量子猫：“开普勒力的减少，和离太阳的距离的平方成反比”

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我们还是回到严格意义的科学的发展上来。哥白尼去世三年后出生在丹麦的第谷（1546-1601），对天文观测倾注了毕生的心血，积累了大量的天文观测资料，对天文学或经典物理学的建立可以说功勋卓著。我们不给予“星”的赞誉，在于他仍然在修补地心说体系，认为所有行星都绕太阳运动、而太阳率领众行星绕地球运动。

但新的天文学巨星很快就降生了。恰好是哥白尼发表《天体运行论》后的第二十八年，伟大的开普勒（1571-1630）出生在德国的威尔德斯达特镇。在大学学习期间，开普勒很快接受了哥白尼日心学说所做的合乎逻辑的阐述，并在毕业几年后完成了他的第一部天文学著作。虽然开普勒在该书中提出的学说完全错误，但他的数学才能和富有创见性的思想却从中非常清楚地呈显出来。伟大的第谷慧眼识英才，1600年，第谷邀请开普勒作为自己的助手。次年第谷逝世，开普勒接替了他的工作。开普勒通过对第谷大量观察资料的分析和数学计算发现，亚里斯多德和托勒密的地心说，哥白尼日心说，以及第谷本人的修补扩展的地心说，都是错误的。他通过采用新的参考系统，多次尝试用不同的轨道形状如卵圆形、椭圆形等与数据匹配。在当时全靠手工计算的情况下，这是一项极其需要耐心、细致和耗费心血的工作，因为误差就在几分弧度，很多人都会把它作为正当误差忽略了。但开普勒还是找出了问题核心，即托勒密、第谷、哥白尼以及所有的经典天文学家，都假定行星轨道是由圆或复合园组成的，但实际上行星轨道不是圆形而是椭圆形。

这是一个伟大的突破！从哥白尼到开普勒，通过修改基本公理，天文学前进了一大步。问题的结症找到了，他的数学功底，使他很容易从大量数据中归纳分析出了开普勒行星运动三大定律，并以精确的数学公式，给出了天空新的“立法”。并推测，引力就是太阳发出的类似于磁力的流，这些“磁力流”沿切线方向推动着行星公转，其强度随离太阳的距离而减弱。开普勒还曾企图用“磁作用”机制解释椭圆轨道的产生，以月球与海水间的“磁性”吸引解释潮汐现象。这可以看作是爱因斯坦引力场的原始图景。1645年，法国天文学家布里阿德（I.Bulliadus）在开普勒学说的基础上提出一个假设：“开普勒力的减少，和离太阳的距离的平方成反比”。这是第一次明确提出平方反比关系的思想。开普勒基于椭圆轨道的新的“天体立法”，对天文学或物理学是一个伟大的贡献，为牛顿的万有引力定律，奠定了直接而坚实的基础。就对引力作用规律的直接贡献来说，开普勒远胜后来的牛顿，不仅给出了初步的数学表述，还给出了非超距作用的大致的物理图景。大概只有后来爱因斯坦提出的广义相对论的贡献可以媲美。因为同一时期莱布尼茨也发明了微积分，只要拿来处理运动问题，就可以把伽利略时期已经很成熟的匀速、加速运动、自由落体运动和开普勒的天体椭圆轨道运动合并在一起，给出“万有引力定律”。但如果没有开普勒从第谷积累的观测数据中发现天体的椭圆轨道，微积分也无从对天体运动的万有引力定律的发现起作用。我们不给开普勒月亮的美誉，在于他在科学历史的现实中的光辉被牛顿掩盖了，就像科学先驱者阿基米德的光辉，被大哲学家亚里斯多德的光辉掩盖了一样。