中外科学家发明家丛书:开普勒 _2- 第6节

　《宇宙谐和论》为基础的。从此以后，他越来越坚决把宇宙谐和的思想作为　

他全部哲学思想的基础。　



　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　十二、天体力学的萌芽　



　　　　　开普勒的三大定律对行星运动进行了简单、精确的描述，但他还没有发　

现行星运动的物理原因是什么，是什么力量促使行星“循规蹈距”地沿椭圆　

轨道运动，并且单位时间内其向径在轨道平面扫过的面积相等。　

　　　　　开普勒领悟到行星世界是由某种统一的力量联系起来的整体，他明白，　

他所发现的定律只是某一更普遍的定律的结果。开普勒试图解开这个谜，找　

出这一神秘力量的源泉和法则。他认为支配行星运动的这个统一的力量来自　

太阳，并断言力的作用随着距离的增加而减少。开普勒已经窥见到万有引力。　

他假定引力是同磁力相似的作用力：两物体之间引力大小视物体大小（多少）　

而定；吸引是相互作用的，如同磁石吸铁，铁也吸引磁石。这些观点已包含　

有天体力学的萌芽。开普勒在《论火星运动》一文中叙述了他对引力作用的　

一些看法：　

　　　　　　“重力不过是物体之间相互结合之力。这种力使物体有结合在一起的趋　

向。”　

　　　　　　“假如地球不吸引海洋里的水，由于月球的引力，它们便会奔向我们的　

卫星。”　

　　　　　　“两个孤立物体彼此相向运动，正如两块磁石相互结合一般，它们所走　

过的距离与某质量成反比。假如地球和月球不为一种活力或别种等效力所抑　

制而它们相隔一段距离，它们便会互相结合。”　

　　　　　开普勒打破了天体只能按圆周作匀速运动这个旧天文学观念，但在力学　

问题上，他仍沿袭亚里士多德的旧力学见解，即运动体需要不断施加推动力　

才能保持运动。他的朋友，同时代的大天文学家伽利略恰恰相反，他否定了　

亚里士多德的力学观念，阐明运动无需用力维持。但却坚持旧天文学的先入　


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观念，以为行星运动是匀速圆周运动。由于他认为行星沿圆形轨道的匀速运　

动，按照习惯性理论，他就假定它们的运动是天然的和自行维持的。　

　　　　　这两位科学巨人都建树了自己独特的功勋，但他们彼此好像互不理会对　

方的成就，未能互相配合，虽则他们俩人都有可能把天文学和力学结合起来，　

但是谁也没有达到。　

　　　　　直到1687年，牛顿发表了《自然哲学的数学原理》，援引了开普勒的三　

大定律，第三定律乃是他提出万有引力定律的先决条件。　



　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　十三、　《鲁道尔夫星行表》的问世　



　　　　　1621年，开普勒被费迪南德二世皇帝再次确认为皇家数学家。他的工作　

是继续编制《鲁道尔夫星行表》。他越来越深信，既然这项巨大的计算工作　

是要预测几个世纪内行星运行的轨道，那么要完成它就必须要有全新的理论　

天文学作基础。因此，几年来他一直从事理论天文学教科书的写作工作。第　

一部分于1617年出版，第二部分出版于1621年秋。整部著作的标题是　《哥　

白尼天文学概要》，这部著作系统地论述了新天文学，用对行星运动及其规　

律的物理观察证明了哥白尼的数学假设。　

　　　　　开普勒编制《鲁道尔夫星行表》还得益于他于1613年研究的《测定酒桶　

体积的新方法》中的数学思考。　

　　　　　1613年10月，开普勒与埃弗了的一个品行端正的木匠女儿举行了婚礼，　

这是开普勒的第二次婚姻。结婚后，开普勒的负担加重了，他是一家之长，　

需要养家糊口。这年由于水果丰收，所以酒很便宜，开普勒要为家人准备必　

需的饮料，所以买了许多桶酒放在地窖里。卖主来测量桶的容积使用的方法　

是将有金属尖头的量杆穿过桶塞斜伸到桶底的两边，当两边长度相等时，桶　

塞口量杆的标度就得出了酒桶的容积。当时，人们都是用这种方法测量酒桶　

的容积。开普勒认为很不科学。因此，他就有目的地研究了新的计算方法。　

开普勒在计算酒桶容积时使用的方法可以追溯到阿基米德。阿基米德曾研究　

由曲面包围的立体形，即圆锥曲线绕轴旋转而形成的几何图形，由此发明了　

　“阿基米德螺旋”。开普勒就是研究绕圆锥曲线平面内的任意一条直线旋转　

而产生的立体形的中空空间而计算出酒桶的容积的。开普勒的这一方法使从　

数学上精确地掌握物理现实性的可能性大大增强了。　

　　　　　1624年，《鲁道尔夫星行表》经过整整22年的辛勤努力和计算终于完　

成了。开普勒把它分为两部分，一部分是天文表，提出了在太阳系里所有计　

算的真正基础。行星星座的计算、太阳和月亮所在位置的计算，并据此可确　

定日蚀和月蚀。此外还附有各个城市及其地理位置的目录。这是天文史上值　

得称赞的一部星表，它的完备和准确度远胜过前人。在以后的百余年间，《鲁　

道尔夫星行表》一直被天文学家和航海家们奉为至宝。它的形式几乎没有改　

变地保留到现在。我们现在可能从《天丈年历》或同类书刊中查知天体过去　

或未来的运动和准确位置。　

　　　　　正是这么一部前所未有的直到现在仍然被天文学界广泛应用的星表，由　

于正值30年宗教战争的乱世时期，其印刷和出版如此之难，令开普勒伤透了　

脑筋。首先是印刷费用毫无着落，国库正由于连年战争，财政状况非常拮据，　

开普勒打算靠皇宫长年拖欠的薪金完成《鲁道尔夫星行表》的印制，却未能　

如愿以偿。开普勒只能自筹资金，在经济状况十分艰难的情况下于1927年，　


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即历时3年之后才得以出版，其次是由于战乱，到处都是战火纷飞，印刷地　

点一而再再而三地迁移，开普勒带着他从战火中抢救出来的、花费26年心血　

完成的星表的数字字样和星行表辗转到了乌尔姆，最后在乌尔姆完成了印　

刷。第三，开普勒从着手编制《鲁道尔夫星行表》的那一天起，就受到帝谷·布　

拉赫的继承人——他的女婿，皇帝顾问滕纳格尔和帝谷的儿子格奥尔格的无　

理纠缠。他们自己不能胜任编制星行表的工作，却对开普勒持不信任态度，　

他们把持着帝谷·布拉赫的观察资料达数年之久，甚至听任帝谷的精密天文　

观测仪器毁坏、烂掉，却不让帝谷亲自选定的天文观察资料的继承人——开　

普勒使用。他们甚至强迫开普勒接受他们非常苛刻的条件，即开普勒发表、　

出版的所有关于天文学的文章和著作都要经过他们的同意。开普勒为了能早　

日得到帝谷的观察资料，来印证自己的推理和计算，不得不屈辱地接受了他　

们的无理要求，这就给开普勒著作的出版带来许多不应有的麻烦，尤其是这　

部《鲁道尔夫星行表》，因为它是呈送给皇帝的。所以，帝谷·布拉赫的财　

产继承人，帝谷的儿子格奥尔格更是死死地纠缠着开普勒。开普勒对他故世　

的老师帝谷非常敬重，他始终是无保留地承认帝谷的功绩的，这是促使开普　

勒同意把帝谷继承人的题词放在著作前面的决定性原因。这篇题词文章是那　

样的不符合事实和傲慢不逊，他们把自己说成是开普勒花尽心血计算出来的　

　《鲁道尔夫星行表》的真正创始人。而开普勒自己致皇帝的题词被放在第二　

位。《鲁道尔夫星行表》的出版，不仅是开普勒26年心血的结晶，也包含着　

他满腹的心酸和屈辱。　



　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　十四、真理高于一切　



　　　　　　《鲁道尔夫星行表》完成以后，开普勒的地位由于反宗教改革运动而日　

益不稳。1627年夏天，皇帝再次发出诏令，重申解雇在哈布斯堡王室统治国　

家里的一切非天主教徒官员，开普勒虽然也应在被解雇之列，但由于他所进　

行之作——编制《鲁道尔夫星行表》是皇帝亲自下令要他完成的，所以开普　

勒得到了暂时的安宁。随着《鲁道尔夫星行表》的完成，这种优惠政策也就　

随之取消了。　

　　　　　1628年7月，开普勒向他工作了多年的奥地利议会提出辞去地方数学家　

的职务，并得到了批准。在和睦的气氛中，开普勒离开了奥地利首府林茨，　

这是开普勒居住时间最长、科学成就最丰硕的地方。　

　　　　　1627年12月，开普勒来到布各，向费迪南德二世皇帝呈交《鲁道尔夫　

星行表》的样本。在这座“因胜利而名震天下的皇帝的金碧辉煌的宫殿里”，　

开普勒惊讶地遇到了一大批他的著作的支持者和赞赏者。哈布斯堡王室的世　

袭领地已经成了他的第二故乡，只要他愿意，他可以在这些领地里，包括布　

拉格在内，继续为皇帝工作。皇帝的顾问们向开普勒提出了各种各样的建议，　

但所有建议都必须以皇帝规定的条件为前提，开普勒成为天主教徒。　

　　　　　耶酥教团被委以使开普勒“皈依”的任务。因为开普勒的宗教立场是和　

平、统一、和谐，所以，他早在年轻时期就与耶酥教团成员有着亲密友好的　

关系。而且，开普勒是被自己的教派开除了的路德派分子。所以，耶酥教团　

认为开普勒除了不好意思以外，还有什么东西能阻止他采取对他一生来说都　

将是十分有利的这一步骤呢？但开普勒给耶酥教团的答复表明，这个把真理　

看得高于一切的人决不将宗教信仰作交易。“如果我现在才开始成为天主教　


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徒，那就将是我对上帝的不敬。我一生下来就被父母带到天主教堂受洗，并　

接受了上帝关于父子之道的精神训诫，从那以后我从未离开过教会。”开普　

勒看来，“天主教的”并不是指一种教派立场，而是“唯一的教会，任何时　

候都是同一的教会，它的分支都是死的。”他认为“新教”并不是“天主教”　

的对立面。开普勒一生都拥护温和的梅兰喜顿为基督教的统一而起草编写的　

奥格斯堡信条。在他看来，它才是真正的宗教改革的体现，才是教会复兴的　

体现，才是对世俗的滥用的纯洁，而激进的路德派的新教信条在他看来，并　

不是真正的宗教改革。　

　　　　　开普勒称“我是一个基督徒，是教会的儿子，我尊重天主教的学说，不　

仅是用心，而且是用脑子，而到了我现在这个年纪，我已经能掌握它了。因　

此，开普勒完全拒绝任何背弃真正的基督教信仰和基督博爱精神的作法。他　

表示：“我留在天主教里，但我拒绝非信徒的，即非天主的东西。为此，我　

准备不仅放弃尊贵的皇帝陛下仁慈慷慨地同意了的，现在供给我的酬劳，而　

且也准备离开奥地利，离开整个帝国，以及放弃最高贵的天文学，并且还可　

以加上我的生命，不是上天赐予的东西，人就不能接受。”　

　　　　　开普勒的向费迪南德二世的宫廷表达的这种明显拒绝的态度，使所有的