Douglas Palmer - Big Ideas. Das Wissenschafts-Buch

Zhang lebte in einer Zeit des raschen wissenschaftlichen Fortschritts. Neben seinem astronomischen Werk entwickelte er eine wassergetriebene Armillarsphäre (eine Art Planetarium) und den ersten, zunächst verlachten Seismografen, der 138 n. Chr. ein 400km entferntes Erdbeben nachwies. Er baute das erste Hodometer zur Messung der Wegstrecke eines Fahrzeugs und einen nichtmagnetischen Kompasswagen, der immer nach Süden zeigte. Außerdem war er ein geschätzter Dichter, dessen Werk uns lebendige Einsichten in die damalige Kultur gibt.

Hauptwerke

um 120 n. Chr. Die spirituelle Verfassung des Universums (Ling Xian)

um 120 n. Chr. Die Karte des Ling Xian

IM KONTEXT

GEBIET

Physik

FRÜHER

350 v. Chr.Aristoteles sagt, das Sehen entstehe durch eine physikalische Wirkung, die in das Auge eindringt.

300 v. Chr.Nach Euklid sendet das Auge »Sehstrahlen« aus, die ins Auge zurückgelangen.

um 984Abu Sad al-Ala ibn Sahl leitet erstmals das Brechungsgesetz korrekt her.

SPÄTER

1240Der englische Bischof Robert Grosseteste verwendet Geometrie in seinen optischen Versuchen und beschreibt korrekt die Farben.

1604Johannes Kepler leitet aus Alhazens Werk eine Theorie der Netzhautabbildung her.

um 1620Alhazens Ideen wirken auf Francis Bacon und seine Auffassung der experimentell gestützten Forschung.

Der arabische Astronom und Mathematiker Alhazen, der im Goldenen Zeitalter der islamischen Kultur in Bagdad (im heutigen Irak) wirkte, dürfte der erste Experimentalforscher der Welt gewesen sein. Als die früheren Griechen und Perser die Welt erklärten, hatten sie ihre Erkenntnisse durch abstrakt-logische Schlüsse hergeleitet, nicht durch physikalische Versuche. Alhazen hingegen, geprägt durch die islamische Forschungskultur, wandte als Erster das an, was wir heute die wissenschaftliche Methode nennen: Er stellte Hypothesen auf und prüfte sie systematisch durch Versuche. Er schrieb: »Der Wahrheitssuchende ist nicht, wer die Schriften der Alten studiert und … sie glaubt, sondern wer sein Vertrauen in die Alten anzweifelt, infrage stellt, was von ihnen kommt, und sich auf Argumentation und Demonstration verlässt.«

Alhazen gilt heute als Begründer der wissenschaftlichen Optik. Seine wichtigsten Werke waren Untersuchungen zum Aufbau des Auges und des Sehvorgangs. Die griechischen Gelehrten Euklid und später Ptolemäus glaubten, das Sehen hinge mit »Sehstrahlen« zusammen, die vom Auge ausgehen und von dem betrachteten Objekt reflektiert werden. Alhazen zeigte durch Beobachtung der Schatten und der Reflexion, dass das Licht von Körpern reflektiert wird und sich geradlinig ins Auge ausbreitet. Bis das Licht die Netzhaut erreicht, ist das Sehen also ein passiver Vorgang, kein aktiver. Er schrieb: »Von jedem Punkt eines farbigen Körpers, auf den Licht trifft, gehen Licht und Farbe entlang jeder geraden Linie aus, die man von diesem Punkt ziehen kann.« Um etwas zu sehen, müssen wir nur die Augen öffnen und das Licht hineinlassen. Dazu braucht man keine »Sehstrahlen«.

Alhazen beschrieb erstmalsdie Camera obscura , mit der man eine auf dem Kopf stehende Projektion auf einer Mattscheibe erzeugen kann.

»Wer die Schriften der Forscher studiert und die Wahrheit erfahren will, muss sich zum Feind all dessen machen, was er liest. «

Alhazen

Alhazen fand durch Untersuchungen von Rinderaugen auch heraus, dass das Licht durch ein kleines Loch (die Pupille) ins Auge gelangt und durch die Linse auf eine empfindliche Fläche im Augenhintergrund (die Netzhaut) fokussiert wird. Doch obwohl er das Auge als Linse erkannte, konnte er nicht erklären, wie das Auge oder das Gehirn die Bilder formt.

In seinem monumentalen, siebenbändigen Schatz der Optik legte Alhazen eine Theorie des Lichts und des Sehens dar. Bis zum Erscheinen von Newtons Opticks fast 700 Jahre später blieb dieses Buch maßgeblich für das Thema. Es untersucht die Beeinflussung des Lichts durch Linsen und beschreibt die Richtungsänderung (Brechung) von Licht – 600 Jahre vor dem Brechungsgesetz des Niederländers Willebrord van Roijen Snell. Alhazen untersuchte auch die Lichtbrechung an der Atmosphäre und beschreibt Schatten, Regenbogen und Verfinsterungen. Sein Buch übte starken Einfluss auf die späteren westlichen Wissenschaftler aus, darunter Francis Bacon, der Alhazens wissenschaftliche Methode während der Renaissance in Europa etablierte.

Alhazen

Abu Ali al-Hassan ibn al-Haitham (im Westen als Alhazen bekannt) wurde in Basra im heutigen Irak geboren und studierte in Bagdad. Als junger Mann erhielt er einen Verwaltungsposten in Basra, langweilte sich dort aber. Als er von den jährlichen Überschwemmungen des Nils hörte, soll er dem Kalifen al-Hakim in Kairo den Vorschlag gemacht haben, einen Damm zu bauen. In Kairo empfangen, erkannte er aber, dass es mit den damaligen Mitteln unmöglich war, den in Assuan rund 1,5 km breiten Nil zu regulieren. Um dem Zorn des Kalifen zu entkommen, täuschte er eine Geisteskrankheit vor und blieb zwölf Jahre im »Haus der Weisheit« in Kairo, wo er fast alle seine wissenschaftlichen Werke schrieb. Nach al-Hakims Tod 1021 soll er auf wundersame Weise genesen sein …

Hauptwerke

1011–1021 Schatz der Optik

um 1030 Über den Aufbau der Welt und Über die Milchstraße

1543

In dem Werk De Revolutionibus Orbium Coelestium beschreibt Nikolaus Kopernikus ein heliozentrisches Universum.

1609

Johannes Kepler behauptet, der Mars beschreibe eine elliptische Bahn.

UM 1620

Francis Bacon skizziert in Novum Organum Scientarum und The New Atlantis die wissenschaftliche Methode.

1643

Der Italiener Evangelista Torricelli erfindet das Barometer.

1600

Der Astronom William Gilbert schreibt De Magnete über den Magnetismus. Darin behauptet er, die Erde selbst sei ein Magnet.

1610

Galileo Galilei entdeckt mit seinem Fernrohr vier Jupitermondeund macht Versuche mit Kugeln, die Rampen hinabrollen.

1639

Der Astronom Jeremiah Horrocks beobachtet einen Venustransit.

UM 1660

Robert Boyle schreibt sein Buch New Experiments Physico-Mechanical , in dem er den Luftdruckuntersucht.

1665

In Micrographia stellt Robert Hooke der Welt die Anatomie der Flöheund Bienen sowie die Struktur von Kork vor.