.9. 打开宇宙之门的开普勒

伟大的科学家开普勒是在雷根斯堡结束自己生命的。因此,在雷根斯堡火车总站前的小广场上就建有一座亭式的开普勒纪念碑,在史丹尔内大桥西南边200多米处有一条街被命名为开普勒大街,开普勒大街5号曾是开普勒的住所,现在开辟为开普勒纪念馆,门票是2.2欧元。

伏尔泰这样赞美开普勒:“我们以前都是瞎子。”

黑格尔这样赞美开普勒:“开普勒的宇宙有序和谐思想是一种伟大的哲学思想,一种超越时代、超越历史和具有永久生命力的伟大哲学思想。”

爱因斯坦这样赞美开普勒:“在开普勒所生活的时代,在根本没有确信自然界是受规律支配的情形下,开普勒曾经勇于去寻找规律。他专心致志地从事艰辛和坚忍的工作,从事行星运动的经验研究以及这运动的数学定律的研究。使他获得这种力量的,是他对自然规律存在的信仰。这种信仰该是多么深挚啊!”

开普勒像

开普勒生于符腾堡州的魏尔镇,祖父一度担任过镇长,是一个十分活跃的新教领导人。

开普勒的家道到父亲时开始衰落。他的父亲是雇佣军人,有点钱在家乡开了家小旅店。由于母亲非常任性,父母间经常失和,父亲也就喜爱长期服役从而避开家庭争吵,最终在一次征战结束回家的途中病死。

开普勒有4个兄弟姐妹,只有一个弟弟活了下来,且患癫痫。

开普勒是早产儿,体质较差。4岁那年,又患上天花和猩红热,视力减弱,一只手半残疾。

到了9岁时,为生活所迫,开普勒就去做佣人,直到12岁,才在他人帮助下重返校园。

开普勒在17岁时进入了著名的蒂宾根大学,大学期间,开普勒受到天文学教授马斯特林影响而信奉哥白尼学说。毕业后,开普勒到奥地利的格拉茨大学任教,教授的是文学、历史和数学。同时,他开始全心全意地研究宇宙问题尤其是行星问题了。

1597年,开普勒迎娶了一位富裕磨坊主之女。不过,他们的儿子和女儿却都在生后夭折。不久,开普勒的母亲又被控告为女巫,开普勒又要四处奔走去营救母亲。

尽管在生活中遭遇到种种不幸,开普勒对科学事业的巨大热情始终支撑着他。

1599年,开普勒将自己的《宇宙的奥秘》寄给著名的天文学家第谷。

第谷是丹麦人,丹麦国王也喜欢天文学,赞助他在一个岛上建立大型的天文观测站。当时还没有发明望远镜,第谷就用肉眼观看了21年,积累了大量的宝贵资料,但是他拙于理论分析。

赞助第谷的老国王去世后,第谷得不到新国王的欢喜,只好到布拉格,担任了神圣罗马帝国皇帝鲁道夫二世的御前天文学家。

第谷和开普勒在很多方面能形成最好的互补关系。

第谷出生贵族,声名显赫,生活奢侈,性格暴烈。有一次在舞会上与一名贵族发生了争吵,埋下了悲剧的种子,因为不久后争吵又一次爆发,两人于是决定决斗。第谷不幸在决斗中被斩掉了鼻梁,只好用金属做了一个假鼻子来遮丑。

第谷眼力好,长于观测;开普勒眼力不好,却长于理论分析。

第谷渴望开普勒能够帮助自己弄出什么原理和规律出来。可是,与开普勒密切合作一年之后,他就去世了。开普勒与第谷的遗孀和儿子争执了很久,最终还是如愿以偿地利用上了第谷留下的丰富无比的观测资料。

1609年,开普勒发表可反映单个行星运动规律的行星运动第一定律和第二定律。1619年,开普勒又发表了反映各行星运动之间的关系的第三定律。

第一定律又称轨道定律:所有行星运动的轨道都是椭圆,太阳处在椭圆的一个焦点上。

第二定律又称面积定律:由行星到太阳的一条连线即矢径在相同时间内扫过的面积相等。

第三定律又称和谐定律:行星绕太阳转动一周的时间的平方,正比于它们与太阳平均距离的立方。

通过第三定律,以日地距离即一个天文单位出发,可以推算任何一个行星的距离,从而推算宇宙的大小。

开普勒也有极深的音乐素养,他坚信:“天体运动不是别的,不过是几种声音汇成一种连续的音乐。这种音乐只能为心智所领悟,不能被人耳所听见。”“天体的运动只不过是一首带有不谐和音的(理智上的,而不是听觉上的)永恒的复调音乐。”

开普勒将行星运动规律详细表达在《世界的和谐》这部书里。该书共有10个篇章,其中4个篇章名就直接和音乐有关。他还将水星运动的声音比拟为女高音,火星比拟为男高音,地球和金星比拟为女低音,土星和木星比拟为男低音。

开普勒的科学事业如日中天般地辉煌,但他的生活状况一直非常惨淡。

虽然名为德国皇帝的宫廷天文学家,但长达20年,他都拿不到薪水。

开普勒还要养育自己的12个孩子,他的两任妻子都先于他而病逝。生计是那样的艰难,以至于他不得不靠利用星占学算命挣钱来养家糊口。

1630年秋天,开普勒到达了雷根斯堡,向帝国议会讨要薪水。但他很快就病倒了,最后在11月15日撒手人寰。他被埋在城边的墓地中,后来连这块墓地都不知所踪。