Johannes Kepler

(1571–1630), német matematikus és csillagász

Kepler pályája egyetlen nagy ívű szellemi törekvés volt arra, hogy „felkészüljön a teológiára”, azaz megértse a természetet, Isten művét. Látásmódja szüksészerüen holisztikus volt, hiszen a mindenséget akarta felfogni, nem csak egy szeletét. A Teremtő műve szükségszerűen tökéletes, Kepler pedig azokat a harmóniákat kereste egész életében, amelyeken ez a mű nyugszik.

A bolygómozgásokat már Kepler előtt is sokan vizsgálták. A korábbi elméletekre kevéssel Kepler születése előtt mért később döntőnek bizonyuló csapást Az égi körök forgásáról című könyvével a lengyel csillagász Nikolausz Kopernikusz. Kepler abba a korba született bele, amelyiknek az jutott osztályrészül, hogy a korpernikuszi világképet a mindennapok elfogadott valóságává tegye.

Kepler 1571-ben született a württembergi Weil der Stadtban. A tübingeni evangélikus egyetemen tanult, a matematikát és a csillagászatot Michael Maestlin tanította, aki a heliocentrikus világkép egyik legkorábbi híve volt. Ebben az időben az egyetemen még hivatalosan a ptolemaioszi földközpontú világmodellt tanították, de Maestlin felismerve az ifjú diák tehetségét, és megismertette a kopernikuszi rendszerrel is. Kepler számára még a kopernikuszi világképnél is fontosabb volt egy másik eszmerendszer. A püthagoreus, platonista és kortárs neoplatonista gondolkodók nyomdokain maga is azt vallotta, hogy a természetet egyszerűség, mély, rejtett harmóniák és szimmetriák kell, hogy jellemezzék.

Az egyetem elvégzése után a grazi evangélikus iskolában kapott állást. Éppen a Jupiter és a Szaturnusz nagy együttállásáról tanított. Az együttállások mintázata azt sugallta számára, hogy a két bolygó távolsága közelíthető egy szabályos háromszögbe, illetve köré írt kör sugarával. Megpróbálta a többi bolygó távolságát is megjeleníteni a szabályos sokszögek segítségével. Észrevette, hogy ez a séma nem adja meg helyesen a bolygótávolságokat, és arra sem ad választ, hogy a bolygók száma miért hat (Kepler idejében a Földdel együtt hat bolygót ismertek), hiszen a szabályos sokszögek száma végtelen. Szabályos testeken nyugvó elméletét, könyvformában is kiadta Miysterium Cosmographicum címmel. Kepler – meggyőződése szerint – választ kapott azokra a kérdésekre, hogy miért annyi a bolygók száma, amennyi, illetve, hogy a szférák miért akkorák, amekkorák. Látszólag már csak az önmagának feltett harmadik kérdésre hiányzott a válasz: hogyan és miért mozognak a bolygók? Életének hátralévő része ennek kutatásával telt.

Megjelent könyvéből tiszteletpéldányt küldött Tycho Brahénak, dán nemesúrnak, kora legkiválóbb megfigyelő csillagászának. Észlelései nyomán Tycho kidolgozta saját elképzelését az égitestek mozgásáról. Redszere a ptolemaioszi és a kopernikuszi világkép sajátos keveréke volt, mely szerint a bolygók a Nap körül keringtek, a Nap viszont bolygórendszerestül együtt a Föld körül.

Tycho és Kepler életében is jelentős fordulat történt. Tychót a gyermek IV. Keresztély király száműzte Dániából. Új pártfogót kellett keresnie, aki Rudolf, a Német-Római Birodalom császára lett. Rudolf felajánlott neki egy kastélyt és rendszeres jövedelemmel is ellátta. Ticho a prágai Benatky-kastélyt választotta. Kepler lába alatt is forró lett a talaj. Az ellenreformáció hullámai elérték Grazot is. Kepler Tycho hívására megérkezett a Benatky-kastélyba és Tycho munkatársa lett. A Mars-pálya elemzését végezte. A betegeskedő Tycho elhatározta, hogy a fiatal Keplert teszi meg örököséül. 1601-ben bemutatta Rudolf császárnak. Néhány nappal késöbb elhunyt. Keplert birodalmi matematikussá nevezték ki, állandó fizetést kapott, és megkapta Tycho megfigyelési adatait is.

Tovább folytatta a Mars mozgásának elemzését. 1605-re erőfeszítéseit siker koronázta. Újszerű kérdésfeltevései, találékony matematikai módszerei végül elvezették azokhoz a felismerésekhez, amelyeket ma Kepler I. és II. törvénye néven tartunk számon. Az első döntő lépés az volt, hogy a vörös bolygó mozgásából rájött: a Föld is szükségszerűen mozog, ráadásul napközelben és naptávolban más sebességgel. Mivel a bolygókat mozgató erő eredetét is kereste, és azt helyesen a Naphoz kötötte, amely mögött nincs mozgatóerő.

A nehézségeknek azonban még nem volt végük. Hiába próbákozott minden módon különféle excentrikus  körpályákkal, számításai nem egyeztek a megfigyelésekkel. Ez oda vezette, hogy már körtől eltérő pályákat is figyelembe vett, és eljutott az ellipszispályákig, melyeknek egyik fókuszában állt a Nap. Elméletét az Astronomia Nova címmel meg is jelentette 1609-ben. Hatalmas megbecsülést hozott neki ez a könyv.

1613-tól hozzálátott a többi bolygó pályájának kiszámításához. A mű, amelyben a világ harmóniáinak leírása olvasható, az 1619-ben napvilágot látó Harmonices Mundi lett. Elméleti főművének befejezése után Kepler hozzálátott gyakorlati főművének lekészítéséhez: a Tabula Rudolphina kiszámításához és közzétételéhez. A táblák a Nap, a Hold és a látható bolygók pozícióadatait tartalmazták évtizedekre előre, addig sosem létezett, tíz ívpercnél nagyobb pontossággal. Segítségükkel Kepler 1629-ben képes volt előrejelezni egy Merkúr-átvonulást a Nap előtt 1931. november 7-ére. A Rudolt-féle táblákat 1627-ben adták ki.

Kepler optikai munkássága kevéssé ismert, pedig ezen a területen is időtálló eredményeket ért el. Nem kisebb felfedezéseket tett, mint a fénysugár fogalmának bevezetése vagy a fény erősségének a távolság négyzetével való csökkenése. Kepler arra is rájött, hogy a külvilág képe nem a szemgolyó folyadékában születik meg, hanem egy lencse képezi le a retinára, s a létrejött kép fordított állású. Felismerte, hogy a rövidlátás és a távollátás olyan szemüvegekkel javítható, amelyeknek lencséjét különböző alakúra csiszolták.

1630. novemberében Kepler Regensburgba érkezett, hogy eladjon ott egy birtokában lévő házat. Útközben megbetegedett, és mivel elhanyagolta a kórt, láza felszökött és önkívületbe esett. 1630. november 15-én távozott az élők sorából.

Korszakalkotó tudos volt, aki a tudomány több területén is maradandót alkotott. A mai felfogás szerint azzal érdemelte ki helyét a tudományos panteonban, hogy mozgástörvényei által a mai értelemben vett „modern” tudománnyá tette a csillagászatot. 

A Kepler által készített Tabulae Rudolfinae világtérképe

Forrás: Németh Zsolt: Kepler pályái és a világharmóniák In. Credo 2008 1-2. sz. p. 94-107.