Preferisco di gran lunga la critica più tagliente di un singolo uomo intelligente all'approvazione sconsiderata delle masse.
Johannes Kepler era un astronomo, matematico e astrologo tedesco. È una figura chiave della rivoluzione scientifica del XVII secolo, noto soprattutto per le sue leggi del moto planetario e per i suoi libri Astronomia nova, Harmonices Mundi e Epitome Astronomiae Copernicanae. Questi lavori fornirono anche una delle fondamenta per la teoria della gravitazione universale di Newton.
Kepler era insegnante di matematica in una scuola seminaria a Graz, dove divenne associato del Principe Hans Ulrich von Eggenberg. Successivamente divenne assistente dell'astronomo Tycho Brahe a Praga e infine matematico imperiale presso l'Imperatore Rudolf II e i suoi due successori Matthias e Ferdinand II. Insegnò anche matematica a Linz e fu consigliere del Generale Wallenstein. Inoltre, condusse lavori fondamentali nel campo dell'ottica, inventò una versione migliorata del telescopio rifrattore o telescopio kepleriano, e fu menzionato nelle scoperte telescopiche del suo contemporaneo Galileo Galilei. Era membro corrispondente dell'Accademia dei Lincei a Roma.
Kepler visse in un'era in cui non c'era una chiara distinzione tra astronomia e astrologia, ma vi era una netta divisione tra l'astronomia un ramo della matematica all'interno delle arti liberali e la fisica un ramo della filosofia naturale. Kepler incorporò anche argomenti e ragionamenti religiosi nel suo lavoro, motivato dalla convinzione religiosa e dalla fede che Dio aveva creato il mondo secondo un piano intelligibile accessibile attraverso la luce naturale della ragione. Kepler descrisse la sua nuova astronomia come "fisica celeste", come "un'escursione nella Metafisica di Aristotele" e come "un supplemento al De caelo di Aristotele", trasformando l'antica tradizione della cosmologia fisica trattando l'astronomia come parte di una fisica matematica universale.
Primi anni
Kepler nacque il 27 dicembre, festa di San Giovanni Evangelista, 1571, nella Libera Città Imperiale di Weil der Stadt ora parte della Regione di Stoccarda nello stato tedesco del Baden-Württemberg, 30 km a ovest del centro di Stoccarda. Suo nonno, Sebald Kepler, era stato Sindaco della città. Al momento della nascita di Johannes, aveva due fratelli e una sorella e la fortuna della famiglia Kepler era in declino. Suo padre, Heinrich Kepler, guadagnava un precario sostentamento come mercenario e abbandonò la famiglia quando Johannes aveva cinque anni. Si credeva che fosse morto nella Guerra degli Ottant'anni nei Paesi Bassi. Sua madre, Katharina Guldenmann, figlia di un oste, era una curatrice e erborista. Nato prematuramente, Johannes sosteneva di essere stato debole e malaticcio da bambino. Tuttavia, spesso impressionava i viaggiatori all'osteria del nonno con la sua straordinaria facoltà matematica.
Fu introdotto all'astronomia in tenera età e sviluppò una forte passione per essa che avrebbe caratterizzato l'intera sua vita. All'età di sei anni, osservò la Grande Cometa del 1577, scrivendo che era stato "portato dalla madre in un luogo elevato per guardarla." Nel 1580, all'età di nove anni, osservò un altro evento astronomico, un'eclissi lunare, registrando che ricordava di essere stato "chiamato fuori" per vederla e che la luna "appariva molto rossa". Tuttavia, il vaiolo contratto nell'infanzia gli lasciò una vista debole e le mani paralizzate, limitando la sua capacità negli aspetti osservativi dell'astronomia.
Nel 1589, dopo aver frequentato la scuola primaria, la scuola latina e il seminario a Maulbronn, Kepler frequentò il Tübinger Stift presso l'Università di Tubinga. Lì studiò filosofia sotto Vitus Müller e teologia sotto Jacob Heerbrand uno studente di Philipp Melanchthon a Wittenberg, che insegnò anche a Michael Maestlin quando era studente, fino a quando divenne Cancelliere a Tubinga nel 1590. Si rivelò un matematico eccezionale e guadagnò una reputazione come astrologo abile, creando oroscopi per i compagni di studi. Sotto l'insegnamento di Michael Maestlin, professore di matematica a Tubinga dal 1583 al 1631, imparò sia il sistema tolemaico che il sistema copernicano del moto planetario. Divenne copernicano in quel momento. In una disputa studentesca, difese l'eliocentrismo sia da una prospettiva teorica che teologica, sostenendo che il Sole era la principale fonte di potenza motrice nell'universo. Nonostante il suo desiderio di diventare ministro, verso la fine dei suoi studi, Kepler fu raccomandato per una posizione di insegnante di matematica e astronomia presso la scuola protestante a Graz. Accettò la posizione nell'aprile 1594, all'età di 23 anni.
Graz 1594–1600
Mysterium Cosmographicum
Il primo grande lavoro astronomico di Kepler, Mysterium Cosmographicum Il Mistero Cosmografico, 1596, è stato il primo difesa pubblicata del sistema copernicano. Kepler sostenne di aver avuto un'epifania il 19 luglio 1595, mentre insegnava a Graz, dimostrando la congiunzione periodica di Saturno e Giove nello zodiaco: si rese conto che i poligoni regolari racchiudono un cerchio inscritto e uno circoscritto a rapporti definiti, che, secondo lui, potrebbero essere la base geometrica dell'universo. Dopo aver fallito nel trovare una disposizione unica di poligoni che si adattasse alle osservazioni astronomiche conosciute anche con pianeti aggiuntivi aggiunti al sistema, Kepler iniziò a sperimentare con poliedri tridimensionali. Scoprì che ognuno dei cinque solidi platonici poteva essere inscritto e circoscritto da sfere orbitali; annidando questi solidi, ognuno racchiuso in una sfera, l'uno dentro l'altro produrrebbe sei strati, corrispondenti ai sei pianeti conosciuti—Mercurio, Venere, Terra, Marte, Giove e Saturno. Ordinando selettivamente i solidi—ottaedro, icosaedro, dodecaedro, tetraedro, cubo—Kepler scoprì che le sfere potevano essere posizionate a intervalli corrispondenti alle dimensioni relative del percorso di ogni pianeta, assumendo che i pianeti orbitano intorno al Sole. Kepler inoltre trovò una formula che mette in relazione la dimensione di ogni sfera planetaria con la lunghezza del suo periodo orbitale: dai pianeti interni a quelli esterni, il rapporto di aumento del periodo orbitale è il doppio della differenza nel raggio della sfera. Tuttavia, Kepler in seguito rifiutò questa formula, perché non era abbastanza precisa.
Come indicava nel titolo, Kepler pensava di aver rivelato il piano geometrico di Dio per l'universo. Gran parte dell'entusiasmo di Kepler per il sistema copernicano derivava dalle sue convinzioni teologiche sulla connessione tra il fisico e lo spirituale; l'universo stesso era un'immagine di Dio, con il Sole corrispondente al Padre, la sfera stellare al Figlio, e lo spazio intermedio allo Spirito Santo. Il suo primo manoscritto di Mysterium conteneva un capitolo esteso riconciliando l'eliocentrismo con i passi biblici che sembravano supportare il geocentrismo.
Con il supporto del suo mentore Michael Maestlin, Kepler ricevette il permesso dal senato universitario di Tubinga di pubblicare il suo manoscritto, in sospeso la rimozione dell'esegesi biblica e l'aggiunta di una descrizione più semplice e comprensibile del sistema copernicano così come le nuove idee di Kepler. Mysterium fu pubblicato alla fine del 1596, e Kepler ricevette le sue copie e iniziò a inviarle ai principali astronomi e patroni all'inizio del 1597; non fu ampiamente letto, ma stabilì la reputazione di Kepler come astronomo molto abile. La dedica entusiasta, a potenti patroni così come agli uomini che controllavano la sua posizione a Graz, fornì anche una porta cruciale nel sistema di patronato.
Sebbene i dettagli sarebbero stati modificati alla luce dei suoi lavori successivi, Kepler non abbandonò mai la cosmologia poliedrico-sferista platonica di Mysterium Cosmographicum. I suoi successivi principali lavori astronomici erano in un certo senso solo ulteriori sviluppi di esso, interessati a trovare dimensioni interne ed esterne più precise per le sfere calcolando le eccentricità delle orbite planetarie all'interno di esso. Nel 1621, Kepler pubblicò una seconda edizione ampliata di Mysterium, di metà più lunga della prima, dettagliando in note a piè di pagina le correzioni e i miglioramenti che aveva ottenuto nei 25 anni dalla sua prima pubblicazione.
In termini di impatto di Mysterium, può essere visto come un importante primo passo nel modernizzare la teoria proposta da Niccolò Copernico nel suo De revolutionibus orbium coelestium. Mentre Copernico cercò di avanzare un sistema eliocentrico in questo libro, ricorse ai dispositivi tolemaici cioè, epicicli e cerchi eccentrici per spiegare il cambiamento nella velocità orbitale dei pianeti, e continuò anche a usare come punto di riferimento il centro dell'orbita terrestre piuttosto che quello del Sole "come ausilio al calcolo e per non confondere il lettore divergendo troppo da Tolomeo." L'astronomia moderna deve molto a Mysterium Cosmographicum, nonostante i difetti nella sua tesi principale, "poiché rappresenta il primo passo nel ripulire il sistema copernicano dai resti della teoria tolemaica ancora attaccati ad esso."
Matrimonio con Barbara Müller
Nel dicembre 1595, Kepler fu presentato a Barbara Müller, una vedova di 23 anni sposata due volte con una giovane figlia, Regina Lorenz, e iniziò a corteggiarla. Müller, un'ereditiera dei possedimenti dei suoi defunti mariti, era anche la figlia di un proprietario di mulino di successo. Suo padre Jobst inizialmente si oppose al matrimonio. Sebbene Kepler avesse ereditato la nobiltà di suo nonno, la povertà di Kepler lo rendeva un partito inaccettabile. Jobst cedette dopo che Kepler completò il lavoro su Mysterium, ma l'impegno quasi cadde quando Kepler era lontano occupandosi dei dettagli della pubblicazione. Tuttavia, i funzionari protestanti—che avevano aiutato a organizzare l'incontro—pressarono i Müller per onorare il loro accordo. Barbara e Johannes si sposarono il 27 aprile 1597.
Nei primi anni del loro matrimonio, i Kepler ebbero due figli Heinrich e Susanna, entrambi morti in infanzia. Nel 1602, ebbero una figlia Susanna; nel 1604, un figlio Friedrich; e nel 1607, un altro figlio Ludwig.
Altre ricerche
Dopo la pubblicazione di Mysterium e con la benedizione dei revisori scolastici di Graz, Kepler iniziò un ambizioso programma per estendere ed elaborare il suo lavoro. Aveva in programma quattro libri aggiuntivi: uno sugli aspetti stazionari dell'universo il Sole e le stelle fisse; uno sui pianeti e i loro moti; uno sulla natura fisica dei pianeti e la formazione delle caratteristiche geografiche concentrato specialmente sulla Terra; e uno sugli effetti dei cieli sulla Terra, per includere l'ottica atmosferica, la meteorologia e l'astrologia.
Ha anche cercato i pareri di molti degli astronomi ai quali aveva inviato Mysterium, tra loro Reimarus Ursus Nicolaus Reimers Bär—il matematico imperiale presso Rudolf II e un amaro rivale di Tycho Brahe. Ursus non rispose direttamente, ma ripubblicò la lettera lusinghiera di Kepler per perseguire la sua disputa di priorità su quello che è ora chiamato il sistema tychonico con Tycho. Nonostante questa macchia nera, anche Tycho iniziò a corrispondere con Kepler, iniziando con una critica dura ma legittima del sistema di Kepler; tra una serie di obiezioni, Tycho era in disaccordo con l'uso di dati numerici inesatti tratti da Copernico. Attraverso le loro lettere, Tycho e Kepler discussero di un'ampia gamma di problemi astronomici, soffermandosi sui fenomeni lunari e sulla teoria copernicana particolarmente la sua fattibilità teologica. Ma senza i dati significativamente più accurati dell'osservatorio di Tycho, Kepler non aveva modo di affrontare molte di queste questioni.
Invece, rivolse la sua attenzione alla cronologia e all'"armonia", le relazioni numerologiche tra la musica, la matematica e il mondo fisico, e le loro conseguenze astrologiche. Assumendo che la Terra possedesse un'anima una proprietà che avrebbe invocato in seguito per spiegare come il sole causa il moto dei pianeti, stabilì un sistema speculativo che collegava gli aspetti astrologici e le distanze astronomiche al tempo e ad altri fenomeni terrestri. Entro il 1599, tuttavia, di nuovo sentì il suo lavoro limitato dall'inesattezza dei dati disponibili—proprio come la crescente tensione religiosa minacciava anche il suo continuo impiego a Graz. Nel dicembre di quell'anno, Tycho invitò Kepler a visitarlo a Praga; il 1º gennaio 1600, prima ancora di ricevere l'invito, Kepler partì con la speranza che il patronato di Tycho potesse risolvere i suoi problemi filosofici così come quelli sociali e finanziari.
Praga 1600–1612
Lavoro per Tycho Brahe
Il 4 febbraio 1600, Kepler incontrò Tycho Brahe e i suoi assistenti Franz Tengnagel e Longomontanus a Benátky nad Jizerou 35 km da Praga, il sito dove era in costruzione il nuovo osservatorio di Tycho. Nei successivi due mesi, rimase come ospite, analizzando alcune osservazioni di Marte di Tycho; Tycho custodiva i suoi dati attentamente, ma era impressionato dalle idee teoriche di Kepler e presto gli permise di accedere di più. Kepler aveva in programma di testare la sua teoria da Mysterium Cosmographicum basata sui dati di Marte, ma stimava che il lavoro avrebbe richiesto fino a due anni poiché non gli era permesso semplicemente copiare i dati per il suo uso personale. Con l'aiuto di Johannes Jessenius, Keple
