開普勒〈行星運動三大定律〉(2) 江銘輝 五夢網
五、 神密宇宙的著作
1596年,開普勒在宇宙論方面發表了第一本重要的著作《宇宙的神秘》。在書中,他明確主張哥白尼體系,同時也因襲了畢達哥拉斯和柏拉圖用數來解釋宇宙構造的神秘主義理論。他在序言中指出;「我企圖證明上帝在創造宇宙並且調節宇宙的次序時,看到了從畢達哥拉斯和柏拉圖時代起就寫人們所熟知的五種正多面體,上帝按照這形體安排了天體的數目、它們的比例和它們運動間的關係。」
他認為土星、木星、火星、地球、金星和水星的軌道分別在大小不等的六個球的球面上,六球依次套切成正四面體、正六面體、正八面體、正十二面體和正二十面體,太陽居中心。這種假設儘管荒唐,但卻促使開普勒去進一步尋找正確的宇宙構造理論。他把這本書分寄給了一些科學名人。丹麥天文學家第谷(Tycho Brahe)雖不同意書中的日心說,卻十分佩服開普勒的數學知識和創造天才。伽利略也把他引為探索真理的同仁。(圖2)
圖2:開普勒用5種正多面體的外接球與內接球來描述行星到太陽的距離關係。
六、認識弟谷‧布拉黑
圖3:弟谷‧布拉黑
由於反宗教改革運動,使格拉茨中學重新回到天主教的懷抱,新教徒的師生全被理出了校門。開普勒這位新教徒卻因名聲顯赫而被破例復聘。他看到自己的學生盡數散去,不願再回格拉茨,於是來到結識了天文學家弟谷‧布拉黑(3)從而開始研究天文學。他接受了第谷的邀請,作第谷的助手。第谷是傑出的天文學家,他當時任神聖羅馬帝國的皇室數學家,隨皇帝魯道夫二世住在布拉格。他的宇宙理論是托勒密體系和哥白尼體系的混合,他認為行星繞太陽旋轉,太陽又率群星圖地球運行。但是第谷對天體方位進行了幾十年的觀測,積累了大量的精確材料,而開普勒在天文學上的偉大發現,就是透過歸納、分析這些材料得出的。
七、與芭芭拉‧穆勒結婚
在1595年12月,開普勒認識芭芭拉·穆勒(Barbara Müller),一個23歲的寡婦(兩次)帶著年輕的女兒,瓊瑪 (Gemma van Dvijneveldt),他開始追求她。穆勒繼承她已故丈夫的遺產,她也是一個成功的磨坊主人的女兒。儘管開普勒有貴族身份,但她的父親裘斯特(Jobst)最初反對婚姻,雖然開普勒繼承了祖父的貴族頭銜,但開普勒的貧困使他無法被裘斯特接受。最後裘斯特(Jobst)讓步了,芭芭拉和開普勒於1597年4月27日結婚了。
在第一年的婚姻生活中,開普勒有兩個孩子(海因里希和蘇珊娜“Heinrich and Susanna”),嬰兒就死了,在1602年他們又有一個女兒叫蘇珊娜(Susanna); 1604年有一個兒子叫弗里德里希(Friedrich);而在1607年,另一個兒子叫路德維希(Ludwig)。(圖4)
圖4:開普勒與芭芭拉夫婦