第56章 开普勒:天空立法者的传奇人生与科学贡献(4 / 6)

教教义是天主教和主稳健派,但开普勒凭借他在宫廷的地位,可以自由地信仰路德教而不受阻碍。这一点对开普勒来说非常重要,因为他的宗教信仰一直是他生活中的一个重要部分。

尽管皇帝名义上为开普勒及其家庭提供了丰厚的收入,但由于皇家国库开支过度,实际获得足够的资金以应对经济负担仍然需要不断争取。这部分经济困难对开普勒的家庭生活造成了很大的影响。他和妻子芭芭拉的关系并不总是和睦的,家庭生活中经常出现争吵和疾病。芭芭拉的健康状况一直不佳,加上孩子们的频繁生病,使开普勒在家庭和工作之间倍感压力。

然而,宫廷生活也为开普勒带来了许多宝贵的机会。他有机会与其他着名学者接触,这些学者包括约翰内斯·马修斯·瓦克·瓦克亨菲尔斯(Johannes Matth?us Wackher von Wackhenfels)、乔斯特·伯奇(Jost Bürgi)、大卫·法布里希斯(David Fabricius)、马丁·巴查杰克(M. Bachazek)以及约翰内斯·布伦格(Johannes er)。这些学者的交流和合作极大地促进了开普勒的天文学研究。

例如,乔斯特·伯奇是一位杰出的数学家和钟表制造者,他发明了对数尺,这为开普勒的计算工作提供了极大的便利。大卫·法布里希斯是一位天文学家,他发现了米哈伊尔星(Mira),并与开普勒保持密切的通信,分享观测数据。马丁·巴查杰克和约翰内斯·布伦格也在不同的领域对开普勒的研究给予了支持和帮助。

在这样的环境中,开普勒的天文学工作进展迅速。1609年,他发表了《新天文学》(Astronomia Nova),在这本书中提出了行星运动的第一定律(轨道定律)和第二定律(面积定律)。他指出,行星绕太阳运动的轨道是椭圆形的,太阳位于椭圆的一个焦点上;行星在轨道上运动时,连接行星和太阳的直线在相等的时间内扫过的面积相等。这两条定律彻底改变了人们对行星运动的理解,为后来的科学研究奠定了基础。

1619年,开普勒在《宇宙谐和论》(Harmonices Mundi)中发表了行星运动的第三定律(周期定律)。他指出,行星公转周期的平方与其轨道半长轴的立方成正比。这一定律不仅适用于太阳系内的行星,还适用于其他天体系统,如行星-卫星系统和双星系统。开普勒的这三大定律最终使他赢得了“天空立法者”的美誉。

此外,开普勒在光学和数学领域也做出了重要贡献。1604年,他发表了《光学》(Astronomiae Pars Optica),在这本书中,他详细研究了光线的传播和折射规律,提出了透镜成像的原理,为现代光学的发展奠定了基础。他还发明了一种改进的望远镜,被称为“开普勒望远镜”,这种望远镜使用两个凸透镜,比伽利略望远镜具有更大的放大倍数和更宽的视野。

六、家庭不幸

1611年,布拉格的政治与宗教紧张关系达到了白热化的程度。皇帝鲁道夫二世的健康状况也在衰退,被他的弟弟马蒂亚斯逼迫退位,失去了波西米亚王国国王的职位。在这种动荡的局势中,鲁道夫二世和马蒂亚斯都寻求开普勒的占星术建议。开普勒利用这个机会向他们提出了和解的政治建议,尽管这些建议与星象关系不大,主要是劝阻双方采取激烈行动的一般陈述。然而,很明显,开普勒在马蒂亚斯宫廷的前景已经变得黯淡。

与此同时,开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热,病情突然发作。当芭芭拉正在康复时,开普勒的三个孩子都患了天花。其中,年仅6岁的儿子弗里德里希最终夭折,这对开普勒和芭芭拉来说是一个巨