Наши веб-проекты

27 декабря - 450 лет со дня рождения немецкого астронома, физика и математика Иоганна Кеплера.

Иоганн Кеплер родился 27 декабря 1571 г. в небольшом германском городке Вейле. Он происходил из старого немецкого рода, предки его в старину имели дворянское достоинство, но впоследствии обеднели и в большинстве своем были ремесленниками. Когда Иоганну исполнилось 18 лет, отец пропал без вести.  Для того, чтобы прокормить четверых детей, Катарина содержала трактир, доставшийся от мужа и подрабатывала знахаркой. К астрономии Кеплер пристрастился именно благодаря матери. Вместе с ней он наблюдал комету 1577 года.  Это зрелище оказало на шестилетнего ребёнка неизгладимое впечатление. 

Ему трудно было вести астрономические наблюдения из-за врождённых пороков зрения: сильная близорукость и монокулярная полиопия (множественное зрение), при котором одиночный предмет кажется множественным. Он, например, видел не одну Луну, а несколько.

В будущем в поисках своего генотипа Кеплер составил гороскопы на всех своих родственников. О матери он писал: «смугла, сварлива, низкого роста, болтлива, с тяжелым характером».

В 1589 году Иоганн Кеплер оканчивает обучение в монастырской школе Маульбронн. Он проявил себя как очень выдающийся ученик, и городская управа назначила ему стипендию для дальнейшего обучения. В 1591 году он успешно сдаёт экзамены и зачисляется в институт в Тюбингене на факультет искусств, именно там в то время изучали математику и астрономию. Позднее переводится на теологию. Там он впервые знакомится с трудами Николая Коперника, и становится сторонником его теории. За то, что он обладал феноменальными математическими способностями, ему было предложено преподавать в университете Граца. Кроме преподавания на будущем ученом лежала обязанность составлять астрономические календари на следующий год и давать астрологические прогнозы. Уже в первом календаре, составленном Кеплером, сбылись основные его прогнозы: предстоящая зима была действительно суровой, вследствие чего был неурожай и произошли крестьянские волнения; он также верно предсказал вторжение турок в австрийские земли.

Основным же занятием в те годы было изучение теории Коперника и работа над первой своей книгой – «Космографической тайной», которая вышла в свет в 1596 г. в издании Тюбингенского университета. Но мечта стать теологом долго не отпускала его. Он писал: «Я хотел стать теологом и долго пребывал в мучительном беспокойстве. Теперь я, однако, вижу, что при усердии могу прославить Бога и в астрономии». Пришло понимание, того, что, познавая тайны Вселенной, он также служит богу, как и теологи. В 1597 г. по настойчивым советам друзей Кеплер женился на местной уроженке, дочери богатого мельника Барбаре Мюллер. Барбара была нервной, болезненной, неспокойной женщиной, не прочла ни одной книги, кроме молитвенника. Интеллектуальная и духовная жизнь супруга была для нее чужда.

В 1600 г. Кеплер уезжает из Австрии в Польшу, где в то время жил и работал Браге – придворный математик и астроном императора Рудольфа II, основоположник практической астрономии своего времени. Тихо Браге неожиданно умирает. Кеплера как приемника назначают на должность императорского математика, а также поручают закончить начатые работы наставника. Они заключались в наблюдение за Марсом и составлением Рудольфинских таблиц движения планет.

Дальнейшие изучения позволили великому теоретику открыть законы движения планет, впоследствии названные как законы Кеплера. Тщательно проанализировав наблюдения Тихо, Кеплер приходит к выводу, что траектория движения Марса не круг, а эллипс. Ради осторожности он вначале отнёс это открытие только к Марсу. Уже зимой 1601 г. Кеплер выводит второй закон (закон площадей): радиус-вектор планеты описывает в равные промежутки времени равные площади или радиус-вектор планеты описывает площади, пропорциональные времени. Оба закона были сформулированы в его книге  «Новая астрономия», которая вышла в 1609 году. Третий закон был открыт в 1618 году. В современной формулировке он звучит так: квадраты периодов обращений планет вокруг Солнца пропорциональны кубам больших полуосей их эллиптических орбит. Про свои математические способности Кеплер не забывал, занимаясь астрономией. Кеплер обозначил интеграл, как Summaomnium – сумма всех. Позднее Лейбниц ввел знак интеграла в виде удлиненной буквы S. Создал таблицу логарифмов для вычислений в десятичной ­системе. Ввёл обозначение логарифма. В его работах впервые был применён термин «среднее арифметическое». Кеплер внёс новшества и в развитие геометрии. Благодаря ему появилось понятие фокуса конического сечения и бесконечно удалённой точки.

Подобно своему коллеге Галилею, Иоганн Кеплер ввёл понятие «инерции» и открыл первый закон механики. Очередным достижением великого учёного едва не стал закон тяготения. Он смог объяснить его, но не с математической точки зрения. И Кеплер первым высказал мысль, что отливы и приливы – это воздействие Луны на верхние слои океанов. Ньютон только спустя 100 лет высказал подобное предположение.

В 1604 году Кеплер издаёт свою первую работу по оптике, она называется «Дополнение к Виттелию», а в 1611 году – «Диоптрика». Именно с этих двух трудов оптика становится наукой. В своих книгах он описывает как геометрическую, так и физиологическую оптику. Он вводит понятия  «преломление света», «оптическая ось», «мениск», излагает общую теорию линз и систем. Кеплер описал полностью механизм зрения, и оно, в основном, соответствует современным исследованиям. Кеплер определил роль хрусталика, и описал причины близорукости и дальнозоркости. Его широкие познания оптики привели великого астронома к созданию телескопической подзорной трубы. Ее впервые изготовил в 1613 году Кристоф Шайнер, и назвал её телескоп Кеплера. Уже к 1640 году эти телескопы получили широкое применение в астрономии, прибор, созданный Галилеем, ушел в прошлое.

В 1611 году его жена заразилась лихорадкой. Женщина смогла поправиться, однако последствия тяжёлой болезни стали проявляться в виде эпилептических припадков. Дети учёного заражаются оспой, в результате чего шестилетний  сын Фридрих умирает на полгода раньше матери.

Серьёзно осложнила жизнь Кеплера ситуация с его матерью. Гадалка и травница привлекла внимание властей. Женщину обвинили в колдовствепо 49 пунктам. Среди них: колдовство, связь с дьяволом, порча, некромантия. Следствие тянулось почти пять лет. Наконец, в августе 1620 г. Катерина была арестована и посажена в тюрьму. Кеплер спешит в Леонберг. Процесс начался 4 сентября 1620 г. Ученый сам защищал мать и построил защиту очень искусно. Он не отвергал существование ведьм, не отрицал свидетельские показания, а просто давал каждому конкретному случаю вполне естественное объяснение. Ему это удавалось. 4 октября 1621 г. процесс был остановлен и ее выпустили (она сидела 14 месяцев). В то время это был редчайший случай. Через полгода она умерла.

В 1630 году Кеплеру приходиться отправиться в Регенсбург, к императору, который должен был выдать ему жалование. Иоганн Кеплер надеялся получить хотя бы незначительную часть, так как семья испытывала постоянное безденежье. Но по дороге он простужается и вскоре умирает.

«После смерти Кеплера осталось одно изношенное платье, две рубашки, несколько медных монет и 29 тысяч дукатов (флоринов) неуплаченного жалования...». Друзья и коллеги похоронили его на протестантском кладбище. В результате сражений Тридцатилетней войны от могилы Кеплера ничего не осталось.