窮究天理(8):開普勒三定律

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窮究天理(8):開普勒三定律

蔣聞銘

第穀的觀測數據,他死後傳到了開普勒手上。說起開普勒,也是奇葩。羅素在《西方哲學史》裏,對開普勒的評價很有趣。他說一個人,沒什麽聰明才智,憑著勤奮努力一根筋,再加上好運氣,能有什麽樣的成就,就看開普勒。人類幾千年,隻要問什麽最完美,答案肯定是圓。所以地心說也好,日心說也罷,大家想都不想,就認定了天體做勻速圓周運動。

開普勒不知道為什麽,不愛足球偏愛橄欖球。他異想天開,拿著從第穀那兒得來的數據,用橢圓去描行星的軌道。不成想真被他蒙對了,這一描,描出了開普勒行星運動的三大定律。第一大定律,是行星繞太陽轉,軌道不是圓,是橢圓,太陽在橢圓的一個焦點上;第二大定律,一定的時間段,行星和太陽連線,掃過的麵積是固定的;第三大定律,行星繞太陽一周用的時間,和它的橢圓軌道的長軸的二分之三次方成正比。開普勒的這三大定律,是近代科學史上開天辟地的大事。行星的位置用這三大定律算,怎麽算怎麽對,沒人能不同意。但是你要是問為什麽就有這三大定律,沒人答得上。事情到這裏,都還沒牛頓什麽事。

開普勒三定律,把哥白尼的靈機一動,弄成了沒人能反對的科學理論。是現代科學現代天文學當仁不讓的裏程碑。雖然行星繞太陽轉,地球降了格,不再是世界的中心。但是人非但沒有感到失落,反而從新興的科學理論中,找到了前所未有的自信。人在神麵前不再卑微,在自然的力量麵前感到的,不再是恐懼。人類能夠應用自己的聰明才智,去理解駕馭自然。培根說知識就是力量的時候,他表達的,是人類從科學的興起中新取得的強大無比的自信。 知識就是力量,是人類對大自然的宣戰書。

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所有跟帖: 

開普勒用記錄的數據總結岀來的經驗公式,這需要很大的運氣和恒心。這三大公式是牛頓二體問題解析解具有的性質。 -QualityWithoutName- 給 QualityWithoutName 發送悄悄話 QualityWithoutName 的博客首頁 (0 bytes) () 07/03/2024 postreply 07:19:00

對的。下一篇講伽利略和牛頓。:) -蔣聞銘- 給 蔣聞銘 發送悄悄話 蔣聞銘 的博客首頁 (0 bytes) () 07/03/2024 postreply 07:29:31

西方的天文學,包括哥白尼開普勒,還是幾何學。 開普勒三定律是幾何天文,本質上還屬於古代天文,沒有力的概念。 -蔣聞銘- 給 蔣聞銘 發送悄悄話 蔣聞銘 的博客首頁 (0 bytes) () 07/03/2024 postreply 08:43:11

二體問題的方程寫下來,性質就變了,就演變成了現代的天體力學。 -蔣聞銘- 給 蔣聞銘 發送悄悄話 蔣聞銘 的博客首頁 (0 bytes) () 07/03/2024 postreply 08:43:29

牛頓也沒有說天體之間的吸引是力的概念,因為牛頓時期“力”這個概念隻發生在接觸過程中,牛頓隻是 -jw2009- 給 jw2009 發送悄悄話 jw2009 的博客首頁 (101 bytes) () 07/04/2024 postreply 13:35:14

牛頓和開普勒的不同是牛頓使用了他自己發展出的力學三定律來幫助計算天體間的運動,取得了巨大的成功,但本質上卻是錯的。 -jw2009- 給 jw2009 發送悄悄話 jw2009 的博客首頁 (222 bytes) () 07/04/2024 postreply 13:59:46

要向第穀學,不要糾結於理論,認真觀察和收集數據:) -JSL2023- 給 JSL2023 發送悄悄話 (0 bytes) () 07/03/2024 postreply 08:09:37

第穀不單有觀測,而且有理論。他的理論,是讓所有的行星繞太陽,讓太陽繞地球。 -蔣聞銘- 給 蔣聞銘 發送悄悄話 蔣聞銘 的博客首頁 (0 bytes) () 07/03/2024 postreply 08:31:43

他這個理論當年被大多數人,包括天主教會當成了權威的理論。中國現在用的農曆,就是湯若望根據第穀的理論修訂的。 -蔣聞銘- 給 蔣聞銘 發送悄悄話 蔣聞銘 的博客首頁 (0 bytes) () 07/03/2024 postreply 08:32:07

那就是要自己發展更不靠譜的理論:) -JSL2023- 給 JSL2023 發送悄悄話 (0 bytes) () 07/03/2024 postreply 08:49:09

是阿,對一個普通人,廣義相對論和量子力學不單不靠譜,而且是荒唐致極。不是嗎?:) -蔣聞銘- 給 蔣聞銘 發送悄悄話 蔣聞銘 的博客首頁 (0 bytes) () 07/03/2024 postreply 08:53:19

對。在這方麵,我肯定是普通人:) -JSL2023- 給 JSL2023 發送悄悄話 (0 bytes) () 07/03/2024 postreply 09:05:46

要讀靠譜的,就讀我這一篇。要看不靠譜的例子,就看樓下的薛定諤的貓。:) -蔣聞銘- 給 蔣聞銘 發送悄悄話 蔣聞銘 的博客首頁 (0 bytes) () 07/03/2024 postreply 09:12:33

你都知道自己是靠譜的,會不會跟第穀的理論一樣實際上更不靠譜:) -JSL2023- 給 JSL2023 發送悄悄話 (0 bytes) () 07/03/2024 postreply 09:24:42

我就是做一點科普而已,這些文章,和第穀比誰更靠譜或者更不靠譜,我發瘋嗎? -蔣聞銘- 給 蔣聞銘 發送悄悄話 蔣聞銘 的博客首頁 (0 bytes) () 07/03/2024 postreply 14:32:13

你的科普靠譜:) -JSL2023- 給 JSL2023 發送悄悄話 (0 bytes) () 07/03/2024 postreply 15:09:03

如果你這句話是認真的,表明你對現代科學的理解非常淺。想想牛頓牛學的威力有多大? -QualityWithoutName- 給 QualityWithoutName 發送悄悄話 QualityWithoutName 的博客首頁 (0 bytes) () 07/03/2024 postreply 09:21:20

牛頓的理論是所有工程學的基礎,沒有牛頓力學就沒有火箭,衛星。豈是觀測可比的? -QualityWithoutName- 給 QualityWithoutName 發送悄悄話 QualityWithoutName 的博客首頁 (0 bytes) () 07/03/2024 postreply 09:24:18

看到了,是在回我:)不知道淺從那裏來?那牛頓沒有以前的積累,他就"天才"發明了?還是說有了牛頓,我們就不需要收集數據了? -JSL2023- 給 JSL2023 發送悄悄話 (51 bytes) () 07/03/2024 postreply 09:31:40

我的意思是,理論,規律的掌握更重要,更深刻,觀測是淺層次的認識,是為理論提供線索。 -QualityWithoutName- 給 QualityWithoutName 發送悄悄話 QualityWithoutName 的博客首頁 (0 bytes) () 07/03/2024 postreply 10:29:44

我隻是指出第穀的重要性,規律和理論是重要,沒有數據還不是照樣不完整。我認為沒有那個"更",它們本身就分不清,這個夠淺:) -JSL2023- 給 JSL2023 發送悄悄話 (0 bytes) () 07/03/2024 postreply 10:54:08

聽說開普勒偷了第穀的數據 -波粒子3- 給 波粒子3 發送悄悄話 (0 bytes) () 07/03/2024 postreply 10:22:45

第穀的理論是金星和水星繞太陽轉,其他行星和太陽仍然繞地球轉 -晚春就是牛- 給 晚春就是牛 發送悄悄話 (96 bytes) () 07/03/2024 postreply 13:15:07

很好的係列。為了觀察宏觀世界,發明了望遠鏡,突然有一天發現可以反轉做成顯微鏡,於是就有了更精彩的發現,還有光譜分析等。讚 -金筆- 給 金筆 發送悄悄話 金筆 的博客首頁 (0 bytes) () 07/03/2024 postreply 13:58:44

多謝肯定。 -蔣聞銘- 給 蔣聞銘 發送悄悄話 蔣聞銘 的博客首頁 (0 bytes) () 07/03/2024 postreply 14:33:54

沒有什麽隻是運氣,他也嚐試其他其形,隻有橢圓完美 -futufutu- 給 futufutu 發送悄悄話 (0 bytes) () 07/03/2024 postreply 16:27:34

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