约翰·开普勒（1571-1630年），德国近代著名的天文学家、数学家、物理学家和哲学家。被后世的科学史家称为“天上的立法者”。
一、约翰·开普勒的生平
1571年12月27日，开普勒出生在德国威尔德斯达特镇的一个贫民家庭。他的祖父曾是当地颇有名望的贵族。但当开普勒出生时，家道已经衰落，全家人就靠经营一家小酒店生活。开普勒是一个早产儿，体质很差。他在童年时代遭遇了很大的不幸，4岁时患上了天花和猩红热，虽侥幸死里逃生，身体却受到了严重的摧残，视力衰弱，一只手半残。每天放学后开普勒就主动帮助父母料理酒店，而且还一直坚持努力学习，成绩一直名列前茅。从小就受到的良好的神学和数学教育，为开普勒后来取得巨大成就打下坚实基础。
开普勒
1587年，开普勒进入蒂宾根大学。在大学学习期间，他受到天文学教授麦斯特林的影响，成为哥白尼学说的拥护者，同时对神学的信仰发生了动摇。大学毕业后，开普勒获得了天文学硕士的学位，被聘请到格拉茨新教神学院担任教师。
1596年，开普勒的处女作《宇宙的神秘》出版，书中他利用正四面体、正方体、正八面体、正十二面体（12个五边形）、正二十面体（20个三角形）及六个球体嵌套起来，解释各行星的哥白尼轨道，其误差不超过5%。这一纯粹几何型的宇宙构想虽然没有实际意义，但他的数学才能和丰富的想像力，引起了第谷和伽利略的赞许。
后来，由于学校被天主教会控制，开普勒离开神学院前往布拉格，与卓越的天文观察家第谷一起专心地从事天文观测工作。1600年，开普勒成为第谷的助手。正是第谷发现了开普勒的才能。在第谷的帮助和指导下，开普勒的学业有了巨大的进步。1601年第谷去世后，开普勒继承了宫廷数学家的职位和第谷未完成的工作。
第谷
开普勒对光学也很有研究。1604年发表《对威蒂略的补充——天文光学说明》。1604年9月30日，开普勒发现一颗非常亮的新星，通过17个月的观测，将观测结果公之于众。历史上称它为开普勒新星，这是银河系内的一颗超新星。
1609年，开普勒在发表的伟大著作《新天文学》中提出了他的前两个行星运动定律。行星运动第一定律认为每个行星都在一个椭圆形的轨道上绕太阳运转，而太阳位于这个椭圆轨道的一个焦点上。行星运动第二定律认为行星运行离太阳越近则运行就越快，行星的速度以这样的方式变化：行星与太阳之间的连线在等时间内扫过的面积相等。10年后开普勒发表了他的行星运动第三定律：行星距离太阳越远，它的运转周期越长；运转周期的平方与到太阳之间距离的立方成正比。
1611年，皇帝鲁道夫二世被其弟逼宫退位。开普勒也从此结束了御用数学家的生涯。1612年他移居到奥地利的林茨，继续研究天文学。这段时间，开普勒出版了《光学》一书，这是一本阐述近代望远镜理论的著作，他把伽利略望远镜中的目镜由原来的凹透镜改成小凸透镜，这种望远镜被称为开普勒望远镜。
1618年，30年战争爆发，开普勒被迫离开林茨，前往意大利波伦那大学任教。即使在这样颠沛流离的环境下，开普勒依然以持之以恒的精神和孜孜不倦的研究去攻克天文学上的难关。
1625年，他写了题为《为第谷·布拉赫申辩》的著作，驳诉了乌尔苏斯对第谷的攻击，因而受到了天主教会的迫害。天主教会将开普勒的著作列为禁书。1626年，一群天主教徒保围了开普勒的住所，扬言要处决他。后来，开普勒因为曾担任皇帝的数学老师而幸免于难。
1629年，开普勒出版的《稀奇的1631年天象》中预言1631年11月7日水星凌日现象，12月6日金星也将凌日，果然如期观测到了水星凌日。
1630年11月，因数月未得到薪金，生活难以维持，年迈的开普勒不得不亲自到里根斯堡索取。不幸的是，他刚刚到那里就抱病不起。1630年11月15日，开普勒在一家客栈里悄悄地离开了世界。他死时，除一些书籍和手稿之外，身上仅剩下了7分尼（1马克等于100分尼）。
二、开普勒的科学成就
开普勒深受柏拉图和毕达哥拉斯神秘主义宇宙结构论的影响，以数学的和谐性去探索宇宙。《宇宙的秘密》一书中，开普勒用古希腊人已经发现的五个正多面体，跟当时已经证实的六颗行星的轨道套叠，从而解释了太阳系中包括地球在内恰好有六颗行星以及它们的轨道大小的原因。
开普勒在伽利略的影响下，通过对行星运动进行深入的研究，抛弃了柏拉图和毕达哥拉斯的学说，逐步走上真理和科学的轨道。1604年9月30日发现超新星爆发，并做了长达17个月的观测，他把这次观测结果写入了1606年发表的《蛇夫足下的新星》一文中。1607年观测到彗星即后来的哈雷彗星等，他将伽利略望远镜中的凹透镜目镜改为小凸透镜，后人称它为开普勒望远镜。1611年出版《屈光学》一书阐述望远镜理论，还清晰地引入了光线概念，研究了大气折射，提出了在小角度情况下折射角与入射角成正比，提出了光的照度定律、视觉理论等等，开普勒将火星轨道确定为椭圆，并用三角定点法测出地球的轨道也是椭圆，断定它运动的线速度跟它与太阳的距离有关。1609年，开普勒出版了《新天文学》一书，提出了著名的开普勒第一和第二定律。而开普勒第三定律则是在1619年出版的《宇宙谐和论》中提出的。
哥白尼学说认为天体绕太阳运转的轨道是圆形的，且是匀速运动的。开普勒第一和第二定律恰好纠正了哥白尼的上述观点的错误，对哥白尼的日心说做出了巨大的发展，使“日心说”更接近于真理。更彻底地否定了统治千百年来的托勒密地心说。开普勒还指出，行星与太阳之间存在着相互的作用力，其作用力的大小与二者之间的距离长短成反比。
开普勒不仅为哥白尼日心说找到了数量关系，更找到了物理上的依存关系，使天文学假说更符合自然界本身的真实。开普勒在完成三大定律时曾说道：“这正是我16年前就强烈希望探求的东西。我就是为了这个目的同第谷合作的……现在大势已定！书已经写成，是现在被人读还是后代有人读，于我却无所谓了。也许这本书要等上100年，要知道，大自然也等了观察者6000年呢！”
在第谷的工作基础上，开普勒经过大量的计算，编制成《鲁道夫星表》，表中列出了1005颗恒星的位置。这个星表比其他星表要精确得多，因此直到18世纪中叶，《鲁道夫星表》仍然被天文学家和航海家们视为珍宝，它的形式几乎没有改变地保留到今天。
开普勒主要著作有《宇宙的神秘》《光学》《宇宙和谐论》《哥白尼天文学概要》《彗星论》和《稀奇的1631年天象》等。其中，在《宇宙和谐论》中，开普勒找到了最简单的世界体系，只需7个椭圆就可以描述天体运动的体系了；在《彗星论》中，他指出彗星的尾巴总是背着太阳，是因为太阳排斥彗头的物质造成的，这是距今半个世纪以前对辐射压力存在的正确预言；此外，开普勒还发现了大气折射的近似定律。
开普勒通过数学规律和“鲁道夫星表”使宇宙体系获得了一个有序的图景。他还进一步寻求行星绕日体系的形成原因，提出磁力说。他在《哥白尼天文学概论》（1618—1621年）一书中根据吉伯的地球是大磁体的观点，提出了自己的设想来解释行星绕日椭圆形轨道的物理原因：从太阳的“运动精灵”处发出轮辐式力线，由于太阳绕其轴自转，这些直的力线对各行星施加一种“推力”。每个行星犹如一块大磁体，其磁轴在空中运行时始终不变，即太阳排斥其中一极而又吸引另一极。他认为“重力是趋于结合或合并的同类物体之间的相互作用，类似于磁。”这些对于万有引力与重力的物理性质的早期思考，推动了万有引力的研究。
不仅在天文学上，开普勒在光学领域的贡献也是非常卓越的。他是近代光学的奠基者。他研究了小孔成像，并从几何光学的角度加以解释说明。他指出光的强度和光源的距离的平方成反比。开普勒研究过光的折射问题，认为折射的大小不能单单从物质密度的大小来考虑。例如油的密度比水的密度小，而它的折射却比水的折射大。1611年，开普勒发表了《折光学》一书，阐述了光的折射原理，为折射望远镜的发明奠定了基础。他最早提出了光线和光束的表示法，还成功地改进了望远镜。开普勒还对人的视觉进行了研究，纠正了以前人们所认为的视觉是由眼睛发射出光的错误观点。他认为人看见物体是因为物体所发出的光通过眼睛的水晶体投射在视网膜上，并且解释了产生近视眼和远视眼的原因。
马克思高度评价了开普勒的品格，称他是自己所喜爱的英雄。
为了纪念开普勒的功绩，国际天文学联合会决定将1134号小行星命名为开普勒小行星。
开普勒第一定律是：所有行星绕太阳运转的轨道是椭圆的，其大小不一，太阳位于这些椭圆的一个焦点上。
开普勒第二定律这样断定：向量半径（行星与太阳的连线）在相等的时间里扫过的面积相等。由此得出了以下的结论：行星绕太阳运动是不等速的，离太阳近时速度快，离太阳远时速度慢。这一定律进一步推翻了唯心主义的宇宙和谐理论，指出了自然界的真正的客观属性。
开普勒第三定律：行星公转周期的平方与行星和太阳的平均距离的立方成正比。这一定律将太阳系变成了一个统一的物理体系。
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第谷和开普勒的关系是怎样的？
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开普勒说：“第谷是个富翁，但他不知道怎样正确地使用这些财富。”
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1601年，在第谷观测到第777颗天体时，就离开了人间。临终前，他将自己一生全部的观测资料交给他发现的“新星”——开普勒，希望他继续他的工作。
4楼昵称：可可
第谷和开普勒两位伟大的人物，被誉为天文学界的双星。第谷有一双敏锐的眼睛，善于观察、持之以恒，而且观测数据准确可靠，但他缺乏开普勒的数学才能。开普勒的眼睛不好，但他借助了第谷的慧眼，而把自己的精力放在理论概括和计算方面，所以他取得了成功。但是如果没有第谷丰富而可靠的第一手天文观测资料，开普勒的理论研究也就成了无源之水、无本之木，那么就只能沉溺于空想之中。
5楼昵称：草根
第谷与开普勒的结合是科学史上观测数据与数学概括相结合、理论与实践相结合的光辉典范，也是后人科研协作、集体创造、相得益彰、珠联璧合的楷模。
开普勒一生穷困潦倒，纯粹的天文学研究是只会花钱不能挣钱的事情，他又很少遇到财力雄厚、生性慷慨的赞助人，因此他需要用星占学来挣钱。他那句“星占学女儿不挣钱来，天文学母亲就要饿死”的名言就是这样来的。
1608年，开普勒为一位“不想说出姓名”的贵族算命，这种匿名的算命当时很流行，开普勒当时知道此人就是捷克的贵族瓦伦斯坦因，但他并没有说破。他说此人有“争名夺利的强烈愿望”，将会“被暴徒推为首领”等。16年后，开普勒的预言基本应验了，此时的瓦伦斯坦因已经是神圣罗马帝国的“弗里德兰和萨冈公爵、最高统帅、大洋和波罗的海将军”，并即将出任联军统帅，他再次派人找开普勒，要求“补充未来命运的细节”。但是，开普勒拒绝了，他说，如果现在还相信命运是由星辰决定，那些人“就还未将上帝为他点燃的理性之光放射出来”。
