最近幾天都沈迷於17世紀初的星空下和克卜勒(Kepler,1571-1630)膩在一起,看他觀測彗星(1577,1607)、記錄超新星(1604)以及許多次的日食月食;看他不斷的出版書籍,與許多關心星空的傳教士們書信往返,以及在神聖羅馬帝國境內(以目前德國為主,以及捷克、奧地利地區)各城市奔走。

 

眼看著風評極佳的迪士尼經典卡通《冰雪奇緣》就快要下片了,只好稍稍把克卜勒擱置一下,進戲院看3D版。製作團隊為了打造這部片裡的雪花,請了專門研究雪花的物理學家當顧問,繪製了2千多種不同形狀的雪花。因為不同濕度與其他外在條件都會造成雪花結晶的不同,所以沒有一個雪花結構會是完全一樣。

 

沒想到,最早出書研究雪花的六角形結構的科學家,竟然就是克卜勒,他在1611年出版《六角的雪花》(On the Six-Cornered Snowflake)!

 

這是我與克卜勒在冰雪中的奇遇,真是有夠神奇!

 


 

 

 

 

猜想克卜勒怎會研究雪花的結構?

 

雪花的形狀研究跟堆砲彈有關!

 

問題起自於沃爾特·雷利爵士給了他的助手兼朋友哈利歐特一個在甲板上堆砲彈的問題,要怎麼堆會最節省空間呢?

 

 

  • 沃爾特·雷利爵士(Sir Walter Raleigh,1552-1618),英國伊莉莎白時代著名的冒險家,是名廣泛閱讀文學、歷史、航海術、數學、天文學、化學、植物學等著作的知識分子。
  • 托馬斯‧哈利歐特(Thomas Harriot,1560-1621)是英國數學家兼天文學家,他比伽利略更早透過望遠鏡畫月球表面,但卻少為人知,絕大多數人還是以為伽利略是第一個畫月球表面的人。(進一步參考:邱韻如(2012),伽利略不是第一個用望遠鏡窺月的人?刊登於《科學月刊》43卷10期)

 

 

 

 

 

 

哈利歐特曾在1591年出版一本關於各種堆疊問題的研究,並曾發展出某種早期的原子論來。

 

克卜勒也研究球的各種排列,寫在1606年給哈利歐特的信中,並在1611年《關於六角雪花》(On the six-cornered snowflake)中提出,這就是所謂的克卜勒猜想(Kepler conjecture)。

 

 

克卜勒為何會對堆球有興趣?猜想應該和他研究宇宙的奧秘有關。


克卜勒在1596年出版的《宇宙的奧秘》書中以『柏拉圖多面體』及以球的內接和外切5種正多面體來描述各行星與太陽距離的關係,這種數學與天文的巧合,真是巧合到令人讚嘆!(進一步參見:克卜勒用『柏拉圖立體』解出宇宙的奧秘,格物致知網站)

 

 


 

 

 

 

 

 

說到克卜勒,當然會聯想到第谷(1546-1601),而第谷心愛的寵物是一隻麋鹿!

 

有一天夜裡,第谷豢養的麋鹿在城堡附近漫步時,發現了一條通往樓頂的路,牠在樓板上喝到一鍋啤酒,結果竟喝醉了,從樓梯上跌下來,摔斷了脖子。第谷失去了心愛的寵物,大為傷心與震怒。而這一天,正是克卜勒第一次與第谷見面的那一天,克卜勒以為會受到盛大的歡迎,結果竟是一團混亂與喧鬧:一個帶著金屬鼻子的凸頭胖男人為了麋鹿的意外死而暴躁得大吼大叫!

 

因此,看到冰雪奇緣裡的麋鹿阿斯搞笑,我怎能不會心大笑呢?請繼續看第谷與魯道夫的冰雪奇緣

 

 
 

 


 

 

 

 

   

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