کپلر، یوهان (۱۵۷۱ـ۱۶۳۰)

کِپلِر، یوهان (۱۵۷۱ـ۱۶۳۰)(Kepler, Johannes)

کِپلِر، يوهان

یوهان کِپلِر Johannes Kepler
زادروز	1571م
درگذشت	1630م
ملیت	آلمانی
تحصیلات و محل تحصیل	تحصیل در توبینگن
شغل و تخصص اصلی	ریاضی‌دان و اخترشناس
آثار	مبانی اختربینی (1602)
گروه مقاله	اخترشناسی، عکاسی

ریاضی‌دان و اخترشناس آلمانی. آنچه را اکنون قوانین کپلر در حرکت سیارات می‌نامند، فرمول‌بندی کرد: (۱) هر سیاره مداری بیضی‌شکل را می‌پیماید که خورشید در یکی از کانون‌های آن است؛ (۲) بردار شعاعی هر سیاره در زمان‌های مساوی مساحت‌های مساوی را می‌روبد؛ (۳) مربع دورۀ تناوب هر سیاره با مکعب میانگین فاصلۀ آن از خورشید متناسب است. قوانین کپلر مبنای درک ما از منظومۀ خورشیدی، و همان چیزی است که دانشمندانی چون آیزاک نیوتون، نظریات خود را بر پایۀ آن استوار ساختند. کپلر یکی از نخستین مدافعان کیهان‌شناسی خورشید‌مرکز بود که کُپرنیک آن را مطرح کرده بود. کپلر، برخلاف کُپرنیک و گالیله، این اعتقاد یونانی و قرون وسطایی را نپذیرفت که مدارها می‌باید برای حفظ کمال ساختار کیهان، دایره‌ای‌شکل باشند.

کارهای نخستین. کپلر تقویمی نیز دربارۀ پیش‌بینی‌های ۱۵۹۵ منتشر ساخت که دقت آن غیرعادی بود. او در ۱۵۹۶ اثری با عنوان راز کیهانی منتشر کرد و در آن نشان داد که پنج جسم صُلب افلاطونی، چندوجهی‌های منظمی که تعدادشان محدود به پنج است، می‌توانند به نوبت برای تشکیل «آشیان» در مجموعه‌ای از کره (فلک)ها جا بگیرند. این آشیان به‌نحو نسبتاً دقیقی، با تقریب پنج درصد، فاصلۀ سیاره‌های تا آن‌زمان شناخته‌شده، غیر از مشتری، را تا خورشید به‌دست می‌داد. کپلر این کشف را الهامی ملکوتی تلقی‌ می‌کرد که برملاکنندۀ رازِ عالم بود. نوشتۀ کپلر، که برمبنای نظریه‌های کُپرنیکی استوار بود، مورد توجه همۀ اخترشناسان اروپا قرار گرفت. در ۱۶۰۱، همۀ داده‌های تیکو براهه در زمینۀ حرکت سیار‌ات را به ارث بُرد. او پیشاپیش شرط‌ بسته بود که با دسترسی به جدول‌های ناتمام تیکو، طی یک هفته مدار دقیق سیارات را خواهد یافت. کپلر نخستین مدار سیاره‌ای خود، یعنی مدار مریخ، را پنج سال بعد از آن تاریخ به‌دست آورد. تجزیه‌ و تحلیل‌های او از این داده‌ها به کشف قوانین سه‌گانه‌اش منجر شد. در ۱۶۰۴، با رصدی که از ظهور ستاره‌ای نو، «نواختر کپلر»، به‌عمل آورد از توجه به سیاره‌ها غافل ماند. کپلر بزرگ‌ترین نواختر قابل مشاهدۀ آن زمان را کشف کرد. براهه در ۱۵۷۲ نواختر بزرگ دیگری را رصد کرده‌ بود.

قوانین کپلر. دو قانون نخست کپلر در زمینۀ حرکت سیاره‌ای در کتاب نجوم جدید (۱۶۰۹) منتشر شد. قانون اول بیانگر آن است که سیاره‌ها روی مسیرهای بیضی مدار می‌پیمایند، نه در مسیر دایره‌ای یا فلک تدویر، و خورشید در یکی از دو کانون این بیضی‌ها قرار دارد. قانون دوم خورشید را نیروی اصلی حاکم بر مدار سیاره‌ها معرفی می‌کند. این قانون بیانگر آن است که خط وصل‌کنندۀ خورشید به هر سیاره، در دوره‌های زمانی یکسان، مساحت‌های یکسانی را طی‌ می‌کند، به‌نحوی که سیاره‌ها وقتی به خورشید نزدیک‌ترند آهسته‌‌تر حرکت می‌کنند. او همچنین اظهار کرد که خورشید نیز می‌چرخد. این نظر با رصدهای گالیله از لک‌های خورشیدی تأیید می‌شد. همچنین، این اصل موضوع را مطرح کرد که نوعی برهم‌کنش «مغناطیسی» بین سیاره‌ها و خورشید آن‌ها را روی مدار هدایت می‌کند. این تصور، اگرچه نادرست بود، اما یکی از پیش‌زمینه‌های مهم نظریۀ گرانشی نیوتون به‌شمار می‌آید. قانون سوم کپلر در کتاب هماهنگی جهانی به‌چاپ رسید. این قانون رابطۀ بین فواصل سیاره‌ها از خورشید، و سرعت آن‌ها را با زبان دقیق ریاضی شرح می‌داد؛ به‌خصوص این نظر را که سرعت مداری سیاره با فاصلۀ آن از خورشید نسبت معکوس دارد.

زیج‌های رودولفی. کپلر، با استفاده از رصدهای براهه، سرانجام زیج‌های رودولفی (۱۶۲۷) را تکمیل و منتشر کرد که نخستین زیج‌های اخترشناسی نوین بودند و برای اخترشناسان امکان محاسبۀ فاصلۀ سیاره‌ها را در هر زمانی در گذشته، حال، و‌ آینده فراهم می‌ساختند. این اثر همچنین دربرگیرندۀ اطلاعات ضروری دیگر، مثل نقشۀ جهان، فهرست‌نامه‌ای از ستاره‌ها، و جدیدترین وسیلۀ محاسباتی یعنی لُگاریتم بود.

آثار دیگر. دومین کتاب کپلر در زمینۀ نورشناسی، در ۱۶۱۱ منتشر شد. رسالۀ مختصر، که به معرفی اخترشناسی کُپرنیکی اختصاص‌داشت، در عمل چکیدۀ زندگی حرفه‌ای کپلر در زمینۀ اخترشناسی نظری بود. این اثر رسالۀ مفصلی شامل هفت کتاب بود که چاپ آن بیش از چهار سال طول کشید، و بیش از هر متن اخترشناسی دیگر در اواسط قرن ۱۷ تأثیرگذار بود. کپلر همچنین کتاب خواب، نخستین داستان علمی ـ تخیلی، را که توصیف سفر مردی به ماه بود تألیف کرد. این اثر در ۱۶۳۱، یعنی یک سال پس از درگذشت او به چاپ رسید. کپلر ۳۳ اثر منتشر کرد، ۲۲ جلد دست‌نوشته و مکاتبات فراوانی نیز از خود به‌جا گذاشت.

زندگی. کپلر در وایل دِر اشتات، در بادن ـ وورتمبرگ، به‌دنیا آمد. در توبینگن تحصیل کرد و در ابتدا قصد داشت به کسوت روحانیون کلیسای لوتری درآید و کشیش شود، اما به جای آن، در حدود ۱۵۹۴، به سمت استادیاری اخترشناسی در دانشگاه گراتس برگزیده شد. به‌علت لوتری و پروتستان‌بودن، دوبار از گراتس، بار دیگر در ۱۶۱۲ از پراگ، و سپس از لینتس اتریش اخراج شد. از آن‌جا به اولم رفت. رساله‌اش با عنوان راز کیهانی، دوستی تیکو براهه و گالیله را برایش به ارمغان آورد. کپلر در ۱۶۰۰ دستیار براهه شد، و در ۱۶۰۱ در مقام ریاضی‌دان رودولف دوم، امپراتور رُم مقدس، جانشین براهه شد. رودولف بیشتر به اختربینی یا احکام نجوم علاقه‌مند بود تا اخترشناسی، و اطلاعات کپلر در زمینۀ طالع‌زایچه، برای او و جانشینش، ماتیاس، ارزش والایی داشت. کپلر خود به موضوع اختربینی اعتقاد داشت و یکی از آثار منتشرشده‌اش که در زمان حیات، او را به شهرت رساند اثری مربوط به اختربینی با عنوان مبانی اختربینی (۱۶۰۲) بود. کپلر پس از مرگ رودولف همچنان در این مقام باقی ماند و به پژوهش‌های اخترشناسی‌اش ادامه‌ داد. او به‌دنبال اهدای هماهنگی جهان به جیمز اول به انگلستان دعوت شد، اما با وجود تنگدستی مداوم در درباری که به‌ندرت حقوق او را پرداخت می‌کرد، دیدار از انگلستان را نپذیرفت. کپلر در حدود ۱۶۲۹ اختربین والنشتاین شد.

 

---