Johannes Kepler
Renseignements généraux
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| Johannes Kepler | |
|---|---|
 Un portrait de 1610 Johannes Kepler par un artiste inconnu | |
| Né | Décembre 27, 1571 Cité impériale de Free Weil der Stadt près de Stuttgart , l'EDH (maintenant partie de la Région de Stuttgart Bade-Wurtemberg, Allemagne) |
| Mort | 15 novembre 1630 (58 ans) Regensburg, Électorat de Bavière, EDH (maintenant Allemagne) |
| Résidence | Allemagne |
| Nationalité | Allemand |
| Les champs | Astronomie , l'astrologie , les mathématiques et physique |
| Institutions | Université de Linz |
| Alma mater | Université de Tübingen |
| Connu pour | Lois de Kepler Kepler conjecture |
Signature  | |
Johannes Kepler (allemand: [Kʰɛplɐ]; 27 décembre 1571 - 15 Novembre 1630) était un Allemand mathématicien , astronome et astrologue. Une figure clé dans le 17ème siècle révolution scientifique, il est surtout connu pour son éponymes lois du mouvement planétaire , codifiées par les astronomes plus tard, sur la base de ses œuvres Astronomia nova, Harmonices Mundi, et Epitome de l'astronomie de Copernic. Ces travaux ont également fourni l'une des bases d' Isaac Newton la théorie de l 'de gravitation universelle.
Au cours de sa carrière, Kepler était un professeur de mathématiques à un séminaire de l'école Graz, Autriche, où il est devenu un associé de Prince Hans Ulrich von Eggenberg. Plus tard, il devient l'assistant de l'astronome Tycho Brahe, et finalement le mathématicien impérial L'empereur Rodolphe II et ses deux successeurs Matthias et Ferdinand II. Il a également été professeur de mathématiques dans Linz, en Autriche, et un conseiller Général Wallenstein. En outre, il fait des travaux fondamentaux dans le domaine de l'optique , inventé une version améliorée de la lunette astronomique (la Lunette astronomique de Kepler), et a mentionné les télescopiques découvertes de son contemporain Galileo Galilei .
Kepler a vécu à une époque où il n'y avait pas de distinction claire entre l'astronomie et l'astrologie, mais il y avait une forte division entre l'astronomie (une branche de mathématiques au sein de la arts libéraux) et la physique (une branche de philosophie naturelle). Kepler a également incorporé des arguments religieux et le raisonnement dans son travail, motivé par la conviction religieuse et la croyance que Dieu avait créé le monde selon un plan intelligible qui est accessible par la lumière naturelle de raison. Kepler décrit sa nouvelle astronomie "physique céleste», comme «une excursion dans Aristote l ' Métaphysique ", et comme" un supplément à Aristote Sur les cieux ", transformant l'ancienne tradition de la cosmologie physique en traitant l'astronomie dans le cadre d'une physique mathématique universelle.
Les premières années
Johannes Kepler est né le 27 Décembre, jour de la fête de Saint- Jean l'Evangéliste, 1571, à la Cité impériale de Free Weil der Stadt (maintenant partie de la Région de Stuttgart dans le Land allemand de Bade-Wurtemberg, à 30 km à l'ouest du centre de Stuttgart). Son grand-père, Sebald Kepler, avait été maire de cette ville, mais, au moment où Johannes est né, il avait deux frères et une sœur et la fortune de la famille Kepler était en déclin. Son père, Heinrich Kepler, gagnait sa vie précaire, mercenaire, et il a quitté la famille quand Johannes avait cinq ans. Il a été probablement mort dans le La Guerre de Quatre-Vingts Ans aux Pays-Bas. Sa mère Katharina Guldenmann, la fille d'un aubergiste, était un guérisseur et herboriste qui fut plus tard jugé pour la sorcellerie. Né prématurément, Johannes a prétendu avoir été faible et maladif comme un enfant. Néanmoins, il a souvent impressionné les voyageurs à l'auberge de son grand-père avec sa faculté mathématique phénoménale.
Il a été présenté à l'astronomie à un âge précoce, et a développé un amour pour elle qui se étendrait toute sa vie. À six ans, il a observé le Grande Comète de 1577, écrit qu'il "a été prise par [sa] mère à un haut lieu de la regarder." A neuf ans, il a observé un autre événement astronomique, une éclipse lunaire en 1580, l'enregistrement qu'il se souvenait avoir "appelé l'extérieur" pour voir et que la lune "est apparu tout rouge". Cependant, l'enfance la variole l'a laissé avec une vision faible et les mains paralysées, ce qui limite sa capacité d'observation dans les aspects de l'astronomie.
En 1589, après avoir déménagé à l'école de grammaire, école latine, et séminaire de Maulbronn, Kepler assisté Tübinger Stift au Université de Tübingen. Là, il a étudié la philosophie sous Vitus Müller et la théologie sous Jacob Heerbrand (un élève de Philipp Melanchthon à Wittenberg), qui a également enseigné Michael Maestlin alors qu'il était étudiant, jusqu'à ce qu'il est devenu chancelier à Tübingen en 1590. Il se est avéré être une superbe mathématicien et a gagné une réputation comme un astrologue habile, coulée horoscopes pour les autres étudiants. Sous la direction de Michael Maestlin, professeur de Tübingen des mathématiques de 1583 à 1631, il a appris à la fois le Système de Ptolémée et de la Système copernicien du mouvement planétaire. Il est devenu un copernicienne à cette époque. Dans une dispute d'étudiant, il a défendu l'héliocentrisme , tant du point de vue théorique et théologique, maintient que le Sun était la principale source de force motrice dans l'univers. Malgré son désir de devenir un ministre, vers la fin de ses études Kepler a été recommandée pour un poste de professeur de mathématiques et d'astronomie à l'école protestante à Graz (plus tard Université de Graz). Il a accepté le poste en Avril 1594, à l'âge de 23 ans.
Graz (1594-1600)
Mysterium Cosmographicum
Premier travail astronomique majeur de Johannes Kepler, Mysterium Cosmographicum (Le Mystère cosmographiques), était la première défense publié du système de Copernic. Kepler a prétendu avoir eu une épiphanie le 19 Juillet, 1595, tout en enseignant dans Graz, démontrant l'périodique conjonction de Saturne et Jupiter dans le zodiaque; il réalisa que polygones réguliers liés l'un inscrit et un cercle circonscrit à des rapports précis, qui, il raisonnait, pourraient être la base géométrique de l'univers. Après avoir échoué à trouver un arrangement unique de polygones Fit connus observations astronomiques (même avec des planètes supplémentaires ajoutés au système), Kepler a commencé à expérimenter avec les trois dimensions polyèdres . Il a constaté que chacune des cinq solides platoniciens unique pourrait être inscrit et circonscrit par sphérique orbes; nidification ces solides, chacun enfermé dans une sphère, un dans l'autre produirait six couches, correspondant aux six connu planets- Mercure , Vénus , la Terre , Mars , Jupiter et Saturne. En commandant les solides correctement- octaèdre , icosaèdre, dodécaèdre, tétraèdre , le cube -Kepler constaté que les sphères peuvent être placés à des intervalles correspondant (dans les limites de précision des observations astronomiques disponibles) à la taille relative de la trajectoire de chaque planète, en supposant que les planètes tournent autour du Soleil Kepler a également constaté une formule reliant la taille de la sphère de chaque planète de la longueur de son période orbitale: de l'intérieur vers planètes extérieures, le rapport d'augmentation de la période orbitale est deux fois la différence de rayon de la sphère. Cependant, plus tard, Kepler a rejeté cette formule, parce qu'elle ne était pas assez précise.
Comme il indiqué dans le titre, Kepler pensait qu'il avait révélé le plan géométrique de Dieu pour l'univers. Une grande partie de l'enthousiasme de Kepler pour le système copernicien découlait de son convictions théologiques sur le lien entre le physique et le spirituelle; l'univers lui-même était une image de Dieu, avec le Soleil correspondant au Père, la sphère stellaire au Fils , et l'espace intermédiaire entre la Esprit Saint. Son premier manuscrit de Mysterium contenait une vaste héliocentrisme chapitre de réconciliation avec des passages bibliques qui semblait soutenir géocentrisme.
Avec le soutien de son mentor Michael Maestlin, Kepler a reçu l'autorisation de l'université de Tübingen sénat de publier son manuscrit, en attendant le retrait de la Bible . exégèse et l'ajout d'une description plus simple, plus compréhensible du système de Copernic ainsi que de nouvelles idées de Kepler Mysterium a été publié à la fin de 1596, et Kepler reçu ses copies et ont commencé à les envoyer pour les astronomes et les clients importants au début de 1597; il n'a pas été largement lu, mais il a établi la réputation de Kepler comme un astronome hautement qualifiée. Le dévouement effusive, à des clients puissants ainsi que pour les hommes qui contrôlaient son poste à Graz, a également fourni une porte cruciale dans le système de patronage.
Bien que les détails seraient modifiées à la lumière de son travail plus tard, Kepler n'a jamais renoncé le platonicien polyèdre-spherist cosmologie de Mysterium Cosmographicum. Ses principaux ouvrages astronomiques ultérieures étaient dans un certain sens seulement l'évolution de celui-ci, soucieux de trouver les dimensions intérieures et extérieures plus précises pour les sphères en calculant les excentricités des orbites planétaires sein. En 1621, Kepler a publié une seconde édition augmentée de Mysterium, moitié à nouveau longue que la première, dans les notes détaillant les corrections et les améliorations qu'il avait obtenus dans les 25 années depuis sa première publication.
En termes de l'impact de Mysterium, il peut être considéré comme une première étape importante dans la modernisation de la théorie de Copernic. Il n'y a pas de doute que Copernic "De revolutionibus" vise à promouvoir un système centré sur le soleil, mais dans ce livre, il a dû recourir à des dispositifs ptolémaïques (à savoir., Épicycles et des cercles excentriques) afin d'expliquer le changement de planètes 'orbitale vitesse. En outre, Copernic a continué à utiliser comme point de référence le centre de l'orbite de la terre plutôt que celle du soleil, comme il le dit, "comme une aide au calcul et afin de ne pas confondre le lecteur en se écartant trop de Ptolémée." Par conséquent, bien que la thèse du "Mysterium Cosmographicum" était dans l'erreur, l'astronomie moderne doit beaucoup à ce travail ", car il représente la première étape dans le nettoyage du système de Copernic des restes de la théorie de Ptolémée se accrochant encore à elle."
Mariage à Barbara Müller
En Décembre 1595, Kepler a été introduit à Barbara Müller, une veuve de 23 ans (deux fois) avec une jeune fille, Gemma van Dvijneveldt, et il a commencé à lui faire la cour. Müller, héritière de la succession de son mari fin, était aussi la fille d'un propriétaire de moulin succès. Son père Jobst initialement opposé à un mariage, malgré la noblesse de Kepler; se il avait hérité de la noblesse de son grand-père, la pauvreté de Kepler lui une correspondance inacceptable faite. Jobst a cédé après Kepler achevé ses travaux sur Mysterium, mais l'engagement se est effondré tout près Kepler a été tend à éloigner les détails de publication. Cependant, les fonctionnaires-qui Eglise avait contribué à la création du match-pression sur les Müllers d'honorer leur accord. Barbara et Johannes sont mariés le 27 Avril 1597.
Dans les premières années de leur mariage, le Keplers a eu deux enfants (Heinrich et Susanna), deux moururent en bas âge. En 1602, ils eurent une fille (Susanna); en 1604, un fils (Friedrich); et en 1607, un autre fils (Ludwig).
D'autres recherches
Après la publication du Mysterium et avec la bénédiction des inspecteurs scolaires Graz, Kepler a commencé un programme ambitieux d'étendre et de développer son travail. Il a prévu quatre livres supplémentaires: l'un sur les aspects fixes de l'univers (le Soleil et les étoiles fixes); une sur les planètes et leurs mouvements; un sur la nature physique des planètes et de la formation de caractéristiques géographiques (porté en particulier sur la Terre); et l'autre sur les effets des cieux sur la terre, pour y inclure l'optique atmosphérique, la météorologie et de l'astrologie.
Il a également sollicité les avis de la plupart des astronomes à qui il avait envoyé Mysterium, parmi eux Reimarus Ursus (Nicolaus Reimers Bär) -le mathématicien impérial Rodolphe II et un rival amer de Tycho Brahe. Ursus n'a pas répondu directement, mais republié lettre flatteuse de Kepler pour poursuivre son conflit de priorité plus (ce qui est maintenant appelé) le Système Tychonic avec Tycho. Malgré cette tache noire, Tycho a également commencé correspondant à Kepler, à commencer par une critique sévère, mais légitime du système de Kepler; parmi une foule d'objections, Tycho a contesté l'utilisation des données numériques inexactes prises de Copernic . Grâce à leurs lettres, Tycho et Kepler ont discuté d'un large éventail de problèmes astronomiques, se attarder sur des phénomènes lunaires et théorie copernicienne (en particulier sa viabilité théologique). Mais sans les données beaucoup plus précise de l'observatoire de Tycho, Kepler avait aucun moyen de répondre à bon nombre de ces questions.
Au lieu de cela, il tourna son attention vers chronologie et «harmonie», le relations numérologiques entre la musique, les mathématiques et le monde physique, et leurs astrologiques conséquences. En supposant la Terre de posséder une âme (une propriété qu'il serait plus tard invoquer pour expliquer comment le soleil provoque le mouvement des planètes), il a établi un système spéculatif connexion aspects astrologiques et astronomiques distances à la météo et d'autres phénomènes terrestres. En 1599, cependant, il se sentait de nouveau son travail limitée par l'imprécision des données disponibles, tout comme de plus en plus les tensions religieuses a également été menaçant son emploi suite à Graz. En Décembre de cette année, Tycho invité Kepler lui rendre visite à Prague ; le 1er Janvier, 1600 (avant même qu'il a reçu l'invitation), Kepler a déclenché dans l'espoir que le patronage de Tycho pourrait résoudre ses problèmes philosophiques ainsi que ceux de ses sociales et financières. Quand il était un vieil homme, il a été autorisé à poursuivre son travail dans sa maison seul.
Prague (1600-1612)
Travailler pour Tycho Brahe
Le 4 Février, 1600, Kepler a rencontré Tycho Brahe et ses assistants Franz et Tengnagel Longomontanus au Benátky nad Jizerou (à 35 km de Prague), le site où nouvel observatoire de Tycho a été construit. Au cours des deux prochains mois il est resté comme un invité, en analysant certaines des observations de Tycho de Mars ; Tycho gardé ses données de près, mais a été impressionné par les idées théoriques de Kepler et bientôt lui a permis un accès plus. Kepler prévu de tester sa théorie de Mysterium Cosmographicum basée sur les données de Mars, mais il a estimé que le travail serait prendre jusqu'à deux ans (depuis qu'il ne était pas autorisé à simplement copier les données pour son propre usage). Avec l'aide de Johannes Jessenius, Kepler a tenté de négocier un arrangement plus de l'emploi formel avec Tycho, mais les négociations se est effondré en un argument en colère et Kepler est parti pour Prague le Avril 6. Kepler et Tycho bientôt réconciliés et finalement parvenu à un accord sur les salaires et les conditions de logement, et Juin, Kepler est rentré à Graz pour recueillir sa famille.
Les difficultés politiques et religieux à Graz déçus ses espoirs de revenir immédiatement à Tycho; dans l'espoir de poursuivre ses études astronomiques, Kepler a demandé une nomination en tant que mathématicien pour Archiduc Ferdinand. À cette fin, Kepler composé un essai dédié à Ferdinand-dans lequel il a proposé une théorie du mouvement lunaire basé force: "In Terra inest virtus, quae Lunam CIET" ("Il est une force dans la terre qui provoque la lune déplacer "). Bien que l'essai ne lui gagner une place dans la cour de Ferdinand, il l'a fait en détail une nouvelle méthode pour mesurer les éclipses lunaires , qu'il a appliqué pendant 10 Juillet éclipse à Graz. Ces observations ont constitué la base de ses explorations des lois de l'optique qui aboutiront à Astronomiae Pars Optica.
Le 2 Août 1600, après avoir refusé de se convertir au catholicisme, Kepler et sa famille ont été bannis de Graz. Plusieurs mois plus tard, Kepler retourné, maintenant avec le reste de sa maison, à Prague. Grâce à plus de 1601, il a été pris en charge directement par Tycho, qui l'a affecté à l'analyse des observations planétaires et la rédaction d'un pamphlet contre (alors décédé) le rival de Tycho, Ursus. En Septembre, Tycho lui a assuré une commission comme un collaborateur sur le nouveau projet qu'il avait proposé à l'empereur: le Tables rudolphines qui devrait remplacer le Tables pruténiques de Erasmus Reinhold. Deux jours après la mort inattendue de Tycho le 24 Octobre 1601 Kepler a été nommé son successeur comme mathématicien impérial de la responsabilité de compléter son œuvre inachevée. Les 11 prochaines années comme mathématicien impérial serait la plus productive de sa vie.
Conseiller à l'empereur Rodolphe II
Obligation primaire de Kepler comme mathématicien impérial était de fournir des conseils astrologique à l'empereur. Bien que Kepler a pris un mauvais œil les tentatives des astrologues contemporains de prédire avec précision l'avenir ou des événements spécifiques divines, il avait été horoscopes détaillés bien reçus pour les amis, la famille et les clients depuis son temps comme un étudiant à Tübingen. En plus de horoscopes pour alliés et dirigeants étrangers, l'empereur a demandé l'avis de Kepler en temps de troubles politiques (bien que les recommandations de Kepler ont été davantage fondées sur le bon sens que les étoiles). Rudolph est intéressé activement aux travaux de plusieurs de ses chercheurs judiciaires (y compris de nombreux alchimistes ) et tenu avec les travaux de Kepler en astronomie physique.
Officiellement, les seules doctrines religieuses acceptables à Prague étaient catholiques et La position de utraquiste, mais Kepler à la cour impériale lui a permis de pratiquer sa foi luthérienne libre. L'empereur nominalement fourni un revenu suffisant pour sa famille, mais les difficultés du trésor impérial sur-étendu signifiait que se fait la main sur suffisamment d'argent pour répondre aux obligations financières était une lutte continuelle. En partie à cause des difficultés financières, sa vie à la maison avec Barbara était désagréable, entaché de querelles et des épisodes de maladie. La vie de cour, cependant, apporté Kepler en contact avec d'autres éminents spécialistes ( Johannes Matthäus WACKHER von Wackhenfels, Jost Bürgi, David Fabricius, Martin Bachazek, et Johannes Brengger, entre autres) et le travail astronomique procédé rapidement.
Astronomiae Pars Optica
Comme il continuait lentement analyse Mars observations-maintenant de Tycho se offrent à lui dans leur intégralité et a commencé le lent processus de tabulation des tableaux Rudolphines, Kepler a également pris l'enquête sur les lois de l'optique de son essai lunaire de 1600. Les deux lunaire et solaire éclipses phénomènes inexpliqués présentés, comme la taille des ombres inattendues, la couleur rouge d'une éclipse lunaire totale, et la lumière aurait inhabituelle entourant une éclipse solaire totale. Les questions connexes de réfraction atmosphérique appliquée à toutes les observations astronomiques. Grâce à plus de 1603, Kepler arrêta son autre travail de se concentrer sur la théorie optique; le manuscrit résultant, présenté à l'empereur le 1er Janvier 1604, a été publié comme Astronomiae Pars Optica (la partie optique de l'astronomie). Dans ce document, Kepler décrit la loi de l'inverse du carré régissant l'intensité de la lumière, réflexion par des miroirs planes et courbes, et les principes de sténopés, ainsi que les implications astronomiques de l'optique tels que parallaxe et les tailles apparentes des corps célestes. Il a également étendu son étude de l'optique à l'œil humain, et est généralement considéré par les neuroscientifiques pour être le premier à reconnaître que les images sont projetées inversées et inversées par la lentille de l'œil sur la rétine . La solution à ce dilemme ne était pas d'une importance particulière à Kepler comme il ne le voyait pas comme appartenant à l'optique, bien qu'il ne suggère que l'image a été corrigée par la suite "dans les creux du cerveau» en raison de «l'activité de l'âme. " Aujourd'hui, Astronomiae Pars Optica est généralement reconnue comme le fondement de l'optique moderne (même si le loi de la réfraction est aux abonnés absents). En ce qui concerne les débuts de la géométrie projective, Kepler a introduit l'idée d'un changement continu d'une entité mathématique dans ce travail. Il a fait valoir que si un objet d'une section conique ont été autorisés à se déplacer le long de la ligne joignant les foyers, la forme géométrique serait transformer ou dégénéré, un dans l'autre. De cette manière, une ellipse devient un parabole lorsqu'un foyer se déplace vers l'infini, et lorsque deux foyers de l'ellipse se confondent, un cercle est formé. Comme les foyers d'une hyperbole de fusion dans l'autre, l'hyperbole est une paire de lignes droites. Il a également supposé que si une ligne droite est étendue à l'infini elle se rencontrer en un seul point à l'infini, ayant ainsi les propriétés d'un grand cercle. Cette idée a été plus tard utilisé par Pascal , Leibniz , Monge et Poncelet, entre autres, et est devenu connu comme continuité géométrique et le Loi ou principe de la continuité.
Le Supernova de 1604
En Octobre 1604, une nouvelle étoile du soir lumineuse ( SN 1604) est apparu, mais Kepler ne croyait pas les rumeurs jusqu'à ce qu'il vit lui-même. Kepler a commencé à observer systématiquement la nébuleuse. Astrologiquement, la fin de 1603 a marqué le début d'une trigon feu, le début de la ca. Cycle de 800 ans grandes conjonctions; astrologues associés les deux de ces périodes précédentes avec la montée de Charlemagne (environ 800 ans plus tôt) et la naissance du Christ (ca. 1600 années plus tôt), et les événements ainsi attendus de signe grandiose, en particulier en ce qui concerne l'empereur. Ce est dans ce contexte, que le mathématicien impérial et astrologue à l'empereur, que Kepler décrit la nouvelle star deux ans plus tard dans son De Stella Nova. Dans ce document, Kepler adressée propriétés astronomiques de l'étoile tout en prenant une approche sceptique aux nombreuses interprétations astrologiques alors en circulation. Il a noté sa luminosité décoloration, spéculé sur son origine, et utilisé le manque de observée parallaxe de faire valoir que ce est dans la sphère des étoiles fixes, minant davantage la doctrine de l'immutabilité des cieux (l'idée acceptée depuis Aristote que le sphères célestes étaient parfaites et immuable). La naissance d'une nouvelle étoile implique la variabilité des cieux. Dans une annexe, Kepler a également discuté de la récente travail de chronologie de l'historien polonais Laurentius Suslyga; il a calculé que, si Suslyga était exact que les délais étaient acceptées quatre années derrière, alors le Star of Bethlehem-analogue à la présente nouvelle étoile aurait coïncidé avec la première grande conjonction du cycle précédent de 800 ans.
Astronomia nova
La ligne étendue de la recherche qui a abouti à Astronomia nova (A New Astronomy) -y compris les deux premières lois de mouvement planétaire -began avec l'analyse, sous la direction de Tycho, de Mars de l'orbite. Kepler calculées et recalculées diverses approximations de l'orbite de Mars en utilisant un Equant (l'outil mathématique que Copernic avait éliminé avec son système), voire de créer un modèle qui généralement d'accord avec les observations de Tycho à un délai de deux arcminutes (l'erreur de mesure moyenne). Mais il ne était pas satisfait du résultat complexe et encore peu inexact; à certains points le modèle diffère des données jusqu'à huit minutes d'arc. Le large éventail de méthodes traditionnelles de l'astronomie mathématique lui ayant échoué, Kepler se mit à essayer d'adapter une orbite ovoïde aux données.
Dans vision religieuse de Kepler sur le cosmos, le Soleil (un symbole de Dieu le Père) était la source de force motrice dans le système solaire. Comme une base physique, Kepler a attiré par analogie sur de William Gilbert la théorie de l'âme magnétique de la Terre à partir de De Magnete (1600) et sur son propre travail sur l'optique. Kepler suppose que la force motrice (ou espèces motrices) rayonnée par le Soleil affaiblit avec la distance, ce qui provoque plus rapide ou plus lent que le mouvement des planètes se déplacent plus près ou plus de lui. Peut-être cette hypothèse impliquait une relation mathématique qui permettrait de rétablir l'ordre astronomique. Sur la base des mesures de la aphélie et périhélie de la Terre et Mars, il a créé une formule dans laquelle le taux de mouvement d'une planète est inversement proportionnelle à sa distance du Soleil Vérification de cette relation au long du cycle orbital, cependant, nécessaire très étendue calcul; pour simplifier cette tâche, à la fin de 1602 Kepler reformulé la proportion en termes de géométrie: planètes balaient des aires égales en des temps égaux deuxième loi de -Kepler du mouvement planétaire.
Il a ensuite mis sur le calcul de l'ensemble de l'orbite de Mars, en utilisant la loi de vitesse géométrique et en supposant un oeuf en forme orbite ovoïde. Après environ 40 tentatives infructueuses, au début de 1605, il a frappé à la fin sur l'idée d'une ellipse , dont il avait déjà supposé être trop simple une solution pour les astronomes antérieures avoir négligé. Constatant que une orbite elliptique adapter les données de Mars, il a immédiatement conclu que toutes les planètes se déplacent dans des ellipses, avec le soleil à la première loi de l'un des foyers de -Kepler mouvement planétaire. Parce qu'il ne employait pas les assistants de calcul, cependant, il ne se étend pas au-delà de l'analyse mathématique Mars. À la fin de l'année, il a terminé le manuscrit pour Astronomia nova, se il ne serait pas publié avant 1609 en raison de différends juridiques sur l'utilisation des observations de Tycho, la propriété de ses héritiers.
Dioptrice, Somnium manuscrit et autres travaux
Dans les années suivant la fin du Astronomia Nova, la plupart des recherches de Kepler a été porté sur les préparatifs pour les tables de rudolphines et un ensemble complet de éphémérides (prévisions spécifiques de positions des planètes et étoiles) basé sur la table (si ni seraient achevées depuis de nombreuses années). Il a également tenté (sans succès) de commencer une collaboration avec l'astronome italien Giovanni Antonio Magini. Certains de ses autres travaux traitées chronologie, en particulier le datant des événements dans la vie de Jésus, et avec l'astrologie, en particulier la critique de prédictions dramatiques de catastrophes telles que celles de Helisaeus Röslin.
Kepler et Roeslin engagés dans série d'attaques publiées et les contre-attaques, tandis que le médecin Philippe Feselius publié un ouvrage rejetant totalement l'astrologie (et de travail de Roeslin en particulier). En réponse à ce que Kepler a vu que les excès de l'astrologie d'une part et le rejet des excès de zèle sur l'autre, Kepler préparé Tertius interveniens (Les interventions de tiers). Nominalement ce travail-présenté au patron commun de Roeslin et Feselius-était une médiation neutre entre les chercheurs ennemies, mais il a également énoncé des vues générales de Kepler sur la valeur de l'astrologie, y compris certains mécanismes hypothétiques de l'interaction entre les planètes et les âmes individuelles. Alors que Kepler considéré comme la plupart des règles et méthodes de l'astrologie traditionnelles comme le «nauséabonds bouse" dans lesquels éraflures «une poule industrieuse», il y avait un "grain de graines occasionnelle, en effet, même une perle ou une pépite d'or" se trouvent par l'astrologue scientifique consciencieux.
Dans les premiers mois de 1610, Galileo Galilei -en utilisant son puissant nouveau télescope -discovered quatre satellites en orbite autour de Jupiter . Après la publication de son compte en tant que Sidereus Nuncius (Starry Messenger), Galileo a demandé l'avis de Kepler, en partie pour renforcer la crédibilité de ses observations. Kepler a répondu avec enthousiasme une réponse publiée courte, Dissertatio cum Nonce Sidereo (Conversation avec le messager des étoiles). Il a approuvé les observations de Galilée et a offert une gamme de spéculations sur le sens et les implications des découvertes de Galilée et méthodes télescopiques, pour l'astronomie et de l'optique ainsi que la cosmologie et l'astrologie. Plus tard cette année, Kepler a publié ses propres observations télescopiques des lunes dans Narratio de Jovis Satellitibus, fournir un appui supplémentaire de Galileo. Pour la déception de Kepler, cependant, Galileo n'a jamais publié ses réactions (le cas échéant) pour Astronomia Nova :(.
Après audition de découvertes télescopiques de Galilée, Kepler a également commencé une étude théorique et expérimentale de l'optique télescopiques en utilisant un télescope emprunté duc Ernest de Cologne. Le manuscrit résultant a été achevé en Septembre 1610 et publiée sous Dioptrice en 1611. Dans ce document, Kepler a jeté les bases théoriques de la double-convexe lentilles convergentes et divergentes double concaves lentilles et comment ils sont combinés pour produire une Galiléen télescope ainsi que les concepts de réel vs. images virtuelles, vs images inversées et verticaux, et les effets de la longueur focale sur l'agrandissement et la réduction. Il a également décrit un télescope, maintenant connu comme l'amélioration de l'astronomie ou Télescope de Kepler -dans laquelle deux lentilles convexes peuvent produire un grossissement plus élevé que la combinaison de Galileo de lentilles convexes et concaves.
Autour de 1611, Kepler a distribué un manuscrit de ce qui allait être publié (à titre posthume) que Somnium (The Dream). Une partie de l'objectif de Somnium était de décrire ce que l'astronomie pratiquant serait comme du point de vue d'une autre planète, pour montrer la faisabilité d'un système non-géocentrique. Le manuscrit, qui a disparu après avoir changé de mains plusieurs fois, décrit un voyage fantastique de la lune; il faisait partie allégorie, autobiographie, et une partie traité sur Voyage interplanétaire (et est parfois décrit comme le premier ouvrage de science-fiction). Des années plus tard, une version déformée de l'histoire pourrait avoir causé un procès de sorcellerie contre sa mère, la mère du narrateur consulte un démon d'apprendre les moyens de Voyage espace. Suite à son acquittement éventuel, Kepler composé 223 notes aux heures du conte-plusieurs de plus que le texte qui explique les aspects réelle allégoriques ainsi que le contenu scientifique considérable (en particulier concernant la géographie lunaire) cachés dans le texte.
Travail en mathématiques et physique
Comme un cadeau de Nouvel An de cette année, il a également composé pour son ami et certains temps patron Baron von WACKHER Wackhenfels un court pamphlet intitulé Strena Seu de Nive sexangula (cadeau du Nouvel An de l'Hexagonal neige). Dans ce traité, il a publié la première description de la symétrie hexagonale des flocons de neige et, étendant la discussion dans un hypothétique base physique atomistique pour la symétrie et posé ce qui est devenu connu sous le nom Kepler conjecture, une déclaration sur l'arrangement le plus efficace pour l'emballage sphères. Kepler a été l'un des pionniers des applications mathématiques de infinitésimaux, voir Loi de continuité.
Problèmes personnels et politiques
En 1611, la tension politico-religieuse croissante à Prague est venu à une tête. Empereur Rodolphe-dont la santé déclinait-a été forcé d'abdiquer comme Roi de Bohême par son frère Matthias. Les deux parties ont demandé conseil astrologique de Kepler, l'occasion qu'il a utilisé pour fournir des conseils politiques de conciliation (avec peu de référence aux étoiles, sauf dans les états généraux visant à décourager des mesures drastiques). Cependant, il était clair que les perspectives d'avenir de Kepler dans la cour de Matthias étaient faibles.
La même année, Barbara Kepler contracté Fièvre pourprée hongrois, puis a commencé à avoir saisies. Comme Barbara se remettait, trois enfants de Kepler sont tous tombés malades avec la variole ; Friedrich, 6, est décédé. Après la mort de son fils, Kepler a envoyé des lettres à des clients potentiels dans le Wurtemberg et Padoue. Au Université de Tübingen en Wurtemberg, les inquiétudes sur Kepler perçus Hérésies calvinistes en violation de la Confession d'Augsbourg et la Formule de Concorde empêché son retour. Le Université de Padoue sur la recommandation du départ Galileo recherché Kepler pour combler le poste de professeur de mathématiques, mais Kepler, préférant garder sa famille sur le territoire allemand, au lieu rendu en Autriche pour organiser une position en tant que professeur et mathématicien de district Linz.Toutefois, Barbara retomba dans la maladie et mourut peu de temps après le retour de Kepler.
Kepler a reporté le passage à Linz et est resté à Prague jusqu'à la mort de Rudolph au début de 1612, mais entre les bouleversements politiques, les tensions religieuses, et la tragédie de la famille (avec le différend juridique sur la succession de sa femme), Kepler ne pouvait pas faire la recherche. Au lieu de cela, il a reconstitué un manuscrit de la chronologie, Eclogae Chronicae , de la correspondance et le travail plus tôt. Lors de la succession comme empereur romain germanique, Matthias a réaffirmé la position (et le salaire) de Kepler comme mathématicien impérial, mais lui a permis de passer à Linz.
Linz et ailleurs (1612-1630)
A Linz, principales responsabilités de Kepler (au-delà de l'achèvement des tableaux rudolphines ) enseignaient à l'école de district et la fourniture de services astrologiques et astronomiques. Dans ses premières années là-bas, il jouissait d'une sécurité financière et la liberté religieuse par rapport à sa vie à Prague-bien qu'il a été exclu de l'Eucharistie par son église luthérienne sur ses scrupules théologiques. Sa première publication à Linz était de Vero Anno (1613), un traité élargi sur l'année de la naissance du Christ; il a également participé aux délibérations sur l'opportunité d'introduire du pape Grégoire le calendrier réformé pour Protestant terres allemandes; cette année, il a également écrit le traité mathématique influente Nouvelle stereometria doliorum vinariorum , sur la mesure du volume de conteneurs tels que les tonneaux de vin, publié en 1615.
Deuxième mariage
Le 30 Octobre 1613, Kepler a épousé le 24-year-old Susanna Reuttinger. Après la mort de sa première femme Barbara, Kepler avait examiné 11 matches différents. Il a finalement retourné à Reuttinger (le cinquième jeu) qui, écrit-il, "m'a conquis avec amour, humble fidélité, l'économie des ménages, la diligence et l'amour qu'elle a donné les beaux-enfants." Les trois premiers enfants de ce mariage (Margareta Regina, Katharina, et Sebald) sont morts dans l'enfance. Trois autres ont survécu jusqu'à l'âge adulte: Cordula (b 1621.); Fridmar (b 1623.); et Hildebert (b. 1625). Selon les biographes de Kepler, ce fut un mariage plus heureux que son premier.
Epitome de l'astronomie de Copernic, calendriers et le procès de sorcière de sa mère
Depuis la fin de l' Astronomia Nova , Kepler avait l'intention de composer un manuel d'astronomie. En 1615, il a terminé le premier des trois volumes de Epitome astronomiae Copernicanae ( Epitome de l'astronomie de Copernic ); le premier volume (livres I-III) a été imprimé en 1617, la deuxième (livre IV) en 1620, et le troisième (livres V-VII) en 1621. Malgré le titre, qui se réfère simplement à l'héliocentrisme, le manuel de Kepler a abouti à son propre système basé ellipse. Le Epitome est devenu œuvre la plus influente de Kepler. Il contenait tous les trois lois du mouvement planétaire et a tenté d'expliquer les mouvements célestes par des causes physiques. Bien qu'il étendu explicitement les deux premières lois du mouvement des planètes (appliqué à Mars dans Astronomia nova ) pour toutes les planètes ainsi que la Lune et les satellites de Jupiter Médicis, il n'a pas expliqué comment orbites elliptiques pourraient être dérivée de données d'observation.
En tant que spin-off de les tableaux Rudolphines et les connexes Ephémérides , Kepler a publié les calendriers astrologiques, qui étaient très populaires et ont permis de compenser les coûts de production de ses autres travaux, en particulier lorsque le soutien du trésor impérial a été retenu. Dans ses calendriers-six entre 1617 et 1624-Kepler prévisions positions planétaires et les conditions météorologiques ainsi que des événements politiques; ces derniers étaient souvent cannily précise, grâce à son vif compréhension des tensions politiques et théologiques contemporaines. En 1624, cependant, l'escalade de ces tensions et de l'ambiguïté des prophéties signifiaient la difficulté politique pour Kepler lui-même; son calendrier final a été brûlé publiquement à Graz.
En 1615, Ursula Reingold, une femme dans un différend financier avec le frère de Kepler Christoph, a affirmé la mère de Kepler Katharina avait rendue malade avec une infusion mal. L'escalade de ce différend, et en 1617, Katharina a été accusé de sorcellerie; procès de sorcellerie étaient relativement commune en Europe centrale à cette époque. À partir de Août 1620 elle a été emprisonnée pendant quatorze mois. Elle a été libérée en Octobre 1621, en partie grâce à la défense juridique approfondie élaboré par Kepler. Les accusateurs avaient aucune preuve solide que des rumeurs, avec une version déformée, de seconde main de Kepler de la Somnium , dans lequel une femme se mêle potions et fait appel à l'aide d'un démon. Katharina a été soumis à territio verbalis , une description graphique de la torture qui l'attend comme une sorcière, dans une dernière tentative pour lui faire avouer. Tout au long du procès, Kepler a reporté son autre travail de se concentrer sur sa «théorie harmonique". Le résultat, publié en 1619, était Harmonices Mundi («Harmonie du monde»).
Harmonices Mundi
Kepler a été convaincu "que les choses géométriques ont fourni le Créateur avec le modèle pour décorer le monde entier." Dans Harmony , il a tenté d'expliquer les proportions du monde, en particulier les naturels astronomiques et astrologiques aspects-en termes de musique. L'ensemble central de "harmonies" était le universalis musica ou «musique des sphères», qui avaient été étudiés par Pythagore , Ptolémée et beaucoup d'autres avant Kepler; en fait, peu de temps après la publication Harmonices Mundi , Kepler a été impliqué dans un conflit de priorité avec Robert Fludd, qui avait récemment publié sa propre théorie harmonique.
Kepler a commencé par explorer les polygones réguliers et solides réguliers , y compris les chiffres qui viendraient à être connu comme les solides de Kepler. De là, il a étendu son analyse harmonique de la musique, de la météorologie et de l'astrologie; l'harmonie résulte des tons faites par les âmes des corps célestes et dans le cas de l'astrologie, l'interaction entre les tons et les âmes humaines. Dans la partie finale de l'œuvre (livre V), Kepler a traité avec des mouvements planétaires, en particulier les relations entre la vitesse orbitale et la distance orbitale du Soleil Des relations similaires avaient été utilisés par d'autres astronomes, mais Kepler-avec les données de Tycho et ses propres théories astronomiques les traités beaucoup plus de précision et attaché nouvelle signification physique pour eux.
Parmi beaucoup d'autres harmonies, Kepler articulé ce qui est venu à être connu comme la troisième loi du mouvement planétaire . Il a ensuite essayé de nombreuses combinaisons jusqu'à ce qu'il découvre que (environ) " La place des temps périodiques sont à l'autre comme les cubes des distances moyennes . " Bien qu'il donne la date de cette épiphanie (Mars 8, 1618), il ne donne pas de détails sur la façon dont il est arrivé à cette conclusion. Cependant, la signification plus large pour la dynamique planétaires de cette loi purement cinématique n'a pas été réalisé avant 1660. Pour quand on y joint nouvellement découvert la loi de Christian Huygens de la force centrifuge a permis Isaac Newton , Edmund Halley et peut-être Christopher Wren et Robert Hooke de démontrer de façon indépendante que l'attraction gravitationnelle présumée entre le Soleil et ses planètes diminue avec le carré de la distance entre eux . Cette réfuté l'hypothèse traditionnelle de la physique scolaires que la puissance de l'attraction gravitationnelle est restée constante avec la distance quand il appliqué entre deux corps, comme cela a été pris en charge par Kepler et aussi par Galileo dans son droit universel à tort, que la chute gravitationnelle est uniformément accéléré, et aussi par l'élève de Galileo Borrelli dans ses 1666 la mécanique céleste. William Gilbert , après avoir expérimenté avec des aimants décidé que le centre de la Terre a été un énorme aimant. Sa théorie a conduit à penser que Kepler une force magnétique du Soleil a conduit planètes dans leurs orbites propres. Il était une explication intéressante pour le mouvement des planètes, mais il a eu tort. Avant que les scientifiques pourraient trouver la bonne réponse, ils ont besoin d'en savoir plus sur le mouvement.
Tables rudolphineset ses dernières années
En 1623, Kepler enfin achevé la Tables rudolphines , qui à l'époque était considéré comme son œuvre majeure. Toutefois, en raison des exigences de publication de l'empereur et les négociations avec l'héritier de Tycho Brahe, il ne serait pas imprimé jusqu'à 1627. Dans l'intervalle, la tension-religieux racine des cours guerre de Trente Ans-une fois de plus mis Kepler et sa famille en danger . En 1625, les agents de la Contre-Réforme catholique placés plus de la bibliothèque de Kepler sous scellés, et en 1626 la ville de Linz a été assiégé. Kepler a déménagé à Ulm, où il a organisé pour l'impression des tableaux à ses propres frais.
En 1628, après les succès militaires de l' armées de l'empereur Ferdinand vertu général Wallenstein, Kepler est devenu un conseiller officiel Wallenstein. Bien que pas astrologue de la cour de la générale en soi, Kepler a fourni des calculs astronomiques pour les astrologues de Wallenstein et parfois écrit horoscopes lui-même. Dans ses dernières années, Kepler a passé beaucoup de son voyage de temps, de la cour impériale à Prague à Linz et à Ulm un foyer temporaire dans Sagan, et enfin à Regensburg. Peu après son arrivée à Ratisbonne, Kepler est tombé malade. Il est mort le 15 Novembre 1630, et il a été enterré; son lieu de sépulture a été perdu après que l'armée suédoise a détruit le cimetière. Seulement auto-auteur épitaphe poétique de Kepler a survécu à l'époque:
- Mensus coelos d'Eram, nunc terrae Metior umbras
- Hommes de la erat, corporis umbra IACET.
- Je mesurais le ciel, maintenant les ombres je mesurent
- Skybound était l'esprit, le corps repose Earthbound.
Réception de son astronomie
Les lois de Kepler n'a pas accepté immédiatement. Plusieurs grandes figures comme Galileo et René Descartes complètement ignorés de Kepler Astronomia nova. Beaucoup d'astronomes, dont le professeur de Kepler, Michael Maestlin, se sont opposés à l'introduction de Kepler de la physique dans son astronomie. Certaines positions de compromis adoptés. Ismael Boulliau acceptés orbites elliptiques mais remplacés la loi de la zone de Kepler un mouvement uniforme en ce qui concerne la mise au point vide de l'ellipse tout en Seth Ward utilisé une orbite elliptique avec des mouvements définis par un Equant.
Plusieurs astronomes testés la théorie de Kepler, et ses diverses modifications, contre observations astronomiques Epitome de l'astronomie de Copernic a été lu par les astronomes dans toute l'Europe, et à la suite de la mort de Kepler il était le principal véhicule pour répandre les idées de Kepler. Entre 1630 et 1650, il était l'astronomie manuel le plus largement utilisé, remportant astronomie ellipse beaucoup de convertis à. Cependant, quelques-uns ont adopté ses idées sur la base physique pour mouvements célestes. Dans la fin du 17e siècle, un certain nombre de physiques astronomie théories dessin de Kepler travail notamment ceux de Giovanni Alfonso Borelli et Robert Hooke-a commencé à intégrer les forces d'attraction (mais pas les espèces motrices quasi-spirituelle postulés par Kepler) et la notion cartésienne de inertie. Cela a abouti à Isaac Newton s ' Principia Mathematica (1687), dans lequel Newton dérivé Lois de Kepler à partir d'une théorie de base de la force- gravitation universelle. Au-delà de son rôle dans le développement historique de l'astronomie et la philosophie naturelle, Kepler a pesé lourd dans la philosophie et historiographie de la science. Kepler et ses lois du mouvement étaient au centre de l'histoire de l'astronomie premières telles que 1758 de Jean Etienne Montucla Histoire des mathématiques et de Jean-Baptiste Delambre de 1821 Histoire de l'astronomie moderne . Ces et d'autres histoires écrites à partir d'un Lumières perspective traités arguments métaphysiques et religieuses de Kepler avec scepticisme et la désapprobation, mais plus tard, l'ère romantique philosophes naturels consulté ces éléments que le centre de son succès. William Whewell, dans son influent Histoire des sciences inductives de 1837, Kepler trouvé être l'archétype du génie scientifique inductive; dans sa Philosophie des sciences inductives de 1840, Whewell tenu Kepler comme le mode de réalisation des formes les plus avancées de méthode scientifique. De même, Ernst Friedrich Apelt-le premier à étudier intensivement les manuscrits de Kepler, après leur achat par la Grande Catherine Kepler -identified comme une clé de la " Révolution des sciences ". Apelt, qui a vu les mathématiques de Kepler, la sensibilité esthétique, idées physiques, et de théologie dans le cadre d'un système unifié de la pensée, a produit la première analyse étendue de la vie et l'œuvre de Kepler. Le débat sur la place de Kepler dans la révolution scientifique a également produit une grande variété de traitements philosophiques et populaires. Un des plus influents est 1959 d'Arthur Koestler Les somnambules , dans lequel Kepler est clairement le héros (moralement et théologiquement et intellectuellement) de la révolution. Philosophes influents de la science tels que Charles Sanders Peirce, Norwood Russell Hanson, Stephen Toulmin, et Karl Popper tournés -avoir à plusieurs reprises pour Kepler: exemples de l'incommensurabilité, le raisonnement analogique, la falsification, et bien d'autres concepts philosophiques ont été trouvés dans les travaux de Kepler. Physicien Wolfgang Pauli a même utilisé Kepler conflit de priorité avec Robert Fludd d'explorer les implications de la psychologie analytique sur la recherche scientifique. Un bien reçue, si fantaisiste, roman historique de John Banville, Kepler (1981), a exploré de nombreux thèmes développés dans la non-fiction du récit de Koestler et dans la philosophie de la science. Un peu plus de fantaisie est une œuvre récente de fiction, Heavenly Intrigue (2004), ce qui suggère que Kepler assassiné Tycho Brahe pour accéder à ses données. Kepler a acquis une image populaire comme une icône de la modernité scientifique et un homme avant son temps; vulgarisateur scientifique Carl Sagan l'a décrit comme "le premier astrophysicien et le dernier astrologue scientifique. " Le compositeur allemandPaul Hindemith a écrit un opéra sur Kepler intitulé Die Harmonie der Welt, et une symphonie du même nom a été dérivé de la musique pour l'opéra. En Autriche, Kepler a laissé un tel héritage historique qu'il était l'un des motifs de la pièce de collection en argent: le 10-euro Johannes Kepler pièce d'argent, frappée le 10 Septembre, 2002. Le revers de la médaille a un portrait de Kepler , qui a passé un certain temps à enseigner à Graz et les zones environnantes. Kepler connaissait le prince Hans Ulrich von Eggenberg personnellement, et il a probablement influencé la construction de château Eggenberg (le motif de l'avers de la pièce). En face de lui, sur la pièce de monnaie est le modèle de sphères imbriquées et les polyèdres de Mysterium Cosmographicum . En 2009,la NASAnommé laMission Kepler pour les contributions de Kepler au domaine de l'astronomie. EnNouvelle-ZélandeParc national de Fiordland, il ya aussi une gamme de montagnes Nommé d'après Kepler, appelée lesMontagnes Kepler et un Three Day Walking Trail connu sous le nomKepler Track à travers les montagnes du même nom. Kepler est honoré avecNicolas Copernicavec un jour de la fête sur la calendrier liturgique de l'Eglise épiscopale (USA) le 23 mai. Héritage historique et culturel
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