Douglas Palmer - Big Ideas. Das Wissenschafts-Buch

Anfang des 20. Jh. entwickelte der junge Albert Einstein seine Relativitätstheorie, die die klassische Physik erschütterte und die Idee der Absolutheit von Zeit und Raum verwarf. Neue Atommodelle entstanden. Versuche zeigten, dass Licht sich mal als Welle und mal als Teilchen verhielt. Und Werner Heisenberg zeigte, dass es bei Messungen prinzipielle Unbestimmtheiten gibt.

Beeindruckend war an diesem Jahrhundert aber vor allem, wie die Wissenschaften dank technischer Fortschritte schneller denn je voranschreiten und immer präzisere Theorien aufstellen konnten. Immer größere Teilchenbeschleuniger enthüllten neue Grundbausteine der Materie. Immer stärkere Teleskope zeigten, dass das Universum sich ausdehnt und wohl aus einem »Urknall« entstanden ist. Die Idee von Schwarzen Löchern etablierte sich. Dunkle Materie und dunkle Energie, was immer das auch sei, erfüllen wohl das Universum, und die Astronomen entdeckten neue Welten – Planeten ferner Sterne, die zum Teil möglicherweise Leben tragen. Alan Turing entwickelte das Konzept einer universellen Rechenmaschine und heute sind PCs, das Internet und Smartphones weltweit verbreitet.

»Realität ist eine Illusion, allerdings eine sehr hartnäckige. «

Albert Einstein

In der Biologie erwiesen sich die Chromosomen als Grundlage der Vererbung, und die chemische Struktur der DNA wurde entschlüsselt. Kaum 40 Jahre später begann das Humangenomprojekt, das anfangs fast unlösbar erschien, dann aber durch Fortschritte der Computertechnik immer rascher vorankam. DNA-Sequenzierung ist heute fast Laborroutine, Gentherapie ist keine vage Hoffnung mehr, und die ersten Säugetiere sind geklont.

Heutige Forscher entwickeln die Theorien und Erkenntnisse in beharrlicher Suche nach der Wahrheit weiter. Es wird wohl immer mehr Fragen als Antworten geben, doch neue Entdeckungen werden gewiss auch künftig erstaunen.

585 V. CHR.

Thales von Milet sagt eine Sonnenfinsternisvoraus und beendet damit die Schlacht am Halys.

UM 500 V. CHR.

Xenophanes findet Muscheln im Gebirge und behauptet, die ganze Erde sei einst von Wasser bedeckt gewesen.

UM 325 V. CHR.

Aristoteles schreibt eine Reihe von Büchern über Physik, Biologie und Zoologie.

UM 250 V. CHR.

Aristarch von Samos behauptet, nicht die Erde, sondern die Sonne bilde den Mittelpunkt des Universums.

UM 530 V. CHR.

Pythagoras gründet in Kroton (Süditalien) eine mathematische Schule.

UM 450 V. CHR.

Nach Empedokles bestehen alle Dinge aus einer Kombination von Erde, Luft, Feuer und Wasser.

UM 300 V. CHR.

Theophrast von Eresos schreibt Bücher wie die Naturgeschichte der Gewächse und begründet damit die Botanik.

UM 240 V. CHR.

Archimedes ermittelt, dass eine Krone nicht aus purem Gold besteht, indem er ihren Auftriebmisst.

UM 240 V. CHR.

Archimedes’ Freund Erathostenes berechnet den Umfang der Erdeaus der Länge eines Schattens zur Mittagszeit.

UM 130 V. CHR.

Hipparch entdeckt die Präzession der Erdbahnund stellt den ersten Sternenkatalog des Abendlandes zusammen.

UM 150 V. CHR.

Der Almagest von Claudius Ptolemäus wird trotz vieler Fehler das maßgebliche Lehrbuch zur Astronomieim Westen.

964

Der persische Astronom Abd ar-Rahman as-Sufi überarbeitet den Almagest und gibt vielen Sternen die heute noch gebräuchlichen arabischen Namen.

UM 230 V. CHR.

Ktesibios baut Wasseruhren, sogenannte Klepsydren, die jahrhundertelang die genausten Zeitmesser bleiben.

UM 120 V. CHR.

In China untersucht Zhang Heng Verfinsterungen und erstellt einen Katalog mit 2500 Sternen.

628

Der indische Mathematiker Brahmagupta stellt die ersten Regeln zum Gebrauch der Zahl Nullvor.

1021

Alhazen, einer der ersten Experimentalforscher, führt seine Versuche über das Sehen und die Optikdurch.

Die wissenschaftliche Erforschung der Welt hat ihre Wurzeln in Mesopotamien. Die Erfindung der Landwirtschaft und der Schrift gaben den Menschen mehr Zeit für Untersuchungen und außerdem die Möglichkeit, ihre Ergebnisse festzuhalten. Inspiriert wurde die frühe Wissenschaft durch den nächtlichen Himmel. Seit dem 4. Jahrhundert v. Chr. beobachteten sumerische Priester die Sterne und hielten ihre Ergebnisse auf Tontafeln fest. Ihre Methoden sind zwar nicht überliefert, doch eine Tafel von 1800 v. Chr. zeigt, dass die Eigenschaften rechtwinkliger Dreiecke bekannt waren.

Die alten Griechen betrachteten Wissenschaft als Teil der Philosophie. Als erste Person mit einem wissenschaftlichen Werk gilt Thales von Milet, von dem Platon berichtete, er habe so viel Zeit mit Träumerei und Sternbeobachtung verbracht, dass er einmal in einen Brunnen fiel. Wohl mithilfe von Daten der älteren Babylonier sagte Thales 585 v. Chr. eine Sonnenfinsternis voraus und zeigte so die Macht der Wissenschaft.

Das antike Griechenland war kein einheitlicher Staat, sondern ein lockerer Bund vieler Stadtstaaten. Aus Milet in der heutigen Türkei stammen mehrere berühmte Philosophen. Im griechischen Athen lehrte und wirkte Aristoteles, ein kluger Beobachter, der aber keine eigenen Experimente durchführte. Wenn er viele kluge Köpfe zusammenführte, so glaubte er, werde sich die Wahrheit zeigen. Der Ingenieur Archimedes aus Syrakus auf Sizilien untersuchte die Eigenschaften von Flüssigkeiten. Ein neues Zentrum der Gelehrsamkeit war Alexandria, gegründet 331 v. Chr. von Alexander dem Großen an der Mündung des Nils. Hier bestimmte Eratosthenes den Umfang der Erde, Ktesibios baute genaue Uhren, und Heron erfand die Dampfturbine. Zudem wurden in Alexandria Bücher gesammelt, doch diese umfangreichste Bibliothek der antiken Welt brannte ab, als Römer und Christen die Stadt eroberten.

Unabhängig blühte die Wissenschaft in China. Die Chinesen erfanden das Schießpulver – und damit Feuerwerk, Raketen und Kanonen – sowie den Blasebalg zur Metallherstellung. Hier wurden der erste Seismograf und der erste Kompass gebaut. Im Jahr 1054 beobachteten chinesische Astronomen eine Supernova, die seit 1731 als Krebsnebel bezeichnet wird.

Anspruchsvolle Geräte des ersten Jahrtausends, etwa das Spinnrad, wurden in Indien entwickelt, und chinesische Gesandte studierten die dortige Landwirtschaft. Indische Mathematiker entwickelten das Zahlensystem mit der Null und mit negativen Zahlen, das heute als »arabisches« bekannt ist, und sie definierten auch die trigonometrischen Funktionen Sinus und Kosinus.

Mitte des 8. Jahrhunderts verlegten die Abbasiden die Hauptstadt ihres Kalifats von Damaskus nach Bagdad. Getreu dem Koranvers »Die Tinte eines Gelehrten ist heiliger als das Blut eines Märtyrers« gründete Kalif Al-Ma’mūn, der Sohn von Hārūn ar-Raschīd, das »Haus der Weisheit« (Bayt al-Hikma), ein Forschungszentrum mit umfangreicher Bibliothek. Die Gelehrten sammelten Bücher der alten griechischen Stadtstaaten und übersetzten sie ins Arabische. Auf diese Weise überlebten etliche antike Texte, die im Westen aber bis ins Mittelalter hinein unbekannt blieben. In der Mitte des 9. Jahrhunderts war die Bibliothek in Bagdad zu einer würdigen Nachfolgerin der Bibliothek von Alexandria geworden.