Йоганн Кеплер: біографія, праці, відкриття

Поява геліоцентричної системи Коперника – найважливіша складова того процесу, який отримав в істориків назва наукової революції XVI-XVII століть. У передмові до своєї книги, де він виклав цю теорію, великий поляк обережно вказував на її безглуздість, пропонуючи вважати свою працю лише спробою знайти спосіб полегшити математичні розрахунки в астрономії. Заслуга перетворення коперниковской моделі світобудови у непорушну істину належить видатному німецькому вченому за прізвищем Кеплер. Йоганн в числі інших великих сучасників зробив більше: він сповістив про прихід у світ людини нового типу – вченого, активно пізнає природу.

Комета – передвісник великої долі

Майбутній астроном, математик, механік, оптик народився 27 грудня 1571 року в небагатій родині, в містечку Вайль, в герцогстві Вюртемберг, в швабській частині Німеччини. Коли йому виповнилося 5 років, пішов на війну в Голландію глава сім'ї – солдат-найманець Генріх Кеплер. Йоганн більше ніколи його не бачив. Його мати, Катаріна, була дочкою шинкаря, займалася траволікуванням і ворожінням, за що ледь не поплатилася головою. Маючи невеликий дохід, вона зробила все, щоб син отримав гідну освіту. Цікавий факт, може бути, визначив всю долю, містить біографія Йоганна Кеплера в самому її початку. Катаріна Кеплер показала шестирічному Йогану комету, а через три роки – в 1580 році – затемнення Місяця. Зірка, яка рухається по нічному небу, і Місяць, на очах змінює форму, справили на допитливого хлопчика сильне враження. Може, тоді народилося його бажання докопуватися до причин того, що відбувається?

Вчений-богослов, прихильник Коперника

У ранньому дитинстві Йоганн переніс захворювання віспою, послабити йому зір. Тому він ріс фізично слабким і хворобливим. З-за цього йому знадобилося більше часу, ніж одноліткам, щоб отримати середню освіту. При цьому надходження Кеплера в університеті Тюбінгена сприяли міська влада, відзначали видатні здібності, якими володів Йоганн Кеплер. Коротка біографія вченого з 1591 по 1594 рік являє собою напружене вбирання знань в одному з кращих європейських університетів. Кеплер все життя був глибоко віруючою людиною і переконаним протестантом. Тому він готувався стати священиком і вступив на теологічний факультет. Щоправда, перед цим він прослухав курс математики і астрономії, ставши магістром мистецтв – саме так звалися ці точні науки в той час. Серед його викладачів був прихильник геліоцентричної системи Міхаель Местлин. Під впливом його лекцій переконаним проповідником цієї теорії стає і Кеплера. Йоганн намагався творчо осмислити ідеї Коперника, але не завжди робив правильні висновки.

Кубок Кеплера

Планам Йоганна стати священиком завадило запрошення його на посаду викладача математики в університет міста Грац (1594). Хоча переконання його в прихильності шляху служіння богу була повна, біографія Йоганна Кеплера стає біографією вченого-дослідника, що стоїть на платформі навчання, заперечував Птолемеевскую (геостаціонарну) модель світу.
У Гарце він займається пошуком математичної гармонії в устрої Сонячної системи і публікує книгу «Таємниця всесвіту» (1596). Візуальним вираженням ідей, проголошених вченим у цій книзі, став «кубок Кеплера». Це була об'ємна модель Сонячної системи, в якій світило по-коперниковски розташовується в центрі, але орбіти планет, що обертаються навколо, Кеплер наділяє властивостями платонівських тел кубів, куль і правильних багатогранників. Не дарма математика вважалася в той час мистецтвом – ця модель була дуже красива, хоча і абсолютно невірна.

Вчасно зроблене запрошення

Свою книгу Кеплер посилає самим передовим вченим Європи, в тому числі Галілею і датчанину Тихо Бразі, який займав посаду придворного астронома в Празі. Заперечуючи запропоновану Кеплером гармонію орбітальних форм, обидва вчених високо оцінюють роботу молодого математика і астронома. Правда, з різних позицій. Галілей схвалив гелиоцентрический підхід, а Бразі сподобалися сміливість і оригінальність його мислення. Данець запросив Кеплера в Прагу. Від'їзду Йоганна до Праги сприяли кілька обставин. Серед них - скрутне матеріальне та моральне становище Кеплера (він одружився, але молода дружина захворіла на епілепсію і загинула) і почалося переслідування протестантів з боку католицької церкви, якій був оголошений віровідступником і Йоганн Кеплер. Коротка біографія вченого в останній період його перебування в Гарце сповнена загроз і тиску на нього як на прихильника єретичних теорій. У 1600 році Кеплер прибуває в Прагу, де починається самий плідний етап його життя.

Кеплер в Празі. Спадщина

Незабаром після початку спільної роботи Бразі несподівано помер, залишивши Кеплеру архіви своїх астрономічних спостережень і місце придворного астронома і астролога. Десятиліття, проведене Кеплером в Празі, лежить в основі всіх головних його наукових досягнень, зроблених в астрономії, фізиці, математиці.
В астрономії Кеплер навів остаточний порядок з поданням про рух планет Сонячної системи. Зрозуміти, яке відкриття належить Йогану Кеплеру, його сучасники могли з головної книги вченого – «Нова астрономія» (1609). В ній та в завершальному працю «Гармонія світу» (1618) були сформульовані три закони небесної кінематики. Перший говорив про форму орбіти планет у вигляді еліпса з Сонцем в одному з фокусів, другий і третій описував швидкість руху планети по орбіті та способи її вимірювання. Крім того, Кеплер описав наднову зірку, склав точні астрономічні таблиці, що служили для орієнтації по зіркам морякам і астрономам. Математика була основним інструментом, який використовував у своїй роботі Кеплер. Йоганн у книзі «Нова стереометрія винних бочок» (1615) показує способи знаходження об'єму тіл обертання, закладає основи матаналізу та інтегрального обчислення. Серед математичних знахідок Кеплера – таблиця логарифмів, нові поняття – "середнє арифметичне" і "нескінченно віддалена точка". Кеплер ввів у науковий обіг поняття "інерція", говорячи про існування в природі прагнення споріднених тіл до єднання, впритул підійшов до відкриття закону всесвітнього тяжіння. Вперше пояснив причину морських припливів і відливів впливом Місяця, описав причини короткозорості, розробив більш досконалий телескоп.

Останні роки. Пам'ять

У 1615 році Кеплер був змушений стати адвокатом своєї матері, яку звинуватили в чаклунстві. Їй загрожувало спалення на вогнищі, але Йоганну удалося домогтися її звільнення. Останні роки Кеплер був змушений проводити в пошуках надійного джерела для забезпечення своєї сім'ї, і під час поїздки до імператора, задолжавшему йому платню, в місті Ригенсбург в 1630 році він помер. Ім'я Кеплера сьогодні - в ряду найвидатніших умів, чиї ідеї лежать в основі і сучасних наукових і технічних досягнень. Його ім'ям названі астероїд, кратер на Місяці, космічний вантажівка і орбітальна космічна обсерваторія, з допомогою якої відкрита нова планета, схожа за умовами на Землю і також названа іменем Кеплера.