Johannes Kepler

Johannes Kepler var en tysk astronom og matematiker, født i Weil i Schwaben. Johannes Kepler var søn af en professionel soldat, som til sidst forlod familien, og havde en ret ulykkelig barndom, der sluttede med fem år på de lutherske latinskoler i Adelberg og Maulbronn.

I 1589 kom Johannes Kepler på universitetet i Tübingen, hvor han blev magister artium i 1591 og doktor i 1594. Han påvirkedes her stærkt af astronomiprofessoren Michael Mästlin (1550-1631) og blev en overbevist tilhænger af det kopernikanske system, men også teologien trak stærkt i ham. Han forlod aldrig lutheranismen, men forholdt sig kritisk til nogle af dens centrale anskuelser, ligesom han indtog en usædvanlig irenisk (fredelig) holdning til både calvinister og katolikker.

I 1594 blev Johannes Kepler kaldet til matematiklærer ved den lutherske skole i Graz, hvor han også virkede som kommunal matematiker med beregning af kalendere og med udfærdigelsen af talrige horoskoper som bibeskæftigelse.

Her skrev han også sit første store værk, Mysterium Cosmographicum (1596, Universets hemmelighed), hvori han forsøgte at beregne forholdene mellem de kopernikanske planetbaners størrelse ud fra rent geometriske egenskaber ved de fem regulære polyedre.

Denne aprioriske metode var uden grundlag i erfaringen og viste Keplers gæld til den platoniske tradition i naturbeskrivelsen; selvom forsøget slog fejl, viste bogen Keplers fremragende evner for både geometri og numerisk regning, ligesom den afslørede hans dybe overbevisning om de matematiske strukturer i naturen som vidnesbyrd om Guds nærvær i verden.

På grund af modreformationen blev Johannes Keplers stilling i Graz efterhånden uholdbar, og trods megen positiv særbehandling forvistes han fra byen i august 1600. Han tog til Prag for at arbejde sammen med Tycho Brahe, der overdrog ham arbejdet med at udforme en ny teori for Mars' banebevægelse på grundlag af en række af Tycho Brahes observationer af Marsoppositioner foretaget på Ven.

Efter Tycho Brahes død i 1601 blev Johannes Kepler hans efterfølger som kejserlig matematiker, og i 1602 viste han, at Marsbanen ikke kunne være en excentrisk cirkel, men havde en "oval" form.

Dette arbejde blev midlertidig afbrudt til fordel for udarbejdelsen af et stort værk om optik, Astronomiae Pars Optica (1604, Den optiske del af astronomien). Heri undersøgtes en lang række optiske grundproblemer, herunder øjets og synets fysik, bl.a. ved hjælp af en tilnærmet form af den endnu ukendte eksakte lov for lysets brydning; undersøgelserne var foranlediget af en partiel solformørkelse, som Kepler i sommeren 1600 havde observeret med et hulkamera.

En anden afbrydelse skyldtes den nye stjerne (supernova) i 1604, som Kepler beskrev i De Stella Nova (1606, Om den nye stjerne) og korrekt placerede blandt fiksstjernerne.

Herpå blev Marsstudierne genoptaget, men med et påfaldende skift i metode, idet den tidligere rent matematiske tilgang nu suppleredes med et forsøg på at bestemme banen ud fra en fysisk hypotese om, at planeten styredes af en "magnetisk" kraft udgående fra Solen og omvendt proportional med afstanden mellem de to himmellegemer.

Ved at anvende den (forkerte) aristoteliske mekaniks grundsætning om kraften som proportional med hastigheden fandt Kepler umiddelbart, at linjen fra Solen til planeten overstrøg samme areal pr. tid, både når Mars var i perihel og i aphel (dvs. nærmest og fjernest Solen).

Uden videre begrundelse antog han, at denne såkaldte arealhastighed er konstant overalt i banen, et udsagn, der nu kaldes Keplers anden lov. Med denne relation som værktøj kunne Kepler endelig i 1605 påvise, at planetens bane er en ellipse med Solen i det ene brændpunkt (Keplers første lov). Med en nøje redegørelse for det uhyre regnearbejde publiceredes alt dette i bogen Astronomia Nova (1609, Den nye astronomi).

Keplers tredje lov om sammenhængen mellem planeternes omløbstider og størrelsen af deres baner kom senere og offentliggjordes i det musikteoretiske værk Harmonices Mundi (1619, Verdensharmonierne) som et rent empirisk resultat af et pythagoræisk inspireret forsøg på at finde "harmonier" i Solsystemet som helhed.

Blandt de øvrige arbejder fra tiden i Prag må især fremhæves en Dissertatio (1610), hvori Galileis astronomiske opdagelser med kikkerten bekræftedes, samt den lille Dioptrice (1611), hvori Kepler gav den korrekte teori for både Galileis kikkert og den senere konstruerede Keplerske kikkert (med en samlelinse som okular).

Efter kejser Rudolfs abdikation og død i 1612 beholdt Johannes Kepler sin stilling, men flyttede til Linz, hvor han udgav en række vigtige småskrifter om tidsregning med bl.a. et forslag om at rykke begyndelsen af den kristne æra tilbage til år 4 f.Kr.

En bog om doliometri (tøndeberegning, se Keplers tønderegel) huskes som et skridt på vejen mod integralregningen, og i den store Epitome Astronomiae Copernicanae (1618-21) gav han sin endelige fremstilling af den nye astronomi. På dette grundlag udarbejdede han nu de skelsættende Tabulae Rudolphinae (1627, De Rudolfinske Tabeller), der gjorde det muligt at beregne planetpositioner med hidtil ukendt nøjagtighed. Under dette arbejde benyttede han de nyligt opfundne logaritmer i en særlig form, som han beskrev i Chilias Logarithmorum (1624, Om logaritmer).

Trediveårskrigens religiøse og politiske omskiftelser fik i 1626 Johannes Kepler til at flytte fra Linz til Ulm, hvor De Rudolfinske Tabeller blev udgivet under store vanskeligheder og i strid med Tycho Brahes arvinger.

I 1628 gik Kepler i tjeneste hos Albrecht von Wallenstein og flyttede til Sagan i Schlesien, hvor hans projekt om en trykt udgave af Tychos observationer viste sig uigennemførligt.

På en rejse til Linz for at hæve økonomiske tilgodehavender døde Johannes Kepler i Regensburg efter en kort sygdom og blev begravet på den protestantiske kirkegård.

Keplers betydning for eftertiden blev meget stor, ikke mindst fordi hans tre love blev en del af grundlaget for den newtonske fysik og dermed hele den senere himmelmekanik indtil vore dage.