四、接受哥白尼学说

开普勒在编制年历的过程中，越来越迷恋天文学，特别是对哥白尼的《天体运行》中提出的行星轨道问题，尤感兴趣。

哥白尼的《天体运行》是 1543 年出版的。他提出的“太阳中心说”遭到新旧天主教徒的反对。新教首领路德严厉批评哥白尼学说：“这位天文学家想证明的是地球而不是日、月、星辰在运转，正如人坐在车船之中，以为人是静止的，而说土地与树木在他面前跑过一样。今天喜欢卖弄聪明的人总爱造出一些新花样，并且以为凡是自己干的总是好的，只有傻瓜才想把整个天文学推翻。”《圣经》上说得明白：约书亚叫站住不动的是太阳而不是地球。在神权专制统治下，天体被称为“圣岸”、“圣角”，它只属于神而不属于科学。按照神学家的荒谬说法，天空充满了“各种等级的天使和一个套着一

个的水晶球”，而“静止不动的地球”居于这些水晶球的中心。太阳围绕着地球运转，因为上帝创造太阳的目的，就是要照亮地球，施恩于人类。至于天体的运转，按照意大利神学家托马斯·阿奎那的解释：是因为每一个天体都有一个“天使”在拉着它走。天体的运转取决于“天使”的意志，而“天使”的意志是人类不能揣磨的。“如果人类有时候能够了解一些问题，那是因为上帝通过天使对我们作了启示。”公元 2 世纪，古希腊天文学家托勒密

总结了前人在 400 年间对宇宙观察研究的结果，写成了《天文集》一书，提出了“地球是宇宙的中心”的学说。他希望凭借人类的智慧，用观测、演算、推理等方法，去发现天体运行的规律。但他提出的“地球是宇宙的中心”的错误说法，因为与《圣经》的记载相一致、而被中世纪的神学家们奉若至宝， 被神学家所利用和把持了 1400 多年。哥白尼提出的“太阳中心说”，提出地球是一颗行星，形状属圆，它环绕固定在中心的太阳运行，地球上四季的循环正是由此而来。哥白尼的《天体运行》出版以后，罗马教廷就已感到这部著作的巨大威胁，考虑如何对付，红衣主教施福治向教皇保罗献策道：“我建议不要理睬这种渎神的言论，因为既然恶魔已点了火，你再去给它煽风， 火就会烧得更大。最好是不闻不问。”罗马教廷采纳了施福治的建议，没有立即禁止哥白尼这部著作的发行。另外，由于《天体运行》是用拉丁文写的， 而且只有懂数学的人才能看得懂，在一般市民阶层中影响不大，所以罗马教廷容忍它存在了 70 多年。到了 1616 年 3 月 5 日，罗马教廷宣布，哥白尼学说为“异端”；列哥白尼的著作《天体运行》为禁书；凡宣传哥白尼学说的出版物一律禁止发行，除非对书中的表述方式作某些改动，将其学说作为观点而非事实才可以发表。

开普勒最初研究天文学和哥白尼的著作正是在哥白尼的著作遭禁之前， 这就使他有可能接触和研究哥白尼的天文学。开普勒平生十分爱好数学，十分重视数学的作用，总想在自然界寻找数量的规律性，这就是和谐。他接受哥白尼体系后就专心探求隐藏在行星体系中的数量关系。1595 年 10 月，在他编制的 1596 年年历的题辞中，开普勒宣布了他的处女作《宇宙的奥秘》。在他完成了初稿以后，回到了他的故乡符腾堡，请他的老师与斯特林帮助他出版此书。在马斯特林不懈的努力下，《宇宙的奥秘》终于于 1596 年底出版，

并载入法兰克福书目之中，并于 1597 年 2 月出现在春季书市上。

开普勒在《神秘的宇宙》一书里设计了一个有趣的、由许多有规则的几何形体构成的宇宙模型。他试图解释为什么行星的数目恰好是六颗，并用数学描述所观测到的各个行星轨道大小之间的关系。他发现六个行星恰好同五种有规则的正多面体相联系。这些不同的几何形体，一个套一个，每个都按照某种神圣的和深奥的原则确定一个轨道的大小。他用地球来度量其它轨道。一个十二面体外切地球，这个十二面体就内接于火星的天球。一个四面体外切火星轨道，这个四面体就内接于木星天球。一个立方体外切木星轨道， 这个立方体就内接于土星天球。把一个二十面体放入地球轨道，外切这个二十面体的天球就是金星。把一个八面体放入金星轨道，外切这个八面体的天球就是水星。

这种设计得到的各个星球的半径比率与各个行星轨道大小的已知值相吻合，有规则的正多面体是具有相同平面的对称体。这种具有对称平面的多面体只能作出五个，因此，开普勒认为太阳系的行星只有六颗，因为他坚信， 上帝是依照完美的数学原则创造世界的。

开普勒模型的数字关系纵然如此美妙，但若于年后开普勒分析帝谷的观测数据，制定行星运行表时，它们却毫无作用，开普勒就摒弃了它。