Йоганн Кеплер. Біографія вченого

БІОГРАФІЇ ВЕЛИКИХ ВЧЕНИХ
Безкоштовна бібліотека / Довідник / Біографії великих вчених

Кеплер Йоганн. Біографія вченого

Біографії великих вчених

Йоганн Кеплер (1571-1630).

Незабаром після смерті Коперника на основі його системи світу астрономи становили таблиці рухів планет. Ці таблиці краще узгоджувалися зі спостереженнями, ніж попередні таблиці, що складалися ще за Птолемею. Але через деякий час астрономи виявили розбіжність цих таблиць з даними спостережень руху небесних тіл.

Для передових учених було ясно, що вчення Коперника правильно, але треба було глибше дослідити та з'ясувати закони руху планет. Це завдання вирішив великий німецький вчений Кеплер.

Йоганн Кеплер народився 27 грудня 1571 року в маленькому містечку Вайль-дер-Штадт поблизу Штутгарта. Кеплер народився в бідній сім'ї, і тому йому насилу вдалося закінчити школу і вступити в 1589 році в Тюбінгенський університет. Тут він із захопленням займався математикою та астрономією. Його вчитель професор Местлін потай був послідовником Коперника. Звичайно, в університеті Местлін викладав астрономію з Птолемея, але вдома він знайомив свого учня з основами нового вчення. І невдовзі Кеплер став гарячим і переконаним прихильником теорії Коперника.

На відміну від Местліна, Кеплер не приховував своїх поглядів та переконань. Відкрита пропаганда вчення Коперника дуже скоро викликала ненависть місцевих богословів. Ще до закінчення університету, 1594 року, Йоганна посилають викладати математику до протестантського училища міста Граца, столиці австрійської провінції Штирії.

Вже 1596 року він видає " Космографічну таємницю " , де, приймаючи висновок Коперника про центральне становище Сонця у планетної системі, намагається знайти зв'язок між відстанями планетних орбіт і радіусами сфер, у яких у порядку вписані і навколо яких описані правильні багатогранники. Незважаючи на те, що ця праця Кеплера залишалася ще взірцем схоластичного, квазінаукового мудрування, він приніс автору популярність. Знаменитий датський астроном-спостерігач Тихо Браге, який скептично ставився до самої схеми, віддав належне самостійності мислення молодого вченого, знання ним астрономії, мистецтву та наполегливості у обчисленнях і висловив бажання зустрітися з ним. Згодом зустріч мала виняткове значення для подальшого розвитку астрономії.

У 1600 році Браге, що приїхав до Праги, запропонував Йоганну роботу в якості свого помічника для спостережень неба і астрономічних обчислень. Незадовго перед цим Браге був змушений залишити свою батьківщину Данію і збудовану ним там обсерваторію, де протягом чверті століття вів астрономічні спостереження. Ця обсерваторія була забезпечена найкращими вимірювальними інструментами, а сам Браге був найдосвідченішим спостерігачем.

Коли датський король позбавив Бразі коштів на утримання обсерваторії, він поїхав до Праги. Браге з великим інтересом ставився до вчення Коперника, але прихильником його був. Він висував своє пояснення устрою світу; планети він визнавав супутниками Сонця, а Сонце, Місяць і зірки вважав тілами, що обертаються навколо Землі, за якою, таким чином, зберігалося становище центру всього Всесвіту.

Браге працював разом із Кеплером недовго: 1601 року він помер. Після його смерті Кеплер почав вивчати матеріали з даними багаторічних астрономічних спостережень. Працюючи з них, особливо над матеріалами про рух Марса, Кеплер зробив чудове відкриття: він вивів закони руху планет, що стали основою теоретичної астрономії.

Філософи Стародавньої Греції думали, що коло - це найдосконаліша геометрична форма. А якщо так, то і планети повинні здійснювати свої звернення тільки за правильними колами (коло) Кеплер прийшов до думки про неправильність думки про кругову форму планетних орбіт, що встановилася з давніх-давен. Шляхом обчислень він довів, що планети рухаються не кругами, а еліпсами - замкнутими кривими, форма яких дещо відрізняється від кола. При вирішенні цього завдання Кеплеру довелося зустрітися з випадком, який, власне кажучи, методами математики постійних величин вирішено не міг. Справа зводилася до обчислення площі сектора ексцентричного кола. Якщо це завдання перекласти сучасною математичною мовою, прийдемо до еліптичного інтегралу. Дати вирішення завдання в квадратурах Кеплер, природно, не міг, але він не відступив перед труднощами і вирішив завдання шляхом підсумовування нескінченно великої кількості "актуалізованих" нескінченно малих. Цей підхід до вирішення важливого і складного практичного завдання був у новий час перший крок у передісторії математичного аналізу.

Перший закон Кеплера передбачає: Сонце перебуває над центрі еліпса, а особливої точці, званої фокусом. З цього випливає, що відстань планети від Сонця не завжди однакова. Кеплер виявив, що швидкість, з якою рухається планета навколо Сонця, також завжди однакова: підходячи ближче до Сонцю, планета рухається швидше, а відходячи далі від нього - повільніше. Ця особливість у русі планет становить другий закон Кеплера. У цьому Кеплер розробляє новий математичний апарат, роблячи важливий крок у розвитку математики змінних величин.

Обидва закони Кеплера стали надбанням науки з 1609 року, коли було опубліковано його знамениту "Нову астрономію" - виклад основ нової небесної механіки. Однак вихід цього чудового твору не відразу привернув до себе належну увагу: навіть великий Галілей, мабуть, до кінця своїх днів так і не сприйняв законів Кеплера.

Потреби астрономії стимулювали розвиток обчислювальних засобів математики та його популяризації. У 1615 році Кеплер випустив порівняно невелику за обсягом, але досить ємну за змістом книгу - "Нова стереометрія винних бочок", в якій продовжив розробку своїх інтеграційних методів і застосував їх для знаходження обсягів більш ніж 90 тіл обертання, часом досить складних. Там же були розглянуті і екстремальні завдання, що підводило вже до іншого розділу математики нескінченно малих - диференціального числення.

Необхідність удосконалення засобів астрономічних обчислень, складання таблиць рухів планет на основі системи Коперника залучили Кеплера до питань теорії та практики логарифмів. Натхнений роботами Непера, Кеплер самостійно побудував теорію логарифмів на суто арифметичній базі і з її допомогою склав близькі до неперових, але точніші логарифмічні таблиці, вперше видані в 1624 і перевидалися до 1700 року. Кеплер першим застосував логарифмічні обчислення в астрономії. "Рудольфінські таблиці" планетних рухів він зміг завершити лише завдяки новому засобу обчислень.

Виявлений вченим інтерес до кривих другого порядку та до проблем астрономічної оптики призвів його до розробки загального принципу безперервності - своєрідного евристичного прийому, що дозволяє знаходити властивості одного об'єкта за властивостями іншого, якщо перший виходить граничним переходом з другого. У книзі "Доповнення до Вітелія, або Оптична частина астрономії" (1604) Кеплер, вивчаючи конічні перерізи, інтерпретує параболу як гіперболу або еліпс з нескінченно віддаленим фокусом - це перший історія математики випадок застосування загального принципу безперервності. Введенням поняття нескінченно віддаленої точки Кеплер зробив важливий крок на шляху створення ще одного розділу математики - проективної геометрії.

Все життя Кеплера було присвячене відкритій боротьбі за вчення Коперника. У 1617-1621 роках у розпал Тридцятирічної війни, коли книга Коперника вже потрапила у ватиканський "Список заборонених книг", а сам учений переживав особливо важкий період у своєму житті, він видає трьома випусками загальним обсягом приблизно в 1000 сторінок "Нариси коперніканської астроном". Назва книги неточно відображає її зміст - Сонце там займає місце, вказане Коперником, а планети, Місяць і незадовго до того відкриті Галілеєм супутники Юпітера звертаються за відкритими Кеплером законами. Це був фактично перший підручник нової астрономії, і виданий він був у період особливо запеклої боротьби церкви з революційним вченням, коли вчитель Кеплера Местлін, коперніканець за переконаннями, випустив підручник астрономії з Птолемея!

У ці роки Кеплер видає і " Гармонію світу " , де він формулює третій закон планетних рухів. Вчений встановив сувору залежність між часом звернення планет та їхньою відстанню від Сонця. Виявилося, що квадрати періодів обігу будь-яких двох планет ставляться між собою як куби середніх відстаней від Сонця. Це – третій закон Кеплера.

Протягом багатьох років він веде роботу зі складання нових планетних таблиць, надрукованих в 1627 під назвою "Рудольфінські таблиці", які багато років були настільною книгою астрономів. Кеплеру належать також важливі результати інших науках, зокрема у оптиці. Розроблена ним оптична схема рефрактора вже до 1640 стала основною в астрономічних спостереженнях.

Роботи Кеплера над створенням небесної механіки відіграли найважливішу роль у затвердженні та розвитку вчення Коперника. Ним був підготовлений ґрунт і для подальших досліджень, зокрема для відкриття Ньютоном закону всесвітнього тяжіння. Закони Кеплера і зараз зберігають своє значення: навчившись враховувати взаємодію небесних тіл, вчені їх використовують не лише для розрахунку рухів природних небесних тіл, але, що особливо важливо, і штучних, таких як космічні кораблі, свідками появи та вдосконалення яких є наше покоління.

Відкриття законів звернення планет зажадало від вченого багато років наполегливої та напруженої роботи. Кеплеру, який терпів гоніння і з боку католицьких правителів, яким він служив, і з боку єдиновірців-лютеран, не всі догми яких він міг прийняти, доводиться багато переїжджати. Прага, Лінц, Ульм, Саган - неповний перелік міст, де він працював.

Кеплер займався як дослідженням звернення планет, він цікавився й іншими питаннями астрономії. Його увагу особливо привертали комети. Зауваживши, що хвости комет завжди звернені убік від Сонця, Кеплер висловив здогад, що хвости утворюються під впливом сонячних променів. На той час нічого ще не було відомо про природу сонячного випромінювання та будову комет. Лише у другій половині ХІХ століття й у ХХ столітті було встановлено, що утворення хвостів комет справді пов'язані з випромінюванням Сонця.

Помер вчений під час поїздки до Регенсбурга 15 листопада 1630 року, коли марно намагався отримати хоч частину платні, яку за багато років заборгувала йому імператорська скарбниця.

Йому належить величезна заслуга у розвитку наших знань про Сонячну систему. Вчені наступних поколінь, які оцінили значення праць Кеплера, назвали його "законодавцем неба", оскільки саме він з'ясував ті закони, за якими відбувається рух небесних тіл у сонячній системі.

Автор: Самін Д.К.

Рекомендуємо цікаві статті розділу Біографії великих вчених:

▪ Парацельс. Біографія

▪ Ковалівська Софія. Біографія

▪ Кюрі-Склодовська Марія. Біографія

Дивіться інші статті розділу Біографії великих вчених.

Читайте та пишіть корисні коментарі до цієї статті.

<< Назад

Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:

Штучна шкіра для емуляції дотиків 15.04.2024

У світі сучасних технологій, де віддаленість стає дедалі більш повсякденною, збереження зв'язку й почуття близькості грають значної ролі. Нещодавні розробки німецьких учених із Саарського університету в галузі штучної шкіри становлять нову еру у віртуальних взаємодіях. Німецькі дослідники з університету Саарського розробили ультратонкі плівки, які можуть передавати відчуття дотику на відстані. Ця передова технологія надає нові можливості для віртуального спілкування, особливо для тих, хто виявився далеко від своїх близьких. Ультратонкі плівки, розроблені дослідниками, товщиною всього 50 мікрометрів, можуть бути інтегровані в текстильні вироби та носитися як друга шкіра. Ці плівки діють як датчики, що розпізнають тактильні сигнали від мами чи тата, і як виконавчі механізми, що передають ці рухи дитині. Дотики батьків до тканини активують датчики, які реагують на тиск та деформують ультратонку плівку. Ця ...>>

Котячий унітаз Petgugu Global 15.04.2024

Турбота про домашніх тварин часто може бути викликом, особливо коли йдеться про підтримку чистоти в будинку. Представлено нове цікаве рішення стартапу Petgugu Global, яке полегшить життя власникам кішок та допоможе їм тримати свій будинок в ідеальній чистоті та порядку. Стартап Petgugu Global представив унікальний котячий унітаз, здатний автоматично змивати фекалії, забезпечуючи чистоту та свіжість у вашому будинку. Цей інноваційний пристрій оснащений різними розумними датчиками, які стежать за активністю вашого вихованця в туалеті та активуються для автоматичного очищення після його використання. Пристрій підключається до каналізаційної системи та забезпечує ефективне видалення відходів без необхідності втручання з боку власника. Крім того, унітаз має великий обсяг сховища, що змивається, що робить його ідеальним для домашніх, де живуть кілька кішок. Котячий унітаз Petgugu розроблений для використання з водорозчинними наповнювачами та пропонує ряд додаткових матеріалів. ...>>

Привабливість дбайливих чоловіків 14.04.2024

Стереотип про те, що жінки віддають перевагу "поганим хлопцям", довгий час був широко поширений. Однак нещодавні дослідження, проведені британськими вченими з Університету Монаша, пропонують новий погляд на це питання. Вони розглянули, як жінки реагують на емоційну відповідальність та готовність допомагати іншим у чоловіків. Результати дослідження можуть змінити наше уявлення, що робить чоловіків привабливими в очах жінок. Дослідження, проведене вченими з Університету Монаша, призводить до нових висновків щодо привабливості чоловіків для жінок. В рамках експерименту жінкам показували фотографії чоловіків з короткими історіями про їхню поведінку в різних ситуаціях, включаючи їхню реакцію на зіткнення з бездомною людиною. Деякі з чоловіків ігнорували безпритульного, тоді як інші надавали йому допомогу, наприклад, купуючи їжу. Дослідження показало, що чоловіки, які виявляють співчуття і доброту, виявилися більш привабливими для жінок порівняно з т ...>>

Випадкова новина з Архіву

Флеш-пам'ять із органічних матеріалів 10.11.2014

Японський інститут фізико-хімічних досліджень RIKEN експериментально довів можливість створення високощільної енергонезалежної пам'яті на основі органічних матеріалів. "Органіка" використовується в електронних схемах далеко не вперше. Багато хто чув про AMOLED-дисплеї Samsung і просто про дисплеї OLED. Також транзистори на основі органічних матеріалів використовуються під час випуску передових сонячних панелей.

Але відомий ще один ефект органічних матеріалів - фотохромний, який поки не знайшов в електроніці широкого застосування (окуляри-хамелеони не беруться до уваги). Цей ефект полягає в тому, що під впливом ультрафіолетового випромінювання молекули з певних сполук прозорих стають кольоровими: жовтими, синіми, червоними. Цей ефект має оборотний характер – опромінення видимим джерелом світла повертає молекулам прозорість. Поки повторного засвічення не відбулося, зміна кольору молекул не відбувається – вони зберігають свій стан без обов'язкової підтримки живленням (без освітлення). Чим не пам'ять?

Ефект фотохромізму вивчений досить давно. Головним завданням було розробити технологію, яка б перетворити "бульйон" з хімічного складу різнорідних речовин на впорядковану структуру, аналогічну масиву SRAM або DRAM. При цьому молекули повинні відтворити подібність до масиву пам'яті на чомусь придатному до подальшого створення електронної схеми. Наприклад – на підкладці з міді.

В інституті RIKEN на основі хімічних механізмів самоскладання молекулярних структур з діарилетиленових похідних створили подібну технологію та на практиці довели її працездатність. Нижче на слайді праворуч можна побачити модель упорядкованої молекулярної збірки з елементів, що повторюються, а праворуч - зображення реального зразка, зроблене за допомогою скануючого тунельного мікроскопа.

За словами розробників, молекулярна структура дозволяє записати дані із щільністю понад 1 Тбіт/квадратний дюйм. Це вище, ніж дозволяє запису традиційними засобами. Правда, поки технологія RIKEN вийде з лабораторії, сучасні технології можуть далеко просунутися вперед і ще не факт, яка з них виявиться по-справжньому проривною.

Інші цікаві новини:

▪ Новинки від Dell

▪ Надтонкий CD-плеєр

▪ Новий контролер для зворотноходових перетворювачів

▪ Як захиститися від морських розбійників

▪ Підземний гігант

Стрічка новин науки та техніки, новинок електроніки

Цікаві матеріали Безкоштовної технічної бібліотеки:

▪ розділ сайту Вузли радіоаматорської техніки. Добірка статей

▪ стаття Анестезіологія та реаніматологія. Шпаргалка

▪ стаття Чому смак кави різний? Детальна відповідь

▪ стаття Космея. Легенди, вирощування, способи застосування

▪ стаття Ліхтарик для лічильника електроенергії. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

▪ стаття Автоматичний перемикач телевізійних входів Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Залишіть свій коментар до цієї статті:

All languages of this page

Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт