Johannes Kepler (ur. 27 grudnia 1571 w Weil der Stadt, zm. 15 listopada 1630 w Ratyzbonie) – niemiecki astronom, astrolog i matematyk, jedna z czołowych postaci rewolucji naukowej w XVII wieku. Najbardziej znany jest z nazwanych jego nazwiskiem praw ruchu planet, skodyfikowanych przez późniejszych astronomów na podstawie jego prac Astronomia nova, Harmonices Mundi i Epitome astronomiae Copernicanae. Prawa te wykorzystano do potwierdzenia słuszności teorii grawitacji Isaaca Newtona.
W trakcie swojej kariery Kepler był nauczycielem matematyki w Grazu, asystentem astronoma Tychona Brahe, matematykiem na dworze Rudolfa II Habsburga, nauczycielem matematyki w Linzu i doradcą Albrechta von Wallensteina. Poza badaniami astronomicznymi prowadził badania w zakresie optyki i ulepszył teleskop soczewkowy Galileusza.
W czasach Keplera nie istniało wyraźne rozróżnienie pomiędzy astronomią i astrologią, natomiast astronomia jako jedna ze sztuk wyzwolonych była wyraźnie oddzielona od fizyki, zaliczanej do filozofii przyrody. Kepler w swoich pracach używał argumentów religijnych, wychodząc z założenia, że Bóg stworzył świat zgodnie z inteligentnym planem, który można poznać za pomocą rozumu. Określał swoją astronomię jako „fizykę niebieską” i jako „wycieczkę w Metafizykę Arystotelesa”, przenosząc tradycyjnie pojmowaną kosmologię w obszar uniwersalnie obowiązującej matematyki. Miał dwie żony Susanne Reuttinger i Barbarę Müller.
Życiorys Wczesne lata życia mały|Kometa C/1577 V1, którą Kepler widział w dzieciństwie, przyciągnęła uwagę astronomów w całej Europie Kepler urodził się 27 grudnia 1571 roku w wolnym mieście cesarskim Weil pod Stuttgartem (Wirtembergia). Jego dziadek, Sebald Kepler, był wcześniej burmistrzem miasta, ale jeszcze przed narodzinami Johannesa rodzina Keplerów znacznie zubożała. Jego ojciec, Heinrich Kepler, był drobnym handlarzem i właścicielem szynku wiejskiego. Gdy zbankrutował, zaciągnął się do wojska księcia Alby de Toledo i wiódł niepewny żywot najemnika w różnych armiach i wojnach. Na zawsze opuścił rodzinę, która powiększyła się o drugiego syna oraz córkę, gdy Johannes liczył 14 lat. Matka Johannesa, Katharina z domu Guldenmann, była córką karczmarza, zielarką i uzdrowicielką, później oskarżoną o czary. Wiele wskazuje na to, że ich związek małżeński był dość przypadkowy. Łączyła ich właściwie tylko zbliżona pozycja społeczna. Johannes był siedmiomiesięcznym wcześniakiem i chorowitym dzieckiem. Miał cztery lata, gdy przeszedł groźną chorobę – ospę. Choroba ta nie zeszpeciła mu zbytnio twarzy, pozostawiając ślady głównie na rękach. Od dzieciństwa przejawiał wielkie zdolności matematyczne, którymi zadziwiał podróżnych w karczmie dziadka. W 1576 roku rodzina Keplera przeprowadziła się do Leonbergu, który w 1580 roku porzuciła na dwa lata dla . Wędrówki spowodowały, że podstawowy trzyklasowy kurs ukończył w pięć lat.
Z astronomią zetknął się we wczesnym dzieciństwie. Mając 6 lat obserwował przelot komety, a mając 9 lat – zaćmienie Księżyca. Z powodu przebytej w dzieciństwie ospy miał słaby wzrok, co utrudniało mu obserwacje astronomiczne. Droga na uniwersytet prowadziła przez dwustopniowe kilkuletnie seminarium. Nauki te Kepler ukończył we wrześniu 1588 roku, uzyskując stopień bakałarza. 17 września 1589 roku rozpoczął studia teologiczne na Uniwersytecie w Tybindze. Zdobył wtedy reputację znakomitego matematyka i astrologa, stawiając horoskopy innym studentom. Pod kierownictwem Michaela Maestlina poznał zarówno ptolemejską, jak i kopernikańską teorię ruchu planet. Stał się zwolennikiem systemu Kopernika, broniąc go zarówno z matematycznego, jak i teologicznego punktu widzenia, twierdząc że Słońce jest głównym źródłem ruchu we wszechświecie.
Kepler był luteraninem. Mimo początkowych planów zostania pastorem, po ukończeniu studiów w 1594 roku przyjął on zaoferowaną pozycję nauczyciela matematyki i astronomii w protestanckiej szkole w Grazu.
Graz (1594–1600) Mysterium Cosmographicum mały|Stworzony przez Keplera model Układu Słonecznego oparty na bryłach platońskich Pierwsza ważna praca astronomiczna Keplera, Mysterium Cosmographicum, była publiczną obroną systemu kopernikańskiego. Kepler twierdził, że doznał objawienia 19 lipca 1595 roku, demonstrując uczniom okresowe koniunkcje Saturna i Jowisza. Zorientował się, że każdy wielokąt foremny wyznacza precyzyjny stosunek średnic okręgu opisanego do wpisanego, co może być podstawą geometrii wszechświata. Po nieudanych próbach dopasowania wielokątów do danych obserwacyjnych (nawet po dodaniu dodatkowych planet), Kepler spróbował użyć wielościanów foremnych. Zauważył, że umieszczając sferę wewnątrz wielościanu i opisując na nim kolejną sferę, uzyskuje się ścisłą zależność pomiędzy promieniami tych sfer. Ustawiając wielościany we właściwej kolejności: ośmiościan, dwudziestościan, dwunastościan, czworościan i sześcian, uzyskuje się sześć sfer o promieniach odpowiadających (z dokładnością do ówczesnych pomiarów) promieniom orbit sześciu znanych planet: Merkurego, Wenus, Ziemi, Marsa, Jowisza i Saturna.
mały|lewo|Zbliżenie na wewnętrzną część modelu Keplera Kepler uznał, że odkrył boski geometryczny plan Wszechświata. W tym modelu Wszechświat sam stanowił obraz Boga, ze Słońcem jako Ojcem, sferą gwiazd jako Synem i przestrzenią pomiędzy jako Duchem Świętym. W manuskrypcie Kepler zawarł długi wywód godzący heliocentryzm z biblijnymi wersami sugerującymi geocentryzm.
Mając poparcie swojego mentora Michaela Maestlina, Kepler uzyskał pozwolenie od władz uniwersytetu na publikację manuskryptu, pod warunkiem usunięcia fragmentów traktujących o Biblii i dodania prostszego opisu systemu heliocentrycznego. Mysterium zostało opublikowane pod koniec 1596 roku. W 1597 roku Kepler rozesłał jego kopie do ważnych astronomów i patronów w Europie, czym zwrócił na siebie uwagę jako na zdolnego naukowca. Zawarta w pracy wylewna dedykacja do patronów i ludzi kontrolujących pozycję Keplera w Grazu, otworzyła mu drogę do kariery naukowej.
Mimo modyfikacji pewnych szczegółów w swoich późniejszych pracach, Kepler nigdy nie zrezygnował z kosmologii opartej na sferach i wielościanach. Jego późniejsze astronomiczne prace głównie ją uściślały, dodając dokładniejsze wyliczenia wewnętrznych i zewnętrznych promieni sfer, na podstawie ekscentryczności orbit planet. W 1621 roku Kepler opublikował rozszerzone drugie wydanie Mysterium, zawierające poprawki i rozszerzenia uzyskane w ciągu 25 lat pracy badawczej.
Małżeństwo z Barbarą Müller mały|Portrety Keplera i jego żony na medalionach W grudniu 1595 roku Kepler został przedstawiony Barbarze Müller, dwudziestotrzyletniej wdowie z córką. Müller była córką bogatego właściciela młyna, a dodatkowo posiadała duży majątek po swoich dwóch poprzednich mężach. Pomimo szlachectwa Keplera, jej ojciec Jobst początkowo sprzeciwiał się małżeństwu. Po wydaniu Mysterium i zdobyciu sławy, Kepler został w końcu zaakceptowany. Barbara i Johannes wzięli ślub 27 kwietnia 1597 roku.
Pierwsza dwójka dzieci małżeństwa Keplerów (Heinrich i Susanna), zmarły w niemowlęctwie. W 1602 roku urodziła im się córka (Susanna), w 1604 roku syn (Friedrich) i w 1607 roku kolejny syn (Ludwig).
Praca badawcza Po opublikowaniu Mysterium i z błogosławieństwem władz uczelni Kepler rozpoczął ambitny plan rozbudowy swojego dzieła. Planował wydanie czterech książek: jednej o stacjonarnych elementach Wszechświata (Słońcu i sferze gwiazd), drugiej o planetach i ich ruchach, trzeciej o fizycznej naturze planet i czwartej o wpływie niebios na Ziemię, uwzględniając optykę atmosfery, meteorologię i astrologię.
Kepler starał się nawiązać współpracę z astronomami, którym wysłał Mysterium, wśród nich z Nicolausem Reimersem, nadwornym matematykiem Rudolfa II Habsburga i zaciekłym rywalem Tychona Brahe. Nicolaus nie odpowiedział bezpośrednio, ale użył listów Keplera do uzasadnienia swojego pierwszeństwa nad Tychonem w opracowaniu systemu geoheliocentrycznego. Tycho Brahe sam zaczął korespondencję z Keplerem, rozpoczynając ją od merytorycznej krytyki jego systemu. Wśród wielu zarzutów wskazał między innymi niedokładność danych pomiarowych uzyskanych z prac Kopernika. Nie mając dostępu do dokładniejszych danych z obserwatorium Tychona, Kepler nie mógł na te zarzuty właściwie odpowiedzieć. Zamiast tego wysunął argumenty oparte na chronologii, harmonii i numerologii łączącej matematykę, muzykę i świat fizyczny. Zakładając, że Ziemia posiada duszę (dzięki której może się poruszać), postulował związek pomiędzy astronomicznymi obiektami, meteorologią i różnymi zjawiskami na powierzchni Ziemi. Ciągły brak wystarczających danych uniemożliwiał mu jednak rozwijanie tych teorii. W grudniu 1599 roku Tycho zaprosił Keplera do odwiedzenia go w Pradze. 1 stycznia 1600 roku, zanim zaproszenie Tychona dotarło, Kepler wyruszył do Pragi w nadziei na uzyskanie patronatu Tychona i pomocy w rozwiązaniu jego problemów zarówno filozoficznych, jak i finansowych.
Praga (1600–1612) Praca dla Tychona Brahe mały|Tycho Brahe 4 lutego 1600 roku Kepler spotkał się z Tychonem Brahe w Benátkach nad Jizerou (35 km od Pragi), w miejscu, gdzie powstawało nowe obserwatorium Tychona. Przez następne dwa miesiące Kepler przebywał tam jako gość, analizując wyniki obserwacji Marsa. Tycho niechętnie udzielał dostępu do swoich danych, ale – będąc pod wrażeniem teorii Keplera – wkrótce umożliwił mu szerszy do nich dostęp. Kepler planował przetestować na obserwacjach Marsa przewidywania zawarte w Mysterium Cosmographicum, ale ocenił, że nie mając możliwości skopiowania tych danych od Tychona, praca ta zajęłaby mu dwa lata. Z tego powodu próbował wynegocjować formalne zatrudnienie u Tychona. Negocjacje jednak załamały się i po gwałtownej kłótni z Tychonem Kepler wyjechał 6 kwietnia do Pragi. W kolejnych miesiącach udało się w końcu osiągnąć porozumienie i w czerwcu Kepler pojechał do Grazu, aby sprowadzić swoją rodzinę.
Polityczne i religijne trudności w Grazu uniemożliwiły Keplerowi natychmiastowy powrót. Mając nadzieję na kontynuację swoich badań astronomicznych, ubiegał się o posadę nadwornego matematyka u Rudolfa II Habsburga. Przygotował w tym celu esej dedykowany Ferdynandowi. Przedstawił tam fizyczną teorię zaćmień Księżyca: In Terra inest virtus, quae Lunam ciet – łac. „W Ziemi tkwi siła, która porusza Księżyc”. Choć nie udało mu się uzyskać tej posady, przeprowadzone na podstawie tej pracy obserwacje zaćmienia 10 lipca w Grazu stały się podstawą praw optyki, zebranych później w Astronomiae Pars Optica.
2 sierpnia 1600 roku, po odmowie przejścia na katolicyzm, Kepler i jego rodzina zostali wygnani z Grazu. Kilka miesięcy później osiedli na stałe w Pradze. Przez kolejne kilkanaście miesięcy Kepler pracował pod bezpośrednim kierownictwem Tychona, analizując obserwacje planet i pisząc traktat przeciwko nieżyjącemu już Reimersemowi. We wrześniu 1601 roku Tycho włączył go do współpracy nad nowym projektem katalogu gwiazd, który miałby zastąpić Tablice pruskie Reinholda. Po nieoczekiwanej śmierci Tychona Brahe 24 października 1601 roku Kepler został mianowany jego następcą na stanowisku cesarskiego matematyka.
Doradca cesarza Rudolfa II Głównym obowiązkiem Keplera jako cesarskiego matematyka było zapewnianie astrologicznych porad dla cesarza. Poza stawianiem horoskopów dla sojuszników i władców ościennych państw, Kepler doradzał też cesarzowi w sprawach politycznych. Cesarz był również zainteresowany badaniami swoich nadwornych uczonych (w tym wielu alchemików) i na bieżąco śledził odkrycia Keplera w dziedzinie astronomii fizycznej.