Fast alle wissenschaftlichen Forschungen Keplers haben einen philosophischen Hintergrund, und viele seiner philosophischen Fragen finden ihre endgültige Antwort, auch wenn sie von wissenschaftlichem Interesse sind, im Bereich der Theologie. Aus einer sehr modernen Perspektive kann Keplers erkenntnistheoretisches Denken in vier verschiedenen Punkten unterschieden werden: Realismus, Kausalität, seine Philosophie der Mathematik und sein besonderer Empirismus.
Realismus
Der Realismus ist ein konstanter und integraler Bestandteil von Keplers Denken, der sich von Anfang an auf subtile Weise manifestiert. Der Grund dafür ist, dass sein Realismus immer Hand in Hand mit seiner Verteidigung des kopernikanischen Weltbildes geht, die aus seinen ersten öffentlichen Reden und Veröffentlichungen hervorgeht.
Viele von Keplers Gedanken zur Erkenntnistheorie finden sich in seiner Verteidigung des Tycho gegen Ursus oder Against Ursus (=CU), einem Werk, das aus der polemischen Grundlage, dem Plagiatsstreit zwischen Nicolaus Raimarus Ursus (1551-1600) und Tycho Brahe, entstanden ist: Kausalität und Physikalisierung astronomischer Theorien, das Konzept und der Status astronomischer Hypothesen, die Kontroverse zwischen Realismus und Instrumentalismus, seine Kritik am Skeptizismus im Allgemeinen, die erkenntnistheoretische Rolle der Geschichte, usw. Es handelt sich um eines der wichtigsten Werke, die jemals zu diesem Thema geschrieben wurden, und es wird manchmal mit Bacons Novum organum und Descartes‘ Diskurs über die Methode (Jardin) verglichen.
Die zugrundeliegenden erkenntnistheoretischen Bedenken können mutatis mutandis mit den zeitgenössischen Debatten über den wissenschaftlichen Status astronomischer Theorien verglichen werden (allerdings wäre es, wie Jardine hervorgehoben hat, sinnvoller, Keplers CU eher als ein Werk gegen den Skeptizismus zu lesen als im Kontext der modernen Realismus/Instrumentalismus-Debatte). Für Pierre Duguem (1861-1916) beispielsweise repräsentiert die Position von Andreas Osiander, die Ursus übernommen hat und die laut Duguem von Kepler in seiner MC naiv kritisiert wurde, den modernen Ansatz, der als „Instrumentalismus“ bezeichnet wird. Nach dieser erkenntnistheoretischen Position, die Duguem selbst vertritt, sollten wissenschaftliche Theorien nicht eng mit den Begriffen Wahrheit und Falschheit verbunden sein. Hypothesen und wissenschaftliche Gesetze sind nichts anderes als „Werkzeuge“ zur Beschreibung und Vorhersage von Phänomenen (seltener zu deren Erklärung). Physikalische Theorien dienen nicht dazu, kausale Erklärungen anzubieten oder die Ursachen von Phänomenen zu erforschen, sondern lediglich dazu, sie darzustellen.
Kausalität
Die Realität der astronomischen Hypothesen – und damit die Überlegenheit des kopernikanischen Weltsystems – implizierte eine physikalische Formulierung der astronomischen Theorien und damit auch eine Betonung der Kausalität. Trotz Keplers Kritik an Aristoteles kann dieser Aspekt tatsächlich als eine Verwirklichung des alten aristotelischen Wissensideals auf dem Gebiet der Astronomie betrachtet werden: „Wissen“ bedeutet, die Ursachen der Phänomene zu verstehen.
So ist „Kausalität“ zum einen ein Begriff, der die allgemeinste Vorstellung von „wahrer wissenschaftlicher Erkenntnis“ impliziert, die jede Untersuchung leitet und anregt. In diesem Sinne hatte Kepler bereits in seiner MC eine kausale Untersuchung begonnen, indem er nach der Ursache für die Anzahl, Größe und „Bewegungen“ (= Geschwindigkeit) der Himmelskugeln fragte.
Andererseits impliziert „Kausalität“ für Kepler, entsprechend der aristotelischen Auffassung von Naturwissenschaft, eine bestimmte „physikalische Ursache“, eine aktive Ursache, die Bewegung erzeugt oder dafür verantwortlich ist, einen Körper in Bewegung zu halten. Originell und typisch für Keplers Herangehensweise ist jedoch die Entschlossenheit, mit der er davon überzeugt war, dass das Problem der äquipotentiellen astronomischen Hypothesen gelöst werden könnte, und infolgedessen die Einführung des Kausalitätskonzepts in die Astronomie, eine traditionell mathematische Wissenschaft. Dieser Ansatz findet sich bereits in seiner MC, wo er zum Beispiel die Entfernungen der Planeten mit der von der Sonne ausgehenden Kraft in Beziehung setzt, die proportional zur Entfernung jedes Planeten bis zur Sphäre des Planeten abnimmt.
Philosophie der Mathematik
Neben seiner originellen Begabung ist klar, dass Kepler schon in seinen frühen Jahren in Tübingen mathematisch geschult wurde. Zumindest offiziell lassen sich seine Tätigkeiten in Graz, Prag, Linz, Ulm und Sagan als typische Berufe eines Mathematikers im weitesten Sinne bezeichnen, d.h. sie umfassten Astrologie und Astronomie, theoretische Mechanik und Pneumatik, Metrologie und alle Themen, die in irgendeiner Weise mit Mathematik in Verbindung gebracht werden konnten. Neben den Bereichen Astronomie und Optik, in denen die Mathematik in vielfältiger Weise angewandt wird, leistete Kepler originelle Beiträge zur Logarithmentheorie und vor allem zu seinem Lieblingsgebiet, der Geometrie. Angesichts seiner natürlichen Begabung und seines Talents sowie der Bedeutung der Mathematik, insbesondere der Geometrie, für sein Denken ist es nicht verwunderlich, dass sich in seinen Werken zahlreiche Passagen finden, in denen er seine Philosophie der Mathematik formuliert. Keplers Hauptaussage zu diesem Thema findet sich jedoch in seiner HM, einem Werk, in dem die ersten beiden Bücher rein mathematischen Inhalts sind. Wie er selbst sagt, spielte er in der HM die Rolle „nicht eines Geometers in der Philosophie, sondern eines Philosophen in diesem Teil der Geometrie“.
Während in philosophischen Fragen der Mathematik Proklos und Platon die wichtigsten Inspirationsquellen für Kepler waren, betrachtete er Platon und Aristoteles nicht immer als völlig entgegengesetzt, da letzterer – in Keplers Interpretation – auch „die gewisse Existenz mathematischer Entitäten“ anerkannte. Seine mathematischen Untersuchungen in der HM verstand Kepler weitgehend als Erweiterung von Euklids Elementen, insbesondere der dortigen Analyse der Irrationalität. Der zentrale Begriff, den er hier entwickelt, ist die „Konstruktivität“. Nach Kepler muss jeder Wissenszweig prinzipiell auf die Geometrie reduzierbar sein, wenn er als Wissen im strengen Sinne akzeptiert werden soll (obwohl diese Bedingung im Falle der Physik, wie AN betont, nur eine notwendige, nicht aber eine hinreichende Bedingung ist). So waren die neuen Prinzipien, die er im Laufe der Jahre in der Astrologie entwickelte, geometrisch. Ähnlich verhält es sich mit den Grundbegriffen der Harmonie, die nach Kepler auf die Geometrie reduziert werden können. Natürlich ist nicht jede geometrische Aussage gleich relevant und gleich grundlegend. Besonders grundlegend sind für Kepler die geometrischen Gebilde, Prinzipien und Aussagen, die sich im klassischen Sinne, d.h. nur mit Lineal (ohne Maßeinheiten) und Zirkel, konstruieren lassen.
