گروه نرم افزاری آسمان

.VIII- کپلر: 1571-1630


رفتن تیکو به پراگ به سود علم تمام شد، زیرا در آنجا بود که کپلر از مشاهدات او بهره برد و از آنها قوانین مربوط به سیارات را، که به فرضیه جاذبه نیوتن انجامید; استنتاج کرد. اساس علم نجوم جدید بر پایه اقدامات براهه، کپلر، نیوتن، و کوپرنیک استوار است.
کپلر در وایل، نزدیک شتوتگارت، دیده به جهان گشود. پدرش افسری بود که بارها به جنگ رفته بود و این عمل را بر خانه ماندن ترجیح میداد. وی، پس از بازگشت، میخانهای باز کرد، و یوهان در آنجا به کار پرداخت. ولی کودک علیل بود، زیرا آبله دستهایش را فلج کرده و به قوه بینایی او آسیب رسانده بود. دوک ووتمبرگ عقیده داشت که او کشیش خوبی خواهد شد، و وسایل تربیتش را فراهم ساخت. در توبینگن، میخائل مستلین، که استاد علم نجوم بطلمیوسی بود، کپلر را در نهان به فرضیه کوپرنیک معتقد ساخت، و آن جوان به اندازهای به ستارگان علاقه پیدا کرد که از فکر هر گونه خدمت در کلیسا منصرف شد.
کپلر، پس از پایان تحصیل، در مدرسهای در گراتس، ستیریا، آموزگار شد و، در ازای 150 گولدن در سال و محل اقامت مجانی، به تدریس لاتینی، معانی و بیان، و ریاضیات پرداخت. گذشته از این، قرار شد با انتشار سالانه یک تقویم نجومی 20 گولدن نیز دریافت دارد. در بیست و پنج سالگی با زن بیست و سه سالهای ازدواج کرد که شوهر اول خود را به خاک سپرده و از دومی طلاق گرفته بود. این زن دختر خود را ضمن جهیز با خود آورد و کپلر، با گذشت روزگار، دارای شش فرزند شد. یک سال پس از ازدواج، او را مجبور کردند که، به سبب پیروی از آیین پروتستان، از گراتس خارج شود، زیرا فردیناند، مهیندوک جدید ستیریا،

کاتولیک متعصبی بود که به همه روحانیان و آموزگاران پروتستان دستور داد که از ستیریا بیرون بروند. کپلر، با انتشار میستریوم کوسمو گرافیکوم (اسرار کیهان نگاری) و تمجید از روش کوپرنیک (1596) باعث رنجش نیز شده بود. وی نسخه هایی از آن را با امید فراوان نزد براهه و گالیله فرستاد. پس از آنکه یک سال در فقر و نومیدی به سر برد، تیکو او را به پراگ دعوت کرد و بدین وسیله وی را از بیچارگی نجات داد. اما معاشرت با تیکو کار آسانی نبود; بر سر نان درآوردن و مذهب اشکالاتی بروز کرد; زنش دچار صرع شد. پس از مرگ تیکو، کپلر با 500 فلورن سالانه به جانشینی او انتخاب شد.
براهه یادداشتهای خود را برای او به جا نهاده بود، نه ابزارهایش را. کپلر، که قادر به خرید بهترین ابزارها نبود، خود را مجبور دید که مشاهدات براهه را مورد مطالعه قرار دهد و از خود چیزی بر آنها نیفزاید. وی مانند نیوتن نمیگفت که “من فرضیه به وجود نمیآورم”; بر عکس، فکر او پر از فرضیه بود. در این باره میگفت: “ذخیره فراوانی از توهمات دارم.” استعداد مخصوص او در امتحان کردن فرضیات بود; و اگر نتایجی که از آنها میگرفت مخالف پدیده های رصد شده بود، آن فرضیات را عاقلانه رد میکرد. ضمن جستجو در تهیه نقشه مدار مریخ، هفتاد فرضیه را در چهار سال مورد رسیدگی قرار داد.
سرانجام (1604) به کشف اساسی و بسیار مهمی نایل آمد، و آن اینکه مدار مریخ به دور خورشید بیضی است، نه دایره چنانکه منجمین از افلاطون گرفته تا کوپرنیک (به انضمام خود این دانشمند) چنین پنداشته بودند; تنها یک مدار بیضوی با رصدهای مکرر براهه و دیگران سازگاری داشت. کپلر، که دارای اندیشهای نیرومند بود، بیدرنگ این سوال را از خود پرسید: “آیا میتوان گفت که مدارهای کلیه سیارات بیضی هستند” برای بررسی این موضوع، همه رصدهای ضبط شده را آزمایش کرد و دریافت که سوال مذکور تقریبا به طور کامل با آن مشاهدات هماهنگی دارد. در رسالهای به زبان لاتینی، که درباره حرکات مریخ نوشت،1 دو قانون از “قوانین کپلر” را انتشار داد: 1- مدار هر سیاره به گرد خورشید بیضیی است که خورشید در یکی از کانونهای آن جای دارد. 2- شعاع حامل هر سیاره (خط واصل میان خورشید و سیاره)، در زمانهای مساوی، سطوح مساوی میپیمایند. از قانون اخیر چنین مستفاد میشود که شعاع حامل سیاره با سرعت ثابتی [مانند عقربه ساعت] نمیچرخد، بلکه سیاره هر چه به خورشید نزدیکتر باشد، بنابر فرمول لایتغیری، سریعتر حرکت خواهد کرد. کپلر اختلافات سرعت سیارات را چنین توجیه کرد: هر سیارهای ضمن نزدیک شدن به خورشید، بیشتر تحت تاثیر انرژی آن قرار میگیرد. در این مورد، از گیلبرت عقیدهای مربوط به جذب مغناطیسی را که بسیار شبیه فرضیه جاذبه نیوتن بود اقتباس کرد.

1.Astronomia nova de motibus stellae martis

هنگامی که امپراطور رودولف در گذشت (1612)، کپلر به لینتس رفت و دوباره با تدریس معاش خود را تامین کرد; و از آنجا که زنش مرده بود، دختر یتیم و بینوایی را به زنی گرفت. ضمن آنکه برای خانه تازه خود شراب تهیه میکرد، شیفته اندازه گیری محتویات چلیک، که پهلوهایی منحنی دارد شد. مقالهای که درباره این مسئله انتشار داد زمینه را برای کشت حساب بینهایتیک فراهم ساخت.
کپلر پس از آنکه ده سال مشغول مطالعه نسبت میان سرعت سیاره و اندازه مدار آن بود، در کتاب خود تحت عنوان هماهنگی جهان، سومین قانون خود را انتشار داد: نسبت مربعات زمانهای حرکت انتقالی هر دو سیاره به یکدیگر، مساوی است با نسبت مکعبات فواصل متوسط آنها از خورشید. (مثلا زمان حرکت انتقالی مریخ به طرزی قابل اثبات 1,88 بار بیشتر از حرکت انتقالی زمین است; مربع آن 3,53 است; جذر مکعب این عدد 1,52 است; یعنی فاصله متوسط مریخ از خورشید 1,52 بار بیشتر از فاصله متوسط زمین از خورشید است.) کپلر از اینکه توانسته بود حرکات سیارات را تحت نظم و قانون درآورد چنان مشعوف شد که هر سرعت مداری را به نتی در روی گام موسیقی تشبیه کرد، و نتیجه گرفت که حرکات مرکب “هماهنگی کرات” را به وجود میآورند، که فقط “روح” خورشید آن را درک میکند. کپلر رازوری را با علم درآمیخت و، مانند گوته، جوانمردانه گفت که عیوب افراد همانا عیوب زمان است، و حال آنکه محسناتشان متعلق به خود آنان است.
این گفته غرور آمیز کپلر را در کتاب هماهنگی جهان میتوانیم ببخشیم:
آنچه در عنوان این کتاب به دوستانم وعده دادم ... آنچه را که شانزده سال پیش به منزله نکتهای قابل تجسس دانستم چیزی که به خاطر آن به تیکو براهه پیوستم ... و بهترین قسمت عمرم را صرف آن کردم همه را سرانجام به اثبات رساندم ... هیجده ماه بیش نیست که خورشید بیحجاب به من جلوه کرد. هیچ چیز جلو مرا نمیگیرد; از دیوانگی مقدس خود لذت میبرم ... اگر مرا ببخشید، شادی میکنم، اگر به خشم آمدهاید میتوانم تحمل کنم. کار از کار گذشته است، کتاب نوشته شده است، اگر در این زمان یا در آینده خوانده شود، مهم نمیدانم; شاید هم یک قرن بگذرد تا خوانندهای پیدا شود، چنانکه خداوند شش هزار سال برای کاشفی صبر کرد!
در خلاصهای از نجوم کوپرنیکی، کپلر نشان داد که چگونه قوانینش روش کوپرنیک را تایید، ایضاح، و اصلاح میکنند. وی میگوید: “من آن را در ضمیرم به عنوان واقعیتی شناختم، و زیبایی آن را با لذتی باور نکردنی و فریبنده مشاهده میکنم.” این رساله جزو کتابهای ممنوع اعلام شد، زیرا در آن نوشته شده بود که فرضیه کوپرنیک به ثبوت رسیده است. کپلر، که پروتستانی پارسا بود، نگران نشد. تا مدتی از سعادت و شهرت برخوردار بود.
حقوق او به عنوان “منجم امپراطوری” معمولا پرداخت میشد. جیمز اول از انگلستان دوردست وی را دعوت کرد که دربار انگلستان را به قدوم خود مزین کند; ولی کپلر نپذیرفت و گفت مایل نیست

در جزیرهای زندانی شود.
کپلر، مانند اکثر مردم، به سحر و جادو عقیده داشت. مادرش را به جادوگری متهم کردند، و گواهان گفتند که گله یا خود آنها به سبب تماس خانم کپلر بیمار شدهاند. یکی از آنها سوگند خورد که دختر هشت سالهاش بر اثر جادوگری خانم کپلر بیمار شده است، و تهدید کرد که این “جادوگر”، اگر دخترش را معالجه نکند، بیدرنگ کشته خواهد شد. مادر کپلر همه این اتهامات را رد کرد، اما او را گرفتند، به زندان فرستادند، و در غل و زنجیر گذاشتند. کپلر در هر مرحلهای از این جریانات به خاطر او جنگید. دادستان پیشنهاد کرد که با شکنجه از آن زن اعتراف بگیرند. از این لحاظ او را به اطاق شکنجه بردند و ابزارها را به او نشان دادند، ولی او همچنان خود را بیگناه معرفی میکرد. پس از سیزده ماه حبس; سرانجام از زندان بیرون آمد، اما ظرف مدت کوتاهی درگذشت(1622).
این واقعه غمانگیز، و تاثیر جنگی که دامنه آن پیوسته گسترش مییافت، سالهای آخر عمر کپلر را تیره کردند. در سال 1620، لینتس به تصرف قوای امپراطوری درآمد، و مردم آن نزدیک بود از گرسنگی تلف شوند. در طی آنهمه هرج و مرج، وی همچنان مشاهدات براهه، دیگران، و خود را به صورت قانون درآورد و زیجهای رودولفی را تنظیم کرد و فهرست و نقشه های هزار و پنج ستاره را در آن جا داد. این زیجها مدت یک قرن از مراجع مهم به شمار میرفتند. کپلر در سال 1626 به اولم رفت. حقوقی که از امپراطور میگرفت به تعویق افتاده بود، و او برای معاش خانواده خود سخت به پول احتیاج داشت. از این رو والنشتاین، خواست که او را به عنوان منجم استخدام کند. والنشتاین این تقاضا را پذیرفت و او چند سال در دنبال! این سردار حرکت کرد، او را از اوضاع کواکب آگاه ساخت، و تقویمهای نجومی انتشار داد. در سال 1630 به رگنسبورگ رفت تا از دیت مواجب عقب مانده خود را مطالبه کند. این کوشش آخرین نیروهای جسمی او را تحلیل برد; به تب مبتلا شد و پس از چند روز، در پنجاه و نه سالگی، درگذشت (15 نوامبر 1630).
هرگونه اثر گور او در نتیجه جنگ از میان رفت.
وظیفه او، در تاریخ نجوم، میانجیگری میان کوپرنیک و نیوتون بود. وی با تعیین مدارهای بیضوی به جای مدارهای مدور، با فلکهای خارج از مرکز و اپیسیکلها1، و با قرار دادن خورشید در یک کانون بیضی، و نه در مرکز یک دایره، از کوپرنیک فراتر رفت. بر اثر این تغییرات، روش فلکهای تدویر را از اشکالات بسیاری که باعث طرد آن از طرف تیکو براهه شده بودند رها ساخت; همچنین کاری کرد که نظریه مربوط به خورشید مرکزی در این هنگام به سرعت قبول واقع شد. وی آنچه را که حدسی عالی بود به صورت فرضیهای با جزئیات

1. دایرهای که مرکزش روی محیط دایره بزرگتر است و در مدار دایره بزرگتری حرکت میکند. م.

جالب ریاضی درآورد. همو بود که قوانین مربوط به سیارات را برای نیوتن به جای گذاشت و باعث فرضیه جاذبه عمومی شد. ضمن آنکه ایمان مذهبی خود را پرشور و کامل نگاه داشت، جهان را به منزله دستگاه قانون و دنیای منظمی دانست که در آن یک سلسله قوانین بر زمین و ستارگان حاکم است. وی گفت:”آرزو دارم خدایی را که در جهان خارج و در درون خود مییابم بتوانم مشاهده کنم”