Ich bevorzuge die schärfste Kritik eines einzelnen intelligenten Mannes weitaus mehr als die gedankenlose Zustimmung der Massen.
Johannes Kepler war ein deutscher Astronom, Mathematiker und Astrologe. Er ist eine Schlüsselfigur der wissenschaftlichen Revolution des 17. Jahrhunderts und vor allem für seine Gesetze der Planetenbewegung sowie seine Bücher Astronomia nova, Harmonices Mundi und Epitome Astronomiae Copernicanae bekannt. Diese Werke bildeten auch eine der Grundlagen für Newtons Theorie der universellen Gravitation.
Kepler war Mathematiklehrer an einer Seminrschule in Graz, wo er ein Mitarbeiter von Fürst Hans Ulrich von Eggenberg wurde. Später wurde er Assistent des Astronomen Tycho Brahe in Prag und schließlich kaiserlicher Mathematiker bei Kaiser Rudolf II. und seinen beiden Nachfolgern Matthias und Ferdinand II. Er unterrichtete auch Mathematik in Linz und war Berater des Generals Wallenstein. Darüber hinaus leistete er Grundlagenarbeit im Bereich der Optik, erfand eine verbesserte Version des brechenden oder Keplerschen Teleskops und wurde in den Fernrohrbeobachtungen seines Zeitgenossen Galileo Galilei erwähnt. Er war korrespondierendes Mitglied der Accademia dei Lincei in Rom.
Kepler lebte in einer Zeit, in der es keine klare Unterscheidung zwischen Astronomie und Astrologie gab, aber es gab eine starke Trennung zwischen Astronomie – ein Zweig der Mathematik innerhalb der freien Künste – und Physik – ein Zweig der Naturphilosophie. Kepler integrierte auch religiöse Argumente und Überlegungen in seine Arbeit, motiviert durch die religiöse Überzeugung und den Glauben, dass Gott die Welt nach einem verständlichen Plan erschaffen hatte, der durch das natürliche Licht der Vernunft zugänglich ist. Kepler beschrieb seine neue Astronomie als „Himmelshysik", als „einen Ausflug in Aristoteles' Metaphysik" und als „ein Supplement zu Aristoteles' Über den Himmel", indem er die antike Tradition der physikalischen Kosmologie umwandelte, indem er die Astronomie als Teil einer universellen mathematischen Physik behandelte.
Frühe Jahre
Kepler wurde am 27. Dezember, dem Festtag des heiligen Johannes des Evangelisten, 1571 in der Freien Reichsstadt Weil der Stadt – heute Teil der Region Stuttgart im deutschen Bundesland Baden-Württemberg, 30 km westlich von Stuttgarts Zentrum – geboren. Sein Großvater Sebald Kepler war Oberbürgermeister der Stadt gewesen. Als Johannes geboren wurde, hatte er zwei Brüder und eine Schwester, und das Vermögen der Familie Kepler war im Niedergang. Sein Vater Heinrich Kepler verdiente seinen prekären Lebensunterhalt als Söldner und verließ die Familie, als Johannes fünf Jahre alt war. Es wird angenommen, dass er im Achtzigjährigen Krieg in den Niederlanden starb. Seine Mutter Katharina Guldenmann, die Tochter eines Gastwirts, war eine Heilerin und Kräutersammlerin. Als Frühgeborenes behauptete Johannes, ein schwaches und kränkliches Kind gewesen zu sein. Dennoch beeindruckte er oft Reisende an der Herberge seines Großvaters mit seiner außergewöhnlichen mathematischen Begabung.
Er wurde in frühem Alter in die Astronomie eingeführt und entwickelte eine starke Leidenschaft dafür, die sein ganzes Leben lang andauern würde. Im Alter von sechs Jahren beobachtete er den Großen Kometen von 1577 und schrieb, dass er „von der Mutter an einen hohen Ort gebracht wurde, um ihn zu beobachten." 1580 beobachtete er im Alter von neun Jahren ein weiteres astronomisches Ereignis, eine Mondfinsternis, und notierte, dass er sich erinnerte, „nach draußen gerufen" worden zu sein, um sie zu sehen, und dass der Mond „ziemlich rot" aussah. Die Pocken in der Kindheit hinterließen ihm jedoch schwaches Sehvermögen und verkrüppelte Hände, was seine Fähigkeit in den Beobachtungsaspekten der Astronomie einschränkte.
1589 besuchte Kepler, nachdem er die Grammatikschule, die lateinische Schule und das Seminar in Maulbronn durchlaufen hatte, das Tübinger Stift an der Universität Tübingen. Dort studierte er Philosophie unter Vitus Müller und Theologie unter Jacob Heerbrand – einem Schüler von Philipp Melanchthon in Wittenberg, der auch Michael Maestlin unterrichtete, während er Student war, bis er 1590 Kanzler in Tübingen wurde. Er erwies sich als hervorragender Mathematiker und erwarb sich einen Ruf als geschickter Astrologe, der Horoskope für Kommilitonen erstellte. Unter der Anleitung von Michael Maestlin, Tübingens Mathematikprofessor von 1583 bis 1631, erlernte er sowohl das ptolemäische als auch das kopernikanische System der Planetenbewegung. Er wurde zu dieser Zeit ein Kopernikanist. In einer Studentendisputation verteidigte er den Heliozentrismus sowohl aus theoretischer als auch aus theologischer Perspektive und behauptete, dass die Sonne die Hauptquelle der Bewegungskraft im Universum war. Trotz seines Wunsches, Minister zu werden, wurde Kepler gegen Ende seines Studiums für eine Stelle als Lehrer für Mathematik und Astronomie an der protestantischen Schule in Graz empfohlen. Er nahm die Stelle im April 1594 im Alter von 23 Jahren an.
Graz 1594–1600
Mysterium Cosmographicum
Keplers erstes großes astronomisches Werk, Mysterium Cosmographicum – Das kosmographische Geheimnis, 1596, war die erste veröffentlichte Verteidigung des kopernikanischen Systems. Kepler behauptete, am 19. Juli 1595 eine Erleuchtung gehabt zu haben, während er in Graz unterrichtete, die die periodische Konjunktion von Saturn und Jupiter im Tierkreis demonstrierte: Er erkannte, dass regelmäßige Vielecke einen beschriebenen und einen umschriebenen Kreis in bestimmten Verhältnissen begrenzten, die nach seiner Auffassung die geometrische Grundlage des Universums darstellen könnten. Nachdem es ihm nicht gelungen war, eine einzigartige Anordnung von Vielecken zu finden, die den bekannten astronomischen Beobachtungen entsprach, selbst mit zusätzlichen zum System hinzugefügten Planeten, begann Kepler mit dreidimensionalen Polyedern zu experimentieren. Er stellte fest, dass jeder der fünf platonischen Körper von Kugelschalen beschrieben und eingeschrieben werden könnte; wenn diese Körper verschachtelt würden, jeweils in einer Sphäre eingehüllt, würde dies sechs Schichten erzeugen, entsprechend den sechs bekannten Planeten – Merkur, Venus, Erde, Mars, Jupiter und Saturn. Durch selektive Anordnung der Körper – Oktaeder, Ikosaeder, Dodekaeder, Tetraeder, Würfel – fand Kepler heraus, dass die Sphären in Intervallen positioniert werden konnten, die den relativen Größen der Bahn jedes Planeten entsprechen, unter der Annahme, dass sich die Planeten um die Sonne kreisen. Kepler fand auch eine Formel, die die Größe der Kugelbahn jedes Planeten mit der Länge seiner Umlaufperiode verband: Von den inneren zu den äußeren Planeten ist das Verhältnis der Zunahme der Umlaufperiode doppelt so groß wie der Unterschied im Kugelradius. Kepler lehnte diese Formel jedoch später ab, da sie nicht präzise genug war.
Wie er im Titel angedeutet hatte, dachte Kepler, dass er Gottes geometrischen Plan für das Universum offenbart hatte. Ein großer Teil von Keplers Begeisterung für das kopernikanische System stammte aus seinen theologischen Überzeugungen über die Verbindung zwischen dem Physischen und dem Spirituellen; das Universum selbst war ein Abbild Gottes, wobei die Sonne dem Vater entsprach, die Sternensphäre dem Sohn und der dazwischenliegende Raum dem Heiligen Geist. Sein erstes Manuskript des Mysterium enthielt ein umfassendes Kapitel, das Heliozentrismus mit biblischen Passagen vereinbarte, die Geozentrismus zu unterstützen schienen.
Mit Unterstützung seines Mentors Michael Maestlin erhielt Kepler die Genehmigung des Tübinger Universitätssenates, sein Manuskript zu veröffentlichen, vorbehaltlich der Entfernung der Bibelexegese und der Hinzufügung einer einfacheren, verständlicheren Beschreibung des kopernikanischen Systems sowie von Keplers neuen Ideen. Mysterium wurde Ende 1596 veröffentlicht, und Kepler erhielt seine Kopien und begann Anfang 1597, sie an prominente Astronomen und Gönner zu versenden; es wurde nicht viel gelesen, aber es etablierte Keplers Ruf als hochqualifizierter Astronom. Die effusive Widmung an mächtige Gönner sowie an die Männer, die seine Position in Graz kontrollierten, bot auch einen entscheidenden Zugang zum Patronagesystem.
Obwohl die Details im Lichte seiner späteren Arbeiten modifiziert würden, gab Kepler die platonistische polyedrisch-sphäristische Kosmologie des Mysterium Cosmographicum nie auf. Seine nachfolgenden Hauptwerke waren in gewisser Weise nur weitere Entwicklungen davon, befasst sich mit dem Finden präziserer innerer und äußerer Dimensionen für die Sphären durch Berechnung der Exzentrizitäten der Planetenbahnen darin. 1621 veröffentlichte Kepler eine erweiterte zweite Ausgabe des Mysterium, halb so lang wie die erste, die in Fußnoten die Korrektionen und Verbesserungen detailliert aufführte, die er in den 25 Jahren seit der ersten Veröffentlichung erreicht hatte.
In Bezug auf die Auswirkung des Mysterium kann es als ein wichtiger erster Schritt bei der Modernisierung der von Nicolaus Copernicus in seinem De revolutionibus orbium coelestium vorgeschlagenen Theorie angesehen werden. Während Copernicus ein heliozentrisches System in diesem Buch vorantreiben wollte, griff er auf ptolemäische Vorrichtungen zurück, nämlich Epizykeln und exzentrische Kreise, um die Änderung der Orbitalgeschwindigkeit der Planeten zu erklären, und verwendete weiterhin das Zentrum der Erdumlaufbahn als Referenzpunkt statt das der Sonne – „als Rechenhilfe und um den Leser nicht zu verwirren, indem ich zu sehr von Ptolemäus abwich." Die moderne Astronomie verdankt dem Mysterium Cosmographicum viel, trotz der Mängel seiner Hauptthese, „da es den ersten Schritt bei der Reinigung des kopernikanischen Systems von den noch anhaftenden Überresten der ptolemäischen Theorie darstellt."
Eheschließung mit Barbara Müller
Im Dezember 1595 wurde Kepler mit Barbara Müller bekannt gemacht, einer 23-jährigen zweifachen Witwe mit einer jungen Tochter, Regina Lorenz, und er begann, um sie zu werben. Müller, eine Erbin der Güter ihrer verstorbenen Ehemänner, war auch die Tochter eines erfolgreichen Mühleneigentümers. Ihr Vater Jobst lehnte eine Eheschließung anfangs ab. Obwohl Kepler die Adelsschaft seines Großvaters geerbt hatte, machte Keplers Armut ihn zu einem unakzeptablen Partner. Jobst gab nach, nachdem Kepler die Arbeit am Mysterium abgeschlossen hatte, aber die Verlobung stand fast davor, auseinanderzufallen, während Kepler unterwegs war, um sich um die Details der Veröffentlichung zu kümmern. Allerdings drängten protestantische Beamte – die bei der Anbahnung geholfen hatten – die Müllers, ihre Vereinbarung einzuhalten. Barbara und Johannes wurden am 27. April 1597 getraut.
In den ersten Jahren ihrer Ehe bekamen die Keplers zwei Kinder – Heinrich und Susanna – die beide im Säuglingsalter starben. 1602 bekamen sie eine Tochter Susanna; 1604 einen Sohn Friedrich; und 1607 einen weiteren Sohn Ludwig.
Weitere Forschungen
Nach der Veröffentlichung des Mysterium und mit dem Segen der Grazer Schulinspektoren begann Kepler ein ehrgeiziges Programm, um seine Arbeit zu erweitern und auszuarbeiten. Er plante vier zusätzliche Bücher: eines über die stationären Aspekte des Universums – die Sonne und die Fixsterne; eines über die Planeten und ihre Bewegungen; eines über die physikalische Natur von Planeten und die Bildung geografischer Merkmale – mit besonderem Fokus auf die Erde; und eines über die Auswirkungen des Himmels auf die Erde, einschließlich atmosphärischer Optik, Meteorologie und Astrologie.
Er suchte auch die Meinungen vieler Astronomen, an die er Mysterium gesendet hatte, darunter Reimarus Ursus – Nicolaus Reimers Bär – der kaiserliche Mathematiker für Rudolf II. und ein erbitterter Rivale von Tycho Brahe. Ursus antwortete nicht direkt, sondern veröffentlichte Keplers schmeichelhaften Brief erneut, um seinen Prioritätsstreit über das, was jetzt das Tychonische System genannt wird, mit Tycho zu verfolgen. Trotz dieses schwarzen Flecks begann auch Tycho mit Kepler zu korrespondieren, beginnend mit einer harten, aber legitimen Kritik an Keplers System; unter vielen Einwänden kritisierte Tycho die Verwendung ungenauer numerischer Daten aus Copernicus. In ihren Briefen diskutierten Tycho und Kepler eine breite Palette astronomischer Probleme, wobei sie sich besonders auf Mondphänomene und kopernikanische Theorie konzentrierten – besonders auf deren theologische Viabilität. Aber ohne die deutlich genaueren Daten von Tychos Observatorium konnte Kepler viele dieser Probleme nicht ansprechen.
Stattdessen wendete er seine Aufmerksamkeit der Chronologie und „Harmonie" zu – den numerologischen Beziehungen zwischen Musik, Mathematik und der physischen Welt sowie ihren astrologischen Konsequenzen. Indem er annahm, dass die Erde eine Seele besitze – eine Eigenschaft, die er später aufgreifen würde, um zu erklären, wie die Sonne die Bewegung der Planeten verursacht – etablierte er ein spekulatives System, das astrologische Aspekte und astronomische Abstände mit Wetter und anderen irdischen Phänomenen verbindet. Bis 1599 empfand er jedoch seine Arbeit erneut durch die Ungenauigkeit verfügbarer Daten begrenzt – gerade als wachsende religiöse Spannungen auch seine fortgesetzte Beschäftigung in Graz bedrohten. Im Dezember desselben Jahres lud Tycho Kepler ein, ihn in Prag zu besuchen; am 1. Januar 1600 – bevor er die Einladung überhaupt erhielt – machte sich Kepler auf, in der Hoffnung, dass Tychos Patronage seine philosophischen Probleme sowie seine sozialen und finanziellen Schwierigkeiten lösen könnte.
Prag 1600–1612
Arbeit für Tycho Brahe
Am 4. Februar 1600 traf Kepler Tycho Brahe und seine Assistenten Franz Tengnagel und Longomontanus in Benátky nad Jizerou – 35 km von Prag entfernt – dem Ort, an dem Tychos neue Sternwarte errichtet wurde. Über die nächsten zwei Monate blieb er als Gast und analysierte einige von Tychos Beobachtungen des Mars; Tycho hütete seine Daten genau, war aber beeindruckt von Keplers theoretischen Ideen und gestattete ihm bald mehr Zugang. Kepler plante, seine Theorie aus Mysterium Cosmographicum anhand der Marsdaten zu testen, schätzte aber, dass die Arbeit bis zu zwei Jahre dauern würde, da ihm nicht einfach erlaubt war, die Daten für seinen eigenen Gebrauch zu kopieren. Mit Hilfe von Johannes Jessenius versuchte Keple
