天上的立法者——開普勒

周鐵樓

開普勒（Johannes Kepler 1571-1630）是德國十七世紀著名的天文物理學家、數學家和哲學家，尤其在天文學方面做出了巨大的貢獻。十六世紀的丹麥天文學家布拉赫（Tycho Brahe）曾觀察行星繞日運行的情況，寫下了精確的記錄。開普勒對這些記錄分析多年，得出了三條行星繞日運行定律。這是突破性的成就，他因此被後世科學史家譽為「天上的立法者」。

開普勒不僅是一位偉大的科學家，也是一位敬虔的基督徒。他於1619年出版了《宇宙的和諧》一書，書中寫道：「上帝我們的主何其偉大，祂的能力超凡，祂的智慧沒有窮盡。」「我相信，唯有單單事奉主耶穌……祂是我們的避難所，是我們的安慰。」

開普勒的童年和求學時代

開普勒於1571年12月27日出生在德國黑林山邊一個叫魏爾的小鎮，家境貧寒。他是個早產兒，體質很差。四歲時曾患天花和猩紅熱，雖然僥倖死裡逃生，身體卻受到了嚴重的摧殘，視力衰弱，一隻手半殘。但開普勒身上有一種頑強的進取精神，一直堅持努力學習。比起他的同學，他需要付出多一倍的時間和心力才能夠完成中學的課程。1589年，18歲的開普勒考進了蒂賓根（Tubingen）大學，主修哲學及神學，同時兼讀數學及天文學。好學不倦的他，努力學習和研究，並於1593年畢業。他原打算在路德會當牧師，但因在數學方面天賦極高，備受注意，1594年奧地利格拉茨的路德會中學有數學老師去世，就聘用開普勒任教數學。在格拉茨，開普勒出版了第一部重要著作：《宇宙的神秘》。

開創近代天文學

布拉赫（Tycho Brahe）是同時期的天文學家，他花了許多年時間觀測火星，又把觀察所得詳盡記錄下來。布拉赫讀到《宇宙的神秘》一書後，認為作者開普勒在數學和天文學方面天資極高，於是邀請他到布拉格附近的伊澤拉（現今捷克共和國境內）做他的助手，一起工作。當時，開普勒遭到宗教歧視，不得不離開格拉茨，就接受了布拉赫的邀請。布拉赫死後，開普勒繼承了他未竟的事業。

開普勒利用布拉赫的火星觀測資料，研究天體的運動規律，再根據自己的觀察做出結論。他有數學天賦，也有堅強的意志和無窮的求知慾。在分析布拉赫的火星觀測數據時，開普勒做了7,200個複雜的運算，可見他的工作能力和耐力卓爾不群。他最終研究出火星繞太陽運行的軌道不可能是正圓，只能是橢圓，太陽則位於橢圓的兩個焦點之一，這樣才符合觀測結果。

開普勒的研究方法別開生面。他假設自己站在火星上觀看地球，並計算出地球運行的速度跟它與太陽的距離成反比。

開普勒終於明白，太陽不僅是太陽系的中心，它又像一塊大磁鐵，繞著太陽的軸心轉動，它的作用力影響著其他行星的運行。

開普勒的三條有關行星繞日運行的定律（發表在他1619年出版的《宇宙的和諧》一書中），為現代天文學立下根基：

一、每顆行星以橢圓形的軌道環繞太陽而運行；

二、行星接近於太陽時，運行較快；

三、任何兩個行星旋轉周期的平方數的比率，與它們各自離太陽距離的立方數的比率相等。

開普勒並不明白太陽控制行星繞它運行的作用力是甚麼力。大約70年後，牛頓發現太陽的作用力仍是太陽的引力。牛頓仔細分析開普勒的三條行星繞日運行的定律後，提出萬有引力理論。

開普勒1630年病逝於布拉格，享年58歲。

開普勒的宗教信仰

在開普勒發表行星繞日運行的三大定律的前一年，30年的宗教戰爭爆發。那段時期（1618-1648年），歐洲發生宗教屠殺和劫掠，死傷枕藉，德國更失去了三分之一的人口。開普勒的母親被控行巫術，最後得以死裡逃生。

開普勒是路德會信徒，一生受盡宗教迫害和歧視。由於不肯歸信羅馬天主教，他被迫離開格拉茨，落得一無所有。有人來遊說他改變信仰，但開普勒認為崇拜偶像和聖人是不對的。開普勒對宗教歧視深惡痛絕，他認為天體既然能和諧並存，人類也該和諧共處。他信念堅定，不把迫害當一回事。他說：「為了信仰，為了基督的榮耀，而要和許多弟兄一起受苦，忍受迫害和羞辱，撇下房屋、田地、朋友、家人，我感到無上光榮。」（參《開普勒傳》，恩斯特肯納著）

開普勒堅信三位一體的上帝，認為可見的受造宇宙反映了三位一體這個神聖的奧秘：天父上帝是中心；子基督是圓周；聖靈是介於兩者的空間（〈不列顛百科全書〉，英文版）。他本打算作神學家，後來知道上帝要他在天文學上研究和事奉，好使人知道「諸天述說上帝的榮耀」。