开普勒行星运动定律讲解

德国杰出的天文学家和数学家开普勒，通过长期研究第谷留下来的大量天文观测数据，提出了行星运动的三大定律，从数学和物理学角度证明哥白尼学说的正确性，开普勒因此被誉为“天空立法者”。

开普勒的一生，几乎都生活在逆境之中。在科学史上，像开普勒这样一位几乎终身与贫病为伍，而又在天文学上作出了伟大贡献的科学家，大概是绝无仅有的。

有人这样评价说：‘“第谷的后面有国王，伽利略的后面有公爵，牛顿的后面有政府，而开普勒有的只是疾病与贫困。”即便如此，开普勒依然凭着自己顽强的斗志，发现并提出了行星运动三大定律，从而完善和巩固了哥白尼的理论，为天体力学奠定了坚实的基础。

开普勒于1571年出生于德国威尔德斯达特镇。他从小体质很差，视力衰弱，一只手半残，但他智力发育很好，上学以后一直名列前茅。1588年，开普勒进入了蒂宾根大学。在大学期间，他成为日心说的拥护者。大学毕业后，他去奥地利格拉茨的新教神学院担任数学教师，并开始了天文学研究。

开普勒

开普勒阅读了大量的天文学著作，不断充实自己的天文知识。他以他丰富的数学知识为基础，开始对行星轨道进行了新的探索，并把他对行星轨道和宇宙结构的设想写进了《宇宙的秘密》一书。

1596年，25岁的开普勒将《宇宙的秘密》寄给了当时著名的天文学家第谷。第谷看后对开普勒大加赞赏，并邀请开普勒当自己的助手。虽然第谷已经55岁，而开普勒才30岁，两人却一见如故，成了忘年之交。但不幸的是，就在两人合作一年后，第谷就去世了。从此，开普勒接替了第谷的职位，并把全部的精力都用在行星的研究上。

开普勒设想的地球

开普勒的第一项工作是研究火星运动的规律。经过反复假设、计算，最后他终于发现：行星沿椭圆轨道绕太阳运行，太阳位于椭圆的一个焦点上。接着他又推而广之，认定所有行星的轨道都是像火星轨道一样的椭圆形，这就是行星运动的第一定律，又叫“轨道定律”。

接着，开普勒又发现一个规律：在相同时间里，地球到太阳的连线扫过相等的面积。这个定律推广到所有行星，便是开普勒发现的行星运动第二定律。

1609年，行星运动的第一定律和第二定律正式发表在开普勒出版的《新天文学》一书中。但这时皇室长期拖欠他的薪俸，使开普勒极度贫困。在贫病交加中，他又发现了行星运动第三定律：任何两颗行星公转周期的平方等于轨道长半径的立方。1619年，开普勒出版的《宇宙谐和论》一书正式公布了这一重大发现。

开普勒的行星运动三定律揭开了天体运动的秘密，是宇宙中所有行星运动必须遵循的规律，彻底改变了整个天文学，摧毁了托勒密复杂的宇宙体系，完善并简化了哥白尼的日心说，为牛顿定律的发现打下了基础。

1630年10月，濒临绝境的开普勒不得不长途跋涉去索取皇室拖欠的薪俸。在归途中，开普勒病倒在客栈，同年的11月15日，离开了人世。

学海拾贝

早期的开普勒，深受柏拉图和毕达哥拉斯神秘主义宇宙结构论的影响，以数学的和谐性去探索宇宙。后来，开普勒在伽利略的影响下，通过对行星运动的深入研究，逐步走上真理和科学的轨道。