Internetseite

14. April 2007

Ich denke ich habe nun genug Informationen zusammen, um eine interessante Internetseite über dieses Werk zu erstellen. Es bieten vielfältige Interpretationsmöglichkeiten, die ich dann auch gerne alle auf ihr erwähnen möchte. Wie ich gehört habe, sind Arne und Mats so weit mit der Homepage fertig, sodass das Einbinden keine Probleme mit sich bringen sollte.

Na ob das so richtig ist?

13. April 2007

Obwohl Brecht sein Werk mit Assistenten Bohrs abstimmte, haben sich einige Fehler eingeschlichen:

BARBERINI […] Sind Sie sich sicher, Freund Galilei, dass ihr Astronomen euch nicht nur einfach eure Astronomie bequemer machen wollt? […] Ihr denkt in Kreisen oder Ellipsen und in gleichmäßigen Schnelligkeiten, einfachen Bewegungen, die euren Gehirnen gemäß sind. Wie, wenn es Gott gefallen hätte, seine Gestirne so laufen zu lassen? Er zeichnet mit dem Finger in der Luft eine äußerst verwickelte Bahn mit unregelmäßiger Geschwindigkeit. Was würde dann aus euren Berechnungen? (S. 67):

Hier wird geredet von Planeten die auf Kreisen und Ellipsen kreisen. Auf einer Kreisbahn ist die Schnelligkeit des Planeten konstant. Allerdings ändert er seine Bewegunsrichtgung dauernd, womit sich der Geschwindigkeitsvektor trotzdem verändert, womit (exakt ausgedrückt) die Geschwindigkeit sich ändert, die Schnelligkeit aber trotzdem konstant bleibt. Das wurde mit “gleichmäßigen Schnelligkeit” korrekt vormuliert. Allerdings ist auf einer Ellipsenbahn auch die Schnelligeit nicht konstant. Sie ist umso großer, je näher sich der Planet am Gravitationszentrum befindet. Das ist schon seit Kepler bekannt, der die Kepler’schen Gesetze formulierte.

Weiterhin bestimmt nicht in erster Linie das Gewicht, ob ein Objekt schwimmt oder nicht.

ANDREA […] Alles, was leichter ist, als Wasser ist, schwimmt, und alles, was schwerer ist, sinkt. Was zu beweisen war. (S. 85)

Sondern sein spezifisches Gewicht - seine Masse im Bezug zu seinem Volumen: seine Dichte. Und nicht einmal das ist richtig. Eisen hat eine viel größere Dichte als Wasser. Trotzdem geht ein Kontainerschiff nicht unter. Wieso? Weil es mehr Wasser verdrängen kann, als es schwer ist. Das liegt daran, dass das Schiff natürlich innen “mit Luft gefüllt ist”. Nach dem Archimedischen Prinzip ist die Auftriebskraft gleich der Masse der verdrängten Flüssigkeit. Das war schon vor Christus bekannt.

Aufklärung

4. April 2007

Ein zentraler Aspekt ist die Aufklärung. Brecht zeigt, was für eine Rolle die naturwisschaft dabei gespielt hat: Dadurch, dass Galilei gezeigt hat, dass das ptolemäische Weltbild falsch ist, und somit die Kirche unrecht hatte, vermuteten die Menschen, dass die Kirche nicht nur in dieser Hinsicht unrecht hat. Die Menschen begannen zu zweifeln an den Weltvorstellungen, was natürlich die Machtgrundlage der Kirche gefährdete.

DER INQUISITOR […] sollen wir die Gesellschaft auf den Zweifel gründen und nicht mehr auf den Glauben? (S. 105)

Prinzipien der Physik

20. March 2007

Brecht legt viele physikalische Prinzipien und Entdeckungen Galilei’s dar.

Bei der Frage, ob sich der Sonne um die Erde oder die Erde um die Sonne dreht, erklärt Galileo es Andrea mit Hilfe des Relativitätsprinzip. Man kann nich sagen, ob die Sonne aufgeht, oder wir uns mit der Sonne drehen. Es kommt auf das Bezugssystem des Beobachters an. Das Relativitätsprinzip geht wie schon erwähnt auch auf Galileo Galilei zurück. Natürlich gilt das Relativitätsprinzip eigentlich nur bei gleichförmigen Bewegungen und nicht bei der Rotation (den Rotation ist absolut! Nur Bewegung ist relativ). Aber weil die Drehgeschwindigkeit der Erde im Vergleich zu ihrem Radius klein ist, ist die Bewegung (von uns Menschen) an ihrer Oberfläche annähernd gleichförmig.

Des Weiteren werden die Fallgesetze erwähnt, mit denen sich Galilei ausgiebig beschäftigte und sogar zum großen Teil schon Newton vorwegnahm.

Im Werk untersucht Galilei die Auftriebskraft - welche Objekte schwimmen und untergehen. Allerdings habe ich keine Quelle gefunden, die aussagt, das der wirkliche Galilei das auch getan hat.

Folgende Entdeckungen, die das kopernikanische Weltsystem belegen, hat Galilei sowohl in Brechts Werk als auch in Wirklichkeit gemacht:

  • Berge auf dem Mond: Er ist ein Planet wie die Sonne
  • Milchstraße besteht aus unzähligen Sternen
  • Monde des Jupiter
  • Phasen der Venus
  • Theorie der Gezeiten

Natürlich wird im Theaterstück auch das Werk Galileis “Dialog über die beiden Weltsysteme” erwähnt. Allerdings hat Brecht den Titel abgeändert: “Dialoge über die beiden größten Weltsysteme” (S. 103). Wieso auch immer.

Allgemeine wissenschaftliche Aspekte

10. March 2007

Gleich am Anfang sieht man, dass man es bei Galilei mit einem Physiker zu tun hat, als er meint, dass der Milchmann, der um das Haus läuft, keine Kreis um das Haus macht, sondern einen Kreis beschreibt. Die Formulierung ist zwar unangebracht und man weiß nicht ob es ein Witz sein sollte, aber es macht dennoch deutlich, dass Galilei mit der physikalischen Fachsprache vertraut ist.

Später erklärt er dem Sohn seiner Haushälterin (Andrea) das kopernikanische Weltsystem, was ihm später in den Konflikt mit der Kirche bringt. Allerdings hat Galileo kein Furcht, weil er schon einige Belege gesammelt hat. Allerdings wird hier die Freiheit der Forschung thematisiert, die es damals sicherlich nicht gab. Aber auch heute noch hat der Forscher, der ganz frei forschen möchte häufig noch Probleme:
Später erfährt der Leser, dass es Galilei an Geld mangelt. Forschung muss oft auch wirtschaftlich sein, die Ergebnisse müssen einen Nutzen haben, mit dem man Geld verdienen kann. Somit kann sich ein Forscher auch heutzutage oft auch nicht aussuchen, wonach er forschen möchte. Grundlagenforschung an irgendwelchen Teilchenbeschleunigern ist sicherlich hoch interessant, allerdings werden die Ergebnisse (außer dass sie Erkenntnis bringen) erst in 100 Jahre der Menschheit einen konkreten Nutzen bringen, womit es schwer ist, Sponsoren zu finden. Dagegen wird die Forschung zur Entwicklung neuartiger Waffen sehr gut bezahlt.

Der Missbrauch von wissenschaftlicher Erkenntnis wird auch im Werk thematisiert. Galilei hat sein Fernrohr nur zu Forschungszwecken entwickelt. Aus Geldmangel verkauft er es jedoch zum Gebrauch auf Kriegsschiffen (um die Feinde früher zu sehen).
Da kommt man gleich zum nächsten Punkt: die Verantwortung der Wissenschaft. Galilei in Brechts Werk beantwortet die Frage vollgendermaßen: Der Wissenschaftler habe sich zwar nicht die Frage zu stellen, wohin die Forschung führen wird aber die Erkenntnisse sollen zum Wohle der Menschheit eingesetzt werden. Galilei hat mit seinen Entdeckungen zur Zerstörung der damaligen Gesellschaftlichen Ordnung beigetragen, die den Menschen in ihren Leben einen Sinn gegeben hatte (obwohl es nicht zutraf haben viele Menschen geglaubt, dass diese Ordnung richtig sei).

Ein zentrales Thema stellt also auch der Konflikt zwischen Wissenschaft und Religion dar. Die Wissenschaft versucht alles zu erklären, aber einen entgültigen Sinn gibt es nur in der Religion.

Brecht zeigt auch die Bedeutung des Zweifels für die Naturwissenschaften. Am Anfang des 19. Jahrhunderts dachte man, das alle Fragen in der Physik weitgehend geklärt seien. Newtons Gesetze beschrieben die Mechanik sehr gut, insbesondere konnte die Gravitation sehr genau durch sein Gravitationsgesetz beschrieben werden. Die Elektrodynamik war von Maxwell auf eine solide mathematische Grundlage gebracht worden. Doch dann kam Einstein und krempelte das physikalische Weltbild mit seiner Relativitätstheorie völlig um. Kurz darauf wurde es von der Quantentheorie erneut erschüttert.
Weiterhin beschreibt Brecht, wie die großen Erkenntnisse in der Physik immer gewonnen wurden: Durch das Lösen von Konflikten. Zur Zeit Galilei’s herrschte das ptolemäische Weltsystem vor - eine Theorie. Eine Theorie regiert jedoch nur so lange, bis Phänomene gefunden werden, die nicht mehr mit dieser Theorie erklärt werden können. Diese geriet schon bald in den Widerspruch zu Galilei’s Beobachtungen. Das kopernikanische Weltsystem löste diesen Widerspruch.

Auch Einstein hat solche Konflikte gelöst. Nach Newtons Mechanik könnte man einen Lichtstrahl (die Photonen) einholen. Wenn man neben ihnen herfliegt, müssten sie aussehen, als ob sie in Ruhe seien. Nach Maxwells Elektrodynamik jedoch hat das Licht als elektromagnetische Welle für jeden Beobachter eine konstante Geschwindigkeit - die Lichtgeschwindigkeit. Einsteins spezielle Relativitätstheorie löste diesen Konflikt, löste jedoch gleich den neuen aus: nach der Relativitätstheorie kann sich nichts schneller als mit Lichtgeschwindigkeit fortbewegen, Newtons Gravitationstheorie sagt jedoch auch, dass sich Änderungen im Gravitationsfeld augenblicklich im gesamten Universum ausbreiten. 15 Jahre später hat Einstein auch diesen Konflikt gelöst und stellte die allgemeine Relativitatstheorie als neue Gravitationstheorie vor. Nach ihr wirkt die Gravitation als Krümmung des Raumzeit-Kontinuums. Veränderungen können sich auch nur mit Lichtgeschwindigkeit ausbreiten. Allerdings entstand ein neuer Konflikt: die Quantentheorie, die mit der Relativitätstheorie unvereinbar ist. Der Grund ist, das der Raum nach der Relativitätstheorie glatt ist. Nach der Quantenmechanik ist der Raum auf mikroskopischer Ebene wegen der Unschärferelation ein brodelndes Meer aus Deformationen. Wendet man die Gleichungen der Quanten- und Relativitätstheorie gemeinsam an, ergeben sich unsinnige Werte. Allerdings gibt es viele Versuche diese beiden Theorien zu vereinigen. Ein Kandidat stellt die String-Theorie dar, nach der alle Teilchen und Kräfte aus winzigen Strings bestehen. Sie könnte eine Theorie von allem - eine Weltformel - werden.

Das bringt uns gleich zum nächsten Punkt: Brecht erwähnt auch die zentrale Idee, die unzähligen Phänomene im Universum mit einigen wenigen Gesetzen zu beschreiben und zu erklären (im Endstadium wäre dies eine Weltformel).

GALILEI […] Die alten Lehren, die tausend Jahre geglaubt wurden, sind ganz baufällig. […] Viele Gesetze, die weniges erklären, während die neue Hypothese wenige Gesetze hat, die vieles erklären. (S. 21)

Und tatsächlich ist so eine Entwicklung in dern letzten Jahrhunderten zu verfolgen. Aus viele Gesetzmäßigkeiten in der Physik sind inzwischen wenige viel allgemeiner geworden. Funktioniert das Universum wirklich einfacher als wir denken? Zum Beispiel wurde das elektrische und magnetische Feld früher als etwas verschiedenes betrachtet. Später kam Maxwell und zeigte, dass dies beides Phänomene eines einzigen Feldes, des elektronmagnetische Feldes sind und konnte die gesamten Elektrodynamik mit 4 Gleichungen (den Maxwell-Gleichungen) beschreiben, aus denen sich alle Phänome ableiten lassen. Heute sind viele Physiker dabei, die beiden Grundpfeiler der modernen Physik (Quanten- und Relativitätstheorie) zu vereinen.

Galileo als Begründer der modernen Physik

7. January 2007

Nicht seine unzähligen Entdeckungen und Erkenntnisse machen Galileo zu so einem besonderen Wissenschaftler, sondern wie er sie gewann: Zu Zeiten vor Galilei war Spekulation die Grundlage der Naturwissenschaft gewesen. Galilei war der erste, der seine Schlussfolgerungen nur aus seinen Beobachtungen zog. Damit gilt er als Begründer der modernen Physik. Auch Einstein erkannte das an: “Alles Wissen über die Wirklichkeit geht von der Erfahrung aus und mündet in ihr. Rein logisch gewonnene Sätze sind mit Rücksicht auf das Reale völlig leer. Durch diese Erkenntnis und insbesondere dadurch, dass er sie der wissenschaftlichen Welt einhämmerte, ist Galilei der Vater der modernen Physik, ja, der modernen Naturwissenschaft überhaupt geworden.”

Weitere wissenschaftliche Leistungen

14. December 2006

Kinematik: Galilei beschäftigte sich viel mit der gleichmäßig beschleunigten Bewegung und bereitete Newtons klassischer Mechanik den Weg. Er ist somit Vater der klassischen Bewegungslehre. Indem er eine schiefe Ebene verwendete, konnte er den freien Fall verlangsamt betrachten, und kam zu dem Schluss, dass frei fallende Objekte (wegen dem Luftwiderstand nur annähernd) eine solche konstante Beschleunigung erfahren. Die Geschwindigkeit des Objektes nimmt somit proportional zur Fallzeit, die zurückgelegte Strecke quadratisch zu. Dadurch gelang es ihm, die Bahn einer Kanonenkugel mathemetisch zu beschreiben.

Relativität der Bewegung: Weiterhin kann das Relativitätsprinzip auf Galileo zurückgeführt werden. Es beschäftigt sich mit der Bewegung von verschiedenen Bezugssystemen zueinander. Es existiert kein absoluter Bewegungsbegriff; eine Geschwindigkeit kann nur relativ zu einem Bezugspunkt angegeben werden. Das Relativitätsprinzip wurde später von Einstein zur Relativitättheorie erweitert (verallgemeinert). Aus der Tatsache, dass bei dem Licht in jedem Bezugssystem die gleiche Geschwindigkeit gemessen wird, ergaben sich Konsequenzen, die das gesamte damalige physikalische Weltbild zum Einsturz brachten.
Astronomie: Galilei’s Ruhm geht vor allem auf seine Erkenntnisse in diesem Bereich zurück. Sein Bau eines Teleskopes, dessen Erfindung allerdings aus Holland stammte, ermöglichte ihm intensive Forschung. Die Entdeckungen waren mit dem damaligen geozentrischen Weltbild nicht mehr vereinbar. Galilei entdeckte, dass der Mond eine Gebirgslandschaft aufweist, dass er ein Planet wie die Erde ist. Weiterhin erkannte er, dass die Milchstraße in Wirklichkeit aus einer rieseigen Menge von Sternen besteht. Seine wichtigste Entdeckung waren die Jupitermonde. Sie war die erste, die in deutlichen Widerspruch zum geozentrischen Weltbild trat, da es ja aussagt, das sich alle Planeten nur um die Erde bewegen, was bei den Monden des Jupiter nicht der Fall ist. Später entdeckte er die Phasen der Venus, die somit wie der Mond nicht selber leuchten kann. Die Beschaffenheit der Phasen bestätigte, dass die Planeten um die Sonne kreisen. Galilei konnte in seiner Theorie der Gezeiten Ebbe und Flut erklären, allerdings nur unter der Annahme, dass die Erde sich bewegt. Sein Werk “Dialog über die beiden Weltsysteme” brachte ihn in scharfen Konflikt mit der Kirche. In einem Dialog diskutieren ein Vertreter des kopernikanischen und ein Vertreter des ptolemäischen Weltsystem und bringen viele Argumente für ihre jeweilige Position. Der Schluss bleibt jedoch offen, damit sich Galilei nicht zu einem der Systeme nicht direkt bekennen muss. Allerdings wird das ptolemäische nur sehr schwach verteigt.

Keine Zeit am Wochenende

5. December 2006

Leider hatte ich am Wochenende nicht die Zeit (und auch nicht die Motivation), die Bücher durchzuarbeiten und musste sie am Montag auch gleich wieder abgeben. Wenn es doch wenigstens ein Physikbuch gewesen wäre… Das hätte ich auch viel schneller durchgelesen. Auf jeden Fall hab ich mir die ISBN-Nummern notiert, sodass ich sie wenn nötig, bestellen kann.

Weitere Literatur über das Theaterstück

30. November 2006

Herr Wöhler hat mir heute zwei Bücher über Bertolt Brecht ausgeliehen. Das eine war Bertolt Brecht von Helmut Jendreiek. Es wird unter anderem das Stück „Das Leben des Galilei“ vorgestellt. Das zweite Buch war alleine diesem Theaterstück gewidmet und trägt auch dessen Namen. Der Autor ist Werner Zimmermann.

Die kopernikanische Lehre

15. November 2006

Das kopernikanische (heliozentrische) Weltbild ist auf der Annahme gegründet, dass sich alle Planeten des Sonnensystems um die Sonne bewegen, im Gegensatz zum ptolemäische (geozentrischen) Weltbild, in dem die Erde den Mittelpunkt des Universums darstellt.

Es handelte sich um Versuche, den Aufbau des Universums zu beschreiben. Heute gelten diese Weltbilder als veraltet und wurden von der Relativitätstheorie Einsteins und der Quantentheorie abgelöst, die heute die beiden Grundpfeiler der modernen Physik darstellen und das Universum weitaus umfassender und genauer beschreiben.