天空立法

开普勒（1571—1630 年）与第谷于 1600 年 2 月的会见，被看做是欧洲科学史上最重大的事件之一。1601 年 10 月第谷去世，开普勒继任皇家天文学家的职务，并继承了第谷的全部观测资料。

开普勒对第谷观测资料的精确性是笃信无疑的，他很想从中找出行星运动的真正规律。开始他没有跳出传统的观念，认为行星围绕太阳都是作匀速圆周运动。可是，在很长的一段时间里，火星的位置怎么也不能与理论计算的结果相一致，他反复进行了推算和分析，发现两者之间的误差最大时竟然达到 8′。

8′并不是一个很大的数字，只相当于太阳视直径的 1/4，难道还不允许在第谷的那么多观测结果中，偶尔有个别误差稍大一点的吗？开普勒坚信这是绝对不可能的。他开始对行星都是作匀速圆周运动的传统观念有点动摇了，他抱着一线希望用其他类型的几何曲线来表示行星、主要是火星的轨道， 这样一来，它的轨道速度当然也是变化的。经过好多年反反复复的观测、计算、思考和潜心的研究，他终于找到了答案。他醒悟到行星绕日轨道有可能是椭圆，运行速度则是不均匀的。由此开普勒得出了有关行星运动的三条定律，也就是开普勒定律。开普勒本人也十分高兴，他说：“这 8 分误差是不允许忽视的，就是它使我走上了改革整个天文学的道路。”

行星运动的三定律是：

第一定律（轨道定律）：行星绕太阳运动的轨道是椭圆，椭圆有 2 个焦点，太阳位于其中的一个焦点上。

第二定律（面积定律）：行星的向径（假想的行星和太阳两天体中心之间的联线）在相等的时间内，所扫过的面积相等。

第三定律（调和定律）：行星绕日公转周期的平方同轨道半长径的立方成正比。

第二定律告诉我们，行星绕太阳运动的速度是有变化的，离太阳近的时候，速度就快；远离太阳的时候，速度就慢。

因此，通过观测得出某颗行星的公转周期之后，就可以拿来与地球进行比较，从而得出它的距离。

行星运动定律的发现，是对哥白尼日心说的强有力支持，行星在天球上的复杂运动，再也不用盲目地增加本轮的数目来解决，而变为有“律”可依据的了。开普勒似乎为行星订下了三条必须遵循的法律，后世的学者因此而尊敬地称开普勒为“天空立法者”。

开普勒根据第谷的观测资料和行星运动三定律，又经过大量计算，编制了《鲁道夫星表》，并于 1627 年出版。表中所给的行星和 1005 颗恒星的位

置非常精确。直到 18 世纪中叶，它仍被天文学家们看作是份标准星表。1604

年 9 月 30 日，他在蛇夫座发现了“第谷新星”后的另一颗超新星，称为“开普勒新星”。并进行了长达 17 个月的观测，发表了观测结果。1607 年，他观测了一颗大彗星，即后来的哈雷彗星；他指出，彗尾总是朝与太阳相反的方向延伸，那是太阳光对彗星物质的斥力造成的。

开普勒的工作有着深远的意义，没有他的行星运动三定律，牛顿的发现将会更加困难。为了纪念开普勒的功绩，第 1134 号小行星就是以他的名字命

名的。