Йохан Кеплер: Разлика между версии

'''Йохан Кеплер''' ({{lang-de|Johannes Kepler}}) е [[Германия|германски]] [[математик]], [[астроном]] и [[астролог]]. Той е ключова фигура в [[Научна революция|Научната революция]] с изведените от него [[Закони на Кеплер|закони за движението на планетите]], изложени в книгите „[[Нова астрономия]]“ (''„Astronomia nova“''), „[[Хармонията на света]]“ (''„Harmonices mundi“'') и „[[Съкращение на Коперниковата астрономия]]“ (''„Epitome astronomiae Copernicanae“''). Неговите трудове стават основа за теорията на [[Исак Нютон]] за [[Закон за всеобщото привличане|всеобщото привличане]].

Кеплер живее във време, в което още няма ясна граница между астрономия и астрология, но пък са отчетливо разграничени астрономията, като клон на [[математика]]таматематиката, и [[физика]]та, като дял на [[натурфилософия]]та. В своите книги Кеплер включва и аргументи от религиозен характер, проява на религиозната му убедености вярата, че [[Бог]] е създал света по умопостижим план, който може да бъде разкрит от човешкия [[разум]].{{hrf|Barker|2001|112 – 113}} Кеплер описва своята нова астрономия като „небесна физика“,{{hrf|Kepler|1993|26 – 27}} като „отклонение към Аристотеловата „[[Метафизика (Аристотел)|Метафизика]]“{{hrf|Kepler|1993|48}} и като „допълнение към Аристотеловата „[[За небето]]“, трансформираща античната традиция на физическата [[космология]], разглеждайки астрономията като част от една универсална [[математическа физика]].{{hrf|Stephenson|1987|1 – 2}}

Йоханес Кеплер е роден на [[27 декември]] [[1571]] година, деня на свети [[Йоан Богослов]], в свободния имперски град [[Вайл дер Щат]], днес в германската провинция [[Баден-Вюртемберг]]. Дядо му, Зебалд Кеплер, е бил кмет на града, но по време на раждането на Йоханес общественото положение на семейството е западнало. Баща му, Хайнрих Кеплер, се прехранва като [[наемен войник]] и изоставя семейството си, когато Йоханес е петгодишен. Предполага се, че умира в [[Нидерландия]] по време на [[Осемдесетгодишна война|Осемдесетгодишната война]]. Майката, Катарина Гулденман, е дъщеря на ханджия. Тя е лечителка и билкарка и по-късно е съдена като [[вещица]]. Роден преждевременно, Йоханес е слабо и болнаво дете, но впечатлява посетителите на хана на дядо си със своите забележителни математически способности.{{hrf|Caspar|1993|29 – 36}}{{hrf|Connor|2004|23 – 46}}

През 1589 година, след като преминава през начално училище, латинско училище, начална и висша [[семинария]] в държавната протестантска образователна система на [[Вюртемберг]], Йоханес Кеплер постъпва в [[Тюбингенски университет|Тюбингенския университет]] като студент по [[теология]].{{hrf|Connor|2004|58}}{{hrf|Barker|2001|96}} В университета той става известен като отличен математик и умел астролог, изготвяйки [[хороскоп]]и за своите състуденти. Под ръководството на професора по математика [[Михаел Местлин]]{{hrf|Barker|2001|96}} той се запознава както с астрономическата система на [[Клавдий Птолемей]], така и с тази на [[Николай Коперник]]. Станал привърженик на Коперник, той защитава в студентски диспути [[Хелиоцентрична система|хелиоцентризма]] от теоретична и теологична гледна точка, твърдейки че [[Слънце]]то е основният източник на движеща сила във [[Вселена]]та.{{hrf|Westman|2001|227 – 236}} Въпреки неговото желание да стане свещеник, в края на обучението си Кеплер получава препоръки да бъде назначен за учител по математика и астрономия в протестантското училище в [[Грац]] и през април 1594 година приема назначението.{{hrf|Caspar|1993|38 – 52}}{{hrf|Connor|2004|49 – 69}}

Първият значим астрономически труд на Йоханес Кеплер е „[[Тайната на космографията]]“ (''„Mysterium cosmographicum“'', 1596), първата публикувана защита на системата на Коперник. Той твърди, че на 19 юли 1595 година, докато преподава в Грац за периодичното [[съединение (астрономия)|съединение]] на [[Сатурн (планета)|Сатурн]] и [[Юпитер (планета)|Юпитер]] в [[зодиак]]а, е получил [[прозрение]] – осъзнал, че [[правилен многоъгълник|правилните многоъгълници]] имат вписана и описана [[окръжност]] с определено съотношение на [[Радиус|радиусите]], което, според него, може да е геометричната основа на Вселената[[Вселена]]та. След като не успява да открие уникално разположение на многоъгълниците, което да съответства на известните астрономически наблюдения (дори с добавяне в системата на допълнителни планети), Кеплер започва да експериментира с триизмерни [[многостен]]и. Той открива, че за всяко от петте [[Платоново тяло|Платонови тела]] могат да се дефинират вписана и описана [[сфера]], след което сферите се влагат една в друга, образувайки шест пласта, съответстващи на шестте известни по това време планети – [[Меркурий (планета)|Меркурий]], [[Венера (планета)|Венера]], [[Земя]], [[Марс (планета)|Марс]], Юпитер и Сатурн. Подреждайки телата по определен начин – [[октаедър]], [[икосаедър]], [[додекаедър]], [[тетраедър]], [[куб]], той установява, че сферите могат да се разположат на интервали, съответстващи на относителните размери на кръговата [[орбита]] около [[Слънце]]то на всяка от планетите. Кеплер извежда и формула, свързваща размера на орбитата на всяка от планетите с дължината на нейния [[орбитален период]] – от вътрешните към външните планети коефициентът на нарастване на орбиталния период е удвоената разлика в радиуса на орбитите. По-късно обаче самият той отхвърля тази формула, тъй като тя се оказва недостатъчно точна.{{hrf|Caspar|1993|60 – 65}}{{hrf|Barker|2001|}}

С подкрепата на своя учител Михаел Местлин Кеплер получава разрешение от ръководството на Тюбингенския университет да публикува своя ръкопис, премахвайки коментарите на Библията и добавяйки опростено и по-разбираемо описание на Коперниковата система и на своите нови идеи. „Тайната на космографията“ е издадена в края на 1596 година, като Кеплер получава своите копия и започва да ги изпраща на известни астрономи и потенциални споснориспонсори в началото на 1597 година. Книгата, макар и не четена масово, утвърждава репутацията му като компетентен астроном. Освен това прочувствените посвещения на влиятелни меценати и на хора, контролиращи положението му в Грац, изиграват важна роля за по-нататъшната му кариера.{{hrf|Caspar|1993|65 – 71}}

„Тайната на космографията“ може да се разглежда като важна първа стъпка в модернизирането на предложената от Коперник теория. Докато Коперник, макар и приемащ хелиоцентризма, се опитва да го обосновееобоснове с класически Птолемееви средства, като [[Епицикъл|епициклите]], и продължава да използва за отправна точка центъра на [[Земна орбита|земната орбита]], а не на Слънцето, „Тайната на космографията“ днес се оценява като „първа стъпка в прочистването на Коперниковата система от остатъците на Птолемеевата теория“.{{hrf|Dreyer|1953|331, 371 – 379}}

В края на 1595 година Кеплер се запознава с Барбара Мюлер, 23-годишна вдовица с малка дъщеря, за която се опитва да се ожени. Тя е наследница на имотите на двамата си покойни съпрузи и дъщеря на заможен мелничар, който се противопоставя на брака – макар че Кеплер е наследил от дядо си благородническа титла, той е относително беден. Бракът е сключен едва след публикуването на „Тайната на космографията“ и със съдействието на видни [[Протестантство|протестанти]] – двамата се женят на 27 април 1597 година. Първите им две деца умират рано, а след това имат дъщеря Сузана (р. 1602) и двама синове – Фридрих (р. 1604) и Лудвиг (р. 1607).{{hrf|Caspar|1993|71 – 77}}{{hrf|Caspar|1993|71 – 77}}{{hrf|Connor|2004|89 – 100, 114 – 116}}

По това време Йоханес Кеплер насочва вниманието си към [[хронология]] и „хармонията“ ([[Нумерология|нумерологичните]] връзки между [[музика]], математика и физически свят и техните астрологични следствия). Приемайки, че Земята притежава [[душа]] (свойство, което по-късно ще използва за обяснение на това, как Слънцето предизвиква движението на планетите), той създава спекулативна система, свързваща астрологичните аспекти и астрономическите разстояния с метеорологичното време и други земни явления.{{hrf|Caspar|1993|89 – 100}}

След пристигането си в Грац Кеплер установява, че политически и религиозни трудности няма да му позволят да се върне веднага при Тихо Брахе. Надявайки се да може да продължи астрономическите си изследвания, той се опитва да търси назначение като математик при австрийския [[ерцхерцог]] [[Фердинанд II (Свещена Римска империя)|Фердинанд]]. С тази цел той пише [[есе]], посветено на ерцхерцога, в което излага базирана на силите теория за движенията на Луната – „В Земята има сила, която движи Луната“ (''„In Terra inest virtus, quae Lunam ciet“'').{{hrf|Caspar|1993|110}} Макар че то не му донася желаното назначение, есето описва нов метод за измерване на [[Лунно затъмнение|лунните затъмнения]], който той прилага на 10 юли в Грац. Тези наблюдения стават основа на изследванията на законите на оптиката, чиято кулминация е „[[Оптически дял на астрономията]]“ (''„Astronomiae Pars Optica“'').{{hrf|Caspar|1993|108 – 111}}

На 2 август 1600 година, след като отказва да приеме [[католицизма]], Кеплер със семейството си е прогонен от Грац и няколко месеца по-късно пристига в Прага. През по-голямата част от 1601 година той е издържан от Тихо Брахе, който му възлага да анализира наблюдения на планетите и да напише трактат срещу вече починалия му съперник Николаус Раймерс. През септември Брахе му намира място като сътрудник в новия си проект, който предлага на император [[Рудолф II]] – [[Рудолфински таблици|Рудолфинските таблици]], които трябва да заменят тогавашните астрономически таблици на [[Еразъм Райнхолд]]. Два дни след неочакваната смърт на Тихо Брахе на 24 октомври 1601 година Кеплер е назначен за негов наследник като императорски математик със задачата да довърши неговата работа. Следващите 11 години като императорски математик ще бъдат най-продуктивните в неговия живот.{{hrf|Caspar|1993|111 – 122}} След смъртта на Тихо Брахе Кеплер получава и архива с неговите наблюдения, което му дава възможност да ги използва в своите изследвания.

Основно задължение на Кеплер като императорски математик е да дава астрологически съвети на императора. Макар че гледа скептично на опитите на астролозите да предвиждат точно [[Бъдеще|бъдещето]] или да предусещат конкретни събития, той съставя добре приети подробни хороскопи за свои приятели, роднини и клиенти още от времето си като студент в [[Тюбинген]]. В допълнение към хороскопите за съюзници и чужди владетели императорът се допитва до него и по време на политически кризи. Рудолф се интересува активно от дейността на много от своите придворни учени, сред които и много [[Алхимия|алхимици]], и е наясно и с работата на Кеплер в областта на физическата астрономия.{{hrf|Caspar|1993|149 – 153}}

Официално единствените приемливи религиозни доктрини в Прага са католицизма и [[Каликстинци|утраквизма]], но положението на Кеплер в императорския двор му дава възможност да практикува своята [[Лутеранство|лутеранска вяра]]. Номинално императорът предоставя на семейството му изобилен доход, но заради постоянните затруднения на хазната Кеплер трябва да полага постоянни усилия, за да получи достатъчно пари, с които да покрива разходите си. Донякъде заради тези финансови трудности, семейният му живот с Барбара е неприятен и изпълнен с караници и пристъпи на болести. От друго страна дворцовият живот му дава достъп до известни учени, като [[Вакер фон Вакенфелс]], [[Йост Бюрги]] и [[Давид Фабрициус]], а астрономическата му дейност напредва бързо.{{hrf|Caspar|1993|146 – 148, 159 – 177}}

Продължавайки постепенно да анализира наблюденията на Марс на Тихо Брахе – вече достъпни за него в пълния си обем – и започвайки бавния процес на съставянето на Рудолфинските таблици, Йоханес Кеплер се заема и с изучаване на законите на оптиката, маркирани в неговото есе за Луната. По това време, както при лунните, така и при [[Слънчево затъмнение|слънчевите затъмнения]], има необяснени явления, като неочакваните размери на сенките, червения цвят на пълното лунно затъмнение и необичайната светлина, окръжаваща пълното слънчево затъмнение. Свързаните въпроси за атмосферната [[атмосферна рефракция|атмосферната рефракция]] засягат всички астрономически наблюдения.

През по-голямата част от 1603 година Кеплер спира останалата си работа, за да се концентрира върху оптическата теория. В резултат на това на 1 януари 1604 година представя пред императора ръкописа, публикуван като „Оптически дял на астрономията“ (''„Astronomiae Pars Optica“''). В книгата Кеплер описва [[Закон за обратните квадрати|закона за обратните квадрати]], описващ интензивността на светлината, [[отражение]]то от плоски и криви огледала и принципите на [[стенопеичен фотоапарат|стенопеичния фотоапарат]], както и астрономичните следствия на оптични явления, като [[паралакс]]а и видимите размери на [[Небесни тела|небесните тела]]. Той разширява изследванията на оптиката към човешкото око, като в [[невронаука]]та се смята за първия учен, осъзнал, че образите се проектират върху [[ретина]]та обърнати. Разрешаването на този проблем не е от особено значение за Кеплер, който не го разглежда като свързан с оптиката, но все пак той предполага, че впоследствие образът се коригира „в дълбините на мозъка“ вследствие на „дейността на душата“.{{hrf|Finger|2001|74}} Днес „Оптически дял на астрономията“ се смята за основа на съвременната оптика (макар че [[закон за отражението|законът за отражението]] не е включен в книгата).{{hrf|Caspar|1993|142 – 146}}

По отношение на появата на [[проективна геометрия|проективната геометрия]] Кеплер въвежда идеята за постоянното изменение на математическите обекти. Според него ако фокусът на [[конично сечение]] се движи по права, свързваща фокусите, геометричните фигури ще се именятизменят и дегенерират една в друга. По този начин [[елипса]]та става [[парабола]], когато фокусът ѝ се придвижи в безкрайността, а когато двата фокуса на елипса се слеят един с друг се образува [[окръжност]]. Когато фокусите на [[хипербола]] се слеят, тя се превръща в двойка прави. Също така той смята, че ако [[права линия]] се удължи до безкрайност, тя би срещнала себе си в [[безкрайна точка]], получавайки по този начин свойствата на голяма окръжност.{{hrf|Kline|1972|299}} Тази идея е използвана по-късно от учени като [[Блез Паскал]], [[Готфрид Лайбниц]], [[Гаспар Монж]] и [[Жан-Виктор Понселе]] и става известна като [[закон за непрекъснатостта]].

През 1612 г. се премества в [[Линц]], а през 1626 г. – в [[Улм]].

През 1628 г. след военните успехи на армията на Фердинанд под командването на генерал Валенщайн Кеплер става официален съветник на Валенщайн. На тази длъжност се занимава главно с [[астрология]] и [[хороскоп]]и. Последната си година прекарва в пътувания от Прага до Линц и от Улм до [[Регенсбург]]. Умира на [[15 ноември]] [[1630]] г. в Регенсбург и е погребан в тамошната църква. Гробът му не е запазен.

В трактата си „Съкращение на Коперниковата астрономия“ той показва, че първите два негови закона, открити за [[Марс (планета)|Марс]], са валидни за всички планети и за Луната, а третият – за известните тогава четири [[спътници на Юпитер]]. [[Ватиканът]] включва това произведение в списъка на забранените книги. Кеплер счита също така, че Слънцето е една от многобройните звезди и че другите звезди, пръснати в пространството, са обкръжени от планети. По неговите „[[Рудолфови таблици]]“ (1627) доста точно могат да се пресмятат положенията на планетите във всеки момент от времето.