Theory of the motion of the heavenly bodies moving about the sun in conic sections pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:Scholarly Publishing Office, University of Michigan Library

作者:Maria Bonn

出品人:

页数:406

译者:

出版时间:2005-12-21

价格:USD 26.99

装帧:Paperback

isbn号码:9781425543532

丛书系列:

图书标签:

天文学
行星运动
开普勒定律
牛顿力学
经典力学
数学物理
轨道力学
太阳系
物理学
天体力学

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具体描述

《天体运动理论：关于围绕太阳作圆锥曲线运动的星体》这部开创性的著作，由约翰内斯·开普勒（Johannes Kepler）于17世纪初撰写，标志着我们理解宇宙运行方式的划时代飞跃。本书并非对天文学史的回顾，也不是关于天文望远镜的技术手册，而是对支配行星运动的数学规律进行的严谨探索。开普勒以其深刻的洞察力，从海量精确观测数据中提炼出支配天体运动的普遍法则，彻底颠覆了亚里士多德以来延续千年的宇宙观。本书的核心在于阐述了开普勒行星运动三大定律。第一定律，即椭圆定律，大胆地宣告了行星并非沿着完美的圆形轨道运行，而是沿着与太阳在一个焦点上的椭圆轨道上移动。这一发现本身就足以令人震惊，因为它打破了古希腊以来“天体必须在圆形轨道上运行”的根深蒂固的信念。开普勒的分析表明，地球的轨道，以及他所研究的火星的轨道，都不是简单的圆，而是具有一定程度的离心的椭圆。他通过对大量观测数据的反复计算和比对，才得以确立这一革命性的几何形状。第二定律，又称面积定律，揭示了行星在轨道上运动的速度并非恒定。开普勒发现，在相等的时间内，连接行星和太阳的连线所扫过的面积是相等的。这意味着行星在靠近太阳时运行得更快，而在远离太阳时运行得更慢。这一定律同样是对当时普遍认为的“天体匀速运动”思想的有力反驳，并为理解天体运动的动态性提供了关键的数学框架。本书详尽地描述了开普勒如何通过分析火星的观测数据，反复尝试不同的数学模型，最终找到这个支配行星速度变化的精确比例关系。第三定律，即周期定律，则建立了不同行星轨道周期与其轨道半长轴之间的定量关系。开普勒发现，行星轨道周期的平方与轨道半长轴的立方成正比。这个定律将所有行星的运动联系了起来，提供了一个普适性的框架来预测和比较不同行星的运动。它意味着，一个行星离太阳越远，其绕太阳公转一周所需的时间就越长，而且这种关系遵循着精确的数学比例。本书的最后部分，开普勒通过应用这一定律，进一步验证了其理论的普遍性和准确性。《天体运动理论》的写作过程并非一帆风顺。它建立在丹麦天文学家第谷·布拉赫（Tycho Brahe）生前积累的海量、极其精确的观测数据之上。开普勒继承了第谷的遗志，并将自己毕生的心血投入到对这些数据的分析和解释中。本书详细记录了开普勒在分析火星轨道数据时所遇到的巨大困难，以及他如何克服这些困难，通过严密的逻辑推理和反复的数学计算，逐步逼近真相的过程。他不仅是一位伟大的数学家，更是一位孜孜不倦的探索者，对精确性和真理有着不懈的追求。这部著作的语言虽然带有那个时代的学术风格，但其逻辑的严密性和数学的精确性，即使在今天看来也令人赞叹。开普勒在书中展示了他如何使用几何学和代数学来精确描述天体的运动轨迹，以及如何从看似杂乱无章的观测数据中发现隐藏的秩序。他详细阐述了自己发现行星运动定律的每一步思路，包括他曾经尝试过的错误理论，以及他如何通过与观测事实的对照来不断修正和完善自己的模型。《天体运动理论》的出现，为后来艾萨克·牛顿（Isaac Newton）发现万有引力定律奠定了坚实的基础。牛顿正是以开普勒定律为出发点，进一步推导出了万有引力定律，从而实现了物理学和天文学的一次伟大综合。可以说，没有开普勒在这部著作中所揭示的天体运动规律，牛顿的伟大成就将难以想象。本书不包含对天文学家个人生平的传记式描绘，不提供任何关于宇宙构成或形成的神话传说，也不涉及任何关于天文学仪器制造的细节。它专注于解决一个核心科学问题：行星是如何围绕太阳运动的。通过其对数学法则的深刻剖析，《天体运动理论》为我们提供了一种全新的、基于数学和观测的科学方法论，引领我们从猜测走向精确的描述和预测，从静止的宇宙观走向动态的、可量化的宇宙图景。它是一部纯粹的科学巨著，是对人类理性力量的伟大颂扬，是对宇宙奥秘不懈探索的里程碑。