Johannes Kepler

Biografía de Johannes Kepler

Nacido: 27 Dic 1571 en Weil der Stadt, Württemberg, Sacro Imperio Romano (ahora Alemania)

Muerto: 15 Nov 1630 en Regensburg (ahora en Alemania)

Johannes Kepler es ahora recordado principalmente por descubrir las tres leyes del movimiento planetario que llevan su nombre (publicadas en 1609 y 1619). Hizo también un importante trabajo en óptica (1604, 1611), descubrió dos nuevos poliedros regulares (1619), dio por primera vez tratamiento matemático a la agrupación apretada de esferas iguales (conduciendo a una explicación de la forma de las celdas de una colmena, 1611), aportó la primera prueba de cómo funcionaban los logaritmos (1624), y diseñó un método para hallar los volúmenes de sólidos de revolución que (¡con retrospectiva!) puede verse como una contribución al desarrollo del cálculo infinitesimal1 (1615, 1616). Además, calculó las tablas astronómicas más exactas conocidas hasta el momento, cuya continuada precisión hizo mucho para establecer la verdad de la astronomía heliocéntrica2(Tablas Rudolfinas, Ulm, 1627).*

Una gran cantidad de la correspondencia de Kepler ha sobrevivido. Muchas de sus cartas son casi el equivalente a un artículo científico (todavía no había revistas científicas), y los que las escriben parecen haberlas conservado por que estaban interesados. En consecuencia, sabemos mucho sobre la vida de Kepler, y en realidad sobre su carácter. Es en parte por esto que Kepler ha tenido en cierto modo una carrera como un personaje más o menos novelesco.

Infancia

Kepler nació en la pequeña ciudad de Weil der Stadt en Swabia y se mudó a la cercana Leonberg con sus padres en 1576. Su padre era un soldado mercenario y su madre la hija de un posadero. Johannes fue su primer hijo. Su padre abandonó el hogar por última vez cuando Johannes tenía cinco años, y se cree que murió en la guerra en Holanda. Mientras fue niño, Kepler vivió con su madre en la posada de su abuelo. Él nos cuenta que solía ayudar a servir en la posada. Uno imagina que los clientes estarían a veces estupefactos por la inusual habilidad aritmética del niño.

La educación temprana de Kepler fue en una escuela local y después en un seminario cercano, desde el cual, con la intención de ser ordenado, fue a enrolarse en la Universidad de Tübingen, por entonces (igual que ahora), un bastión de la ortodoxia luterana.

Las opiniones de Kepler

A lo largo de su vida, Kepler fue un hombre profundamente religioso. Todos sus escritos contienen numerosas referencias a Dios, y vio su obra como una culminación de su obligación cristiana de comprender las obras de Dios. El ser humano, como creía Kepler, hecho a la imagen de Dios, era claramente capaz de comprender el Universo que Él había creado. Además, Kepler estaba convencido de que Dios había hecho el Universo conforme a un plan matemático (una creencia encontrada en las obras de Platón y asociada con Pitágoras). Debido a que era generalmente aceptado en la época que las matemáticas proporcionaban un método seguro de llegar a las verdades sobre el mundo (los conceptos y postulados comunes de Euclides eran considerados como totalmente ciertos), tenemos aquí una estrategia para comprender el Universo. Debido a que algunos autores han dado a Kepler un nombre para la irracionalidad, merece la pena destacar que su más bien optimista epistemología está bastante lejos en realidad de la convicción mística de que las cosas pueden sólo ser comprendidas de una forma imprecisa que se basa sobre las intuiciones que no están sujetas a la razón. Kepler de hecho agradecía repetidamente a Dios que le concediera estas intuiciones, pero las intuiciones son presentadas como racionales.

Educación universitaria

Por esta época, era normal para todos los estudiantes de una universidad asistir a clases sobre 'matemáticas'. En principio esto incluía las cuatro ciencias matemáticas: aritmética, geometría, astronomía y música. Parece, sin embargo, que lo que se enseñaba dependía de la universidad concreta. En Tübingen Kepler fue instruido en astronomía por uno de los astrónomos principales de la época, Michael Maestlin (1550 - 1631). La astronomía del currículum era, por supuesto, astronomía geocéntrica, es decir, la versión de la época del sistema Ptolemaico, en el que los siete planetas - Luna, Mercurio, Venus, Sol, Marte, Júpiter y Saturno - giran alrededor de la Tierra, siendo calculadas sus posiciones contra el fondo de estrellas por combinación de los movimientos circulares. Este sistema estaba más o menos de acuerdo con las nociones (aristotélicas) de física de aquel entonces, aunque había ciertas dificultades, como si uno puede considerar 'uniforme' (y por tanto aceptable como obviamente eterno) un movimiento circular que no era uniforme respecto a su propio centro sino respecto a otro punto (llamado un 'ecuante'). Sin embargo, parece que el resto de los astrónomos (que se veían a si mismos como matemáticos) estaban contentos de seguir calculando las posiciones de los planetas y dejar a los filósofos naturales la preocupación sobre si los modelos matemáticos se correspondían con los mecanismos físicos. Kepler no tomó esta actitud. Su primera obra publicada (1596) propone considerar las órbitas reales de los planetas, no los círculos usados para construirlas.

En Tübingen, Kepler estudió no sólo matemáticas sino también griego y hebreo (ambos necesarios para leer las escrituras en sus lenguas originales). La enseñanza era en latín. Al final de su primer año Kepler obtuvo 'A' en todo menos en matemáticas. Probablemente Maestlin estaba intentando decirle que podía hacerlo mejor, ya que Kepler era de hecho uno de los alumnos selectos a los que eligió para enseñarles astronomía más avanzada presentándoles el nuevo sistema cosmológico heliocéntrico de Copérnico. Fue de Maestlin de quien Kepler aprendió que el prefacio de Sobre las revoluciones, explicando que esto era 'sólo matemática', no era de Copérnico. Kepler parece haber aceptado casi instantáneamente que el sistema copernicano era físicamente acertado; sus razones para aceptarlo serán discutidas en relación con su primer modelo cosmológico (ver más abajo).

Parece que incluso en los días de estudiante de Kepler hubo indicaciones de que sus creencias religiosas no estaban enteramente de acuerdo con el ortodoxo luteranismo presente en Tübingen y formulada en la 'Confesión de Ausgburg' (Confessio Augustana). Los problemas de Kepler con esta ortodoxia protestante eran concernientes a la supuesta relación entre la materia y el 'espíritu' (una entidad inmaterial) en la doctrina de la Eucaristía. Esto se relaciona con la astronomía de Kepler hasta el punto de que él aparentemente encontró algo parecido a dificultades intelectuales al explicar cómo la 'fuerza' del Sol podía afectar a los planetas. En sus escritos, Kepler es dado a dejar sus opiniones en esta línea, lo que es muy conveniente para los historiadores. En la vida real, parece probable que una tendencia similar a la franqueza llevó a las autoridades de Tübingen a albergar dudas fundadas sobre su ortodoxia religiosa. Esto puede explicar por qué Maestlin persuadió a Kepler a abandonar sus planes para la ordenación y en su lugar ocupar un puesto enseñando matemáticas en Graz. La intolerancia religiosa se agudizó en los años siguientes. Kepler fue excomulgado en 1612. Esto le causó mucho dolor, pero a pesar de su (por entonces), relativamente alto estatus social, como Matemático Imperial, nunca tuvo éxito en conseguir que se le levantara la prohibición.

El primer modelo cosmológico de Kepler (1596)

En lugar de los siete planetas de la astronomía geocéntrica estándar, el sistema copernicano tenía sólo seis, al haberse convertido la Luna en un cuerpo de un tipo desconocido hasta entonces para la astronomía, al que Kepler tardó en llamar un 'satélite' (un nombre que él acuñó en 1610 para describir las lunas que Galileo había descubierto orbitando a Júpiter, que literalmente significa 'acompañante'). ¿Por qué seis planetas?

Además, en la astronomía geocéntrica no había forma de usar las observaciones para hallar los tamaños relativos de los orbes planetarios; simplemente se asumía que estaban en contacto. Esto parecía no requerir ninguna explicación, ya que encajaba perfectamente con la creencia de los filósofos naturales de que todo el sistema giraba a causa del movimiento de la esfera exterior, una (o quizás dos) más allá de la esfera de las estrellas 'fijas' (aquellas cuyo patrón daba lugar a las constelaciones), más allá de la esfera de Saturno. En el sistema copernicano, el hecho de que el componente anual de cada movimiento planetario fuera un reflejo del movimiento anual de la Tierra permitía usar las observaciones para calcular el tamaño de cada órbita planetaria, y resultaba que había grandes espacios entre los planetas. ¿Por qué estos espacios en particular?.

La respuesta de Kepler a estas cuestiones, descrita en su Misterio del Cosmos (Mysterium cosmographicum, Tübingen, 1596), parece extravagante para los lectores del siglo veinte (ver la imagen de la derecha). Sugería que si una esfera fuera dibujada para tocar el interior de la órbita de Saturno, y un cubo fuese inscrito en la esfera, entonces la esfera inscrita en ese cubo sería la esfera que circunscribiera la órbita de Júpiter. Después si un tetraedro regular fuese dibujado en la esfera que inscribe la

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