"Кеплерийн хуулиуд" - энэ хэллэг нь одон орон судлалд дуртай бүх хүмүүст танил юм. Энэ хүн хэн бэ? Тэрээр ямар объектив бодит байдлын уялдаа холбоо, харилцан хамаарлыг дүрсэлсэн бэ? Одон орон судлаач, математикч, теологич, гүн ухаантан, тухайн үеийнхээ хамгийн ухаантай хүн Иоганнес Кеплер (1571-1630) нарны аймгийн гаригуудын хөдөлгөөний хуулийг нээсэн.
Аяллын эхлэл
Вейл дер Штадт (Герман) хотын уугуул Йоханнес Кеплер 1571 оны 12-р сард энэ ертөнцөд иржээ. Сул дорой, хараа муутай хүүхэд энэ амьдралд ялахын тулд бүх зүйлийг даван туулсан. Хүүгийн хичээл гэр бүл нь нүүж ирсэн Леонберг хотод эхэлжээ. Дараа нь тэр хэлний үндсийг сурахын тулд ахисан түвшний сургууль болох латин хэлний сургуульд нүүж, цаашдын хэвлэлд ашиглахаар төлөвлөжээ.
1589 онд Адельбург хотын Маулбронн хийдэд сургуулиа төгссөн. 1591 онд тэрээр Тюбингений их сургуульд элсэн орсон. Лютеранизмыг нэвтрүүлсний дараа гүнүүд үр дүнтэй боловсролын системийг бий болгосон. Ядуу хүмүүст зориулсан тэтгэлэг, тэтгэлгийн тусламжтайгаар эрх баригчид оролдсонИх дээд сургуулиудыг шашны ширүүн маргаантай үед шинэ итгэлийг хамгаалах чадвартай, сайн боловсролтой санваартнууд болгон бэлтгэж болох өргөдөл гаргагчаар хангах.
Боловсролын байгууллагад байх хугацаандаа Кеплер одон орон судлалын профессор Майкл Мостлины нөлөөнд автжээ. Сүүлд нь "Птолемейгийн дагуу" (төв дэх Дэлхий) оюутнуудад заадаг байсан ч гелиоцентрик (төв дэх нар) ертөнцийн талаархи Коперникийн үзэл бодлыг нууцаар хуваалцжээ. Польшийн эрдэмтний санаа бодлын талаархи гүнзгий мэдлэг нь Кеплерт одон орон судлалд ихээхэн сонирхлыг төрүүлэв. Тиймээс Коперникийн онолыг өөр нэг дэмжигч нь Нарны эргэн тойрон дахь гаригуудын хөдөлгөөний хуулийг биечлэн ойлгохыг эрмэлздэг байв.
Нарны аймаг бол урлагийн бүтээл
Хачирхалтай нь гаригийн хөдөлгөөний хуулийг хожим нээсэн хүн өөрийгөө мэргэжлээрээ одон орон судлаач гэж үзээгүй. Амьдралынхаа туршид Кеплер нарны аймаг бол ид шидийн үзэгдлүүдээр дүүрэн урлагийн бүтээл гэдэгт итгэдэг байсан тул санваартан болохыг мөрөөддөг байв. Одон орон судлаач Коперникийн онолыг сонирхож байгаагаа өөрийн судалгаанаас дүгнэлт хийхээсээ өмнө өөр өөр үзэл бодлыг судлах ёстой гэж тайлбарлав.
Гэсэн хэдий ч их сургуулийн багш нар Кеплерийг гайхалтай оюун ухаантай оюутан гэж ярьдаг. 1591 онд магистрын зэрэг хамгаалсан эрдэмтэн теологийн чиглэлээр үргэлжлүүлэн суралцжээ. Тэднийг дуусгах дөхөж байхад Грац дахь Лютеран сургуульд математикийн профессор нас барсан нь мэдэгдэв. Тюбингений их сургуулиас энэ албан тушаалд бүх чиглэлээр чадварлаг хүмүүсийг ажилд авахыг зөвлөжээ.төгсөгчдийн харилцаа. Тэгэхээр, гаригийн хөдөлгөөний хуулиудтай салах ёс гүйцэтгэх үү?
Бурханы нэрээр
22 настай Иоганн санваартны анхны дуудлагаасаа дурамжхан татгалзсан ч Грац дахь математикийн багшийн үүргийг гүйцэтгэжээ. Ангидаа лекц уншиж байхдаа шинэхэн багш самбар дээр төвлөрсөн тойрог, гурвалжин бүхий геометрийн дүрсүүдийг дүрсэлсэн байв. Гэнэт түүний толгойд гурвалжин тэгш талтай байх тохиолдолд ийм тоонууд нь хоёр тойргийн хэмжээ хоорондын тодорхой тогтмол харьцааг илэрхийлдэг гэсэн бодол төржээ. Хоёр тойргийн хоорондох талбайн харьцаа хэд вэ? Бодох үйл явц эрч хүчээ авч байна.
Жилийн дараа ер бусын теологич анхны бүтээлээ "Орчлон ертөнцийн нууц" (1596) хэвлэв. Үүнд тэрээр шашны итгэл үнэмшлээр баталгаажсан орчлон ертөнцийн нууцын талаарх бүтээлч үзэл бодлоо тодорхойлсон.
Гаригуудын хөдөлгөөний хуулийг нээсэн хүн үүнийг Бурханы нэрээр хийсэн. Орчлон ертөнцийн математик төлөвлөгөөг илчлэхдээ судлаач дараахь дүгнэлтэд хүрчээ: зургаан гараг бөмбөрцөгт хүрээлэгдсэн бөгөөд тэдгээрийн хооронд таван ердийн олон талт байрладаг. Мэдээжийн хэрэг, энэ хувилбар нь ердөө 6 тэнгэрийн бие байдаг гэсэн "баримт" дээр үндэслэсэн байв. Кеплер дэлхийн тойрог замын эргэн тойронд Ангараг гаригийн тойрог замд хүрч буй төгс хоёр талт болон бөмбөрцөг дүрслэв.
Төгс олон талт
Эрдэмтэн Ангараг гарагийн эргэн тойронд Бархасбадийн тойрог замтай зэргэлдээх тетраэдр болон бөмбөрцгийг дүрсэлсэн байна. Дэлхийн тойрог замын бөмбөрцөг дэх икосаэдрид Сугар гаригийн бөмбөрцөг төгс "тохирдог". Үлдсэнийг нь ашигланатөгс олон талт хэлбэрийн төрлүүд, бусадтай ижил зүйлийг хийсэн. Гайхалтай нь Кеплерийн үүрлэсэн бөмбөрцөг загварт үзүүлсэн хөрш гаригийн тойрог замуудын харьцаа нь Коперникийн тооцоотой давхцаж байсан.
Гаригуудын хөдөлгөөний хуулиудыг нээсэн математикийн оюун ухаантай санваартан гол төлөв бурханлаг онгод дээр тулгуурласан. Түүнд маргах бодит үндэслэл байгаагүй. "Орчлон ертөнцийн нууц" зохиолын ач холбогдол нь Коперникийн дэвшүүлсэн дэлхийн гелиоцентрик системийг хүлээн зөвшөөрөх анхны шийдэмгий алхам болсонд оршдог.
Таамаглал ба өндөр нарийвчлал
1598 оны 9-р сард Католик шашны удирдагчид Грац дахь протестантуудыг тэр дундаа Кеплерийг хотоос албадан гаргажээ. Хэдийгээр Иоганн буцаж ирэхийг зөвшөөрсөн ч нөхцөл байдал маш хурцадмал хэвээр байв. Тэрээр дэмжлэг хайхаар Эзэн хаан II Рудольфын ордны математикч, одон орон судлаач Тихо Брахед ханджээ. Эрдэмтэн гаригийн ажиглалтын гайхалтай цуглуулгаараа алдартай байсан.
Тэр "Орчлон ертөнцийн нууц" бүтээлийн талаар мэддэг байсан. Гэвч 1600 онд түүнийг бүтээгч Прага хотын гадна байрлах Тихо ажиглалтын төвд ирэхэд (тухайн үед) өндөр нарийвчлалтай судалгаа хийж байсан Брахе түүнийг тодорхой бүтээлийн зохиогч гэж хүлээн авсан боловч түүний хамтрагч биш байв.. Тэдний хоорондох сөргөлдөөн жилийн дараа болсон Данийн зурхайч нас барах хүртэл үргэлжилсэн. Өрсөлдөгч өөр ертөнц рүү явсны дараа Кеплер өөрийн ажиглалтын сан хөмрөгийг хамгаалах үүрэг хүлээв. Тэд судлаачийг хөдөлгөөний хуулиудыг нээсэн хүн болоход ихээхэн тусалсаннарны эргэн тойрон дахь гаригууд.
Ангараг гарагийн зам
Брейжийн гаригийн хөдөлгөөний хүснэгтийг бүтээх хамгийн сүүлийн судалгаа дуусаагүй байна. Бүх итгэл найдвар нь залгамжлагч дээр тогтсон. Түүнийг эзэн хааны математикчаар томилов. Талийгаач хамт ажиллагсадтайгаа хурцадмал харилцаатай байсан ч Кеплер одон орон судлалын чиглэлээр өөрийн сонирхлыг хэрэгжүүлэх эрх чөлөөтэй байв. Тэрээр Ангараг гаригт хийсэн ажиглалтаа үргэлжлүүлж, энэ гарагийн тойрог замын талаарх өөрийн төсөөллийг тайлбарлахаар шийджээ.
Иоханн итгэлтэй байсан: Ангараг гарагийн нарийн төвөгтэй замыг нээснээр бусад бүх "Орчлон ертөнцийн тэнүүлэгчдийн" хөдөлгөөний замыг илчлэх боломжтой. Олон нийтийн итгэл үнэмшлээс үл хамааран тэрээр зөвхөн Брахегийн ажиглалтыг ашиглан тайлбарт тохирсон геометрийн дүрсийг сонгоогүй. Өчигдрийн теологич өөрийн хүчин чармайлтаа "агааргүй орон зайд амьдардаг эгч дүүсийн" хөдөлгөөний физик онолыг нээхэд чиглүүлэв. Титаник судалгааны ажлын дараа гаригийн хөдөлгөөний гурван хууль гарч ирэв.
Анхны хууль
Би. Гаригуудын тойрог замууд нь нарны аль нэг цэг дээр байрлах эллипс хэлбэртэй байна.
Нарны аймгийн гаригуудын хөдөлгөөний хуулиар гаригууд зуйван хэлбэрээр хөдөлдөг болохыг тогтоосон. Энэ нь Ангараг оддын гаригийн хөдөлгөөний ажиглалт дээр үндэслэн Тихо Брахегийн эмхэтгэсэн мэдээллийн санг ашиглан найман жил тооцоо хийсний дараа гарч ирэв. Иоганн бүтээлээ "Шинэ одон орон судлал" гэж нэрлэсэн.
Тиймээс Кеплерийн анхны хуулийн дагуу аливаа эллипс нь фокус (ганц тоогоор фокус) гэж нэрлэгддэг хоёр геометрийн цэгтэй байдаг. Гаригаас төв тус бүр хүртэлх нийт зайг үргэлж нэгтгэн дүгнэдэггариг хаана хөдөлж байгаагаас үл хамааран адилхан. Энэхүү нээлтийн ач холбогдол нь тойрог замууд нь төгс тойрог биш (геоцентрик онолд байдаг шиг) нь хүмүүсийг дэлхийн дүр зургийг илүү үнэн зөв, тодорхой ойлгоход ойртуулсан явдал юм.
Хоёр дахь хууль
II. Гараг нартай холбосон шугам (радиусын вектор) нь гариг эллипсийг тойрон эргэлдэж байх үед тэнцүү цаг хугацааны интервалаар тэнцүү талбайг хамардаг.
Өөрөөр хэлбэл ямар ч хугацаанд, тухайлбал 30 хоногийн дараа гариг аль ч үеийг сонгосон бай нэг талбайг даван туулдаг. Наранд ойртох тусам хурдан, холдох тусам удааширдаг ч тойрог замаа тойрохдоо байнга өөрчлөгддөг хурдтай хөдөлдөг. Хамгийн "хөдөлгөөнтэй" хөдөлгөөн нь перигелионд (наранд хамгийн ойрхон цэг), хамгийн "хүчирхэг" нь афелион дээр (нарнаас хамгийн алслагдсан цэг) ажиглагддаг. Гаригуудын хөдөлгөөний хуулиудыг нээсэн хүн ингэж бодсон.
Гурав дахь хууль
III. Орбитын нийт хугацааны квадрат (T) нь гарагаас Нар хүртэлх дундаж зайн (R) шоотой пропорциональ байна.
Энэ зарчмыг эв нэгдлийн хууль гэж нэрлэдэг. Энэ нь тойрог замын цаг хугацаа болон гаригуудын тойрог замын радиусыг харьцуулдаг. Кеплерийн нээлтийн мөн чанар нь дараах байдалтай байна: Хөдөлгөөний үеүүдийн квадрат болон нарнаас дундаж зайны шоо дөрвөлжингийн харьцаа гариг бүрийн хувьд ижил байна.
Дахин хэлэхэд, Кеплерийн гаригуудын хөдөлгөөний хуулиуд нь урт хугацааны ноцтой ажиглалт болонматематикийн аргаар боловсруулсан. Тогтмол байдлыг харуулсан тэд үзэгдлийн нөхцөл байдлыг илчлээгүй. Хожим нь дэлхийн таталцлын хуулийг алдарт нээсэн Ньютон бие биений бие биенээ татах физик шинж чанарт хариулт оршдог гэдгийг нотолсон.
Биеийн минь сүүдэр энд байна
Амжилтанд хүрсэн хэдий ч Кеплер санхүүгийн асуудалд байнга зовж шаналж, судалгаа хийх цаг хомсдож, шашны итгэл үнэмшлийг нь хүлээн зөвшөөрдөг газруудыг хайж олдог байв. Тэрээр хэд хэдэн удаа Тюбингенд багшлах гэж оролдсон боловч урвагч, протестант гэж үзэгдэж, татгалзсан.
Иоханнес Кеплер 1630 оны 11-р сарын 15-нд цочмог халуурч нас баржээ. Түүнийг протестантчуудын оршуулгын газарт оршуулжээ. Түүний хууль ёсны хүү нь номын үсгийн бичээс дээр: "Би тэнгэрийг хэмжихэд ашигласан. Одоо би дэлхийн сүүдрийг хэмжих ёстой. Хэдийгээр миний сүнс диваажинд байгаа ч миний биеийн сүүдэр энд оршдог."
Тийм ээ, анх дундад зууны үеийн үзэл баримтлалын үүднээс эрдэмтэн гаригууд сүнстэй учраас хөдөлдөг, энэ бол амьд ид шид бөгөөд зөвхөн бөөн матер биш гэж үздэг. Хожим нь тэрээр шинжлэх ухааны арга барил нь илүү үндэслэлтэй болохыг ойлгосон. Яахав, гаригийн хөдөлгөөний хуулийг нээсэн санваартан, одон орон судлаач мэргэн ухааны замаар шударгаар алхсан. Гэхдээ үүнийг өөрсөддөө хүлээн зөвшөөрцгөөе: заримдаа шинжлэх ухааны орчлонд маш их ид шид байдаг юм шиг санагддаг!
