Johannes Kepler. Biographie d'un scientifique

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Johannes Kepler (1571-1630).

Peu de temps après la mort Copernic sur la base de son système du monde, les astronomes ont compilé des tables de mouvements planétaires. Ces tableaux étaient en meilleur accord avec les observations que les tableaux précédents compilés selon Ptolémée. Mais après un certain temps, les astronomes ont découvert une divergence entre ces tables et les données d'observation sur le mouvement des corps célestes.

Pour les scientifiques avancés, il était clair que les enseignements de Copernic étaient corrects, mais il était nécessaire d'enquêter plus profondément et de découvrir les lois du mouvement planétaire. Ce problème a été résolu par le grand scientifique allemand Kepler.

Johannes Kepler est né le 27 décembre 1571 dans la petite ville de Weil der Stadt près de Stuttgart. Kepler est né dans une famille pauvre, et donc, avec beaucoup de difficulté, il a réussi à terminer ses études et à entrer à l'Université de Tübingen en 1589. Ici, il a étudié avec enthousiasme les mathématiques et l'astronomie. Son professeur, le professeur Mestlin, était secrètement un disciple de Copernic. Bien sûr, à l'université, Mestlin a enseigné l'astronomie selon Ptolémée, mais à la maison, il a initié son élève aux bases du nouvel enseignement. Et bientôt Kepler devint un ardent et fervent partisan de la théorie copernicienne.

Contrairement à Maestlin, Kepler n'a pas caché ses opinions et ses convictions. La propagande ouverte des enseignements de Copernic lui valut très vite la haine des théologiens locaux. Avant même d'avoir obtenu son diplôme universitaire, en 1594, Johann fut envoyé pour enseigner les mathématiques dans une école protestante de la ville de Graz, la capitale de la province autrichienne de Styrie.

Déjà en 1596, il publie Le Mystère cosmographique, où, acceptant la conclusion de Copernic sur la position centrale du Soleil dans le système planétaire, il essaie de trouver un lien entre les distances des orbites planétaires et les rayons des sphères, dans lesquelles les polyèdres réguliers sont inscrits dans un certain ordre et autour desquels sont décrits. Malgré le fait que ce travail de Kepler était encore un modèle de sophistication scolastique, quasi scientifique, il a fait la renommée de l'auteur. Le célèbre astronome-observateur danois Tycho Brahe, qui était sceptique quant au projet lui-même, a rendu hommage à la pensée indépendante du jeune scientifique, à sa connaissance de l'astronomie, à ses compétences et à sa persévérance dans les calculs et a exprimé le désir de le rencontrer. La réunion qui a eu lieu plus tard a été d'une importance exceptionnelle pour le développement ultérieur de l'astronomie.

En 1600, Brahe, arrivé à Prague, proposa à Johann un poste d'assistant pour les observations du ciel et les calculs astronomiques. Peu de temps auparavant, Brahe a été contraint de quitter son Danemark natal et l'observatoire qu'il y a construit, où il a effectué des observations astronomiques pendant un quart de siècle. Cet observatoire était équipé des meilleurs instruments de mesure, et Brahé lui-même était un observateur des plus habiles.

Lorsque le roi danois a privé Brahe de fonds pour l'entretien de l'observatoire, il est parti pour Prague. Brahe était très intéressé par les enseignements de Copernic, mais il n'était pas un partisan. Il a avancé son explication de la structure du monde ; il reconnaissait les planètes comme des satellites du Soleil, et considérait le Soleil, la Lune et les étoiles comme des corps tournant autour de la Terre, derrière lesquels, ainsi, la position du centre de l'Univers entier était préservée.

Brahe ne travailla pas longtemps avec Kepler : il mourut en 1601. Après sa mort, Kepler a commencé à étudier les matériaux restants avec des données d'observations astronomiques à long terme. En travaillant sur eux, en particulier sur des matériaux sur le mouvement de Mars, Kepler a fait une découverte remarquable : il a dérivé les lois du mouvement planétaire, qui sont devenues la base de l'astronomie théorique.

Les philosophes de la Grèce antique pensaient que le cercle était la forme géométrique la plus parfaite. Et si tel est le cas, les planètes ne devraient également effectuer leurs révolutions que dans des cercles réguliers (cercles).Kepler en est venu à la conclusion que l'opinion établie depuis l'Antiquité sur la forme circulaire des orbites planétaires était incorrecte. Par des calculs, il a prouvé que les planètes ne se déplaçaient pas en cercles, mais en ellipses - des courbes fermées, dont la forme est quelque peu différente d'un cercle. En résolvant ce problème, Kepler a dû faire face à un cas qui, d'une manière générale, ne pouvait être résolu par les méthodes des mathématiques des constantes. La question était réduite au calcul de l'aire du secteur du cercle excentrique. Si ce problème est traduit en langage mathématique moderne, nous arrivons à une intégrale elliptique. Kepler, bien sûr, n'a pas pu donner de solution au problème en quadratures, mais il n'a pas reculé devant les difficultés qui se sont posées et a résolu le problème en sommant un nombre infiniment grand d'infiniment petits "actualisés". Cette approche pour résoudre un problème pratique important et complexe représentait à l'époque moderne la première étape de la préhistoire de l'analyse mathématique.

La première loi de Kepler suggère que le soleil n'est pas au centre de l'ellipse, mais à un point spécial appelé le foyer. Il en résulte que la distance de la planète au Soleil n'est pas toujours la même. Kepler a découvert que la vitesse à laquelle une planète se déplace autour du Soleil n'est pas toujours la même : en se rapprochant du Soleil, la planète se déplace plus rapidement et en s'en éloignant, plus lentement. Cette caractéristique du mouvement des planètes constitue la deuxième loi de Kepler. Dans le même temps, Kepler développe un appareil mathématique fondamentalement nouveau, franchissant une étape importante dans le développement des mathématiques des variables.

Les deux lois de Kepler sont devenues la propriété de la science depuis 1609, date de la publication de sa célèbre "Nouvelle astronomie" - une présentation des fondements de la nouvelle mécanique céleste. Cependant, la publication de cet ouvrage remarquable n'a pas immédiatement attiré l'attention voulue : même le grand Galilée, apparemment, n'a accepté les lois de Kepler qu'à la fin de ses jours.

Les besoins de l'astronomie ont stimulé le développement ultérieur des outils informatiques des mathématiques et leur vulgarisation. En 1615, Kepler publie un livre relativement petit mais très volumineux - "La nouvelle stéréométrie des tonneaux de vin", dans lequel il continue à développer ses méthodes d'intégration et les applique pour trouver les volumes de plus de 90 solides de révolution, parfois assez complexes. . Au même endroit, il a également examiné les problèmes extrêmes, ce qui a conduit à une autre branche des mathématiques des infinitésimaux - le calcul différentiel.

La nécessité d'améliorer les moyens de calculs astronomiques, la compilation de tables de mouvements planétaires basées sur le système copernicien a attiré Kepler sur les questions de la théorie et de la pratique des logarithmes. Inspiré par les travaux de Napier, Kepler construit indépendamment la théorie des logarithmes sur une base purement arithmétique et, avec son aide, compile des tables logarithmiques proches de celles de Napier, mais plus précises, publiées pour la première fois en 1624 et rééditées jusqu'en 1700. Kepler a été le premier à utiliser les calculs logarithmiques en astronomie. Il n'a pu compléter les "Tables Rudolphin" des mouvements planétaires que grâce à un nouveau moyen de calcul.

L'intérêt porté par le scientifique aux courbes du second ordre et aux problèmes de l'optique astronomique l'a amené à développer un principe général de continuité - une sorte de technique heuristique qui permet de trouver les propriétés d'un objet à partir des propriétés d'un autre, si le premier s'obtient en passant à la limite du second. Dans le livre "Additions to Vitellius, or the Optical Part of Astronomy" (1604), Kepler, étudiant les sections coniques, interprète la parabole comme une hyperbole ou une ellipse avec un foyer infiniment distant - c'est le premier cas dans l'histoire des mathématiques d'appliquer le principe général de continuité. Avec l'introduction du concept de point à l'infini, Kepler a fait un pas important vers la création d'une autre branche des mathématiques - la géométrie projective.

Toute la vie de Kepler a été consacrée à une lutte ouverte pour les enseignements de Copernic. En 1617-1621, au plus fort de la guerre de Trente Ans, alors que le livre de Copernic figurait déjà sur la "Liste des livres interdits" du Vatican, et que le savant lui-même traversait une période particulièrement difficile de sa vie, il publie " Essays on Copernican Astronomy" en trois numéros totalisant environ 1000 pages. Le titre du livre reflète inexactement son contenu - le Soleil y prend la place indiquée par Copernic, et les planètes, la Lune et les satellites de Jupiter découverts par Galilée peu avant cela circulent selon les lois découvertes par Kepler. C'était en fait le premier manuel de la nouvelle astronomie, et il a été publié au cours d'une lutte particulièrement féroce de l'église avec la doctrine révolutionnaire, lorsque le professeur de Kepler, Mestlin, copernicien par conviction, a publié un manuel sur l'astronomie de Ptolémée !

Dans les mêmes années, Kepler publie également "L'harmonie du monde", où il formule la troisième loi des mouvements planétaires. Le scientifique a établi une relation stricte entre le temps de révolution des planètes et leur distance au Soleil. Il s'est avéré que les carrés des périodes de révolution de deux planètes quelconques sont liés l'un à l'autre comme les cubes de leurs distances moyennes au Soleil. C'est la troisième loi de Kepler.

Depuis de nombreuses années, il travaille à la compilation de nouvelles tables planétaires, publiées en 1627 sous le titre "Rudolphin Tables", qui furent pendant de nombreuses années le livre de référence des astronomes. Kepler a également des résultats importants dans d'autres sciences, notamment en optique. Le schéma optique du réfracteur développé par lui déjà en 1640 est devenu le principal dans les observations astronomiques.

Les travaux de Kepler sur la création de la mécanique céleste ont joué un rôle majeur dans l'approbation et le développement des enseignements de Copernic. Il a préparé le terrain pour de nouvelles recherches, en particulier pour la découverte par Newton de la loi de la gravitation universelle. Les lois de Kepler conservent toujours leur importance : ayant appris à prendre en compte l'interaction des corps célestes, les scientifiques les utilisent non seulement pour calculer les mouvements des corps célestes naturels, mais surtout artificiels, comme les vaisseaux spatiaux, témoins de l'émergence et l'amélioration dont notre génération est.

La découverte des lois de la circulation planétaire a nécessité de nombreuses années de travail acharné et acharné de la part du scientifique. Kepler, qui a enduré la persécution à la fois des dirigeants catholiques qu'il a servis et de ses collègues luthériens, dont il ne pouvait pas accepter tous les dogmes, doit beaucoup bouger. Prague, Linz, Ulm, Sagan - une liste incomplète des villes dans lesquelles il a travaillé.

Kepler n'était pas seulement engagé dans l'étude de la circulation des planètes, il s'intéressait également à d'autres questions d'astronomie. Les comètes ont particulièrement attiré son attention. Remarquant que les queues des comètes se détournaient toujours du Soleil, Kepler conjectura que les queues se formaient sous l'action de la lumière solaire. A cette époque, on ne savait encore rien de la nature du rayonnement solaire et de la structure des comètes. Ce n'est que dans la seconde moitié du XNUMXe siècle et au XNUMXe siècle qu'il a été établi que la formation des queues de comètes est réellement liée au rayonnement du Soleil.

Le savant mourut lors d'un voyage à Ratisbonne le 15 novembre 1630, alors qu'il tentait en vain d'obtenir au moins une partie du salaire que le trésor impérial lui devait depuis de nombreuses années.

Il a un grand mérite dans le développement de notre connaissance du système solaire. Les scientifiques des générations suivantes, qui ont apprécié l'importance des travaux de Kepler, l'ont appelé le "législateur du ciel", car c'est lui qui a découvert les lois selon lesquelles se produit le mouvement des corps célestes dans le système solaire.

Auteur : Samin D.K.

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Nouvelles aléatoires de l'Archive

Pour se souvenir de quelque chose, il faut oublier quelque chose 30.12.2015

Nous nous surprenons souvent à penser que nous ne pouvons pas faire face à l'énorme quantité d'informations qui nous tombe dessus. Il ne s'agit pas seulement d'actualités, d'images, de textes, de vidéos et d'audio provenant de réseaux sociaux, de sites d'actualités, etc. Même dans la vie ordinaire, "non numérique", il arrive que nous nous souvenions juste pourquoi nous devons aller au magasin , mais un ami a appelé, et après une minute de conversation, nous sommes déjà perdus devant les étagères, essayant de nous souvenir de ce dont nous avions besoin ici. Autrement dit, notre mémoire fait parfois preuve d'une instabilité tout simplement exceptionnelle, et nous donnerions beaucoup pour qu'elle soit au moins un peu plus stable - surtout les jours de vacances.

Cependant, selon les psychologues de l'Université de Glasgow, nous devons simplement oublier - sinon il nous sera difficile d'apprendre autre chose plus tard. L'expérience était la suivante: une personne devait apprendre deux tâches - d'abord quelques mots simples, puis quelques mouvements simples (comme ceux que nous faisons lorsque nous composons un code sur un interphone ou à un guichet automatique). Puis, après 12 heures, ils ont vérifié dans quelle mesure les deux tâches avaient été apprises.

Le test, qui était à l'origine le premier, m'a aidé à mieux me souvenir du second. Autrement dit, si le participant à l'expérience a d'abord appris les mots, il s'est ensuite mieux souvenu de la séquence de mouvements que lorsque les mouvements sont apparus en premier. C'est-à-dire que les informations mémorisées ont contribué à un apprentissage ultérieur, bien que les deux tâches aient été hétérogènes. De plus, l'effet était plus fort s'il y avait une affinité structurelle entre le test verbal et le test de mouvement - si, par exemple, la séquence de mots était organisée de la même manière que la séquence de mouvements. Pour le processus d'apprentissage, il s'est avéré important non pas des éléments spécifiques - des mots et des manipulations manuelles - mais des interconnexions, des interactions entre eux : le cerveau, ayant appris un bloc d'interconnexions, était prêt à en apprendre un autre.

Cependant, le résultat le plus étrange du travail est le suivant : l'efficacité de l'apprentissage à l'étape suivante dépendait de la fermeté ou de la fragilité de la tâche précédente dans la mémoire. Si les psychologues utilisaient des techniques consolidant et renforçant ce qui avait été appris lors de la première tâche, la tâche suivante se souvenait moins bien. Aussi paradoxal que cela puisse paraître, l'instabilité de la mémoire a aidé à mieux faire face à la nouvelle situation. Pour plus de clarté, nous pouvons présenter ici le schéma suivant : une partie des ressources cognitives du cerveau pendant l'apprentissage est engagée dans l'obtention et le traitement de nouvelles informations en général, en général, et une partie est engagée dans des significations spécifiques (dans ce cas, des mots et des mouvements ). Lors de l'apprentissage, nous nous souvenons à la fois du processus lui-même (apprendre à apprendre) et de certaines informations que nous avons reçues.

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