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위대한 과학자들의 전기
케플러 요한. 과학자의 전기
사망 직후 코페르니쿠스 그의 세계 체계에 기초하여 천문학자들은 행성 운동의 표를 편집했습니다. 이 표는 프톨레마이오스에 따라 편집된 이전 표보다 관찰 결과와 더 잘 일치했습니다. 그러나 얼마 후 천문학자들은 이 표와 천체의 움직임에 대한 관측 데이터 사이에 불일치가 있음을 발견했습니다. 선진 과학자들에게 코페르니쿠스의 가르침이 옳다는 것은 분명했지만, 더 깊이 조사하고 행성 운동의 법칙을 알아낼 필요가 있었습니다. 이 문제는 위대한 독일 과학자 케플러에 의해 해결되었습니다. 요하네스 케플러는 27년 1571월 1589일 슈투트가르트 근처의 작은 마을인 바일 데어 슈타트에서 태어났습니다. 케플러는 가난한 가정에서 태어났기 때문에 큰 어려움을 겪으면서 학교를 마치고 XNUMX년에 튀빙겐 대학교에 입학했습니다. 이곳에서 그는 열정적으로 수학과 천문학을 공부했습니다. 그의 스승인 Mestlin 교수는 비밀리에 코페르니쿠스의 추종자였습니다. 물론 대학에서 Mestlin은 프톨레마이오스에 따라 천문학을 가르쳤지만 집에서는 그의 학생에게 새로운 가르침의 기초를 소개했습니다. 그리고 곧 케플러는 코페르니쿠스 이론의 열렬하고 확고한 지지자가 되었습니다. Maestlin과 달리 Kepler는 자신의 견해와 신념을 숨기지 않았습니다. 코페르니쿠스의 가르침에 대한 공개적인 선전은 곧 그에게 지역 신학자들의 증오심을 불러일으켰습니다. 대학을 졸업하기 전인 1594년에 요한은 오스트리아 스티리아 주의 주도인 그라츠에 있는 개신교 학교에서 수학을 가르치기 위해 파견되었습니다. 이미 1596년에 그는 The Cosmographic Secret을 출판했는데, 그곳에서 그는 행성계에서 태양의 중심 위치에 대한 코페르니쿠스의 결론을 받아들이고, 행성 궤도의 거리와 구체의 반지름 사이의 연결을 찾으려고 했습니다. 다면체는 특정 순서로 새겨져 있으며 그 주위에 설명되어 있습니다. Kepler의 이 작업은 여전히 학문적, 준과학적 정교함의 모델이었음에도 불구하고 저자에게 명성을 가져다주었습니다. 그 계획 자체에 회의적이었던 덴마크의 유명한 천문학자이자 관찰자인 Tycho Brahe는 젊은 과학자의 생각의 독립성, 천문학에 대한 지식, 계산에 대한 기술과 인내심에 경의를 표하며 그를 만나고 싶다는 소망을 표명했습니다. 나중에 열린 회의는 천문학의 추가 발전에 매우 중요했습니다. 1600년에 프라하에 도착한 브라헤는 요한에게 하늘 관측과 천문 계산을 보조하는 직업을 제안했습니다. 그 직전에 브라헤는 조국인 덴마크를 떠나 그곳에 그가 지은 천문대에서 XNUMX년 동안 천문 관측을 수행했습니다. 이 천문대는 최고의 측정 장비를 갖추고 있었고 브라헤 자신이 가장 능숙한 관찰자였습니다. 덴마크 왕이 브라헤에게 천문대 유지비를 박탈하자 그는 프라하로 떠났다. 브라헤는 코페르니쿠스의 가르침에 매우 관심이 있었지만 지지자는 아니었다. 그는 세계의 구조에 대한 자신의 설명을 제시했습니다. 그는 행성을 태양의 위성으로 인식하고 태양, 달 및 별을 지구 주위를 도는 천체로 간주하여 그 뒤에 전체 우주의 중심 위치가 보존되었습니다. Brahe는 Kepler와 오랫동안 일하지 않았습니다. 그는 1601년에 사망했습니다. 그의 사후 케플러는 장기간의 천체 관측 데이터로 나머지 물질을 연구하기 시작했습니다. 케플러는 특히 화성의 운동에 관한 재료에 대해 연구하면서 놀라운 발견을 했습니다. 그는 이론 천문학의 기초가 된 행성 운동의 법칙을 도출했습니다. 고대 그리스의 철학자들은 원이 가장 완벽한 기하학적 모양이라고 생각했습니다. 그렇다면 행성도 역시 규칙적인 원(원)으로만 공전해야 하며, 케플러는 행성 궤도의 원형에 대한 고대부터 확립된 견해가 틀렸다는 결론을 내렸습니다. 계산에 의해 그는 행성이 원으로 움직이지 않고 타원으로 움직인다는 것을 증명했습니다. 닫힌 곡선은 그 모양이 원과 약간 다릅니다. 이 문제를 해결하기 위해 케플러는 일반적으로 말해서 상수 수학의 방법으로 풀 수 없는 경우를 만나야 했습니다. 문제는 편심원의 섹터 면적을 계산하는 것으로 축소되었습니다. 이 문제를 현대 수학 언어로 번역하면 타원 적분에 도달합니다. 당연히 Kepler는 구적법에서 문제에 대한 해결책을 제시할 수 없었지만, 그는 무한히 많은 수의 "실현된" 극소수를 합산하여 문제를 해결하고 발생하는 어려움 앞에서 물러서지 않았습니다. 현대에 대표되는 중요하고 복잡한 실제 문제를 해결하기 위한 이러한 접근 방식은 선사시대 수학적 분석의 첫 단계입니다. 케플러의 제XNUMX법칙은 태양이 타원의 중심이 아니라 초점이라는 특별한 지점에 있다고 제안합니다. 이것으로부터 태양으로부터 행성의 거리는 항상 같지는 않다는 결론이 나옵니다. 케플러는 행성이 태양 주위를 움직이는 속도가 항상 같은 것은 아니라는 것을 발견했습니다. 태양에 가까워질수록 행성은 더 빨리 움직이고 태양에서 멀어질수록 느려집니다. 행성 운동의 이러한 특징은 케플러의 제XNUMX법칙을 구성합니다. 동시에 Kepler는 근본적으로 새로운 수학적 장치를 개발하여 변수 수학의 발전에 중요한 단계를 이룹니다. 케플러의 두 법칙은 1609년 그의 유명한 "신천문학"이 출판된 이래 과학의 재산이 되었습니다. 그러나 이 놀라운 작품의 발표는 즉시 적절한 관심을 끌지 못했습니다. 위대한 갈릴레오조차도 그의 시대가 끝날 때까지 케플러의 법칙을 받아들이지 않은 것 같습니다. 천문학의 필요성은 수학의 계산 도구의 추가 개발과 대중화를 자극했습니다. 1615년에 Kepler는 비교적 작지만 매우 방대한 책인 "The New Stereometry of Wine Barrels"를 출판했습니다. 이 책에서 그는 통합 방법을 계속 개발하고 이를 적용하여 90개 이상의 회전체의 부피를 찾는 데 적용했습니다. . 같은 장소에서 그는 극단 문제도 고려하여 극소수 수학의 또 다른 지점인 미분학으로 이어졌습니다. 천문학적 계산의 수단을 개선할 필요성, 코페르니쿠스 시스템에 기반한 행성 운동 표의 편집은 케플러를 로그 이론과 실제에 대한 질문에 끌었습니다. 네이피어의 작업에서 영감을 받아 케플러는 순전히 산술적 기반으로 로그 이론을 독립적으로 구축했으며 도움을 받아 네퍼의 것과 비슷하지만 더 정확한 로그 테이블을 컴파일했습니다. 케플러는 천문학에서 로그 계산을 최초로 사용한 사람입니다. 그는 새로운 계산 수단 덕분에 행성 운동의 "루돌핀 테이블"을 완성할 수 있었습니다. 1604차 곡선과 천문학적 광학 문제에 대한 과학자의 관심으로 인해 그는 연속성의 일반 원리를 개발하게 되었습니다. 첫 번째는 두 번째에서 극한까지 전달하여 얻습니다. "Vitellius에 대한 추가 또는 천문학의 광학적 부분"(XNUMX)에서 Kepler는 원뿔 단면을 연구하면서 포물선을 무한히 먼 초점을 가진 쌍곡선 또는 타원으로 해석합니다. 이것은 수학 역사상 최초의 경우입니다. 연속성의 일반 원리를 적용하는 것. 무한대에 대한 개념의 도입과 함께 Kepler는 수학의 또 다른 분야인 투영 기하학을 만드는 데 중요한 발걸음을 내디뎠습니다. 케플러의 평생은 코페르니쿠스의 가르침을 위한 공개적인 투쟁에 바쳐졌습니다. 1617년 전쟁이 한창이던 1621-1000년, 코페르니쿠스의 책이 이미 바티칸의 "금단의 책 목록"에 있고 과학자 자신이 그의 인생에서 특히 어려운 시기를 겪고 있을 때 그는 " 코페르니쿠스 천문학에 관한 에세이'는 총 XNUMX페이지에 달하는 XNUMX개 호로 구성되어 있습니다. 책의 제목은 그 내용을 부정확하게 반영합니다. 그곳의 태양은 코페르니쿠스가 가리키는 자리를 차지하고 있으며, 갈릴레오가 발견한 목성의 행성, 달, 위성은 케플러가 발견한 법칙에 따라 순환합니다. 그것은 사실 새로운 천문학의 첫 번째 교과서였으며, 신념에 따라 코페르니쿠스주의자였던 케플러의 스승인 메스틀린이 프톨레마이오스의 천문학에 관한 교과서를 출판했을 때, 특히 혁명적 교리와 교회의 치열한 투쟁 중에 출판되었습니다! 같은 해에 케플러는 행성 운동의 제XNUMX법칙을 공식화한 "세계의 조화(The Harmony of the World)"도 출판했습니다. 과학자는 행성의 회전 시간과 태양으로부터의 거리 사이에 엄격한 관계를 설정했습니다. 두 행성의 공전 기간의 제곱은 태양으로부터의 평균 거리의 세제곱으로 서로 관련되어 있음이 밝혀졌습니다. 이것이 케플러의 제XNUMX법칙이다. 수년 동안 그는 "루돌핀 표"라는 제목으로 1627년에 출판된 새로운 행성 표를 편집하는 일을 했으며, 이 표는 수년 동안 천문학자들의 참고서였습니다. Kepler는 또한 다른 과학, 특히 광학 분야에서 중요한 결과를 얻었습니다. 1640년에 이미 그에 의해 개발된 굴절기의 광학 구성표는 천체 관측의 주요 구성표가 되었습니다. 천체 역학의 창조에 대한 케플러의 연구는 코페르니쿠스의 가르침을 승인하고 발전시키는 데 중요한 역할을 했습니다. 그는 특히 뉴턴의 만유인력 법칙 발견을 위한 추가 연구를 위한 기반을 마련했습니다. 케플러의 법칙은 여전히 그 중요성을 유지합니다. 천체의 상호 작용을 고려하는 법을 배운 과학자들은 자연 천체의 움직임을 계산할 때뿐만 아니라 가장 중요한 것은 우주선과 같은 인공 천체, 출현의 목격자도 계산하는 데 사용합니다. 그리고 우리 세대의 개선입니다. 행성 순환 법칙의 발견은 과학자의 수년간의 노력과 노력을 필요로 했습니다. 자신이 섬기는 가톨릭 통치자들과 동료 루터교 신자들의 박해를 모두 견뎌낸 케플러는 모든 교리를 받아들일 수 없었습니다. 프라하, 린츠, 울름, 사간 - 그가 일한 도시의 불완전한 목록. 케플러는 행성의 순환 연구뿐만 아니라 천문학의 다른 문제에도 관심이 있었습니다. 특히 혜성이 그의 관심을 끌었다. 케플러는 혜성의 꼬리가 항상 태양에서 멀어지는 방향을 가리키고 있다는 사실을 알고 꼬리가 태양 광선의 작용으로 형성된다고 추측했습니다. 그 당시에는 태양 복사의 성질과 혜성의 구조에 대해 알려진 것이 아무것도 없었습니다. 혜성 꼬리의 형성이 실제로 태양 복사와 관련이 있다는 것이 확립된 것은 XNUMX세기 후반과 XNUMX세기에 들어서였습니다. 과학자는 15년 1630월 XNUMX일 레겐스부르크를 여행하는 동안 제국 재무부가 수년 동안 그에게 빚진 급여의 적어도 일부를 얻으려고 시도했지만 헛되이 사망했습니다. 그는 태양계에 대한 우리 지식의 발전에 큰 공로를 가지고 있습니다. Kepler의 작품의 중요성을 높이 평가한 후속 세대의 과학자들은 그를 "하늘의 입법자"라고 불렀습니다. 왜냐하면 그가 태양계에서 천체의 움직임이 일어나는 법칙을 발견했기 때문입니다. 저자: Samin D.K.
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