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8 \1 }0 |6 v' g% J. G( O 1609年,现代天文学奠基石的开普勒第一、第二定律总算正式问世。1 y# Q9 i" c8 f6 c
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之后,开普勒经历了艰难辛酸日程,1611年——那个最使开普勒辛酸的年头。这年2月29日,他最心爱的小女儿夭折;3月24日,政变部队拥进首都,他的靠山鲁道夫皇帝不久身亡;7月8日,他的夫人去世……而新皇帝不喜欢他,他只好离开首都来到多瑙河边的一个叫林茨的小城里,在这个小地方任数学教师。家破人亡,靠山倒台,他的境遇十分艰难。恩人鲁道夫死了,但以他的名字命名的《星表》还未编成。开普勒在研究火星轨道问题时,心中无时不在惦念着第谷托付的《鲁道夫行星表》。他本想隐居此地埋头整理《星表》,但是1618年开始了一场“三十年战争”。整个国家政局不稳,宗教斗争严重,炮火连天,哀鸿遍野。他的薪水总是一再欠拖。他穷得连一个助手也雇不起。虽然第谷的那些资料,倒是都已在他的手中,底谷的女婿也家境败落顾不上来找他捣乱纠缠,可是身无分文,连那个他视为知己的伽利略,近来也拒绝与他通信了……# v c# }: j% b9 o( f; z
这天早晨,他凭桌傍窗而坐,望着窗外多瑙河面上粼粼水波,不觉犯了愁思,直瞅着那河,像个木头人似的呆坐了很久。过去是决没有这种情况的,只要一靠近桌子,就像磁石见铁一样埋头写作、计算,而近来他有说不出的烦躁和凄凉。他这个数学家已名存实亡。他这样对着多瑙河想了一番心事,叹了几口气,也无可奈何,又提起笔,对着第谷留下的那一堆数字去动脑子。 4 O; @0 u Q8 S9 Q7 }! a( Q! J, [
行星是在作着椭圆运动,但是它们绕太阳一周到底要多少时间,为什么有的快,有的慢呢?这茫茫宇宙是无法丈量的。多病、穷困但又十分聪明的开普勒想出了一个妙法,它将人们最热悉的地球到太阳间的距离R定为1,地球绕太阳的公转周期T是1年,这样以此为标准,再换算其他行星的周期和距离,便得到这么一堆数字:
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# e, k! s, o: {& D4 M 行星 T R
# |: V8 e. ]- I; t2 g! `6 y' ^5 d 水星 0.241 0.387% U3 m/ D; j( P3 d
火星 1.881 1.524" T) W! x) r1 t0 F P) P. v. {! A
金星 0.615 0.723: ]; u$ C: h; F6 q. e+ W0 V
木星 11.862 5.2035 ?2 Q. X- U, q
地球 1.000 1.000
0 r! z( O3 _. R3 i7 I# e m 土星 29.457 9.539
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% O2 \! {5 l6 P: ?% W3 ? 他们之间到底有甚么联系?开普勒看来看去,这些数字四散在桌子上,它们之间就像多瑙河里的鱼,桌上的蜡与天花板上的尘土一般,看不出一点的联系。但是开普勒坚信宇宙是一个和谐的整体。他和数学家毕达哥拉斯一样,认为世间一切物体都有一定的和谐的数量关系。于是他使将这一堆数字互加、互减、互乘、互除、自乘、自除,翻来倒去,想碰碰能否发现它们之间的规律。这样变了一阵“魔方”,但终究还是乱麻一团。
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大约有很多日子,他就这样,一直在乱麻堆里寻求和谐。现在出入书房送茶倒水侍候他的,自然已不是先前那位跟着他吃尽苦头的贵族出身的夫人了,而是一位年龄与他相差甚大的少妇。原来,开普勒的原配夫人死后,由于他的名望,立即有11位姑娘来做他的夫人候选人。这个极讲和谐的科学家选夫人却也有趣。他自知自己瘦削,所以第一个高大强健的女子便被淘汰;第二个矮胖女人也不在入选之列;直到最后,他选了一位不高不矮,身体略瘦的木匠的女儿。他选结婚的日子,也很特殊,得在“天文学的精灵藏匿不见的月蚀那一天”。1613年10月30日他们终于完婚(其实由于计算不准,这日子比月蚀晚两天)。从此,在开普勒绞尽瑙汁追求天体和谐的日日夜夜里,就是这位与他的体形、性格都和谐的年轻夫人服侍着他。 " Y8 A: c7 x. p/ ]4 _
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一天早晨,红日照进书房,一夜没有离开桌子的开普勒正把头埋在稿纸堆里,夫人轻轻走了进来,先吹灭桌子的蜡,又伸手去推窗户。突然开普勒霍地从椅子上弹了起来,一把拉住夫人,“啊,我亲爱的,我找见了,我发现了。感谢上帝将你赐给我,我们是这样的和谐,宇宙是这样的和谐。啊,发现了!弄清了!”他说着甩开夫人,自己上去一把推开窗户.多瑙河上带有雾气的凉风吹了进来,拂动他蓬乱的头发。妻子以为他累疯了,忙喊:“开普勒,亲爱的,你怎么了?”开普勒甚么也不说,忙将一张纸片递给妻子,这张纸上是这样几行数字: 6 m5 t: Z9 B# n1 m) H' i
3 t+ [+ b- ?. [& I# l U. e 行星 T R T2 R3
9 x$ G9 }/ W. H" r% [9 K 水星 0.241 0.387 0.058 0.058% r, K: Y) t2 n( g7 p. y! r
金星 0.615 0.723 0.378 0.378
# t0 n* p# e0 m0 b$ L# D 地球 1.000 1.000 1.000 1.000+ Q3 q$ W1 g7 g' F Z; K/ L. C
火星 1.881 1.524 3.54 3.546 N' `2 K7 w+ V) R Y
木星 11.862 140.7 140.7 140.7
2 }+ E) b! `, A# g' j- ?* m 土星 29.457 867.7 867.7 867.7
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# q/ Q8 y" G- i' `% C" J7 d 木匠的女儿自然不懂这些数字。但是现在我们却可以看出最后两列数字一模一样。开普勒做了那么多加减乘除之后,终于碰着了天体上的一个电钮,漆黑的宇宙在他的眼前忽然大放光彩。原来行星绕太阳运转时,其运转周期的平方等于它与太阳间平均距离的立方:T2=R3。这就是后来所称的 "开普勒第三定律" 。这是一个天文史上极伟大的发现,开普勒的“和谐“思想找到了根据,它说明太阳与其他行星决不是一室乌合之众,而是一个极严密的系统-太阳系。 9 B6 _# d. X( O
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再说开普勒的妻子将这张纸片拿在手里正不知何意,却见开普勒不言不语,早伏在案头,又奋笔写起他的笔记: % z! K! ^' F5 c+ ^) `9 P
“…这正是我十六年以前就强烈希望探求的东西。我就是为这个而同第谷合作……现在我终于揭示出它的真相,认识到这一真理,这已超出我的最美好的期望。大事告成,书已写出,可能当代就有人读它,也可能后世才有人读它,甚至可能要等一个世纪才有读者,就像上帝等了六千年才有信奉者一样,这我就管不着了。”
Z( G, ?) ?, Z3 L3 f2 i 正是:
% d5 s" Y9 X; k( n# _ 耗尽心血流尽汗,踏破铁鞋翻群山。 十年求得一个数,浸卷稿纸喜若癫。
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- s4 z( C2 E# [ X$ z2 K) o 普勒写完这段话,把笔一甩,拉着妻子,便推门向外跑去。阳光灿烂,清风徐徐,多瑙河波光粼粼。他惊讶地发现大自然这样美好。多少年来,他一直是在黑洞洞的宇宙里探索,今天才有空儿留心一下自己所生活的地球,所傍依多年的多瑙河。开普勒将他的“第三定律”等成果写成一本书《宇宙谐和论》于1619年出版。开普勒发现的这三条定律可真是非同小可,它使那杂乱的宇宙星空顿然井井有序,开普勒自己也被后人誉为天空立法者。9 P" B) C1 G5 I. z% } ^9 J) C
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为了便于记亿这三条重要规律,单有一首打油诗唱道: % w3 ^$ U E+ I# v
2 Q5 b# ~- J. ] 第一定律限面积,第二定律画椭圆, 周期半径归第三,天上从此再不乱。
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发现第三定律后,开普勒一生的最后目标便是赶快完成《星表》了。但是战乱不断,他只好离开林茨,坐船逆多瑙河而上来到雷根斯堡,然后将妻儿留在那里,一人到乌尔姆组织印刷,后来又举家迁到萨冈。1627年,他将这本书的样本送给皇帝。他在致皇帝的呈词中这样倾诉自己的辛酸:“……经过二十六年的艰辛完成了奉献给陛下的这部著作…,我能说些甚么呢?我就像一个坐着一艘外国轮船的人一样,船在那儿靠岸我也只能在那儿上岸。仅此而已,别无他求。”1629年,这部《星表》终于开始印刷,但是开普勒这时已经穷得揭不开锅了。这天晚上,他把家人叫到一起,说:“我这一辈子研究天体,总算找到了他们和谐关系,可地球上总是这样乱哄哄的。我虽然有发现,有著作,可是现在却没有能养活你们的面包。我这一生的研究就到此为止了。明天一早,我就离开这里到林茨去,去给你们寻饭吃。那是我生活了多年的地方,那里的国会还欠我一大笔薪金,他们总不能这样拖到我死才还吧。你们在家里安心等着,我去些日子就会回来。”说完,他特别把他的女婿,也是他最信任的助手巴尔奇叫到跟前:“孩子,这是我过去写的两行诗,假如我死去不能再归,就请用它做我的墓碑碑文吧。”这两行诗是:
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我欲测天高,现在量地深。 上天赐我灵魂,凡俗的肉体安睡在地下。 * |# i& a9 R4 S- ~5 h6 {
. ]) g" o: y7 e( {$ _3 E 第二天全家人泣涕而别。
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# J9 p: T% A. d9 q8 D 11月初,开普勒到达雷根斯堡。三天后,他突然发烧,在大路旁的一间小旅馆里,这位会使天上的众星都俯首听命的伟人就这样在孤独和饥饿中死去。这天是公元1630年11月15日。 9 p# P4 a3 Q+ y! E# S& E: N
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