Pojawienie się heliocentrycznego systemu Mikołaja Kopernika jest najważniejszym elementem procesu, który historycy nazwali rewolucją naukową XVI-XVII wieku. W przedmowie do swojej książki, w której zarysował tę teorię, wielki Polak starannie wskazał na jej absurdalność, sugerując, że jego pracę należy traktować jedynie jako próbę znalezienia sposobu na ułatwienie obliczeń matematycznych w astronomii.
Zasługa przekształcenia kopernikańskiego modelu wszechświata w niepodważalną prawdę należy do wielkiego niemieckiego naukowca o nazwisku Kepler. Johann, wśród innych wielkich współczesnych, zrobił więcej: zapowiedział pojawienie się na świecie nowego typu człowieka - naukowca, który aktywnie poznaje naturę.
Comet - zwiastun wielkiego przeznaczenia
Przyszły astronom, matematyk, mechanik, optyk urodził się 27 grudnia 1571 r. w ubogiej rodzinie w mieście Weil, w Księstwie Wirtembergii, w szwabskiej części Niemiec. Gdy miał 5 lat, głowa rodziny, najemnik Heinrich Kepler, wyruszył na wojnę do Holandii. Johann nigdy więcej go nie zobaczył. Jego matka, Katarina, była córką karczmarza, zajmowała się ziołolecznictwem i wróżbiarstwem, za co później prawie zapłaciłagłowa. Z niewielkimi dochodami zrobiła wszystko, aby jej syn otrzymał przyzwoite wykształcenie.
Ciekawy fakt, być może przesądzający o całym losie, zawiera na samym początku biografię Johannesa Keplera. Katharina Kepler pokazała sześcioletniemu Johannesowi kometę, a trzy lata później, w 1580 roku, zaćmienie księżyca. Przesuwająca się po nocnym niebie gwiazda i zmieniający się na naszych oczach Księżyc zrobiły na dociekliwym chłopcu silne wrażenie. Może wtedy zrodziło się jego pragnienie dotarcia do sedna przyczyn tego, co się dzieje?
Uczony-teolog, zwolennik Kopernika
We wczesnym dzieciństwie Johann cierpiał na ospę, która osłabiła jego wzrok. Dlatego dorastał fizycznie słaby i chorowity. Z tego powodu ukończenie szkoły średniej zajęło mu więcej czasu niż jego rówieśnikom. Jednocześnie przyjęcie Keplera na uniwersytet w Tybindze ułatwiły władze miasta, zwracając uwagę na wybitne zdolności, jakie posiadał Johannes Kepler. Krótka biografia naukowca z lat 1591-1594 to intensywne przyswajanie wiedzy na jednej z najlepszych europejskich uczelni.
Kepler przez całe życie był osobą głęboko religijną i zagorzałym protestantem. Dlatego przygotowywał się do kapłaństwa i wstąpił na wydział teologiczny. To prawda, wcześniej studiował matematykę i astronomię, stając się magistrem sztuki - tak wtedy nazywano te nauki ścisłe. Wśród jego nauczycieli był zwolennik systemu heliocentrycznego, Michael Möstlin. Pod wpływem jego wykładów Kepler stał się także przekonanym głosicielem tej teorii. Johann próbował myśleć kreatywnie o pomysłachKopernika, ale nie zawsze wyciągał właściwe wnioski.
Puchar Keplera
Plany Johanna, by zostać księdzem, zostały udaremnione przez jego zaproszenie na stanowisko nauczyciela matematyki na Uniwersytecie w Grazu (1594). Choć jego przekonanie o swoim zaangażowaniu w drogę służenia Bogu było pełne, biografia Johannesa Keplera staje się biografią naukowca stojącego na platformie doktryny, która zaprzeczała ptolemejskiemu (geostacjonarnemu) modelowi świata.
W Harzu poszukuje matematycznej harmonii w strukturze Układu Słonecznego i publikuje książkę „Sekret wszechświata” (1596). Wizualnym wyrazem idei głoszonych przez naukowca w tej książce był „Kepler Cup”. Był to trójwymiarowy model Układu Słonecznego, w którym w centrum znajduje się oprawa kopernikańska, ale Kepler nadaje krążącym wokół planet właściwościom brył platońskich – sześcianów, kul i wielościanów foremnych. Nie bez powodu matematyka była wówczas uważana za sztukę – ten model był bardzo piękny, chociaż był absolutnie błędny.
Zaproszenie na czas
Kepler wysyła swoją książkę do najbardziej zaawansowanych naukowców w Europie, w tym Galileusza i Duńczyka Tycho Brahe, który pełnił funkcję nadwornego astronoma w Pradze. Odrzucając harmonię form orbitalnych zaproponowaną przez Keplera, obaj naukowcy wysoko cenią pracę młodego matematyka i astronoma. To prawda, z różnych perspektyw. Galileusz aprobował podejście heliocentryczne, a Bradze podobała się śmiałość i oryginalność jego myślenia. Duńczyk zaprosił Keplera do Pragi.
Wyjazd Johanna do Pragi był ułatwiony przez kilka okoliczności. Wśród nich - trudna sytuacja materialna i moralna Keplera (ożenił się, ale młoda żona zachorowała na epilepsję i wkrótce zmarła) oraz prześladowania protestantów przez Kościół katolicki, który został uznany za odstępcę i Johannesa Keplera. Krótka biografia naukowca w ostatnim okresie jego pobytu w Harzu pełna jest gróźb i nacisków na niego jako na zwolennika teorii heretyckich.
W 1600 Kepler przybywa do Pragi, gdzie zaczyna się najbardziej owocny etap jego życia.
Kepler w Pradze. Dziedzictwo
Krótko po rozpoczęciu wspólnej pracy, Brahe niespodziewanie zmarł, pozostawiając Keplerowi archiwum swoich obserwacji astronomicznych oraz stanowisko nadwornego astronoma i astrologa. Dekada spędzona przez Keplera w Pradze jest podstawą wszystkich jego głównych osiągnięć naukowych w dziedzinie astronomii, fizyki i matematyki.
W astronomii Kepler przyniósł ostateczny porządek z ideą ruchu planet Układu Słonecznego. Aby zrozumieć, jakie odkrycie należy do Johannesa Keplera, jego współcześni mogli z głównej książki naukowca - „Nowa astronomia” (1609). W nim iw ostatnim dziele „Harmonia świata” (1618) sformułowano trzy prawa kinematyki nieba. Pierwsza mówiła o kształcie orbity planet w postaci elipsy ze Słońcem w jednym z ognisk, druga i trzecia opisywały prędkość planety na orbicie i sposób jej pomiaru. Ponadto Kepler opisał supernową, skompilował dokładne tablice astronomiczne, które służyły żeglarzom i astronomom jako przewodnik po gwiazdach.
Matematyka była głównym narzędziem, którego Kepler używał w swojej pracy. Johann w książce „Nowa stereometria beczek na wino” (1615) pokazuje, jak znaleźć objętość ciał obrotowych, kładzie podwaliny pod analizę matematyczną i rachunek całkowy. Matematyczne odkrycia Keplera obejmują tablicę logarytmów, nowe koncepcje - "średnia arytmetyczna" i "punkt na nieskończoność".
Kepler wprowadził pojęcie "bezwładności" do użytku naukowego, mówiąc o istnieniu w naturze pragnienia zjednoczenia ciał pokrewnych, zbliżył się do odkrycia prawa powszechnego ciążenia. Po raz pierwszy wyjaśnił przyczynę pływów morskich pod wpływem Księżyca, opisał przyczyny krótkowzroczności i opracował bardziej zaawansowany teleskop.
Ostatnie lata. Pamięć
W 1615 Kepler został zmuszony do zostania prawnikiem swojej matki, oskarżonej o czary. Groziło jej spalenie na stosie, ale Johannowi udało się zapewnić jej uwolnienie.
Kepler musiał spędzić ostatnie lata w poszukiwaniu wiarygodnego źródła utrzymania swojej rodziny, a podczas podróży do cesarza, który był mu winien pensję, zmarł w mieście Rigensburg w 1630 roku.
Nazwisko Keplera należy dziś do największych umysłów, których idee leżą u podstaw obecnych osiągnięć naukowych i technicznych. Jego imieniem nazwano asteroidę, krater na Księżycu, ciężarówkę kosmiczną i orbitujące obserwatorium kosmiczne, za pomocą których odkryto nową planetę, zbliżoną pod względem warunków do Ziemi inazwany również na cześć Keplera.
