約翰內斯·開普勒

約翰內斯·開普勒，德國天文學家、數學家。開普勒是十七世紀科學革命的關鍵人物。他最為人知的成就為開普勒定律，這是爾後天文學家根據他的著作《新天文學》、《世界的和諧》、《》萃取而成的三條定律。這些傑作對艾薩克·牛頓影響極大，啟發牛頓後來得出牛頓萬有引力定律。開普勒曾在奧地利格拉茨的一家神學院擔任數學教師，成為的同事。後來，他成了天文學家第谷·布拉赫的助手，並最終成為皇帝魯道夫二世及其兩任繼任者馬蒂亞斯和費迪南二世的皇家數學家。他還曾經在奧地利林茨擔任過數學教師及華倫斯坦將軍的顧問。此外，他在光學領域做了基礎性的工作，發明了一種改進型的折光式望遠鏡，並提及了同時期的伽利略利用望遠鏡得到的發現。開普勒生活的年代，天文學與占星學沒有清楚的區分，但是天文學卻有著明顯的區分。因為宗教信仰，開普勒將宗教論點和理由寫進他的作品。因為相信上帝用智慧創造世界，人只要透過自然理性之光，也可理解上帝創造的計畫。。開普勒將他的新天文學描述為“天體物理學”、“到亞里士多德的《形而上學》的旅行”、“亞里士多德宇宙論的補充”、透過將天文學作為通用數學物理學的一部分改變古代傳統的物理宇宙學。早年.約翰內斯·開普勒於1571年12月27日，也就是當年的聖若望慶日，在帝國自由城魏爾德爾斯塔特是一名旅店老闆的女兒，同時是一名醫生和草藥商。約翰內斯是早產兒，孩提時體弱多病。然而，他超常的數學才能經常給他外祖父旅館內的客人留下深刻的印象。他在很早的年紀就接觸到並喜歡上了天文學，而這種喜歡貫穿了他的一生。在他6歲時，他看到了1577年的大彗星，並寫道他“被媽媽帶到一處高地看彗星。”在他9歲時，他觀察到了另外一次天文事件——1580年的月食，並記錄道他記得他被“叫到門外”看月食，月亮“看起來非常紅”。然而，童年患上天花，使他的視力衰弱，雙手殘廢，因此限制了他天文觀察的能力。1589年，在經歷過文法學校、拉丁學校以及毛爾布勞恩的數學與天文學教師。他於1594年4月接受了該職位，時年23歲。格拉茨.《宇宙的神秘》.開普勒的第一部主要天文學作品——《宇宙的神秘》是第一部捍衛哥白尼學說、公開發表的作品。開普勒聲稱在格拉茨教學的1595年7月19日頓悟，在黃道十二宮圖中展示了土星和木星的定期相遇：他意識到正多邊體按照規定的比率與一個內切圓和外切圓相連，他推測這可能是宇宙的幾何基礎。在尋找符合已知的天文學發現。開普勒還發現了一個公式，將每個星球的軌道大小與其軌道週期進行關聯：從裡星球到外星球，軌道週期的增長率是軌道半徑差的兩倍。然而，開普勒後來又否定了這個公式，因為這個公式不夠精確。正如他在標題中所表明的，開普勒認為他已經揭示了上帝對宇宙的幾何規劃。開普勒對於哥白尼學說的許多熱情源於他對於物質與精神之間的聯絡的神學信仰；宇宙本身是上帝的一個影像，太陽對應聖父，星球對應聖子，它們之間的間隔對應聖靈。《宇宙的神秘》的最初手稿包含了一延伸章節，用以調和太陽中心說與貌似支援地球中心說的聖經選段。在其老師邁克爾·馬斯特林的支援下，開普勒獲准在圖賓根大學理事會發表他的手稿，期間他刪掉了《聖經》註釋，增加了對哥白尼學說及他的新想法更簡單易懂的描述。《宇宙的神秘》於1596年年底發表，開普勒於1597年年初收到了發表的版本，並將其傳送給著名的天文學家與贊助人。該書並未被廣泛閱讀，但是它建立了開普勒作為一名高水平的天文學家的聲譽。對贊助人及格拉茨管理他職位的人充滿熱情的付出，也是他進入贊助體系的關鍵之路。開普勒從未放棄柏拉圖式的多面體-球體宇宙學說——《宇宙的神秘》，雖然根據他後來的作品，其中的一些細節可能需要修改。他後來的主要作品，透過計算行星軌道的離心率，發現更精確的球體內外尺寸，但在某種意義上都是對該作品的進一步發展。1621年，開普勒發表了他擴充套件後的第二版《宇宙的神秘》，比第一版長一半，在腳註部分詳細記錄了在第一版發表之後的25年內他所作的修正與改進。關於其影響，《宇宙的神秘》可以視為將尼古拉斯·哥白尼在他的作品《天體執行論》中提出的理論進行現代化的重要的第一步。當哥白尼試圖在該書中發展日心學說的時候，他用托勒密工具解釋星球軌道速度的變化，並繼續用地球軌道中心作為參考點，而不是用太陽中心“輔助計算以便使讀者不會因偏離托勒密太多而感到混淆。”現代天文學家很大部分歸功於《宇宙的神秘》，儘管它的主要論點有瑕疵，“因為它代表了清除哥白尼學說中托勒密理論殘留的第一步。”與芭芭拉·穆勒的婚姻.1595年12月，開普勒被介紹給了芭芭拉·穆勒最初也反對他們的婚姻；雖然開普勒繼承了他祖父的高貴身份，但是他的貧困使他與芭芭拉不般配。開普勒完成《宇宙的神秘》之後，約布斯特動了憐憫之心，但是這個婚約差點告吹，因為開普勒外出專注於出版的各項事宜。然而，幫忙建立該婚配的教會官員強迫穆勒遵守他們的協議。1597年4月27日，芭芭拉和開普勒結婚。在他們婚姻的早年，他們生育了兩個子女。其它研究.《宇宙的神秘》出版之後，在格拉茨學校檢察員的支援下，開普勒開始了他的雄心計劃，進一步發展和完善他的作品。他計劃編寫另外4部書籍：一部關於宇宙的靜止事物；一部是關於天空對地球的影響，涵蓋大氣光學、氣象學和占星術。他還收集許多他曾經贈送《宇宙的神秘》的天文學家們的意見，其中包括瑞瑪奴斯·烏爾蘇斯。但是沒有第谷天文臺更精確的資料，開普勒無法涉及其中的許多議題。結果，開普勒將精力轉向年代學與“和諧”，即音樂、數學及物質世界之間的命理關係，以及它們的占星結果。透過假設地球擁有精神，開普勒就啟程，希望第谷的資助能夠幫解決他的哲學問題以及社會與經濟問題。布拉格.效力於第谷·布拉赫.1600年2月4日，開普勒在伊澤拉河畔貝納特基的幫助下，開普勒嘗試與第谷協商一個更為正式的僱傭安排，但是協商在激烈的爭吵中破裂。於是開普勒在4月6日就前往布拉格。之後，開普勒和第谷很快就和解了，並最終就工資和生活安排達成了協議，6月，開普勒回到格拉茨去接他的家人。格拉茨政治上和宗教上的麻煩打碎了他立刻回到第谷天文臺工作的想法；為了繼續他的天文學研究，開普勒以數學家的身份向斐迪南大公尋求了一份工作。為此，開普勒專門寫了一篇文章給斐迪南。他在文中提出了一個月球運動力學理論：“地球上有一種力量，引起了月球的運動”。雖然這篇文章並未使他在費迪南宮廷獲得職位，但是卻詳細介紹了一種測量月食的新方法，他將這種方法運用到了7月10日格拉茨的月食現象。這些觀察成了他進行光學規律探索的基礎，而《天文學的光學需知》則是他光學探索的頂峰。1600年8月2日，在拒絕皈依天主教之後，開普勒和他的家人被驅逐出格拉茨。幾個月後，開普勒及他的家人來到了布拉格。差不多1601年一整年，他得到了第谷的直接資助，第谷安排他分析行星觀測結果與編寫反對第谷對手——烏爾蘇斯的小冊子。9月，第谷幫開普勒獲得了作為他先前向皇帝提議的新專案的合作者的委任：將取代所作的《普魯士星表》的《魯道夫星表》。1601年10月24日第谷出人意料的逝世了，兩天之後，開普勒被委任成為他的繼任者，作為皇家數學家負責完成第谷未完成的工作。接下去作為皇家數學家的11年是開普勒一生中最為多產的時間。皇帝魯道夫二世的顧問.作為皇家數學家，開普勒的主要職責是向皇帝提供占星術方面的建議。雖然開普勒對同時代占星家對未來或特定神學事件進行準確預言的努力採取懷疑態度，但是當他還是圖賓根大學的一名學生時，他已經向他的朋友、家人和贊助人展示了極受歡迎的占星水平。除了給同盟國和外國領導人占星外，皇帝在遇到政治麻煩時，也向開普勒尋求建議。魯道夫對許多其宮廷學者的工作有著積極興趣，並跟蹤開普勒在物理天文學方面的工作。布拉格正式被認可的宗教教義是天主教和主穩健派，但是開普勒憑藉他在宮廷的地位可以信仰他的路德教會而不受阻礙。皇帝名義上為其家庭提供了豐厚的收入，但是皇家國庫開支過度，這意味著想要實際上獲得足夠的錢應對經濟負擔還是需要不斷的爭取。一部分源於經濟困難的原因，他和芭芭拉的家庭生活並不如意，經常為爭吵和疾病所擾。然而，宮廷生活為開普勒帶來了與其他著名學者[其中包括、約斯特·比爾吉、大衛·法布里奇烏斯、馬丁·巴查傑克]接觸的機會，因此他的天文學工作進展迅速。《天文學的光學需知》.在開普勒繼續慢慢分析第谷的火星觀測資料——現在他可以擁有整體的資料——並開始了魯道夫星表的緩慢編制過程的同時，他還從其1600年關於月球的文章中拾起了對光學規律的研究。不論是月食或是日食現象都展現了無法解釋的現象，例如不可預期的陰影大小、月全食的紅色、以及傳說中環繞日全食的罕見光線。大氣折射的相關議題適用於所有天文學觀測。1603年的大部分時間，開普勒暫停了他的其它工作，而專注於光學理論研究；並由此撰寫的手稿在1604年1月1日呈給了皇帝，並以《天文學的光學需知》為題發表。文中，開普勒對控制光強的平方反比定律、平面鏡與曲面鏡的反射、針孔相機原理以及光學的天文學含義，如視差與天體的可見大小，進行了描述。他還將光學研究延伸到人的眼睛，並被神經學家廣泛認為是意識到影象由眼睛晶狀體翻轉投射到視網膜上的第一人。這個困境的解決辦法對於開普勒來說並不是特別重要，因為他並不將其視為屬於光學的範疇，雖然他確實表明，影像由於“精神運動”在“腦穴”中得到修正。今天，《天文學的光學需知》通常被認為是現代光學的基礎。關於投影幾何學的根源，開普勒在他作品中引入了數學實體連續變化的概念。他主張到，如果一個圓錐截面的焦點可以沿著連線焦點的線運動，那麼這個幾何形狀會把一個焦點改變或退化成另外一個。因此，當一個焦點沿著無窮大運動時，橢圓形就變成了一條拋物線，當一個橢圓的兩個焦點互相融合時，就形成了圓圈。超新星1604.1604年10月，出現了一顆明亮的新晚星。一顆新星的誕生意味著天體的可變性。在附錄中，開普勒還討論了波蘭歷史學家最近的年代學工作；他計算到，如果蘇斯萊格是正確的，年表提前四年，那麼伯利恆之星——類似於今日的新星——將已經正好碰到了週期800年的第一次大交匯。《新天文學》.《新天文學》是根據第谷的方向進行的火星軌道研究基本上與第谷的發現相一致的模型。但是他對這個複合體以及仍然有點不準確的結果感到不滿意；在某些點，這個模型與資料的差異達到8弧分。一系列傳統的數學天文學方法都使開普勒感到失望，他開始嘗試為這些資料設定一個卵形軌道。根據開普勒對宇宙的宗教觀點，太陽隨著距離減弱，當行星靠近或遠離太陽，運動會加快或減慢。可能這個設想的前提需要一種修復天文學秩序的數學關係。根據對地球和火星遠日點和近日點的測量，他創立了一個公式。根據這個公式，行星的運動速度與它距太陽的距離成反比。然而，想要在整個軌道週期證實這種關係，需要進行非常廣的計算；為簡化計算任務，1602年底，開普勒運用幾何學重新闡述了這個比例：行星在同樣的時間內掃過同樣的面積——開普勒關於行星運動的第二定律。之後，他運用幾何速率法則，假定軌道是蛋形軌道，開始計算火星的整體軌道。在經歷大約40次的嘗試失敗以後，1605年初，他最終偶然想到了橢圓形這個概念，他之前認為這個解決方法太簡單，以至於早期的天文學家們都忽略了。在發現橢圓形軌道適用於火星的資料之後，他立即推斷出所有行星都以太陽為中心按照橢圓形運動——開普勒關於行星運動的第一定律。然而，他沒有聘用計算方面的助手，所以他未將該數學分析擴充套件到火星之外。當年年底，他完成了《新天文學》的手稿，但是由於第谷天文臺使用的法律爭議，直到1609年才發表。《折射光學》、《夢》及其它著作.在《新天文學》完稿之後的幾年，開普勒大部分的研究都集中在《魯道夫星表》的編撰以及基於該星表的一整套星曆的預言]。正當開普勒和羅斯林忙於發表一系列攻擊與回擊時，菲利普·法賽里爾斯醫生。一方面是出於對其所認為是占星學的多餘的回應，另一方面是出於對過度的反對聲音的回應，開普勒撰寫了《第三方調解》。表面上，這篇文章——主要是給羅斯林和法賽里爾斯的普通贊助人看的——是對爭論的學者之間的一次中立調解，但是文中體現了開普勒對占星學價值的基本觀點，文章包含了行星與個體精神之間互動的一些假設機制。開普勒認為多數傳統的占星學法則與方法是被“一隻勤勞的母雞”扒爛的“臭糞”，但是實際上認真的科學的占星家“偶爾會找到穀粒，甚至是珍珠或金塊”。1610年的頭幾個月，伽利略用他強大的新望遠鏡，發現了四顆繞著木星運動的衛星。在發表他的報告——《星夜的差使》時，伽利略諮詢了開普勒的意見，某種程度上是為了增加其觀測發現的可信度。開普勒給予了積極的回應，撰寫並發表了一篇簡短的回覆——《與星夜信使的對話》。他支援伽利略的觀測，並對伽利略的發現以及望遠鏡觀測方法對於天文學和光學以及宇宙學和占星學的含義進行了一系列的推斷。同年年底，開普勒在《四顆衛星的觀測報告》中發表了其利用望眼鏡對月球的發現，進一步支援伽利略的發現。但是令開普勒失望的是，伽利略從未發表過其對《新天文學》的反應。在聽說了伽利略用望遠鏡得到的發現之後，開普勒從科隆歐內斯特公爵那裡借來了一個望遠鏡，開始對望遠鏡光學進行理論和實驗研究。1610年9月，作為研究成果的手稿完成，並在1611年以《折射光學》為題發表。文中，開普勒提出了雙凸會聚透鏡與雙凹發散透鏡的理論基礎——以及它們如何組合製作出一個伽利略望遠鏡——以及真實與虛擬影像、直立與倒立影像的概念和焦距對放大與縮小的影響。他還介紹了一個改進型的望遠鏡——現在稱為天文望遠鏡或開普勒望遠鏡——該望遠鏡有兩個凸透鏡，可以比伽利略的凸凹組合透鏡產生更大的放大率。1611年左右，開普勒傳閱了他的一份手稿，這份手稿最終以《夢》為題進行了解釋。數學和物理學方面的工作.作為那年新年的禮物，他為他的朋友也是多年的贊助人——瓦克·瓦克亨菲爾斯男爵，寫了一本簡短的小冊子，題為《新年禮物——六角雪花》。文中，他發表了他首次對雪花六角對稱性的描述，並將該問題擴充套件成為對稱性的一個假設性原子論物理基礎，並造就了後來人們所知道的開普勒猜想——最有效的球體填充方法說明。開普勒是將無限小應用到數學的先驅，請參考連續性定律。個人及政治麻煩.1611年，布拉格政治與宗教之間日益緊張的關係達到了白熱化的程度。魯道夫皇帝的健康狀況也在衰退，被他的弟弟馬蒂亞斯。然而，很清楚的是開普勒在馬蒂亞斯宮廷的前景已變暗淡。就在同一年，芭芭拉感染了匈牙利斑疹熱，之後開始突然發作。當芭芭拉正在康復的時候，開普勒的三個孩子都患了天花；6歲的弗里德里希最終夭折了。之後，開普勒寫信給紐倫堡和帕多瓦的潛在贊助人。位於紐倫堡的圖賓根大學，擔心開普勒已經接觸了違反《奧格斯堡信綱》與《協同信條》的加爾文主義異端學說，因而阻止他迴歸。而帕多瓦大學，在將要去世的伽利略的推薦下，希望開普勒能夠填補數學教授職位的空缺，但是開普勒不喜歡他的家庭離開德國的領土，因而他來到了奧地利的林茨，確定在這裡當一名教師和教區數學家。然而，芭芭拉病情再次復發，在開普勒回去之後不久就去世了。開普勒推遲了搬到林茨的計劃，繼續留在布拉格直到魯道夫於1612年初去世。同時遭遇了政治劇變、宗教緊張以及家庭悲劇並允許他搬到林茨。林茨和其它地方.在林茨，開普勒的主要職責，該作品對耶穌誕生的年份進行了進一步的闡釋；他還參加審議，確定是否將教宗額我略十三世改革的歷法引入新教徒的德國地區；同年，他還寫了影響巨大的數學著作《求酒桶體積之新法》。該著作發表於1615年，介紹了測量容器容積的方法，如酒桶。第二段婚姻.1613年10月30日，開普勒娶了24歲的蘇珊娜·羅伊特林格。根據開普勒傳記的作者，開普勒這段婚姻比第一段幸福。《哥白尼天文學概要》、曆法以及其母親審巫案.自從完成了《新天文學》之後，開普勒就開始計劃編制天文學教科書。1615年，他完成了《哥白尼天文學概要》三卷中的第一卷；第一卷擴充套件到其它行星、月球及木星的美第奇衛星，但是它並沒有解釋橢圓軌道如何從觀測資料中獲取。作為《魯道夫星表》與相關的星曆的副產品，開普勒發表了天文曆法，這套曆法非常受歡迎，並抵消了他創作其它作品的費用，特別是當皇家國庫的資助被中止後。根據他的歷法，1617年-1624年間的6年中，開普勒預測了行星位置和天氣以及政治事件；後者經常非常準確，得益於他敏銳的掌握了那個時期政治與神學的緊張關係。然而到1624年，緊張關係的升級以及預言的不準確意味著給開普勒自身帶來的政治麻煩；他最後的歷法在格拉茨被公開燒燬。1615年，一個與開普勒的弟弟克利斯朵夫，以最終逼迫她認罪。在這次審判期間，開普勒推遲了他的其它工作，轉而專注於他的“和諧理論”，並在1619年發表了他的成果——《世界的和諧》。《世界的和諧》.開普勒深信“幾何事物向造物主提供了裝飾整個世界的模型”。在《世界的和諧》中，他嘗試用音樂解釋自然世界的比例，特別是天文學與占星學方面。“和諧”的中心是“天體音樂”，而畢達哥拉斯、托勒密以及開普勒之前的許多人都對“天體音樂”進行過研究；實際上，在《世界的和諧》剛發表之後，開普勒就捲入了與羅伯特·弗勒德的先後順序糾紛，因為後者最近剛發表了他的和諧理論。開普勒從研究正多邊形和多面體開始，包括後來被人們所熟知的開普勒多面體。從那裡，他把他的和諧分析擴充套件到音樂、氣象學和占星學；和諧產生於天體靈魂所作的音調，對於占星學來說，和諧源於這些音調與人類靈魂的互動。在這部作品的最後部分，開普勒介紹了行星運動，特別是軌道速度與距太陽的軌道距離之間的關係。其它天文學家也使用了類似的關係，但是開普勒利用第谷的資料和他自己的天文學理論，更加準確的處理這些關係，並賦予了他們新的物理學意義。在許多其它和諧中，開普勒清楚的說明了人們所知的行星運動第三定律。之後，他嘗試了許多組合，直到發現在其1666年的天體力學中所描述的一樣。威廉·吉爾伯特在用磁鐵做實驗之後，確定地球的中心是一塊巨大的磁鐵。他的理論引導開普勒認為太陽的磁力驅動行星在它們自己的軌道運動。這是對行星運動的一個有趣的解釋，但是對開普勒來說，很不幸，這種解釋是錯的。在找到正確的答案之前，科學家們需要對運動有更多的瞭解。《魯道夫星表》及開普勒晚年.1623年，開普勒最終完成了《魯道夫星表》，這在當時被認為是他主要的工作。然而，由於皇帝的出版要求以及與第谷後人之間的協商，該星表直到1627年才開始印刷。同時，宗教緊張——正在發生的“三十年戰爭”的根源——再一次使開普勒及他的家人陷入危險的境地。1625年，天主教反改革派的代理人將開普勒大部分的藏書查封，1626年，林茨城被包圍。開普勒搬到烏爾姆，在那裡他自費印刷了該星表。1628年，隨著皇帝費迪南德的軍隊在華倫斯坦將軍的指揮下獲得軍事上的勝利，開普勒成為華倫斯坦的官方顧問。雖然本質上不是將軍府的占星家，但是開普勒為華倫斯坦的占星家們提供天文學計算，並偶爾為華倫斯坦本人撰寫天宮圖。在他生命的最後幾年，開普勒花了很多時間旅行，從布拉格皇宮到林茨，從烏爾姆到薩根臨時的家，以及最後到雷根斯堡。到雷根斯堡不久以後，開普勒就患病了。他於1630年11月15日去世，並安葬在那裡；它安葬的地點在瑞典軍隊毀壞墓地之後不再存在。只有開普勒自創的墓誌銘還流傳下來："Mensus eram coelos, nunc terrae metior umbras""Mens coelestis erat, corporis umbra iacet."“我曾測天高，今欲量地深。”“我的靈魂來自上天，凡俗肉體歸於此地。”對開普勒天文學的認可.開普勒的定律並沒有立即得到認可。幾個重要人物如伽利略和勒內·笛卡爾完全忽視了開普勒的《新天文學》。許多天文學家，包括開普勒的老師——邁克爾·馬斯特林，反對開普勒將物理學引入天文學。一些人採取了折中立場。關於橢圓的虛焦點，伊斯梅爾·布羅則使用等徑運動的橢圓軌道。幾位天文學者對開普勒的理論進行了試驗，對其的各種修改違背了天文觀測的結果。在這兩顆行星沒法正常觀測到的情況下，金星與水星的兩次凌日為開普勒的理論做了靈敏的試驗。1631年的水星凌日，開普勒極其不確定水星的引數，建議觀測者在預測日期的前一天與後一天尋找凌日現象。皮埃爾·伽桑狄在預測的日期觀察到了凌日現象，證實了開普勒的預測。這是首次觀測到水星凌日。然而，他試圖在一個月以後觀測金星凌日，卻因為《魯道夫星表》的誤差而失敗。伽桑狄並未意識到那次的凌日現象並非在歐洲的大部分地方都可以觀測得到，包括巴黎。傑雷米亞·霍羅克斯在1639年觀測到了金星凌日。在這之前，他用自己的觀測結果修改了開普勒模型的引數，並預測了這次凌日現象，然後製作了觀測工具。他一直是開普勒模型的堅定支持者。全歐洲的天文學者們都閱讀了《哥白尼天文學概要》。開普勒死後，該書成為傳播其思想的主要工具。1630-1650年間，該書成為使用最多的天文學教科書，使許多人改信橢圓為基礎的天文學。然而，很少人接受他建立於物理基礎上的天體運動的觀點。在17世紀後期，許多從開普勒的著作產生出來的物理天體學理論——尤其是喬瓦尼·阿方索·博雷利和羅伯特·虎克的理論——開始包含引力和笛卡爾慣性概念。而牛頓的《數學原理》則是這些理論的頂峰，在該著作中，牛頓從以力為基礎的萬有引力定律得出了開普勒行星運動定律。歷史和文化遺產.開普勒在哲學和科學編史學方面的作用超出了其在天文學與自然哲學的歷史發展中的作用。開普勒及其天體運動定律對早期的天文學史非常重要，比如孟都克拉認定開普勒是“科學革命”的鑰匙。阿貝爾特看過開普勒的關於數學、美感、物理學以及作為整個思想體系一部分的神學的觀點，對開普勒的生活與工作首次進行了廣泛的研究。19世紀末20世紀初，開普勒書籍出現了大量的現代翻譯版本，而他的全集的系統出版則在1937年才開始。科瓦雷將開普勒的理論工作而不是實驗工作置於從古代到現代世界觀的知識轉變過程的中心位置。自從20世紀60年代以後，對於開普勒的歷史學術研究得到很大發展，涉及他的占星學與氣象學、幾何方法、他的宗教觀在他工作中的作用、他的文學及修辭手法、他與同時期更廣闊的文化與哲學思潮的互動，甚至是他作為一名科學歷史學家的作用。對於開普勒在“科學革命”中的地位的爭論也產生了一系列哲學和大眾的作品。其中亞瑟·凱斯特勒所作的《夢遊者》，該書聲稱開普勒謀殺了第谷以獲取他的資料。開普勒獲得了作為科學現代性的象徵與超出時代的人物的大眾形象；科普作家卡爾·薩根稱他為“第一個天體物理學家與最後一個科學占星家”。德國作曲家保羅·欣德米特寫了一部關於開普勒的歌劇——《世界的和諧》，以及一首源於該歌劇音樂的同名交響樂。在奧地利，開普勒留下的歷史遺產使他成為一枚銀質收藏幣的圖案之一：2002年9月10日的10歐元約翰內斯·開普勒銀質硬幣。該硬幣的反面是開普勒的畫像，他曾經在格拉茨及附近地區教學。開普勒私下與漢斯·烏爾裡奇·艾根伯格親王。硬幣上，在他的前面鑲嵌了一個《宇宙的神秘》中的球體與多面體模型。2009年美國國家航空和宇宙航行局將開普勒對天文學領域的貢獻命名為“開普勒使命”。在紐西蘭的峽灣國家森林公園，也有一座群山以開普勒命名，稱為“開普勒山”，以及一條穿過該群山的被稱為“開普勒小道”的“三日步行道”。紀念活動.聖公會禮儀歷的5月23日是紀念開普勒與哥白尼的節日。天文學著作."，1596）"，"On Firmer Fundaments of Astrology "，1604）"，1604）"，1609）"，1610年）"，1610年）"，1611）"，1611年）"，1614）"，1615年，和《與星夜信使的對話》一起發表）"，1615年）"，從1618-1621年分三部分發表）"，1618）"，1621年）"，1627）"，1634年）