Неліктен олар император математигі мен керемет астрофизикті отқа өртегісі келді: Йоханнес Кеплердің құпиясы

2024 Автор: Richard Flannagan | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2023-12-16 00:10

Неміс жаратылыстанушы ғалымы, математик, астроном, астролог, оптика және протестант теологы оның құрметіне «Кеплер заңдары» деп аталған планетарлық қозғалыстың заңдарын ашты. Иоганнес Кеплер өзінің әріптесі Галилео Галилей сияқты Коперник негізін қалаған гелиоцентрлік дүниетанымды дамытты. Оның жаңашыл идеялары өз заманынан әлдеқайда озық болды. Ғылыми теориялар католиктік шіркеудің ғана емес, сонымен қатар прогрессивті протестанттық ортада да қатал қарсылыққа тап болды. Жалғыз, түсініспеушілік пен қолдаудан айырылған Кеплер аянбай еңбек етті және өзінің ашылуларына сенді …

Данышпанның балалық шағы

Йоханнес Кеплер 1571 жылы 27 желтоқсанда Вюртембергте Вайльда (қазіргі Вайл дер Штадт) дүниеге келді. Ол шала туылған, өте әлсіз және ауру бала болған. Иоганн жеті айлық кезінде шешек ауруына шалдыққан. Ауру асқынулар берді, Кеплердің көру қабілеті әлсіреді.

Баланың ата -анасы Генрих пен Катарина Кеплер кедейлікте өмір сүрді. Оның әкесі саяхатшы саудагер болды және Иоганн бес жасында отбасын тастап кетті. Болашақ ғалымның анасы қонақүйдің қызы болды және отбасылық кәсіпті мұра етіп алып, оны табысты жүргізе бастады. Сонымен қатар, ол шөптерді, ай сәулесіндегі сәуегейлік пен шөп дәрілерін жақсы меңгерген.

Қаржылық жағдай өте тұрақсыз болды, бала тек жақсы білім алуды армандады. Тек оның тапқыр ойы мен табандылығы мүмкін емес нәрсенің болмайтынын тағы да дәлелдеді. Иоганн Леонбергтегі латын мектебінде оқыды. Онда ол жақсы оқып, протестанттық теологияны зерттеуге стипендия алды. 1589 жылы монастырда оқуын аяқтағаннан кейін Кеплер Тюбинген университетіне оқуға түседі.

Ғалым болу

Жас Иоганн анасының арқасында астрономия ғылымына ғашық болды. Ол 1577 жылы ізденімпаз баласына кометаны көрсетті. Бұл көрініс алты жасар балаға өшпес әсер қалдырды. Үш жылдан кейін ана мен бала тағы бір астрономиялық құбылысты - Айдың тұтылуын байқады. Иоганн астрономияға деген құштарлығын өмір бойы алып жүрді. Кейіннен ғалым егер гендерлік көзқарас пен кедейлік болмаса, анасы білім алып, ғалым бола алатынын айтты. Кеплер анасының лайықты ұлы болды.

Университетте Иоганн өнер факультетінде оқыды. Содан кейін олар математика мен астрономияны оқыды. Кейінірек Кеплер теологияны терең зерттеуге кірісті. Иоганн алдымен Николай Коперниктің шығармаларымен танысты. Кеплер өз теорияларының қызу жақтаушысы болды. Егер басында Кеплер протестант діни қызметкері болғысы келсе, қазір бәрі өзгерді.

Иоганн керемет математикалық қабілетін көрсетті. Жас жігіттен Грац университетінде сабақ беруді сұрады. Ол сол жерде ең жас профессор болды. Кеплер алты жыл бойы математика, астрономия және теология пәнінің мұғалімі болды. Осы уақыт ішінде ол өзінің «Әлемнің жұмбағы» атты алғашқы туындысын жазуға қол жеткізді. Ол 1596 жылы жарық көрді. Кеплер кітапта әмбебап үйлесімділік туралы айтып, ғаламның құпиясын ашуға тырысты. Ғалым сол кезде белгілі бес планетаның орбиталарын салыстырды. Содан кейін ол оларды айналасында елестетті. Кейінірек, басқа жұмыстар мен ашылулардан кейін, бұл ғылыми жұмыс ішінара маңызын жоғалтты, өйткені Кеплер планеталардың орбиталарының эллипс тәрізді формасы бар екенін дәлелдеді. Бірақ Иоганнның Әлемнің абсолютті математикалық үйлесіміне сенімі мәңгілікке қалды.

Йоханнес Кеплердің ілімі екі постулатқа негізделген: ғылыми және теологиялық. Ол ғылымға әрқашан Киелі Жазба призмасы арқылы қараған. Әріптестермен талас кезінде ол гелиоцентризм теориясының дұрыстығын дәлелдеді, тек Коперниктің дәйексөздерін ғана емес, сонымен қатар Киелі кітаптағы аяттарды да келтірді.

Бүгінде Кеплердің барлық жаңалықтары мен заңдары қазіргі ғылымның ғылыми зерттеулерімен расталады. Бұл жоғары дәлдіктегі техника бар уақытта. Иоганнес Кеплердің данышпандығына, оның қиялына, табандылығына шексіз таңдануға болады, өйткені осының бәрін қолында ұстамай, ол бәрін дәлме -дәл жеткізе алды.

Кеплердің өзі астрологияны жалған ғылым деп есептегеніне қарамастан, ол өте талантты астролог болып саналды. Иоганн аспан денелері олардың жердегі тіршілігіне қандай да бір түрде әсер етеді деп ойлайтын адамдар өте қателесетінін айтты. Ол астрологияны анасын тамақтандыратын шынайы ғылымның ақымақ қызы деп атады. 1594 жылға арналған Кеплердің астрологиялық болжамдары оған жақсы бедел туғызды, өйткені өте суық қыс пен түрік шапқыншылығы туралы болжамдар дәл орындалды.

Жеке өмір

Йоханнес Кеплер 1597 жылы Барбара Мюллермен бірінші некеге отырды. Ол 25 жаста еді, ол баласы бар жесір болды. Олар 15 жылға жуық бірге өмір сүріп, бес бала туды. Екеуі сәби кезінде қайтыс болды. 1611 жылы Барбара қатты ауырып қалды. Бұл жылдар Иоганн үшін өте қиын жылдар болды. Дәл сол уақытта ол шешек ауруынан қайтыс болған алты жасар ұлынан және әйелінен айырылады. Бір жарым жылдан кейін Иоганн Сюзанна есімді әйелге қайтадан үйленеді. Бұл некеде ол бақытты болды. Әйелі балаларына жақсы ана, өте мейірімді және қамқор болып шықты.

Тану және жер аудару

Иоганн өзінің алғашқы «Ғалам сырлары» атты ғылыми жұмысын Галилео мен астроном Тихо Брахеге жіберді. Галилео Кеплердің гелиоцентрлік тәсілін жоғары бағалады, бірақ оның мистикалық нумерологиясын сынға алды. Тихо бұл ойдан шығарылғанды ойлап, оны қолдамады. Ол кемеңгер ғалымның ойлауының өзіндік ерекшелігін толық бағалады. Олар хат алмасуды бастады. Кеплер Брахемен жеткілікті түрде дауласа алмады, өйткені оның атақты астрономның қарамағында болған нақты деректер мен жабдықтар болмаған.

Бұл кезде ғалым отбасымен бірге тұратын қалада шиеленіс күшейе бастайды. Қарсы реформация кезінде олар Кеплерді католицизмге мәжбүрлеуге тырысты. Ғалым бас тартты және қашуға мәжбүр болды. Бұл жерде, айтпақшы, Тихоны шақыруға тура келді. 1600 жылы Иоганн Прагаға кетті. Онда ол император Рудольф II сарайының астрономы лауазымын алды.

Ғалым ақырында өзін толығымен ғылымға арнады. Ол планеталарды бақылап, трактаттар жазады. Бір жылдан кейін Тихо Брахе кенеттен қайтыс болды. Кеплер император математигі ретінде өз орнын алады. Иоганн Брахенің Марсты бақылау саласындағы зерттеулерін және Рудольфин планеталарының қозғалысының кестелерін құрастыруды аяқтауы керек еді. Содан кейін ол өте қарапайым табыс тапты. Шексіз соғыстар қазынаны құрғатып, ғалымға нақты тиын төледі. Кеплер өз отбасын асырау үшін жұлдыз жорамалын жасап, ай сәулесін түсірді. Мұнда Тихоның ашкөз мұрагерлері оның барлық еңбегін өздері үшін талап етті. Иоганн төлеуге мәжбүр болды. Келесі онжылдық ғылымның пайдасы үшін жемісті еңбекпен өтті. Ғалым Брахе бастаған нәрсені аяқтап қана қоймай, сонымен қатар планеталар Күнді айнала қозғалатын эллиптикалық орбита туралы болжамымен Николай Коперник теориясын толықтырды.

1609 жылы ол эллиптикалық теориясының нәтижесінде Кеплердің планетарлық қозғалыстың бірінші және екінші заңдарын жариялады. Марс орбитасындағы деректерді зерттей келе, ғалым 1618 жылы 15 мамырда оның есімімен аталған заңдардың үштен бірін ашты. Ол оны «Harmonices Mundi libri V» (Әлемдік үйлесім) атты еңбегінде сипаттады.1621 жылы ол Күннен шығатын күш планетаның қозғалуына себеп болады деген тезиспен Коперниктің ілімін байытты. Оның математикалық және астрономиялық ойлары ғасырлар бойы физиканың одан әрі дамуына үлкен әсер етті. Біздің заманымыздың ғылыми гносеологиясының елеулі бұрылысы оның зерттеулерінің нәтижелерін дәйекті түрде өңдеуді білдірді.

Кеплер ғылыми бақылаудан алған білім мен тәжірибені шіркеу мен зайырлы биліктің қарама -қайшы мәлімдемелерінен жоғары бағалады. Сондықтан ол барған сайын олармен қақтығысқа түсті. Осыған байланысты ол 1611 жылы Линцке көшуге мәжбүр болды, онда ол математик болып жұмыс істей бастады. 1615 жылы ол Кеплер бөшкесінің ережесін жасады. Бұл оның математикаға қосқан ең маңызды үлесі болды. Оның көмегімен аудандар мен көлемдерді есептеу мүмкін болды. Болашақта бұл Симпсон формуласының ашылуын ынталандырды және интегралдық есепті құруда маңызды қадам болды. 1618 мен 1621 жылдар аралығында Кеплер өзінің барлық ашылуларын жинақтай отырып, «Astronomiae Copernicae» (Коперник астрономиясының контуры) атты эпитомды жазды. Бұл кітап гелиоцентрлік дүниетаным бойынша алғашқы оқулық болды.

1626 жылы қарсы реформация мен оның фанаттары ғалымды Линцтен кетуге мәжбүр етті. Бірнеше сапарлардан кейін ол 1627 жылы астрономиялық есептеулерге үш ғасырдан астам уақыт бойы негіз болған Рудольфин кестелерін жариялады. Бір жылдан кейін Кеплер Саганға (Силезия) қоныстанды, ол князь Альбрехт Вензель Эйсебиус фон Уолленштейн (1583-1634) сарайында математик болып жұмыс істеді. Ол логарифмдік есептеулерді енгізе отырып, бұл жаңа есептеу түрінің Германияда таралуына өз үлесін қосты. Кеплер сонымен қатар оптиканы ғылыми зерттеулердің пәніне айналдырды және замандасы Галилео Галилейдің ашқан жаңалықтарын телескоппен дәлелдеуге көмектесті.

Марсты бақылау кезінде Йоханнес Кеплер жаңа формуланы шығарды. Оның мәні планетаның қозғалыс жылдамдығы оның Күннен қашықтығына кері пропорционалды болуында болды. 1611 жылы ғалым айға ұшу туралы «Арман немесе ай астрономиясы туралы өлгеннен кейін очерк» атты фантастикалық кітап жазды. Сарапшылар бұл ғылыми фантастика жанрындағы алғашқы әдеби шығарма деп санайды. Иоганн бұл романда барлық оқиғаларды астрономия тұрғысынан суреттеген. Дәл осы еңбек ғалымның өміріндегі қайғылы жағдайдың және оның өлімінің жанама себептерінің біріне айналды.

Кеплер құпиясы

1615 - 1621 жылдар аралығында Кеплер үш томдық болып шығарылған «Коперник астрономиясы» атты керемет маңызды ғылыми эсседе жұмыс жасады. Планетарлық қозғалыстың үш заңының толық сипаттамасы және астрономия саласындағы Кеплердің барлық ашылымдары болды. Бұл кітаптарға бірден тыйым салынды.

Сол күндері ғылыми фантастика мен бақсылық арасындағы байланыс адамдардың басым көпшілігі үшін дәлелденген факт болды. Ғалым күннің жерді айналады деген бұрыннан келе жатқан сенімін жоққа шығарды. Ол бірінші болып астрофизикаға терең үңіліп, тұтылуды болжаудың ғылыми әдісін жасады. Кеплердің идеялары ол кезде тым радикалды болды. Ғалымды бақсылыққа күдіктенуі таңқаларлық емес.

14-15 ғасырларда Еуропада сиқыршылардың истериясы болды. Кішкене күдіктену кезінде әйелдер «шайтанмен тілдескені» үшін өлім жазасына кесілді. Жоғарғы корольдіктер мен дінбасылары әйелдерге жын -шайтанды шығаруды әдетке айналдырды. Жиналғандарға «жындардан қуылғанда» аузынан шығып кеткен жәндіктер көрсетілді. Жүз мыңдаған әйелге сиқыршылық бойынша айып тағылып, кінәлі деп танылды. Олар қатыгездікпен азапталып, кейін өлім жазасына кесілді.

Бұл толқында Иоганнның шөп емдеуші дәрігері Катарина Кеплер қиындықтан құтыла алмады. Ол немістің Леонберг қаласының қарт тұрғындарының бірі болды және өзінің қылықтарымен танымал болды. Әркім өзінің емдік шөп қоспаларының көмегімен емделуге және азапты жеңілдетуге қабілеті туралы білді. Катаринаның достары мен клиенттерінің бірі оны сиқыршылыққа айыптап, инквизицияға хабарлады.

Шындығында, жуу өте қарапайым болды. Урсула Рейнхольд есімді бұл әйел ауылдық шаштараздың әпкесі болды. Ол күйеуін алдап, нәтижесінде жүкті болды. Ол досы Катаринаға түсік жасатуға көмектесуді сұрап келді. Ол бас тартты. Урсула ашуланды. Ол түсік жасатты, бірақ сәтсіз болды. Нәтижесінде ол ауырып қалды және оның салдарын жасырғысы келіп, бұрынғы сүйіктісін оған заклинание жасады деп айыптады.

Шағын қалаларда жиі кездесетіні сияқты, әйелді жамандағысы келетіндер бірден пайда болды. Бір қыз оның қолы Катарина соққысынан кейін есінен танып қалғанын айтты. Мектеп мұғалімі оның сиқырдың құрбаны болғанын айтып, оның жынданып, аяғын жарақаттағанын айтты. Катаринаның жабық есіктерден өтіп бара жатқанын «көргендер» болды. Көпшілігі ол нәрестелердің өлуіне және малдың індетіне себеп болды деп мәлімдеді.

Күдікке оның ұлы Иоганнның жұмысының салмағы қосылды. Атап айтқанда, оның Айға саяхат туралы кітабы. Бұл жас астрономның осы планетаға баруы туралы баяндайды. Бұл жағдайда оған анасы, емші және шөп емші көмектеседі, ол рухтарды шақыра алады. Кітап автобиографиялық болып саналды және айыптауларға жақсы қолдау болды. Иоганнның анасы қамауға алынды.

Кедей әйел барлық сандырақ айыптарды мойындау үшін аяусыз азапталды. Баласы көмекке келді. Йоханнес Кеплер өзін сүйікті анасын қорғауға арнады. Ол Урсуланың аборт жасағанын дәлелдеді. Қыздың кірпішті тым көп көтергеніне байланысты оның қолы ұйып қалды. Мұғалім ақсақ болды, себебі ол сүрініп, буын жарақат алды.

Сот процесі бір жылға созылды. Ақырында, ұлының ерлік күш -жігерінің арқасында Катарина барлық айыптардан босатылды. Ол босатылды. Бас бостандығынан айыру мен азаптау оның денсаулығына қатты зиян келтірді. Бір жылға жетпей әйел қайтыс болды. Кеплер өмірінің соңына дейін «Арман» кітабына түсініктеме берді. Ол фанатикалық түрде ырымшылдыққа әкелетін барлық нәрселердің мұқият түсіндірілуін қамтамасыз етуге тырысты. Иоганн көптеген толықтырулар жазды, онда ол өзінің барлық символдары мен метафораларын қолданудың қатаң ғылыми себептерін айтты. Осыған қарамастан, қазірдің өзінде сіз Кеплерді сиқыршы деп санайтындарды таба аласыз, өйткені ол өзінің жауынгерлік құпиясын қабірге алып кетті деп ойлады.

Мұра

Ғалымның еңбектері бүгінгі күнге дейін құнды. Мысалы, симметрия, кристаллография және кодтау теориясы саласында. Кеплер «орташа арифметикалық» терминін алғаш қолданды. Сонымен қатар, логарифмдердің бірінші кестесін құру - оның еңбегі. Кеплер геометрияның дамуына үлкен үлес қосты. Оның арқасында конустық қиманың фокусы мен шексіз алыс нүктесі туралы түсінік пайда болды. «Инерция» терминін Йоханнес Кеплер енгізді және оның әріптесі Галилео сияқты механиканың бірінші заңын ашты. Ұлы ғалымның келесі жетістігі тартылыс заңына айналды. Ол оны түсіндіре алды, бірақ оны математикалық тұрғыдан дәлелдей алмады. Йоханнес Кеплер бірінші болып айдың мұхиттардың жоғарғы қабаттарына әсерін көрсетеді. Ньютон 100 жылдан кейін ғана осындай болжам жасады.

Кеплер жарықтың сынуы, «оптикалық ось», «менискус» ұғымын енгізді, линзалар мен жүйелердің жалпы теориясын ұсынды. Ол көру механизмінің бүкіл принципін толық сипаттады, линзаның рөлін анықтады, миопия мен гиперопияның себептерін анықтады. Оның зерттеулерінің арқасында телескоп ойлап табылды.

Ғалымның өлімі

1630 жылы Кеплер жалақысы үшін Регенсбургке, императорға баруға шешім қабылдады. Жолда Иоганн қатты суық тиіп, қайтыс болады. Ұлы гений ғалымының балаларына қалдырғанының бәрі: тозығы жеткен киім, аз ақша мен қолжазбалар. Кейін олардың барлығы 22 том болып шықты. Ғалымға қайтыс болғаннан кейін де сәттілік болмады. Отыз жылдық соғыс кезінде ол жерленген зират толығымен қирады. Оның зираты аман қалған жоқ. Тек өзі жазған эпитафия ғана қалды: «Мен аспанды өлшедім, енді көлеңкені өлшеймін. Менің ойым көкте, ал денем жерде ».

Тарих замандастары түсінбейтін, бағаламайтын, тіпті қуғынға ұшыратпайтын көптеген данышпандарды біледі. Біздің мақаланы оқыңыз Данышпанның қайғылы құлауы: Никола Тесла үшін не болды?