Galileo und die Geburt der modernen Wissenschaft

Galileo demonstriert die neuen astronomischen Theorien an der Universität von Padua, von Félix Parra, 1873, via fineartamerica.com; mit Diagramm der Planeten, von De Revolutionibus, von Nicholas Copernicus, 1543, über die University of Warwick

Historiker und Wissenschaftsphilosophen sind sich unbestritten darüber einig, dass Galileo der Meilenstein für die Geburt der modernen Wissenschaft war, was ihn auf eine Liste großer wissenschaftlicher Denker vom antiken Griechenland bis zu Kopernikus gesetzt hat. Das lernen Kinder heute erst in der Schule, wenn sie an Naturwissenschaften herangeführt werden. Keinem anderen Wissenschaftler wurden für seine Leistungen so viele Vatertitel verliehen, z.B. Vater des Teleskops, des Mikroskops, des Thermometers, der experimentellen Physik, der wissenschaftlichen Methode und überhaupt der modernen Wissenschaft selbst (als Albert Einstein selbst gesagt).

Aber was sind die Argumente für diese Behauptungen, und was waren die von Galileo geschaffenen Prämissen, die einen radikalen Wechsel zu einer neuen Wissenschaft bewirkten? Wir werden sehen, dass die Argumente nicht nur wissenschaftlicher, sondern auch philosophischer Natur sind und die Prämissen im spirituellen und sozialen Kontext des 16. bis Mitte des 17. Jahrhunderts verankert sind.

Von der antiken philosophischen Wissenschaft zu Galileis wissenschaftlicher Philosophie

Die Schule von Athen , von Raffael , gemalt zwischen 1509-151, über die University of St. Andrews

Eine Mehrheit der Interpreten von Galileis Werk betrachtet seine Motivationen und Absichten in Bezug auf eine Methodik, die einer älteren Form der Wissenschaft verwandt ist. Die Wissenschaft der antikes Griechenland entsprach nicht mehr dem neuen Erkenntnisstand der Zeit und wurde durch neue experimentelle Beobachtungen verfälscht.

Die geozentrischen und frühen heliozentrischen Modelle aus der antiken und mittelalterlichen Astronomie wurden durch empirische Beobachtungen entkräftet, die durch neu erfundene ermöglicht wurden Instrumente (eines davon war Galileos Teleskop) im 17. Jahrhundert. Neue theoretische Modelle und Berechnungen entkräfteten alte kosmologische Modelle, insbesondere den mathematischen Heliozentrismus von Copernicus, der bald zur vorherrschenden wissenschaftlichen Ansicht über die Makrostruktur des Universums wurde.

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Diese wissenschaftlichen Versuche, den Platz der Erde im Universum zu beschreiben, welche wissenschaftlichen Methoden auch immer verwendet wurden, stammen noch aus der antiken philosophischen Wissenschaft, die nicht nur nach dem Universum und seinen Gesetzen fragte, sondern auch danach, wie die menschliche Vernunft sie entdecken kann.

Galileo demonstriert die neuen astronomischen Theorien an der Universität von Padua , von Felix Parra , 1873, über fineartamerica.com

Nichtsdestotrotz ist die altgriechische kontemplative oder spekulative Philosophie ganz besonders Aristoteles ’s Physik, wurden damals nicht mehr als gültige Grundlagen der Wissenschaft angesehen. In der Antike wurde der Begriff Philosophie verwendet, um etwas zu bezeichnen, was wir heute Wissenschaft nennen, oder die Beobachtung und das Experimentieren mit der Natur, und die beiden Begriffe Wissenschaft und Philosophie wurden bis ins Spätmittelalter synonym verwendet. Die scharfe Unterscheidung zwischen den Bedeutungen der beiden Begriffe wurde mit der kopernikanischen Revolution und den wissenschaftlichen Errungenschaften Galileis deutlich.

Es gab nicht nur neue technologische Entwicklungen, die das Experimentieren und Beobachten der Natur beinhalteten, die die alte Wissenschaft als ungenau abtaten, sondern es gab auch eine aufkommende Art von Spiritualität, die die menschliche Vernunft beeinflusste. Die theistischen Elemente der antiken griechischen Philosophie und die spätere mittelalterliche dogmatische Lehre und der Zwang der Kirche standen im Widerspruch zu der für die Entwicklung der Wissenschaft erforderlichen Gedankenfreiheit. Es war ein Zeitalter, in dem die Menschen begannen, die Autorität theologischer Wahrheiten in Bezug auf die Gedankenfreiheit in Frage zu stellen, wobei Wissenschaftler an der Spitze dieser spirituellen Entwicklung standen.

Die Wissenschaftler des 17. Jahrhunderts haben die antike Philosophie jedoch nicht vollständig verworfen. Sie stützten sich weiterhin auf Konzepte, Ansichten und Theorien aus frühen Formen der theoretischen Philosophie, wie z Die Logik des Aristoteles oder Platons Metaphysische Theorie der Formen. Sie fanden, dass solche Elemente nützliche Werkzeuge sind, um Wissenschaft von außen zu untersuchen, in Bezug auf ihren konzeptionellen Rahmen, ihre Grundlage und Methodik. Und – zusammen mit diesem analytischen Ansatz – kamen sie zu dem Schluss, dass die mathematische Notwendigkeit etwas ist, das in der Verfassung der Wissenschaft nicht fehlen darf, und dass die Wahrheiten der Wissenschaft eng mit den Wahrheiten der Mathematik verbunden sind.

Der Einfluss der Renaissance auf Galileo

Die Geburt der Venus , von Sandro Botticelli , 1485, über die Uffizien

Das Renaissance war die Zeit, in der der Mensch neue Beziehungen zur Umwelt aufbaute und in der sich der Einzelne geistig immer mehr zu einem von seiner Gemeinschaft unabhängigen Menschen entwickelte. Die Menschen nahmen an Aktivitäten und Disziplinen teil, nicht als Teil einer einsamen Frömmigkeit, wie es die Kirche wollte, sondern als Teilhaber an der Gesamtheit der Welt.

Diese spirituellen Prinzipien spiegeln sich in der galiläischen Wissenschaft wider und waren eine Grundlage für die wissenschaftliche Wahrheit, die Galileo suchte und durch seine für damalige Zeit revolutionäre Methodik entwickelte. Die moderne Wissenschaft erfordert eine solche Spiritualität. Es gab zwei Vertreter der Renaissance, die Galileo spirituell beeinflussten: nämlich Nikolaus Cusanus und Leonardo da Vinci (Cassirer, 1985).

Leonardo da Vinci , Kupferstich von Cosmomo Colombini nach Da Vinci , über das Britische Museum

Nicholas Cusanus, ein deutscher Philosoph, Mathematiker, Astronom und Jurist, lieferte die erste metaphysische Interpretation des Universums mit einer logischen Natur, als eine konkrete (unendliche) Gesamtheit endlicher Naturen. In seiner Unendlichkeit erscheint das Universum Gott ähnlich, aber gleichzeitig im Gegensatz zu Ihm, weil die Unendlichkeit des Universums relativ zu den Grenzen ist, die durch den menschlichen Verstand und die Sinne auferlegt werden, während die von Gott es nicht ist; das Universum ist eine Einheit in Pluralität, und Gott ist eine Einheit ohne und jenseits von Pluralität (Bond, 1997).

Die Berühmten Leonardo da Vinci , wiederum, von Cusanus beeinflusst, wollte die Welt verstehen, um sie sehen zu können, und wollte sie zugleich sehen, um zu verstehen ( wissen, wie man sieht ). Er konnte ohne Verstehen nicht wahrnehmen und konstruieren und für ihn waren Theorie und Praxis voneinander abhängig. Leonardo da Vinci suchte in seiner Theorie und Praxis als Forscher und Künstler die Erschaffung und Wahrnehmung der sichtbaren Formen des Kosmos, von denen die menschliche Form als die höchste gilt. Seine Interpretation des Universums ist als universelle Morphologie bekannt (Cassirer, 1985).

Beide Interpretationen des Universums – das metaphysische Konzept von Cusanus und das von da Vincis Kunst scheinen Galileo beeinflusst und seine Vision der physischen Welt vervollständigt zu haben, die in seiner Wissenschaft durch das Konzept der verstanden wird Naturgesetz . Darüber hinaus ging dieser Einfluss auf die Grundlage dieser neuen Wissenschaft ein und spiegelte ein Konzept von wider wissenschaftliche Wahrheit in beginnender Form eine Wahrheit der Einheit, Kohärenz und Universalität, zu deren Wesen Galileo eine neue Komponente hinzufügen würde, die mathematische, die noch heute in die grundlegende Methodik der Naturwissenschaften eingebettet ist.

Theologische Wahrheit und wissenschaftliche Wahrheit

Die Erschaffung Adams , von Michelangelo , Fresko gemalt zwischen 1508-1512, über die Vatikanischen Museen

Galileo suchte nach einem Ideal für die wissenschaftliche Wahrheit, auf der eine neue Methodologie der Wissenschaft aufbauen könnte. Als primäres Prinzip dieses Strebens lehnte Galileo die göttliche verbale Inspiration der theologischen Lehre ab und ersetzte die Offenbarung des Wortes Gottes durch die Offenbarung des Werkes Gottes, das vor unseren Augen als Gegenstand des Wissens, aber auch als ein gefunden wurde Quelle des Wissens.

Die Ablehnung theologischer Inspiration wurde durch das Konzept der wissenschaftlichen Wahrheit motiviert, das dazu beitragen würde, die Grundlage für eine neue Wissenschaft der Natur zu schaffen. Alte Schriften behaupteten, dass nur Gott die wahre Natur des physikalischen Universums kenne, aber wir haben keinen Zugang zu diesem Wissen und werden aufgefordert, nicht zu versuchen, eine Antwort zu suchen ( glaube und zweifle nicht ); das waren die Grenzen des Glaubens. Um eine neue Wissenschaft aufzubauen, war es notwendig, das alte Dogma zu ersetzen, nicht unbedingt durch eine Neudefinition, sondern durch die Abschaffung des dogmatischen Aspekts; die Verhinderung wissenschaftlicher Untersuchungen. Darauf folgte eine bahnbrechende Methodik, die neue Wahrheiten aufdeckte und die Gesellschaft in einem zunehmend exponentiellen Tempo voranbrachte.

Galileo hatte auch ein metaphysisches Argument für diese Ablehnung: Die Welt hat eine zweideutige Natur, deren Bedeutung uns nicht so einfach und stabil gegeben wurde wie die eines geschriebenen Stücks. Das geschriebene Wort kann in der Wissenschaft nicht normativ oder als Bewertungsmaßstab verwendet werden; es kann nur bei der Beschreibung von Dingen helfen. Weder Theologie noch Geschichte können uns eine Grundlage für die Erkenntnis der Natur geben, weil sie interpretierend sind und uns sowohl Fakten als auch Normen präsentieren.

Porträt von Galileo , von Justus Sustermans, c. 1637

Nur die Naturwissenschaft ist einer solchen Grundlage fähig, der faktischen, mathematisch bekannten Realität. Authentische Gotteserkenntnis, die als universell bezeichnet werden könnte, wurde auch als attraktives Ideal für die Wissenschaft angesehen. Die Natur ist Gottes Offenbarung und das einzig gültige Wissen, das wir über ihn haben.

Dieses Argument weicht Galileis These, dass es im Hinblick auf eine erfolgreiche und authentische wissenschaftliche Erkenntnis keinen wesentlichen Unterschied zwischen Gott und Mensch gibt; Für Galileo ist das Konzept der Wahrheit in das Konzept der Perfektion eingebettet (Cahoone, 1986).

Dies waren die Ansichten, die Galileo vor Gericht brachten, verfolgt von der katholische Kirche 1633. Der Begriff der Wahrheit in der galiläischen Wissenschaft lehnt sich an den theologischen Charakter der Wahrheit an, und als solcher hat Galilei die Vorstellung von Gott und die der absoluten Wahrheit der Natur nie aufgegeben. Auf dem Weg zu dieser Wahrheit und ihrer Bestimmung bedurfte es einer neuen Methodik und einer neuen Wissenschaft. Doch selbst wenn die Ankläger Galileis religiöse Behauptungen richtig verstanden, funktionierte dies nicht zu seiner Verteidigung.

Mathematische Wahrheit und wissenschaftliche Wahrheit in der modernen Wissenschaft

Raumzeitkrümmung um Massen im relativistischen Modell , über die Europäische Weltraumorganisation

Galilei argumentierte, dass wir nicht skeptisch bleiben dürfen, dass uns das Werk Gottes offenbart wird, weil wir ein dem historischen und sprachlichen Wissen unendlich überlegenes Instrument der Interpretation und Untersuchung haben, nämlich die mathematische Methode, die genau deshalb angewendet werden kann Das Buch der Natur wurde nicht mit Worten und Buchstaben geschrieben, sondern mit Zeichen, Mathematik, geometrischen Figuren und Zahlen (Galileo Galilei, 1623).

Galileo geht von der Prämisse aus, dass wir nur das als wahr bezeichnen dürfen, was eine notwendige Bedingung dafür ist, dass die Dinge so aussehen, wie sie aussehen, und nicht das, was uns unter verschiedenen Umständen auf die eine oder andere Weise erscheint. Dies bedeutet die Wahl von Notwendigkeit basierend auf Invarianz ist ein objektives Kriterium für die Zuweisung eines Wahrheitswertes (Husserl, 1970/1954).

Natürlich liefern uns die Mathematik und ihre Methoden auf der Grundlage der Logik die notwendigen Wahrheiten, und deshalb waren mathematische Beschreibungen und Methoden für die neue Wissenschaft unerlässlich. Mathematik ist der höchste Richter; gegen seine Entscheidungen gibt es keine Berufung. — Tobias Danzig (1954, S.245). Genau einem solchen Metaprinzip folgte Galileo, als er der mathematischen Notwendigkeit die Kernrolle in der Methodologie der neuen Wissenschaft einräumte.

Diagramm der Planeten, aus Von Revolutionen , von Nikolaus Kopernikus , 1543, über die University of Warwick

Galileo war der erste, der die Beziehung zwischen den beiden Wissensfaktoren – empirisch und theoretisch-mathematisch – veränderte. Bewegung, das Grundphänomen der Natur, wird in die Welt der reinen Formen überführt, und ihr Wissen erhält den gleichen Stellenwert wie arithmetische und geometrische Kenntnisse. Die Wahrheit der Natur wird somit der mathematischen Wahrheit gleichgestellt, unabhängig validiert und kann nicht von einer externen Autorität bestritten oder eingeschränkt werden.

Diese Wahrheit muss jedoch zunächst gegenüber subjektiven Interpretationen, zufälligen Änderungen oder Kontingenzen in der realen Welt und der Art und Weise, wie wir sie wahrnehmen, und gegenüber gut etabliertem Vorwissen weiter validiert oder bestätigt werden. Diese Validierung setzt die experimentelle Methode und objektive Beobachtung voraus, die notwendig sind, damit mathematische Wahrheiten zu wissenschaftlichen Wahrheiten werden. Für Galileo bilden mathematische Abstraktion und Argumentation zusammen mit naturalistischen Beobachtungen und physikalischen Experimenten den sicheren Weg zur Wahrheit der Natur.

Die mathematische Beschreibung der Natur und empirisch validierte mathematische Argumentation hatten zuvor gut funktioniert Kopernikanischer Heliozentrismus , die Galileo mit seiner Wissenschaft bestätigte und vor der Kirche verteidigte.

Neue Wissenschaft erforderte neue Arten von Opfern von Galileo

Galileo vor dem Heiligen Offizium , Gemälde von Joseph Nicolas Robert Fleury, 1847, über Wikimedia Commons

Im Prozess gegen Galilei argumentierte Papst Urban VIII. wie folgt: Obwohl alle physikalischen Experimente und mathematischen Argumente richtig und überzeugend sein mögen, können sie dennoch nicht die absolute Wahrheit der kopernikanischen Lehre beweisen, weil Gottes Allmacht nicht durch für uns geltende Regeln begrenzt ist und unser Verständnis, sondern handelt nach seinen eigenen Prinzipien, die unsere Wissenschaft nicht lokalisieren und entschlüsseln kann. Galileo brachte das ultimative intellektuelle Opfer (das weiter in das physische Opfer der Inhaftierung umgewandelt wurde), indem er in keiner Weise auf dieses Argument einging.

Der Grund, warum Galilei darauf verzichtete, zu antworten, war, dass er die Logik seiner Wissenschaft als anders als die Logik Gottes ansah, eine Antwort war unmöglich.

Das Argument des Papstes war religiös erklärbar und akzeptabel, aber konzeptionell und grundlegend unvereinbar mit der galiläischen Wissenschaft. Tatsächlich beabsichtigte Galileo nie, einen Bruch zwischen Wissenschaft und Gesellschaft in Bezug auf die Religion zu schaffen, sondern nur die Grenzen der letzteren rigoros und methodisch zu bestimmen.

Die gleiche Art stillschweigender intellektueller Opfer kennzeichnet sein populäres Experiment zur Physik fallender Körper. Der Physik-Folklore zufolge soll es an der stattgefunden haben Der Schiefe Turm von Pisa (obwohl viele Wissenschaftshistoriker argumentiert haben, dass es sich tatsächlich um ein Gedankenexperiment handelte und nicht um ein tatsächliches). Indem er zwei Kugeln unterschiedlicher Masse vom Turm abwarf, beabsichtigte Galileo, seine Vorhersage zu demonstrieren, dass die Geschwindigkeit des Abstiegs nicht von ihrer Masse abhängt.

Der schiefe Turm von Pisa, Foto von Heidi Kaden , über Unsplash

Galileo entdeckte durch dieses Experiment, dass die Objekte ohne Luftwiderstand mit der gleichen Beschleunigung fielen, was seine Vorhersage bewahrheitete. Die beiden Kugeln erreichten kurz nacheinander den Boden (aufgrund des Luftwiderstands), und dies genügte Galileo, um seine Theorie empirisch zu bestätigen. Sein Publikum erwartete jedoch, dass die beiden Körper gleichzeitig den Boden erreichen würden, und betrachtete das Ergebnis als Fehlschlag, da es entweder den Luftwiderstand oder die Art und Weise, wie er sich im mathematischen Modell von Galileos Theorie widerspiegelt, nicht kannte von fallenden Körpern. In beiden Situationen – dem Prozess und dem Experiment – ​​war das Opfer, nicht für die Wahrheit zu argumentieren, aufgrund des mangelnden Verständnisses des Publikums und des Mangels an verfügbarer Sprache, so neuartig wie die neue galiläische Wissenschaft.

Indem er die wissenschaftliche und mathematische Wahrheit in den Mittelpunkt seiner Gründung stellte, erhielt das Werk von Galilei eine philosophische Bedeutung, die die Wissenschaft in ihrer zukünftigen Entwicklung bis heute begleiten wird. Die Geschichte des Kampfes Galileis mit der alten Wissenschaft, der Kirche und der Gesellschaft ist in anderer Form auch repräsentativ für die zeitgenössische Wissenschaft, auch wenn es die Inquisition nicht mehr gibt. Die Wissenschaft entwickelt sich kontinuierlich weiter und diese Entwicklung bedeutet Kämpfen, Kommunizieren und Debattieren. Es spiegelt die Kraft der sozialen Dimension der Wissenschaft wider; Vertrauen in die Wissenschaft ist etwas, das Wissenschaftler, gewöhnliche Menschen und die Wissenschaft selbst betrifft.

Verweise

Bond, H. L. (1997). Nikolaus von Kues: Ausgewählte geistliche Schriften, Klassiker der abendländischen Spiritualität . New York: Paulist Pressains.

Cahoone L.E. (1986). Die Interpretation der galiläischen Wissenschaft: Cassirer im Gegensatz zu Husserl und Heidegger. Studium der Geschichte und Philosophie der Wissenschaften , 17(1), 1-21.

Cassirer, E. (1985). Die Idee und das Problem der Wahrheit in Galileo. Mensch und Welt , 18 (4), 353-368.

Danzig, T. (1954). Nummer: Die Sprache der Wissenschaft , 4. Auflage. NewYork: Macmillan

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Husserl E. (1970). Galileis Mathematisierung der Natur. Im Die Krise der europäischen Wissenschaften und der transzendentalen Phänomenologie , Übersetzung von D. Carr (ursprünglich 1954 auf Deutsch veröffentlicht). Evanston: Northwestern University Press, 23-59.