Johannes Kepler

Universellement connu pour les trois lois planétaires qui portent son nom, Kepler a aussi marqué l'optique. On peut donc le considérer comme fondateur de deux branches de la science.

Fils d'un bourgmestre ayant des prétentions à la noblesse, Johannes Kepler naît en 1571 à Weil der Stadt. Son père, ruiné à la suite d'une banqueroute, le retire de l'école et l'oblige à travailler dans un cabaret. Mais l'affaire ne prospère pas. Ainsi son père s'engage-t-il dans l'armée autrichienne, et disparaît laissant la famille dans la détresse. Johannes Kepler est donc élevé par le grand-père maternel qui l'oblige à travailler, le bat et le martyrise. La mère de Kepler, analphabète, dure et tracassière, préfère nettement ses autres enfants, car Johannes est malingre, souvent malade, myope et souffre de vision multiple. Johannes vit très mal cette situation et sa seule satisfaction vient à 13 ans lorsqu'il intègre l'une des écoles que le duc du Wurtemberg avait ouvert pour former le clergé après la Réforme. Il y devient l'élève de Michel Maestlin (1150-1631) qui aura une forte influence sur sa personnalité : non seulement ce maître l'intéresse aux thèses coperniciennes mais devient aussi un fidèle ami.

Après sa formation, Kepler souhaite devenir pasteur protestant. Mais ses doutes sur la prédestination le rendent suspect et on préfère donc lui proposer le poste de Mathematicus à l'école protestante de Graz en Styrie. Cette charge comprend à la fois l'enseignement de l'astrologie mais aussi la confection d'horoscopes. La première année Kepler fait deux prédictions réussies : la rigueur de l'hiverhiver et l'invasion de l'Autriche par les Turcs. Il devient donc un astrologue renommé.

Pendant son séjour à Graz, Kepler écrit le Mysterium Cosmographicum, mélange de copernicanisme et de mysticisme, où il postule que les dimensions du système solairesystème solaire sont parfaites. Peut-on en effet, se demande-t-il, imaginer que Dieu, qui est un être parfait, puisse bâtir un monde non parfait ? Il se pose également une deuxième question : pourquoi existerait-il seulement six planètes et cinq solidessolides parfaits. Cette deuxième question se justifie car à son époque on ne connaissait pas ni NeptuneNeptune, ni UranusUranus ni PlutonPluton, et les cinq solides parfaits sont ceux de Platon, le tétraèdre, le cube, l'octaèdre, le dodécaèdre et l'icosaèdre. A partir de ces deux considérations mystiques, Kepler se persuade que le SoleilSoleil est centre du monde, que l'orbiteorbite de la planète la plus proche du centre, MercureMercure, est une sphère inscrite dans le premier solide parfait. Ce solide est à son tour inscrit dans une deuxième sphère, qui n'est autre que l'orbite de VénusVénus. Et ainsi de suite. On voit bien donc que six planètes ne créent que cinq intervalles.

Une fois qu'il établit cette théorie, Kepler a besoin d'au moins une distance, par exemple celle de la Terre au Soleil ou de la Terre à Mars, pour calculer les autres dimensions du système solaire et obtenir ainsi le « secret du monde ». Voici le terrain mystique où il puisera la force pour produire le travail titanesque nécessaire à l'établissement de ses lois. Kepler est donc, comme le dit Alexandre Koyré, un Janus bifronts, une face tournée vers le mysticisme et une autre vers la science moderne dont il est l'un des fondateurs.

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Pour obtenir cette distance si indispensable, Kepler se mettra au service du plus grand observateur à l'oeil nu de son époque, et probablement aussi de tous les temps, Tycho Brahe (1546-1601). Ce dernier décède presque aussitôt laissant à Kepler ses mesures et son poste de MathématicienMathématicien Impérial auprès de l'empereur Rodolphe II. Comme Tycho, Kepler est chargé par ce souverain d'établir de nouvelles tables planétaires, qui verront le jour en 1627, donc bien après la mort de l'empereur, mais qui seront malgré tout dénommées « Tables Rudolphines ».

Il a fallu huit ans de calcul acharné à Kepler pour trouver les deux premières lois planétaires, publiées en 1609 dans l'Astronomie Nouvelle. Le plus redoutable des obstacles est psychologique. Kepler détaille dans ce livre sa résistancerésistance inconsciente à toute solution qui ne fût pas circulaire et uniforme pour les orbites planétaires. Il nous raconte même ce moment émouvant et pathétique où l'évidence s'impose à lui, où il découvre qu'elles sont non seulement elliptiques mais également non uniformes. Il s'exclame alors : « J'ai nettoyé les écuries d'Augias ! ». /q>>/>/q>La troisième loi de Keplertroisième loi de Kepler sera publiée dans l'Harmonie du Monde en 1619, et on ignore comment il l'a trouvée.

En sa qualité de Mathématicien Impérial Kepler joue un rôle important dans la défense de GaliléeGalilée en 1610, après que ce dernier ait découvert les satellites de JupiterJupiter. Et pourtant Galilée n'avait cessé de mépriser Kepler en raison de son mysticisme, bien loin de la rationalité de Galilée. C'est en voulant expliquer la lunette de Galilée (dont l'objectif est une lentillelentille convergente et l'oculaireoculaire divergente) que Kepler publie un fascicule, Compléments à Vitelion, où il explique la formation de l'image sur la rétinerétine et défend l'idée d'une meilleure lunette (dont l'objectif est une lentille convergente et l'oculaire également convergente). Cet ouvrage est considéré par certains comme fondateur de l'optique.

La vie de Kepler est une succession de drames : toutes les tragédies d'une époque d'intolérance affectent son existence, notamment celle qui va de 1618 à 1648, connue comme la Guerre de Trente Ans, où un tiers de la population d'Europe Centrale a été tuée ou déplacée. Non seulement Kepler doit déployer d'immenses efforts pour sauver sa mère du bûcher, accusée de mauvais œilœil et de sorcellerie, mais il meurt en 1630 dans le dénuement matériel le plus extrême en raison de la mévente des Tables Rudolphines, et sans recevoir les derniers sacrements. Le pasteur luthérien les lui a refusées car il n'avait pas auparavant voulu condamner les calvinistes.

Lectures complémentaires en français.

Il y a de très nombreux ouvrages, signalons uniquement ces trois :

- KOESTLER Arthur, Les Somnambules, Calmann Levy, 1960 ;
- SIMAAN ArkanSIMAAN Arkan et FONTAINE Joëlle, L'Image du Monde des Babyloniens à NewtonNewton, Adapt Editions, 1999 ;
- SIMON Gérard, Kepler AstronomeAstronome Astrologue, Gallimard, 1960.