T马车上的两个人都是28岁,都是在1571年几个月后出生的。弗雷德里克是丹麦人,约翰内斯是德国人。1600年6月初,由于种种原因,他们挤在一起,从布拉格前往维也纳。
弗雷德里克对最近的事件深感震惊,他被流放,孩子的母亲被关在她父亲的护城河城堡里。约翰内斯脑子里回旋着一些数学公式,他相信这些公式将证明上帝建造六颗行星宇宙的最终意图。这两位旅行者都不知道,伦敦有个人正在写一篇文章,这篇文章将使他们中的一个人出名。另一个人的希望将会破灭,尽管他也会出名——事实上,比他的旅伴更出名——但原因会让他感到惊讶。
约翰内斯在一所神学院教书时,被一件对他来说似乎是关于宇宙结构的神圣启示所震撼。
弗雷德里克和约翰内斯之所以来到布拉格,是因为弗雷德里克的第三个堂兄第谷一年前来到布拉格。第谷是一只54岁的熊,鼻子是用金银做的——他的肉鼻子在一次决斗中被割掉了。1576年,30岁的第谷·布拉赫在丹麦的赫文岛上建立了世界上最先进的天文台——乌拉尼堡天文台,他是这座天文台的主。
由于不同的原因,第谷和腓特烈引起了国王克里斯蒂安四世的极大愤怒。在1596年他加冕后,克里斯蒂安拒绝继续给予第谷以前慷慨的养老金——相当于丹麦国库的1%。在交换了愤怒的信件后,第谷抛弃了他的祖国,乘着一列有24节车厢的火车在欧洲游荡了12个月,为他的天文台寻找一个新的地点。最后,在鲁道夫二世为他提供了皇家天文学家的职位后,他和他的家人来到布拉格休息。
五位资深科学家告诉我们什么最令他们惊讶
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腓特烈的麻烦更多的是世俗的:虽然他已经和一个年轻的女人Christence订了婚,但他又爱上了另一个女人Rigborg,她是Christian的侍女,而且她还怀孕了。因为之前的婚约,又因为这件事发生在王宫里,国王克里斯蒂安以滥交和诱奸罪的法律判处弗雷德里克两根手指截肢,并取消他的贵族身份。Rigborg受到的惩罚比她严厉好几倍:她的孩子被带走,她被关在父亲位于克瓦恩德鲁普的城堡Egeskov的一个房间里。留下一个小开口,用来放食物和排泄废物。
由于某种原因——也许是第谷的介入——弗雷德里克的判决被软化了:他被允许保留他的手指和他的贵族身份,但却被迫加入奥地利对抗准备占领维也纳的土耳其人的战役。在从哥本哈根前往前线的途中,腓特烈在布拉格停留,拜访表姐第谷,并获得了马提亚大公的介绍信,马提亚大公是皇帝的兄弟,也是奥地利防御军的指挥官。
F雷德里克的同伴约翰内斯当时正在格拉茨的一所神学院教书,突然被一件他认为是关于宇宙结构的神圣启示所震撼。在仍然盛行的托勒密天文学体系下,地球被认为是在宇宙的中心不动的,被固定的恒星和七颗行星(太阳和月亮也被认为是行星)包围着。然而,约翰内斯倾向于相信哥白尼在1543年提出的革命性宇宙论,该宇宙论将太阳置于中心,将地球降为行星,将月球降为地球的卫星。那时望远镜还没有发明,只有五颗肉眼可见的行星存在:水星、金星、火星、木星和土星。加上地球,他们的公司总共有6个。但约翰内斯想知道,为什么上帝只创造了六个行星?为什么他要按照他所拥有的特殊比例来安排它们的轨道呢?一定有一个答案:上帝不会创造一个难以理解的宇宙。
1595年7月19日,在一堂关于行星连成一线的课上,他发现了柏拉图立体的奇异几何性质。这些是三维多边形,每个面都是相同的:立方体是柏拉图式的实体。四面体(一个有三个面和一个底的金字塔,都是等边三角形)也是如此。这种多边形从古代就被理解了,柏拉图也对此进行了多次讨论,因此才有了这个名字:只有五个这样的多边形:几何学的定律禁止任何其他的多边形。除了四面体和正方体分别有四个面和六个面外,还有八面体(8)、十二面体(12)和二十面体(20)。约翰内斯很清楚,上帝一定是在行星的轨道之间穿插了看不见的柏拉图立体,这样每个轨道半径的球体就被每个多边形所包含,然后又被每个多边形所包含,就像一系列嵌套的俄罗斯娃娃。既然只有五个柏拉图立体,也就只能有六个行星球体。对约翰内斯来说,这种几何学的美进一步证明了哥白尼天文学的真理。
在一年内,约翰内斯在一本书中发表了这个理论,神秘物质Cosmographicum他把它发给了所有他能想到的天文学家和数学家,包括伽利略和第谷。这些数据与理论并不完全一致,但有足够多的数据给了他希望,如果他掌握了最好的观测数据,一切就会变得正确。那时,在16世纪晚期,没有比第谷更好的天文数据了。
不知何故,两位年轻朝臣的狂欢吸引了一位正在写关于丹麦王子的剧本的剧作家的注意。
约翰内斯认为,在《圣经》出版之后神秘物质第谷一直在移动,最终定居在布拉格,格拉茨以北仅300英里。他写信给第谷,向第谷提供服务,第谷对他的数学头脑印象深刻神秘物质同意。1600年的春天,约翰内斯在布拉格就他的薪水问题进行谈判,准备回到他的家人身边,把他们从格拉茨赶出去。最终,双方达成了协议,但为了省钱,第谷安排约翰内斯和他的堂兄弗雷德里克一起踏上旅程的第一段,而他的堂兄弗雷德里克本来也要去维也纳。
约翰内斯和弗雷德里克分享过柏拉图立体的秘密吗?弗雷德里克告诉约翰内斯里格堡的悲惨命运了吗?他们哀叹第谷的古怪和土耳其人的威胁吗?一切都是可能的,但没有记录他们说了什么,只说他们一起旅行了三天,到达维也纳后就永远分开了。
H但在公元的历史中,我们几乎不知道这些细节。一个年轻人对太空中漂浮着的看不见的柏拉图立体抱着半信半疑的想法,急于证明只能有六颗行星;还有另一个年轻人,一个私生子的丢脸的父亲,在去与土耳其人作战的路上:历史的混乱很容易模糊了他们生活的轮廓。
但不到一年,第谷就去世了,约翰内斯继承了帝国数学家的角色,最终获得了第谷所有书籍的全部权限。里面的天文数据非常精确,约翰内斯非常尊重它的精确性,这使他能够基于这些数据写了四篇不朽的论文,并在这个过程中发现了现代天文学的三个基本定律:行星轨道的椭圆性质;行星速度的精确变化;以及行星速度和离太阳距离之间的指数关系。牛顿建立万有引力理论所依据的三大定律,这些定律以约翰内斯的姓氏为后人所熟知:开普勒.当牛顿谈到站在巨人的肩膀上时,他想到的是约翰内斯·开普勒,还有第谷、伽利略和笛卡尔。
开普勒从未完全放弃他的不可见的柏拉图立体,尽管他最终不得不承认它们与第谷的数据不符。他为椭圆轨道的发现奋斗了很多年:为什么一个完美的上帝不创造完美的圆形轨道?有一次,他沮丧地称他们为“一车不平衡的粪便”。他的注意力随后转移到每颗行星在其轨道上俯冲时不同速度之间的关系,正是这些比率——最快速度和最慢速度——精确地转换成令人愉悦的音乐术语,这最终使开普勒与椭圆的美丽相一致。
至于他不朽的三个定律:开普勒从未对它们进行编号,也不认为它们特别杰出,除非它们可能有助于证明他的调和比率和嵌套的柏拉图立体理论。一开始,他一定会对我们对它们的使用感到惊讶——把人类送上月球,发射太空望远镜开普勒)寻找遥远恒星周围的行星,但他的慷慨精神和宽广的思想无疑会很快适应现代科学世界的大多数方面。
昨天我写累了,被叫去吃晚饭,我妻子把我要的沙拉端到我面前。“那么,”我说,“如果白镴盘子、莴苣叶、盐粒、水珠、醋、油和鸡蛋片一直在空中乱飞,那么,也许最终会碰巧出现一道沙拉。“是的,”我的心上人回答说,“但是没有我的这张好。”
约翰内斯·开普勒,de stella nova.(1606)
1602年,不幸的腓特烈在摩拉维亚试图分开两个正在决斗的战友时被杀,而他面前的可爱的妻子并没有端上沙拉:对他来说,被遗忘似乎是不可避免的。但1602年同一年,在伦敦上演了一部关于丹麦王子的戏剧。这位剧作家需要为两个策划王子之死的人物取名字,他回忆起10年前,也就是1592年丹麦国王对英国女王的一次高调外交任务。这两个年轻的朝臣,都是第谷·布拉赫的亲戚,在伦敦的酒馆和酒家大显身手,他们狂欢的意外结果是不朽,尽管是可疑的21岁的Frederik Rosenkrantz和他的朋友Knud Gyldenstierne以某种方式吸引了威廉·莎士比亚的注意,在戏剧中哈姆雷特他们把自己的姓氏留给后代,作为戏谑无能和谄媚背叛的代名词。
令人难以置信的是,里博格·布罗肯胡斯却从这些灾难中幸存了下来。她一直被关在牢房里,直到1608年她父亲去世四年后,她才获准每周外出一次,去当地教区教堂参加礼拜。1625年母亲去世后,里堡在26年后终于获得自由,并在克里斯蒂安国王的同意下,搬到了离哥本哈根更近的地方。随后,她与儿子霍尔格·罗森克兰茨(Holger Rosenkrantz)团聚,15年后去世,享年62岁。
她的尸体被埋葬在Kvaerndrup教区教堂,距离她在Egeskov的监禁地点几英里。她在自由的岁月里写了一本关于家谱的书,书中字母“FR”装饰着这本书。
Walter Murch已经在电影行业工作了50多年,担任过编辑、音效设计师、编剧和导演。他为弗朗西斯·科波拉(Francis Coppola)剪辑和设计了许多电影的声音(《教父三部曲》、《对话》、《现代启示录》)和安东尼明格拉(《英国病人》、《天才里普利先生》、《冷山》)。他对Mark Levinson的电影的编辑可以看出对科学的兴趣粒子热(2013),关于寻找希格斯玻色子。他的兴趣延伸到科学史,特别是16和17世纪。
这个故事最初出现在砖,文学期刊。
导图:delcarmat / Shutterstock
额外阅读
弗格森,K。第谷和开普勒Walker Books,伦敦,英国(2002)。
索伦,V。乌拉尼堡公爵英国剑桥大学出版社(1991)。
Voelkel, J。约翰内斯·开普勒和《新天文学牛津大学出版社,牛津,英国(1999)。