ヨハネス・ケプラーは、神聖ローマ帝国の小さな帝国自由都市ヴァイル・デア・シュタットで、ハインリヒ・ケプラーとカタリーナ・グルデンマンの子として生まれた。虚弱な体質と波乱の家庭環境は彼の規律を形づくり、初期の教育は並外れた数学の才能を明らかにした。

ヴュルテンベルクで幼少期を過ごした彼は、一五七七年の大彗星を見物に連れて行かれ、当時広く議論されたその現象は古いアリストテレス的な見方に疑問を投げかけた。その光景と後年の食の経験は、天が物理的実在であるという生涯にわたる関心を呼び起こした。

ケプラーはアーデルベルクの修道院学校で、厳格なルター派の教育課程に入った。そこではラテン語、論理学、数学が中心で、聖職者を育てるための体系でありながら、後の天文学に生きる精密な推論力も鍛えられた。

テュービンゲン大学でケプラーは神学と数学を学び、ミヒャエル・メストリンから高度な天文学を学んだ。メストリンは内密に地動説を教えており、ケプラーは太陽中心の宇宙こそ幾何学的な優美さに最も合致すると確信するようになった。

ケプラーはグラーツのルター派学校で数学教師となり、シュタイアーマルクの州数学官としての職も引き受けた。当時の数学者に求められた暦や占星術予報を作成しつつ、より深い宇宙論的問いを静かに追究した。

彼は『宇宙の神秘』を刊行し、当時知られていた惑星の間隔が入れ子状の正多面体と神的幾何に対応するという構想を示した。モデル自体は誤りだったが、地動説を公に大胆に擁護したことで、彼はヨーロッパの学術的な交流網へと迎え入れられた。

内オーストリアでプロテスタントとカトリック当局の対立が激化するなか、ケプラーは未亡人のバルバラ・ミュラーと結婚した。家族の責任と政治的圧力は安定した研究を難しくしたが、彼は執筆と主要な天文学者との書簡交流を続けた。

ティコ・ブラーエに招かれ、ケプラーは当時ヨーロッパ最高水準の精密な惑星観測値を得るために旅立った。協力関係はぎくしゃくしたものの、火星のデータへのアクセスは、のちに彼の新しい惑星理論の決定的な経験的基盤となった。

ティコ・ブラーエの死後、皇帝ルドルフ二世はケプラーを皇帝付数学官に任命し、天体表の作成と宮廷業務の公式責任を与えた。彼はティコの観測遺産を引き継ぐと同時に、生の測定値を予測可能な天文学へと仕上げる義務を負った。

ケプラーはプラハから見えた一六〇四年のまばゆい「新星」を詳細に研究し、後にそれはケプラーの超新星として知られるようになった。彼はその振る舞いを記録し、恒星の領域にあると論じることで、天は不変で完全だという主張を揺るがす一助となった。

ティコの火星観測を執拗に検討した結果、ケプラーは円軌道では必要な精度でデータに合わないと結論した。火星が太陽を焦点の一つとする楕円を描くこと、そして惑星が等しい時間に等しい面積を掃くことを見いだした。

『新天文学』でケプラーは、ティコ・ブラーエの測定に基づき、天体の原因を物理的に捉える視点から惑星運動の最初の二法則を提示した。幾何学と観測を結びつけた緻密な論証は、近代天体力学への転換点となった。

ケプラーの『屈折光学』は、レンズが像を結ぶ仕組みを説明し、ケプラー式望遠鏡の設計に関わる光学を記述した。彼の分析は天文学と視覚の生理を結びつけ、後の器械製作者や天文学者に広く採用される道具と概念を提供した。

政治的不安と三十年戦争へ向かう危機の高まりは、ケプラーにリンツへの移住を強いた。そこで彼は上オーストリアの州数学官として働きながら、惑星表の長期計画と数学的著作を継続した。

恐怖と宗派的暴力が渦巻く中、カタリーナ・ケプラーは魔女の疑いをかけられ、ヨハネスは綿密な法的弁護に乗り出した。彼は論点を起草し、嘆願を取りまとめ、地方裁判所を渡り歩いて、長期の投獄の末に母の解放を勝ち取る助けとなった。

『世界の調和』でケプラーは、宇宙が数学的な調和を表すという考えを追究し、音楽、幾何学、天文学を結びつけた。彼は公転周期と太陽からの距離を関係づける第三法則を発表し、単純でありながら強大な予測力をもつ比例関係を示した。

ケプラーは『ルドルフ表』を刊行し、従来の表を大きく上回る精度で惑星位置を与える計算上の大業を成し遂げた。ティコ・ブラーエのデータとケプラーの法則に基づくこの表は、航海、暦法、天文予報に不可欠となり、ヨーロッパ全土で用いられた。

ケプラーは長らく遅延していた支払いの交渉と、三十年戦争の苦境下での支援確保のためにレーゲンスブルクへ向かった。彼はそこで病に倒れて死去し、その業績は後にアイザック・ニュートンが天上と地上の物理を統一するための礎となった。