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第21章 身处逆境的开普勒

输赢并不在乎外在的强弱——完全发挥你内在的特质才是重要。

——道格拉斯·马洛

开普勒是举世闻名的德国天文学家,他发现了行星运动三定律,为牛顿建立万有引力定律打下了坚实基础。或许你以为整天跟星星打交道的人不说有一副火眼金睛,至少也得有一双明亮的眼睛吧?可是,你相信吗,开普勒是一个视力不健全、连星星都看不清楚的人。

开普勒是早产儿,先天不足体质很瘦弱。5岁时,他得了一场天花,总算没有死去,谁知又患上了猩红热,整天高烧不退。因为家贫无钱治病,熬到退了烧,却发现视力已受到很大的损伤;下床走路时,又发现腿软得不能走路,从此成了跛子。

穷人家的孩子成了残疾,真可说是雪上加霜。好在开普勒天资聪颖,智力过人。在他的再三要求下,父亲送他到学校去上学。他的学习条件虽然比不上那班富家子弟,但他以勤奋刻苦弥补了自身的条件缺陷,成绩名列前茅。

16岁那年,他考入杜宾根大学,学习数学、哲学、神学等。在热心宣传哥白尼学说的天文学教师马斯特林的影响下,他的兴趣转到了天文学。他暗暗立下志向:自己虽然残疾,但决不碌碌无为地度过一生,要像哥白尼那样为科学而献身。

平时课余,他经常阅读天文学论著,观察天象。他的眼睛既近视,又散光,给他的研究带来了许多不便。但他迎着困难上,顽强地坚持着。

大学毕业几年后,开普勒担任了大天文学家第谷的助手,开始了他天文学研究的辉煌时期。

每当开普勒仰望星空时,他都忍不住要想:这星星的运行也跟地上的事物一样,定是有规律的;星星们也一定是在各自的轨道上运行,否则,杂乱无章的天体不就随时要互相碰撞了吗?为了找到这些规律,他奋斗了一辈子。

开始,他把宇宙想象成一个几何结构模型。后来经过计算、分析,发现这种模型不能解释实际的观测数据。他接受第谷对天文学研究“一定要尊重观测事实”的告诫,对自己提了两个研究问题:一是如何从观测资料中确定行星运行轨道的精确形状;二是这些行星运动遵循什么规律。

他先把精力用在火星上。他先认为火星的轨道是圆形的,在这个概念下,做了70多次冗繁的计算,设计了火星运行的轨道。这个轨道的火星位置同第谷的观测数据相差0133度。为什么有偏差呢?是观测数据错误?还是计算错误?好像都不是。开普勒苦思冥想,忽然悟到“火星的轨道是椭圆的,太阳位于椭圆的一个焦点上”。在这个假设下,计算结果正好与观测到的星象资料相吻合。椭圆定律以后被称作开普勒第一运动定律。

运行轨道搞清楚后,开普勒开始编制火星运行表。通过进一步的观察,他发现,火星离太阳近时运动得快,反之则慢。由此他又发现了“开普勒第二运动定律”:太阳与行星的连线在相等时间内通过相等的面积。

开普勒紧接着探索起行星的运转周期和它们与太阳之间的距离关系。整整10年,他埋头工作,进行了无数次的计算,经历了许多次的失败,终于又发现了“开普勒第三定律”:行星公转周期的平方和它们轨道长轴的立方成正比。

在辉煌的科学成果背后,这位科学老人一生都处在逆境中,但他却成了一位“创造天空法律的人”,因为他虽处逆境却在奋斗。

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