Biographical encyclopedia

[169]

KEPLER

KEPLER

[169]

This is true no matter to which point on 

the curve the two lines are drawn.

Kepler  found  that  the  positions  of 

Mars,  as  observed  by  Tycho,  fitted  into 

an  elliptical  orbit  with  a  high  degree  of 

accuracy.  It  wasn’t  a  very  flattened  el­

lipse, but it was most definitely not a cir­

cle.  Furthermore, the sun was located  at 

one focus of the ellipse.

Kepler  found  that  the  orbits  of  the 

other  planets  could  also be  drawn  as  el­

lipses  with  the  sun  always  at one  of  the 

foci.  He  announced  this  in  Astronomia 

Nova,  a  book  published  in  1609,  and 

this  is  now  known  as  Kepler’s  first  law. 

The book also contained his  second law: 

“A  line  connecting  the  planet  and  the 

sun will sweep over equal  areas in equal 

times  as  the  planet  moves  about  its 

orbit.”  This  meant  that  the  closer  a 

planet was to  the sun the faster it would 

move according to a fixed and calculable 

rule.

Kepler  went  on  later  to  apply  these 

laws  to  the  satellites  of  Jupiter  as  well. 

However,  he  was  unable  to  handle 

earth’s  own  moon.  Its  motions  were  too 

complicated.  This  was  done  in  1638  by 

Horrocks [200].

Kepler’s  ellipses  put  an  end  to  Greek 

astronomy.  They  destroyed  the  sa­

credness  of  circular  motion  and  abol­

ished  the  celestial  spheres  that  Eu­

doxus  [27]  had  placed  in  the  heavens 

two  thousand  years  before,  and  which 

even  Copernicus  had  retained.  Kepler’s 

scheme of the solar system has been fol­

lowed by astronomers ever since, without 

significant modification.  (Kepler’s insight 

was  restricted  to  the  solar  system.  The 

stars,  he  thought,  all  occupied  a  thin 

shell  some  two  miles  thick  far  outside 

the solar system. Here he was far behind 

Bruno  [157].)

With  the  abolition  of  the  celestial 

spheres  some  other  cause  had  to  be 

found  to  explain  the  fact  that  the  heav­

enly bodies remained in their orbits. The 

fact that the sun was always at one focus 

of the  elliptical  orbit,  that it was  always 

in  the  plane  of  the  orbit,  that  planetary 

motion  was  faster  the  closer  the  planet 

was  to  the  sun,  made  it  obvious  to 

Kepler  that  the  sun  somehow  controlled 

the  motions  of  the  planets.  He followed

the  notions  of  Gilbert  [155]  in  thinking 

that  some  magnetic  force  was  involved, 

but  the  systems  he  attempted  to  work 

out  on  such  a  basis were  unsatisfactory. 

It was left for Newton [231] to suggest a 

satisfactory  explanation  a  half  century 

later.

Kepler  published  another  book  in 

1619,  one  that  was  particularly  full  of 

verbose  mysticism.  Kepler,  aware  of  its 

difficulty,  despondently  suspected  it 

might  have  to  wait  a  century  for  a 

reader.  In  it,  however  (rather  like  a 

pearl in a mass of seaweed), was what is 

now  called  Kepler’s  third  law,  which 

stated  that  the  square  of  the  period  of 

revolution  of  a planet  is  proportional  to 

the  cube  of  its  distance  from  the  sun. 

Again  the  sun  seemed  indicated  as  the 

controller of planetary motion.

The book was dedicated to James  I of 

Great Britain, a royal pedant to whom  a 

turgid  book  was  meat  and  drink  and  a 

dedication  the  dessert  to  top  it  with. 

James invited Kepler to England, but the 

astronomer  refused  to  leave  Germany 

even though that land was now plunging 

into the Thirty Years’ War.

Kepler  and  Galileo  [166]  carried on  a 

friendly  correspondence  for  a  time, 

though they never met, and Kepler com­

municated  his  theories  to  Galileo.  Gali­

leo,  however,  in  his  book  on  the  Co- 

pemican  theory  made  no  mention  of 

Kepler’s  laws.  Presumably  he  felt  they 

were  as little  to  be  regarded  as Kepler’s 

fantasies  about  regular  solids  and  the 

music  of  the  spheres  (to  say  nothing 

about  his  horoscopes—although  Galileo, 

on  occasion,  could  cast  one  too).  As  a 

matter  of  fact,  the  correspondence  had 

been  broken  off  in  1610,  and  this  may 

indicate  the  loss  of  sympathy  between 

the two.

Nevertheless,  when  Galileo  was  con­

structing  telescopes  and  sending  them 

where  he  thought  they  would  do  the 

most good, one found its way to Kepler.

Kepler  used  the  telescope  to  observe 

Jupiter’s  moons—which  he  had  refused 

to  accept  till  he  saw  them  with  his  own 

eyes—and  promptly  described  them  as 

“satellites,”  from  a  Latin  term  for  the 

hangers-on of a powerful man. He began 

to  work  on  the  manner  in  which  light

107

[ 1 6 9 ]

KEPLER

BAYER

[170]

waves were refracted by lenses.  He man­

aged  to  explain  in  this  way  how  it  was 

that  telescopes  (and  eyes,  too)  per­

formed their function.

He described an improved telescope in 

1611,  using  two  convex  lenses  in  place 

of the one convex and one concave used 

by  Galileo,  and  described,  in  theory,  a 

compound  microscope  better  than  any 

then  available.  He  also  showed  that  a 

parabolic mirror focused parallel rays  of 

light,  a fact essential to the development 

of  reflecting  telescopes  by  Newton  later 

in  the century.  Thus he founded the sci­

ence  of  modem  optics.  But  he  was  not 

able  to  deduce  a  general  mathematical 

relationship  to  express  the  refraction  of 

light.  That was left for his younger con­

temporary Snell  [177],

In  1612  Kepler’s protector,  Rudolf II, 

died.  (So  did  Kepler’s  wife,  and  a  sec­

ond  marriage,  to  a  younger  woman, 

brought  him  happiness.)  The  new  em­

peror,  Matthias,  maintained  Kepler  in 

his  position  as  court  astronomer  with  a 

salary  that  was  usually  in  arrears.  (Ru­

dolf n  had not been  a prompt payer ei­

ther.  The  Holy  Roman  emperors  were 

usually  strapped  for  cash.)  In  1618 

Kepler’s mother, who dabbled in the oc­

cult,  was  arrested  as  a  witch  and,  al­

though not tortured, did not long survive 

her release,  which was procured  through 

her son’s long-sustained efforts.

Kepler  spent  these  years  completing 

new  tables  of  planetary  motions  based 

on  Tycho’s  superlative  observations  and 

his  own  theory  of  elliptical  orbits.  He 

used  the  newly  invented  logarithms  of 

Napier  [159]  in  his  calculations,  this 

being  the  first  important  use  to  which 

logarithms  were  put.  Despite  family 

troubles, financial difficulties exacerbated 

by the fact that Kepler fathered thirteen 

children,  and  continuing  war  and  reli­

gious unrest, the tables, called the Rudol­

phine  Tables  in  honor  of  Kepler’s  old 

patron, were published in  1627 and dedi­

cated  to  the  memory  of  Tycho.  The 

work  included  tables  of  logarithms  and 

Tycho’s star map as expanded by Kepler.

Kepler’s final service to astronomy was 

his calculation of the times of passage of 

the  inner  planets  Mercury  and  Venus 

across the face of the sun.  Such passages

108

had  never  been  observed,  but  according 

to Kepler’s calculations they had to  take 

place.  In  1631  such  a  “transit”  of  Mer­

cury  was  observed  by  Gassendi  [182]  at 

the  predicted  time,  but  Kepler  by  then 

was dead of a fever, followed by enthusi­

astic medical bleeding.

Kepler,  by  the  way,  wrote  a  story, 

“Somnium,”  about  a  man  who  traveled 

to  the  moon  in  a  dream.  For  the  first 

time  the  lunar  surface  was  described  as 

it really was, so that “Somnium” may be 

considered  the  first  piece  of  authentic 

science fiction,  as  opposed to  fantasy.  It 

was published after Kepler’s death.

Kepler’s  manuscripts  were  eventually 

bought by Catherine II  of Russia over a 

century after his death and are preserved 

now  at  the  Pulkovo  Observatory  in  the 

USSR.

[170]  BAYER, Johann (by'er)

German astronomer 

Born:  Rain, Bavaria,  1572 

Died:  Augsburg,  Bavaria,  March 

7,  1625

While  Kepler  [169]  was  putting  the 

planetary  system  into  its  modem  shape, 

his  countryman  Bayer,  a  lawyer  by pro­

fession and adviser to the Augsburg City 

Council,  was  adding  a  modem  touch  to 

the stars themselves.

The  constellations  and  their  names 

stretch  back  to  antiquity  and  have  al­

ways  proved  a  useful  means  of  dividing 

the  starry vault.  The names  of  the  stars 

within the  constellations were in  ancient 

times  not  so  well  organized.  The  bright 

ones were given names of course and the 

present  versions  of  those  names  are 

mostly  derived  from  the  Arabic.  Betel­

geuse, Aldebaran, and Rigel bear witness 

to  the  centuries  between  the  eighth  and 

the eleventh when it was  the Arabs who 

preserved  Greek  astronomy.  Some 

names,  such  as  Castor,  Pollux,  and 

Sirius, date back to classical times.  How­

ever, there was no way of associating the 

name of a star with the constellation that 

contains it except brute memory.

In  1603 and  1627 Bayer published edi­

tions of  Uranometria,  a catalogue  of the 

heavens  (the first one to show the entire

6.  P

to lem y

PITAGORAS

1. P

ythagoras

2. H

ippocrates

4. E

uclid

3. A

ristotle

5. A

r c h im ed es

7. N

icolas

 C

opernicus

9. G

alen

8. R

oger

 B

acon

10. A

ndreas

 V

esalius

11.  G

alileo

  G

alilei

 

a n d

 

th e

  D

uke

 

of

  P

adua

12. J

o h ann

  K

epl er

13. W

illiam

 H

arvey

14. R

ené

 D

escartes

15. R

obert

 B

oyle

16. A

nton

 

van

 L

eeuwenhoek

17.  I

saac

  N

ew to n

18.  B

e n ja m in

  F

r ank lin

19. H

enry

 C

avendish

20. S

ir

 W

illiam

 H

erschel

21. A

n t o in e

 L.  L

avoisier

22.  E

dw ard

 J

e n n e r

[171]

MARIUS

OUGHTRED

[172]

celestial  sphere)  that  corrected  this.  He 

described the constellations carefully and 

located  more  stars  (1,706  altogether) 

than Tycho Brahe  [156]  had done  in his 

catalogue.

In  addition,  and  more  important, 

Bayer  listed  the  stars  of  each  constel­

lation  by  Greek  letters  in  order  of 

brightness. Thus Betelgeuse, the brightest 

star  in  Orion,  became  Alpha  Orionis, 

while Rigel was Beta Orionis,  and  Bella­

trix was Gamma Orionis. This device has 

been  kept  to  the  present.  Indeed,  some 

bright stars of  the  southern skies,  which 

have  been  observed  carefully  only  since 

Bayer’s day,  are known only by this  sys­

tem. Thus the brightest star of the south­

ern  heavens  and—as  Henderson  [505] 

was to show two centuries later—the star 

that is closest to us is in the constellation 

Centaurus  and  is  known  only  as  Alpha 

Centauri.  (In  later  years,  as  more  and 

fainter stars were studied,  Roman letters 

and numbers,  alone and  in  combination, 

had to be brought into use.)

Bayer, who was an amateur theologian 

and  an  ardent  Protestant,  did  not  suc­

ceed in another project.  Offended by the 

heathen  names  of  the  constellations,  he 

tried  to  introduce  a  system  whereby  the 

northern constellations were given names 

from  the  New  Testament,  and  southern 

constellations from the Old.

[171]  MARIUS, Simon

German astronomer

Born:  Gunzenhausen,  January  20,

1573

Died:  Anspach, Bavaria,

December 26, 1624

Marius’ real name was Mayer but, like 

many  another  scholar  of  the  time,  he 

used  a Latinized version  in his  scholarly 

career.  He  studied  astronomy  under 

Tycho Brahe [156]  and medicine in Italy 

and  served  as  court  astronomer  for  the 

elector of Brandenburg.

His career is possibly an unsavory one. 

He  seems  to  have  had  one  of  Galileo’s 

[166]  works  copied  and  published  under 

another  author’s  name,  and  he  claimed 

(apparently  without  justification)  to 

have seen the four satellites of Jupiter in

1609  before  Galileo  had.  We  can  well 

imagine  that  Galileo  was  furious  at  this 

and  charged  into  the  fight  with  all  his 

strength.

Yet  one  aspect  of  Marius’  work,  even 

if false,  remains.  Galileo had  not named 

Jupiter’s  satellites,  but  Marius  did. 

Marius  made  use  of  Greek  mythology 

and  chose  the  names  Io,  Europa,  Gany­

mede,  and  Callisto—four  individuals 

who  were  closely  involved  with  Jupiter 

(Zeus)  in  the  myths.  Those  names  re­

main.  Marius  also  prepared  tables  of 

their motions before Galileo did.

Marius  made  one  discovery  that,  ap­

parently,  no  one  disputes  as  Marius’.  In 

1612 he was the first astronomer to men­

tion  the  Andromeda  Nebula,  the  most 

distant  object  one  can  see  without  a 

telescope—though  that  fact  was  not  to 

be appreciated for three more centuries.

[172]  OUGHTRED, William (aw'tred) 

English mathematician 

Born:  Eton, Buckinghamshire, 

March  5,  1574

Died:  Albury, Surrey, June 30, 

1660

Oughtred,  who  obtained  his  master’s 

degree  at  Cambridge  in  1600,  was  a 

minister  and  not  a  professional  mathe­

matician, but that makes little difference 

since  he  spent  almost  all  the  time  he 

could  spare  on  mathematics,  even  when 

it meant sleeping but two or three hours 

a night.

He  published  a  textbook  on  mathe­

matics  in  1631  in  which  he  introduced 

the multiplication sign  ( X )  and  the  ab­

breviations commonly used today for the 

trigonometric functions: sin,  cos,  and  tan 

for sine, cosine,  and tangent.

His  greatest  innovation,  however, 

came  in  1622,  and  consisted  of  two 

rulers  along  which  logarithmic  scales 

were laid off. By manipulating the rulers 

and sliding  one  against  the  other,  calcu­

lations  could be performed  mechanically 

by means of logarithms. We know it now 

as  a  slide  rule,  and,  for  centuries,  engi­

neers  carried  slide  rules  at  least  as  lov­

ingly  as  any  physician  ever  carried  his 

stethoscope and tongue depressor.

109

[173]

SCHEINER

HARVEY

[174]

He  was  a  pronounced  royalist  but 

managed  to  keep  his  post  during  the 

time  of  Cromwell  and  the  Common­

wealth.  There  is  a  story  that  he  died  of 

joy  at  hearing  that  Charles  II  had  been 

recalled and the British monarchy was to 

be  re-established.  However,  he  was 

eighty-five  at  the  time  and  undoubtedly 

the  thread  of life  was  sufficiently  frayed 

to require no great drama to bring about 

death.

[173]  SCHEINER,  Christoph  (shigh'- 

ner)

German astronomer

Born:  Wald,  Rhine  Province,  July

25,  1575

Died:  Neisse,  Silesia  (now  Nysa, 

Poland), June  18,  1650

Scheiner  taught  Hebrew  and  mathe­

matics,  first  at  Freiburg  and  then  at  In­

golstadt  (where he had studied).  He was 

appointed  professor  of  Hebrew  and 

mathematics  at  Ingolstadt  in  1600.  He 

observed  sunspots on  a projection of the 

sun’s  disc  in  March  1611.  This  was  not 

really  very  unusual,  for  some  spots  are 

big enough to be seen by the unaided eye 

and  records  of  their  occasional  observa­

tion  dated  back  to  ancient  times. 

Scheiner  claimed  to  have  seen  them  be­

fore  Galileo  [166],  however,  and that ir­

ritated  the  contentious  Italian  who 

plunged eagerly into  controversy.

When  Scheiner  (a  Jesuit  since  1595) 

first  reported  his  discovery  to  his  supe­

rior,  the latter warned  him  to  be careful 

in  his  interpretations,  for  Aristotle  [29] 

had  said nothing about spots  on the sun. 

Scheiner  therefore  judged  them  to  be 

small  bodies,  circling  the  sun  but  not 

part  of  it.  (It  did  not  occur  to  him,  ap­

parently,  that  Aristotle  had  said  nothing 

about that  either.)

This  was  all  Galileo  needed.  He  at­

tacked both Scheiner and Aristotle in his 

best polemical  style,  and  this helped  end 

the  brief  popularity  of  Galileo  with  the 

church  authorities  and  began  the  long 

road  that  ended  in  the  inquisitorial 

chambers.

Scheiner also studied the physiology of 

vision  and  showed  that  the  curvature  of

the  lens  changes  as  the  eye  focuses  to 

different  distances.  This  is  called  “ac­

commodation.”

[174]  HARVEY, William 

English physician 

Born:  Folkestone,  Kent,  April  1, 

1578

Died:  London, June  3,  1657

As a young man, Harvey  (the son of a 

well-to-do  businessman  and the oldest of 

nine  children)  supplemented  his  educa­

tion  at  Cambridge  (from  which  he  took 

his  degree  in  1597)  by  courses  at  the 

medical  school  in  Padua,  Italy,  which 

ever  since  Mondino’s  [110]  day,  three 

centuries  before,  had  been  the  world’s 

greatest.  There  he  studied  under  Fabri- 

cius  ab  Aquapendente  [151]  among 

others.

Harvey  was  in  Italy  when  Galileo 

[166]  was  making  his  mark  and  it  was 

Harvey’s great feat to apply the Galilean 

view  of science to  physiology  and  medi­

cine.  One  of Galileo’s  Italian  colleagues, 

Sanctorius  [165], made a start in this di­

rection, but Harvey was to  outstrip him.

After  obtaining  his  medical  degree  in 

1602 Harvey returned to England, where 

he  married  and set  up  a most  successful 

practice. Francis Bacon [163] was one of 

his patients, and from  1618 he was court 

physician for James I and Charles I until 

the latter was beheaded in  1649.

He  was  more  interested  in  medical 

research  than  in  routine  practice.  By 

1616,  he  is  supposed  to  have  dissected 

eighty  species  of  animals.  In  particular 

he  studied  the  heart  and  blood  vessels. 

Men  such  as  Servetus  [142]  had  groped 

toward  the  concept  of the  circulation  of 

the  blood.  Harvey,  however,  was  not  a 

speculator  but  an  experimenter.  He  de­

termined  the  heart  was  a  muscle  and 

that  it  acted  by  contracting,  pushing 

blood  out.  Through  actual  dissection  he 

noted  that  the valves  separating  the  two 

upper  chambers  of  the  heart  (auricles) 

from  the  two  lower  (ventricles)  were 

one-way.  Blood  could  go from auricle  to 

ventricle  but  not  vice  versa.  There  were 

one-way  valves  in  the  veins  too,  these 

having been discovered by Fabricius. For

110

[174]

HARVEY

HARVEY

[174]

that  reason,  blood  in  the  veins  could 

travel  only  toward  the  heart  and  not 

away  from  it.  In  fact,  it  was  the  valves 

in the veins that first put Harvey on the 

right  track,  as,  late in life,  he  explained 

to the young Boyle [212].

When Harvey tied off an artery it was 

the  side  toward  the  heart  that  bulged 

with blood.  When he tied  off  a vein the 

side  away from the heart bulged.  Every­

thing  combined  to  indicate  that  blood 

did  not  oscillate  back  and  forth  in  the 

vessels  as  Galen  [65]  had  believed  but 

traveled in one direction only.

Furthermore Harvey calculated that in 

one  hour  the heart pumped  out  a  quan­

tity  of  blood  that  was  three  times  the 

weight  of  a  man.  It  seemed  incon­

ceivable that blood could be formed  and 

broken  down  again  at  such  a  rate. 

Therefore  it  had  to  be  the  same  blood 

moving in  circles,  from  the  heart  to  the 

arteries,  from  these  to  the  veins,  from 

those  back  to  the  heart.  The  blood,  in 

other words, moved in a closed curve.  It 

circulated.

He  began  lecturing  on  the  subject  in 

1616,  but  it  was  not  until  1628  that  he 

published  these  conclusions  and  the  evi­

dence  backing  them  in  a  small  book  of 

only  seventy-two  pages,  miserably 

printed  in Holland  on thin,  cheap  paper 

and  full  of  typographical  errors.  How­

ever,  the  experiments  it  described  were 

clear,  concise,  and  elegant,  and the  con­

clusions were  incontrovertible. The book 

became  one  of  the  great  scientific  clas­

sics.  Its  short  title  is  Exercitatio  De 

Motu  Cordis et Sanguinis  (“On the Mo­

tions of the Heart and Blood’’).

Harvey  was  ridiculed  at  first,  for  it 

was no light matter to refute Galen.  His 

practice  fell  off  and  learned  doctors 

wrote  tomes  refuting  him  (by  quoting 

Galen and not by repeating Harvey’s ex­

periments).  Harvey  was  called  Circula­

tor,  which  was  a  cruel  pun,  for  it  was 

the  Latin  slang  for  “quack,”  the  name 

given to peddlers who hawked medicines 

at the circus. He did not take much part 

in  the  controversy,  but  let  the  facts 

speak.  For  that  matter,  Harvey  avoided 

controversy on principle and  did  not  en­

gage  in  the  polemics  that  delighted  the 

anatomists of the day.

Harvey had led the team of doctors at 

the  bedside  of  James  I  on  the  occasion 

of  his  last  illness  in  1625.  James’s  son, 

who succeeded  as  Charles I,  had  enough 

faith  in  Harvey  to  let  him  have  royal 

deer  with  which  to  experiment,  and  at 

the  king’s  command,  Harvey  performed 

a  postmortem  on  the  body  of  Thomas 

Parr (“Old Parr”)  who died in  1635 at a 

reputed,  but  almost  certainly  exagger­

ated,  age of  152.

Harvey  was  one  of  the  first  to  study 

the development of the chick in the egg, 

something that had once interested Aris­

totle  [29].  Although  in  attendance  on 

Charles  I  during  the  English  Civil  War, 

in  which  Charles  lost  throne  and  head, 

Harvey  did  not  fall  victim  to  partisan 

passion,  but  returned  safely  to  London, 

though revolutionaries did break into his 

home and destroy some notes and  speci­

mens.  (In particular, Harvey is supposed 

to have  been at the battle of  Edgehill in 

1642  and  spent  his  time  there  calmly 

reading  a  book  while  waiting  for  any 

royal call.)

By  the  time  of  Harvey’s  old  age  the 

fact of circulation was  accepted by phy­

sicians  generally.  Even  in France,  where 

opposition  was  strongest,  the  influential 

Descartes  [183]  supported  Harvey.  Har­

vey was  elected president  of  the  College 

of  Physicians  in  1654.  He  declined  the 

privilege,  preferring  to  spend  his  last 

years in peace.

The  validity  of  the  theory  of  circula­

tion  depended  on  the  blood’s  passing 

from  the  arteries  to  the  veins,  but  there 

were  no  visible  connections  between 

those  blood  vessels.  Harvey,  noting  that 

both  arteries  and veins  divided and  sub­

divided  into  finer  and  finer  vessels  till 

they  passed  out  of  sight,  supposed  the 

connections  were  simply too  fine  to  see. 

This  was  proved  correct  by  Malpighi 

[214], who had the advantage of the use 

of a microscope. This final proof was not 

obtained  until  four  years  after  Harvey’s 

death.

Since Harvey’s small book was the end 

of Galen and of Greek medicine, the En­

glish  physician  may  be  considered  the 

founder of modem physiology.

His  personal  library,  which  he  left  to