«یوهانس کپلر»؛ غولی خفته در سایه‌‌ها

بیست‌وهفتم دسامبر سال 2021م. یعنی کمتر از 10 روز دیگر هم‌زمان است با چهارصدوپنجاهمین سالگرد زادروز «یوهانس کپلرِ» اخترشناس. داستان نوشتن این مقاله از آنجا کلید خورد که چندین هفته پیش یکی از نویسندگان این مقاله با پروفسور «ژان رونه روآ» گفت‌وگویی می‌کرد و داستان بازدید از مجسمه زیبای «کپلر» در شهر لینتس اتریش را گفت. «روآ» هم از خاطرات کلاس درسش درباره «کپلر» گفت و از اینکه دانشجویانش از این همه مشکلات او شگفت‌زده بودند. قرار نوشتن مقاله‌ای به زبان انگلیسی و فرانسوی را گذاشتیم. ما دو نویسنده ایرانی مقاله حاضر هم از پروفسور «روآ» خواستیم در نوشتن مقاله فارسی هم کمک‌مان کند. بنا کردیم نسخه‌ای ساده‌تر و کوتاه‌تر، به دور از نکات فنی را به فارسی بنویسیم؛ آن‌چنان‌که همگان بخوانند و «کپلر» را بشناسند. این مقاله ساده‌شده و گزیده‌شده حاصل تلاش سه‌نفره‌ ما برای نوشتن درباره «کپلر» است. «یوهانس کپلر» بیشتر وقت‌ها زیر سایه غول‌هایی مانند «نیکلاس کپرنیک» و «گالیلئو گالیله» قرار می‌گیرد و در جایگاه بازیگر نقش دوم دیده می‌شود. به همین دلیل هم ما عنوان مقاله را چنین برگزیده‌ایم که نشان دهیم «کپلر»، خود غولی است که در سایه ایستاده. کار بزرگ «کپلر» در یاری‌رسانی به توسعه نظریه گرانشی «نیوتن» چشمگیر بود. «کپلر» نه با اغماض و ارفاق که با شایستگی تمام، لیاقت حضور در معبد دانشمندان نامور را دارد. «کپلر» در کنار بزرگان دانش، کسانی که دیدگاه و نگرش ما را نسبت به جهانِ پیرامون و گیتی دگرگون کردند، از معماران و پایه‌گذاران دانش‌های نوین است که می‌توانیم دانش‌های طبیعی یا زاستاری بنامیم. خوب است همین‌جا و پیش از ورود به جهانِ «کپلر» این نکته را یادآور شویم که در تاریخ دانش، هستند دانشمندان طراز ‌اولی که در سایه مانده‌اند و این موضوع به قرن‌های پیشا-بیستمی اختصاص ندارد. در قرن بیستم هم دانشمند ناموری مانند «ژرژ لومیتره» (یا با تلفظ درست‌تر لومیتقه) چندان که باید دیده نشده‌ اما از نخستین کیهان‌شناسانی است که نگره یا نظریه مهبانگ را ارائه کرده است. بنا داریم با همیاری پروفسور «روآ» مقاله‌ای هم به زبان فارسی درباره «لومیتره» بنویسیم. همچنین این نکته را یادآور می‌شویم که در تاریخ دانشِ کشور عزیزمان، ایران هم کم نیستند دانشمندانی که هم‌رده با کارهایشان و منزلت‌شان دیده نشده‌اند. وظیفه شناساندن دانشمندانِ ایرانی، در هر دوره‌ای از تاریخ پرفراز‌و‌فرود ایران، بیش از هر کسی متوجه ایرانیان، ایران‌دوست و خردمند است. همچنین این نوید را می‌دهیم که دو نویسنده ایرانی این مقاله، در‌حال ترجمه کتابی با نام «وارثان پرومته» هستند که «ژان رونه روآ» نوشته است. در این کتاب به داستان زندگی و دستاوردهای دانشی «یوهانس کپلر» پرداخته شده است و اساسا ساختار کتاب بر برهمکنش میان دانش و انسان می‌پردازد.
خانواده ناسامان «کپلر»
«یوهانس کپلر» در شب سرد زمستانی بیست‌وهفتم دسامبر 1571م. در شهری با نام وایل‌در اشتات که امروزه در منطقه اشتوتگارت آلمان است، در بادِن- وورتمبرگ زاده شد. خانه‌ای که «یوهانس کپلر» در آنجا زاده شده، در 30کیلومتری غرب مرکز شهر اشتوتگارت است که بازسازی و مرمت شده، پابرجاست. شاید بد نباشد همین یک مورد را با رویکرد خودمان با خانه‌های مفاخر کشورمان داشته باشیم. «ملاصدرا» که به صدرالمتألهین شهره است،‌ یک‌سال پس از «کپلر» زاده شده و 10 سال پس از او چشم از جهان فروبسته است. اگرچه این دو باهم قیاس‌پذیر نیستند و هریک در جهانِ اندیشه خودش قرار دارد؛ بد نیست بدانید خانه «ملاصدرا» در روستای کَهَک قم، تا همین 30 سال پیش مخروبه بوده و گویا حتی از آن به‌عنوان جایگاه نگهداری حیوانات روستاییان استفاده می‌شده. به زندگی «کپلر» بازگردیم. پدربزرگش «سبالد کپلر» شهردار بود. زمانی که «کپلر» به دنیا آمد، دو برادر و یک خواهر دیگر هم داشت و ثروت خانوادگی‌شان رو به کاهش بود. این‌طور گزارش شده که پدرش، «هاینریش» (یا احتمالا با تلفظ هنریخ/ هاینریخ) سرباز-مزدور بود و حتی در پنج‌سالگی «کپلر» خانواده‌اش را ترک کرده و گویا در جنگ طولانیِ هلند کشته شده است. مادرش، «کاترینا گولدنمان»، از خانواده‌ای نه‌چندان صاحب‌نام آمده بود. دخترِ صاحب یک مسافرخانه بود و دو روایت درباره‌اش هست. یکی اینکه ساحره بوده و در کار جادوگری بود و چه‌بسا از این راه کسب درآمد داشته، دیگری اینکه گیاه‌پز بوده، شاید چیزی شبیه به عطاری‌های زمان خودمان. گویا «کپلر» زودتر از 9‌ماهگی به دنیا آمده و پیامد آن بیماری‌هایی بود که تا پایان عمر گریبانگیرش بود. پسری بود ناشاد و با ضعف بینایی و چند ناراحتی جسمی دیگر که حتی گاهی خود را با سگ گَر مقایسه می‌کرد. او با دستانی بدقواره و سلامتی ناپایدار تا پایان عمر سر کرد. از قرار معلوم «کپلر» در همان کودکی آبله هم گرفته بود. از همان کودکی به اخترشناسی علاقه‌مند بود و مشاهده دنباله‌داری او را به وجد آورده بود. او حتی در 9‌سالگی شاهد ماه‌گرفتگی بود و آن را ثبت کرده بود. پس از سپری‌کردن دوره مدرسه که آمیخته با آموزه‌های کلیسایی هم بود، به سال 1589م. به دانشگاه توبینگن رفت. «کپلر» درپی آن نبود تا اخترشناس شود؛ بلکه درسش را در الاهیئت دنبال کرد. بااین‌حال مقامات توبینگن پیش از آنکه درجه دانشگاهی او را بدهند‌ و به عبارت دیگر از شرّ آزاداندیشی او خلاص شوند، او را برای تقویم‌نگاری و تدریس ریاضیات به دبیرستان پروتستانی در شهر گراتس اتریش روانه کردند. او در آن زمان 22 سال داشت. درباره زندگی خانوادگی «کپلر» هم تلخکامی‌هایی بود. «کپلر» دلباخته دختر جوانی با نام «باربارا» شد که باوجود 23‌سالگی‌اش، دو بار بیوه شده بود و دختربچه‌ای هم داشت. هرچند «کپلر» نجابت پدربزرگش را به ارث برده بود، فقر مالی او سبب شد تا پدر «باربارا» با ازدواجِ دختر بیوه‌اش با «کپلر» جوان ساز مخالف بزند. از کشمکش‌ها عبور کنیم و بگوییم که «باربارا» و یوهانس در ماه آوریل سال 1597م. ازدواج کردند. آن‌ دو نخست صاحب دو فرزند شدند که هر دو در کودکی مردند. سپس صاحب دختر و پسر دیگری شدند.
«کپلر» در ردای عارفان و آموزگاران
«یوهانس کپلر» از اوایل جوانی‌اش به اخترگویی و رازورزی اعداد اهتمام داشت. دور از ذهن نیست که بگوییم همین مشغولیت ذهنی بسیار بر پیشبرد کارهایش، بر پیش‌نرفتن کارهایش و برخی مسائل زندگی‌اش اثرگذار بود. اشاره کردیم که برای خلاصی از دست «کپلرِ» تساهل‌گرا او را به آموزگاری در دبیرستانی در گراتسِ اتریش گماردند. او آموزگاری تنگدست بود و شمار شاگردانش در درس ریاضی چنان اندک بود که مدرسه او را به تدریس تاریخ و درس اخلاق هم گمارد. برای «کپلر» 24‌ساله، نوزدهم ماه ژوئن سال 1595م. روزی شگرف بود. گویا در کلاس درس هندسه که برایش ملال‌آور هم بود، کشف و شهودی برایش پیش آمده. او داشت درباره مکعب، چهاروجهی، هشت‌وجهی، دوازده‌وجهی و بیست‌وجهی بحث می‌کرد و می‌گفت این پنج شکل فضایی منظم و منتظمی هستند که وجه‌ها و نیز زوایای میان وجه‌هایشان همانند است. یونانی‌ها که در تاریخ دانش بلند‌آوازه‌اند، پیش‌تر ثابت کرده بودند بیش از این پنج شکل منتظم نمی‌تواند وجود داشته باشد. نگاه رازورزانه و آمیخته با باورهای عرفانی و مابعدالطبیعه «کپلر» بر این اصل استوار بود که شکل‌های فضایی ممکن چنان گیتی را ساخته و پرداخته باشند که نسبت‌های ریاضی فاصله میان مدارهای سیارگان، از خورشید به سمت بیرون را پُر کنند. بنابراین، «کپلرِ» جوانِ الهام‌گرفته از ریاضی و هندسه و اندیشه‌های عرفانی، دیدگاه‌هایش را درباره ساختار هندسی گیتی در کتابی با نام «راز گیتی» پروراند. کتاب «راز گیتی» «کپلر»، آشکارا و به روشنی، اثری «کپرنیکی» بود. درواقع می‌توان به جرئت گفت کتاب «کپلر» نخستین اثر درخشان پسا-کپرنیکی بود. نیم‌قرن پس از چاپ کتاب «گردش افلاک آسمانی». شاید بد نباشد به این موضوع اشاره کنیم که برخی پژوهشگران اثر «کپلر» را اثری درخشان می‌دانند که از دل کلاس درس بیرون نیامده است. «کپلر» که به لحاظ روحی و روانی به تحلیل هماهنگی ریاضیات الهی (یا شاید الاهیئتِ ریاضیاتی) سوق پیدا کرده بود، در اثر ضد اصلاحات کاتولیکی‌اش و نیز خودداری‌اش از کاتولیکی‌گرایی و پذیرفتن خرقه کاتولیک‌ها، به سال 1600م. یعنی سی‌سالگی‌اش، گراتس را ترک کرد و به پراگ رفت. او در پراگ پیش اخترشناس و نجیب‌زاده دانمارکی، «تیکو براهه» رفت که کمی بعد بیشتر درباره‌اش خواهیم گفت. اگر بخواهیم درباره «تیکو براهه» که او نیز اخترشناسی نپاهشگر (رصدگر) بود و بسیار کاربلد، باید بگوییم: او به پاسخ درست برخی پرسش‌های مهم اخترشناسی زمان خود دست یافت، اما درستی پاسخ‌های خودش را درنیافت. به زبان ساده او نفهمید چرا پاسخ‌های درستش، درست هستند. به داستان «کپلر» بازگردیم. او تا سال 1612م. که «رودلف دوم» کناره‌گیری کرد، در جایگاه ریاضی‌دانِ سلطنتی در دربار او در پراگ ماند. حواسمان باشد که «تیکو براهه» ده سال بود که درگذشته بود. پس از آن جایگاه ریاضی‌دانیِ ایالتیِ لینتس اتریش را کسب کرد. این جایگاه تا سال 1626م. چهار سال پیش از فوتش، که به اولم و زاگان رفت، ادامه داشت. در سال‌های واپسین زندگی‌اش، درست زمانی که جنگی ویرانگر و خانمان‌سوزِ در آلمان که سه دهه هم به درازا کشیده بود و زندگی «کپلر» را هم به برآشفته بود، کتابی با نام «خلاصه‌ای از اخترشناسی کپرنیکی» نوشت که البته بیشتر به دیدگاه‌های مدارهای بیضوی خودش پرداخته بود تا دیدگاه‌های «کپرنیک». او در کتابش «زیج‌های رودلفی» را که مجموعه‌ای نوین و پرسون از زیج‌های مبتنی‌بر داده‌های نپاهشی (داده‌های مشاهداتی یا رصدی) و بر اساس «خورشید-مرکزیِ کپرنیکی-کپلری» ارائه داد. به سال 1619م. «کپلر» که در آستانه پنجاه‌سالگی بود، کتاب معروف «هماهنگی‌های جهان» را چاپ کرد. این اثر کوششی را به اوج رساند که با راز گیتی و اندیشه‌ها و پژوهش‌های «کپلر» درباره انتظام ریاضی آغاز شده و شالوده ساختار گیتی را تشکیل می‌داد. «کپلر» در کتاب «هماهنگی‌های جهان» ارتباط‌های اخترگویی، تناظر و همبستگی سیارگان با فلزات را آن‌گونه که می‌پنداشت، موسیقی افلاک یعنی صداهای ناشنیده‌ای که گمان داشت سیارات راژمان خورشیدی در حرکت‌شان تولید می‌کنند، و نیز همبستگی‌ها و ارتباط‌های این‌چنین را بازگو حتی محاسبه کرد. در همین کتاب «کپلر» قانون سومش هم نهفته بود. اخترشناسان و فیزیک‌دانان پیش از «کپلر» و حتی آن تعداد اخترشناسانی که به خورشیدمرکزی باور داشتند، کماکان پویایی‌شناسی سنتی بر‌جای‌مانده از سده‌های دور و دراز را برای حرکت در آسمان و اجرام آسمانی قائل بودند. برایشان امری مسلم و بدیهی بود که سیارات راژمان خورشیدی بنا به سرشت ذاتی‌شان به‌ گونه‌ای یکنواخت در مدارهایی دایره‌ای حرکت می‌کنند یا اینکه بر پوسته‌ بلورینی جابه‌جا می‌شوند؛ اما «کپلر» که حرکت دایره‌ای سیارات با سرعت یکنواخت را کنار گذاشته بود، با مشکل ایجاد ساختار نوین پویایی‌شناسی و مهم‌تر از آن تبیین اینکه اساسا چرا سیارات به این شیوه در فضا حرکت می‌کنند، روبه‌رو بود. «کپلر» به این الزام آگاهی داشت و به کتاب «اخترشناسی نوینش» که به سال 1609م. نوشته بود، عنوان فرعی اخترشناسی نوین: مبتنی بر علت‌ها را داده بود. از یاد نبرید که «کپلر» باورهای عرفانی داشت. او در ابتدای کارش باور داشت که خورشید روحی جنبنده یا به زبانی دیگر جانی مانند روح‌القدس است که سیارات راژمان خورشیدی را در مسیرشان به پیش می‌راند. کمی بعد و در اثر پختگی و خردمندی‌اش، دست از خرافه و اخترگویی برکشید و در جمع‌بندی‌های سنجیده‌تری که مستقل از درستی و نادرستی‌اش، رنگ و بوی دانشی بیشتری داشت، نیروی محرک غیرجنبنده‌ای را جایگزین روح جنبنده یا روح‌القدس کرد. نوعی نیروی مغناطیسی. «کپلر» بِگِرت فیزیکی (مفهوم فیزیکی) نیروی مغناطیسی را از کتاب «ویلیام گیلبرت» اقتباس کرد که به سال 1600م. چاپ شده بود. «گیلبرت» در کتابش نوشته بود زمین باید مغناطیس بزرگی باشد؛ بنابراین از دیدگاه «کپلر» هم‌زمان با مغناطیس خورشید و سیارگان که به نوبت به سوی خورشید کشیده می‌شوند و سپس رانده می‌شوند، سیارات از حرکت دایره‌ای در مدارشان منحرف می‌شوند و سرعت‌شان هم نایکنواخت می‌شود. فیزیک و مکانیک آسمانیِ «کپلر»ی تبیین و نگره‌ای درست از حرکت سیاره‌ها به دست داد؛ اما برای بسیاری دیگر پاسخی نداشت. برای نمونه، اینکه نیروی گسیلشی از خورشید چگونه مماسی عمل می‌کند؛ یعنی اینکه سیاره‌ها را مانند چیزی شبیه به جارو درمی‌نوردد و می‌تواند در زاویه‌های راست‌گوشه یا قائمه نسبت به خطوط نیرویی که از خورشید ساطع می‌شود، ظاهر شود. شگفت‌انگیز اینکه «کپلر» هرگز با همان پرسونی (دقتی) و موشکافی ریاضی که با تعیین مدارهای سیاره‌های راژمان برخورد کرد، با پدیده نیروی محرک برخورد نکرد. پویایی‌شناسی حرکت اجرام آسمانی تا مدت‌ها پس از «کپلر» هم حل‌نشده ماند. «کپلر» با وجود دیدگاه‌ها و نگره‌های شگرفی که داشت، تمام تعصب‌های پیشینی را کنار نگذاشت. خورشید، مرکز جهان او بود؛ اما کماکان به برخی باورها و بگرت‌های ارسطویی وفادار ماند. برای قدیمی‌ها که به گاری‌ها و گاوها و کشتی‌ها عادت داشتند، عقل سلیم‌شان می‌گفت هر حرکتی مستلزم اعمال زور است. هر حرکتی فقط در جهت نیرو انجام می‌شود و جرم‌های سنگین‌تر سریع‌تر از جرم‌های سبک‌تر فرومی‌افتادند. گاری مطابق با کشش و راستای نیرو حرکت می‌کرد. اگرچه برخی تفسیرکنندگان دوره تاریک‌اندیشی قرون وسطا، به این موضوع شک کرده بودند. درواقع آنها تعجب می‌کردند که چه نیرویی به پیکان یا تیر رهیده از کمان وارد می‌شود که در حال پرواز است و مسیرش هم عوض می‌شود. یادمان باشد که این «گالیله» بود که نشان داد نیرو تنها زمانی بر جسم اثرگذار است که در وضعیت جسم تغییر ایجاد کند. این تصور غلط که نیرو باید مدام اعمال شود، حتی ممکن است امروزه در میان عوام رواج داشته باشد. گاو باید گاری را بکشد تا نیروی اصطکاک میان محور و چرخ و نیز چرخ با زمین را جبران کند. در حقیقت در نبود اصطکاک، حرکت بدون اعمال نیرو ادامه خواهد داشت، اگر جسم در حرکت باشد و اگر ایستا باشد، یک بار که نیرو وارد شود، کافی ا‌ست. اجازه دهید نکته‌ای را هم یادآور شویم. در زمان «کپلر» بیش از شش سیاره را نمی‌شناختند. شناخت اخترشناسان از راژمان خورشیدی بسیار پرپیچ‌وخم بوده و هنوز هم ادامه دارد. سادگی است که فکر کنیم همه‌چیز را درباره راژمان‌مان می‌دانیم؛ اما نکته مهم این است که بدانیم دانش با دانستن‌ها و ندانستن‌ها و خردورزی‌ها پیش رفته است. همواره ندانسته‌های‌مان بر دانسته‌های‌مان فزون است؛ اما باید بیاموزیم در گرداب پاد-دانشی اندیشیدن و به دامان خرافه‌ورزی نیفتیم. «کپلر» مانند عارفی بزرگ در میان پایه‌گذاران اخترشناسی نوین به هماهنگی ذاتی گیتی باور داشت که برگرفته از اندیشه‌های مابعدالطبیعه‌اش بود. او به‌شدت مذهبی بود؛ اما خود را به‌عنوان لوتری میانه‌رو نشان می‌داد و البته به‌راستی هم فردی میانه‌رو بود. با اینکه جایگاه شغلی خوبی داشت و پس از مرگ «تیکو براهه» جای او را گرفت؛ اما باز هم با فقر دست‌وپنجه نرم می‌کرد و اگر بخواهیم بدون لکنت‌ زبان زندگی‌اش را با این واژه بیان کنیم، باید گفت زندگی «کپلر» در جایگاه اخترشناس، تحقیرآمیز بود. او فال‌گیری هم می‌کرد. او حتی درحالی‌که هم‌زمان به کار دانشیِ پژوهشی مشغول بود، طالع‌بینی هم می‌کرد. داستان‌ها و نمایش‌نامه‌هایی نوشت که حکایت از شخصیت پیچیده و نوسانی‌اش داشت. طالع‌بینی و فال‌گیری یکی از منابع درآمدی مردی بودند که سازوکار قدیمی راژمان خورشیدی را به لرزه انداخته بود؛ اما خودش هم از سرمای فقر می‌لرزید. بد نیست در اینجا به نکته‌ای هم اشاره کنیم. در زمان «کپلر»، اروپا نظام اقتصادی پیشرفته‌ای نداشت که از دانشمندان پشتیبانی‌های اساسی کند. درواقع سازوکاری از پیش تعیین‌شده، مانند آنچه پس از اصلاح نظام اقتصادی پس از قرن هجدهم شاهدیم، وجود نداشت. نبود پشتیبانی مالی از دانشمندان، کسی مانند «کپلر» را به طالع‌بینی کشاند. امروز هم اوضاع چنین است. اگر از دانشورزان حمایت کافی نشود، آنها ناچار خواهند شد به شغل دوم و سوم روی آورند؛ یعنی پس از ساعت کار پژوهشی، برای نمونه در دانشگاه یا هر نهاد دیگر، سراغ کارهای دم‌دستی مانند مسافرکشی و اسنپ و فروشندگی بروند. بی‌شک هیچ کاری که درآمد شرافتمندانه و پاک داشته باشد، عار نیست. هدف ارزش‌گذاری نیست؛ بلکه هدف درس‌گرفتن از رنج‌های «کپلر» است که اندیشمندان و دانشورزان ارج نهاده شوند. بگذارید صریح بگوییم و بحث را به جای دیگری موکول کنیم. فشار اقتصادی، خلاقیت دانشی و کیفیت آموزشی را هم برای دانش‌آموز و دانشجو و هم برای آموزگار و استاد ناکارآمد می‌کند.
«کپلر» اخترشناس
«یوهانس کپلر» آلمانی بیش از هر چیز اخترشناس بود و کم‌لطفی است که او را در زمره برترین اخترشناسان تاریخ ننشانیم. دلایل اخترشناس‌خواندن «کپلر» به کوتاهی چنین است. نخست اینکه به فرایند یا بهتر بگوییم فراروند نپاهش یا مشاهده در اخترشناسی پایبند بود و می‌دانست باید مشاهده کند، داده جمع‌آوری کند، داده‌ها را با محاسبات درآمیزد، مدل‌سازی کند و سپس نتیجه‌گیری کند. حواسمان باشد که او نه به ریاضیات پیشرفته حسابگان مجهز بود و نه ابزار محاسباتی داشت و نه حتی تلسکوپی کوچک. دلیل دیگر او در اخترشناس نامور بودنش، رهیافت تیزبینانه او در کشف مدل کپرنیکی بود. اگرچه مدل خودش با مدل کپرنیک تفاوت داشت؛ اما در آن زمان اندیشه خورشیدمرکزی بسیار پیشتازانه بود. کنار‌‌نهادن اندیشه‌های هزار‌ساله که با کهن‌آیینی هم گره خورده بود، کاری بس سترگ می‌نمود. «کپلر» درباره نورشناخت یا اپتیک رساله‌ای نوشت. مشارکت او در نورشناخت چشمگیر است. او حتی روند شکست نور در کره چشم انسان را توضیح داد؛ بِگرت یا مفهوم‌های فیزیکی دقیق و نوینی را برای نزدیک‌بینی و پیرچشمی صورت‌بندی کرد. حتی نقش کلیدی شبکیه و تشکیل تصویر وارون را دریافت. اصول کار تلسکوپ را شرح داد و بین تصویر واقعی و مجازی تمایز گذاشت. «ماکس کاسپر»، تاریخ‌نگار آلمانی بین سال‌های 1880م. تا 1956م. سهم «کپلر» را در درک نورشناخت پدیده‌ها و چگونگی شکست نور چنین می‌گوید: «کپلر» با ترکیب مناسب دو عدسی، یکی هم‌گرا و یکی واگرا درواقع بنای نوعی از تلسکوپ را گذاشت. تصویری که از «تلسکوپ کپلری» به دست می‌آید، به مراتب از آنچه در ذهن «گالیله» بود بهتر است. اغراق نیست اگر «کپلر» را هم از پدران نوشناخت نوین بنامیم، به خاطر سهمی که دارد. این کار «کپلر» به تلسکوپ‌های کاراتری منتهی شد و بعدها کارهای «کپلر» توسط «آیزاک نیوتن» بریتانیایی دنبال شد. «کپلر» که بیشتر در سمت نظریه‌پرداز دیده می‌شود، با وجود بینایی کم‌توان و نزاری که داشت، مشاهده‌گری بسیار ماهر و توانا و پرسون بود. او دنباله‌داری را به سال 1618م. نپاهید و آن را به‌عنوان جرمی آسمانی و نه پدیده‌ای جوّی شناخت. او حتی به لکه‌های خورشیدی هم اشتیاق داشت. به سال 1604م. ابرنواختری را مشاهده کرد که به نام خود او ثبت است. «یوهانس کپلر» اخترشناسی تمام‌عیار بود که اگر بخت با او یار بود و عمری دراز می‌داشت و پول کافی و جایگاه خانوادگی رده‌بالا، بدون‌شک بیش‌از‌پیش می‌درخشید.
«کپلر» و «براهه»
نمی‌توان «کپلر» را از «تیکو براهه» جدا کرد؛ اگرچه آن ‌دو مدت کوتاه دوساله‌ای با هم کار کردند و «تیکو براهه» در 54سالگی درپی انسداد عملکرد مجرای ادراری، در ضیافتی که مشاور امپراتور برپا کرده بود، درگذشت. اجازه دهید کمی عقب برویم. «کپلر» جوان که هنوز 30 ‌سال هم نداشت، با ساختن نظریه‌اش که قرار‌دادن پنج شکل منتظم در فضای میان شش مدار شناخته‌شده در آن زمان بود، حرکت سیارگان را مدل‌سازی کرد. «کپلر» گمان می‌کرد راز گیتی را یافته و به آن رسوخ کرده است. جوان بود و به وجد آمده بود. کما‌اینکه نام کتابش را هم «راز گیتی» گذاشت. سپس نسخه‌هایی از نوشته‌هایش را برای «گالیله» و «تیکو براهه» فرستاد. حواستان باشد که آن زمان مثل امروز کار چاپ آسان نبود و تهیه نسخه‌ای از نوشته‌ها دردسرهای خودش را داشت. «گالیله» چندان که باید «کپلر» را جدی نگرفت، اما «براهه» فهمید با مردی بااستعداد روبه‌رو است؛ بنابراین از او خواست تا به پراگ برود. «کپلر» راه پراگ را پیش گرفت و در دو سال پایانی زندگی «تیکو» به مقام دستیاری این نجیب‌زاده دانمارکی رسید. «تیکو» به سال 1546م. در دانمارک و در خانواده‌ای ثروتمند و اصیل با تبار سوئدی به دنیا آمد. «تیکو»ی جوان تا توانست کتاب‌های اخترشناسی و اختربینی را که به‌ دست آورده بود، با اشتیاق خواند. سرسخت و فردگرا بود و رفتارش آمیخته با غرور بود. در جوانی‌اش هم در یک دوئل شرکت کرده بود که حریفش با شمشیر نوک بینی او را بریده بود. «تیکو» برای نوک بینی‌اش پروتزی از طلا و نقره حکاکی‌شده داشت که تا پایان عمر با او بود. «تیکو» اشتیاق اندکی به گمانه‌زنی در کیهان‌شناسی زمانه‌اش داشت؛ زیرا او نپاهشگر (مشاهده‌گر) با وسواس و دقتی بود که در نبود نپاهش‌های محاسباتی دقیق تمایلی به تأیید سرسرانه نداشت. «تیکو براهه» سامانه خورشیدمرکزی کپرنیک را رد کرد؛ نه از آن جهت که با کتاب مقدس در تضاد بود، بلکه به دلیل نبود مشاهده‌های اخترشناسی. او برای خودش ساختاری داشت که ژئوهلیوسنتریک نام داشت؛ یعنی زمین-خورشید‌مرکزی. مدل «تیکو» به این صورت بود که دو سیاره تیر و ناهید به گرد خورشید می‌گردند که در مرکز دو مدار آنها قرار دارد. هم‌زمان سامانه تیر- ناهید خورشید، به همراه سه سیاره دیگر بهرام، هرمز (مشتری یا برجیس) و زحل به گرد زمین می‌گردند. در «سامانه تیکویی»، زمین ایستا و مرکز گیتی است. خورشید به گرد زمین می‌گردد، درحالی‌که دیگر سیارات هم‌زمان به گرد خورشید و زمین می‌گردند. «سامانه تیکویی» اگرچه امروز می‌دانیم نادرست است، اما برخی دشواری‌های اخترشناسی آن زمان را حل کرد. نجیب‌زاده دانمارکی «کپلر» جوان بینوا را بر کار گمارد تا درباره سیاره بهرام (مریخ) داده جمع‌آوری کند. امید «تیکو» این بود که مشاهده‌های پرسون «کپلر» بتواند «نظریه‌ تیکویی» را با داده‌های مشاهده‌ای سازگار کند. سیاره بهرام گزینه خوبی بود چون خروج از مرکز خوبی داشت و در وسط مدل تیکویی نبود. یادآوری این نکته مهم است که «کپلر» اساسا سیاره بهرام را نه برای اهداف «تیکو براهه» و نه حتی برای محکم‌ کردن «مدل کپرنیکی»، بلکه برای شهودهای خودش درباره همسازی و هماهنگی آسمانی بود. «یوهانس کپلر» جوان در نبردی فکری با ابعادی حماسی به مدت شش سال مشتاقانه و پرحرارت کار کرد، داده گرفت و ثبت کرد. او در آن زمان 900 صفحه دست‌نوشت و محاسبه بر جای گذاشت که روایتگر تلاش خستگی‌ناپذیرش بود. یادمان باشد که در زمان «تیکو» از کاغذ و قلم بگیرید تا نبود حتی ساده‌ترین ماشین‌‌های محاسباتی، در اختیار «کپلر» نبود. «کپلر» پس از چندین سال کار دیوانه‌وار توانست مدار بهرام را با شکل هندسی ساده و شگفت‌آوری توصیف کند. برای اینکه بدانید کار «کپلر» تا چه حد دشوار و پرارزش بود باید بدانید «کپلر» موقعیت و جابه‌جایی بهرام را پس‌زمینه‌ای از ستارگان از یک ساختار درحال حرکت یعنی زمین که به دور خورشید می‌گشت، لحاظ می‌کرد و مشاهداتش را انجام می‌داد. به دیگر سخن «کپلر» خود را در سیاره بهرام تصور می‌کرد و زمین را می‌نگریست و بنابراین مدار غیردایره‌ای و سرعت نایکنواخت را بازسازی کرد تا مدار درست بهرام را بیابد. برای هرچه افزودن پرسونشِ مشاهداتی، «کپلر» حتی اثر شکست نور در جوّ زمین را هم در نظر گرفته بود. رابطه «کپلر» و «تیکو» چندان دوستانه نبود؛ زیرا «تیکو» دمدمی‌مزاج بود. او البته در ساخت ابزارهای اخترشناسی که قطعه‌های نوری همچون آینه و عدی نداشتند، بسیار توانا بود. تلسکوپ در آن بازه زمانی هنوز به دست «گالیله» ساخته نشده بود، اما «تیکو» با ابزارهایی که ساخته بود، نپاهش‌های درجه یکی را انجام داد. نکته مهم از رابطه میان «کپلر» و «تیکو» پافشاری «کپلر» برای کار با «تیکو» بود؛ به‌رغم رفتار نامهربانانه «تیکو». چه‌بسا اگر «تیکو» نبود «کپلر» هم نمی‌توانست قانون‌هایش را استخراج کند. درباره تفاوت وضع مالی «کپلر» و «تیکو» این را هم اشاره کنیم که به سال 1576م. وقتی «یوهانس» کودکی پنج‌ساله بود، پادشاه وقت دانمارک که دانش‌دوست و هنردوست بود، تحت تأثیر «تیکو» و دستاوردهایش قرار گرفت. جزیره کوچکی به او داد، برایش مستمری چشمگیری برقرار کرد. او جزیره را با استبداد اداره می‌کرد و برای پژوهش‌هایش نپاهشگاهی (رصدخانه) ساخت. در آنجا ابزارهایی را هم خودش ساخت و بهره برد.
«کپلر» گمنام
شاید به‌کاربردن واژه گمنام برای «یوهانس کپلر» کمی زیاده‌روی باشد. هرچه باشد در کتاب‌های اخترشناسی در چهار گوشه جهان نام «کپلر» پربسامد است. اما دلیلی که ما (نویسندگان ایرانی) واژه گمنام را به واژه پیشنهادی پروفسور «روآ» (کمتر دیده‌شده) ترجیح داده‌ایم از این قرار است که در ایران دانشجویان، دانش‌آموزان و دانشورزان بسیار کم به «کپلر» پرداخته‌اند. درباره زندگی «نیوتن»، «اینشتین» و «گالیله» کتاب‌های زیادی وجود دارد، اما درباره «کپلر» کتابی دندان‌گیر وجود ندارد و هرچه هست بخشی از کتاب‌های موسوم به «تاریخ علم» است. از سویی می‌خواهیم بار دیگر از واژه گمنام بهره گیریم و بگوییم بسیاری از دانشمندان ایرانی هم به‌راستی گمنام مانده‌اند. اما اینکه چرا «کپلر» گمنام مانده یا در سایه مانده، چندین دلیل وجود دارد. نخست اینکه «کپلر» خودش هم فردی سخت‌رابطه بود. مردی بود که گویی سر در پر خویش کشیده بود و در زندگی شخصی گرفتار مشکلات ریز و درشت بود، در زندگی دانشی‌اش هم برایش پژوهیدن خیلی مهم‌تر از نام‌ پرآوازه داشتن بود. از سویی دشوار-نویس بود و همگان به آسانی با نوشته‌های نابش ارتباط نمی‌گرفتند. بگذارید کمی از چگونگی درگذشت «کپلر» بگوییم. در پاییز سال 1630م. زمانی که در ایران صفویه بر سر کار بود، «کپلر» شهر ساگان را که امروزه در لهستان کنونی قرار دارد، در سفری 600 کیلومتری به مقصد رگنسبورگ ترک کرد. گویا رفته بود تا پولی را که از کسی طلب داشت، بگیرد. اما پانزدهم نوامبر 1630م. درپی یک بیماری و تب درگذشت. او در زمان مرگ 58 سال بیشتر نداشت و بی‌شک اگر 20 سال بیشتر می‌ماند، امروزه بسیار بلند‌آوازه بود. امروزه سه قانون «کپلر» را از میان مجموعه آثار او به‌راحتی استخراج می‌کنیم؛ زیرا این سه قانون به دانش‌های سپسین بسیار کمک کردند، اما «کپلر» را نباید در این سه قانون خلاصه کرد. هرچند هم‌روزگارانش حتی به ارزش و اهمیت همین سه قانون هم آگاهی کافی نداشتند. حقیقت این است که تا سال‌ها پس از فوتش هم اخترشناسان اندک‌شماری آثار او را پَرسونانه (با دقت فیزیکی کافی) خواندند. او در مجموع گروندگان اندکی داشت. درواقع حتی برخی دانشمندان پرآوازه هم‌دوره او نگره‌های دانشی او را رد کردند که «گالیله» یکی از آنها بود. «کپلر» هم‌دوره «گالیله» بود. «گالیله» به سال 1564م. یعنی هفت سال زودتر از «کپلر» به دنیا آمد و 12 سال پس از او، تا سال 1642م. زیست. «کپلر» با «گالیله» نامه‌نگاری داشت، اما رابطه آنها سخت و نادوستانه بود. اخترشناس ایتالیایی نسبت به همکار جوان‌تر خود که او را با چارچوب‌های امروزی «روشنفکر» می‌نامید، گشاده‌رویی نشان نمی‌داد. اگرچه «کپلر» در میان همگان، در همه جای دنیا، به‌ اندازه «گالیله» پرآوازه نیست؛ همیاری او در مکانیک آسمانی و اصول نوری (اپتیکی) حتی زیربنایی‌تر از کارهای «گالیله» است. دو نکته دیگر در گمنام بودنش نقش داشت؛ نخست اینکه «کپلر» تا سال‌های دورِ پس از فوتش بیشتر عارفی نامتعارف خوانده می‌شد تا اخترشناسی جسور و دیوانه. دیگر اینکه باز به نظر می‌رسد برخی دست‌نوشته‌های او به دلیل جنگ 30‌ساله از میان رفته باشد و آنچه مانده به مدد «لئونارد اویلرِ» ریاضی‌دان بود که در دوره کاترین در زمان امپراتوری روسیه، بین سال‌های 1762م. یعنی 32 سال پس از مرگ «کپلر»، تا 1796م. بازیابی شدند و در نپاهشگاه (رصدخانه) تاریخی سن‌پترزبورگ نگهداری می‌شود. چه‌بسا اگر دست‌نوشته‌های او به جای سن‌پترزبورگ در اروپا بود، شاید «کپلر» در سایه نمی‌ماند. شاید دور از ذهن نباشد که بگوییم فقر و جنگ هم گاهی گریبان دانشمندان را می‌گیرد. در دوره زیست‌شان به یک گونه آزار می‌بینند، در دوره مرگشان هم در سایه می‌مانند. اجازه دهید یادآور شویم که رسالت پرفروغ‌کردن نام دانشمندان هر کشوری بیش از همه بر عهده مردمان دانش‌آموخته و همگان آن کشور است. صرف نام‌گذاری دانشمندان در کوچه و خیابان و بناها کافی نیست. باید نام دانشمندان پیشین و معاصر در کتاب‌های درسی بیاید و کارهایشان در رسانه‌های بزرگ بازگو شود. پایان سخن این بخش اینکه «کپلر» به معنای واقعی گمنام نیست، اما کم نیستند دانشمندان ایرانی دوره‌های پیشین که حتی نامشان در نهادهای دانشی کشور هم شنیده نشده است. سزاوار است پژوهشکده‌های «تاریخ علم» را بها دهیم، دانشجویان بااستعداد را به این‌سو هدایت کنیم، چراغ پژوهش روشمند را در این زمینه بیفروزیم و خود را از جهان منزوی نکنیم.
میراث «کپلر»
باید به این پرسش اساسی پاسخ دهیم که میراث «یوهانس کپلر» چیست؟ به‌یادماندنی‌ترین و زنده‌ترین میراث او قانون حرکت سیاره‌ای اوست. «کپلر» دو قانون نخست را به سال 1608م. و قانون سوم را به سال 1619م. یازده سال پیش از فوتش، پیشنهاد کرد. تاریخ‌نگاران دانشی اشاره کرده‌اند که نوشته‌های «کپلر» دشوارخوانی دارد. چه‌بسا دشوارنویسی «کپلر» یکی از دلایل نپذیرفتن سرسختانه «گالیله» از نگره مدارهای بیضوی و سرعت‌ نایکنواخت سیارگان توسط «گالیله» باشد. «کپلر» در «سامانه کپرنیکی» مدارهای ناضروری که مرکز متفاوتی برای هر سیاره پیشنهاد می‌کند، حذف کرد. فضانوردی امروز همچون نمایشی آتش‌بازی از کاربرد قانون‌های «کپلر» است: زیبا و پرشکوه. سفرهای میان‌سیاره‌ای همچون وویجر یک و دو که به سمت سیارات غول رفت تا بعد به اجرام فرانپتونی برسد، از قانون‌های کپلر بهره می‌برد. دنباله‌دارهای درون راژمانیِ خورشید، تمام مأموریت‌های فضایی به سوی خورشید، مانگ (مانگ واژه درست‌تری برای کره ماه است) تیر و ناهید، همگی با قانون‌های «کپلر» کار می‌کنند. به همین دلیل است که ناسا نام یکی از کاوشگران خود را «کپلر» نامیده است. تاکنون بیش از دوهزار و پانصد سیاره فراخورشیدی (اُسترخورشیدی) کشف شده است که پارامترهای مداری آنها با تکیه بر قانون‌های «کپلر» تحلیل می‌شود. مشاهده (نپاهش) حرکت ستارگان در مرکز کهکشان راه‌شیری نشان داده ستارگان مسیرهای بیضوی را می‌پیمایند. قانون‌های مداری «کپلر» کمک کرده‌اند تا بفهمیم جرم مرکزی بسیار پرجرمی که سیاهچاله است، در مرکز کهکشان جا خوش کرده. کار «کپلر» زمانی ارزشمندتر می‌شود که بدانیم در چه شرایط اسفباری کار می‌کرده! اخترشناس آلمانی داستان ما در قلب کشورهای اروپای مرکزی زندگی و کار کرده است. در اثر جنبش‌های اصلاح‌طلبیِ واقعی اروپا و نیز پاد-اصلاحاتی‌ها، اروپا پاره‌پاره بود. کاتولیک‌ها، لوتری‌ها، کالوینیست‌ها و اوتراکیست‌ها به‌شدت باهم درگیر بودند. «کپلر» که هم‌دوره و نیز قربانی دگرگونی‌ها و بدعت‌های بزرگ بود، اغلب ناچار بود از زیاده‌روی و افراطی‌گرایی در تعصب‌های دینی بگریزد. او لوتری سرسختی بود که تساهل را خوش می‌داشت. میراث «کپلر» بخشی و بهتر است بی‌پرده بگوییم بخش مهمی از تکامل (نه معنای داروینی آن بلکه به معنای کامل‌شدن به دور از انتخاب طبیعی) جهان آشفته ما و درک ما گیتی است. کارها و دستاوردهای شگرفی که «کپلر» در درک ما از مکانیک آسمانی، هم ستارگان و هم سیارات، به ثمر نشانده، او را به غولی در جهان اخترشناسی تبدیل کرده است، اما غولی در سایه. «کپلر» با داشتن گونه‌های مختلفی از بیماری‌ها، سوگواری همسر و فرزندانش، جنگ‌هایی که ناخواسته گرفتارش شد، آزارهایی که از سوی طلبکاران بر او روا داشتند، هیچ‌کدام نتوانست میراث «یوهانس کپلر» را کم‌رنگ کند. او چراغی روشن در دل تاریکیِ فرقه‌گرایی آن زمان بود.
شیرجه عمیق درون قانون‌های سه‌گانه «یوهانس کپلر»
اگر به کتاب‌های درسی اخترشناسی نگاهی بیندازید، بی‌شک سه قانون «کپلر» را خواهید یافت. بیایید نخست سه قانون را مرور کنیم؛ سپس کمی درباره اهمیت آن سه قانون، به‌ویژه در دوره‌ای که «کپلر» می‌زیست، کاوش کنیم. اگر بخواهیم نامی بر سه قانون «کپلر» بنهیم بهتر است هر سه را با نام «حرکت بیضی‌وار سیارگان کپلر» بخوانیم. «یوهانس کپلر» بر پایه داده‌های «تیکو براهه»، از این نتیجه‌گیری دیرینه و سنتی دور شد که اجرام آسمانی مستدیر حرکت می‌کنند یا به زبان ساده‌تر در مداری دایره‌ای حرکت می‌کنند. همین نتیجه‌گیری، به‌تنهایی گامی بزرگ بود و در تاریخ دانش چنین کارهایی جهش‌های مهمی را رقم زده‌اند. اگرچه داستان سیبی که بر سر «نیوتن» افتاد افسانه است؛ نکته‌ای در دل خود دارد. سیب سر خیلی‌ها افتاده یا پَرسون‌تر بگوییم، هر روز آدم‌ها شاهد افتادن سیب از درخت بوده‌اند، اما این «نیوتن» بود که گرانش را بازشناخت. باز باید این نکته را یادآور شویم که نه «کپلر» و نه «نیوتن» (با چشم‌پوشی از افسانه بودن افتادن سیب) در یک لحظه، آن‌هم بدون پیش‌زمینه دانشیِ گسترده و ژرف‌اندیشی بلند‌مدت، نمی‌توانستند در آن لحظه خاص گرانش را بشناسند یا بفهمند مدار حرکت سیارگان به گرد خورشید نه دایره، بلکه بیضی است. به سه قانون «کپلر» بازگردیم. «کپلر» قانون‌های حرکت سیارات راژمان خورشیدی (سامانه خورشیدی یا منظومه شمسی) را از نو چنین تدوین کرد: قانون نخست می‌گوید مدار سیارگان به گرد خورشید بیضی است و خورشید در یکی از دو کانون بیضی قرار دارد. قانون دوم می‌گوید سیارگان راژمان خورشیدی مساحت‌های برابر را در زمان‌های برابر می‌پیمایند. قانون سوم می‌گوید مربع یا توان دوم زمانِ مدار با مکعب یا توان سوم فاصله متوسط از خورشید متناسب است. جدای از نگاه تاریخی به روند شکل‌گیری این سه قانون، چه نکات ظریف دیگری در دل این سه قانون «کپلر» وجود دارد. نخستین نکته شکسته شدن قداست مدار دایره‌‌ای بود. دایره را شکلی کامل می‌پنداشتند و باور داشتند مدار سیارگان باید از این قانون پیروی کند که دایره باشد. این چرخش «کپلر» اعجاب‌آور است چون دایره‌ها دست‌کم از زمان «افلاتون» (با تلفظ درست‌تر پلاتو یا پلاتون) در دو هزار سال پیش از آن، فیزیک و متافیزیکی را بر حرکت آسمانی اجرام حاکم کرده بودند که دایره‌ای بود. این کار «کپلر» هم‌سنگ دیگر کارهایی است که دانشمندانی همچون «گالیله»، «کپرنیک» و بعدها «داروین» در فضایی دیگر و نیز «اینشتین» در قرن بیستم، انجام داد. شکستن صورت‌بندی‌های سنتیِ متکی بر باورهای نادانشی. درواقع اگر امروزه به راحتی در دنیای دانش مدلی را کنار می‌گذاریم، راهش را «کپلر»ها هموار کرده‌اند. در دل قانون دوم «کپلر» هم نکته‌ای نهفته است. قانون دوم را می‌توان «قانون سرعت سیاره» هم نامید. یعنی سرعت گردش سیارگان به گرد خورشید ناثابت است و یکنواخت نیست. این نتیجه‌گیری هم در نوع خود سنت‌شکنی بود. قانون سوم «کپلر» هم شگفتی‌آفرین بود. این قانون، تجربی و عجیب بود. حالا دیگر با وجود این سه قانون حرکت سیاره‌ها به گرد خورشید الهی و کامل نبود که هیچ، دایره‌ای و یکنواخت هم نبود. اجازه دهید این نکته را بگوییم که خاستگاه بیضی به خانواده‌ای از شکل‌های هندسی باز می‌گردد که «مقاطع مخروطی» نام دارند. همان‌طور که با دو عدد سوزن و نخی بلندتر از فاصله بین دو سوزن که دو سرش به هم گره خورده و یک مداد می‌توان بیضی کشید، با دو خط هم می‌توان مقاطع مخروطی تولید کرد. فرض کنید یک خط عمود و ثابت است، خط دیگر گویی در نقطه‌ای میان خط ثابت وصل است و دور آن می‌گردد. گویی بالرینی به دور بالرین دیگر می‌گردد. در اثر چرخش مخروط تولید می‌شود. حال اگر صفحه‌ای این مخروط را قطع کند می‌تواند شکل‌هایی همچون دایره، بیضی، سهمی و هذلولی تولید کند. هر چهار شکل در مدارهای اجرام اخترشناسی کاربرد دارند.

بیست‌وهفتم دسامبر سال 2021م. یعنی کمتر از 10 روز دیگر هم‌زمان است با چهارصدوپنجاهمین سالگرد زادروز «یوهانس کپلرِ» اخترشناس. داستان نوشتن این مقاله از آنجا کلید خورد که چندین هفته پیش یکی از نویسندگان این مقاله با پروفسور «ژان رونه روآ» گفت‌وگویی می‌کرد و داستان بازدید از مجسمه زیبای «کپلر» در شهر لینتس اتریش را گفت. «روآ» هم از خاطرات کلاس درسش درباره «کپلر» گفت و از اینکه دانشجویانش از این همه مشکلات او شگفت‌زده بودند. قرار نوشتن مقاله‌ای به زبان انگلیسی و فرانسوی را گذاشتیم. ما دو نویسنده ایرانی مقاله حاضر هم از پروفسور «روآ» خواستیم در نوشتن مقاله فارسی هم کمک‌مان کند. بنا کردیم نسخه‌ای ساده‌تر و کوتاه‌تر، به دور از نکات فنی را به فارسی بنویسیم؛ آن‌چنان‌که همگان بخوانند و «کپلر» را بشناسند. این مقاله ساده‌شده و گزیده‌شده حاصل تلاش سه‌نفره‌ ما برای نوشتن درباره «کپلر» است. «یوهانس کپلر» بیشتر وقت‌ها زیر سایه غول‌هایی مانند «نیکلاس کپرنیک» و «گالیلئو گالیله» قرار می‌گیرد و در جایگاه بازیگر نقش دوم دیده می‌شود. به همین دلیل هم ما عنوان مقاله را چنین برگزیده‌ایم که نشان دهیم «کپلر»، خود غولی است که در سایه ایستاده. کار بزرگ «کپلر» در یاری‌رسانی به توسعه نظریه گرانشی «نیوتن» چشمگیر بود. «کپلر» نه با اغماض و ارفاق که با شایستگی تمام، لیاقت حضور در معبد دانشمندان نامور را دارد. «کپلر» در کنار بزرگان دانش، کسانی که دیدگاه و نگرش ما را نسبت به جهانِ پیرامون و گیتی دگرگون کردند، از معماران و پایه‌گذاران دانش‌های نوین است که می‌توانیم دانش‌های طبیعی یا زاستاری بنامیم. خوب است همین‌جا و پیش از ورود به جهانِ «کپلر» این نکته را یادآور شویم که در تاریخ دانش، هستند دانشمندان طراز ‌اولی که در سایه مانده‌اند و این موضوع به قرن‌های پیشا-بیستمی اختصاص ندارد. در قرن بیستم هم دانشمند ناموری مانند «ژرژ لومیتره» (یا با تلفظ درست‌تر لومیتقه) چندان که باید دیده نشده‌ اما از نخستین کیهان‌شناسانی است که نگره یا نظریه مهبانگ را ارائه کرده است. بنا داریم با همیاری پروفسور «روآ» مقاله‌ای هم به زبان فارسی درباره «لومیتره» بنویسیم. همچنین این نکته را یادآور می‌شویم که در تاریخ دانشِ کشور عزیزمان، ایران هم کم نیستند دانشمندانی که هم‌رده با کارهایشان و منزلت‌شان دیده نشده‌اند. وظیفه شناساندن دانشمندانِ ایرانی، در هر دوره‌ای از تاریخ پرفراز‌و‌فرود ایران، بیش از هر کسی متوجه ایرانیان، ایران‌دوست و خردمند است. همچنین این نوید را می‌دهیم که دو نویسنده ایرانی این مقاله، در‌حال ترجمه کتابی با نام «وارثان پرومته» هستند که «ژان رونه روآ» نوشته است. در این کتاب به داستان زندگی و دستاوردهای دانشی «یوهانس کپلر» پرداخته شده است و اساسا ساختار کتاب بر برهمکنش میان دانش و انسان می‌پردازد.
خانواده ناسامان «کپلر»
«یوهانس کپلر» در شب سرد زمستانی بیست‌وهفتم دسامبر 1571م. در شهری با نام وایل‌در اشتات که امروزه در منطقه اشتوتگارت آلمان است، در بادِن- وورتمبرگ زاده شد. خانه‌ای که «یوهانس کپلر» در آنجا زاده شده، در 30کیلومتری غرب مرکز شهر اشتوتگارت است که بازسازی و مرمت شده، پابرجاست. شاید بد نباشد همین یک مورد را با رویکرد خودمان با خانه‌های مفاخر کشورمان داشته باشیم. «ملاصدرا» که به صدرالمتألهین شهره است،‌ یک‌سال پس از «کپلر» زاده شده و 10 سال پس از او چشم از جهان فروبسته است. اگرچه این دو باهم قیاس‌پذیر نیستند و هریک در جهانِ اندیشه خودش قرار دارد؛ بد نیست بدانید خانه «ملاصدرا» در روستای کَهَک قم، تا همین 30 سال پیش مخروبه بوده و گویا حتی از آن به‌عنوان جایگاه نگهداری حیوانات روستاییان استفاده می‌شده. به زندگی «کپلر» بازگردیم. پدربزرگش «سبالد کپلر» شهردار بود. زمانی که «کپلر» به دنیا آمد، دو برادر و یک خواهر دیگر هم داشت و ثروت خانوادگی‌شان رو به کاهش بود. این‌طور گزارش شده که پدرش، «هاینریش» (یا احتمالا با تلفظ هنریخ/ هاینریخ) سرباز-مزدور بود و حتی در پنج‌سالگی «کپلر» خانواده‌اش را ترک کرده و گویا در جنگ طولانیِ هلند کشته شده است. مادرش، «کاترینا گولدنمان»، از خانواده‌ای نه‌چندان صاحب‌نام آمده بود. دخترِ صاحب یک مسافرخانه بود و دو روایت درباره‌اش هست. یکی اینکه ساحره بوده و در کار جادوگری بود و چه‌بسا از این راه کسب درآمد داشته، دیگری اینکه گیاه‌پز بوده، شاید چیزی شبیه به عطاری‌های زمان خودمان. گویا «کپلر» زودتر از 9‌ماهگی به دنیا آمده و پیامد آن بیماری‌هایی بود که تا پایان عمر گریبانگیرش بود. پسری بود ناشاد و با ضعف بینایی و چند ناراحتی جسمی دیگر که حتی گاهی خود را با سگ گَر مقایسه می‌کرد. او با دستانی بدقواره و سلامتی ناپایدار تا پایان عمر سر کرد. از قرار معلوم «کپلر» در همان کودکی آبله هم گرفته بود. از همان کودکی به اخترشناسی علاقه‌مند بود و مشاهده دنباله‌داری او را به وجد آورده بود. او حتی در 9‌سالگی شاهد ماه‌گرفتگی بود و آن را ثبت کرده بود. پس از سپری‌کردن دوره مدرسه که آمیخته با آموزه‌های کلیسایی هم بود، به سال 1589م. به دانشگاه توبینگن رفت. «کپلر» درپی آن نبود تا اخترشناس شود؛ بلکه درسش را در الاهیئت دنبال کرد. بااین‌حال مقامات توبینگن پیش از آنکه درجه دانشگاهی او را بدهند‌ و به عبارت دیگر از شرّ آزاداندیشی او خلاص شوند، او را برای تقویم‌نگاری و تدریس ریاضیات به دبیرستان پروتستانی در شهر گراتس اتریش روانه کردند. او در آن زمان 22 سال داشت. درباره زندگی خانوادگی «کپلر» هم تلخکامی‌هایی بود. «کپلر» دلباخته دختر جوانی با نام «باربارا» شد که باوجود 23‌سالگی‌اش، دو بار بیوه شده بود و دختربچه‌ای هم داشت. هرچند «کپلر» نجابت پدربزرگش را به ارث برده بود، فقر مالی او سبب شد تا پدر «باربارا» با ازدواجِ دختر بیوه‌اش با «کپلر» جوان ساز مخالف بزند. از کشمکش‌ها عبور کنیم و بگوییم که «باربارا» و یوهانس در ماه آوریل سال 1597م. ازدواج کردند. آن‌ دو نخست صاحب دو فرزند شدند که هر دو در کودکی مردند. سپس صاحب دختر و پسر دیگری شدند.
«کپلر» در ردای عارفان و آموزگاران
«یوهانس کپلر» از اوایل جوانی‌اش به اخترگویی و رازورزی اعداد اهتمام داشت. دور از ذهن نیست که بگوییم همین مشغولیت ذهنی بسیار بر پیشبرد کارهایش، بر پیش‌نرفتن کارهایش و برخی مسائل زندگی‌اش اثرگذار بود. اشاره کردیم که برای خلاصی از دست «کپلرِ» تساهل‌گرا او را به آموزگاری در دبیرستانی در گراتسِ اتریش گماردند. او آموزگاری تنگدست بود و شمار شاگردانش در درس ریاضی چنان اندک بود که مدرسه او را به تدریس تاریخ و درس اخلاق هم گمارد. برای «کپلر» 24‌ساله، نوزدهم ماه ژوئن سال 1595م. روزی شگرف بود. گویا در کلاس درس هندسه که برایش ملال‌آور هم بود، کشف و شهودی برایش پیش آمده. او داشت درباره مکعب، چهاروجهی، هشت‌وجهی، دوازده‌وجهی و بیست‌وجهی بحث می‌کرد و می‌گفت این پنج شکل فضایی منظم و منتظمی هستند که وجه‌ها و نیز زوایای میان وجه‌هایشان همانند است. یونانی‌ها که در تاریخ دانش بلند‌آوازه‌اند، پیش‌تر ثابت کرده بودند بیش از این پنج شکل منتظم نمی‌تواند وجود داشته باشد. نگاه رازورزانه و آمیخته با باورهای عرفانی و مابعدالطبیعه «کپلر» بر این اصل استوار بود که شکل‌های فضایی ممکن چنان گیتی را ساخته و پرداخته باشند که نسبت‌های ریاضی فاصله میان مدارهای سیارگان، از خورشید به سمت بیرون را پُر کنند. بنابراین، «کپلرِ» جوانِ الهام‌گرفته از ریاضی و هندسه و اندیشه‌های عرفانی، دیدگاه‌هایش را درباره ساختار هندسی گیتی در کتابی با نام «راز گیتی» پروراند. کتاب «راز گیتی» «کپلر»، آشکارا و به روشنی، اثری «کپرنیکی» بود. درواقع می‌توان به جرئت گفت کتاب «کپلر» نخستین اثر درخشان پسا-کپرنیکی بود. نیم‌قرن پس از چاپ کتاب «گردش افلاک آسمانی». شاید بد نباشد به این موضوع اشاره کنیم که برخی پژوهشگران اثر «کپلر» را اثری درخشان می‌دانند که از دل کلاس درس بیرون نیامده است. «کپلر» که به لحاظ روحی و روانی به تحلیل هماهنگی ریاضیات الهی (یا شاید الاهیئتِ ریاضیاتی) سوق پیدا کرده بود، در اثر ضد اصلاحات کاتولیکی‌اش و نیز خودداری‌اش از کاتولیکی‌گرایی و پذیرفتن خرقه کاتولیک‌ها، به سال 1600م. یعنی سی‌سالگی‌اش، گراتس را ترک کرد و به پراگ رفت. او در پراگ پیش اخترشناس و نجیب‌زاده دانمارکی، «تیکو براهه» رفت که کمی بعد بیشتر درباره‌اش خواهیم گفت. اگر بخواهیم درباره «تیکو براهه» که او نیز اخترشناسی نپاهشگر (رصدگر) بود و بسیار کاربلد، باید بگوییم: او به پاسخ درست برخی پرسش‌های مهم اخترشناسی زمان خود دست یافت، اما درستی پاسخ‌های خودش را درنیافت. به زبان ساده او نفهمید چرا پاسخ‌های درستش، درست هستند. به داستان «کپلر» بازگردیم. او تا سال 1612م. که «رودلف دوم» کناره‌گیری کرد، در جایگاه ریاضی‌دانِ سلطنتی در دربار او در پراگ ماند. حواسمان باشد که «تیکو براهه» ده سال بود که درگذشته بود. پس از آن جایگاه ریاضی‌دانیِ ایالتیِ لینتس اتریش را کسب کرد. این جایگاه تا سال 1626م. چهار سال پیش از فوتش، که به اولم و زاگان رفت، ادامه داشت. در سال‌های واپسین زندگی‌اش، درست زمانی که جنگی ویرانگر و خانمان‌سوزِ در آلمان که سه دهه هم به درازا کشیده بود و زندگی «کپلر» را هم به برآشفته بود، کتابی با نام «خلاصه‌ای از اخترشناسی کپرنیکی» نوشت که البته بیشتر به دیدگاه‌های مدارهای بیضوی خودش پرداخته بود تا دیدگاه‌های «کپرنیک». او در کتابش «زیج‌های رودلفی» را که مجموعه‌ای نوین و پرسون از زیج‌های مبتنی‌بر داده‌های نپاهشی (داده‌های مشاهداتی یا رصدی) و بر اساس «خورشید-مرکزیِ کپرنیکی-کپلری» ارائه داد. به سال 1619م. «کپلر» که در آستانه پنجاه‌سالگی بود، کتاب معروف «هماهنگی‌های جهان» را چاپ کرد. این اثر کوششی را به اوج رساند که با راز گیتی و اندیشه‌ها و پژوهش‌های «کپلر» درباره انتظام ریاضی آغاز شده و شالوده ساختار گیتی را تشکیل می‌داد. «کپلر» در کتاب «هماهنگی‌های جهان» ارتباط‌های اخترگویی، تناظر و همبستگی سیارگان با فلزات را آن‌گونه که می‌پنداشت، موسیقی افلاک یعنی صداهای ناشنیده‌ای که گمان داشت سیارات راژمان خورشیدی در حرکت‌شان تولید می‌کنند، و نیز همبستگی‌ها و ارتباط‌های این‌چنین را بازگو حتی محاسبه کرد. در همین کتاب «کپلر» قانون سومش هم نهفته بود. اخترشناسان و فیزیک‌دانان پیش از «کپلر» و حتی آن تعداد اخترشناسانی که به خورشیدمرکزی باور داشتند، کماکان پویایی‌شناسی سنتی بر‌جای‌مانده از سده‌های دور و دراز را برای حرکت در آسمان و اجرام آسمانی قائل بودند. برایشان امری مسلم و بدیهی بود که سیارات راژمان خورشیدی بنا به سرشت ذاتی‌شان به‌ گونه‌ای یکنواخت در مدارهایی دایره‌ای حرکت می‌کنند یا اینکه بر پوسته‌ بلورینی جابه‌جا می‌شوند؛ اما «کپلر» که حرکت دایره‌ای سیارات با سرعت یکنواخت را کنار گذاشته بود، با مشکل ایجاد ساختار نوین پویایی‌شناسی و مهم‌تر از آن تبیین اینکه اساسا چرا سیارات به این شیوه در فضا حرکت می‌کنند، روبه‌رو بود. «کپلر» به این الزام آگاهی داشت و به کتاب «اخترشناسی نوینش» که به سال 1609م. نوشته بود، عنوان فرعی اخترشناسی نوین: مبتنی بر علت‌ها را داده بود. از یاد نبرید که «کپلر» باورهای عرفانی داشت. او در ابتدای کارش باور داشت که خورشید روحی جنبنده یا به زبانی دیگر جانی مانند روح‌القدس است که سیارات راژمان خورشیدی را در مسیرشان به پیش می‌راند. کمی بعد و در اثر پختگی و خردمندی‌اش، دست از خرافه و اخترگویی برکشید و در جمع‌بندی‌های سنجیده‌تری که مستقل از درستی و نادرستی‌اش، رنگ و بوی دانشی بیشتری داشت، نیروی محرک غیرجنبنده‌ای را جایگزین روح جنبنده یا روح‌القدس کرد. نوعی نیروی مغناطیسی. «کپلر» بِگِرت فیزیکی (مفهوم فیزیکی) نیروی مغناطیسی را از کتاب «ویلیام گیلبرت» اقتباس کرد که به سال 1600م. چاپ شده بود. «گیلبرت» در کتابش نوشته بود زمین باید مغناطیس بزرگی باشد؛ بنابراین از دیدگاه «کپلر» هم‌زمان با مغناطیس خورشید و سیارگان که به نوبت به سوی خورشید کشیده می‌شوند و سپس رانده می‌شوند، سیارات از حرکت دایره‌ای در مدارشان منحرف می‌شوند و سرعت‌شان هم نایکنواخت می‌شود. فیزیک و مکانیک آسمانیِ «کپلر»ی تبیین و نگره‌ای درست از حرکت سیاره‌ها به دست داد؛ اما برای بسیاری دیگر پاسخی نداشت. برای نمونه، اینکه نیروی گسیلشی از خورشید چگونه مماسی عمل می‌کند؛ یعنی اینکه سیاره‌ها را مانند چیزی شبیه به جارو درمی‌نوردد و می‌تواند در زاویه‌های راست‌گوشه یا قائمه نسبت به خطوط نیرویی که از خورشید ساطع می‌شود، ظاهر شود. شگفت‌انگیز اینکه «کپلر» هرگز با همان پرسونی (دقتی) و موشکافی ریاضی که با تعیین مدارهای سیاره‌های راژمان برخورد کرد، با پدیده نیروی محرک برخورد نکرد. پویایی‌شناسی حرکت اجرام آسمانی تا مدت‌ها پس از «کپلر» هم حل‌نشده ماند. «کپلر» با وجود دیدگاه‌ها و نگره‌های شگرفی که داشت، تمام تعصب‌های پیشینی را کنار نگذاشت. خورشید، مرکز جهان او بود؛ اما کماکان به برخی باورها و بگرت‌های ارسطویی وفادار ماند. برای قدیمی‌ها که به گاری‌ها و گاوها و کشتی‌ها عادت داشتند، عقل سلیم‌شان می‌گفت هر حرکتی مستلزم اعمال زور است. هر حرکتی فقط در جهت نیرو انجام می‌شود و جرم‌های سنگین‌تر سریع‌تر از جرم‌های سبک‌تر فرومی‌افتادند. گاری مطابق با کشش و راستای نیرو حرکت می‌کرد. اگرچه برخی تفسیرکنندگان دوره تاریک‌اندیشی قرون وسطا، به این موضوع شک کرده بودند. درواقع آنها تعجب می‌کردند که چه نیرویی به پیکان یا تیر رهیده از کمان وارد می‌شود که در حال پرواز است و مسیرش هم عوض می‌شود. یادمان باشد که این «گالیله» بود که نشان داد نیرو تنها زمانی بر جسم اثرگذار است که در وضعیت جسم تغییر ایجاد کند. این تصور غلط که نیرو باید مدام اعمال شود، حتی ممکن است امروزه در میان عوام رواج داشته باشد. گاو باید گاری را بکشد تا نیروی اصطکاک میان محور و چرخ و نیز چرخ با زمین را جبران کند. در حقیقت در نبود اصطکاک، حرکت بدون اعمال نیرو ادامه خواهد داشت، اگر جسم در حرکت باشد و اگر ایستا باشد، یک بار که نیرو وارد شود، کافی ا‌ست. اجازه دهید نکته‌ای را هم یادآور شویم. در زمان «کپلر» بیش از شش سیاره را نمی‌شناختند. شناخت اخترشناسان از راژمان خورشیدی بسیار پرپیچ‌وخم بوده و هنوز هم ادامه دارد. سادگی است که فکر کنیم همه‌چیز را درباره راژمان‌مان می‌دانیم؛ اما نکته مهم این است که بدانیم دانش با دانستن‌ها و ندانستن‌ها و خردورزی‌ها پیش رفته است. همواره ندانسته‌های‌مان بر دانسته‌های‌مان فزون است؛ اما باید بیاموزیم در گرداب پاد-دانشی اندیشیدن و به دامان خرافه‌ورزی نیفتیم. «کپلر» مانند عارفی بزرگ در میان پایه‌گذاران اخترشناسی نوین به هماهنگی ذاتی گیتی باور داشت که برگرفته از اندیشه‌های مابعدالطبیعه‌اش بود. او به‌شدت مذهبی بود؛ اما خود را به‌عنوان لوتری میانه‌رو نشان می‌داد و البته به‌راستی هم فردی میانه‌رو بود. با اینکه جایگاه شغلی خوبی داشت و پس از مرگ «تیکو براهه» جای او را گرفت؛ اما باز هم با فقر دست‌وپنجه نرم می‌کرد و اگر بخواهیم بدون لکنت‌ زبان زندگی‌اش را با این واژه بیان کنیم، باید گفت زندگی «کپلر» در جایگاه اخترشناس، تحقیرآمیز بود. او فال‌گیری هم می‌کرد. او حتی درحالی‌که هم‌زمان به کار دانشیِ پژوهشی مشغول بود، طالع‌بینی هم می‌کرد. داستان‌ها و نمایش‌نامه‌هایی نوشت که حکایت از شخصیت پیچیده و نوسانی‌اش داشت. طالع‌بینی و فال‌گیری یکی از منابع درآمدی مردی بودند که سازوکار قدیمی راژمان خورشیدی را به لرزه انداخته بود؛ اما خودش هم از سرمای فقر می‌لرزید. بد نیست در اینجا به نکته‌ای هم اشاره کنیم. در زمان «کپلر»، اروپا نظام اقتصادی پیشرفته‌ای نداشت که از دانشمندان پشتیبانی‌های اساسی کند. درواقع سازوکاری از پیش تعیین‌شده، مانند آنچه پس از اصلاح نظام اقتصادی پس از قرن هجدهم شاهدیم، وجود نداشت. نبود پشتیبانی مالی از دانشمندان، کسی مانند «کپلر» را به طالع‌بینی کشاند. امروز هم اوضاع چنین است. اگر از دانشورزان حمایت کافی نشود، آنها ناچار خواهند شد به شغل دوم و سوم روی آورند؛ یعنی پس از ساعت کار پژوهشی، برای نمونه در دانشگاه یا هر نهاد دیگر، سراغ کارهای دم‌دستی مانند مسافرکشی و اسنپ و فروشندگی بروند. بی‌شک هیچ کاری که درآمد شرافتمندانه و پاک داشته باشد، عار نیست. هدف ارزش‌گذاری نیست؛ بلکه هدف درس‌گرفتن از رنج‌های «کپلر» است که اندیشمندان و دانشورزان ارج نهاده شوند. بگذارید صریح بگوییم و بحث را به جای دیگری موکول کنیم. فشار اقتصادی، خلاقیت دانشی و کیفیت آموزشی را هم برای دانش‌آموز و دانشجو و هم برای آموزگار و استاد ناکارآمد می‌کند.
«کپلر» اخترشناس
«یوهانس کپلر» آلمانی بیش از هر چیز اخترشناس بود و کم‌لطفی است که او را در زمره برترین اخترشناسان تاریخ ننشانیم. دلایل اخترشناس‌خواندن «کپلر» به کوتاهی چنین است. نخست اینکه به فرایند یا بهتر بگوییم فراروند نپاهش یا مشاهده در اخترشناسی پایبند بود و می‌دانست باید مشاهده کند، داده جمع‌آوری کند، داده‌ها را با محاسبات درآمیزد، مدل‌سازی کند و سپس نتیجه‌گیری کند. حواسمان باشد که او نه به ریاضیات پیشرفته حسابگان مجهز بود و نه ابزار محاسباتی داشت و نه حتی تلسکوپی کوچک. دلیل دیگر او در اخترشناس نامور بودنش، رهیافت تیزبینانه او در کشف مدل کپرنیکی بود. اگرچه مدل خودش با مدل کپرنیک تفاوت داشت؛ اما در آن زمان اندیشه خورشیدمرکزی بسیار پیشتازانه بود. کنار‌‌نهادن اندیشه‌های هزار‌ساله که با کهن‌آیینی هم گره خورده بود، کاری بس سترگ می‌نمود. «کپلر» درباره نورشناخت یا اپتیک رساله‌ای نوشت. مشارکت او در نورشناخت چشمگیر است. او حتی روند شکست نور در کره چشم انسان را توضیح داد؛ بِگرت یا مفهوم‌های فیزیکی دقیق و نوینی را برای نزدیک‌بینی و پیرچشمی صورت‌بندی کرد. حتی نقش کلیدی شبکیه و تشکیل تصویر وارون را دریافت. اصول کار تلسکوپ را شرح داد و بین تصویر واقعی و مجازی تمایز گذاشت. «ماکس کاسپر»، تاریخ‌نگار آلمانی بین سال‌های 1880م. تا 1956م. سهم «کپلر» را در درک نورشناخت پدیده‌ها و چگونگی شکست نور چنین می‌گوید: «کپلر» با ترکیب مناسب دو عدسی، یکی هم‌گرا و یکی واگرا درواقع بنای نوعی از تلسکوپ را گذاشت. تصویری که از «تلسکوپ کپلری» به دست می‌آید، به مراتب از آنچه در ذهن «گالیله» بود بهتر است. اغراق نیست اگر «کپلر» را هم از پدران نوشناخت نوین بنامیم، به خاطر سهمی که دارد. این کار «کپلر» به تلسکوپ‌های کاراتری منتهی شد و بعدها کارهای «کپلر» توسط «آیزاک نیوتن» بریتانیایی دنبال شد. «کپلر» که بیشتر در سمت نظریه‌پرداز دیده می‌شود، با وجود بینایی کم‌توان و نزاری که داشت، مشاهده‌گری بسیار ماهر و توانا و پرسون بود. او دنباله‌داری را به سال 1618م. نپاهید و آن را به‌عنوان جرمی آسمانی و نه پدیده‌ای جوّی شناخت. او حتی به لکه‌های خورشیدی هم اشتیاق داشت. به سال 1604م. ابرنواختری را مشاهده کرد که به نام خود او ثبت است. «یوهانس کپلر» اخترشناسی تمام‌عیار بود که اگر بخت با او یار بود و عمری دراز می‌داشت و پول کافی و جایگاه خانوادگی رده‌بالا، بدون‌شک بیش‌از‌پیش می‌درخشید.
«کپلر» و «براهه»
نمی‌توان «کپلر» را از «تیکو براهه» جدا کرد؛ اگرچه آن ‌دو مدت کوتاه دوساله‌ای با هم کار کردند و «تیکو براهه» در 54سالگی درپی انسداد عملکرد مجرای ادراری، در ضیافتی که مشاور امپراتور برپا کرده بود، درگذشت. اجازه دهید کمی عقب برویم. «کپلر» جوان که هنوز 30 ‌سال هم نداشت، با ساختن نظریه‌اش که قرار‌دادن پنج شکل منتظم در فضای میان شش مدار شناخته‌شده در آن زمان بود، حرکت سیارگان را مدل‌سازی کرد. «کپلر» گمان می‌کرد راز گیتی را یافته و به آن رسوخ کرده است. جوان بود و به وجد آمده بود. کما‌اینکه نام کتابش را هم «راز گیتی» گذاشت. سپس نسخه‌هایی از نوشته‌هایش را برای «گالیله» و «تیکو براهه» فرستاد. حواستان باشد که آن زمان مثل امروز کار چاپ آسان نبود و تهیه نسخه‌ای از نوشته‌ها دردسرهای خودش را داشت. «گالیله» چندان که باید «کپلر» را جدی نگرفت، اما «براهه» فهمید با مردی بااستعداد روبه‌رو است؛ بنابراین از او خواست تا به پراگ برود. «کپلر» راه پراگ را پیش گرفت و در دو سال پایانی زندگی «تیکو» به مقام دستیاری این نجیب‌زاده دانمارکی رسید. «تیکو» به سال 1546م. در دانمارک و در خانواده‌ای ثروتمند و اصیل با تبار سوئدی به دنیا آمد. «تیکو»ی جوان تا توانست کتاب‌های اخترشناسی و اختربینی را که به‌ دست آورده بود، با اشتیاق خواند. سرسخت و فردگرا بود و رفتارش آمیخته با غرور بود. در جوانی‌اش هم در یک دوئل شرکت کرده بود که حریفش با شمشیر نوک بینی او را بریده بود. «تیکو» برای نوک بینی‌اش پروتزی از طلا و نقره حکاکی‌شده داشت که تا پایان عمر با او بود. «تیکو» اشتیاق اندکی به گمانه‌زنی در کیهان‌شناسی زمانه‌اش داشت؛ زیرا او نپاهشگر (مشاهده‌گر) با وسواس و دقتی بود که در نبود نپاهش‌های محاسباتی دقیق تمایلی به تأیید سرسرانه نداشت. «تیکو براهه» سامانه خورشیدمرکزی کپرنیک را رد کرد؛ نه از آن جهت که با کتاب مقدس در تضاد بود، بلکه به دلیل نبود مشاهده‌های اخترشناسی. او برای خودش ساختاری داشت که ژئوهلیوسنتریک نام داشت؛ یعنی زمین-خورشید‌مرکزی. مدل «تیکو» به این صورت بود که دو سیاره تیر و ناهید به گرد خورشید می‌گردند که در مرکز دو مدار آنها قرار دارد. هم‌زمان سامانه تیر- ناهید خورشید، به همراه سه سیاره دیگر بهرام، هرمز (مشتری یا برجیس) و زحل به گرد زمین می‌گردند. در «سامانه تیکویی»، زمین ایستا و مرکز گیتی است. خورشید به گرد زمین می‌گردد، درحالی‌که دیگر سیارات هم‌زمان به گرد خورشید و زمین می‌گردند. «سامانه تیکویی» اگرچه امروز می‌دانیم نادرست است، اما برخی دشواری‌های اخترشناسی آن زمان را حل کرد. نجیب‌زاده دانمارکی «کپلر» جوان بینوا را بر کار گمارد تا درباره سیاره بهرام (مریخ) داده جمع‌آوری کند. امید «تیکو» این بود که مشاهده‌های پرسون «کپلر» بتواند «نظریه‌ تیکویی» را با داده‌های مشاهده‌ای سازگار کند. سیاره بهرام گزینه خوبی بود چون خروج از مرکز خوبی داشت و در وسط مدل تیکویی نبود. یادآوری این نکته مهم است که «کپلر» اساسا سیاره بهرام را نه برای اهداف «تیکو براهه» و نه حتی برای محکم‌ کردن «مدل کپرنیکی»، بلکه برای شهودهای خودش درباره همسازی و هماهنگی آسمانی بود. «یوهانس کپلر» جوان در نبردی فکری با ابعادی حماسی به مدت شش سال مشتاقانه و پرحرارت کار کرد، داده گرفت و ثبت کرد. او در آن زمان 900 صفحه دست‌نوشت و محاسبه بر جای گذاشت که روایتگر تلاش خستگی‌ناپذیرش بود. یادمان باشد که در زمان «تیکو» از کاغذ و قلم بگیرید تا نبود حتی ساده‌ترین ماشین‌‌های محاسباتی، در اختیار «کپلر» نبود. «کپلر» پس از چندین سال کار دیوانه‌وار توانست مدار بهرام را با شکل هندسی ساده و شگفت‌آوری توصیف کند. برای اینکه بدانید کار «کپلر» تا چه حد دشوار و پرارزش بود باید بدانید «کپلر» موقعیت و جابه‌جایی بهرام را پس‌زمینه‌ای از ستارگان از یک ساختار درحال حرکت یعنی زمین که به دور خورشید می‌گشت، لحاظ می‌کرد و مشاهداتش را انجام می‌داد. به دیگر سخن «کپلر» خود را در سیاره بهرام تصور می‌کرد و زمین را می‌نگریست و بنابراین مدار غیردایره‌ای و سرعت نایکنواخت را بازسازی کرد تا مدار درست بهرام را بیابد. برای هرچه افزودن پرسونشِ مشاهداتی، «کپلر» حتی اثر شکست نور در جوّ زمین را هم در نظر گرفته بود. رابطه «کپلر» و «تیکو» چندان دوستانه نبود؛ زیرا «تیکو» دمدمی‌مزاج بود. او البته در ساخت ابزارهای اخترشناسی که قطعه‌های نوری همچون آینه و عدی نداشتند، بسیار توانا بود. تلسکوپ در آن بازه زمانی هنوز به دست «گالیله» ساخته نشده بود، اما «تیکو» با ابزارهایی که ساخته بود، نپاهش‌های درجه یکی را انجام داد. نکته مهم از رابطه میان «کپلر» و «تیکو» پافشاری «کپلر» برای کار با «تیکو» بود؛ به‌رغم رفتار نامهربانانه «تیکو». چه‌بسا اگر «تیکو» نبود «کپلر» هم نمی‌توانست قانون‌هایش را استخراج کند. درباره تفاوت وضع مالی «کپلر» و «تیکو» این را هم اشاره کنیم که به سال 1576م. وقتی «یوهانس» کودکی پنج‌ساله بود، پادشاه وقت دانمارک که دانش‌دوست و هنردوست بود، تحت تأثیر «تیکو» و دستاوردهایش قرار گرفت. جزیره کوچکی به او داد، برایش مستمری چشمگیری برقرار کرد. او جزیره را با استبداد اداره می‌کرد و برای پژوهش‌هایش نپاهشگاهی (رصدخانه) ساخت. در آنجا ابزارهایی را هم خودش ساخت و بهره برد.
«کپلر» گمنام
شاید به‌کاربردن واژه گمنام برای «یوهانس کپلر» کمی زیاده‌روی باشد. هرچه باشد در کتاب‌های اخترشناسی در چهار گوشه جهان نام «کپلر» پربسامد است. اما دلیلی که ما (نویسندگان ایرانی) واژه گمنام را به واژه پیشنهادی پروفسور «روآ» (کمتر دیده‌شده) ترجیح داده‌ایم از این قرار است که در ایران دانشجویان، دانش‌آموزان و دانشورزان بسیار کم به «کپلر» پرداخته‌اند. درباره زندگی «نیوتن»، «اینشتین» و «گالیله» کتاب‌های زیادی وجود دارد، اما درباره «کپلر» کتابی دندان‌گیر وجود ندارد و هرچه هست بخشی از کتاب‌های موسوم به «تاریخ علم» است. از سویی می‌خواهیم بار دیگر از واژه گمنام بهره گیریم و بگوییم بسیاری از دانشمندان ایرانی هم به‌راستی گمنام مانده‌اند. اما اینکه چرا «کپلر» گمنام مانده یا در سایه مانده، چندین دلیل وجود دارد. نخست اینکه «کپلر» خودش هم فردی سخت‌رابطه بود. مردی بود که گویی سر در پر خویش کشیده بود و در زندگی شخصی گرفتار مشکلات ریز و درشت بود، در زندگی دانشی‌اش هم برایش پژوهیدن خیلی مهم‌تر از نام‌ پرآوازه داشتن بود. از سویی دشوار-نویس بود و همگان به آسانی با نوشته‌های نابش ارتباط نمی‌گرفتند. بگذارید کمی از چگونگی درگذشت «کپلر» بگوییم. در پاییز سال 1630م. زمانی که در ایران صفویه بر سر کار بود، «کپلر» شهر ساگان را که امروزه در لهستان کنونی قرار دارد، در سفری 600 کیلومتری به مقصد رگنسبورگ ترک کرد. گویا رفته بود تا پولی را که از کسی طلب داشت، بگیرد. اما پانزدهم نوامبر 1630م. درپی یک بیماری و تب درگذشت. او در زمان مرگ 58 سال بیشتر نداشت و بی‌شک اگر 20 سال بیشتر می‌ماند، امروزه بسیار بلند‌آوازه بود. امروزه سه قانون «کپلر» را از میان مجموعه آثار او به‌راحتی استخراج می‌کنیم؛ زیرا این سه قانون به دانش‌های سپسین بسیار کمک کردند، اما «کپلر» را نباید در این سه قانون خلاصه کرد. هرچند هم‌روزگارانش حتی به ارزش و اهمیت همین سه قانون هم آگاهی کافی نداشتند. حقیقت این است که تا سال‌ها پس از فوتش هم اخترشناسان اندک‌شماری آثار او را پَرسونانه (با دقت فیزیکی کافی) خواندند. او در مجموع گروندگان اندکی داشت. درواقع حتی برخی دانشمندان پرآوازه هم‌دوره او نگره‌های دانشی او را رد کردند که «گالیله» یکی از آنها بود. «کپلر» هم‌دوره «گالیله» بود. «گالیله» به سال 1564م. یعنی هفت سال زودتر از «کپلر» به دنیا آمد و 12 سال پس از او، تا سال 1642م. زیست. «کپلر» با «گالیله» نامه‌نگاری داشت، اما رابطه آنها سخت و نادوستانه بود. اخترشناس ایتالیایی نسبت به همکار جوان‌تر خود که او را با چارچوب‌های امروزی «روشنفکر» می‌نامید، گشاده‌رویی نشان نمی‌داد. اگرچه «کپلر» در میان همگان، در همه جای دنیا، به‌ اندازه «گالیله» پرآوازه نیست؛ همیاری او در مکانیک آسمانی و اصول نوری (اپتیکی) حتی زیربنایی‌تر از کارهای «گالیله» است. دو نکته دیگر در گمنام بودنش نقش داشت؛ نخست اینکه «کپلر» تا سال‌های دورِ پس از فوتش بیشتر عارفی نامتعارف خوانده می‌شد تا اخترشناسی جسور و دیوانه. دیگر اینکه باز به نظر می‌رسد برخی دست‌نوشته‌های او به دلیل جنگ 30‌ساله از میان رفته باشد و آنچه مانده به مدد «لئونارد اویلرِ» ریاضی‌دان بود که در دوره کاترین در زمان امپراتوری روسیه، بین سال‌های 1762م. یعنی 32 سال پس از مرگ «کپلر»، تا 1796م. بازیابی شدند و در نپاهشگاه (رصدخانه) تاریخی سن‌پترزبورگ نگهداری می‌شود. چه‌بسا اگر دست‌نوشته‌های او به جای سن‌پترزبورگ در اروپا بود، شاید «کپلر» در سایه نمی‌ماند. شاید دور از ذهن نباشد که بگوییم فقر و جنگ هم گاهی گریبان دانشمندان را می‌گیرد. در دوره زیست‌شان به یک گونه آزار می‌بینند، در دوره مرگشان هم در سایه می‌مانند. اجازه دهید یادآور شویم که رسالت پرفروغ‌کردن نام دانشمندان هر کشوری بیش از همه بر عهده مردمان دانش‌آموخته و همگان آن کشور است. صرف نام‌گذاری دانشمندان در کوچه و خیابان و بناها کافی نیست. باید نام دانشمندان پیشین و معاصر در کتاب‌های درسی بیاید و کارهایشان در رسانه‌های بزرگ بازگو شود. پایان سخن این بخش اینکه «کپلر» به معنای واقعی گمنام نیست، اما کم نیستند دانشمندان ایرانی دوره‌های پیشین که حتی نامشان در نهادهای دانشی کشور هم شنیده نشده است. سزاوار است پژوهشکده‌های «تاریخ علم» را بها دهیم، دانشجویان بااستعداد را به این‌سو هدایت کنیم، چراغ پژوهش روشمند را در این زمینه بیفروزیم و خود را از جهان منزوی نکنیم.
میراث «کپلر»
باید به این پرسش اساسی پاسخ دهیم که میراث «یوهانس کپلر» چیست؟ به‌یادماندنی‌ترین و زنده‌ترین میراث او قانون حرکت سیاره‌ای اوست. «کپلر» دو قانون نخست را به سال 1608م. و قانون سوم را به سال 1619م. یازده سال پیش از فوتش، پیشنهاد کرد. تاریخ‌نگاران دانشی اشاره کرده‌اند که نوشته‌های «کپلر» دشوارخوانی دارد. چه‌بسا دشوارنویسی «کپلر» یکی از دلایل نپذیرفتن سرسختانه «گالیله» از نگره مدارهای بیضوی و سرعت‌ نایکنواخت سیارگان توسط «گالیله» باشد. «کپلر» در «سامانه کپرنیکی» مدارهای ناضروری که مرکز متفاوتی برای هر سیاره پیشنهاد می‌کند، حذف کرد. فضانوردی امروز همچون نمایشی آتش‌بازی از کاربرد قانون‌های «کپلر» است: زیبا و پرشکوه. سفرهای میان‌سیاره‌ای همچون وویجر یک و دو که به سمت سیارات غول رفت تا بعد به اجرام فرانپتونی برسد، از قانون‌های کپلر بهره می‌برد. دنباله‌دارهای درون راژمانیِ خورشید، تمام مأموریت‌های فضایی به سوی خورشید، مانگ (مانگ واژه درست‌تری برای کره ماه است) تیر و ناهید، همگی با قانون‌های «کپلر» کار می‌کنند. به همین دلیل است که ناسا نام یکی از کاوشگران خود را «کپلر» نامیده است. تاکنون بیش از دوهزار و پانصد سیاره فراخورشیدی (اُسترخورشیدی) کشف شده است که پارامترهای مداری آنها با تکیه بر قانون‌های «کپلر» تحلیل می‌شود. مشاهده (نپاهش) حرکت ستارگان در مرکز کهکشان راه‌شیری نشان داده ستارگان مسیرهای بیضوی را می‌پیمایند. قانون‌های مداری «کپلر» کمک کرده‌اند تا بفهمیم جرم مرکزی بسیار پرجرمی که سیاهچاله است، در مرکز کهکشان جا خوش کرده. کار «کپلر» زمانی ارزشمندتر می‌شود که بدانیم در چه شرایط اسفباری کار می‌کرده! اخترشناس آلمانی داستان ما در قلب کشورهای اروپای مرکزی زندگی و کار کرده است. در اثر جنبش‌های اصلاح‌طلبیِ واقعی اروپا و نیز پاد-اصلاحاتی‌ها، اروپا پاره‌پاره بود. کاتولیک‌ها، لوتری‌ها، کالوینیست‌ها و اوتراکیست‌ها به‌شدت باهم درگیر بودند. «کپلر» که هم‌دوره و نیز قربانی دگرگونی‌ها و بدعت‌های بزرگ بود، اغلب ناچار بود از زیاده‌روی و افراطی‌گرایی در تعصب‌های دینی بگریزد. او لوتری سرسختی بود که تساهل را خوش می‌داشت. میراث «کپلر» بخشی و بهتر است بی‌پرده بگوییم بخش مهمی از تکامل (نه معنای داروینی آن بلکه به معنای کامل‌شدن به دور از انتخاب طبیعی) جهان آشفته ما و درک ما گیتی است. کارها و دستاوردهای شگرفی که «کپلر» در درک ما از مکانیک آسمانی، هم ستارگان و هم سیارات، به ثمر نشانده، او را به غولی در جهان اخترشناسی تبدیل کرده است، اما غولی در سایه. «کپلر» با داشتن گونه‌های مختلفی از بیماری‌ها، سوگواری همسر و فرزندانش، جنگ‌هایی که ناخواسته گرفتارش شد، آزارهایی که از سوی طلبکاران بر او روا داشتند، هیچ‌کدام نتوانست میراث «یوهانس کپلر» را کم‌رنگ کند. او چراغی روشن در دل تاریکیِ فرقه‌گرایی آن زمان بود.
شیرجه عمیق درون قانون‌های سه‌گانه «یوهانس کپلر»
اگر به کتاب‌های درسی اخترشناسی نگاهی بیندازید، بی‌شک سه قانون «کپلر» را خواهید یافت. بیایید نخست سه قانون را مرور کنیم؛ سپس کمی درباره اهمیت آن سه قانون، به‌ویژه در دوره‌ای که «کپلر» می‌زیست، کاوش کنیم. اگر بخواهیم نامی بر سه قانون «کپلر» بنهیم بهتر است هر سه را با نام «حرکت بیضی‌وار سیارگان کپلر» بخوانیم. «یوهانس کپلر» بر پایه داده‌های «تیکو براهه»، از این نتیجه‌گیری دیرینه و سنتی دور شد که اجرام آسمانی مستدیر حرکت می‌کنند یا به زبان ساده‌تر در مداری دایره‌ای حرکت می‌کنند. همین نتیجه‌گیری، به‌تنهایی گامی بزرگ بود و در تاریخ دانش چنین کارهایی جهش‌های مهمی را رقم زده‌اند. اگرچه داستان سیبی که بر سر «نیوتن» افتاد افسانه است؛ نکته‌ای در دل خود دارد. سیب سر خیلی‌ها افتاده یا پَرسون‌تر بگوییم، هر روز آدم‌ها شاهد افتادن سیب از درخت بوده‌اند، اما این «نیوتن» بود که گرانش را بازشناخت. باز باید این نکته را یادآور شویم که نه «کپلر» و نه «نیوتن» (با چشم‌پوشی از افسانه بودن افتادن سیب) در یک لحظه، آن‌هم بدون پیش‌زمینه دانشیِ گسترده و ژرف‌اندیشی بلند‌مدت، نمی‌توانستند در آن لحظه خاص گرانش را بشناسند یا بفهمند مدار حرکت سیارگان به گرد خورشید نه دایره، بلکه بیضی است. به سه قانون «کپلر» بازگردیم. «کپلر» قانون‌های حرکت سیارات راژمان خورشیدی (سامانه خورشیدی یا منظومه شمسی) را از نو چنین تدوین کرد: قانون نخست می‌گوید مدار سیارگان به گرد خورشید بیضی است و خورشید در یکی از دو کانون بیضی قرار دارد. قانون دوم می‌گوید سیارگان راژمان خورشیدی مساحت‌های برابر را در زمان‌های برابر می‌پیمایند. قانون سوم می‌گوید مربع یا توان دوم زمانِ مدار با مکعب یا توان سوم فاصله متوسط از خورشید متناسب است. جدای از نگاه تاریخی به روند شکل‌گیری این سه قانون، چه نکات ظریف دیگری در دل این سه قانون «کپلر» وجود دارد. نخستین نکته شکسته شدن قداست مدار دایره‌‌ای بود. دایره را شکلی کامل می‌پنداشتند و باور داشتند مدار سیارگان باید از این قانون پیروی کند که دایره باشد. این چرخش «کپلر» اعجاب‌آور است چون دایره‌ها دست‌کم از زمان «افلاتون» (با تلفظ درست‌تر پلاتو یا پلاتون) در دو هزار سال پیش از آن، فیزیک و متافیزیکی را بر حرکت آسمانی اجرام حاکم کرده بودند که دایره‌ای بود. این کار «کپلر» هم‌سنگ دیگر کارهایی است که دانشمندانی همچون «گالیله»، «کپرنیک» و بعدها «داروین» در فضایی دیگر و نیز «اینشتین» در قرن بیستم، انجام داد. شکستن صورت‌بندی‌های سنتیِ متکی بر باورهای نادانشی. درواقع اگر امروزه به راحتی در دنیای دانش مدلی را کنار می‌گذاریم، راهش را «کپلر»ها هموار کرده‌اند. در دل قانون دوم «کپلر» هم نکته‌ای نهفته است. قانون دوم را می‌توان «قانون سرعت سیاره» هم نامید. یعنی سرعت گردش سیارگان به گرد خورشید ناثابت است و یکنواخت نیست. این نتیجه‌گیری هم در نوع خود سنت‌شکنی بود. قانون سوم «کپلر» هم شگفتی‌آفرین بود. این قانون، تجربی و عجیب بود. حالا دیگر با وجود این سه قانون حرکت سیاره‌ها به گرد خورشید الهی و کامل نبود که هیچ، دایره‌ای و یکنواخت هم نبود. اجازه دهید این نکته را بگوییم که خاستگاه بیضی به خانواده‌ای از شکل‌های هندسی باز می‌گردد که «مقاطع مخروطی» نام دارند. همان‌طور که با دو عدد سوزن و نخی بلندتر از فاصله بین دو سوزن که دو سرش به هم گره خورده و یک مداد می‌توان بیضی کشید، با دو خط هم می‌توان مقاطع مخروطی تولید کرد. فرض کنید یک خط عمود و ثابت است، خط دیگر گویی در نقطه‌ای میان خط ثابت وصل است و دور آن می‌گردد. گویی بالرینی به دور بالرین دیگر می‌گردد. در اثر چرخش مخروط تولید می‌شود. حال اگر صفحه‌ای این مخروط را قطع کند می‌تواند شکل‌هایی همچون دایره، بیضی، سهمی و هذلولی تولید کند. هر چهار شکل در مدارهای اجرام اخترشناسی کاربرد دارند.