老师不说话,他想,几年不见,开普勒变得固执狂妄了。妻子的反对,老师和朋友们的反对,周围人的不理解,没有使开普勒动摇。他没有像第谷那样决心要研究1000颗星,而他相信规律只有一个,便紧紧盯住了一个火星,解剖现象,探求规律。他不仅是一个天文工作者,而且也是一个热爱数学又教过多年数学的人,现在几何学要来帮天文学的忙了,开普勒从那许多圆圈里找到了蛛丝马迹。古希腊的阿基米德就知道世界上不只有一个圆,还有更复杂的圆锥曲线。开普勒终于发现,火星的轨道不是圆,而是椭圆。他用这副笼头去套那个火星烈马,火星只好就范了。第谷的数据天衣无缝。这件天文史上划时代的大事出现在公元1605年,这个发现就是后来被称为开普勒第二定律的椭圆定律。这之后,他还发现了第一定律:行星绕太阳做圆周运动在一定时间内扫过的面积相等,即“等面积定律”。
九大行星绕日运动轨道示意图
正是:
人说大海捞针难,更有捞针宇宙间。
探微察变须认真,一洞进去是桃源。
可以看出,当两个焦点越来越近,直到重合时,c=0,因此e=0,椭圆就是圆,所以圆实际上是椭圆的特殊形式。但是,茫茫宇宙中,行星绕太阳转的那个无形的圈子e值是很小的,所以,以往的天文学家都把行星轨道当作圆来看待。这首先要感谢第谷那二十多年来精确的观测,还有开普勒精确的计算。更幸运的是,他又正好选中火星这个典型来解剖,而火星恰是太阳系中椭圆度最大的星,这个天机终于被他看破了。
再说开普勒发现了火星的椭圆轨道,真是高兴得如癫如狂。他立即写信给他的恩师、老友马斯特林。不想马斯特林对他这一新发现置之不理,而欧洲其他有名的天文学家对他更是公开地嘲笑。这让他想起一个人来,就是意大利的伽利略。在伽利略最困难的时候,开普勒曾写信支持他说:“伽利略,鼓起勇气,站出来!我估计欧洲重要的数学家中只有少数几个会反对我们。真理的力量无比强大。”而伽利略对他也很冷淡,连信也不回一封,连他一再想要一架伽利略新发明的望远镜也没有得到。这同时,伽利略却写信给科斯特公爵,把他捧为太阳,愿去做他的宫廷数学家。后人猜测,伽利略可能是忌妒他的发现。反正,伽利略的这种沉默成了科学史上的一个谜。
开普勒兴冲冲地取得这个发现,又冷冰冰地碰了这许多壁,此后便闭门不出,一人写起书来。过了些日子,一本记录有他的这个伟大发现的《新天文学》便完稿了。这天他将手稿装订好,放在案头,像打了一个胜仗一样高兴。虽然家境日趋贫寒,他还是连呼妻子预备一点儿酒菜,要自我庆祝一番。妻子见他这样,脸上也泛出一点儿笑意。
正当全家人难得高兴一会儿时,突然有人“当当当”叩了三下门。开普勒连忙起身开门,门还未完全打开,他倒暗自叫起苦来,刚才他脸上的那点喜气霎时也无踪无影。来人也不与主人寒暄,进门走到桌旁大声喊道:“开普勒,你好大胆子,不经我的同意,你就敢偷偷出书?”
究竟来人是谁,且听下回分解。