Читать книгу Physik - Michael Eckert - Страница 12

Auch wenn es nach dem 5. Jahrhundert vor Christus manche physikalische Einzelerkenntnisse in der antiken Naturwissenschaft gibt, in der Optik, in der Akustik, so verbinden wir das Entstehen von spezifisch physikalischen Denken in der Antike meist mit der Entstehung der Atomlehre ab Leukipp im 5. Jahrhundert vor Christus. Er ist uns vor allem durch seinen Schüler Demokrit überliefert. Demokrit, aus der Handelsstadt Abdera in Thrakien ist reich, umfassend gebildet und weit gereist. Er verfasst zahlreiche Schriften, die uns jedoch nur in einzelnen Fragmenten erhalten sind. Die gesamte Natur besteht nach ihm aus materiellen kleinsten unteilbaren Teilchen (atomos) und aus der Leere. Sogar das Denken und die Seele sind aus Atomen zusammengesetzt. Diese sind unterschiedlich nach Gestalt und Größe. Hatte Anaxagoras noch geglaubt, durch Experimente mit dem Wasser heber bewiesen zu haben, dass es kein Vakuum geben kann, so genannte leere Gegenstände seien mit Luft gefüllt, so wird das jetzt bestritten. Die Leere sei für die Bewegung der Atome notwendig. Die Seele etwa besteht aus feinen, glatten und runden Atomen, ähnlich denen des Feuers. Die Atomisten also sind Mate rialisten. Demokrit versteht die Vielfalt der Welt wie die Vielfalt der Schrift: Atome würden sich unterscheiden wie Buchstaben, in Form, Anordnung und Stellung.

Die Atomisten haben wahrscheinlich Plato beeinflusst, der diese Lehre aber ins Mathematisch-Nichtmaterielle wendet. Ideen sind für ihn das Wesentliche, Ursprüngliche. Ideen verhalten sich zur Mathematik, wie die Sinnendinge zu Schatten oder Spiegelungen auf der Wasserfläche. Sinnendinge sind also Reales, aber Erkenntnis muss sich über die Mathematik den Ideen annähern. Sein Höhlengleichnis wird in der modernen Physik ab dem 19. Jahrhundert berühmt: Wir sitzen gefangen in einer Höhle und starren auf eine Wand, auf der die Schatten von Ereignissen spielen, die uns ein Feuer projiziert, das hinter unserem Rücken brennt.

Nach Plato kann man grundlegende Ideen aus der Mathematik erschließen, etwa die vier Elemente, die er von Empedokles übernimmt. Sie entsprechen vieren der fünf möglichen regulären (also nur aus einer einzigen Art regulärer Vielecke bestehenden) Polyeder. Der Würfel entspricht dem Element Erde (die er übrigens schon als Kugel ansieht). Er ist am besten lückenlos zu packen, mit der festesten Grundfläche, am unbeweglichsten. Ikosaeder (Wasser) und Oktaeder (Luft) sind ähnlich der Erde, aber beweglicher. Das Tetraeder (Feuer) ist am kleinsten, mit den schärfsten Spitzen und am leichtesten beweglich.

Diese Polyedereinheiten setzt Plato nun noch aus Oberflächendreiecken zusammen und erschließt daraus weitere Eigenschaften. Jede Würfelfläche teilt er in gleichschenklig-rechtwinklige Dreiecke. Bei Wasser, Luft und Feuer gibt es ganz andere Dreiecke (90°-60°-30°). Daraus folgt etwa, dass Erde nicht in die anderen Elemente verwandelbar ist. Metalle, da verflüssigbar, müssen also festes Wasser sein. Da zwei Wasserpartikel 40 Dreiecke (90°-60°-30°) enthalten, entsprechen sie fünf Luftpartikeln mit ebenfalls 40 Dreiecken dieser Art. Wasser dehnt sich also bei Verdampfen aus. Der fünfte reguläre Polyeder, der Dodekaeder, wird nur kurz erwähnt, möglicherweise als Bild des gesamten Weltalls verstanden.

Geometrie wird mit Plato eine wichtige Grundlage wissenschaftlichen Denkens, noch vor dem Höhepunkt der Geometrie als axiomatischer Wissenschaft mit Eudoxos und insbesondere Euklid im 4. Jahrhundert vor Chris tus. Aristoteles opponiert gegen diese Auffassung heftig. Mathematik erkenne nur Nebensächliches der Subjekte und ihrer Eigenschaften, etwa die Ortsbewegung.

JT

Ikosaeder (a), Oktaeder (b), Würfel (c), Tetraeder (d) auf Zeichnungen von Leonardo da Vinci.