Johannes Kepler

Izvor: Wikipedia
Johannes Kepler
Portret Johannesa Keplera iz 1610. godine (nepoznati autor)
Rođenje 27. decembar 1571. (1571-12-27)
Slobodni carski grad Weil der Stadt kraj Stuttgarta, SRC (danas dio regije Stutrgart u Baden-Württembergu, Njemačka)
Smrt 15. novembar 1630. (dob: 58)
Regensburg, Elektorat Bavarska, SRC (današnja Njemačka)
Prebivalište Württemberg; Štajerska; Češka; Gornja Austrija
Polje astronomija, astrologija, matematika i filozofija prirode
Alma mater Univerzitet u Tübingenu
Poznat po Keplerovi zakoni
Religija luteran

Johannes Kepler (Weil, 27. prosinca 1571. - Regensburg,15. studenog 1630.), njemački astronom.


Mnogo podataka o Johannesu Kepleru i njegovoj obitelji znamo iz horoskopa koje je sam pisao (Ti horoskopi će imati važnu ulogu u njegovom daljnjem životu, jer će mu izrada istih za brojne plemenitaše osigurati dovoljno sredstava za bavljenje pravim znanstvenim radom).

U njegovom horoskopu piše da je rođen 27. prosinca 1571. u 14.30, poslije trudnoće od 224 dana, 9 sati i 53 minute. Rođen je u njemačkom gradiću Weilu koji je u to vrijeme imao oko 200 stanovnika.

Iz horoskopa saznajemo da mu je djed Sebaldus Kepler bio krznar i gradonačelnik. Imao je dvanaestoro djece od kojih su prvo troje i posljednje umrli dok su bili u kolijevci. Johannesov otac Heinrich bio je četvrto dijete i ostao kao najstariji od preživjele braće i sestara. Bio je profesionalni vojnik. Kad je Johannesu bilo tri godine, otac mu odlazi u rat, u Nizozemsku protiv protestantskih pobunjenika. Godinu dana kasnije Johannesova majka se pridružuje mužu i ostavlja djecu baki.

Godinu kasnije roditelji se vraćaju i kupuju kuću u Leonbergu, ali uskoro otac ih opet napušta i pridružuje se u vojsci vojvode od Albe. Vraća se još jednom, prodaje kuću i kupuje krčmu. Taj mu posao ne ide i on 1588. napušta obitelj, koja ga više nikada nije vidjela. Do tada je Johannesova majka rodila sedmero djece, od kojih troje rano umire, a jedan sin je bio epileptičar. Ovo najkraće moguće sažimanje obiteljskog stanja pokazuje da Kepler nije imao sretno djetinjstvo, štoviše, takve burne promjene moraju utjecati na psihu djeteta. Njegova sreća je bila da su protestanti u to vrijeme nastojali solidno obrazovati siromašnu i nadarenu djecu. Kepler je, kao što vidimo, bio protestant, siromašan i nadaren, pa ga primaju u osnovnu školu, u kojoj je nastava održavana na latinskom. Poslije odlazi u bogoslovnu školu gdje maturira sa sedamnaest godina. Izobrazbu nastavlja na filozofskom fakultetu u Tübingenu, koji također vrlo brzo završava i prelazi na Teološki fakultet. Jasno je da on, iako je od najranijeg djetinjstva bio jako religiozan, nikada nije namjeravao postati svećenik, no u to siromašno doba nije bilo drugog načina da se obrazuje. Poslije četiri godine studija teologije, upravo kad je bio pred završnim ispitima, ponuđeno mu je mjesto profesora Protestantske škole u Grazu. Austrijski protestanti su se obratili Tübingenu, a profesori su ocijenili da će nezavisni, znatiželjni i prkosni Kepler, koji je javno branio Kopernika, biti bolji profesor nego svećenik.

Kepler je bio počašćen, no nije bio oduševljen – položaj je bio nizak. Na kraju su znatiželja i nezavisnost tog položaja prevagnuli i on prihvaća ponudu pod uvjetom da se može vratiti i završiti teološki studij.

Rad prije Brachea[uredi - уреди]

Profesor Kepler[uredi - уреди]

Predavanja matematike u Grazu ispala su veliko razočaranje za njega; Prve godine je imao malo studenata, a druge godine ni jednog. Tome je doprinijela njegova mentalna formacija neprilagođena pedagogiji. On je imao vrlo bujnu maštu, jako spregnutu sa osjećajima, tako da je njena krivudanja jedva on sam pratio. Često se uzbuđivao zbog malih stvari, nerazumljivih prosječnom đaku. Ti isti prosječni đaci ga često nisu razumijevali i bio im je smiješan.

Neuspjeh ga je tjerao u očaj i Kepler je molio svog profesora Mestlina da ga vrati. Uprava škole je međutim bila zadovoljna njime. Govorili su da to nije njegova krivica, i dodijelili su mu dodatna predavanja - retoriku i čitanje Virglija. Drugi dio njegovog posla svodio se uglavnom na "primijenjenu astronomiju", tj. astrologiju. Morao je spremati godišnje horoskope i kalendare. Kepleru je to bilo zanimljivo, uostalom dobivao je i 20 forinti po horoskopu, što je tada bila pristojna suma.

Sa prvim kalendarom/horoskopom je imao sreće; predvidio je dva događaja (koja su objektivno bila prilično izvjesna): Hoće li zima biti jaka i da će Turci napasti Austriju?

Oboje se ispunilo. U Alpama su ljudi umirali od hladnoće, a oko Beča su Turci palili i pljačkali. Tako mu je "pokćerka astronomije", kako je zvao astrologiju, neočekivano donijela popularnost i donekle financijsku sigurnost.

Pored predavanja i spremanja kalendara, Kepleru je ostalo dosta vremena i za kreativnu aktivnost. On nije prošao kroz neku školu istraživanja, i nije imao prilike pratiti rad nekog istraživača. Da je imao, vrlo je vjerojatno da ne bi otkrio svoje zakone, već bi išao stopama svojih prethodnika.

Važno je napomenuti da Kepler nije bio nepogriješivi istraživač. Štoviše, često se kaže da je on za svaki dobar korak napravio tri kriva. Samo što bi onaj jedan bio toliko dobar da mu se opraštaju sva tri kriva.

Kepler je bio vjerojatno najsistematičniji um u znanosti uopće. Godinama je izrađivao stotine stranica proračuna i nikada se nije zadovoljavao s osrednjim slaganjem teorije i promatranja. Ako se teorija ne bi točno prilagodila unutar područja promatranja, trebalo je potražiti druge mogućnosti. Koliko god su prvotna računanja tražila mnogo vremena i napora, ona su morala završiti točno. Upravo kako su Keplerovi uspjesi nadvladali njegove pogreške, tako je karakteristično da se uvijek pokoravao promatranjima, koja su prevagnula neobične plodove njegove svojevrsne (ne)stvarnosti.

I tako je Kepler počeo od praćenja proporcija brojeva i njihovih kvadrata tražeći podudarnosti oblika i njihovih kombinacija. Ta metoda je poznata kao "Pitagoriziranje". Danas je "pitagoriziranje" gubljenje vremena, no Kepler je prije četristo godina, polazeći upravo od Pitagore i Platona, uspio.

Jedna u nizu Keplerovih čudnih ideja je:

Kozmički pehar[uredi - уреди]

Kad je Kepler završio rukopis "Kozmičke misterije", dobio je dva mjeseca godišnjeg odmora da u Württembergu osigura objavljivanje. Time se bavi njegov profesor Mestlin, koji piše oduševljenu recenziju senatu sveučilišta i nadgleda tiskanje.

Za to vrijeme Kepler uvjerava Fridricha, kneza od Würtemberga, da se napravi pehar po njegovom kozmičkom modelu. Razni majstori bi trebali izraditi razne dijelove da se tajna pehara ne bi otkrila. Znaci planeta bi se izradili od dragog kamenja: Saturn od dijamanata, Mjesec od bisera, itd. Svaka sfera bi sadržavala drugo piće, koje bi skrivenim cijevima stizalo do slavina. Sunce bi sadržavalo aqua-vitu, Merkur brandy, Mjesec vodu itd.

Knez mu je naložio da napravi model od bakra, ukoliko mu se svidi dobit će sredstva da ga napravi od srebra. Kepler nije imao novca za bakar pa ga je izradio od papira raznih boja, ali znatno većeg nego što je trebao biti. Knezu se svidjelo, ali majstori tako nešto nisu mogli izraditi. Čak ni izmijenjeni model, bez pića, koji je Kepler opet napravio od papira. Umjesto dva, Kepler je ostao šest mjeseci, i vratio se neobavljena posla. Posao se vukao još godinama; Kepler je poslije nekog vremena napisao izvještaj i napustio rad na peharu. Šest mjeseci kasnije ponudio je model Sunčevog sustava i počeo se njime intenzivno baviti.

Školovanje kod Brachea[uredi - уреди]

Proučavajući dalje svoje ideje o tijelima i kuglama zapazio je da je Kopernik drugačije tretirao slučaj Zemlje od drugih planeta. To je potaklo Keplera, jer ako je Kopernik ovdje pogriješio i ako bi se Zemlja tretirala na isti način kao i svi drugi planeti, njegova bi se neobična teorija mogla bolje uskladiti s promatranjima. Zato se Kepler dao na određivanje točne staze Zemlje. Za ovo su mu bila potrebna najtočnija promatranja, pa je odlučio zamoliti Tycha Brachea da mu ustupi svoje knjige s mjerenjima.

Velika udaljenost od Graza, gdje je Kepler živio, do Danske možda bi ga spriječila da otputuje Tychu, ali Tycho se posvađao s mnogim ljudima u Danskoj i bojeći se da mu ne uzmu njegove instrumente napustio je Dansku 1597. godine i naselio se u Češkoj pred kraj XVI. stoljeća. Kepler je u međuvremenu pobjegao iz Graza zbog religioznih progona i došao u Prag u 4. veljače 1600. godine. Tako je Kepler mogao kontaktirati Tycha. No Tychu Bracheu nije padalo na pamet da Kepleru samo ustupi mjerenja, on je zahtjevao da mu se Kepler pridruži kao asistent i s njim provodi mjerenja. Pošto je Bracheov stariji asistent Longomontanus imao problema sa Marsom, njega dobiva ambiciozni Kepler. Ovaj izjavljuje da će odrediti parametre putanje za osam dana (čak su pale oklade). Posao je trajao šest godina. Sretna je okolnost što Kepler počinje sa Marsom, jer je on, ukupno gledano, najpogodniji za otkriće eliptičnosti.

Kepler tada pod Bracheovom, ne baš nježnom rukom, prolazi svoju prvu školu mjerenja. Deset mjeseci koliko su proveli zajedno (od ukupno 18) bilo je dovoljno da Kepler završi školovanje. To je moglo trajati i kraće da Kepler nije išao dva puta u Graz, dovesti ženu. U međuvremenu, Brache predlaže caru da uzme Keplera u službu.

Dva dana nakon Bracheove smrti, 6. studenog 1601., Kepler je imenovan Carskim matematičarom. Imao je 30 godina. Na samrtnoj postelji Tycho je zaklinjao Keplera da ne zaboravi sustav koji je on zastupao, da se Sunce okreće oko Zemlje, a da se svi ostali planeti okreću oko Sunca. Kepler je obećao da to neće zaboraviti, premda je bio svjestan da se ovaj sustav samo neznatno razlikuje od Kopernikova sustava. U svojim kasnijim radovima on se savjesno držao obećanja.

Važno je napomenuti da je Brache imao vrlo neugodnu narav i svatko tko je radio s njim je svaki dan bio obasipan bujicom uvreda. Time Keplerovo pridržavanje obećanja još više dobiva na težini i izvrsno je svjedočanstvo Keplerova karaktera (i neizmjernog poštivanja Tycha Brachea), kao i činjenica da je 25 godina poslije svoje velike planetarne tablice Tabuli Rudolphinae posvetio uspomeni na Tycha Brachea.

Rad poslije Bracheove smrti[uredi - уреди]

Knjige[uredi - уреди]

Kepler je objavio tri poznate knjige nakon Bracheove smrti:

Astrologija i drugi projekti[uredi - уреди]

Tokom 6 godina borbe sa Marsom, Kepler je također obavljao svoje dužnosti Carskog matematičara: Izdavao godišnje kalendare astroloških prognoza, radio horoskope ličnostima na dvoru i njihovim gostima, odgovarao na najrazličitija i brojna pitanja znatiželjnih važnih ličnosti. Napisao je dvije knjižice o astrologiji, jednu o kometima i jednu o obliku kristala snijega. Dosta se bavio pravim datumom Kristovog rođenja.

U to vrijeme je zapisao i nekoliko čudnih teorija za koje je zaslužan, već spomenuti, filozofsko-osjećajni dio njegovog karaktera:

Da protumači zašto planeti kruže oko Sunca, postavio je hipotezu da Sunce zrači neku vrstu "utjecaja", a zračenje bi bilo slično djelovanju žbica na kotaču. Zbog vrtnje Sunca žbice pritišću planete, gurajući ih oko gotovo kružnih staza. Zato je Kepler vjerovao da su uzroci kretanja planeta sile koje djeluju pod pravim kutovima na smjer od Sunca do planeta.

Kepler je vjerovao i da Sunce zrači nejednako u svim smjerovima i samo uzduž ravnina staza planeta. Ovo ga je dovelo do uvjerenja kako utjecaj Sunca opada s povećanjem udaljenosti ili jednostavno da je ona obrnuto proporcionalna udaljenosti. Gravitaciona teorija, naravno, zahtijeva da sila kojom djeluje Sunce opada obrnuto s kvadratom udaljenosti.

Čudna je anomalija da je Kepler, radeći po ovoj netočnoj osnovi, ipak došao do točnog rezultata, tj. da planeti opisuju iste površine u jednakim vremenima. (Drugi Keplerov zakon)

Do kraja života vjerovao je da brzine planeta opadaju obrnuto sa svojim udaljenostima od Sunca. Bila je čudna stvar da se ovaj zaključak nije mogao upotrijebiti od planeta do planeta, nego samo za isti planet na raznim daljinama od Sunca. Činjenica da periodi obilaska planeta oko Sunca ne ovise o kvadratu njihovih udaljenosti, pokazala bi Kepleru da njegova zamisao nije bila ispravna. Nasuprot tome, Kepler je otkrio najznačajniji odnos između perioda obilaska planeta i njihovih srednjih udaljenosti od Sunca: on kaže da je kvadrat perioda proporcionalan kubovima udaljenosti (Treći Keplerov zakon).

Još jedna izrazito čudna Keplerova zamisao je bila da period ophoda Merkura oko Sunca mora biti u istoj relaciji s iznosom rotacije Sunca, kao period ophoda Mjeseca oko Zemlje, kao iznos rotacije Zemlje. Ovo znači da bi se Sunce trebalo jedan put okrenuti oko svoje osi za oko 1/27 dio perioda ophoda Merkura, koji iznosi oko 88 dana; prema tome, Sunce bi se dakle jedan put okrenuti oko svoje osi rotacije za oko 3 dana. Galilejevo otkriće Sunčevih pjegi dovelo je do prvog određivanja rotacije Sunca, a ono je neposredno pokazalo da je ovo neobično shvaćanje bilo vrlo daleko od realnog.

Kepler također nikada nije napustio ideju o kocki, tetraedru itd., jer je razvio jednu novu čudnu teoriju, koja se očito mnogo bolje slagala s činjenicama. Smatrao je da planeti emitiraju neku vrstu harmonije analogne muzičkim tonovima, gdje bi jakost tona bila proporcionalna brzini planeta. Upotrebljavajući poznatu veličinu staza planeta, njihovih ekscentriciteta i njihovih perioda, on je dobio sistem tonova.

Planeti Merkur i Mars imaju prilično veliko područje tonova, jer su njihovi ekscentriciteti relativno veliki. Ovo znači da oni imaju relativno velike promjene svojih udaljenosti od Sunca, i zato, prema Kepleru, velike promjene u svojim brzinama i emisijama tonova. S druge strane. Venera ima vrlo mali ekscentricitet, pa se vrlo malo mijenja njena udaljenost od Sunca. Zato Venera emitira isti ton. Naravno, nije bilo slučaja da su se izračunati tonovi precizno slagali u frekvenciji s muzičkim tonovima koji su ovdje prikazani. Može li ovo dolaziti od greške promatranja? Danas smatramo da su dobiveni tonovi točno takvi kakvi bi trebali biti na prikladno tempiranoj skali i da zatim iz ovih unesemo maksimalne i minimalne udaljenosti planeta od Sunca. Kako se slažu rezultati uspoređeni s promatranjem? - Slaganje je zapanjujuće dobro, posebno zato što ideja nema nikakve fizičke podloge niti značaja.

Kepler je također u svom djelu "Sommnium" 200 godina prije svih započeo žanr znanstveno-fantastičnih romana.

Posljednje godine[uredi - уреди]

Nakon progona i bijega iz Linza Kepler dobiva dvije ponude: Sveučilište u Bologni mu nudi da naslijedi Maginija, a Lord Bacon ga poziva u Englesku. Obje je odbio - Isto kao što Galileo nikad ne napušta Italiju, Newton Englesku, tako ni Kepler tadašnje njemačko carstvo.

Nakon što je završio posao s Rudolfovim tablicama u Ulmu, odlazi u Prag gdje je u to vrijeme Car došao okruniti sina za kralja Češke. Tu sreće njegovog slavnog generala, grofa Walensteina. Prije 25 godina Walenstein je preko posrednika tražio od Keplera horoskop. Kepler je saznao o kome je riječ i proriče mu briljantnu budućnost vojskovođe. Šesnaest godina kasnije izrađuje mu još jedan. Kada su se susreli u Pragu, Walenstein mu predlaže da bude, pored carskog, i njegov privatni matematičar. Kako nije znao kamo će, Kepler pristaje.

Walenstein je bio potpuno nezainteresiran za znanost, samo su mu horoskopi bili važni. A kad ih je Kepler počeo pisati oprezno, Walenstein je od njega tražio podatke o položaju planeta koje je slao poslušnijim astrolozima..

Kepler tada sa svojim zetom počinje štampati «efemeride»; posao se svodio na to da na osnovu svojih Rudolfovih tabela izračunava detaljno kretanje planeta tokom godine, na osnovu čega se rade horoskopi. Te su knjige bile popularne, ali njihovo pripremanje je predstavljalo najniži nivo do kojeg se on spustio.

To ga je dovelo do psihičkog stanja u kojemu će iskoristi prvu priliku da ode - bilo kuda. Planira otići u Ratisbonn i utjerati od cara 12000 florina duga. Putovao je na jednoj ragi koju u Ratisbonnu prodaje za dva florina. Tri dana kasnije dobiva groznicu i nekoliko dana kasnije, 15. studenog 1630., umire u pedesetoj godini. Car mu je ostao dužan, ne samo onih 12000 florina.

Literatura[uredi - уреди]

  • Fred Hoyle – Astronomija (Mladost, Zagreb, 1971.)
  • Milorad Mlađenović – Koraci otkrića prirode (Biblioteka Giordano Bruno,Gradina 1991.)