开普勒
(1571—1630年)
开普勒1571年出生在德国南部的瓦尔城。他的一生颠沛流离,是在宗教斗争(天主教和新教)情势中渡过的。开普勒原是个新教徒,从学校毕业后,进入新教的神学院——杜宾根大学攻读,本想将来当个神学者,但后来却对数学和天文学发生浓厚兴趣和爱好。
杜宾根大学的天文学教授米海尔·麦斯特林(1550—1631年)是赞同哥白尼学说的。他在公开的教学中讲授托勒玫体系,暗地里却对最亲近的学生宣传哥白尼体系。开普勒是深受麦斯特林赏识的学生之一,他从这位老师那里接受哥白尼学说后,就成为新学说的热烈拥护者。他称哥白尼是个天才横溢的自由思想家,对日心体系予以很高评价。
开普勒能言善辩,喜欢在各种集会上发表见解。因而引起学院领导机构——教会的警惕,认为开普勒是个“危险”分子。学院毕业的学生都去当神甫,开普勒则未获许可。他只得移居奥地利,靠麦斯特林的一点帮助在格拉茨高等学校中担任数学和天文学讲师及编制当时盛行的占星历书。
占星术是一门伪科学,开普勒不信这一套。他不相信天上那些星辰的运行和地上人类生息的祸福命运会有什么相干!他曾为从事此项工作自我解嘲说:“作为女儿的占星术若不为天文学母亲挣面包,母亲便要挨饿了。”
从那时起,开普勒开始从事研究他毕生最感兴趣,也是他尔后获得最大成就的问题了。
开普勒自幼就损坏视力,没能成为一位天文观测家。他是“借别人的眼睛”作出自己的科学发现。可是他在光学理论和光学仪器研究方面却作过重大贡献。伽利略虽在望远镜的操作上有所改进,但他的望远镜原则上同荷兰眼镜匠制造的没有什么两样,由一块凸镜片(物镜)和一块凹镜片(目镜)合成。开普勒(比伽利略稍晚些)则设计出一种新型望远镜。他把伽利略式望远镜的凹镜片目镜改用一个小凸透镜,把长焦距的透镜和短焦距的透镜配合在一起,这好比给放大镜“戴上一付眼镜”,其倍率按物镜和目镜的焦距之比来决定。所成的像则是倒立的,这对天文学家来说,没有什么不方便。开普勒式望远镜的特点是把目标放在两透镜的公共焦点上,能够测定微小角度。它后来被广泛应用于天文望远镜。
如同伽利略奠定实验力学的基础一样,开普勒则奠定了近代实验光学的基础。他看到光从已知光源以球面辐射出来,直觉地提出了光度随距离减弱的平方反比定律。