Johannes Kepler - Mathematik alpha

Johannes Kepler wurde am 27. Dezember 1571 in Weil (heute Weil der Stadt) als Sohn von Katharina und Heinrich Kepler geboren. 2021 wurde zu seinem 450. Geburtstag ein „Kepler-Jahr“ begangen.

Kepler lebte in der Epoche der Renaissance sowie in der Schreckenszeit des 30-jährigen Krieges.
Der große Umbruch auf geistigem Gebiet, der sich damals zeigte, äußerte sich u.a. in den erbitterten Glaubenskämpfen, in der Reformation und geistig in dem Ringen bedeutender Forscher um eine neue wahre Welterkenntnis. Nikolaus Kopernikus (1473-1543) hatte in seinem astronomischen Werk „Von den Umdrehungen der Hemisphären“, das er erst kurz vor seinem Tode veröffentlichte, dargestellt, dass nicht die Erde, sondern die Sonne im Mittelpunkt des Planetensystems stehe, die Erde also nur ein Planet unter Planeten sei.

Herzog Christoph stiftete für begabte Landeskinder ein Stipendium für ein Studium an der Universität Tübingen.
1589 begann Johannes Kepler, der ein solches Stipendium erhalten hatte, mit dem Studium der Theologie, Mathematik und der Astronomie. Hierbei hörte er zum ersten Mal von Kopernikus und seiner umwälzenden These. Nach Besuch zweier Klosterschulen kam Kepler ins Tübinger Stift.
Da aber Keplers kritischer Geist nicht mit allen Dogmen der nachlutherischen Orthodoxie übereinstimmte (u.a. Abendmahl, geozentrisches Weltbild), bekam er keine Anstellung in Württemberg. Er musste ins Ausland. In Graz arbeitete er von 1594 bis 1600 als Landschaftsmathematiker. Dort fand Kepler auch zu seiner wahren Berufung, der Astronomie. 1597 heiratete er Barbara Müller.

Mit 24 Jahren begann Kepler sein erstes Werk „Mysterium cosmographicum“ („Weltgeheimnis“). Er siedelte 1600 mit seiner Frau nach Prag über, um Mitarbeiter von Tycho Brahe zu werden. Nach dessen Tod im folgenden Jahr wurde Kepler sein Nachfolger als Astronom Rudolfs II. bzw. als kaiserlicher Mathematiker und führte die von Brahe hinterlassenen astronomischen Arbeiten fort.

1605 kam er zu der Erkenntnis, dass die Marsbahn kein Kreis, sondern eine Ellipse ist. Diese Erkenntnis ist die Basis der Keplerschen Gesetze. Die ersten zwei erschienen 1609 in der „Astronomia nova“ („Neue Astronomie“). Sein drittes Gesetz stellte Kepler 1619 in den „Harmonices mundi“ („Weltharmonik“) auf.

In der „Weltharmonik“ finden sich auch mathematische Forschungen. U.a. entdeckte er zwei regelmäßige Sternpolyeder, darunter das Kleine Sterndodekaeder, und legte die Grundlagen der Untersuchungen von Parkettierungen.

Außer auf dem Gebiet der Astronomie leistete Kepler auch Bedeutendes im Bereich der Optik. 1611 erschien sein Buch „Dioptrice“ („Dioptrik“), worin er die Theorie der Linsen und des Fernrohrs (mit zwei Konvexlinsen) weiterentwickelte.

Nachdem 1611 seine Frau und später sein Gönner Rudolf II. gestorben waren, wurde er Landschaftsmathematiker in Linz. Dort heiratete er Susanne Reutinger.
In Vorbereitung der Hochzeit beschäftigte sich Kepler mit einem rein mathematischen Problem, dem Rauminhalt von Weinfässern. Kepler entwickelte eine neue Methode, in der Ansätze einer Infinitesimalrechnung zu finden sind. Die später so genannte Keplersche Fassregel machte er 1615 unter dem Titel „Stereometria Doliorum Vinariorum“ („Stereometrie der Weinfässer“) bekannt.

Weiterhin publizierte er einen „Abriss der kopernikanischen Astronomie“ (7 Bände, 1618-22) und veröffentlichte 1627 die „Rudolphinischen Tafeln“. Sie enthalten die bis dahin genauesten Tabellen der Planetenbewegungen und damit der jeweiligen Planetenpositionen.

Ab 1628 stand Kepler als Astrologe in Wallensteins Diensten in Ulm und Sagan. Zur damaligen Zeit war die Astronomie noch stark mit Astrologie verbunden. Für Kepler war die Astrologie nur ein Mittel zum Zweck, um an Geld für seine astronomischen Forschungen zu kommen. Dennoch glaubte er an ein allumfassendes „Weltgeheimnis“.

1630 begab sich Kepler auf die Reise nach Linz. Er erkrankte in Regensburg, wo er auf dem Reichstag ausstehende Gehaltszahlungen einfordern wollte, und starb am 15. November, schon bald nach seiner Ankunft.

1634 veröffentlichte sein Sohn die Keplersche Erzählung „Somnium“. Dieses Buch ist eines der ersten Science-Fiction-Romane im modernen Sinn. Kepler verbindet darin geschickt Literatur und Wissenschaft.
Die Erzählung übte einen nicht zu unterschätzenden Einfluss auf die späteren Schilderungen interplanetarer Reisen in Romanen von John Wilkins, Henry More, Samuel Butler, Jules Verne u.a. aus.

Werke Keplers und Artikel über sein Schaffen

Alle Texte im PDF-Format.

Programme zum Schaffen Johannes Keplers

Keplersche Fassregel

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Sternpolyeder

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Parkettierung der Ebene

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Aktueller Sternhimmel

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Weltbilder

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Keplersche Gesetze

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„Horoskop“-Diagramm

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