小误差背后的大发现

    约翰尼斯·开普勒(1571年-1630年)，杰出的德国天文学家、数学家、物理学家和哲学家，他发现了行星运动的三大定律，为哥白尼的日心说提供了最可靠的证据，是继哥白尼之后第一个站出来捍卫太阳中心说的人，被后世的科学史家称为“天空的立法者”。同时他对光学、数学也做出了重要的贡献，是现代实验光学的奠基人。

开普勒出生于德国符腾堡州维尔城的一个贫苦家庭，小时候很不幸，得了猩红热，造成视力衰弱，一只手半残。不过，这没能打击他对知识的渴望，他十分喜欢天文，利用给图书馆看门的机会，苦学知识，特别是对各种星座了如指掌。经过多年的努力，他终于进入了大学，并且获得了恩师第谷的赏识和培养。

毕业后，开普勒继承了老师第谷的事业，专注于对火星轨道的研究。这项研究需要对1000多颗星星的观测数据进行缜密的计算，在那个完全依靠手工计算的时代，这无疑是一项极艰巨的工程。开普勒没有畏惧，他从正圆形的假设出发，借助观测数据开始编制火星轨道的运行表，发现火星老是“出轨”，跟观测结果总是不吻合。于是他将正圆改为偏心圆，又进行了无数次的计算满样和试验后，找到了与观测事实非常接近的偏心圆轨道模型。美中不足的是，依照这个方法来预测行星的位置，却跟第谷的数据有点点不符，产生了8分角度的误差。这8分的误差仅相当于秒针0.02秒瞬间转过的角度。天文学界的许多同行们听说了开普勒的最新研究成果后，纷纷来祝贺，都认为这个重大发现足以颠覆传统天文学理论。开普勒失望地说：“还有8分的误差呢！”他想推翻花费了数年心血才计算出的模型，把偏心圆改为椭圆重新计算研究。有朋友劝他：“那个够你计算一年的椭圆轨道，也许根本就不存在，谁知道是不是观测产生的误差呢。”然而，开普勒始终放不下微不足道的8分误差，重新假设模型，缜密计算研究

又经过了近两年时间，他终于找到了完全符合观测数据的椭圆模型，并划时代地发现了行星运动三大定律，开创了天文学的新篇章。

陈老师说：   

决定成败的往往是不起眼的小处，许多伟大的发现，都源于对细节的精益求精。开普勒在他早期所著的《神秘的宇宙》一书里设计了一个由许多有规则的几何形体构成的、数学关系美妙的宇宙模型，而且和当时初步的天文观测很吻合。他在日记中喜悦地写道：“我从这个发现所得到的极度喜悦是无法用语言来表达的。我不怕任何麻烦，我不辞辛劳、夜以继日地进行计算，直到我能够看到我的假设是否符合哥白尼的轨道，或者我的喜悦是否要落空。”若干年后，开普勒重新研究老师第谷的观测数据，制定行星运行表时，面对微不足道的8分误差，他还是放弃了自己花费多年心血设计的模型，最终成就了科学史上的这一重大发现。