Zakaj so želeli na kocki zažgati cesarskega matematika in briljantnega astrofizika: Skrivnost Johannesa Keplerja

2024 Avtor: Richard Flannagan | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2023-12-16 00:17

Nemški naravoslovec, matematik, astronom, astrolog, optik in protestantski teolog je odkril zakone gibanja planetov, ki so mu v čast poimenovali "Keplerjevi zakoni". Tako kot njegov kolega Galileo Galilei je tudi Johannes Kepler razvil heliocentrični pogled na svet, ki ga je ustanovil Kopernik. Njegove inovativne ideje so bile daleč pred svojim časom. Znanstvene teorije so naletele na hud odpor ne le katoliške cerkve, ampak tudi v naprednem protestantskem okolju. Osamljen, brez razumevanja in podpore, je Kepler neutrudno delal in verjel v svoja odkritja …

Genialnost v otroštvu

Johannes Kepler se je rodil 27. decembra 1571 v Weilu (zdaj Weil der Stadt) v Württembergu. Rodil se je prezgodaj, bil je zelo šibek in bolan otrok. Pri sedmih mesecih je Johann zbolel za črnimi kozami. Bolezen je povzročila zaplete in Kepler je oslabil vid.

Fantova starša, Heinrich in Katharina Kepler, sta živela v revščini. Njegov oče je bil potujoči trgovec in je zapustil družino, ko je bil Johann star komaj pet let. Mati bodočega znanstvenika je bila hči gostilničarja in ga je po podedovanju družinskega podjetja začela uspešno voditi. Poleg tega je bila dobro podkovana v zeliščih, lunarnem vedeževanju in zeliščarstvu.

Finančno stanje je bilo zelo nestabilno in fant je o dobri izobrazbi lahko le sanjal. Le njegov iznajdljiv um in vztrajnost sta znova dokazala, da ni nič nemogoče. Johann je obiskoval latinsko šolo v Leonbergu. Tam je dobro študiral in prejel štipendijo za študij protestantske teologije. Po končanem študiju v samostanu leta 1589 je Kepler vstopil na univerzo v Tübingenu.

Postati znanstvenik

Mladi Johann se je po mami zaljubil v astronomsko znanost. Prav ona je svojemu radovednemu sinu leta 1577 pokazala komet. Ta prizor je na šestletnega dečka naredil neizbrisen vtis. Tri leta pozneje sta mati in sin opazila še en astronomski pojav - Lunin mrk. Svojo strast do astronomije je Johann prenašal vse življenje. Nato je znanstvenik rekel, da bi se njegova mama, če ne bi prišlo do pristranskosti spolov in revščine, lahko izobrazila in postala znanstvenica. Kepler je bil vreden sin svoje matere.

Na univerzi je Johann študiral na Filozofski fakulteti. Nato so študirali matematiko in astronomijo. Kasneje se je Kepler poglobil v globok študij teologije. Johann se je prvič seznanil z deli Nikolaja Kopernika. Kepler je goreče zagovarjal svoje teorije. Če je na začetku Kepler želel postati protestantski duhovnik, se je zdaj vse spremenilo.

Johann je pokazal preprosto fenomenalne matematične sposobnosti. Mladeniča so prosili za poučevanje na univerzi v Gradcu. Tam je postal najmlajši profesor. Kepler je bil šest let učitelj matematike, astronomije in teologije. V tem času mu je uspelo napisati prvo delo "Skrivnost vesolja". Objavljeno je bilo leta 1596. Kepler je v knjigi govoril o univerzalni harmoniji in poskušal razkriti skrivnosti vesolja. Znanstvenik je primerjal tirnice petih takrat znanih planetov. Potem si jih je zamislil okrog. Kasneje, po drugih delih in odkritjih, je to znanstveno delo delno izgubilo pomen, saj je Kepler dokazal, da imajo orbite planetov eliptično obliko. Toda Johannova vera v absolutno matematično harmonijo vesolja je ostala za vedno.

Poučevanje Johannesa Keplerja je temeljilo na dveh postulatih: znanstvenem in teološkem. Na znanost je vedno gledal skozi prizmo Svetega pisma. V sporih s kolegi je vedno dokazoval resničnost teorije heliocentrizma, pri čemer ni navedel le citatov Kopernika, ampak tudi verze iz Svetega pisma.

Danes vsa Keplerjeva odkritja in zakone potrjujejo znanstvene raziskave sodobne znanosti. To je v času, ko obstaja zelo natančna tehnika. Človek lahko le neskončno občuduje genija Johannesa Keplerja, njegovo domišljijo, vztrajnost, ko je brez vsega tega pri roki znal s tako natančnostjo izraziti vse.

Kljub temu, da je sam Kepler imel astrologijo za psevdoznanost, je veljal za zelo nadarjenega astrologa. Johann je dejal, da se ljudje zelo motijo, misleč, da nebeška telesa nekako vplivajo na njihov zemeljski obstoj. Astrologijo je imenoval neumna hči prave znanosti, ki hrani svojo mamo. Keplerjeve astrološke napovedi za leto 1594 so mu ustvarile dober ugled, saj so se napovedi o izjemno mrzli zimi in turški vpadi uresničile.

Osebno življenje

Johannes Kepler je leta 1597 sklenil svoj prvi zakon z Barbaro Müller. Takrat je bila stara 25 let, bila je vdova z otrokom. Skupaj sta živela skoraj 15 let in rodila pet otrok. Dva sta umrla v otroštvu. Leta 1611 je Barbara hudo zbolela. Za Johanna so bila to zelo težka leta. Skoraj istočasno izgubi šestletnega sina, ki je umrl zaradi črnih koz, in ženo. Leto in pol kasneje se Johann ponovno poroči z žensko po imenu Susanna. V tem zakonu je bil srečnejši. Žena se je izkazala za dobro mater njegovih otrok, zelo prijazna in skrbna.

Priznanje in izgnanstvo

Johann je svoje prvo znanstveno delo "Skrivnosti vesolja" poslal Galileju in astronomu Tychoju Braheju. Galileo je zelo pohvalil Keplerjev heliocentrični pristop, vendar je kritiziral njegovo mistično numerologijo. Tudi Tycho tega ni podprl, saj je menil, da so te izmišljotine premišljene. V celoti je cenil izvirnost razmišljanja genialnega znanstvenika. Začela sta si dopisovati. Kepler se ni mogel ustrezno prepirati z Brahejem, ker ni imel natančnih podatkov in opreme, s katerimi je imel na razpolago ugledni astronom.

V tem času se v mestu, kjer je znanstvenik živel s svojo družino, začne povečevati napetost. Med protireformacijo so poskušali prisiliti Keplerja k katolištvu. Znanstvenik je to zavrnil in bil prisiljen pobegniti. Mimogrede, sem moral povabiti Tycho. Leta 1600 je Johann odšel v Prago. Tam je dobil mesto dvornega astronoma na dvoru cesarja Rudolfa II.

Znanstvenik se je končno lahko v celoti posvetil znanosti. Opazuje planete in piše razprave. Leto kasneje je nenadoma umrl Tycho Brahe. Kepler prevzame njegovo mesto kot cesarski matematik. Johann naj bi zaključil Brahejevo raziskavo na področju opazovanja Marsa in sestave Rudolfinovih tabel gibanja planetov. Potem je zelo skromno zaslužil. Neskončne vojne so izčrpale zakladnico in znanstveniku plačale prave penije. Da bi preživel svojo družino, se je Kepler posvetil horoskopom. Tu so pohlepni dediči Tycho zahtevali vse svoje delo zase. Johann se je moral izplačati. Naslednje desetletje je minilo v plodnem delu v korist znanosti. Znanstvenik ni le dokončal tistega, kar je Brahe začel, ampak je tudi dopolnil teorijo Nikolaja Kopernika s svojo predpostavko o eliptični orbiti, v kateri se planeti gibljejo okoli Sonca.

Leta 1609 je objavil prvi in drugi zakon Keplerja o gibanju planetov, ki je rezultat njegove eliptične teorije. Po preučitvi podatkov o orbiti Marsa je znanstvenik 15. maja 1618 odkril tretjo od zakonov, imenovanih po njem. Opisal ga je v delu "Harmonices Mundi libri V" (Svetovna harmonija). Leta 1621 je obogatil Kopernikovo doktrino s tezo, da sila, ki izvira iz sonca, povzroči premikanje planeta. Njegovi matematični in astronomski premisleki so imeli v prihodnjih stoletjih velik vpliv na nadaljnji razvoj fizike. Pomemben preobrat v znanstveni epistemologiji našega časa je pomenil dosledno obdelavo rezultatov njegovih raziskav.

Kepler je znanje in izkušnje, pridobljene z znanstvenim opazovanjem, cenil nad nasprotujočimi si trditvami cerkvenih in posvetnih oblasti. Zato je vse bolj prihajal v konflikt z njimi. Zaradi tega se je bil leta 1611 prisiljen preseliti v Linz, kjer je začel delati kot matematik. Leta 1615 je razvil Keplerjevo pravilo sodov. To je postal njegov najpomembnejši prispevek k matematiki. Z njeno pomočjo je bilo mogoče izračunati površine in prostornine. V prihodnosti je spodbudil odkritje Simpsonove formule in bil pomemben korak k ustvarjanju integralnega računa. Med letoma 1618 in 1621 je Kepler napisal Epitome Astronomiae Copernicae (oris koperniške astronomije), v katerem je povzel vsa svoja odkritja. Ta knjiga je postala prvi učbenik o heliocentričnem svetovnem nazoru.

Leta 1626 so protireformacija in njeni fanatiki prisilili znanstvenika, da zapusti Linz. Po več potovanjih je leta 1627 izdal Rudolfinove tabele, ki so več kot tri stoletja služile kot osnova za astronomske izračune. Leto kasneje se je Kepler naselil v Saganu (Šlezija), kjer je delal kot matematik na dvoru kneza Albrechta Wenzela Eusebija von Wallensteina (1583-1634). S svojim uvodom v logaritemsko računalništvo je prispeval k širjenju te nove vrste računanja v Nemčiji. Kepler je optiko postavil tudi kot predmet znanstvenih raziskav in s teleskopom dokazal odkritja svojega sodobnika Galilea Galileija.

Med opazovanjem Marsa je Johannes Kepler izpeljal novo formulo. Njegovo bistvo je bilo, da je hitrost gibanja planeta obratno sorazmerna z njegovo oddaljenostjo od Sonca. Leta 1611 je znanstvenik napisal fantastično knjigo o poletu na Luno "Sanje ali Posthumni esej o lunarni astronomiji." Strokovnjaki menijo, da je to prvo literarno delo v žanru znanstvene fantastike. Johann je v tem romanu opisal vse dogodke z vidika astronomije. To delo je postalo eden od vzrokov tragedije v življenju znanstvenika in posredni vzrok njegove smrti.

Keplerjeva skrivnost

V obdobju od 1615 do 1621 je Kepler delal na neverjetno pomembnem znanstvenem eseju "Kopernikanska astronomija", ki je izšel v treh zvezkih. Obstajali so podrobni opisi vseh treh zakonov gibanja planetov in vsa Keplerjeva odkritja na področju astronomije. Te knjige so bile takoj prepovedane.

V tistih časih je bila povezava med znanstveno fantastiko in čarovništvom dokazano dejstvo za veliko večino ljudi. Znanstvenik je zanikal trenutno dolgoletno prepričanje, da se sonce vrti okoli zemlje. Bil je prvi, ki se je poglobil v astrofiziko in razvil znanstveni način napovedovanja mrkov. Keplerjeve zamisli so bile za tisti čas preveč radikalne. Ni presenetljivo, da je bil znanstvenik osumljen čarovništva.

V 14. in 15. stoletju je Evropo zajela histerija lova na čarovnice. Ob najmanjšem sumu so bile ženske usmrčene zaradi "zarote s hudičem". Običajno je bilo, da so visoki člani kraljeve in duhovščine izvajali eksorcizme nad ženskami, za katere menijo, da so obsedene. Prisotnim so pokazali žuželke, ki so jim prilezele iz ust, ko so jih »pregnali iz demonov«. Na stotine tisoč žensk je bilo obtoženih čarovništva in spoznanih za krive. Brutalno so jih mučili in nato usmrtili.

Na tem valu Katharina Kepler, zeliščarka in Johannova mama, ni ušla težavam. Bila je ena najstarejših prebivalk nemškega mesta Leonberg in je bila znana po svojem drznem vedenju. Vsi so vedeli za njene talente pri zdravljenju in lajšanju trpljenja s pomočjo zeliščnih mešanic njenega lastnega pripravka. Eden od Katharininih prijateljev in strank jo je prijavil inkviziciji in jo obtožil čarovništva.

Pravzaprav je bil washo zelo preprost. Ta ženska, po imenu Ursula Reinhold, je bila sestra vaškega brivca. Moža je prevarala in zaradi tega zanosila. Prišla je k prijateljici Katharini z zahtevo, da ji pomaga pri splavu. Zavrnila je. Ursula je bila besna. Splav je naredila sama, neuspešno. Zaradi tega je zbolela in je, ker je želela skriti posledice, obtožila svojo bivšo punco, da jo je ujela.

Kot je pogosto v majhnih mestih, se je takoj zbralo veliko ljudi, ki so želeli očrniti žensko. Eno dekle je izjavilo, da ji je otrpela roka, potem ko jo je udarila Katarina. Učiteljica je povedala, da je postal žrtev čarovnice, češ da ga je zmešala in si poškodoval nogo. Bili so tudi drugi, ki so Katarino "videli" hoditi skozi zaprta vrata. Mnogi so trdili, da je bila vzrok smrti dojenčkov in kuge živine.

Sumi je bila dodana teža dela njenega sina Johanna. Zlasti njegova knjiga o potovanju na Luno. Pripoveduje zgodbo mladega astronoma, ki gre na ta planet. Pri tem mu pomaga mama, zdravilka in zeliščarka, ki lahko prikliče žgane pijače. Knjiga je veljala za avtobiografsko in je služila kot dobra podpora obtožbam. Johannova mama je bila aretirana.

Ubogo žensko so brutalno mučili, da je priznala vse absurdne obtožbe. Sin je priskočil na pomoč. Johannes Kepler se je v celoti posvetil zaščiti svoje ljubljene matere. Dokazal je, da je Ursula dejansko splavila. Deklica je otrpnila zaradi dejstva, da je nosila preveč težkih opek. Učitelj je šepal, ker se je spotaknil in si poškodoval sklep.

Sojenje je trajalo celo leto. Nazadnje, po zaslugi junaškega truda svojega sina, je bila Katarina oproščena vseh obtožb. Izpuščena je bila. Zapor in mučenje sta hudo poškodovala njeno zdravje. Manj kot leto dni kasneje je ženska umrla. Kepler je preostanek svojega življenja komentiral svojo knjigo The Dream. Fanatično je poskušal zagotoviti, da je bilo vse, kar bi lahko vodilo do vraževernih interpretacij, skrbno razloženo. Johann je napisal številne dodatke, v katerih je opisal stroge znanstvene razloge za uporabo vseh svojih simbolov in metafor. Kljub temu lahko tudi zdaj najdete tiste, ki menijo, da je Kepler čarovnik in mislijo, da je svojo grozljivo skrivnost čarovnika odnesel s seboj v grob.

Dediščina

Dela znanstvenika so dragocena do danes. Na primer na področju simetrije, kristalografije in teorije kodiranja. Kepler je prvi uporabil izraz "aritmetična sredina". Njegova zasluga je tudi ustvarjanje prve tabele logaritmov. Kepler je ogromno prispeval k razvoju geometrije. Po njegovi zaslugi se je pojavil koncept fokusa stožčastega prereza in neskončno oddaljene točke. Izraz "vztrajnost" je uvedel Johannes Kepler in je tako kot njegov kolega Galileo odkril prvi zakon mehanike. Naslednji dosežek velikega znanstvenika je skoraj postal zakon gravitacije. Lahko ga je razložil, vendar ga ni mogel utemeljiti z matematičnega vidika. Johannes Kepler je prvi predlagal, da je plima in oseka vpliv lune na zgornje plasti oceanov. Newton je šele 100 let kasneje naredil podobno domnevo.

Kepler je bil tisti, ki je predstavil koncept loma svetlobe, "optična os", "meniskus", predstavil splošno teorijo leč in sistemov. V celoti je opisal celotno načelo mehanizma vida, določil vlogo leče, določil vzroke kratkovidnosti in hiperopije. Zahvaljujoč njegovim raziskavam je bil izumljen teleskop.

Smrt znanstvenika

Leta 1630 se je Kepler odločil za plačo v Regensburgu, k cesarju. Na poti se je Johann močno prehladil in umrl. Vse, kar je največji genialni znanstvenik zapustil svojim otrokom: pohabljena oblačila, skromna količina denarja in rokopisi. Kasneje so bili vsi objavljeni v 22 zvezkih. Znanstvenik tudi po njegovi smrti ni imel sreče. Med tridesetletno vojno je bilo pokopališče, kjer je bil pokopan, popolnoma uničeno. Njegov grob ni preživel. Ostal je le natpis, ki ga je sam zapisal: »Izmeril sem nebo, zdaj pa merim sence. Moj um je v nebesih in moje telo počiva na zemlji."

Zgodovina pozna veliko genijev, ki jih sodobniki niso razumeli, cenili in celo preganjali. Preberite naš članek žalosten padec genija: kaj je šlo Nikolaju Tesli narobe.