开普勒〈行星运动三大定律〉(3) 江铭辉 五梦网
八、继承弟谷工作
1601年，弟谷去世，开普勒继任他为皇帝鲁道夫二世的御用数学家，他的俸禄只有弟谷的一半，且常常拖欠。
1.对占星术的怀疑
1601年，开普勒出版了(天文学更可靠的基础)一书，怀疑星体决定人的命运的观点，对占星术持怀疑态度；他想「如果星相家有时讲对，那可能归功于运气吧！」
但他仍没摆脱宇宙的神秘和谐理论。除教数学外，他的一个主要任务就是替皇帝占星算命，这也是他终身的职业。在他的遗稿中保存了八百多张占星图。他虽不相信这一门学问，但为了谋生，也只得如此。
2.整理弟谷遗作
开普勒对弟谷的遗著作了整理，于1602年出版了弟谷的《新天文学》六卷，于1603年出版了弟谷的(释慧星)。
3.发现行星第一定律
1604年9月30日，开普勒在巨蛇星座附近发现了一颗新星(现在知道是银河系内的一颗超新星，他虽视力不佳，仍持续观测了十几个月。他把观测结果发表在1607年出版的(巨蛇座底部的新星》一书中，打破了星座无变化的传统说法。
这一年他看到了一颗大慧星，即后来定名哈雷的慧星。
当时不论是地心说还是日心说，都认为行星作匀速圆周运动。但开普勒发现，对火星的轨道来说，按照哥白尼、托勒密和第谷提供的三种不同方法，都不能推算出和第谷的观测相吻台的结果。于是他放弃了火星作匀速圆周运动的观念，并试图用别的几何图形来解释，经过四年的苦思冥想，也就是到了1609年他发现椭圆形完全适合这里的要求，能做出同样准确的解释，于是得出了“开普勒第一定律”：火星沿椭圆轨道绕太阳运行，太阳处于两焦点之一的位置。
4. 《新天文学》
当时人们(包括伽利略及哥白尼)都认为一切天体运动都是行圆周运动，从来没有人想到椭圆运行。开普勒从弟谷所留下的数据首先发现火星运行速度是不匀的，当它离太阳较近时、运动得较快《近日点》，离太阳远时、运动得较慢《远日点》，但从任何一点开始，向径《太阳中心到行星中心的联机》在相等的时间所扫过的面积相等。
开普勒仔细核算这些纪录，设想行星运动种种可能的轨道，经过多年的努力，终于在1609年发表《新天文学》，新天文学描述开普勒三大行星运动定律的头两条运动定律，即：
第一运动定律：每一个行星都沿各自的椭圆轨道环绕太阳，而太阳则处在椭圆的一个焦点中。
第二运动定律：在相等时间内，太阳和运动着的行星的联机所扫过的面积都是相等的。
5. 世界的和谐一书
开普勒第三定律则是在十年后他于1619年出版的《世界的和谐》（The Harmony of the Worlds）中提出。他发现各个行星绕太阳公转周期的平方和它们的椭圆轨道的半长轴的立方成正比。即：行星绕行太阳一周所需要的时间 T，和行星轨道半轴长 a 之间有如下的关系：T2 : a3 为定值（所有的行星都相同）。