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为了逃避痛苦，他又回到占星术中去，尽管他十分厌恶占星术。
就在开普勒处在黑暗的痛苦之中时，突然一线希望之光照亮了他，他被
丹麦大天文学家，在布拉格鲁道可夫二世国王宫廷任职的帝谷·布拉赫邀请
到布拉格去一起研究天文学。早在1592年，开普勒就曾把自己的第一部著作
《宇宙的奥秘》寄给帝谷，帝谷就曾邀请开普勒到万斯贝克去。现在，他又
发出了第二次邀请，他在给开普勒的信中说：我不是因为您遭受厄运而请您
来此，而是出于共同的研究愿望和要求请您来此，请您不要把我看作是一位
命运的朋友，而是看作是您的朋友，即使在您不幸的时候，他也不会拒绝给
您出主意想办法，他极想谒诚地帮助您。开普勒欣然接受帝谷的邀请，于1600
年携眷来到布拉格。
六、帝谷·布拉赫及其对天文学的贡献
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帝谷·布拉赫，出身于丹麦的贵族家庭。14岁时因当年的一次日食引起
他对天文学的浓厚兴趣。1572年秋天，天空中突然闪现一颗明亮的新星。这
颗新星的光辉异乎寻常，它不仅比所有恒星都亮，而且盖过亮度最大的金星，
甚至在阳光普照的白昼也可以在天空中看到它。这颗新星的出现，惊动了全
世界，也激发了年轻的帝谷献身天文观测的热情。要知道这颗新星到底是什
么，必须要知道它在哪里，首先引起帝谷兴趣的是测量它的距离。如果它距
离地球不太远，那它应该同月亮和行星一样，对其附近恒星发生相对的位移。
帝谷以其精湛的技巧对新星作了精心观测，却丝毫没有发现这种情形。它既
没有像月亮那样明显位移，也没有行星那样迂回曲折的视行。这意味着新星
远在月亮和行星的轨道之外，绝非是什么某种大气现象，而是高于恒星一类
的星球，后人为纪念他，将这颗新星命名为帝谷星。
帝谷的声望和观测才能得到丹麦国王腓特烈的赏识。1576年，他被聘为
皇室天文学家，受到额外优待。国王把位于哥本哈根和赫尔辛基之间海峡上
的赫芬岛交给他使用，并拨给他一笔款项。帝谷用丹麦王的资金在岛上建立
了巨大的观天堡，配备当时最精密的观测仪器，有一部分仪器是他自己制造
的。这些仪器被放置在有活动房顶的地下观察室里，这样可以防震和防风。
他的最主要的仪器是一个半径2米的大象限仪，其读数精度达到1／6弧分，
这在当时是空前的。帝谷在那里呆了21年，做了大量观测，同时作出几项重
要发现。腓特烈国王去世后，帝谷失去了支持者，由于同僚的嫉妒，他被迫
离开他的天文台，避居哥本哈根，他只抢救出他的极珍贵的仪器。但为观察
星星而建立的巨大天文堡不是被拆除，就是很快倒塌了。这件事对他的打击
很大。幸好另一位以奖励天文学著称的奥地利国王普道尔夫二世支持了他，
不仅许以优厚俸禄，还在布拉格为他建造了一座天文台，帝谷于1599年来到
布拉格。
帝谷对天文学的贡献是多方面的。精密的天文观测是他主要的贡献。他
发明新的观测仪器，并对旧的仪器进行改进。他所作的观测精确度高，是他
同时代的人无法相比的。他在20年间对各个行星位置的测定，误差不大于
0。067度，这个角度大致相当于将一枚针举一臂远处，用眼睛看针尖所张的
角度。他还发现了同球运动的“二均差”，对蒙气差有了更完善的了解。
帝谷的另一成就是对彗星所作的观测。他指出，那些来无影、去无踪的
拖着长尾巴的彗星也不是什么大气中的某种爆发现象，而是一种天体。帝谷
通过观测证实，彗星的轨道远在月球之外，并且可以穿越行星天层而不碰上
任何阻碍。帝谷对行星运动的长期观测；积累了大量观测数据，是一笔宝贵
的财富。
帝谷是一位精明的观测家，但不是一个好的理论家，他对哥白尼很崇敬，
他完全清楚日心体系的优点，并称赞它是：美丽的几何结构。但他拒绝承认
这个学说。首先，地动思想与圣经相违背，这在帝谷看来是不可能的。他不
敢相信，像地球这样既大而笨的东西会有什么运动。其次，帝谷尽管做了极
精心的观测。终究未能发现恒星因地球运动而引起的视差效应。这意味着两
种可能，要么地球是静止的，要么如哥白尼所言，恒星的距离有不可思议的
遥远。但是，帝谷不相信行星系恒星天球之间会有这样广阔的“虚无空间”。
帝谷既不满意托勒密体系，又不愿接受哥白尼学说，他采取一个折衷办
法，于1580年提过他自己另行设计的混合体系——帝谷体系：按照古人的说
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法和《圣经》的启示，我认为只能把地球安置在世界中心。但我不赞成托勒
密那种主张。我想，只有太阳、月亮以及包含全部恒星的第八重天才以地球
为中心而运行，五颗行星则绕太阳运行。太阳处在它们的轨道中心，它们像
陪伴君王那样绕太阳作周年运动。
帝谷的折衷体系没有在欧洲产生很大影响，随着开普勒三大定律的产
生，帝谷体系也就消声匿迹了。
七、成为帝谷科学遗产的继承人
开普勒和帝谷的会面乃是欧洲科学史上最重大的事件。这两位个性迥异
的天文学家的相会标志着近代自然科学两大基础——经验观察和数学理论的
结合。帝谷的精密天文学观察和计算是和开普勒名字联在一起的天文学巨大
进步的基础。没有帝谷的观察，开普勒就不可能改革天文学。
1600年2月，开普勒应帝谷之邀，来到了布拉格，当帝谷在鲁道尔夫二
世国王为他准备的，离布拉格5哩远的贝那特克宫中听到开普勒到了布拉格
的消息时，他真是喜出望外。他马上请开普勒来见他。1600年2月4日晚，
开普勒到达贝那特克宫。在此后的三个多月里，开普勒和帝谷朝夕相处，共
同研究他们感兴趣的问题。
四个月后，开普勒返回了格拉茨，他和帝谷约定，帝谷去要求皇帝下一
道赦令：命令开普勒在布拉格居住两年。这样他就可以和帝谷一起完成行星
理论的研究和出版工作。开普勒回到格拉茨后，却没有想到又受到天主教的
迫害。这时，反宗教改革的浪潮达到顶点。1600年8月1日，诸侯宣布永远
放逐几千名新教市民和官员，命令他们必须在45天内离开城市，开普勒也在
放逐之列。
开普勒获悉放逐令后，马上将他的困境告诉了帝谷。帝谷马上答复他，
要他尽快赶到布拉格，因为皇帝至少已在口头上同意任用开普勒。这样，开
普勒带着家眷和行李前往布拉格，在途中，开普勒生了疟疾，整日发高烧，
同时他的经济状况由于被放逐而日益窘迫。但开普勒没有失望。这时科学工
作是他唯一的安慰和兴趣。尽管体弱多病，他也从未懈怠过。这种不倦的工
作热情是开普勒的基本性格，也是使他过早去世的一个原因。
正在开普勒贫病交加的时候，又是帝谷伸出友谊之手，帮助了开普勒。
帝谷以极大的努力帮助开普勒的家庭，并且对开普勒本人，帝谷也筹划了一
项大规模的计划，他想和开普勒一起开始着手大规模的天文计算工作。这项
工作应该确定行星的运行，为了尊崇皇帝，它被命名为《鲁道尔夫星行表》。
开普勒成为帝谷的一名得力助手。
但是，不久后发生的一件事从根本上改变了开普勒的生活。1601年 10
月24日，帝谷·布拉赫在短期病重以后突然意外地逝世。在帝谷临终前，他
将开普勒选定为他的科学遗产——20多年观测材料的继承人，开普勒答应把
帝谷的工作继续下去，同时注意研究他的假设，而不是哥白尼的假设。开普
勒明白，他应该怎样感激这位天文学家，以及和这位大研究者的科学遗产联
结在一起的那项任务又是多么重大。
八、改革天文学
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帝谷死后不到两天，皇帝顾问巴尔维茨前来看望开普勒，并根据皇帝的
命令委派开普勒管理已故丹麦天文学家的仪器和未完的事业。对开普勒来
说，这一委任等于是认他为帝谷的继承人——接任他的皇家数学家的职务。
开普勒继任帝谷的工作，继续编制同帝谷的观测录中的成千个数据相协
调的《鲁道尔夫星行表》。帝谷的观测记录到了开普勒手中，竟发挥了意想
不到的惊人作用，使开普勒的工作变得严肃起来。他发现自己的得意杰作—
—开普勒宇宙模型，在分析帝谷的观测数据、制订行星运行表时毫无作用，
不得不把它摒弃。不论是哥白尼体系、托勒密体系，还是帝谷体系，没有一
个能与帝谷的精确观测相符合。这就使他决心查明理论与观测不一致的原
因，全力揭开行星运动之谜。为此，开普勒决定把天体空间当做实际空间来
研究，用观测手段探求行星的“真实”轨道。
开普勒要解决的问题包括两方面：第一，用什么方法测定行星（包括地
球）运动的“真实”轨道，如同观测者能从“天外”看行星绕太阳运行一样；
第二，分析行星运动遵循什么样的数学定律。
如今已很少有人想到，开普勒如何从行星的使人眼花缭乱的视行中推出
它们的“真实”轨道。只要想到人们永远不可能看到行星的真实运动，而只
能从运动着的地球上看到它们在天空的什么方向，就知道问题的困难了。假
如行星所作的是简单的匀速运动的方式，问题会好办得多，可是实际情况比
这要复杂得多，而且地球本身同样是以某种未知方式绕太阳运动，这就使问
题变得无比复杂和困难了。
开普勒用一个绝妙的方法把这种杂乱无章的现象理出一个完整清楚的头
绪来。他同哥白尼一样，敏锐地领悟到，“要研究天，最好先懂得地。”他
也把着眼点放在地球上，力图先摸清地球本身的运动，然后再研究行星的运
动。要研究地球本身的运动，首先必须确定地球同太阳之间的距离在一年中
是怎样变化的；只有当人们弄清这种变化后，才能确定地球轨道的真实形状
及它的运行方式。
开普勒使用的测量地球与太阳之间的距离的方法就是目前在大地测量中
常常使用的三角测量法。即将太阳视为已知点，地球视为遥远的另一已知点，
要测量地球 （在其轨道上）与太阳间的距离，还需要另外找一定点，可是在
行星系统里，除了太阳是唯一“静止”的中心天体外，再也找不到第二个这
样的定点。如果找到这样一个定点，就可以用下述办法来测定地球的轨道