить свою работу, Кеплер сочинил элегию о смерти Браге.  Кеплер объяснил наблюдения Браге, и результатом этой работы стали «Tabulae Rudolfinae».  (Кеплер обещал Браге закончить свою работу.) Однако Кеплер не публиковал эту работу до 1627 года в Ульме, потому что был занят многими интересными аспектами в результатах Браге - Кеплер даже вычислил дату прохождения Венеры.
 С огромными усилиями по вычислению Кеплер написал «Tabulae Rudolfinae», его предпоследнюю работу.  Эти исследования содержат информацию о положении Солнца и Луны, которая также была полезна для измерения солнечных и лунных затмений.  В частности, в этой работе можно найти положение планет в любое время до нашей эры и нашей эры.  В приложении Кеплер предоставил инструкции по использованию таблиц и список из 530 небольших городов, которые были расположены в географической сетке так, чтобы «Tabulae Rudofinae» представляли идеальную ориентацию и для моряков.  (Нулевой меридиан [который был измерен в Гринвиче с 1883 года) прошел через бывшую обсерваторию Тихо Браге на датском острове Хвен.) Еще одна важная часть этой работы - каталог из 1000 неподвижных звезд, который начал Тихо Браге.  Кеплер уже включал в него созвездия южного неба, появившиеся на картах после недавних экспедиций.  Позже к таблицам Кеплера была добавлена карта мира.  (Эта карта была точной, за исключением двух долгот, и в настоящее время до сих пор неизвестно, как такая точность могла быть получена в то время.) Короче говоря, «Tabulae Rudofinae» оставались астрономической стандартной работой в течение следующих полувека, и они несли славу Кеплера по всему миру.
 В 1604 году Кеплер написал работу «Astronomiae pars optica», в которой он анализирует природу света и цвета.  Здесь обсуждается уменьшение интенсивности света с квадратом расстояния, а также величина преломления звездного света из-за атмосферы.  Кроме того, эта работа содержит анализ теней Земли и Луны во время затмений.  Наконец, Кеплер впервые в науке вводит латинский термин "фокус".
 11 октября 1604 года Кеплер наблюдал новую звезду и написал об этом открытии на немецком языке книгу «Gr;ndlicher Bericht von einem ungew;hnlichen neuen Stern».  Два года спустя он опубликовал работу «De stella nova in pede Serpentarii» о той же самой новой.  Это представляет научный анализ, который ввел в оборот сам император Рудольф II.  Кеплер описывает цвет, яркость звезды и размышляет о расстоянии до нее, а также о природе «новой» звезды.  С другой стороны, он критикует обычную астрологическую «сплетню» об этом событии, но он все еще включает людей в космические события.  В четвертой главе Кеплер полагает, что звезда трех волхвов во время рождения Иисуса Христа совпала с великим соединением ярких планет - и по этой причине может быть вычислена новая дата года рождения Иисуса Христа.
 В то время Кеплер также занимался геодезией и предложил измерить всю Землю в письме Герварту в 1607 году. Он собирался провести наблюдения с двух башен, чтобы определить зенитные расстояния и расстояние между двумя точками наблюдения.  Таким образом, можно было определить размеры Земли и ее возможные отклонения от сферической фигуры.
 Главным астрономическим трудом Кеплера была «Astronomia nova» 1609 года, в которой содержатся его первый и второй закон.  С помощью данных Тихо Браге по меркам Марса Кеплер рассчитал орбиты планет.  Впервые в истории астрономии была предложена новая теория движения планет, которая одинаково справедлива для всех планет.  Описывая неравное эллиптическое движение планет, Кеплер дезавуировыал древнюю аксиому их кругового устойчивого движения, которой следовал и Коперник.  Что касается научного подхода, Кеплер утверждает новый метод: теория применима только тогда, когда она математически правильно подтверждена наблюдениями.  Другими словами, предположений и убеждений недостаточно.  В этой работе Кеплер также создает основу для исчисления бесконечно малых величин, которое Ньютон и Лейбниц развили позже.  «Astronomia Nova» - это первое в истории произведение, в котором движение небесных тел демонстрируется как закономерная необходимость.  Эта работа была написана в сложном стиле и поэтому оставалась в значительной степени неправильно понятой.  Однако слава Кеплера возросла из-за его точных расчетов, которые основывались на новой планетарной астрономии.
 В 1610 году Кеплер наблюдал луны Юпитера, чтобы подтвердить открытия Галилея Галилея.  Кеплер сделал свои наблюдения с помощью галилеевского телескопа, который он получил от благотворителя.  (Галилей не хотел или не мог снабдить Кеплера телескопом.) Кеплер опубликовал свой анализ этой области в кратком стихе из Священных Писаний «Narratio de Jovis satellitibus».  Что касается спутников Юпитера, то Кеплер предложил Галилею латинское слово «satelles», которое Галилей немедленно принял.  Но Галилей никогда не признавал, что этот термин был изобретен Кеплером.
 Кроме того, он снова имел дело с оптикой, и книга «Диоптрис», которую он опубликовал в 1611 году, стала основой для создания оптики как науки.  В частности, в этой работе можно найти теорию телескопа-рефрактора, анализ оптического пути света и преломления в трехсторонних призмах, а также проект более позднего астрономического телескопа Кеплера с двумя выпуклыми линзами.
 В Праге Кеплер достиг пика своей научной работы.  Помимо важности книг, которые он написал в то время, его очень уважали как императорского математика, и его мнение о различных научных проблемах было высоко оценено при дворе.  Тем не менее, Кеплер никогда не был назначен профессором в университете.  Поэтому у него не было возможности основать научную школу и представить свои учения ученикам.  Кроме того, его финансовых средств было недостаточно, чтобы позволить себе помощников.

4. Кеплер в Линце

 После смерти Рудольфа II  Кеплер отправился в Линц (Верхняя Австрия), где работал математиком по землеустройству и учителем.  Он должен был дать своим ученикам понимание как математических, так и философских вопросов, а также создать карту Верхней Австрии.  Но эта карта так и не была завершена.
 Работа Кеплера в Линце была менее ответственной, чем в Праге, но он мог сохранять там свободу своих мнений.  Его жизнь в Линце была спокойнее, чем в Праге, и вскоре после приезда в Верхнюю Австрию он женился во второй раз (его первая жена уже умерла в 1611 году).  Из 11 кандидаток он наконец выбрал Сюзанну Ройттингер, которая позже родила семерых детей, но выжил только один из них.
 Хотя Кеплер был очень счастлив в Линце, в начале его пребывания там у него был религиозный конфликт: когда Кеплер раскритиковал некоторые утверждения проповедника Даниэля Хитцлера, тот потребовал, чтобы Кеплер подписал доктрины лютеранской Формулы согласия.  По соображениям совести Кеплер не мог на это согласиться и вместо этого предпочел личную свободу.
 Кеплер продолжил свои исследования в Линце с помощью различных великолепных библиотек.  Некоторые аристократические покровители защищали его от конфликтов, но у Кеплера не было возможности для обмена идеями с другими дружелюбными людьми в академической среде.
 Что касается богословия, следует упомянуть исследования Кеплера о годе рождения Иисуса Христа.  Он опубликовал свои анализы на эту тему в работе «Bericht vom Geburtsjahr Christi» в 1613 году. Кеплер утверждал, что Иисус Христос родился за пять лет до общепринятой даты.  Кеплер уже имел дело с этой хронологической проблемой в 1606 году и в то время занимался своими прежними теориями.  (Между прочим, христианский монах Дионисий Эксигус [ок. 470 - ок. 540] хорошо известен как инициатор таких вычислений.) Книга Кеплера была полемической работой против доктора и астролога Хелисеуса Реслина, который усомнился во всех мыслях Кеплера о «новой звезде», кометах и годе рождения Иисуса Христа.  Таким образом, Кеплер отстаивал свою точку зрения в этой книге, в которой он оказался отличным историком.
 В Линце Кеплер занимался математическими проблемами и в 1615 году опубликовал книгу «Stereometria Doliorum Vinariorum», согласно которой было названо позже «правило бочки Кеплера».  Эта работа содержит новые расчеты объема.  Новый метод заключался в том, чтобы рассчитать объем бочки, окунув в нее мерный стержень.  Год спустя гораздо более простой вариант этих идей последовал за работой «Auszug aus der uralten Me;kunst Archimedis».  Целью этой книги было подчеркнуть практическое применение метода.  Более того, в конце книги был указатель технических терминов, где Кеплер предоставил перевод латинской терминологии на немецкий язык.
 В 1615 году пожилую мать Кеплера обвинили в колдовстве.  Он изо всех сил пытался защитить ее, и пять лет спустя он в конце концов сумел оправдать ее и освободить.  Но через год она умерла из-за последствий пыток.  Из-за этих событий у Кеплера не было особых мотивов проводить дальнейшую научную работу в Линце, тем не менее он начал писать исследование «Гармония мира», которые можно рассматривать как самую глубокую из работ Кеплера.  В 1619 году он закончил эти пять книг, которые касаются применения теории гармонии в музыке, астрологии, геометрии и астрономии.  Что касается музыки, то Кеплер верил в музыкальную гармонию как феномен, помогающий понять соотношение пространств между планетами как соответствующее разным тонам.  В связи с этой теорией он имел дело с вопросом, почему люди считают определенные интервалы эуфоническими, а другие - какофоническими.  Кеплер думал, что он понял логику Бога при сотворении мира с тезисами, содержащимися в этой работе, которая таит в себе платоновско-пифагорейский дух, особенно под влиянием Прокла.  Соответственно он был в приподнятом настроении.  В «Harmonices mundi» Кеплер также восхвалял Бога благодарстенной молитвой: " Велик наш Бог, и велика Его сила и мудрость Его неисчислима.  Хвалите Его, небеса, хвалите Его, Солнце, Луна и планеты!  Какой разум вы должны познать, какой язык иметь. чтобы прославить своего Создателя!  Хвалите Его, все небесные гармонии, хвалите Его, все, свидетели ныне обнаруженных гармоний! Хвали, душа моя, своего Бога и Создателя, пока жива ты!".
 Кеплер также хотел выявить в «Harmonices mundi»чудо Божественного творения.  Но в этой работе заметна противоположность мистики Кеплера и его научным утверждениям в некоторых частях - например, в главе о приливах.  Раньше он рассматривал приливы как результат притяжения луны, но теперь он дает мистически-поэтический ответ на этот вопрос, говоря о дыхании живого тела Земли.  Кеплер считал, что у него были оба восприятия и что между ними не было конфликта.  Однако «Harmonices mundi» было довольно трудно читать, поэтому обратной связи с автором не возникло.  Идеи Кеплера об универсальной гармонии сформировали антитезу религиозным конфликтам и ужасу Тридцатилетней войны.  Поэтому Кеплер страстно отстаивал мир в своих письмах и посвящениях своих книг.
 Кеплер также не согласился с суровым ходом работы Папского совета по цензуре публикаций.  В 1616 году после наставления Галилея в указатель были включены работы Коперника и его последователей.  Кеплер опасался, что его работы будут запрещены, по крайней мере, в Италии, и писал продавцам книг, что им следует быть осторожными и не продавать его «Гармонию мира» всем желающим.
 Таким образом, Кеплер поддерживал в своем творчестве высокую цель конфессионального и, следовательно, политического мира, а также научной истины в самом высоком понимании. Кеплер был также страстным последователем гелиоцентрической теории Коперника, и в 1618 году он написал работу «Epitome Astronomiae Copernicae», в которой описаны его открытия и которая является первым учебником по гелиоцентрической теории.  Намерение Кеплера состояло в том, чтобы предоставить ясную информацию об этих семи книгах.  Он преодолевает ошибки и неточности Коперника, не умаляя значения его теории.  В первой части прославляется доктрина его предшественника, и именно поэтому эта часть была включена в Индекс в 1619 году, прежде чем были опубликованы последующие главы.  В Италии только некоторым уважаемым ученым было разрешено владеть этой книгой.  Основными темами «Epitome Astronomiae Copernicae» являются небесная механика, небесная динамика и небесная физика - все это иллюстрируется геометрическими фигурами и простыми примерами.  Но также важной частью содержания являются соответствующие вопросы о натурфилософии.  Несмотря на обвинения его матери в колдовстве и оккупации Линца войсками Максимилиана, Кеплер продолжил эту работу.  Будучи «священником Бога по книге природы», он посвятил «Epitome Astronomiae Copernicae» похвале Создателю.
 Кеплер был также гением в вычислении и имел дело с логарифмами.  Он пересчитал логарифмы, которые изобрел Нэпир, и включил, в частности, упрощенный способ расчета для астрономических арифметических задач.  В 1624 году Кеплер опубликовал все это в своей работе «Chilias Logarithmorum», которая содержала, например, 1000 логарифмов от 100 до 100 000 каждый с 100 продолжением.
 
5. Последние годы Кеплера
 
В 1626 году Кеплер был вынужден покинуть Линц из-за Тридцатилетней войны.  Крестьяне восстали против оккупации баварцами и жестокости Контрреформации.  Линц был оккупирован и из-за массового насилия Кеплер и его семья покинули город при первой же возможности.
 Кеплер отправился в Ульм, чтобы завершить печать своего «Tabulae Rudolfinae».  Получив готовую работу на Осенней ярмарке во Франкфурте в сентябре 1627 года, он передал ее императору в Праге в следующем году.  Император сделал Кеплеру великолепное предложение, но мы не знаем, в чем оно состояло.  Во всяком случае, Кеплер должен был стать католиком.  Однако Кеплер не мог принять это и поэтому отказался от предложения императора.
 Окончание «Tabulae Rudolfinae» было причиной, по которой Альбрехт Валленштейн, герцог Фридланда и главнокомандующий имперскими войсками, предложил Кеплеру новую работу.  Без сомнения, Валленштейн надеялся, что Кеплер поддержит его в дальнейших астрологических вопросах, потому что в 1608 году Кеплер уже интерпретировал гороскоп рождения богемца по имени Вальштейн.  (Чтобы сохранить обещанное, Кеплер написал это имя в криптографии, которую он редко использовал.) Для гороскопа Валленштейна Кеплер должен был мучиться над исправлением, основанным на его таблицах и эфемеридах.  Кроме того, имперская партия думала улучшить предопределение исхода войны предсказаниями Кеплера относительно орбит планет.
 В маленьком городке Кеплер был отрезан от интеллектуальной жизни, но он начал печатать свою «Somnium Sive Astronomia Lunaris», которую можно было бы назвать научно-фантастическим романом, потому что он описывает наблюдение астрономических явлений жителями Луны.  С «Сомниумом» Кеплер хотел популяризировать теорию Коперника, но книга была опубликована лишь после смерти Кеплера его сыном Людвигом в 1634 году. Эта работа может рассматриваться как предвестник научно-фантастических романов, таких как «Микромегас» Вольтера или «С Земли на Луну» Жюля Верна.  Наконец Кеплер закончил «Эфемериды» после изнурительной работы, которая длилась месяцами.  Это стало концом научной деятельности Кеплера.
 Позже Кеплер снова испытывал трудности с деньгами, и поэтому он отправился в Регенсбург через Лейпциг и Нюрнберг, чтобы собрать немного средств.  Но его здоровье было уже слабым.  Через несколько дней после приезда он тяжело заболел и умер 15 ноября 1630 года. Кеплер был похоронен за городскими воротами, однако спустя три года после Тридцатилетней войны не осталось никаких следов его могилы.  У нас есть только транскрипция надписи на его могиле от Людвига Кеплера, которую он сам написал.  Это говорит:  «Mensus eram coelos, nunc terrae metior umbras.  Mens coelestis erat, corporis umbra jacet. ”  Я измерил небо, теперь я измеряю тень земли.  Разум был небесным, тень тела здесь покоится".

6. Важнейшие достижения Кеплера
 
 Хотя Кеплер никогда не был так знаменит, как Галилей, он оставил огромную работу, которая была очень полезна и для более поздних астрономов.  Однако наиболее важными находками Кеплера были его «три закона», которые изучаются в школе до сегодняшнего дня.  В оригинальной формулировке они сформулированы следующим образом:
1. “… ut sequenti capite patecet: ubi simul etiam demonstrabitur, nullam Planetae relinqui figuram Orbitae, praeterquam perfecte ellipticam; conspirantibus rationibus, a principiis Physicis, derivatis, cum experientia observationum et hypotheseos vicariae hoc capite allegata”
2. “Quare ex superioribus, sicut se habet CDE area ad dimidium temporis restitutorii, quod dicatur nobis 180° gradus: sic CAG, CAH areae ad morarum in CG et CH diuturnitatem. Itaque CGA area fiet mensura temporis seu anomaliae mediae, quae arcui eccentrici CG respondet, cum anomalia media tempus metiatur”
3.“Sed res est certissima exactissimaque, quod proportio quae est inter binorum quorumcunque Planetarum tempora periodica, sit praecise sesquialtera proportionis mediarum distantiarum, id est Orbium ipsorum”
Что касается его первого закона, Кеплер был вдохновлен работой Гилберта «De magnete, magnisque corporibus et de magno magnete Tellure», а также вопросом Браге об орбите Марса.  В 1609 году он опубликовал его вместе со вторым законом в «Astronomia nova». (Кеплер открыл свой второй закон раньше, чем третий.) Однако путь к этим выводам был непростым: Кеплеру было трудно получить хотя бы приблизительно совпадающий результат между исчислением и наблюдением четырех противостояний Марса.  Он жаловался на свою неуклюжесть в вычислениях и достиг лишь разницы в восемь угловых минут между исчислением и наблюдением, что какое-то время мешало окончательному решению.
 Ход мыслей Кеплера, чтобы добраться до эллиптического движения планет, был следующим: он действовал с предположением теории движения планет Коперника, но вопреки этой модели (с эталоном в центре земной орбиты) он поставил в эталон истинное Солнце. Кеплер расширил свою модель движения планет по длине, используя дополнительную точку («точку баланса») на линии апсиса (линейная связь между центром круга и центром Солнца).  С этого момента движение планет казалось устойчивым.  Эта модель приводит к установлению «гипотезы замещения», которая позволяет удовлетворительно рассчитывать длину эклиптики.  Кеплер разработал эту расширенную модель с помощью точных наблюдений противостояния Браге.  Кроме того, для анализа различных расстояний планеты от Солнца (то есть радиального движения планеты) Кеплер вычислил треугольники, которые сформированы Солнцем и положениями Земли и планеты.  Предполагается, что положение Земли или планеты остается неизменным, тогда как другое небесное тело имеет разные положения в одно и то же время.  Этот подход подтверждает обнаружение наблюдения широт, тогда как гипотеза замещения не воспроизводит реальные соотношения орбит.  Кроме того, с помощью таких триангуляций можно определить относительные радиальные расстояния Марса и Земли от Солнца, и поэтому отношения планет к орбитам также могут быть реально поняты.
 Проверка того, что скорость планеты в крайних точках орбиты обратно пропорциональна расстоянию Солнце-Земля, индуктивно распространяется на все точки орбиты.  Этот тн. вывод радиусов является основой рассмотрения областей.
 Наконец, после исследования механизма движения на основе земной орбиты Кеплер разработал эллипс для орбиты Марса с помощью геометрии.  Он использовал эллиптические орбиты как подход к истинной форме орбит.
 В V книге «Harmonices mundi» Кеплер опубликовал в 1619 году свой третий закон, в котором описывается соотношение орбит двух планет с их средними расстояниями от Солнца.  Вопреки двум первым строго действующим законам, третий закон действует только в том случае, если Солнце имеет гораздо большую массу, чем планета.  Однако цель этого закона в «Harmonices mundi» не является астрономической, а позволяет по-новому рассчитать расстояния до планет по гармоническим соотношениям их движений в крайних точках.  Более конкретной задачей в этой работе является точная настройка космоса, которая представлена как гармонично структурированная.  Что касается подготовительной работы к этому «aurea regula Kepleri», то в настоящее время об этом ничего не известно, поскольку эти документы были вывезены из поместья Кеплера и погибли. 
И не яблоко, как иногда говорят, но третий закон Кеплера привел Исаака Ньютона 1643-1727) к открытию его закона гравитации около 60 лет спустя (F =  , ,
 G = 6,672,10-11 м3кг-1с-2, М… масса Солнца).  (Вместо гравитации Кеплер ввел магнитную силу Солнца, т.н anima motrix   интенсивность   1 / расстояние2.)
 В настоящее время законы Кеплера формируются в виде абстрактных теорем:
1. Каждая планета Солнечной системы обращается по эллипсу, в одном из фокусов которого находится Солнце
2. Каждая планета движется в плоскости, проходящей через центр Солнца, причём за равные промежутки времени радиус-вектор, соединяющий Солнце и планету, заметает собой равные площади.
  3. Квадраты периодов вращения двух планет пропорциональны кубам их больших полуосей. /.../
Своими тремя законами Кеплер осуществил переход от качественной натурфилософии к количественному естествознанию, и он был одним из основателей современной физики.

7. Выводы

  Иоганн Кеплер был гениальным человеком, чье восприятие науки как священнослужения на природе было уникальным.  Все его находки произошли от его энтузиазма к природе - он действительно ликовал, когда обнаружил принципы порядка и гармонии.  Он верил в прогресс науки и писал императору в посвящении его работы об астрономической оптике: "Неисчерпаемо сокровище тайн природы, неописуемо ее богатство и тот, кто раскрывает новые вещи в этой области, достигает не чего иного, как раскрытия другим людям пути к новым исследованиям (KGW II, 8).
 Позже академические ученые также оценили Кеплера:
Пьер Симон де Лаплас (1749-1827) сказал, что Кеплер был одним из тех редких людей, которые отдали должное науке о природе - и они сформулировали важнейшие теории, которые были подготовлены работой нескольких столетий.  Позже Альберт Эйнштейн (1879-1955) считал, что Кеплер был одним из немногих, кто не мог не высказывать свое мнение во всех отношениях.  И последнее, но не менее важное: Уолтер Тирринг (р.1927) писал, что из-за иррациональных соотношений радиусов теория Кеплера, казалось, приводила к форме истины, которую нельзя было понять, когда ее изучали только кратко.
 Ныне Кеплеру также воздают почести: Университет Линца, обсерватории Вайль-дер-Штадт, Грац и Линц названы в честь Кеплера.  Кроме того, нова, которую открыл Кеплер, лунный кратер и астероид, называются «Кеплер».  Кроме того, космический корабль, который будет искать внесолнечные планеты и запущен НАСА в ноябре 2008 года, назван в честь Кеплера.  Наконец, способ конструирования телескопов, разработанный Кеплером, все еще используется в наши дни.  - Именно поэтому Кеплер оказал огромное влияние на прогресс науки.  Он был человеком, который обожал гармонию и порядок, и все, что он обнаружил, было связано с его восприятием Бога.  Божественно упорядоченные числовые пропорции и умственные гармонии были важны для него.  Особенно его работу «Harmonices mundi» можно совершенно точно назвать современной - с поиском «теории всего» и претензией на то, чтобы сделать выводы из культурных и социальных знаний с этической целью улучшить человеческую жизнь и взрастить жажду гармонии.  Поэтому как теолог и астроном Кеплер хотел понять, как и почему Бог создал мир.

BANVILLE, J., Doctor Kopernikus, Kepler, The Newton Letter: “Doctor Copernicus”, “Kepler”, “Newton Letter – An Interlude”, MacMillan 2001.
BIALAS, V., Die Rudolphinischen Tafeln von Johannes Kepler. Mathematische und astronomische Grundlagen (Nova Kepleriana N. F. 2), Verlag der Bayerischen Akademie der Wissenschaften 1969.
BIALAS, V. (Hrsg.), Naturgesetzlichkeit und Kosmologie in der Geschichte. Festschrift f;r U. Grigull (Boethius 29), Steiner 1992.
BIALAS, V., Johannes Kepler, Verlag C. H. Beck 2004.
BOERST, W. J., Johannes Kepler: Discovering the Laws of Celestial Motion (Renaissance Scientists), Morgan Reynolds Publishing 2003.
CASPAR, M. (Hrsg.) & M. LIST (Bearb.), Bibliographia Kepleriana. Ein F;hrer durch das gedruckte Schrifttum von Johannes Kepler (Hauptbd.), Beck 21968.
CASPAR, M. (Hrsg.) & M. LIST (Bearb.), Bibliographia Kepleriana. Verzeichnis der gedruckten Schriften von und ;ber Johannes Kepler (Erg.-Bd.), Beck 21998.
CASPAR, M., M. CASPER & C. D. HELLMANN, Kepler, Dover Publications Inc. 1993.
CONNOR, J. A., Kepler’s Witch: An Astronomer’s Discovery of Cosmic Order, Amid Religious War, Political Intrigue, and the Heresy Trial of His Mother, HarperSanFrancisco 2004.
DOEBEL, G., Johannes Kepler. Er ver;nderte das Weltbild, Styria Reprint 1996.
FERGUSON, K., Tycho and Kepler. The unlikely partnership that forever changed our understanding of the heavens, Walker & Co. 2002.
FISCHL, J., Geschichte der Philosophie II. Renaissance und Barock. Neuzeit bis Leibniz, Verlag Anton Pustet 1950.
GERLACH, W. & M. LIST, Johannes Kepler. Leben und Werk, R. Piper & Co. Verlag 1966.
GINGERICH, O., The Eye of Heaven: Ptolemy, Copernicus, Kepler (Masters of Modern Physics), Springer 2007.
G;NTHER, L., Kepler und die Theologie. Ein St;ck Religions- und Sittengeschichte aus dem XVI. und XVII. Jahrhundert, T;pelmann 1905.
HAASE, R., Johannes Keplers Weltharmonik. Der Mensch im Geflecht von Musik, Mathematik und Astronomie (Diederichs gelbe Reihe 145 hrsg. v. M. G;NTHER), Eugen Diederichs Verlag 1998.
HAMEL, J., Geschichte der Astronomie. Von den Anf;ngen bis zur Gegenwart, Birkh;user Verlag 1998.
HAWKING, S., Giganten des Wissens. Eine bebilderte Reise in die Welt der Physik, Weltbild Buchverlag 2005.
H;BNER, J., Die Theologie Johannes Keplers zwischen Orthodoxie und Naturwissenschaft (Beitr;ge zur historischen Theologie 50 hrsg. v. G. EBELING), J. C. B. Mohr 1975.
KOESTLER, A., The watershed. A biography of Johannes Kepler, University Press of America 1985.
KOYR;, A., The astronomical revolution. Copernicus, Kepler, Borelli (Dover books on astronomy), Dover Publications 1992.
LEMCKE, M., Johannes Kepler (Rowohlts Monographien 529), Rowohlt 1995.
LOMBARDI, A. M., Johannes Kepler. Einsichten in die himmlische Harmonie, in: Spektrum der Wissenschaft. Biografie 4/2000 (verantw. f. Inh. R. BREUER).
METHUEN, C., Kepler’s T;bingen. Stimulus to a theological mathematics (St. Andrews studies in reformation history), Scolar Press 1998.
OESER, E., Kepler. Die Entstehung der neuzeitlichen Wissenschaft (Pers;nlichkeit und Geschichte 58/59), Muster-Schmidt 1971.
PAULI, W., Der Einfluss archetypischer Vorstellungen auf die Bildung naturwissenschaftlicher Theorien bei Kepler, in: Naturerkl;rung und Psyche (Studien aus dem C. G. Jung-Institut Z;rich IV, hrsg. v. C. A. MEIER), Rascher 1952, 109-194.
PESIC, P., Die Spione im Unendlichen. Kepler, Newton, Einstein und die Geheimnisse des Universums, Klett-Cotta 2003.
SAMSONOW, E. v., Die Erzeugung des Sichtbaren. Die philosophische Begr;ndung naturwissenschaftlicher Wahrheit bei Johannes Kepler (Die Geistesgeschichte und ihre Methoden. Quellen und Forschungen 12/1986 hrsg. v. S. OTTO), Wilhelm Fink Verlag 1986.
SCHAFFER, E., Die pythagoreische Tradition. Studien zu Platon, Kepler und Hegel (Collegium Hermeneuticum 10 hrsg. v. M. RIEDEL & F. TESSITORE et. al.), B;hlau Verlag 2004.
SCHUSTER, L., Johann Kepler und die grossen kirchlichen Streitfragen seiner Zeit. Eine Kepler-Studie, Moser 1888.
STEPHENSON, B., Kepler’s Physical Astronomy, Princeton University Press 1994.
STEPHENSON, B., The music of the heavens. Kepler’s harmonic astronomy, Princeton University Press 1994.
SUTTER, B. Johannes Kepler und Graz. Im Spannungsfeld zwischen geistigem Fortschritt und Politik. Ein Beitrag zur Geschichte Inner;sterreichs, Leykam-Verlag 1975.
SUTTER, B., Johannes Keplers Lebensweg (Grazer Universit;tsreden 9), Verlag Kienreich 1972.
TINER, J. H. & R. BURKE, Johannes Kepler. Giant of Faith and Science, Mott Media (MI) 1977.
VOELKEL, R., Johannes Kepler and the New Astronomy (Oxford Portraits in Science), Oxford University Press 2001.
WARM, H., Die Signatur der Sph;ren. Von der Ordnung im Sonnensystem, Keplerstern Verlag 2001.
WOLLGAST, S. & S. MARX, Johannes Kepler, Urania-Verlag 1976

Перевод (С) Inquisitor Eisenhorn


Рецензии