Johannes Kepler (født 27. december 1571, død 15. november 1630) var en tysk matematiker, astronom og astrolog og en af nøglefigurerne i det 17. århundredes naturvidenskabelige revolution. Han er bedst kendt for sine eponyme love om planeternes bevægelse, kodificeret af senere astronomer på basis af hans værker Astronomia nova, Harmonices Mundi og Epitome Astronomiae Copernicanae. De dannede også en del af grundlaget for Isaac Newtons tyngdelov.
I løbet af sin karriere var Kepler matematiklærer ved et seminarium i Graz, assistent for astronomen Tycho Brahe, hofmatematiker hos kejser Rudolf 2., matematiklærer i Linz og rådgiver for General Wallenstein. Han udførte også grundforskning inden for optik, opfandt en forbedret udgave af refraktorteleskopet og hjalp med at legitimere teleskopiske opdagelser gjort af hans samtidige Galileo Galilei.
Kepler levede i en tid uden klar adskillelse mellem astronomi og astrologi, men der var en klar adskillelse mellem astronomi (en gren af qvadrivium inden for de frie kunster) og fysik (en gren af naturfilosofi). Kepler indarbejdede religiøse argumenter i sine værker, motiveret af den religiøse overbevisning om at Gud havde skabt verden efter en forståelig plan, som kan tilgås gennem fornuftens naturlige lys.Barker og Goldstein, "Theological Foundations of Kepler's Astronomy", s. 112–13. Kepler beskrev sin nye astronomi som "himmelsk fysik",Kepler, Astronomia Nova, title page, tr. Donohue, s. 26–7 som "en ekskursion ind i Aristoteles' Metafysik",Kepler, Astronomia Nova, s. 48 og som "et supplement til Aristoteles' De Caelo",Epitome Astronomiae Copernicanae i Great Books of the Western World, Vol 16, s. 845 som transformerer den oldgamle tradition om fysisk kosmologi ved at behandle astronomi som en del af universel matematisk fysik.Stephenson, Kepler's Physical Astronomy, s. 1–2; Dear, Revolutionizing the Sciences, s. 74–78
Tidlige år thumb|left|250px|Kometen fra 1577, som Kepler oplevede som barn, tiltrak opmærksomhed fra astronomer fra hele Europa.
Kepler blev født 27. december 1571 i den frie rigsstad Weil der Stadt (nu en del af Region Stuttgart i den tyske stat Baden-Württemberg, 30 km vest for Stuttgarts centrum). Hans farfar, Sebald Kepler, var overborgmester i byen, men da Johannes blev født, var Kepler-familiens formue stærkt synkende. Hans far, Heinrich Kepler, havde en ustabil indkomst som lejesoldat, og han forlod familien, da Johannes var fem år gammel. Han menes at være omkommet i Firsårskrigen i Holland. Hans mor Katharina Guldenmann var datter af en kroværts og healer og urtekender, som senere blev forfulgt for heksekunst. Johannes, som blev født før tid, skulle have været et svagt og sygt barn. Til gengæld var han yderst intelligent og gjorde ofte indtryk på gæsterne i sin bedstefars kro med sine fænomenale matematiske evner.Caspar, Kepler, s. 29–36; Connor, Kepler's Witch, s. 23–46.
Han blev introduceret til astronomi i en tidlig alder og udviklede en lidenskab for emnet, som varede resten af livet. Som seksårig iagttog han kometen fra 1577 og skrev, at han "var blevet taget af [sin] mor til et højtliggende sted for at se på den." Som ni-årig observerede han en måneformørkelse i 1580, og fortalte senere, at han huskede at "være blevet kaldt udenfor" for at se den, og at månen "fremstod meget rød".Koestler, The Sleepwalkers, s. 234 (oversat fra Keplers familiehoroskop). Som barn havde han kopper, der gav ham et dårligt syn og forkrøblede hænder; det begrænsede hans evne til at observere astronomiske begivenheder.Caspar, Kepler, s. 36–38; Connor, Kepler's Witch, s. 25–27.
Efter at have været igennem latinskole og de lavere og højere seminarier i det Württembergske statsdrevne protestantiske uddannelsessystem begyndte Kepler i 1589 at studere teologi på Eberhard Karls Universität Tübingen og studerede filosofi under Vitus Müller.James A. Connor, Kepler's Witch (2004), s. 58. Han viste sig at være en fremragende matematiker og fik ry for at være en talentfuld astrolog, som stillede horoskoper for sine studiekammerater. Under Michael Maestlins vejledning lærte Kepler både det geocentriske og det heliocentriske verdensbillede at kende. Han blev tilhænger af Kopernikus' heliocentrisme og forsvarede den i en disputats både fra et teoretisk og et teologisk perspektiv, hvor han fastholdt at Solen var den vigtigste kilde til bevægelseskraft i Universet.Robert S. Westman, "Kepler's Early Physico-Astrological Problematic," Journal for the History of Astronomy, 32 (2001): 227–36. På trods af hans ønske om at blive præst blev Kepler mod slutningen af sit studium anbefalet til en stilling som matematik- og astronomilærer på den protestantiske skole i Graz, Østrig (det senere Graz Universität). Han fik stillingen i april 1594, i en alder af 23 år.Caspar, Kepler, pp. 38–52; Connor, Kepler's Witch, s. 49–69.
Graz (1594–1600) Mysterium Cosmographicum thumb|right|Kepler's platonisk legeme-model af Solsystemet fra Mysterium Cosmographicum (1600)
Johannes Keplers første større astronomiske værk, Mysterium Cosmographicum ("Det Kosmografiske Mysterium"), blev først udgivet som forsvar for det kopernikanske system. Kepler hævdede at have haft en åbenbaring 19. juli 1595, mens han underviste i Graz og demonstrerede Saturn og Jupiters konjunktion i dyrekredsen; han indså, at regulære polygoner har en indskreven og en omskreven cirkel i bestemte forhold, hvilket han mente kunne være universets geometriske basis. Efter ikke at have kunnet finde et unikt arrangement af polygoner, som passede ind i kendte astronomiske observationer (selv med ekstra planeter føjet til systemet), begyndte Kepler at eksperimentere med tredimensionelle polyedre. Han fandt frem til, at hvert af de fem platoniske legemer unikt kunne indskrives og omskrives af sfæriske kugler; at lægge disse legemer, hver indkapslet i en sfære, inde i hinanden ville give seks lag, hvilket svarede til de seks kendte planeter — Merkur, Venus, Jorden, Mars, Jupiter og Saturn. Ved at ordne legemerne korrekt — oktaeder, ikosaeder, dodekaeder, tetraeder, terning — fandt Kepler, at sfærerne kunne placeres i intervaller, der (indenfor de begrænsninger for nøjagtighed som datidens astronomiske observationer havde) svarede til de relative størrelser på hver planets vej, forudsat at planeterne kredsede om Solen. Kepler fandt også en formel som omhandlede størrelsen på hver planets kugle relativt til længden på dens omløbstid: fra inderste til yderste planeter er forholdet af stigning i omløbstid det dobbelte af forskellen i kugleradius. Kepler afviste dog senere denne formel, fordi den ikke var præcis nok.Caspar, Kepler, s. 60–65; se også: Barker and Goldstein, "Theological Foundations of Kepler's Astronomy."
thumb|left|Close-up af den indre del af modellen
Som han indikerede i titlen, mente Kepler at han havde afsløret Guds geometriske plan for universet. En stor del af Keplers entusiasme for det kopernikanske system kom fra hans teologiske overbevisninger om forbindelsen mellem det fysiske og det spirituelle; selve universet var et billede af Gud, hvor Solen svarede til Faderen, stjernesfærerne til Sønnen, og det mellemliggende rum til Helligånden. Hans første manuskript af Mysterium indeholdt et større kapitel hvori han genoprettede forbindelsen mellem det heliocentriske verdensbillede og bibelske passager som så ud til at understøtte et geocentrisk verdensbillede.Barker and Goldstein, "Theological Foundations of Kepler's Astronomy," s. 99–103, 112–113
Med støtte fra sin mentor Michael Maestlin fik Kepler tilladelse fra universitetet i Tübingen til at udgive sit manuskript. Hvis han fjernede de bibelske forklaringer og kom med en mere simpel og letforståelig beskrivelse både af det kopernikanske system og Keplers nye ideer. Mysterium blev udgivet i slutningen af 1596, og Kepler modtog sine eksemplarer og begyndte at sende dem til fremtrædende astronomer og mæcener tidligt i 1597; værket blev ikke læst meget, men det etablerede Keplers ry som en højst talentfuld astronom. Hans overstrømmende indvielse af magtfulde mæcener og dem, som kontrollerede hans stilling i Graz, gav ham også en vigtig indgang til mæcenat-systemet.Caspar, Kepler, s. 65–71
Selv om detaljerne blev ændret i lys af hans senere værker, slap Kepler aldrig Mysterium Cosmographicums polyeder-sfæriske kosmologi. Hans senere, centrale astronomiske værker blev på nogle måder blot en yderligere udvikling af den, interesseret i at finde mere præcise indre og ydre dimensioner for sfærerne ved at beregne excentriciteterne af de planetariske kredsløb inde i dem. I 1621 udgav Kepler en udvidet anden udgave af Mysterium, halvanden gang større end den første, hvori han i fodnoter detaljerede de rettelser og forbedringer, som han havde opnået i de 25 år siden dens første udgivelse.Field, Kepler's Geometrical Cosmology, kapitel IV, s. 73
Ægteskab med Barbara Müller thumb|Portrætter af Kepler og hans kone i ovale medaljoner
I december 1595 blev Kepler introduceret til en 23-årig Barbara Müller enke efter to ægteskaber, med en ung datter, og han blev tiltrukket af hende. Barbara Müller, som var arving til sine døde mænds ejendom, var datter af en velstående mølleejer. Hendes far, Jobst, modsatte sig et ægteskab på trods af Keplers adel; Keplers fattigdom gjorde ham til et uacceptabelt valg. Jobst formildedes efter Kepler fuldførte sit Mysterium, men forlovelsen gik næsten i stykker, mens Kepler var bortrejst for at arbejde med udgivelsen. Gejstlige, som havde hjulpet med at sætte det hele i stand, pressede dog Müller-familien til at overholde deres del af aftalen. Barbara og Johannes blev gift 27. april 1597.Caspar, Kepler, s. 71–75
I de første år efter deres ægteskab fik familien Kepler to børn (Heinrich og Susanna), som døde i vuggen. I 1602 fik de en datter (Susanna); i 1604 en søn (Friedrich); og i 1607 endnu en søn (Ludwig).Connor, Kepler's Witch, s. 89–100, 114–116; Caspar, Kepler, s. 75–77
Anden forskning Efter udgivelsen af Mysterium og med hans skoleinspektørs i Graz' velsignelse begyndte Kepler et ambitiøst program for at udvide og gå i detaljer med sit arbejde. Han planlagde yderligere fire bøger: en om universets stillestående aspekter (Solen og de fikserede stjerner); en om planeterne og deres bevægelser; en om planeternes fysiske natur og dannelsen af geografiske træk (specielt med fokus på Jorden); og en om himlens effekt på Jorden, som skulle inkludere atmosfærisk optik, meteorologi og astrologi.Caspar, Kepler, s. 85–86
Han søgte også svar fra mange af de astronomer, som han havde sendt Mysterium til, heriblandt Reimarus Ursus (Nicolaus Reimers Bär) — Rudolf 2.'s kejserlige matematiker og en af Tycho Brahes bitre rivaler. Ursus svarede ikke direkte, men udgav Keplers smigrende brev for at forfølge sin vigtige strid med Brahe over det tychoniske system. På trods af det, begyndte Brahe at korrespondere med Kepler og begyndte med en hård, men begrundet kritik af Keplers system; blandt en række kritikpunkter tog Brahe afstand fra brugen af upræcise data taget fra Kopernikus. Brahe og Kepler diskuterede en bredt udvalg af astronomiske problemer i deres breve og dvælede især ved månefænomener og kopernikansk teori (specielt dens teologiske gennemførlighed). Men uden Brahes observatoriums betragteligt mere præcise data kunne Kepler ikke adressere mange af disse problemer.Caspar, Kepler, s. 86–89