Кеплер — немецкий астроном и математик¶
Иоганн Кеплер (нем. Johannes Kepler; 27 декабря 1571, Вайль-дер-Штадт — 15 ноября 1630, Регенсбург) — немецкий астроном, математик и оптик, один из основоположников современной астрономии. Сформулировал три закона движения планет, которые описывают орбиты тел Солнечной системы эллипсами и легли в основу ньютоновской теории тяготения. Работы Кеплера завершили гелиоцентрическую реформу Николая Коперника, начатую в 1543 году.
¶Биография
¶Ранние годы
Кеплер родился в семье наёмного солдата, мать происходила из семьи аптекарей. В детстве он переболел оспой, что ослабило зрение и руки. Несмотря на бедность, Кеплер получил образование: окончив латинскую школу, в 1589 году он поступил в Тюбингенский университет, где изучал теологию, математику и астррономию. Профессор Михаэль Местлин познакомил его с гелиоцентрической системой Коперника и, по свидетельству Кеплера, убедил его в её преимуществах.
¶Грац и первые труды
В 1594 году Кеплер переехал в Грац, где занял должность преподавателя математики в гимназии. В 1596 году вышла его первая значительная работа «Вселенная в пяти геометрических телах» (Mysterium Cosmographicum), в которой он попытался объяснить расстояния между планетами с помощью вписанных друг в друга пяти правильных многогранников. Гипотеза не получила подтверждения, но показала стремление Кеплера найти математический закономерность в устройстве мира.
¶Работа у Тихо Браге
После изгнания протестантов из Граца в 1600 году Кеплер отправился в Прагу, где стал ассистентом датского астронома Тихо Браге, располагавшего лучшими в мире наблюдениями за положением планет. После смерти Браге в 1601 году Кеплер унаследовал его архив наблюдений, в том числе данные по движению Марса. Именно работа с этими наблюдениями привела его к открытию первого закона.
¶Пражский период и законы
В 1609 году была опубликована «Новая астрономия» (Astronomia Nova), содержавшая первые два закона движения планет:
- Первый закон (1609) — каждая планета движется по эллипсу, в одном из фокусов которого находится Солнце.
- Второй закон (1609) — радиус-вектор, соединяющий планету с Солнцем, за равные промежутки времени описывает равные площади.
- Третий закон (1619) — в труде «Гармония мира» (Harmonices Mundi): квадраты периодов обращения планет относятся как кубы больших полуосей их орбит.
Эти законы описывали движение планет с беспрецедентной точностью и объясняли то, что геометрические модели предшественников не могли.
¶Венский период и последние годы
В 1612 году Кеплер переехал в Линц, где работал над таблицами Кеплера — уточнёнными таблицами положения планет, ставшими основным астрономическим справочником на два столетия. В 1618 году вышел труд «Новая геометрия спутников Марса», а в 1619 — «Гармония мира». В 1628 году Кеплер стал придворным астрономом императора Фердинанда II, но жил в бедности. Умер он по дороге в Регенсбург, где собирался на заседание имперского рейхстага.
¶Научное наследие
¶Оптика
Кеплеру принадлежат важные работы по оптике. В трактате «Диоптрика» (1611) он описал устройство телескопа Кеплера (с окулярной линзой), а также камеру-обскуру. Он объяснил действие зрительной трубы, описал двояковыпуклую линзу и зрачок глаза. Его работы заложили основы геометрической оптики.
¶Метеорология
В 1611 году вышла «Новая астрономия о происхождении земных вод» (De Nive Sexanguli), где Кеплер предложил первое объяснение шестиугольной формы снежинок с точки зрения упаковки сфер и высказал идеи о капиллярном действии.
¶Хронология
Кеплер разработал «Рудольфовы таблицы» (Tabulae Rudolphinae, 1627), названные в честь императора Рудольфа II. Таблицы были составлены на основе наблюдений Браге и кеплеровских законов, отличались точностью и применялись астрономами до XVIII века. Он также предложил календарную реформу, учитывавшую тропический год; его проект лег в основу григорианского календаря, принятого в 1582 году католической церковью (в России — в 1918 году).
¶Значение
Кеплер стал одним из ключевых фигур научной революции XVII века. Его законы движения планет непосредственно подвели к формулировке закона всемирного тяготения Исааком Ньютоном: именно кеплеровы эллиптические орбиты Ньютон вывел из универсального притяжения. В честь Кеплера названы кратер на Луне, астероид 1630 Кеплер, космический телескоп НАСА «Кеплер», запущенный в 2009 году для поиска экзопланет, а также множество понятий в математике и астрономии (задача Кеплера, константа Кеплера, многогранники Кеплера — Пуассона).
¶Источники
- Кеплер И. Новая астрономия. — М.: Наука, 1973.
- Кеплер И. Гармония мира. — М.: Наука, 1982.
- Гайдук В. Д. Иоганн Кеплер. — М.: Наука, 1971.
- Биттерман М. История астрономии. — М.: Мир, 1974.
- Койре Э. От мира закрытого к бесконечной вселенной. — М.: НЛО, 2001.