TORIma Academy Logo TORIma Academy
Johannes Kepler
دانش

Johannes Kepler

TORIma آکادمی — ستاره شناس / ریاضیدان

Johannes Kepler

Johannes Kepler

یوهانس کپلر (زاده ۲۷ دسامبر ۱۵۷۱ – درگذشته ۱۵ نوامبر ۱۶۳۰) ستاره‌شناس، ریاضی‌دان، ستاره‌شناس، فیلسوف طبیعی و نظریه‌پرداز موسیقی آلمانی بود. او یک کلید…

یوهانس کپلر (27 دسامبر 1571 - 15 نوامبر 1630) یک دانشمند برجسته آلمانی بود که به دلیل مشارکت هایش به عنوان ستاره شناس، ریاضیدان، ستاره شناس، فیلسوف طبیعی و نظریه پرداز موسیقی شناخته شد. او به‌عنوان یک شخصیت محوری در انقلاب علمی قرن هفدهم شناخته می‌شود، که عمدتاً به خاطر قوانین پیشگامانه‌اش در مورد حرکت سیاره‌ها و کارهای مهمش، از جمله Astronomia nova، Harmonice Mundi، و Epitome Astronomiae Copernicanae تجلیل می‌شود. دامنه گسترده و تأثیر عمیق تلاش‌های کپلر، او را به‌عنوان چهره‌ای بنیادی در نجوم مدرن، روش علمی، علوم طبیعی و اندیشه‌های علمی معاصر قرار می‌دهد. علاوه بر این، رمان Somnium او منجر به لقب او به عنوان "پدر داستان های علمی تخیلی" شده است.

یوهانس کپلر (زاده ۲۷ دسامبر ۱۵۷۱ – درگذشته ۱۵ نوامبر ۱۶۳۰) ستاره‌شناس، ریاضی‌دان، ستاره‌شناس، فیلسوف طبیعی و نظریه‌پرداز موسیقی آلمانی بود. او یک شخصیت کلیدی در انقلاب علمی قرن هفدهم است که بیشتر به خاطر قوانین حرکت سیاره‌ای و کتاب‌های Astronomia nova، Harmonice Mundi و Epitome Astronomiae Copernicanae شناخته می‌شود. تنوع و تأثیر کار او، کپلر را به یکی از بنیانگذاران و پدران نجوم مدرن، روش علمی، علوم طبیعی و علم مدرن تبدیل کرد. او برای رمان Somnium به عنوان "پدر داستان های علمی تخیلی" توصیف شده است.

کپلر کار خود را به عنوان مربی ریاضی در مدرسه ای در گراتس آغاز کرد، جایی که با شاهزاده هانس اولریش فون اگنبرگ ارتباط برقرار کرد. پس از آن، او به عنوان دستیار ستاره شناس مشهور تیکو براهه در پراگ خدمت کرد و در نهایت به مقام معتبر ریاضیدان امپراتوری امپراتور رودولف دوم و جانشینان او، ماتیاس و فردیناند دوم رسید. فعالیت های حرفه ای او همچنین شامل تدریس ریاضیات در لینز و ایفای نقش به عنوان مشاور ژنرال والنشتاین بود.

دوره کپلر با مرز نامشخصی بین ستاره شناسی و طالع بینی مشخص می شد، با این حال مرزبندی مشخصی بین ستاره شناسی وجود داشت، سپس به عنوان یک رشته ریاضی در درون هنرهای طبیعی، شاخه ای از هنرهای طبیعی، علم فیزیک و شاخه ای از علم فیزیک در نظر گرفته شد. کپلر استدلال‌ها و استدلال‌های دینی را در کار علمی خود ادغام کرد، که ناشی از این اعتقاد عمیق بود که خداوند کیهان را بر اساس طرحی قابل درک تنظیم کرده است که از طریق عقل انسانی قابل دسترسی است. او چارچوب نجومی بدیع خود را به عنوان «فیزیک آسمانی»، «سفر در متافیزیک ارسطو، و مکملی برای درباره آسمان ها ارسطو تصور کرد، و بدین وسیله سنت باستانی کیهان شناسی فیزیکی جهان شمول را با یکپارچه سازی کیهان شناسی کیهان شناسی فیزیکی به یکپارچگی تبدیل کرد. علاوه بر این، کپلر کمک های اساسی به اپتیک کرد و به عنوان پدر اپتیک مدرن شناخته شد، به ویژه از طریق رساله Astronomiae pars optica. او همچنین یک تلسکوپ انکساری پیشرفته را ابداع کرد که به نام تلسکوپ کپلری شناخته می شود، که پیشروی تلسکوپ انکساری مدرن شد و نشان دهنده پیشرفتی در طراحی گالیله گالیله بود که کپلر اکتشافات او را تایید کرد. او همچنین حدس کپلر را مطرح کرد. کار کپلر به طور قابل توجهی بر چهره هایی مانند اسحاق نیوتن تأثیر گذاشت و زمینه های بسیار مهمی را برای نظریه گرانش جهانی ایجاد کرد.

زندگی اولیه

کودکی (1571–1590)

در 27 دسامبر 1571 در شهر آزاد امپراتوری ویل در اشتاد (در حال حاضر بخشی از منطقه اشتوتگارت در ایالت بادن-وورتمبرگ آلمان) به دنیا آمد، والدین کپلر لوتری بودند. با این حال، فرض بر این است که او کاتولیک تعمید داده شده است، زیرا در آن زمان غسل تعمید پروتستان در ویل ممنوع بود. پدربزرگ او، سبالد کپلر، قبلاً سمت شهردار شهر را بر عهده داشت. در زمان تولد یوهانس، وضعیت مالی خانواده کپلر کاهش یافته بود. پدرش، هاینریش کپلر، به عنوان یک مزدور، امرار معاش نامطمئن داشت و هنگامی که یوهانس پنج ساله بود، خانواده را رها کرد. اعتقاد بر این است که او در جنگ هشتاد ساله در هلند کشته شد و علیرغم ایمان پروتستانی خود برای ارتش کاتولیک اسپانیا جنگید. مادر او، کاترینا گولدنمن، دختر یک مهمانخانه، به عنوان یک شفا دهنده و گیاهپز مشغول بود. یوهانس شش خواهر و برادر داشت که دو برادر و یک خواهر تا بزرگسالی زنده ماندند. او که زودتر از موعد به دنیا آمد، گزارش داد که در طول دوران کودکی خود ضعف و بیماری را تجربه کرده است. با این وجود، او اغلب مسافران مسافرخانه پدربزرگش را با استعداد ریاضی استثنایی خود تحت تأثیر قرار می داد.

کپلر علاقه اولیه و پایداری به نجوم پیدا کرد. در سن شش سالگی، دنباله‌دار بزرگ سال 1577 را مشاهده کرد و گفت که مادرش «توسط مادرش به مکانی بلند برده شد تا به آن نگاه کند». در سال 1580، در سن 9 سالگی، او شاهد یک ماه گرفتگی بود، و خاطرنشان کرد که به خاطر می آورد که او را در فضای باز صدا می کردند تا آن را مشاهده کند و ماه کاملاً قرمز به نظر می رسید. با وجود این جذابیت اولیه، آبله دوران کودکی منجر به اختلال در بینایی و فلج شدن دست‌ها شد که متعاقباً ظرفیت او را برای نجوم رصدی محدود کرد.

تحصیلات اولیه یوهانس کپلر در مدرسه گرامر در ویل آغاز شد تا اینکه در سال 1577 خانواده وی به لئونبرگ در وورتمبرگ پروتستان نقل مکان کردند. او متعاقباً به مدت یک سال در مدرسه ابتدایی آلمانی در لئونبرگ شرکت کرد و سپس در مدرسه گرامر لاتین که آموزش و متون منحصراً به زبان لاتین بود. تحصیلات او در دو مؤسسه رهبانی ادامه یافت: در آدلبرگ از 1584، و در مدرسه علمیه مولبرون از 1586. در سپتامبر 1589، کپلر در مدرسه توبینگر، مدرسه علمیه ای در دانشگاه توبینگن که به آموزش کشیشان لوتری برای وورتمبرگ اختصاص داشت، تحصیل کرد. در طول مدتی که در آنجا بود، فلسفه را زیر نظر ویتوس مولر و الهیات را زیر نظر ژاکوب هیرباند، شاگرد سابق فیلیپ ملانچتون در ویتنبرگ، که پیش از اینکه ماستلین صدراعظم در توبینگن شود در سال 1590، مربی مایکل ماستلین نیز بود، دنبال کرد. طالع بینی برای همسالانش تحت تعلیم مایکل ماستلین، که به عنوان استاد ریاضیات توبینگن از سال 1583 تا 1631 خدمت کرد، کپلر دانش هر دو مدل بطلمیوسی و کوپرنیکی حرکت سیاره را به دست آورد و مدل دوم را در این دوره به کار گرفت. در یک بحث دانشجویی، او از هلیومرکزی هم از منظر نظری و هم از منظر الهیاتی دفاع کرد و نقش خورشید را به عنوان نیروی محرکه اصلی کیهان مطرح کرد. علیرغم آرزوی او برای تبدیل شدن به یک وزیر لوتری، او به دلیل مخالفت با فرمول توافق، بیانیه ایمان لوتری که در سال 1577 ایجاد شد، از تعیین انتصاب محروم شد. در پایان دوران تحصیلی خود، کپلر برای سمت تدریس ریاضیات و نجوم در مدرسه پروتستان در گراتس، اشتایریا، توصیه شد. او این انتصاب را در آوریل 1594 در سن 22 سالگی پذیرفت.

دوره گراز (1594–1600)

کپلر در طول مدت تصدی خود در گراتس از سال 1594 تا 1600، تقویم‌ها و پیش‌بینی‌های رسمی متعددی تولید کرد که شهرت او را به عنوان یک ستاره‌شناس تقویت کرد. در حالی که کپلر در مورد طالع بینی ملاحظاتی داشت و اغلب از شیوه های مرسوم طالع بینی انتقاد می کرد، اعتقاد عمیقی در رابطه با پیوند ذاتی بین کیهان و وجود انسان داشت. تقریباً یک سال پس از ورودش به گراتس، او برخی از مفاهیم دوران دانشجویی خود را در Mysterium Cosmographicum (1596) منتشر کرد.

در دسامبر 1595، کپلر با باربارا مولر، یک بیوه 23 ساله که قبلاً دو بار ازدواج کرده بود و یک دختر جوان به نام رجینا لورنز داشت، ملاقات کرد. او پس از آن شروع به خواستگاری کرد. مولر وارث دارایی شوهران متوفی خود و دختر صاحب آسیاب مرفه بود. پدرش جابست در ابتدا با این ازدواج مخالفت کرد و وضعیت مالی کپلر را با وجود اشرافیت ارثی نامناسب می‌دانست. مخالفت جابست پس از پایان کار کپلر بر روی Mysterium فروکش کرد. با این حال، زمانی که کپلر برای مدیریت تدارکات انتشارات غایب بود، این تعامل تقریباً منحل شد. در نهایت، مقامات پروتستان که مسابقه را تسهیل کرده بودند، خانواده مولر را مجبور کردند که به توافق خود پایبند باشند. باربارا و یوهانس در 27 آوریل 1597 ازدواج کردند.

در سالهای اولیه ازدواج خود، کپلرها صاحب دو فرزند به نام های هاینریش و سوزانا شدند که هر دو در دوران نوزادی تسلیم شدند. متعاقباً در سال 1602 صاحب دختری به نام سوزانا شدند. یک پسر، فردریش، در 1604; و پسر دیگر، لودویگ، در سال 1607.

تحقیقات بیشتر

بعد از انتشار Mysterium و با تایید بازرسان مدرسه گراتس، کپلر یک برنامه تحقیقاتی گسترده را با هدف گسترش و اصلاح کارهای قبلی خود آغاز کرد. این برنامه شامل طرح هایی برای چهار جلد اضافی بود: یکی به عناصر ساکن کیهان، به ویژه خورشید و ستارگان ثابت. دیگری تمرکز بر اجسام سیاره ای و مسیر حرکت آنها. سوم کاوش در خصوصیات فیزیکی سیارات و پیدایش تشکل های جغرافیایی، با تاکید ویژه بر روی زمین. و جلد آخری که تأثیرات آسمانی روی زمین را بررسی می‌کند، از جمله اپتیک اتمسفر، هواشناسی، و طالع‌بینی.

او همچنین نظر اخترشناسان متعددی را که کار او را دریافت کرده بودند، Mysterium، از جمله Reimarus Ursus (Nicolaus Reimers Bär)، ریاضیدان امپراتوری رودولف دوم و رقیب سرسخت تیکو براهه، جویا شد. اورسوس مستقیماً پاسخ نداد. در عوض، او نامه تمجیدی کپلر را برای پیشبرد ادعای اولویت خود در مورد سیستم Tychonic علیه Tycho دوباره منتشر کرد. علیرغم این تعامل بحث برانگیز، تیکو خود مکاتباتی را با کپلر آغاز کرد و با نقدی دقیق و در عین حال معتبر از مدل نجومی کپلر آغاز کرد. در میان مخالفت‌های مختلف، تیکو به طور خاص تکیه بر داده‌های عددی نادقیق مشتق شده از کوپرنیک را به چالش کشید. مبادله نامه‌ای آنها طیف وسیعی از چالش‌های نجومی را پوشش می‌دهد، به ویژه بر پدیده‌های قمری و مفاهیم الهیاتی نظریه کوپرنیک تمرکز می‌کند. با این حال، بدون دسترسی به داده‌های رصدی بسیار دقیق‌تر از رصدخانه تایکو، کپلر قادر به حل بسیاری از این مشکلات پیچیده نبود.

بعد از آن، کپلر تمرکز خود را به زمان‌شناسی و مفهوم "هماهنگی" تغییر جهت داد، که شامل ارتباطات عددی بین موسیقی، ریاضیات، و جهان فیزیکی است. با این فرض که زمین دارای روح است - ویژگی ای که بعداً برای روشن کردن تأثیر خورشید بر حرکت سیاره ای استفاده کرد - او چارچوبی نظری ابداع کرد که پیکربندی های نجومی و فواصل نجومی را به الگوهای هواشناسی و دیگر رخدادهای زمینی مرتبط می کند. با این وجود، در سال 1599، او بار دیگر دریافت که تحقیقاتش به دلیل عدم دقت اطلاعات موجود، همزمان با تشدید درگیری‌های مذهبی که موقعیت مداوم او در گراتس را به خطر می‌اندازد، محدود شده است.

اخراج از گراتس

گراتس، که عمدتاً شهری پروتستان و عمدتاً لوتری بود، توسط حاکم کاتولیک هابسبورگ اتریش داخلی اداره می شد. در سال 1578، دوک چارلز دوم از طریق صلح بروک امتیازات قابل توجهی به پروتستان ها داده بود. چارلز در سال 1590 درگذشت و پسر 12 ساله و جانشین خود فردیناند دوم را به جا گذاشت. فردیناند تحصیلات خود را در کالج یسوعی و دانشگاه اینگولشتات دریافت کرد و در سال 1596 حکومت کامل اتریش داخلی را برعهده گرفت. در سال 1598، او به ایتالیا سفر کرد و با تعهدی قاطع برای برقراری مجدد ایمان کاتولیک اصیل و ریشه کن کردن بدعت ها بازگشت. کپلر، در ژوئن همان سال، نگرانی خود را در مورد آینده قریب الوقوع در نامه ای به یکی از دوستانش منتقل کرد. همانطور که توسط رابرت ال. بیرلی، زندگی‌نامه‌نویس فردیناند، اشاره کرد، نگرانی‌های کپلر با تشدید ضداصلاح‌طلبی به خوبی ثابت شد.

در سپتامبر 1598، فردیناند فرمانی صادر کرد که بر اساس آن همه واعظان و معلمان پروتستان از قلمرو اخراج شدند. اگرچه کپلر از این حکم معاف شد، اما همچنان نگران بود و شروع به جستجوی فرصت‌های جایگزین کرد. کپلر پس از اطلاع از انتصاب تیکو براهه به عنوان ریاضیدان امپراتوری در پراگ، ارتباط خود را دوباره با او برقرار کرد. در دسامبر 1599، تیکو از کپلر دعوت کرد تا در 4 فوریه 1600، کپلر با تیکو براهه و دستیارانش، فرانتس تنگناگل و لونگومونتانوس، در بناتکی ناد جیزرو (واقع در 35 کیلومتری پراگ)، محل رصدخانه نوپای تیکو، مواجه شد. برای دو ماه بعدی، او به عنوان مهمان اقامت کرد و بخشی از مشاهدات مریخ تیکو را تجزیه و تحلیل کرد. تیکو که در ابتدا از داده های خود محافظت می کرد، با این وجود تحت تأثیر بینش های نظری کپلر قرار گرفت و به زودی به او دسترسی بیشتری داد. کپلر قصد داشت نظریه خود را از Mysterium Cosmographicum با استفاده از داده‌های مریخ تأیید کند، اما تخمین زد که این تلاش تا دو سال زمان نیاز دارد، زیرا او اجازه نداشت داده‌ها را برای استفاده شخصی به سادگی تکرار کند. با کمک یوهانس جسنیوس، کپلر تلاش کرد تا با تیکو در مورد یک توافق نامه استخدام رسمی تر مذاکره کند. با این حال، بحث ها به دنبال یک اختلاف شدید شکست خورد و کپلر در 6 آوریل عازم پراگ شد. کپلر و تیکو متعاقباً با هم آشتی کردند و در نهایت بر سر حقوق و ترتیبات زندگی به توافق رسیدند و در ژوئن، کپلر برای بازیابی خانواده خود به گراتس بازگشت.

به دلیل شرایط حاکم در گراتس، کپلر نتوانست فوراً به براهه بپیوندد. در نتیجه، به امید ادامه تحقیقات نجومی خود، به دنبال یک قرار ملاقات به عنوان ریاضیدان نزد دوک فردیناند شد. برای این منظور، کپلر مقاله ای به فردیناند نوشت که در آن نظریه ای مبتنی بر نیرو در مورد حرکت ماه ارائه کرد و بیان داشت: "In Terra inest virtus, quae Lunam ciet" ("نیروی در زمین وجود دارد که باعث حرکت ماه می شود"). اگرچه این مقاله موقعیتی را برای او در دربار فردیناند تضمین نکرد، اما روش جدیدی را برای اندازه‌گیری ماه گرفتگی ترسیم کرد که کپلر در خلال کسوف مشاهده شده در گراتس در 10 ژوئیه به کار برد. فرمان بعدی که در 17 ژوئیه صادر شد، دستور داد که همه ساکنان یا مذهب پروتستان خود را ترک کنند یا استان را ترک کنند. این فرمان هیچ معافیتی برای کپلر ارائه نکرد، و او، همسرش و دختر ناتنی‌اش را بر آن داشت که در 30 سپتامبر 1600 از گراتس به پراگ نقل مکان کنند.

حرفه علمی

پراگ (1600–1612)

کپلر پس از ورود و استقرار در پراگ، حمایت مستقیم تیکو براهه را دریافت کرد، که او را به تجزیه و تحلیل مشاهدات سیاره‌ای و نگارش رساله‌ای علیه رقیب متوفی براهه، اورسوس، موظف کرد. در سپتامبر، براهه به‌عنوان همکار در یک تعهد مهم جدید که به امپراتور پیشنهاد شده بود، به کپلر مأموریت داد: ایجاد جدول رودلفین، با هدف جایگزین کردن جدول پروتنیک اراسموس راینهولد. پس از مرگ غیرمنتظره براهه در 24 اکتبر 1601، کپلر جانشین او به عنوان ریاضیدان امپراتوری منصوب شد و مسئولیت تکمیل پروژه های ناتمام براهه را بر عهده گرفت. یازده سال بعدی در این نقش امپراتوری پربارترین دوره زندگی کپلر بود.

مشاور امپراتوری

به عنوان ریاضیدان امپراتوری، مهمترین وظیفه کپلر شامل ارائه مشاوره نجومی به امپراتور رودولف دوم بود. در حالی که کپلر نسبت به تلاش‌های اخترشناسان معاصر برای پیش‌بینی دقیق آینده یا وقایع خاص الهی تردید داشت، از دوران دانشجویی خود در توبینگن، به طور مداوم طالع بینی‌های دقیق و دقیقی برای دوستان، خانواده و حامیان خود تهیه می‌کرد. فراتر از ساختن طالع بینی برای متحدان و شخصیت های خارجی، امپراتور اغلب در دوره های بی ثباتی سیاسی از کپلر راهنمایی می خواست. رودولف دوم علاقه شدیدی به فعالیت‌های فکری بسیاری از دانشمندان دربار از جمله کیمیاگران متعدد نشان داد و از نزدیک مشارکت کپلر در نجوم فیزیکی را دنبال کرد.

اگرچه آموزه‌های مذهبی رسمی در پراگ کاتولیک و اوتراکیسم بودند، انتصاب کپلر به دربار امپراتوری به او این آزادی را داد که بدون هیچ مانعی به مذهب لوتری خود عمل کند. امپراتور ظاهراً درآمد قابل توجهی را برای خانواده کپلر اختصاص داد. با این حال، فشار مداوم بر خزانه امپراتوری که بیش از حد تمدید شده بود، تهیه واقعی بودجه کافی برای انجام تعهدات مالی را به چالشی همیشگی تبدیل کرد. زندگی خانگی کپلر با باربارا که تا حدی به این مشکلات مالی نسبت داده می‌شود، مملو از ناخوشایند بود که با اختلافات مکرر و دوره‌های بیماری مشخص می‌شد. با این وجود، زندگی درباری تعامل کپلر با بسیاری از دانشمندان برجسته، از جمله یوهانس ماتئوس واکر فون واکنفلس، یوست بورگی، دیوید فابریسیوس، مارتین باچازک و یوهانس برنگر را تسهیل کرد، که تحقیقات نجومی او را به میزان قابل توجهی ارتقا داد.

ابرنواختر 1604

در اکتبر 1604، یک ستاره عصر جدید درخشان، با نام SN 1604، قابل مشاهده شد. کپلر که در ابتدا نسبت به گزارش ها شک داشت، تنها پس از مشاهده شخصاً این پدیده، مشاهدات سیستماتیک را آغاز کرد. از منظر طالع بینی، پایان سال 1603، آغاز یک مثلث آتشین را مناد می کند، که نشان دهنده آغاز یک چرخه تقریباً 800 ساله از پیوندهای بزرگ است. اخترشناسان از نظر تاریخی دو چرخه قبلی را با صعود شارلمانی (تقریباً 800 سال قبل) و میلاد مسیح (تقریباً 1600 سال قبل) مرتبط می‌دانستند، در نتیجه رویدادهای مهمی را پیش‌بینی می‌کردند، به ویژه آنهایی که مربوط به امپراتور است.

در این چارچوب، کپلر، که به عنوان ریاضیدان امپراتوری و ستاره شناس امپراتور خدمت می کرد، ستاره جدید را دو سال بعد در رساله خود، De Stella Nova ثبت کرد. در این کار، او با دقت ویژگی‌های نجومی ستاره را بررسی کرد و همزمان موضعی انتقادی نسبت به تفاسیر نجومی رایج آن دوران اتخاذ کرد. کپلر درخشندگی رو به کاهش آن را مشاهده کرد، نظریه‌هایی در مورد پیدایش آن ارائه کرد و از فقدان اختلاف منظر قابل مشاهده برای اثبات موقعیت آن فراتر از مدارهای سیاره‌ای، در قلمرو ستارگان ثابت استفاده کرد. این ادعا به طور قابل توجهی آموزه تثبیت شده تغییر ناپذیری آسمانی را به چالش کشید - یک مفهوم ارسطویی که کمال و تغییرناپذیری کرات سماوی را مطرح می کند. ظهور یک ستاره بدیع ذاتاً تغییرپذیری آسمان ها را پیشنهاد می کند. علاوه بر این، کپلر بخشی را ضمیمه کرد که در آن به تحقیقات گاهشماری اخیر توسط مورخ لهستانی Laurentius Suslyga پرداخته شد. او محاسبه کرد که با فرض دقیق بودن فرضیه Suslyga در مورد چهار سال عقب افتادگی زمان‌بندی‌های پذیرفته شده، ستاره بیت لحم - که کپلر آن را مشابه ستاره جدید معاصر می‌دانست - با پیوند بزرگ اولیه چرخه 800 ساله قبلی همزمان شده است.

تلاش مشترکی را با اخترشناس ایتالیایی جووانی آنتونیو ماگینی آغاز کنید و همزمان بر مطالعات زمانی، به ویژه تاریخ گذاری دقیق وقایع زندگی عیسی تمرکز کنید. تقریباً در سال 1611، کپلر نسخه خطی را منتشر کرد که بعداً پس از مرگ با عنوان Somnium [رویا] منتشر شد. هدف اصلی Somnium ترسیم تمرین نجوم از نقطه نظر یک سیاره فرازمینی بود، در نتیجه نشان دادن قابلیت حیات یک مدل کیهانی غیرزمین‌مرکزی. این دست‌نوشته که متعاقباً پس از چند بار انتقال مالکیت ناپدید شد، سفری تخیلی به ماه را به تصویر می‌کشد که به‌عنوان ترکیبی از تمثیل، زندگی‌نامه و گفتمانی علمی درباره سفر بین سیاره‌ای عمل می‌کند، که اغلب به عنوان پیش‌روی اولیه داستان‌های علمی تخیلی شناخته می‌شود. دهه‌ها بعد، با توجه به اینکه مادر راوی در داستان با موجودی شیطانی مشورت می‌کند تا دانشی در مورد روش‌های فضاپیمایی به دست آورد، یک تفسیر نادرست از روایت به طور بالقوه محاکمه جادوگری علیه مادرش را تحریک کرد. پس از تبرئه نهایی خود، کپلر 223 پاورقی را به روایت اضافه کرد - حجمی که به طور قابل توجهی بیشتر از طول متن اصلی بود - که هم ابعاد تمثیلی و هم بینش های علمی اساسی، به ویژه در مورد جغرافیای قمری را که در اثر تعبیه شده بود، روشن کرد.

زندگی بعدی

چالش ها

در دوران تصدی کپلر در پراگ، امپراتوری مقدس روم تنش‌های مذهبی و سیاسی فزاینده‌ای را تجربه کرد که بین پروتستان‌ها و کاتولیک‌ها و در داخل سلسله هابسبورگ در مورد جانشینی ظاهر شد. محیط پراگ، یک مرکز شهری متنوع، به تدریج چالش برانگیز شد، و کپلر را بر آن داشت که به وورتمبرگ، که او به عنوان منطقه زادگاهش می‌دانست، فکر کند. در سال 1609، او به طور رسمی از دوک یوهان فردریک برای یک انتصاب آکادمیک در دانشگاه توبینگن درخواست کرد. اگرچه دوک این درخواست را رد کرد، اما او هدیه ای را به عنوان نشانه ای از حسن نیت ارائه کرد. کپلر پاسخ داد و موضع خود را در مورد آموزه های الهیاتی که قبلاً مشکلاتی را ایجاد کرده بود، بیان کرد. با این حال دوک به این ارتباط پاسخی نداد. دو سال پس از آن، کپلر درخواست خود را تکرار کرد، که سپس به انجمن الهیات در اشتوتگارت فرستاده شد. در 25 آوریل 1611، این هیئت درخواست کپلر را با استناد به تمایلات کالوینیستی وی، به ویژه ملاحظات وی در مورد فرمول توافق و ادعای وی مبنی بر اینکه کالوینیست ها، علی رغم تفاوت های اعتقادی، باید به عنوان "برادران در مسیح" شناخته شوند، رد کرد. برادرش ماتیاس مجبور به کناره گیری اجباری از پادشاهی بوهمیا شد. هر دو جناح از مشاوره نجومی کپلر درخواست کردند، موقعیتی که او از آن برای ارائه توصیه های سیاسی دیپلماتیک، عمدتاً عاری از تفاسیر ستاره ای خاص استفاده کرد، در عوض توصیه های کلی علیه اقدامات شتابزده ارائه کرد. با این وجود، آشکار شد که چشم انداز آینده کپلر در دربار ماتیاس به شدت محدود بود.

در همان سال، باربارا، همسر کپلر، به تب لکه‌ای مجارستانی مبتلا شد و دچار تشنج شد. در دوران نقاهت هر سه فرزندشان به آبله مبتلا شدند و در نتیجه فردریش شش ساله جان خود را از دست داد. همزمان با ورودش به وورتمبرگ، کپلر با دانشگاه پادوآ به بحث و گفتگو پرداخت، که به دنبال خروج گالیله، تلاش کرد تا او را به سمت استادی ریاضیات منصوب کند. با این حال، کپلر، اولویت دادن به اقامت خانواده خود در قلمرو آلمان، به جای آن تصمیم گرفت به اتریش سفر کند تا موقعیتی به عنوان معلم و ریاضیدان منطقه در لینز کسب کند. باربارا به طرز غم انگیزی دچار عود شد و اندکی پس از بازگشت کپلر از دنیا رفت.

کپلر نقل مکان خود را به لینز به تعویق انداخت و تا زمان مرگ رودولف در اوایل سال 1612 در پراگ ماند. در این دوره، بی ثباتی سیاسی، اختلافات مذهبی، و بدبختی های شخصی، از جمله اختلافات حقوقی در مورد انجام تحقیقات همسرش، مانع از منازعات قانونی او در مورد انجام تحقیقات شد. در نتیجه، او یک دستنوشته زمانی به نام Eclogae Chronicae را گردآوری کرد که از مکاتبات و تلاش‌های علمی قبلی خود استخراج کرد. پس از صعود خود به عنوان امپراتور روم مقدس، ماتیاس متعاقباً انتصاب و پاداش کپلر را به عنوان ریاضیدان امپراتوری تأیید کرد و در عین حال اجازه انتقال او به لینز را صادر کرد.

لینز (1612–1626)

پس از ورود به لینز، کپلر نقش ریاضیدان منطقه و معلم مدرسه منطقه را برعهده گرفت و همزمان انتصاب خود را به عنوان ریاضیدان دربار برای امپراتور حفظ کرد. مسئولیت اولیه اولیه او شامل تکمیل جداول رودلفین بود. با این حال، تعهدات متعدد دیگر تمرکز او را منحرف کرد و انتشار آنها را تا سال 1627 به تاخیر انداخت.

حفظ ارتباط

در لینز، درگیری های قبلی کپلر با ارتدکس لوتری دوباره ظاهر شد. علیرغم نفوذ محدود ضد اصلاحات بر اتریش علیا در آن زمان، جایی که یک حاکم کاتولیک بر مردم عمدتاً لوتری حکومت می کرد، کشیش لوتری محلی، دانیل هیتزلر، اشتراک کپلر را انکار کرد. این امتناع ناشی از عدم تمایل کپلر برای تأیید کامل فرمول توافق، به ویژه مخالفت او با آموزه همه جا، یا اتحاد مقدس است، که حضور واقعی بدن و خون مسیح را در عشای ربانی مطرح می کند. کپلر رسماً از این محرومیت به مجموعه مقالات اشتوتگارت درخواست داد و مکاتبات گسترده ای را آغاز کرد که شامل چندین الهیات از جمله ماتیاس هافنفرفر بود. اگرچه هافن‌فرفر یک دوست شخصی بود، اما در نهایت با مقامات الهیات در این زمینه همسو شد. در نتیجه، تکفیر کپلر به طور قطعی در سال 1619 اعلام شد.

ازدواج با سوزانا رویتینگر

در ژوئیه 1612، کپلر با ماتیاس برنگر، دانشمند و ستاره شناس برجسته اومانیست که به دلیل شهرتش به دنبال او بود، برخورد کرد. این دو متعاقباً یک دوستی صمیمانه برقرار کردند و با وجود اینکه هرگز دوباره ملاقات نکردند، نزدیک به دو دهه مکاتبات گسترده ای داشتند. مکس کاسپار برنگر را "بهترین و وفادارترین دوستی که تا به حال پیدا کرده" توصیف می کند. در نامه ای اولیه به برنگر در اکتبر 1613، کپلر دوستش را از ازدواج قریب الوقوع خود مطلع کرد و تاریخ را به عنوان "روز ماه گرفتگی، زمانی که روح نجومی پنهان است، در حالی که من می خواهم در روز جشنواره شادی کنم" را مشخص کرد.

دومین ازدواج کپلر در 30 اکتبر تا 1 اکتبر در نزدیکی سوئد تا 1 اکتبر برگزار شد. شهر افردینگ پس از مرگ همسر اولش، باربارا، کپلر یازده شریک بالقوه را در یک دوره دو ساله ارزیابی کرده بود - فرآیندی که بعداً به عنوان "مشکل ازدواج" رسمیت یافت. او در نهایت رویتینگر را که پنجمین نامزد مورد بررسی بود، انتخاب کرد و اظهار داشت که او "من را با عشق، وفاداری فروتن، صرفه جویی در خانواده، سخت کوشی و عشقی که به فرزندان ناتنی کرد، به دست آورد." این اتحادیه کپلر را قادر ساخت تا فرزندانش را از ولز، جایی که با یکی از بستگان خود در آنجا زندگی می کردند، به لینز منتقل کند. از فرزندان آنها، سه نفر اول - مارگارت رجینا، کاترینا و سبالد - در دوران کودکی درگذشتند. با این حال، سه نفر دیگر - کوردولا (متولد 1621)، فریدمار (متولد 1623) و هیلدبرت (متولد 1625) - تا بزرگسالی زنده ماندند. زندگی نامه نویسان عموماً این ازدواج را بسیار شادتر از ازدواج اولیه او توصیف می کنند.

محاکمه مادر کپلر برای جادوگری

در دسامبر 1615، خانواده‌اش در وورتمبرگ به کپلر اطلاع دادند که مادرش، کاترینا، در اوایل همان سال به جادوگری متهم شده است. کاترینا در شهر پروتستان لئونبرگ زندگی می کرد. اتهام اولیه از اورسولا راینبولد سرچشمه گرفته بود که مدعی شد کاترینا نوشیدنی مصرف کرده که باعث بیماری او شده است. همانطور که این پرونده شهرت پیدا کرد، شایعات و اتهامات دیگری به وجود آمد که خانواده کاترینا را بر آن داشت تا شکایتی را برای تهمت علیه متهمان آغاز کنند. کپلر متعهد شد که از مادرش دفاع کند و از طریق ارسال های رسمی به مقامات لئونبرگ و ملاقات های شخصی، حمایت کند. مراحل قانونی طی چندین سال به طول انجامید و طی آن کاترینا از سال 1620 تا 1621 در زندان بود. مرحله نهایی محاکمه در توبینگن، تحت اقتدار دوک برگزار شد، جایی که تصمیم گرفته شد که او تحت تهدید شکنجه بازجویی شود. او قاطعانه از اعتراف امتناع ورزید و ایمان خود را مبنی بر اینکه خدا حقیقت را آشکار خواهد کرد، ابراز داشت. در نتیجه، او تبرئه و مرخص شد و در 4 اکتبر 1621 آزاد شد. تقریباً شش ماه پس از آن درگذشت. این اقدام قانونی علیه مادر کپلر، که مدت کوتاهی پس از تکفیر اولیه او آغاز شد، توسط برخی به عنوان حمله گسترده‌تر مقامات لوتری به هدف قرار دادن خود کپلر تعبیر شد.

تأثیر جنگ

در این دوره، کپلر با چالش‌های دیگری روبرو شد. در سال 1618، شورش بوهمی علیه سلطه هابسبورگ آغازگر درگیری بود که به جنگ سی ساله تبدیل شد. فردیناند دوم که در اوت 1619 بر تخت سلطنتی نشست، بیعت ماکسیمیلیان، دوک باواریا را در برابر نیروهای بوهمی تضمین کرد. در جولای 1620، ارتش باواریا در مسیر بوهمیا به سمت لینز پیشروی کرد. این پیشرفت تهدیدی قابل توجه برای جمعیت پروتستان لینز، از جمله کپلر، که همدردی‌هایش با بوهمیایی‌ها، در آن زمان تحت رهبری فردریک پروتستان، که پادشاه بوهمیا اعلام شده بود، همسو بود. کپلر علناً تحسین خود را از پدر همسر فردریک، جیمز ششم و من، پادشاه انگلستان و اسکاتلند، که او را یکی از حامیان مهم صلح می‌دانست، بیان کرده بود. در سپتامبر 1620، او لینز را به مقصد وورتمبرگ ترک کرد تا به مادرش کمک کند و خانواده اش را به دلیل عدم اطمینان در مورد بازگشت احتمالی خود به محل زندگی خود منتقل کرد. آن نوامبر، نیروهای بوهمی در نبرد کوه سفید متحمل شکست قاطعی شدند که منجر به فرار فردریک (معروف به "شاه زمستان") به تبعید شد. پس از آزادی مادرش در نوامبر 1621، کپلر متعاقباً به لینز بازگشت. در دسامبر، امپراتور فردیناند رسماً او را به عنوان ریاضیدان دربار بازگرداند. اگرچه روحانیون و مربیان پروتستان در سال 1622 از اتریش علیا اخراج شدند، کپلر به دلیل خدمات امپراتوری خود از معافیت برخوردار شد. او به مدت چهار سال دیگر در لینز اقامت کرد و در طی آن جدول رودلفین را تکمیل کرد.

آثار منتشر شده

کپلر در زمانی که در لینز اقامت داشت، چندین اثر مهم را تألیف و منتشر کرد. انتشار اولیه او رساله ای در مورد سال تولد عیسی بود. این اثر برای اولین بار در سال 1613 به زبان آلمانی ظاهر شد، با یک نسخه گسترش یافته لاتین، با عنوان De vero anno، که سال بعد منتشر شد. در سال 1613، زمانی که امپراتور او را برای شرکت در مذاکرات تقویم به رگنسبورگ احضار کرد، کپلر نیز با موضوع زمانی دیگری درگیر شد. تقویم میلادی، که اکنون به طور گسترده پذیرفته شده است، توسط پاپ گریگوری سیزدهم در سال 1582 ایجاد شد و متعاقباً در بسیاری از اروپای کاتولیک پذیرفته شد. اصلاحات کلیدی در تقویم جولیانی جایگزین شده شامل حذف سه سال کبیسه در هر چهار قرن برای دستیابی به همسویی نزدیکتر با سال شمسی و درج ده روز برای اصلاح "رانش" انباشته شده از زمان آغاز تقویم جولیانی است که منجر به جمعه 15 اکتبر 1582 شد. تقویم، آن را در بهترین حالت، تلاشی برای احیای مجدد اقتدار پاپ در سرزمین‌های پروتستان، و در بدترین حالت، به عنوان یک تدبیر شیطانی می‌دانست. کپلر از تقویم میلادی بر اساس شایستگی های عملی و نجومی آن دفاع می کرد. با این حال، این اصلاحات مورد پذیرش جهانی قرار نگرفت، زیرا پذیرش گسترده آن در سراسر آلمان تا سال 1700 انجام نشد.

کار بعدی کپلر بر روی اندازه گیری متمرکز شد. در سال 1613، کپلر هنگام تهیه شراب برای خانواده خود، مستقیماً روش مرسوم را برای تعیین حجم بشکه مشاهده کرد، که شامل قرار دادن یک میله اندازه گیری به صورت مورب از دهانه تا پایه چله بود. این مشاهدات تحقیقات تحلیلی او را در مورد حجم‌های هندسه ظروف مختلف برانگیخت. به دلیل در دسترس نبودن چاپگری در آگسبورگ که مایل به انتشار متن لاتین بود، کپلر ترتیبی داد که یوهانس پلانک از ارفورت به لینز نقل مکان کند. پلانک متعاقباً Nova stereometria doliorum vinariorum را در سال 1615 چاپ کرد، که نشانگر اولین کتاب منتشر شده در لینز است که شخصاً توسط کپلر تأمین مالی شد. یک نسخه فشرده آلمانی در سال بعد منتشر شد. انتشار مهم بعدی کپلر Epitome Astronomia Copernicae او بود، خلاصه ای جامع از نظریه کوپرنیک، که در دو جلد در سال 1618 منتشر شد. سال بعد شاهد انتشار رساله کپلر در مورد دنباله دارها، De cometis libelli tres در آگسبورگ بودیم. این جلد شامل داده‌های رصدی گسترده، محاسبات دقیق و تفاسیر اخترشناسی است.

در سال 1619، Harmonice Mundi کپلر نیز منتشر شد. این رساله که هماهنگی‌های آسمانی را با اصول موسیقی مرتبط می‌کرد، دوره رشد طولانی‌ای را پشت سر گذاشت، به طوری که کپلر در ابتدا طرح کلی را در سال 1599 تصور کرد. مرگ دختر جوانش کاترینا در سال 1618 باعث شد کپلر غمگین به‌جای تمرکز بر روی میزهای نجومی خود، به‌جای تمرکز بر مفهوم آسیب‌پذیری و آسیب‌پذیری، کار بر روی میزهای نجومی خود را موقتاً متوقف کند. در همان سال، او چیزی را که اکنون به عنوان قانون سوم کپلر شناخته می شود، فرموله کرد که رابطه ای بین دوره مداری سیاره و فاصله متوسط ​​آن از خورشید برقرار می کند. این کشف مهم در ابتدا در Harmonice بیان شد.

در حالی که در سال 1617 مشغول جمع آوری جداول بود، کپلر با رساله ناپیر در مورد لگاریتم ها مواجه شد که در ابتدا در سال 1614 منتشر شد. او کاربرد روش را برای ساده کردن تبیین ها تشخیص داد، اما به کارگیری این روش برای ساده سازی تبیین ها پی برد. که Napier تنها این تکنیک را بدون اشتقاق اساسی آن ارائه کرده است. در نتیجه، کپلر به طور مستقل این مفهوم را از اصول اساسی حسابی توسعه داد و متعاقباً جداول لگاریتمی خود را استخراج کرد. مزیت کلیدی این جداول، کاربرد مستقیم آنها به اعداد کامل بود، نه اینکه صرفاً به توابع مثلثاتی محدود شوند. این اثر با عنوان Chilias logarithmorum ad totidem numeros rotundos در سال 1624 منتشر شد. همزمان، او جدول رودلفین را نهایی کرد. قبل از چاپ، مذاکره با خانواده براهه ضروری بود و به دنبال آن چالش هایی در مورد بودجه و انتخاب چاپگر وجود داشت. کپلر اولم را ترجیح داد، زیرا مناسب ترین منابع فنی را برای پروژه ارائه می کرد. با این حال، امپراتور اجباری به انتشار در اتریش کرد و در واقع لینز را تعیین کرد. در نتیجه، کپلر به وین و نورنبرگ سفر کرد تا تجهیزات مناسب، حروف چاپی، کاغذ و نیروی کار ماهر را تهیه کند. با این وجود، قبل از اینکه فرآیند چاپ به طور کامل آغاز شود، لینز از ژوئن تا اوت 1626 در میان جنگ دهقانی محاصره شد. اگرچه کپلر آسیبی ندید، اما محل سکونت و چاپخانه او، واقع در حاشیه شهر، در آتش سوخت. با غیرممکن شدن تکمیل چاپ در لینز، کپلر در جستجوی و دریافت اجازه امپراتوری برای نقل مکان به اولم بود. اجازه داده شد و او در نوامبر به اولم رفت و همسر و خانواده خود را در رگنسبورگ گذاشت.

اولم و ساگان (1626–1630)

کپلر قبلاً چاپگر مناسبی را در اولم شناسایی کرده بود، و از آنجایی که نسخه خطی وی در اثر آتش سوزی آسیب ندیده بود، چاپ جدول به سرعت آغاز شد و در سپتامبر 1627 به پایان رسید. در این مقطع، کپلر به دنبال یک قرار حرفه ای ثابت بود. درگیری های مداوم برای امپراتوری پیشرفت خوبی داشت. قیام دهقانان سرکوب شده بود، و فرماندهان امپراتوری والنشتاین و تیلی با موفقیت نیروهای پروتستان، به ویژه ارتش دانمارک به رهبری پادشاه کریستین چهارم، که در طرف پروتستان مداخله کرده بود، شکست دادند. کپلر متعاقباً به پراگ سفر کرد تا جداول خود را به امپراتور تقدیم کند. او نگران استقبال از خود بود و پیش‌بینی می‌کرد که افزایش نفوذ کاتولیک‌ها ممکن است جایگاه او را پیچیده کند. با وجود این، امپراتور به گرمی از او استقبال کرد و او علاقه زیادی به جدول نشان داد.

هم‌زمان، والنشتاین نیز در پراگ حضور داشت، که اخیراً دوک ساگان در سیلسیا به او اعطا شده بود. این دو نفر قبلاً با هم ارتباط برقرار کرده بودند و کپلر از طریق یک واسطه طالع بینی ارائه کرده بود، اگرچه آنها شخصاً ملاقات نکرده بودند. والنشتاین وارد مذاکره با امپراتور شد و متعاقباً از کپلر برای اقامت در ساگان دعوت کرد. کپلر برای پایان دادن به امور خود به لینز سفر کرد، سپس با خانواده خود به ساگان رفت و در 20 ژوئیه 1628 وارد شد. کپلر در این شهر آلمان شمالی احساس انزوا را تجربه کرد، که مشخصه آن گویش ناآشنا بود. در مارس 1629 با برنگر مکاتبه کرد و گفت:

انزوای تجربه شده در این مکان دورافتاده، دور از مراکز اصلی شهری، باعث ناراحتی قابل توجهی شد که با خدمات پستی کند و پرهزینه تشدید شد.

در دسامبر 1629، کپلر با موفقیت یک دستگاه چاپ تاسیس کرد، که متعاقباً Ephemerides خود را که دوره 1621 تا 1639 را پوشش می داد، منتشر کرد.

نقل مکان کپلر به ساگان نتوانست مشکلات مالی او را کاهش دهد. والنشتاین کمترین حمایت را فراتر از دستمزدش ارائه کرد و کپلر هزینه های چاپ را خود برای افمریدها متقبل شد. مبالغ قابل توجهی برای کارهای قبلی او هنوز به خزانه داری امپراتوری بدهکار بود. در نتیجه، در 8 اکتبر 1630، کپلر به قصد بازیابی حداقل بخشی از این سرمایه به رگنسبورگ عزیمت کرد. با این حال، اندکی پس از ورودش به رگنسبورگ، بیمار شد و وضعیت او به طور پیوسته بدتر شد. کپلر در 15 نوامبر 1630 کمی بیش از یک ماه پس از رسیدن به شهر درگذشت. دفن او در حیاط کلیسای پروتستان در رگنسبورگ انجام شد که متعاقباً در زمان جنگ از بین رفت.

مسیحیت

اعتقاد کپلر مبنی بر اینکه خداوند کیهان را با نظم ذاتی طراحی کرده است، انگیزه تلاش های او برای شناسایی و درک قوانین اساسی حاکم بر جهان طبیعی، به ویژه در نجوم شد. این جمله، "من صرفاً به افکار خدا پس از او می اندیشم" اغلب به او نسبت داده می شود، اگرچه احتمالاً تفسیر فشرده ای از نوشته های اصلی او را نشان می دهد:

این قوانین طبیعی برای عقل بشر قابل درک است. خدا در نظر داشت که بشریت با خلق کردن ما به شکل خود، آنها را تشخیص دهد و بدین وسیله ما را قادر سازد تا در افکار الهی او سهیم باشیم.

کپلر از تساهل بین فرقه‌ای در مسیحیت دفاع می‌کرد، به‌ویژه ادعا می‌کرد که کاتولیک‌ها و لوتری‌ها باید در ارتباط مشترک باشند. او این دیدگاه را با بیان این جمله بیان کرد: "مسیح خداوند نه لوتری بود، نه کالوینیست و نه پاپیست."

نجوم

Mysterium Cosmographicum

رساله نجومی مهم افتتاحیه کپلر Mysterium Cosmographicum (رمز کیهان نگاری) بود که در سال 1596 منتشر شد. گزارش شده است که در حین آموزش در گراتس در 19 ژوئیه 1595، کپلر یک تجلی را در طول دوره تجلی و تلاقی دوران ادغام تجربه کرد. او فرض کرد که چند ضلعی های منظم یک دایره محاطی و یک دایره محصور را با نسبت های ثابت ترسیم می کنند که به نظر او می تواند شالوده هندسی جهان را تشکیل دهد. به دنبال تلاش‌های ناموفق برای شناسایی یک آرایش چند ضلعی منفرد مطابق با مشاهدات نجومی ثابت شده (حتی با ترکیب سیارات اضافی)، کپلر به بررسی چند وجهی سه‌بعدی پرداخت. او کشف کرد که هر یک از پنج جامد افلاطونی را می‌توان هم در داخل و هم توسط گوی‌های کروی محاط کرد. لانه سازی این جامدات که هر کدام در یک کره محصور شده اند، شش لایه مجزا ایجاد می کند که با شش سیاره شناخته شده در آن زمان مرتبط است: عطارد، زهره، زمین، مریخ، مشتری و زحل. کپلر از طریق نظم دهی عمدی این جامدات - هشت ضلعی، ایکو وجهی، دوازده وجهی، چهار وجهی و مکعبی - تعیین کرد که کره ها می توانند در فواصل زمانی قرار گیرند که ابعاد نسبی مسیر هر سیاره را منعکس می کند، با این فرض که سیارات به دور خورشید می چرخند. علاوه بر این، کپلر فرمولی را استخراج کرد که اندازه مدار هر سیاره را به دوره مداری آن مرتبط می کند: برای سیاراتی که از موقعیت های درونی به بیرونی حرکت می کنند، نسبت افزایش دوره مداری دو برابر تفاوت در شعاع مدار است.

کپلر معتقد بود که راز طرح هندسی خدا را برای کیهان پرده برداری کرده است. بخش قابل توجهی از طرفداری او از سیستم کوپرنیک از باورهای الهیاتی او در مورد تأثیر متقابل بین قلمروهای فیزیکی و معنوی سرچشمه می گیرد. او جهان را به عنوان یک تصویر الهی درک کرد، جایی که خورشید نشان دهنده پدر، کره ستاره ای نماد پسر، و فضای میانی مظهر روح القدس بود. نسخه خطی اولیه او از راز شامل یک فصل جامع بود که به دنبال تطبیق هلیومرکزی با متون کتاب مقدس بود که ظاهراً زمین مرکزی را تأیید می کردند. کپلر با کمک مربی خود مایکل ماستلین، موافقت مجلس سنای دانشگاه توبینگن را برای انتشار دست‌نوشته‌اش، مشروط به حذف تفسیر کتاب مقدس و گنجاندن توضیحی ساده‌تر و قابل دسترس‌تر از سیستم کوپرنیک، در کنار مفاهیم بدیع خود، به دست آورد. Mysterium در اواخر سال 1596 منتشر شد. کپلر نسخه‌های خود را دریافت کرد و در اوایل سال 1597 شروع به توزیع آن‌ها بین ستاره‌شناسان و حامیان برجسته کرد. اگرچه این اثر خوانندگان گسترده‌ای را به دست نیاورد، اما این اثر جایگاه کپلر را به عنوان یک ستاره‌شناس بسیار ماهر تقویت کرد. وقف مفصل، خطاب به حامیان با نفوذ و کسانی که بر انتصاب او در گراتس نظارت می کردند، همچنین به عنوان یک نقطه ورود حیاتی به سیستم حمایتی رایج عمل کرد.

در سال 1621، کپلر نسخه دوم توسعه یافته Mysterium را منتشر کرد که 50٪ طولانی تر از نسخه اولیه بود و شامل پاورقی های مفصلی بود که اصلاحات و پیشرفت های انجام شده طی 25 سال از انتشار اولیه آن را نشان می داد. همانطور که در De Revolutionibus orbium coelestium ارائه شده است، راز به عنوان یک سهم اولیه اصلی در مدرن سازی نظریه کوپرنیک شناخته شده است. اگرچه کوپرنیک قصد داشت در کار خود یک سیستم هلیومرکزی را ارتقا دهد، اما از مکانیسم‌های بطلمیوسی، به‌ویژه دایره‌های دور و برون‌مرکز، برای توضیح تغییرات در سرعت مداری سیاره‌ای استفاده کرد. علاوه بر این، او مرکز مدار زمین را به جای مدار خورشید، به عنوان یک نقطه مرجع حفظ کرد، ظاهراً "به عنوان کمکی برای محاسبه و برای اینکه خواننده را با فاصله گرفتن بیش از حد از بطلمیوس گیج نکند." علی‌رغم محدودیت‌های خاصی در فرضیه اولیه‌اش، نجوم مدرن به‌طور قابل‌توجهی از Mysterium Cosmographicum بهره می‌برد، زیرا اولین گام در پاکسازی سیستم کوپرنیک از بقایای نظریه بطلمیوسی است که هنوز به آن چسبیده‌اند. کپلر به طور مداوم از نظریه پنج جامد خود حمایت می‌کرد، که با انتشار نسخه دوم مستریوم در سال 1621 اثبات می‌شود، که مجدداً اعتقاد او را در مورد دقت مدل تأیید کرد. او در حالی که مغایرت‌های بین داده‌های مشاهده‌ای و پیش‌بینی‌های مدل خود را تأیید می‌کرد، این تغییرات را برای بی‌اعتبار کردن نظریه اساسی ناکافی می‌دانست.

Astronomia Nova

مسیر تحقیقات گسترده ای که در Astronomia Nova (A New Astronomy) به اوج رسید، که شامل دو قانون اولیه حرکت سیارات بود، با بررسی مدار مریخ که تحت هدایت تیکو انجام شد آغاز شد. در این کار مهم، کپلر پیشگام مفهوم پیشگامانه مدار سیاره به عنوان یک مسیر فضایی تحت تأثیر نیروهای فیزیکی بود و آن را از درک قبلی از یک گوی سیاره ای به عنوان یک پوسته کروی ثابت متمایز کرد. این پیشرفت مفهومی منجر به این شد که پدیده های نجومی توسط قوانین فیزیکی اداره می شوند. کپلر با استفاده از یک معادله - ابزاری ریاضی که قبلاً کوپرنیک از منظومه خود دور انداخته بود، تقریب های متعددی از مدار مریخ را به دقت محاسبه و دوباره محاسبه کرد. این فرآیند تکراری در نهایت مدلی را به دست آورد که تا حد زیادی با مشاهدات تایکو مطابقت داشت، معمولاً در حاشیه دو دقیقه قوس، که نشان دهنده میانگین خطای اندازه گیری است. با این حال، او از نتیجه پیچیده و تا حدی نادقیق ناراضی بود. در مقاطع خاص، مدل از داده های تجربی تا 8 دقیقه قوسی منحرف شد. به دنبال ناکافی بودن تکنیک‌های مرسوم نجوم ریاضی، کپلر متعاقباً تلاش کرد یک مسیر مداری تخم مرغی را با داده‌های موجود تراز کند.

از دیدگاه الهیات کپلر از کیهان، خورشید، نماد خدای پدر، به عنوان منبع اصلی نیروی محرکه در منظومه شمسی عمل می کرد. برای یک پایه فیزیکی، کپلر با نظریه روح مغناطیسی زمین ویلیام گیلبرت، که در De Magnete (1600) به تفصیل شرح داده شده است، تشابهاتی را ترسیم کرد و بینش هایی را از تحقیقات نوری خود یکپارچه کرد. کپلر این فرضیه را مطرح کرد که نیروی محرکه یا گونه انگیزه ای که از خورشید نشات می گیرد با افزایش فاصله کاهش می یابد و در نتیجه بر حرکت سیاره ای تأثیر می گذارد که در زمان نزدیکتر شدن سریعتر و در زمان دورتر شدن از خورشید کندتر شود. استفاده از یک مدل فیزیکی برای استنباط مسیرهای مداری یک پیشرفت علمی قابل توجه است. کپلر به جای فرض کردن یک مدار دایره‌ای، به دنبال کشف علت اصلی آن بود، تلاشی که قبل از کشف قانون منطقه انجام شده بود. این فرض اولیه ممکن است دلالت بر یک همبستگی ریاضی داشته باشد که قادر به برقراری مجدد نظم نجومی است. او با استفاده از اندازه گیری های aphelion و perihelion برای زمین و مریخ، رابطه ای را فرموله کرد که در آن سرعت سیاره با فاصله آن از خورشید نسبت معکوس دارد. تایید این رابطه در کل چرخه مداری محاسبات گسترده ای را ضروری می کند. در نتیجه، در اواخر سال 1602، کپلر به لحاظ هندسی این نسبت را به صورت زیر بیان کرد: سیارات در زمان های مساوی مناطق مساوی را جارو می کنند که دومین قانون حرکت سیاره ای او را تشکیل می دهد.

کپلر متعاقباً شروع به محاسبه جامع مدار مریخ کرد، در ابتدا از قانون نرخ هندسی استفاده کرد و یک مسیر تخم مرغی شکل تخم مرغی را تعیین کرد. پس از تقریباً 40 تلاش ناموفق، او سرانجام در اواخر سال 1604 ایده یک مدار بیضوی را تصور کرد، راه حلی که قبلاً آن را بسیار ساده و ساده برای ستاره شناسان قبلی نادیده می گرفت. کپلر پس از تایید اینکه مداری بیضوی دقیقاً داده‌های مریخ را توصیف می‌کند (معروف به فرضیه جانشین)، فوراً نتیجه گرفت که همه سیارات به صورت بیضی حرکت می‌کنند، با خورشید در یک کانون و بدین ترتیب اولین قانون حرکت سیاره‌ای خود را فرموله کرد. او با نداشتن دستیار محاسباتی، این تحلیل ریاضی را فراتر از مریخ گسترش نداد. در پایان آن سال، او نسخه خطی Astronomia nova را تکمیل کرد، اگرچه انتشار آن به دلیل اختلافات قانونی در مورد استفاده از مشاهدات تیکو، که دارایی وارثان او بود، تا سال 1609 به تعویق افتاد.

مظهر نجوم کوپرنیک

بعد از تکمیل Astronomia Nova، کپلر قصد داشت یک کتاب درسی نجومی که اصول بنیادی نجوم هلیومرکزی را در بر می گرفت، بنویسد. کپلر چندین سال بعد را وقف توسعه چیزی کرد که Epitome Astronomiae Copernicanae (Epitome of Copernica Astronomy) می شود. علیرغم عنوان آن، که صرفاً به هلیومرکزی اشاره دارد، مظهر عمدتاً به جای کار کوپرنیک، سیستم نجومی خود کپلر را روشن می کند. مظهر هر سه قانون حرکت سیاره‌ای را در بر می‌گرفت و به دنبال توضیح حرکت‌های آسمانی از طریق علیت فیزیکی بود. در حالی که صراحتاً دو قانون اول حرکت سیارات را (در ابتدا در Astronomia nova در مورد مریخ اعمال شد) به تمام سیارات، ماه، و ماهواره‌های مدیتر مشتری تعمیم داد، اما جزئیات اشتقاق مدارهای بیضوی از داده‌های رصدی را بیان نکرد. مظهر به روش مربی خود، مایکل ماستلین، که اثری معتبر منتشر کرده بود که مبانی نجوم زمین مرکزی را برای افراد غیرمتخصص توضیح می داد. کپلر اولین جلد از سه جلد را که شامل کتابهای I-III بود، تا سال 1615 تکمیل کرد و قالب پرسش و پاسخ ماستلین را اتخاذ کرد و در سال 1617 چاپ شد. با این حال، ممنوعیت کلیسای کاتولیک از متون کوپرنیک و شروع جنگ سی ساله منجر به تأخیر در انتشار جلد دوم شد. در طول این دوره، و برای دور زدن ممنوعیت، کپلر مخاطبان هدف Epitome را از مبتدی به ستاره شناسان و ریاضیدانان خبره تغییر جهت داد، زیرا استدلال ها به طور فزاینده ای پیچیده می شدند و درک ریاضی پیشرفته را ضروری می کردند. جلد دوم، متشکل از کتاب چهارم، در سال 1620 منتشر شد، پس از آن جلد سوم، شامل کتاب های V تا VII، در سال 1621 منتشر شد.

جدول رودلفین

در سال‌های پس از تکمیل Astronomia Nova، تلاش‌های تحقیقاتی اولیه کپلر بر آماده‌سازی جدول رودلفین و مجموعه‌ای جامع از اپیمریدها (پیش‌بینی‌های دقیق موقعیت‌های سیاره‌ای و ستاره‌ای) به دست آمده از این جداول متمرکز شد، اگرچه هیچ‌یک از این پروژه‌ها برای چندین سال به اتمام نرسیدند جدول های رودلفین در سال 1623، اثری که در آن زمان کار بزرگ او محسوب می شد. با این وجود، به دلیل شرایط انتشار امپراتور و مذاکرات مداوم با وارث تیکو براهه، چاپ آن تا سال 1627 به تعویق افتاد.

طالع بینی

کپلر مانند بطلمیوس، طالع بینی را به عنوان یک رشته مکمل برای نجوم در نظر گرفت و به هر دو علاقه و ارزش یکسانی نسبت داد. با این حال، در سال‌های بعد، این دو موضوع به طور قابل توجهی از هم جدا شدند، که منجر به توقف فعالیت‌های نجومی در میان ستاره‌شناسان حرفه‌ای شد.

سر الیور لاج مشاهده کرد که کپلر در دوران خود نسبت به طالع‌بینی نسبت به طالع‌بینی بی‌اعتنایی نشان می‌دهد، و خاطرنشان کرد که او "مداوم حمله می‌کرد و به طعنه می‌پرداخت، اما مردم تنها پس از آن به او طعنه می‌زدند، اما آن را به طعنه می‌پرداختند. مدی که او زندگی می کرد." علی‌رغم این، کپلر تلاش‌های قابل توجهی را برای استقرار مجدد طالع بینی بر پایه‌های فلسفی قوی‌تر، تولید تقویم‌های نجومی متعدد، بیش از ۸۰۰ جشن تولد و چندین رساله اختصاص داد که به طور خاص به موضوع طالع‌بینی می‌پردازد.

De Fundamentis

کپلر در جستجوی سمت منجم امپراتوری، De Fundamentis (1601) را تالیف کرد که عنوان کامل آن به "درباره دادن پایه های قوی تر طالع بینی" ترجمه شده است، که به عنوان پیشگفتار مختصری برای یکی از سالنامه های سالانه او عمل می کند.

در این رساله، کپلر تأثیرات خورشید، ماه و سیارات را توضیح داد و تأثیر آنها را به نور و تأثیر آنها بر طنز را نسبت داد. او فرض کرد که زمین دارای روحی است که دارای حساسیت هندسی است. این روح جهانی، اگرچه ذی‌شعور است، اما فاقد هوشیاری است و با هم‌گرایی هندسی پرتوهای آسمانی تحریک می‌شود. همانند چوپانی که از ملودی فلوت بدون درک تئوری موسیقی لذت می برد، زمین به زوایای و جنبه های آسمانی به طور ناخودآگاه پاسخ می دهد. کسوف ها نشانه های مهمی تلقی می شوند زیرا قوه جانوری زمین به دلیل قطع ناگهانی نور به شدت مختل می شود و یک اختلال عاطفی را تجربه می کند که برای مدتی ادامه می یابد.

کپلر این فرض را مطرح کرد که زمین، مانند موجودات زنده، "چرخه های شوخ طبعی" را نشان می دهد، و به عنوان "مشاهدات شوخ طبعی ها بالاترین تصویری است که نشان می دهد." گفت: بعد از نوزده سال در همان روزهای سال برگردم.» این پدیده ممکن است با چرخه تقدم گره قمری 18.6 ساله مرتبط باشد. کپلر از شناسایی چنین چرخه‌هایی از طریق جمع‌آوری داده‌های رصدی طولانی‌مدت گسترده حمایت کرد و اشاره کرد که "تاکنون این مشاهده انجام نشده است."

Tertius Interveniens

به دنبال ابرنواختر 1604، کپلر و هلیزائوس روزلین درگیر یک سری مباحثات منتشر شده در مورد اهمیت طالع بینی شدند. همزمان، پزشک فیلیپ فسلیوس نشریه ای منتشر کرد که طالع بینی را به طور کامل رد می کرد و به طور خاص از کمک های روزلین انتقاد می کرد.

در پاسخ به آنچه که او هم به عنوان افراط در عمل طالع بینی و هم اخراج بیش از حد غیرتمندانه آن درک می کرد، کپلر Tertius Interveniens (Tertius Interveniens) را نوشت. این اثر که اسماً به‌عنوان یک داوری بی‌طرف بین دانشمندان متعارض (عنوان آن به معنای «مداخلات شخص ثالث») به حامی مشترک آنها ارائه شد، همچنین دیدگاه‌های جامع کپلر در مورد سودمندی طالع بینی را بیان کرد. این دیدگاه ها شامل مکانیسم های پیشنهادی برای تعامل بین اجسام سیاره ای و ارواح فردی بود. در حالی که کپلر اکثر قوانین و روش‌های نجومی مرسوم را به عنوان «سرگین بدبو» توصیف می‌کرد که «مرغ زحمتکش» ممکن است از آن خراشیده شود، او معتقد بود که یک ستاره‌شناس کوشا علمی می‌تواند «بذر دانه‌ای گاه به گاه، در واقع، حتی یک مروارید یا یک قطعه طلا» را کشف کند.

موسیقی

Harmonice Mundi

کپلر معتقد بود که "اصول هندسی مدلی برای آراستن کل جهان به خالق ارائه می‌دهد." در Harmonice Mundi (1619)، او تلاش کرد تا نسبت های جهان طبیعی، به ویژه ابعاد نجومی و نجومی آن را از طریق چارچوب موسیقی روشن کند. مفهوم اصلی این "هماهنگی ها" musica universalis یا "موسیقی کره ها" بود، موضوعی که قبلا توسط فیثاغورث، بطلمیوس و دیگر پیشینیان مورد بررسی قرار گرفته بود. قابل ذکر است، اندکی پس از انتشار Harmonice Mundi، کپلر درگیر یک اختلاف اولویت با رابرت فلاد شد، که اخیراً نظریه خود را در مورد هارمونی منتشر کرده بود.

کپلر تحقیقات خود را با بررسی چندضلعی‌های منظم و جامدات، از جمله اشکال هندسی که متعاقباً به عنوان جامدات کپلر شناسایی شدند، آغاز کرد. او سپس این تحلیل هارمونیک را گسترش داد تا موسیقی، هواشناسی، و طالع بینی را در بر گیرد، و اظهار داشت که هارمونی از آهنگ های تولید شده توسط روح اجسام آسمانی، و در طالع بینی، از تعامل بین این صداها و روح انسان ناشی می شود. بخش پایانی کار (کتاب پنجم) به حرکات سیاره ای می پردازد، به طور خاص بر روابط بین سرعت مداری و فاصله مداری از خورشید تمرکز می کند. اگرچه روابط مشابهی توسط ستاره‌شناسان دیگر استفاده شده بود، کپلر، با استفاده از داده‌های تیکو براهه و نظریه‌های نجومی خود، آن‌ها را با دقت بسیار بیشتری تجزیه و تحلیل کرد و اهمیت فیزیکی جدیدی به آن‌ها نسبت داد.

کپلر در میان کارهای متعدد خود، آنچه را که اکنون به عنوان قانون سوم حرکت سیارات شناخته می شود، فرموله کرد. از طریق آزمایش‌های گسترده، او تقریباً تعیین کرد که "مربع زمان‌های تناوبی نسبت به یکدیگر مانند مکعب‌های فاصله‌های میانگین هستند." در حالی که او تاریخ این کشف را 8 مارس 1618 ثبت کرد، هیچ روش خاصی برای استخراج آن ارائه نکرد. با این وجود، مفاهیم گسترده‌تر این قانون صرفا سینماتیکی برای دینامیک سیاره‌ها تا دهه 1660 مورد توجه قرار نگرفت. در رابطه با قانون نیروی گریز از مرکز اخیراً توسط کریستیان هویگنس، این اصل به آیزاک نیوتن، ادموند هالی و به طور بالقوه کریستوفر رن و رابرت هوک اجازه داد تا به طور مستقل ثابت کنند که جاذبه گرانشی فرضی بین خورشید و سیاراتش متناسب با مجذور معکوس فاصله جدایی آنها کاهش یافته است. این یافته در تضاد با اصل رایج فیزیک مکتبی بود که معتقد بود جاذبه گرانشی بدون توجه به فاصله بین اجسام در حال تعامل، قدرت ثابتی را حفظ می کند. این فرض نیروی ثابت توسط کپلر، توسط گالیله در قانون اشتباه جهانی سقوط گرانشی با شتاب یکنواخت، و توسط شاگرد گالیله، بورلی در کارش در سال 1666 در مورد مکانیک سماوی وجود داشت.

اپتیک

Astronomiae Pars Optica

در حین تجزیه و تحلیل دقیق مشاهدات کامل تیکو از مریخ و شروع به گردآوری سخت جدول رودلفین، کپلر همزمان تحقیقات خود را در مورد اصول اپتیک با تکیه بر مقاله 1600 قمری خود از سر گرفت. هر دو ماه گرفتگی و خورشید گرفتگی پدیده های گیج کننده ای از جمله ابعاد سایه های غیرعادی، رنگ قرمز متمایز ماه گرفتگی کامل، و درخشندگی غیرعادی گزارش شده در اطراف خورشید گرفتگی کامل را به نمایش گذاشتند. علاوه بر این، انکسار اتمسفر چالش‌های مرتبطی را برای همه مشاهدات نجومی ایجاد کرد. برای اکثریت سال 1603، کپلر تحقیقات دیگر را به حالت تعلیق درآورد تا بر نظریه نوری تمرکز کند. نسخه خطی حاصل، که در 1 ژانویه 1604 به امپراتور ارائه شد، متعاقباً به عنوان Astronomiae Pars Optica (بخش نوری نجوم) منتشر شد. در این کار، کپلر قانون مربع معکوس حاکم بر شدت نور، مکانیک انعکاس توسط آینه های مسطح و منحنی، و اصول اساسی دوربین های سوراخ سوزنی را توضیح داد. او همچنین شاخه‌های نجومی اپتیک، از جمله اختلاف منظر و اندازه‌های درک شده اجرام آسمانی را بررسی کرد. تحقیقات نوری او بیشتر به چشم انسان گسترش یافت و دانشمندان علوم اعصاب را به طور کلی به عنوان اولین کسی که تشخیص داد که عدسی چشم تصاویر را بر روی شبکیه معکوس می‌کند و معکوس می‌کند، معرفی کردند. کپلر قدرت تفکیک این وارونگی ادراکی را مرکزی برای اپتیک نمی‌دانست، اگرچه او معتقد بود که تصویر متعاقباً «در حفره‌های مغز» از طریق «فعالیت روح» تصحیح شد.

در حال حاضر، Astronomiae Pars Optica به‌طور گسترده‌ای به‌عنوان یک قانون مدرن شناخته نشده است. شکست. با توجه به حوزه نوپای هندسه تصویری، کپلر مفهوم تبدیل پیوسته یک موجود ریاضی را در این نشریه معرفی کرد. او اظهار داشت که اگر کانون یک بخش مخروطی از خطی که کانون‌های آن را به هم وصل می‌کند بپیماید، پیکربندی هندسی پیوسته از یک شکل به شکل دیگر تغییر می‌کند یا تغییر می‌کند. در نتیجه، با نزدیک شدن یک کانون به بی‌نهایت، یک بیضی به سهمی تبدیل می‌شود و زمانی که دو کانون یک بیضی به هم می‌پیوندند، دایره‌ای پدیدار می‌شود. به طور مشابه، ادغام کانون های هذلولی منجر به انحطاط هذلولی به یک جفت خط مستقیم می شود. علاوه بر این، او فرض کرد که یک خط مستقیم، زمانی که به طور بی نهایت گسترش یابد، در یک نقطه منفرد در بینهایت با خودش همگرا می شود، در نتیجه ویژگی هایی شبیه به یک دایره وسیع نشان می دهد.

Dioptrice

در اوایل سال 1610، گالیله گالیله از تلسکوپ جدید پیشرفته خود برای شناسایی چهار ماهواره در مدار مشتری استفاده کرد. پس از انتشار یافته‌هایش در Sidereus Nuncius (پیام‌آور پرستاره)، گالیله از ارزیابی کپلر درخواست کرد، تا حدی برای افزایش صحت مشاهدات او. پاسخ مشتاقانه کپلر یک اثر مختصر منتشر شده بود با عنوان Dissertatio cum Nuncio Sidereo (مکالمه با رسول ستاره دار). در این متن، او مشاهدات گالیله را تأیید کرد و فرضیه‌های مختلفی را در رابطه با اهمیت و پیامدهای اکتشافات و روش‌شناسی تلسکوپی گالیله در ستاره‌شناسی، اپتیک، کیهان‌شناسی و طالع‌بینی ارائه کرد. در اواخر همان سال، کپلر با انتشار مشاهدات تلسکوپی خود از این قمرها در Narratio de Jovis Satellitibus، کار گالیله را بیشتر اثبات کرد. با این وجود، با تأسف کپلر، گالیله هرگز به طور علنی به Astronomia Nova نپرداخته است.

کپلر همزمان با استفاده از تلسکوپی که از دوک ارنست کلن به امانت گرفته شده بود، یک تحقیق تئوری و تجربی را در مورد لنزهای تلسکوپی آغاز کرد. نسخه خطی جزئیات این تحقیقات در سپتامبر 1610 نهایی شد و متعاقباً به عنوان Dioptrice در سال 1611 منتشر شد. در این نشریه، کپلر زیربنای نظری عدسی‌های واگرای دوتایی محدب و دو مقعر را توضیح داد و ترکیب گالری آنها را برای ساخت تلسکوپ توضیح داد. او همچنین مفاهیمی مانند تصاویر واقعی در مقابل تصاویر مجازی، تصاویر عمودی در مقابل عکس های وارونه و تاثیر فاصله کانونی بر بزرگنمایی و کاهش را معرفی کرد. علاوه بر این، او طرح تلسکوپ پیشرفته‌ای را ترسیم کرد - که در حال حاضر به عنوان تلسکوپ نجومی یا تلسکوپی کپلر شناخته می‌شود - که از دو عدسی محدب برای دستیابی به بزرگنمایی بیشتر از پیکربندی اولیه گالیله از عدسی‌های محدب و مقعر استفاده می‌کند.

ریاضیات و فیزیک

در سال 1611، به عنوان هدیه سال نو، کپلر یک جزوه مختصر برای دوست و حامی گاه به گاه خود، بارون واکر فون واکنفلز، با عنوان Strena Seu de Nive Sexangula (هدیه سال نو از برف شش ضلعی) نوشت. این رساله شرح افتتاحیه تقارن شش ضلعی مشاهده شده در دانه های برف را ارائه می دهد. با گسترش این بحث، کپلر یک پایه فیزیکی اتمی فرضی برای این تقارن پیشنهاد کرد و بدین وسیله آنچه را که بعداً به عنوان حدس کپلر شناخته شد، فرمول بندی کرد - گزاره ای در مورد کارآمدترین پیکربندی برای بسته بندی کره. این چالش ریاضی مهم، که ارتباط عملی برای درک جامدات کریستالی دارد، به طور رسمی توسط توماس هیلز در سال 2017 حل شد.

در سال 1613، کپلر رساله ریاضی تاثیرگذار Nova stereometria doliorum vinariorum را نوشت که شامل حجمی مانند mensur در 615 منتشر شد. بشکه های شراب کمک های او همچنین به پیشرفت روش های بینهایت کوچک و تجزیه و تحلیل عددی، شامل تقریب های تکراری، بینهایت کوچک و کاربرد نوپای لگاریتم ها و معادلات استعلایی گسترش یافت. تحقیقات کپلر در محاسبه حجم‌های هندسی و تعیین شکل بهینه بشکه‌های شراب نشان‌دهنده پیشرفت‌های مهمی در جهت توسعه نهایی حساب است. قانون سیمپسون، یک تکنیک تقریبی که در حساب انتگرال به کار می رود، در آلمانی به عنوان Keplersche Fassregel (قانون بشکه کپلر) شناخته می شود.

میراث

دریافت نظریه های نجومی کپلر

قوانین حرکت سیاره کپلر فورا مورد پذیرش قرار نگرفت. چهره های برجسته، از جمله گالیله و رنه دکارت، اخترشناسی نو کپلر را کاملاً نادیده گرفتند. ستاره شناسان متعددی، از جمله مربی کپلر، مایکل ماستلین، مخالفت خود را با ادغام او از فیزیک در نظریه نجوم ابراز کردند. برخی از علما مواضع اصلاح شده ای اتخاذ کردند. برای مثال، اسماعیل بولیلدوس مدارهای بیضی شکل را تصدیق کرد اما قانون مساحت کپلر را با حرکت یکنواخت نسبت به کانون خالی بیضی جایگزین کرد. برعکس، ست وارد از یک مدار بیضی شکل استفاده کرد که در آن حرکات توسط یک معادله تعریف می‌شدند.

ستاره شناسان متعددی نظریه کپلر و تغییرات بعدی آن را در برابر مشاهدات نجومی تجربی آزمایش کردند. مهمتر از همه، دو گذر زهره و عطارد از طریق قرص خورشید، نقاط اعتبارسنجی بسیار حساسی را برای این نظریه ارائه کردند، به ویژه در شرایطی که این سیارات معمولاً قابل مشاهده نبودند. در مورد گذر عطارد در سال 1631، کپلر عدم اطمینان قابل توجهی را در مورد پارامترهای مداری عطارد ابراز کرده بود و به ناظران توصیه می کرد که جستجوی خود را به روز قبل و بعد از تاریخ پیش بینی شده گسترش دهند. با این حال، پیر گاسندی، گذر را دقیقاً در تاریخ پیش‌بینی‌شده با موفقیت مشاهده کرد، بنابراین پیش‌بینی کپلر را تأیید کرد و رصد افتتاحیه گذر عطارد را نشان داد. با این وجود، تلاش بعدی گاسندی برای مشاهده گذر زهره تنها یک ماه بعد ناموفق بود، در درجه اول به دلیل عدم دقت در جداول رودلفین. گاسندی نمی‌دانست که ترانزیت از اکثر نقاط اروپا از جمله پاریس قابل مشاهده نخواهد بود. در مقابل، جرمیا هوراکس، که گذر زهره 1639 را مشاهده کرد، پارامترهای مدل کپلر را با استفاده از مشاهدات خود اصلاح کرد، رویداد را به طور دقیق پیش‌بینی کرد و سپس دستگاه تخصصی برای رصد آن ساخت. هوراکس یکی از طرفداران تزلزل ناپذیر مدل کپلر باقی ماند.

مظهر نجوم کپرنیکی کپلر خوانندگان گسترده ای را در میان اخترشناسان در سراسر اروپا به دست آورد و پس از مرگ او، مجرای اصلی برای انتشار مفاهیم نجومی او شد. بین سال‌های 1630 و 1650، این رساله به‌عنوان گسترده‌ترین کتاب درسی نجوم مورد استفاده قرار گرفت و بسیاری را با موفقیت به اصول نجوم مبتنی بر بیضی تبدیل کرد. با وجود این، تعداد کمی از محققان ایده های خاص کپلر را در مورد زیربنای فیزیکی حرکات آسمانی پذیرفتند. در اواخر قرن هفدهم، چندین نظریه در نجوم فیزیکی، که از کار کپلر الهام گرفته بودند - به ویژه آنهایی که توسط جووانی آلفونسو بورلی و رابرت هوک ارائه شده بودند - شروع به ترکیب نیروهای جذاب (هرچند متمایز از "گونه های محرک" شبه معنوی کپلر) در کانسپت های کاریتی کردند. اسحاق نیوتن در کار مهم خود، Principia Mathematica (1687)، قوانین حرکت سیاره کپلر را از یک نظریه مبتنی بر نیرو در مورد گرانش جهانی استخراج کرد، یک چالش ریاضی پیچیده که متعاقباً "حل مسئله کپلر" نام گرفت.

تاریخ علم

کپلر فراتر از مشارکت های اساسی خود در تکامل تاریخی نجوم و فلسفه طبیعی، اهمیت قابل توجهی در فلسفه و تاریخ نگاری علم دارد. کپلر و قوانین حرکت او در گزارش های تاریخی اولیه ستاره شناسی، مانند Histoire des Mathématiques ژان اتین مونتوکلا در سال 1758 و Histoire de l'astronomie moderne اثر ژان باپتیست دلامبر در سال 1821، مرکزی بودند. این تاریخ‌ها و سایر تاریخ‌ها، که از دیدگاه روشنگری تنظیم شده‌اند، معمولاً با تردید و عدم تأیید به استدلال‌های متافیزیکی و مذهبی کپلر می‌پردازند. برعکس، فیلسوفان طبیعی دوره رمانتیک بعدی اغلب همین عناصر را برای دستاوردهای علمی او اساسی می‌دانستند. ویلیام ویول، در تاریخ علوم استقرایی (1837) تأثیرگذار خود، کپلر را نابغه علمی استقرایی اساسی توصیف کرد. متعاقباً، ویول در فلسفه علوم استقرایی خود (1840)، کپلر را به عنوان تجسم پیشرفته ترین روش شناسی علمی معرفی کرد. به همین ترتیب، ارنست فردریش آپلت - اولین محققی که پس از به دست آوردن نسخه‌های خطی کپلر توسط کاترین کبیر، مطالعه گسترده‌ای روی دست‌نوشته‌های کپلر انجام داد - کپلر را به‌عنوان یک شخصیت مهم در «انقلاب علوم» معرفی کرد. آپلت که ریاضیات، حساسیت‌های زیبایی‌شناختی، نظریه‌های فیزیکی و الهیات کپلر را اجزای جدایی‌ناپذیر یک نظام فکری یکپارچه می‌دانست، اولین تحلیل جامع از زندگی و کار کپلر را ارائه کرد.

به دنبال کار بنیادی آپلت، الکساندر کویرپ، پژوهش تاریخی مهم بعدی را در پژوهش تاریخی مهم تفسیر کرد. کیهان شناسی کپلر و تأثیر پایدار آن. در طول دهه‌های 1930 و 1940، کویره، همراه با دیگر مورخان حرفه‌ای پیشگام علم، «انقلاب علمی» را به عنوان رویداد دگرگون‌کننده مرکزی در تاریخ علم مفهوم‌سازی کرد و کپلر را به‌عنوان یک و احتمالاً ***، شخصیت محوری در این انقلاب قرار داد. کویره به طور مشخص بر مشارکت های نظری کپلر، به جای تلاش های تجربی او، به عنوان محوری برای تغییر فکری از جهان بینی های باستانی به مدرن تأکید کرد. از دهه 1960، حجم مطالعات تاریخی اختصاص داده شده به کپلر به طور قابل توجهی گسترش یافته است، که شامل تحقیقات دقیق در مورد طالع بینی و هواشناسی او، روش شناسی هندسی او، نقش عمیق اعتقادات مذهبی او در آثارش، استراتژی های ادبی و بلاغی او، مشارکت او با مشارکت های گسترده تر فرهنگی و فلسفی خود به عنوان یکی از جریان های فرهنگی و فلسفی خود است. علم.

فیلسوفان برجسته علم - از جمله چارلز سندرز پیرس، نوروود راسل هانسون، استفن تولمین و کارل پوپر- پیوسته از مشارکت‌های کپلر استفاده کرده‌اند. آثار او نمونه‌های گویا از مفاهیمی مانند قیاس‌ناپذیری، استدلال قیاسی، و ابطال، در میان بسیاری از ایده‌های فلسفی دیگر را ارائه می‌دهد. علاوه بر این، فیزیکدان ولفگانگ پائولی از اختلاف اولویت کپلر با رابرت فلاد برای بررسی پیامدهای روانشناسی تحلیلی در تحقیقات علمی استفاده کرد.

نسخه‌ها و ترجمه‌های منتشر شده

چندین ترجمه مدرن از آثار کپلر در اواخر قرن نوزدهم و اوایل قرن بیستم پدیدار شد، در حالی که انتشار منظم آثار کامل او در سال 1937 آغاز شد و در اوایل قرن بیست و یکم در حال تکمیل شدن است. Kepleri Opera omnia، بین سالهای 1858 و 1871، مصادف با صدمین سالگرد تولد کپلر. این نسخه به طور انحصاری متون لاتین اصلی کپلر را در کنار یک تفسیر لاتین ارائه می‌کرد.

والتر فون دایک (1856-1934) برنامه‌هایی را برای چاپ جدید در سال 1914 آغاز کرد. او با دقت کپی‌هایی از دست‌نوشته‌های ویرایش‌نشده کپلر را جمع‌آوری کرد و از مقامات بین‌المللی دیپلماتیک شوروی در کانال‌های دیپلماتیک بین‌المللی استفاده کرد. تولید مثل این دست نوشته های تازه به دست آمده شامل چندین اثر کپلر بود که قبلاً برای فریش قابل دسترس نبود. بازتولیدهای عکاسی دایک همچنان به عنوان مواد اساسی برای نسخه‌های معاصر دست‌نوشته‌های منتشرنشده کپلر خدمت می‌کنند.

در سال 1923، ماکس کاسپار (1880-1956) ترجمه آلمانی خود را از Mysterium Cosmographicum کپلر و آثار قابل‌توجهی از Caspar'pillers's Kepler منتشر کرد. توسط ریاضیدان الکساندر فون بریل (1842-1935). کاسپار متعاقباً به عنوان یک همکار به دایک پیوست و رهبری پروژه را در سال 1934 بر عهده گرفت و در سال بعد کپلر-کمیسیون را تأسیس کرد. با کمک مارتا لیست (1908-1992) و فرانتس هامر (1898-1969)، کاسپار در طول جنگ جهانی دوم به تلاش های سرمقاله ادامه داد. علاوه بر این، ماکس کاسپار بیوگرافی کپلر را نوشت که در سال 1948 منتشر شد. رؤسای بعدی کمیسیون شامل فولکر بیالاس (1976-2003)، اولریش گریگول (1984-1999)، و رولاند بولیرش (1998-2014) بودند.

اهمیت فرهنگی و همنام

کپلر به عنوان نمادی از مدرنیته علمی و بینشی پیش از دوران خود به درک عمومی دست یافته است. کارل ساگان، متداول کننده علم، او را به عنوان "نخستین اخترفیزیکدان و آخرین ستاره شناس علمی" توصیف می کند. بحث های مربوط به نقش کپلر در انقلاب علمی تفاسیر فلسفی و عامه پسندی را به وجود آورده است. در این میان، اثر آرتور کوستلر در سال 1959، خواب‌گردها: تاریخچه بینش انسان در حال تغییر از جهان، به‌ویژه تاثیرگذار است و کپلر را به‌عنوان قهرمان صریح – از لحاظ اخلاقی، الهیاتی و فکری – این دوره‌ی دگرگون‌کننده‌ی تاریخ‌دار کپلر

(1981)، به موضوعات متعددی پرداخته است که قبلاً در روایت غیرداستانی کوستلر و در درون فلسفه علم بررسی شده بود. برعکس، نشریه غیرداستانی 2004، دسیسه آسمانی، این نظریه را مطرح کرد که کپلر تیکو براهه را ترور کرد تا داده های نجومی او را به دست آورد. با این حال، یک تیم هلندی- چک در سال 2010 تیکو براهه را نبش قبر کردند و استخوان‌ها، دندان‌ها و ریش او را از نظر محتوای جیوه بررسی کردند. این یافته ها به طور قطع مسمومیت با جیوه را به عنوان علت مرگ براهه رد کرد.

در سال 2002، اتریش یک سکه کلکسیونی نقره 10 یورویی را به یاد یوهانس کپلر منتشر کرد. پشت سکه پرتره ای از کپلر را نشان می دهد که دوره تدریس او در گراتس و اطراف آن را تایید می کند. آشنایی شخصی کپلر با شاهزاده هانس اولریش فون اگنبرگ احتمالاً بر طراحی قلعه اگنبرگ تأثیر گذاشته است که به عنوان نقش مایه روی سکه عمل می کند. پیش از او روی سکه، مدل پیچیده ای از کره های تو در تو و چند وجهی به دست آمده از کار او، Mysterium Cosmographicum

آهنگساز آلمانی پل هیندمیت اپرایی درباره کپلر با عنوان Die Harmonie der Welt (1957) خلق کرد. در طول توسعه گسترده آن، او به طور همزمان سمفونی به همین نام را ساخت و از مفاهیم موسیقی فرموله شده برای اپرا استفاده کرد. تلاش هنری هیندمیت متعاقباً به جان راجرز و ویلی راف از دانشگاه ییل الهام بخشید تا یک ترکیب سینتی سایزر ایجاد کنند که بر اساس روش کپلر برای نمایش موسیقایی حرکت سیاره‌ها بود. علاوه بر این، فیلیپ گلس اپرایی با عنوان کپلر (2009) با محوریت زندگی کپلر ساخت که شامل یک لیبرتو به زبان آلمانی و لاتین توسط مارتینا وینکل است.

قوانین حرکت سیاره‌ای کپلر مستقیماً به مشارکت‌های علمی کپلر نسبت داده می‌شود. ابرنواختر کپلر SN 1604 که او با دقت مشاهده و مستند کرد. چند وجهی کپلر-پوینسو، مجموعه ای از ساختارهای هندسی، که دو مورد از آنها را توصیف کرد. و حدس کپلر در مورد بسته بندی کره. علاوه بر این، ویژگی‌های جغرافیایی و نجومی مختلف، همراه با مؤسسات آموزشی، نام او را به خود اختصاص داده‌اند، از جمله خیابان‌ها و میدان‌های متعدد شهر، چندین مؤسسه دانشگاهی، یک سیارک، یک دهانه ماه و یک دهانه مریخ.

در تاریخ 16 ژوئن 2023، تلسکوپ فضایی کپلر 730،565 ستاره‌شناسی را تأیید کرده است. سیارات فراخورشیدی که تعداد قابل توجهی از آنها به احترام تلسکوپ و شخص کپلر نامگذاری شده اند.

کار می کند