知識導航
我們現在已經知道，行星通常指自身不發光，環繞著恒星的天體。一般來說，行星公轉方向常與所繞恒星的自轉方向相同。行星需具有一定質量，行星的質量要足夠的大且近似於圓球狀，自身不能像恒星那樣發生核聚變反應。
人類對行星規律的認識，首先歸功於開普勒（1571—1630）。開普勒是德國天文學家，發現的行星三大定律分別是軌道定律、麵積定律和周期定律，為哥白尼的日心說提供了最可靠的證據。
開普勒在科學陣地上縱橫馳騁，在科學史上做出了不可磨滅的貢獻。同時，他還是現代實驗光學的奠基人。
開普勒出生時，恰好是哥白尼發表《天球運行論》28年後。1588年，開普勒獲得蒂賓根大學學士學位，3年後獲得碩士學位。
1597年，開普勒寫成《神秘的宇宙》一書，設計了一個有趣的、由許多有規則的幾何形體構成的宇宙模型。1599年，第穀看到那本書，十分欣賞作者的智慧和才能，立即寫信給開普勒，熱情邀請他做自己的助手。
1600年，開普勒繼承了第穀的事業，認真地研究了恩師留下的行星觀察記錄。
知識拓展
開普勒與第穀
開普勒來到第穀身邊以後，師徒倆朝夕相處，形影不離，結成了忘年交。
業務上，第穀精心指導；經濟上，第穀慷慨相助。
但是，過了一段時間，開普勒受多疑妻子的挑唆，突然和第穀決裂了。他忘恩負義地公開散布第穀的壞話，最後留下一封滿紙侮辱性言語的信，不辭而別。開普勒的離去，使愛才如命的第穀非常傷心。他意識到這完全是一個誤會，馬上寫信給開普勒，胸懷寬廣地請他回來。開普勒讀了第穀的誠摯友好的來信，慚愧得無地自容。他熱淚盈眶地提筆寫了懺悔信，徹底承認錯誤。當兩人重修舊好的時候，開普勒不由自主地又檢討起來，第穀立刻製止說：“過去的還要說什麼呢？你是我的好朋友。現在我們又在一起研究了，這就夠了！”第穀不記舊怨，不但把才華出眾的開普勒推薦給國王，而且把自己幾十年辛勤工作積累下來的觀測資料和手稿，全部交給開普勒使用。他語重心長地對開普勒說：“除了火星所給予你的麻煩之外，其他一切麻煩都沒有了。火星我也要交托於你，它是夠一個人麻煩的。”
不論是地心說還是日心說，都認為行星作勻速圓周運動。但開普勒發現，對火星的軌道來說，按照哥白尼、托勒密和第穀提供的三種不同方法，都不能推算出同第穀的觀測相吻合的結果。於是，他放棄了火星作勻速圓周運動的觀念，並試圖用別的幾何圖形來解釋。1609年，他經過4年的苦思冥想，發現橢圓形完全適合這裏的要求，能做出同樣準確的解釋。他在這一年發表了《新天文學》，提出了行星第一、第二運動定律。第一定律認為每個行星運轉軌道為橢圓形，太陽在這個橢圓軌道的一個焦點上；第二定律認為行星運行離太陽越近則運行就越快，行星與太陽之間的連線在等時間內掃過的麵積相等。
1619年，開普勒又發表了行星運動第三定律，認為行星距離太陽越遠，運轉周期越長。
開普勒定律對行星的基本完整、正確描述，解答了天文學中這個問題的曾使哥白尼、伽利略這些天才都感到迷惑不解的問題。
開普勒三大定律大大地動搖了當時的天文學與物理學。經過近一個世紀的研究，物理學家終於能夠用理論解釋其中的道理。牛頓利用他的第二定律和萬有引力定律，在數學上嚴格地證明開普勒定律，也讓人們了解其中的物理意義。
知識解碼
開普勒的其他貢獻
在第穀的工作基礎上，開普勒經過大量的計算，編製成《魯道夫星表》，表中列出了1005顆恒星的位置。這個星表比其他星表要精確得多，因此直到18世紀中葉，《魯道夫星表》仍然被天文學家和航海家們視為珍寶，它的形式幾乎沒有改變地保留到今天。
開普勒也是近代光學的奠基者。他研究了針孔成像，並從幾何光學的角度加以解釋，並指出光的強度和光源的距離的平方成反比。開普勒也研究過光的折射問題，在1611年發表了《折光學》一書，最早提出了光線和光束的表示法，並闡述了近代望遠鏡理論，他把伽裏略望遠鏡的凹透鏡目鏡改成小凸透鏡，這種望遠鏡被稱為開普勒望遠鏡。
開普勒也研究過人的視覺，認為人看見物體是因為物體所發出的光通過眼睛的水晶體投射在視網膜上，闡明了產生近視和遠視的成因。開普勒還發現大氣折射的近似定律，最先認為大氣有重量，並且說明了月全食時月亮呈紅色是由於一部分太陽光被地球大氣折射後投射到月亮上而造成的。