Eirik Newth - Die Jagd nach der Wahrheit - Die unendliche Geschichte der Weltforschung

Da Pythagoras in Babylon studiert hatte, wusste er auch, wie dort die Bewegungen von Sternen und Planeten berechnet wurden. Dass zwei dermaßen unterschiedliche Dinge wie die Musik und der Sternenhimmel mathematischen Regeln zu folgen schienen, brachte Pythagoras zu der Annahme, dass hinter allem in der Natur Zahlen stecken. Die Zahl war für ihn der „Urstoff“, so wie es für Thales das Wasser gewesen war.

Aber Pythagoras ging viel weiter als Thales. Er gründete eine neue Religion, in der die Zahlen Gottheiten waren. Diese Religion fand viele Anhänger. Solche „Pythagoräer“ gab es noch Jahrhunderte nach dem Tod des Meisters, und sie hielten ihren Glauben so geheim, dass jemand, der laut darüber sprach, zum Tode verurteilt werden konnte.

Obwohl uns die Vorstellungen des Pythagoras heute seltsam vorkommen, hat er doch etwas Wichtiges herausgefunden. Und jetzt kommen wir zu dem zweiten Grund, weshalb es wichtig ist, Mathematik zu lernen: Vieles von dem, was in der Natur geschieht, folgt tatsächlich mathematischen Gesetzen. Wenn auch nicht alles Zahl ist, so lässt sich doch fast alles mit Zahlen beschreiben. Es ist nicht leicht, die Ereignisse in der Natur zu verstehen, wenn man keine Ahnung von Mathematik hat.

Das wussten die griechischen Philosophen, und es war einer der Gründe, warum sie sich jahrhundertelang von der Mathematik faszinieren ließen. Zu Lebzeiten des Pythagoras war die Mathematik oft noch chaotisch und ungenau. Deshalb wurde eine neue Form von Mathematik mit festen Regeln zur Erforschung der Welt der Zahlen benötigt. Und diese Form wurde um das Jahr 300 v. Chr. entwickelt. Damals schrieb der Mathematiker Euklid sein Buch Die Elemente. Dieses Buch enthielt klare Vorschriften für die Anwendung der Geometrie und erklärte, wie mathematische Beweise geführt werden können.

Ein mathematischer Beweis soll zeigen, dass mathematische Regeln immer zutreffen. Zum Beispiel der Satz des Pythagoras. Woher sollen wir wissen, ob seine Aussage über Dreiecke immer zutrifft? Es wäre doch denkbar, dass für große Dreiecke andere Regeln gelten als für kleine. Mathematiker, die das Buch des Euklid gelesen hatten, konnten beweisen, dass der Satz des Pythagoras auf alle Dreiecke mit rechtem Winkel zutrifft, egal, wie groß sie sind.

Die Forschungen des Euklid waren so wichtig, dass seine Elemente bis in unsere Zeit als mathematisches Lehrbuch benutzt wurden.

Viele Philosophen glaubten nicht, dass die Natur aus Wasser oder aus Zahlen besteht. Da niemand beweisen konnte, wer Recht hatte, konnte jeder seine eigene Theorie aufstellen. Der Philosoph Empedokles, der um 490 v. Chr. geboren wurde, ging von vier Urstoffen aus: Feuer, Erde, Luft und Wasser. Diese Stoffe nannte er „Elemente“.

Der Philosoph Anaxagoras stimmte dem nicht zu. Er glaubte an eine unbegrenzte Menge von Elementen und meinte außerdem, der Mond bestehe aus Erde und die Sonne sei ein glühender Metallklumpen von der Größe der Halbinsel Peloponnes westlich von Athen. Diese beiden Himmelskörper waren für ihn also ein Teil der Welt der Natur, so wie Bäume und Steine. Die meisten Griechen hielten Sonne und Mond aber für mächtige Gottheiten, und viele Menschen waren über Anaxagoras empört. Er wurde ins Gefängnis gesteckt und am Ende aus seiner Heimatstadt Athen vertrieben.

Aber weder Empedokles noch Anaxagoras konnten erklären, woraus die Stoffe oder Elemente denn nun bestanden. Für sie waren die Elemente eine feste Masse. Und das stimmte ja mit dem überein, was wir im Alltag beobachten können. Wenn man einen Klecks Butter zwischen Zeigefinger und Daumen nimmt und dann zudrückt, bleibt die Butter trotzdem glatt. Man kann quetschen, so viel man will, die Butter wird sich nicht klumpig anfühlen. Das gilt auch für feste Stoffe. Wenn man ein Zuckerkorn zerstößt, erhält man ein feines Pulver aus kleineren Zuckerkörnern – Puderzucker. Wenn man ein winziges Puderzuckerkörnchen zerstoßen könnte, dann würde man noch winzigere Puderzuckerkörner erhalten.

Nichts weist darauf hin, dass die Stoffe in der Natur aus winzigen „Bausteinen“ zusammengesetzt sind. Aber irgendwo muss doch alles anfangen? Wenn wir uns vorstellen, dass ein Stoff, zum Beispiel Wasser, eine Art Einheitsbrei ist, bedeutet das dann nicht, dass sich das Wasser aus unendlich vielen kleinen Partikeln zusammensetzt?

Solche Fragen stellte sich der Philosoph Demokrit. Und er kam zu dem Schluss, dass es in der Natur „Bausteine“ geben muss. Er stellte sich eine Art winzigster Partikel vor, das Kleinste, was es in der Natur überhaupt gibt und was nicht mehr in kleinere Bestandteile zerlegt werden kann. Deshalb bezeichnete er diese Partikel mit dem griechischen Wort für „unteilbar“: Atom. Laut Demokrit schweben die Atompartikel durch den leeren Raum, und alle Veränderungen in der Natur werden durch Atomzusammenstöße hervorgerufen.

Die Atome sind zu klein, als dass man sie mit dem bloßen Auge sehen könnte, und sie sind von unterschiedlicher Form. Deshalb schließen sich manche Atome zu größeren Klumpen zusammen. Fester Stoff besteht aus solchen Atomzusammenballungen, und er löst sich auf, wenn sich die Atome voneinander entfernen. Atome können nicht verschwinden, sie können sich nur zu neuen Formen zusammenschließen.

Demokrit stellte sich vor, dass die Atome vor allem anderen existiert hatten und dass Sonne, Erde und alles andere in der Natur in einem gewaltigen Atomwirbel durch puren Zufall entstanden seien. Die Atome folgten ihren eigenen Gesetzen, und die Götter hatten auf sie keinen Einfluss. Deshalb waren die Götter für die Natur nicht von Bedeutung.

Diese Vorstellung erinnert an moderne Wissenschaft, und noch immer nennen wir die kleinsten „Bausteine“ in der Natur Atome. Aber zu Lebzeiten Demokrits ließ sich kaum jemand von seiner Vorstellung überzeugen. Viele Philosophen weigerten sich, etwas zu glauben, was sie nicht sehen konnten. Als viel überzeugender erschienen ihnen die Elemente des Empedokles, denn die bestanden aus Stoffen, die alle kannten.

Dass die Atome im leeren Raum treiben, mochten viele auch nicht glauben. Ein leerer Raum muss doch ein Nichts sein. Aber was ist denn überhaupt nichts? Und kann die Natur wirklich eine Mischung aus nichts und winzigen Partikeln sein? Solche Fragen waren ein wichtiger Grund, weshalb sich Demokrits Atomlehre niemals durchsetzen konnte. Aber sehr wichtig für den Misserfolg war auch, dass der am Ende bedeutendste Naturphilosoph von allen ihr seine Unterstützung verweigerte: Aristoteles.

Aristoteles gehört zu den wenigen griechischen Philosophen, über die uns recht viel bekannt ist. Das liegt unter anderem daran, dass noch über zweitausend Seiten seiner Schriften erhalten sind. Deshalb wissen wir mit ziemlicher Sicherheit, dass er im Jahr 384 v. Chr. in der Stadt Stagira geboren wurde und dass sein Vater Leibarzt des Königs von Makedonien, einem Königreich in Nordgriechenland, war.

Was Aristoteles als junger Mann gedacht hat, wissen wir nicht, vielleicht weckte der Beruf seines Vaters bei ihm das Interesse an allem, was in der Natur wuchs, kroch und krabbelte. Als Sohn eines reichen Mannes konnte Aristoteles lernen, was er wollte, und deshalb begab er sich mit siebzehn Jahren nach Athen, der wichtigsten Stadt in Griechenland.

Dort gab es die Akademie, eine Art Philosophenschule. Die Akademie war im Jahr 387 v. Chr. von dem Philosophen Platon gegründet worden, der noch immer unterrichtete, als Aristoteles sein Studium aufnahm.

Platon interessierte sich nicht sonderlich für die Natur. Er hielt das, was wir sehen können, nicht für die wahre Wirklichkeit. Er glaubte, dass sich hinter allem in der Natur ein unsichtbarer Plan oder eine Idee dieses Gegenstandes versteckt, und nur diese Idee sei wirklich, nicht das Ding selber. Platon würde sagen, das Buch, das wir in Händen halten, ist nur ein Schatten des wirklichen Buches, einer weit über unsere Welt erhabenen Idee.