Johannes Kepler

Oppvekst og utdannelse (1571-1594)

Hans far Heinrich Kepler var soldat. Hans mor, Katharina Guldenmann, var datter av borgermesteren i landsbyen Eltingen. Voelkel skriver at han vokste opp i et hjem med en ubehagelig atmosfære, og at det mest var moren som oppfostret han. Kepler selv beskrev henne som en med skarp tunge som var kranglesyk, og det er ingen tvil om at hun var en kvinne som folk ikke likte.
Fire år gammel fikk han synet og hendene skadet av sykdommen kopper. Fem år gammel flyttet familien til byen Leonberg. Her fikk han adgang til det gode utdanningssystemet i hertugdømmet Württemberg. Han begynte på ordinær tysk skole men ble tidlig overført til latinskolen, som forberedte elevene på universitetsutdannelse. 
Han ble tidlig introdusert for astronomi. I 1577 så han den store kometen som viste seg, han skriver at moren tok ham med til et høyt sted for å se den; og i 1580 fikk han se en måneformørkelse. Hans reduserte syn begrenset imidlertid mulighetene til astronomiske observasjoner.
Han likte å gjøre utfordrende mentale øvelser, som f.eks. å memorere de lengste salmene i Bibelen, og han hadde glede av å skrive dikt der han benyttet anagrammer og akrostika. På skolen var det svært viktig for ham å være best i klassen.
Württemberg var protestantisk område, og i tiårene etter reformasjonen var det vanlig at det ble diskutert og markert hva som skilte dem fra katolikkene og fra andre protestantiske retninger. Voelkel skriver at han som gutt aldri aksepterte det som ble sagt i kirken før han selv hadde vurdert argumentasjonen og undersøkt hva Bibelen sa.  Han kombinerte elementer fra ulike kristne retninger og også fra gresk filosofi. Han opplevde også et kall til å bli prest.
Etter studier ved seminaret i Maulbronn, fikk han i 1589 av hertug Ludwig av Württemberg stipend til universitetet i Tübingen, noe som også innebar en livslang tjeneste hos hertugen. Han var da kommet til den delen av studiet som kaltes quadrivium og som inkluderte astronomi og matematikk, dette var fag han var svært interessert i. Gjennom sin lærer i matematikk og astronomi Michael Mästlin ble han overbevist kopernikaner, dvs. at Kopernikus' modell av det heliosentriske verdensbildet var en fysisk beskrivelse av universet og ikke utelukkende en praktisk regnemodell. Han fulgte vanlig studieprogresjon og begynte på teologistudiet i 1591.

Graz (1594-1600)

1594 ble han bedt om å avbryte studiet og bli lærer i matematikk og astronomi i Graz i Østerrike. Til tross for motforestillinger, blant annet fordi han opplevde et kall til å bli prest, aksepterte han likevel stillingen. Dette ble det første skritt i en karriere som gjorde Kepler til en av de viktigste naturforskerne i sin tid. Som matematiker var han en av de mest begavede matematikere i sin tid.
1596 publiserte han sin bok Det kosmografiske mysterium, som var en beskrivelse av det kopernikanske system, side om side med filosofi som koblet kristne idéer med idéer fra Platon og Pytagoras. Særlig viktig for oss er hans tre kapitler om at planetenes hastighet ser ut til å minke når avstanden til sola øker, og at Kepler dermed regnet solen for å være planetenes drivende kraft.
1596 møtte han Barbara Müller, som han året etter giftet seg med, og som han fikk tre barn sammen med.
1598 påbød erkehertug Ferdinand, som en del av motreformasjonen, at alle protestantiske prester og skolelærere måtte forlate «indre Østerrike». Få uker etter bidro imidlertid den katolske jesuittordenen til at Kepler ble gjeninnsatt som lærer i Graz.

Praha (1600-1612)

År 1600 ble han tilbudt stillingen som Tycho Brahes assistent hos keiser Rudolf II i Praha, noe han takket ja til. Da Brahe døde i 1601, ble Kepler utnevnt til keiserlig matematiker. Dermed fikk han tilgang til alle Brahes observasjoner. 
Boken Den nye astronomi (1609), Astronomia nova, blir regnet som hans mesterverk.
1610 fikk han fra erkebiskop Ernst av Köln et teleskop, som han naturlig nok hadde stor glede av. I 1604 hadde Kepler utgitt en bok om optikk, Astronomiae Pars Optica. I 1611 utgav han den første detaljerte optiske teori om et overlegent teleskop med to konvekse linser, i boken Dioptrice. Denne typen teleskop blir i dag kalt astronomisk eller keplersk teleskop.

Personlige belastninger

Så kom noen år som var utfordrende på det personlige plan. Hans kone Barbara døde av en smittsom febersykdom 1611. Ved Rudolfs død i 1612 valgte Kepler å bli lærer i matematikk i Linz i Østerrike, en by som lignet på Graz. Her giftet han seg med Susanna Reuttinger 1613. En sønn han fikk med Barbara og en datter han fikk med Susanna døde av sykdom. Og hans mor ble anklaget for hekseri.
Anklagene mot hans mor hadde å gjøre med hennes personlighet, og Kepler selv mente hun var støyende og sta. Hennes interesse for folkemedisin og urtemedisin gjorde henne også til et enkelt mål for beskyldninger om trolldom. Anklagene ble i første rekke fremsatt av en ustabil kvinne som het Ursula Reinbold. 1620 ble moren arrestert, og Kepler reiste til sin hjemby for å forsvare moren. Det tok mer enn et år før moren ble frikjent, Kepler var i Württemberg det aller meste av denne tiden.
Selv om det var kjent at Kepler både var protestant og kopernikaner, arbeidet han mest i katolske områder. Han opplevde ingen større problemer med hverken å undervise i eller publisere sitt solsentrerte verdensbilde, men som en konsekvens av kontroversen mellom Den katolske kirke og Galilei i 1616 ble også noen av Keplers bøker satt på Index librorum prohibitorum.

Linz (1612-1626)

Han skrev flere bøker frem til 1621. I 1623 fullførte han et 538-siders manuskript til nye planettabeller basert på Keplers prinsipper. 
1625 ble motreformasjonen innledet i denne delen av Østerrike. Som keiserlig matematiker var Kepler beskyttet, men pga. urolighetene forlot han likevel Linz for godt i 1626.
Blant annet pga. forhandlinger med Tycho Brahes arvinger ble planettabellene utgitt først i 1627. Tabellene kalte han Rudolfinske tabeller. Kepler hadde satt september som frist slik at han kunne ta med boken til bokmessen i Frankfurt, noe han lyktes med.

Kepler og Wallenstein

I 1628 flyttet han til området styrt av general Wallenstein, Wallenstein mente som Kepler at ulike trosretning måtte kunne leve fredfullt side om side. Etter dette brukte Kepler mye av sin tid på å reise, blant annet til Praha og Linz. Under et besøk i Regensburg ble han syk. Han døde 15. november og ble gravlagt der.

Hvordan Keplers modell ble mottatt

De nye planettabellene, Rudolfinske tabeller, viste seg etter hvert for de fleste planetene å være atskillig mer nøyaktig enn tidligere tabeller. Disse tabellene var en viktig grunn til at Keplers prinsipper i løpet av 1600-tallet ble akseptert av de fleste. Imidlertid ble Kepler oversett av både Galilei og Decartes. De elliptiske banene var generelt akseptert rundt 1655.
Før sin død forutsa Kepler en Merkurpassasje i 1631. Dette var den første planetpassasjen som ble observert, og tidspunktet var bare fem timer feil i forhold til tabellene, noe som var svært imponerende. Jeremiah Horrock forbedret Keplers planettabeller og forutsa korrekt en Venuspassasje i 1639.
Som fysisk teori stod Keplers lover i lang tid som isolerte beskrivelser. Da Newton formulerte sin gravitasjonsteori, kunne Keplers lover integreres som konsekvenser av mer generelle prinsipper.

Keplers tre lover

1. Planetene går i ellipsebaner med sola i det ene brennpunktet.
2. Baneradiene sveiper over like store flater på like lange tider.
3. Forholdet mellom kvadratet av omløpstid og middelradius i tredje potens er det samme for alle planeter.