Johannes Kepler: Porodník nové vědy a objevitel řady důležitých zákonů (1.)
Bystrý úsudek a mimořádný talent pro matematiku, astronomii, optiku i astrologii. Na druhou stranu nezdravá ctižádostivost a podlézavost či nevypočitatelná povaha. Johannes Kepler – autor zákonů popisujících pohyb planet kolem Slunce – byl patřičně kontroverzní osobností
Přelom 16. a 17. století se stal střetem dvou myšlenkových systémů a současně dvou náboženských doktrín oděných v brnění. Energie uvolněná srážkou těchto mas otřásla tehdejší Evropou a natrvalo změnila její tvář. A uprostřed zmíněné kolize stál Johannes Kepler, který viděl zrod nové doby a jako dobrý porodník jí pomohl na svět.
Budoucí geniální astronom se narodil tři dny po Štědrém večeru roku 1571 ve Weil der Stadt poblíž Stuttgartu. Zatímco jeho dědeček byl váženým mužem a dotáhl to až na starostu města, o otci se nic podobného říct nedalo. Notorický piják a hráč Heinrich Kepler si vybral povolání příhodné pro svou dobu – stal se žoldnéřem. O jeho pozdějším osudu se mnoho neví, patrně zahynul v Nizozemí. Chlapcova matka Katharina Guldenmannová provozovala hostinec (byla ostatně dcerou hostinského) a přivydělávala si hádáním z karet. Svému muži porodila ještě další dva syny a dceru, přesto manželství nebylo příliš šťastné. V soukromých poznámkách, jimiž v dospělosti obohatil rodinný horoskop, popisoval Johannes otce jako hrubého a hádavého ignoranta a matku, drobnou a nervózní ženu, přinejlepším jako „všeobecně nepříjemnou“.
Excelentní matematik i teolog
Od přírody velmi křehký a jemný Kepler trpěl mnoha zdravotními obtížemi, jako byly horečky a nechutenství, které se v pozdějším věku staly jeho nepříjemnými a stálými společníky. Neštovice mu pak těžce poškodily ruce a oči a kromě krátkozrakosti ho jeho levé oko navíc „oblažovalo“ zdvojenými obrazy. Navzdory tělesné slabosti se však rád toulal po zarostlých stezkách a úbočích kopců, přičemž mu tato záliba vydržela až do smrti. Jakkoliv byl Johannes znevýhodněn pro fyzickou práci nebo vojenské řemeslo, projevoval se jako bystré dítě s mimořádným nadáním pro matematiku. V roce 1577, tedy v šesti letech (!), ovšem zahlédl Velkou kometu a o tři roky později jej na nebi fascinovalo zatmění Měsíce – a o jeho budoucnosti tak bylo rozhodnuto.
V té době v Německu neexistovalo oficiální státní vzdělání a každou z dostupných škol – ať už katolickou, nebo protestantskou – spravovala církev. Kepler jako oddaný protestant prošel latinskou školou a dvěma semináři. Roku 1589 se zapsal do semináře luteránské Tübigenské univerzity, přičemž peníze získal z knížecího grantu. Od pilného a bystrého studenta se očekávalo, že se stane učitelem či státním úředníkem, mladý Johannes se však rozhodl pro teologii. Již tehdy se u něj také projevovala touha po poznání nebes a volný čas vyplňoval pozorováním hvězdné oblohy.
Kepler exceloval jako matematik i teolog, ale kromě přirozené inteligence a zvídavosti měl rovněž notnou dávku štěstí. Na univerzitě potkal Michaela Maestlina, intelektuála, kněze a především znalce astronomie, který se stal pro mladého studenta bezedným zdrojem informací a rad. K formování Keplerova charakteru značně přispěla jeho víra ve správnost Kopernikovy teorie, podle níž nepředstavovala střed vesmíru Země, ale Slunce.
Ve své době šlo přitom nejen o revoluční, ale především o rouhačskou myšlenku. Ačkoliv svoji domněnku publikoval polský astronom třicet let před Keplerovým narozením, její pozdější veřejné hlásání znamenalo přinejmenším zesměšnění a konec akademické kariéry, v horším případě pak církevní tribunál a požadavek na odvolání – jak se o tom přesvědčil i jiný velikán vědy a Johannesův současník Giordano Bruno, jenž skončil na hranici. Další Ital, mnohem umírněnější Galileo Galilei, z celé věci vyšel jen s domácím arestem a zákazem šíření teorie heliocentrismu. Maestlin se neodvážil své názory publikovat veřejně a probíral je pouze se svými přáteli, mimo jiné také s Keplerem.
Tajemství vesmíru
Šestnácté století bylo stejně revoluční jako Kopernikova heliocentrická teorie. Po téměř 500 letech zakonzervovaných sociálních vztahů, na kterých feudalismus stál, se evropský svět pohnul. Co načala italská renesance, dokončil německý kazatel Martin Luther. Vynález knihtisku zrušil církevní monopol na drahé iluminované manuskripty a kromě Bible, kterou náhle mohl vlastnit každý trochu zámožnější člověk, zasypaly Evropu „podvratné“ myšlenky kritiků církve. Roku 1517 přibil Luther na vrata kostela svých devadesát pět tezí, jež odsuzovaly především praktiku odpustků, tedy odpouštění hříchů za peníze. Bible pak také měla být jediným a pravým zdrojem boží milosti a osvícení bez nutných prostředníků. A ve světě, kde ji mohl vlastnit téměř každý, nebylo nutné za odpustky platit.
V třiadvaceti letech už měl Kepler jednoznačně našlápnuto ke skvělé akademické kariéře. Ještě během studií mu nabídli místo učitele matematiky na malé protestantské škole ve Štýrském Hradci. I přes touhu stát se teologem nabídku přijal a vydržel učit šest let. Přitom také rozpracoval a dokončil první veřejnou obhajobu Kopernikova systému Mysterium cosmographicum neboli Tajemství vesmíru, načež ji rozeslal všem astronomickým veličinám své doby a známým patronům nauk, a dal tak o sobě akademické obci patřičně vědět.
Bůh v kosmickém středu
Během přednášky o konjunkci Jupitera a Saturnu v roce 1595 měl zjevení. Podobně jako mnoha velkým vědcům před ním i po něm mu jakási božská síla vložila do hlavy kompletně nový názor na staré věci a pomohla mu vytvořit revolučně jiný pohled na planetární systém, jenž později vešel ve známost jako první Keplerův zákon.
Podle zmíněné teze obíhají nebeská tělesa okolo Slunce po mírně eliptických drahách. Za touto jednoduchou poučkou se skrývá intenzivní přemýšlení a – popravdě – hodně fantazie. Jako základ posloužila Keplerovi Euklidova geometrie a její tvary „perfektního“, tzv. platonského tělesa. Jedná se o mnohostěn, z jehož vrcholu vychází stejný počet hran, které tvoří pravidelné mnohoúhelníky (krychle, osmistěn atd.). Kepler přiřadil oběžné dráze každé tehdy známé planety jeden z těchto dokonalých tvarů a ustanovil tak jejich vzdálenost od Slunce, čímž získaly ve vesmíru své pevné, a přesto dynamické místo. Až potud šlo o spekulaci.
Když si pak astronom o čtyři roky později přečetl průlomovou práci Angličana Wiliama Gilberta zabývající se magnetismem, všechno do sebe zapadlo. Už dříve předpokládal, že Slunce pohybuje planetami pomocí jakési „vnitřní síly“. Nyní bylo zřejmé, že touto silou je magnetismus. Po aplikaci na oběžné dráhy se náhle jasně ukázalo, že vesmír tvoří systém těles, jež se navzájem přitahují. Předpoklad, že v astronomii lze použít poznatky z fyziky, byl ve své době naprosto průlomový. A pak už zbýval jen krůček k formulaci obecné teorie přitažlivosti Isaaca Newtona, publikované téměř šedesát let po Keplerově smrti.
Dokončení: Johannes Kepler: Porodník nové vědy a objevitel řady důležitých zákonů (2.)
Pro budoucí „hvězdu astronomie“ však objev neznamenal zrod mrtvého, mechanického kosmu. Ve svém teologickém zápalu vložil do středu vesmíru Boha, jenž ovlivňoval každý aspekt této dokonalé architektury. Krátce řečeno – kosmos představoval obraz Všemohoucího a přírodní zákony měly odrážet zákony ještě vyšší, duchovní. Zmíněný přístup pak Kepler prohluboval v každé ze svých následujících knih.
Tři základní zákony pohybu nebeských těles:
- Planety obíhají kolem Slunce po eliptických drahách, v jejichž společném středu se nachází Slunce.
- Přímka spojující Slunce s planetou opíše za stejný čas také stejně velkou plochu.
- Poměr druhých mocnin oběžných dob dvou planet je stejný jako poměr třetích mocnin jejich velkých poloos (středních vzdáleností těchto planet od Slunce).