开普勒在年幼时就表现出强大的数学能力,自小就对天文学产生十分浓厚的兴趣。1577年,他才6岁,就看到了这一年出现的大彗星。不幸的是,他在早年时感染天花病毒,视力受损,而且双手也残疾了。这样一来,他根本无法操作天文仪器。
在大学期间,开普勒分别学习了托勒密和哥白尼提出的宇宙模型,并且认同位于宇宙中心位置的是太阳,而不是地球。
《宇宙的奥秘》是开普勒第一部捍卫日心说的作品。他提出,若是考虑到各个行星间轨道的比率与正多面体的内切圆、外接圆有关联,就可以解释行星之间的距离。
“您能不能不使用这么多术语来解释问题?”
好的,看了下面的文字您就懂了。
除了研究圆圈和球体,柏拉图与他的弟子们还提出:只存在五种正多面体,即五种由单一多边形构成的三维几何图形。如正四面体由四个三角形构成,立方体由六个正方形构成。(www.xing528.com)
从柏拉图式的观点来看,这些具有对称性美感的物体,它们成为能够用来研究事物本质理论的理想候选者。卡普勒作为一名天主教新教教徒,始终相信上帝非常明智地创造了世界,而这些完美的多边形就是智慧的最终表达。
开普勒得出最终结论:上帝一定是运用这些多边形创造出了整个太阳系,并由此撰写了一本完整的书。书中详细解释了在各个天体中间这些几何图形的体现。下面是一个三维立体展示图,在二维平面上就容易理解多了。
鉴于开普勒的宗教背景,这个想法对他来说意义重大,正好为日心说做了补充。那时,人们仅仅认识太阳系中的六颗行星,而这恰好证实了开普勒的理论。宇宙中会有六颗星体是因为只存在五个正多面体,它们按照面数的升序排列,在各自之间划定了六个球体。每个球体包含了一颗行星,这样就产生了一个拥有六颗星体的太阳系。开普勒就是通过如此奇妙的推测来支撑自己的理论。
尽管如此,他还是意识到这个由完美多边形构成的模型并没有精准预测出行星之间的正确距离。如果这个理论不符合现实,那么总有一天会被摒弃。虽然开普勒的假设是错误的,但其贡献是通过赋予“日心说”一部分宗教色彩,从而使人们更容易接受这个思想。在那时,一个想法的哲学背景是可以增添其在大众中的可信度的。
开普勒是在许多年以后才认识到他在《宇宙的奥秘》一书中所提出的理论的无效性。在刚刚成书时,他还信心十足,并把作品寄给了包括第谷在内的多位天文学家。
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