约翰内斯·开普勒（Johannes Kepler,1571—1630）

开普勒于1571年12月27日出生在德国南部符腾堡州的魏尔镇（Weil der Stadt），父亲是一位职业军人。开普勒是早产儿，体质很差，4岁时患上了天花和猩红热，身体受到了严重摧残，视力衰弱，一只手半残。图为魏尔镇广场上的开普勒塑像。

少年时期的开普勒，不仅没有被生理上的缺陷和生活上的苦难击倒，他反而因此更增强了刻苦读书的意志。1587年，开普勒17岁时进入图宾根大学（University of Tuebigen）;1591年，他以全班第二名的优秀成绩毕业。图为图宾根大学最古老的建筑。

在图宾根大学，开普勒受到天文学教授迈克尔·马斯特林（Michael Maestlin,1550—1631）的影响而信奉哥白尼的学说。他甚至写了一篇论述哥白尼理论的短文。图为马斯特林肖像。

青年时期的开普勒喜欢神学，希望能当一名牧师。但由于相信哥白尼学说，他失去了担任教会职务的资格。1594年，在马斯特林的帮助下，开普勒在奥地利格拉茨大学（University of Graz）获得教职。从此，他一心一意研究行星问题。图为现在的格拉茨大学一角。

开普勒在格拉茨大学最初讲授数学，但学生对此兴趣不大。第二年他教文学、伦理学和历史学。因为他知识渊博且具有多方面的天才，顿时远近闻名。校方给了他高度好评：“开普勒在演说、讲授和论辩方面都使学生十分满意，他是一个年轻博学、虚怀若谷的人。一个偏僻的地方能拥有像他那样出色的教师真是难得。”图为该时期的开普勒画像。

1597年 4月27日，开普勒与他第一任妻子巴尔巴拉（Barbara）在格拉茨大教堂举行婚礼，巴尔巴拉的父亲是一位富裕的磨坊主。图为他们结婚时的画像。

婚后的开普勒以为从此便可以在格拉茨扎下根来，但生活并不像他希望的那样顺利，儿子和女儿都在出生后不久因病夭亡，国家又正在经历宗教风波，母亲被指控……这一切都让开普勒感觉到无穷的痛苦。图为开普勒母亲被指控为女巫，受到刑讯逼供。

正当开普勒处在痛苦之中时，丹麦大天文学家第谷（Tycho Brahe,1546—1601）给他带来了一线希望。第谷邀请开普勒到布拉格鲁道夫二世的皇宫里，一起从事天文观测。1600年2月4日，开普勒抵达布拉格。图为开普勒在布拉格的故居。

林茨时期的开普勒画像。

开普勒在林茨的雕像。

来到布拉格后，开普勒与第谷朝夕相处，两个性格完全相反的人共同生活，免不了要发生争执。其实他们有着相似的命运。第谷的施主--丹麦国王腓特烈二世去世后没几年，他就被驱逐到布拉格。所以说，布拉格不但是开普勒的避难地，也是第谷的避难地。图为开普勒和第谷在讨论天文学问题

1611年的这幅画，描绘了发生于布拉格开普勒住所附近的一场暴乱。

开普勒在布拉格的生活一度非常贫困，他名义上是德国皇帝的宫廷天文学家，却长达20年拿不到薪水。1630年，无法养家糊口的开普勒只好亲自去雷根斯堡向国会讨薪。不幸的是，由于饥寒交迫，刚到雷根斯堡他就病倒了。图为现在的雷根斯堡大教堂和多瑙河上的石桥。

托勒密(Claudius Ptolemy,90—168)在亚历山大城的观象台上观察行星体系。他是世界上第一个系统研究日月星辰的构成和运动方式并卓有成效的科学家，创立了地心说。该学说相对完满地解释了当时观测到的行星运动情况，并在航海上具有实用价值，同时，得到宗教统治者极力维护，从而被人们广为信奉，统治天文学界长达13个世纪。

哥白尼（Nicolaus Copernicus, 1473—1543）的日心说推翻了托勒密的地心说，沉重地打击了教会的宇宙观。哥白尼相信天体只能按照所谓完美的圆形轨道运动。

伽利略（Galileo Galilei,1564—1642）用自制的望远镜观测到许多宇宙秘密，并著有《关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对话》和《关于两门新科学的对谈》（也译为《关于两门新科学的对话》），有力地批判了亚里士多德和托勒密的地心说，科学地论证了哥白尼的日心说。但迫于宗教势力的压力，伽利略被迫宣布放弃哥白尼的日心说。图为伽利略在佛罗伦萨附近的别墅内景。

第谷的理论示意图。第谷不相信哥白尼的日心说，他认为行星绕太阳运行，太阳绕地球运行，这其实是托勒密的地心说与哥白尼日心说之间的折中方案。开普勒则是日心说的坚定维护者。

开普勒第二定律（即面积定律）示意图。开普勒仔细研究了第谷的观测资料，首先推算出火星的轨道应该是椭圆的，以后更推广到所有其他行星。因此，行星有时离太阳远，有时离太阳近。

1604年10月17日，开普勒发现了超新星SN 1604，并写出了《蛇夫座脚部的新星》（De Stella Nova in Pede Serpentarii）一书，这颗超新星后来被命名为开普勒超新星。图为超新星SN 1604残骸。

1596年，开普勒在著作《宇宙的奥秘》中描述了哥白尼学说给他的最初印象：“六年前，我在图宾根曾热心地和著名的马斯特林老师交往，那时我就觉得，新近关于宇宙构造的一般见解在速度方面来说都太粗陋了。因此，我的老师在讲演中常常提到的哥白尼真使我神往，以致我不但常常在和同学的讨论中维护他的观点，而且还写了一篇详细的论文，讨论‘第一次运动’是由地球自转引起的问题。”图为哥白尼在他的天文观测台（油画）。

《世界的和谐》是开普勒最辉煌的一部著作，全书共5卷。读者眼前读到的这本，只是其中的第五卷。开普勒在书中发表了他的“行星运动第三定律”，他的发现，为后来牛顿的伟大发现铺平了道路。图为开普勒《世界的和谐》一书中的插图，他认为：“天体的运动只不过是某种永恒的复调音乐而已，要用才智而不是耳朵来倾听。”

开普勒也对光学作出了贡献，他研究了针孔成像，并从几何光学的角度加以解释，指出光的强度和光源的距离的平方成反比。开普勒在1611年出版的《折光学》一书中，最早提出了光线和光束的表示法，并阐述了近代望远镜理论。他把伽利略望远镜的凹透镜目镜改成小凸透镜，这种望远镜被称为开普勒望远镜，现在仍被广泛地运用于天文学研究。图为几种开普勒望远镜。

开普勒也研究过人的视觉，认为人看见物体是因为物体所发出的光通过眼睛的水晶体投射在视网膜上，并阐明了产生近视和远视的成因。图为开普勒著作《天文光学》（Astronomiae Pars Optica,1604）中关于眼睛结构与视觉原理的插图。

开普勒的书桌。

第谷出生地。1546年12月14日第谷出生于丹麦斯科讷（Skane，今属瑞典）一个贵族家庭，自幼受到良好教育，喜欢观察星辰。1560年8月，他根据预报观察到一次日食，这使他对天文学产生了极大的兴趣。

第谷的脾气十分暴烈，有一次他与同学因为争论谁是最好的数学家而用剑决斗，他的鼻子因此被削掉一块。图为装着假鼻子的第谷。

位于布拉格的第谷和开普勒的雕像。开普勒曾经这样称赞他的老师：“第谷掌握了最好的观察资料，这就如他掌握了建设一座大厦的物质基础一样。”

这是一幅大型壁画，展示了第谷建于1582年的出色的仪器。

第谷的天文城堡，名叫Uraniborg。 上图是Uraniborg的正视图，下图是第谷拟为Uraniborg建立的花园全景。

第谷的great globe，是Uraniborg 城堡中最引人注目的部分。

资助第谷建造了巨大观天城堡的丹麦皇帝——腓特烈二世。第谷为了感谢他，为他的三个王子仔细地编制了星位图。

1588年腓特烈二世死后，11岁的新国王在一个摄政委员会辅助下执政，委员会主席与第谷关系不好而导致第谷与王室关系日益疏远。最终第谷不得不于1597年带着部分仪器离开他的天文城堡在朋友处暂住，其间出版了一本书详细描述了他的仪器。1599年，第谷应神圣罗马帝国皇帝鲁道夫二世邀请，在布拉格附近建了一个新的天文城堡。他在那里工作到1601年去世。后世研究证实，他是因为在王宫喝酒过多又不好意思上厕所而被尿憋死的。图为腓特烈二世之墓。

《鲁道夫星表》（Rudolphine Tables，将星表命名为鲁道夫，是为了纪念第谷的赞助人鲁道夫二世）中的卷首插图。图中天文神殿中是开普勒的前辈们：前排左二是哥白尼，左三是第谷，他正指向天花板，那里表示了他的行星体系，哥白尼则鼓励开普勒将太阳置于行星体系的中央。神殿中间吊着一枚特大的硬币，象征皇帝提供的财政资助。在顶上环绕站立的六个女神，分别代表开普勒在六个领域做出的成绩。

表现成“四季之神”的鲁道夫二世画像（罗马神话中的四季之神掌管着四季变化，又称庭园和果树之神）。这幅画像由画家朱塞佩·阿尔金波尔多（Giuseppe Arcimboldo）作于约1590年，特别受到鲁道夫二世的推崇。

《鲁道夫星表》中的世界地图。在开普勒的时代，行星理论的传统目的是制作精确的星表。正是在这个意义上，《鲁道夫星表》是开普勒一生工作的顶峰。

布拉格附近的Cliff-top Benatky城堡 ，鲁道夫二世赐给第谷，在此建立了第二个星堡。

第谷建造的第二个星堡 Stjerneborg，又称Star Castle。

1601年第谷逝世，他把自己所有的天文观测资料赠给开普勒。开普勒留在布拉格编制星表，研究行星的轨道。1627年他的《鲁道夫星表》问世，比当时通行的星表都要准确。开普勒曾经写道：“我们应该仔细倾听第谷的意见。他花了35年的时间全心全意地进行观测……我完全信赖他，只有他才能向我解释行星轨道的排列顺序。”

瑞典隆德大学的天文台，其门前立有第谷雕塑。（刘立 摄）

10欧元银币上的开普勒像。

世界各国为纪念开普勒而发行的邮票。

2009年，美国国家航空航天局（NASA）为纪念开普勒在天方学领域的贡献而命名的“Kepler Mission”。

为了纪念开普勒，2009年3月6日发射的观测太阳系外行星的太空望远镜，被命名为开普勒太空望远镜。

新西兰峡湾国家公园（New Zealand's Fiordland National Park）的一处山脉被命名为“开普勒山”，还有一条“极好步行道”被命名为“开普勒步行道”，这是一条步行需要3~4天的环形路线，为纪念“开普勒轨道”而得名。