癡情于哥白尼

開普勒在蒂賓根大學(xué)學(xué)習(xí)期間，對神學(xué)的研究興趣一直不減。并贏得了校方的一致好評。評議委員會說他“具有如此非凡的頭腦，可期望做出不同凡響的事業(yè)?！?/p>

開普勒果然做出了“不同凡響”的事業(yè)，但卻不見得是這所神學(xué)院所期望的。

不過，要追溯開普勒研究天文學(xué)的啟蒙者，還要追溯到這所神學(xué)院的M.麥斯特林教授。

麥斯特林教授精通N.哥白尼的天文理論，是哥白尼學(xué)說的一個小心、謹(jǐn)慎的信奉者。他把哥白尼的體系作為一種數(shù)學(xué)假說向?qū)W生介紹，是麥斯特林第一個在年輕的開普勒心田里播下新天文學(xué)理論的種子。

開普勒十分尊敬這位資歷頗深的麥斯特林教授，但對于他所介紹的哥白尼體系并沒有過多留意，在開普勒看來，那只是一種假想，缺乏科學(xué)的事實依據(jù)。況且，他的志向在神學(xué)，而非天文學(xué)。

在他學(xué)業(yè)的最后一年里，一件偶然的事改變了開普勒的人生選擇。

在格拉茨馬丁·路德教的一所學(xué)校里，一名數(shù)學(xué)老師突然去世了，當(dāng)?shù)卣蟮儋e根大學(xué)派一名教師前往就任。麥斯特林教授認(rèn)為開普勒最有資格勝任這一職務(wù)，力薦開普勒前往。

年輕的開普勒心里十分矛盾，如果前去就職，神學(xué)家的夢想就會被擊破，這是只差一年就唾手可得的榮譽(yù)啊。如果不去，又恐辜負(fù)了教授的一片好心，思來想去，他還是選擇了前者。

然而，正是這一偶然的機(jī)會，使開普勒走上了一條天文學(xué)家的輝煌之路。

1594年4月11日，開普勒并不情愿地來到格拉茨就職。

在這個新教教會的學(xué)校里，聽他講數(shù)學(xué)的學(xué)生并不多，盡管開普勒從備課到講課都是無可挑剔地認(rèn)真，但是，到了第二年，幾乎沒有學(xué)生聽他講課了。

西方學(xué)校提倡學(xué)生自由選擇課程，出現(xiàn)這種情況并不奇怪。好在開普勒的博學(xué)多才，使他仍然受到校方的器重。學(xué)校當(dāng)局又安排他講維吉爾（公元前70年至公元19年，古羅馬詩人）修辭學(xué)、倫理學(xué)和歷史。他樣樣都干得十分出色。

在格拉茨，開普勒做了一件比他的教學(xué)工作更有影響的事，就是受政府之托，編制年歷和預(yù)言書。

這是一項極其繁瑣的工作，開普勒查閱了大量天文學(xué)資料和星占術(shù)方面的資料，他預(yù)言了1595年的大寒、農(nóng)民起義、土耳其人入侵等。

令人難以置信的是，這些預(yù)言居然全部被證實了。因此，開普勒被戴上了星占學(xué)家的桂冠。

這件事激發(fā)了開普勒的研究興趣，他開始超越神學(xué)理想，把視野轉(zhuǎn)向了神秘莫測的宇宙，并且將哥白尼的理論加以認(rèn)真推敲。

他在比較了亞里士多德的水晶球說，托勒密的地心說和哥白尼的日心說之后，認(rèn)為哥白尼的學(xué)說有許多合理的內(nèi)涵，應(yīng)該引起人們的重視。

通過對哥白尼《天體運(yùn)行論》的深入研究，開普勒的心智大開，他被日心體系在數(shù)學(xué)上的簡單和諧所傾倒，他從靈魂深處深信它是真實可靠的，他以無比虔誠的心情去欣賞它的美。

開普勒并不僅僅滿足于對哥白尼學(xué)說的欣賞，他的積極探索精神促使他考慮行星體系的3個問題：行星的數(shù)目、軌道的大小以及引起行星運(yùn)動的原因。

開普勒對事物善于抽象思維，這正是他與第谷偏重觀測實踐的不同之處。

經(jīng)過潛心研究，1596年底，開普勒完成了他的第一部天文學(xué)著作《神秘的宇宙》。

這部書的初稿完成以后，出版時遇到了許多困難。由于開普勒初出茅廬，在學(xué)術(shù)界默默無聞，出版商們怕虧本，不敢接受他的書稿。最后，還是在他的老師麥斯特林的直接關(guān)注和幫助下，此書才得以出版，并載入了法蘭克福書目中。

《神秘的宇宙》是開普勒抽象思維能力的最好體現(xiàn)。

在這本書中，開普勒用一套內(nèi)切球和正多面體勾畫了一個宇宙模型：

以地球軌道作為標(biāo)準(zhǔn)，假設(shè)它在一個球面上，作這個球的外切正十二面體，這個十二面體的外接球便是火星軌道所在的球面。

作火星軌道所在球面的外切正四面體，這個正四面體的外接球是木星軌道所在的球面。

再作這個球面的一個外切正六面體，這個六面體的外接球是土星軌道所在的球面。

再在地球軌道所在的球面內(nèi)作一個內(nèi)接的正二十面體，金星的軌道便在這個二十面體的內(nèi)切球上。

再在金星軌道所在的球面上作一個內(nèi)接的正八面體，水星軌道便在這個八面體的內(nèi)接球上。

這種正多面體和球體一個套一個，勾勒出了一個極其神秘的宇宙模型，因為正多面體只能作5個（正四面、正六面、正八面、正十二面、正二十面），所以，開普勒認(rèn)為行星的數(shù)目只有6個（當(dāng)時已發(fā)現(xiàn)的大行星正好是6個）。

在這個模型里，只要對水星的軌道半徑作一修正，那么開普勒的這套宇宙模型所確定的半徑與哥白尼的數(shù)值很符合，誤差僅有5％。

開普勒為他所發(fā)現(xiàn)的這一宇宙模型感到無比興奮和喜悅，他說：

“這次偶然的發(fā)現(xiàn)成為我工作的成功點，我欣喜的心情是無法用語言來表達(dá)的，我不再后悔我浪費(fèi)的時間了，我每日每夜?jié)撔母阌嬎?，看我是與哥白尼的理論相一致，還是我的喜悅要落空?！?/p>

現(xiàn)在看來，開普勒的這套宇宙模型有點荒唐可笑，但是《神秘的宇宙》畢竟勇敢地沖破了傳統(tǒng)觀點的束縛，有力地支持了哥白尼的觀點，為科學(xué)的宇宙觀的形成起到了促進(jìn)作用。

特別值得提出的是，開普勒在這部論著中還提出了對行星和運(yùn)動機(jī)制的探討，這是在牛頓提出萬有引力學(xué)說之前非常有開拓性的思想。因為在這以前，幾乎沒有人考慮過行星運(yùn)動的物理機(jī)制問題。

但是，開普勒宇宙模型還沒有沖破傳統(tǒng)觀念的束縛。

許多世紀(jì)以來，在天文學(xué)理論上，一直將宇宙看成是和諧、壯麗和完美無缺的，而球形則是萬物中最美的形狀。這種觀念發(fā)端于畢達(dá)哥拉斯和柏拉圖，是按照人間的關(guān)系臆想出來的。

一直到開普勒之前，天文學(xué)家都是按照這種傳統(tǒng)觀念去理解天體運(yùn)行的規(guī)律，因而得出錯誤的結(jié)論，就是認(rèn)為行星的運(yùn)轉(zhuǎn)軌道都是圓形的。

這種理論的認(rèn)識基礎(chǔ)是擬人說和先驗論，用主觀構(gòu)想出來的幾何圖形強(qiáng)制性地套用在天體運(yùn)動規(guī)律上。

雖說開普勒對他的宇宙模型無比欣賞，但是當(dāng)他發(fā)現(xiàn)這一模型與實際觀測事實不相符合時，他毫不猶豫地拋棄了前者。

天文學(xué)的理論在他的手中不斷地向真理靠近。