Leibniz, Newton und die Erfindung der Zeit (eBook)
352 Seiten
Piper Verlag
978-3-492-96388-6 (ISBN)
Thomas de Padova, geboren 1965 in Neuwied, hat in Bonn und Bologna Physik und Astronomie studiert. Er war Wissenschaftsredakteur beim »Tagesspiegel« und lebt als freier Publizist in Berlin. Bei Piper erschienen von ihm unter anderem »Leibniz, Newton und die Erfindung der Zeit« und »Das Weltgeheimnis«, das vielbeachtete Wissenschaftsbuch des Jahres 2010 über Johannes Kepler und Galileo Galilei, sowie zuletzt seine Einstein-Biographie »Allein gegen die Schwerkraft«, das Wissensbuch des Jahres 2016. Die Deutsche Mathematiker-Vereinigung ehrte ihn 2021 mit dem Medienpreis.
Thomas de Padova, geboren 1965 in Neuwied, hat in Bonn und Bologna Physik und Astronomie studiert. Er war lange Wissenschaftsredakteur beim "Tagesspiegel" und lebt als freier Publizist in Berlin. Bei Piper erschienen von ihm unter anderem "Leibniz, Newton und die Erfindung der Zeit" und "Das Weltgeheimnis", das vielbeachtete Wissenschaftsbuch des Jahres 2010 über Johannes Kepler und Galileo Galilei, sowie zuletzt seine Einstein-Biographie "Allein gegen die Schwerkraft", das Wissensbuch des Jahres 2016.
Vorwort
Teil I: Zeit der Schatten
Der kleine Lord
Während Isaac Newton in der Grafschaft Lincolnshire unter Schäfern aufwächst, fällt in London der Kopf des englischen Königs
Der Frieden aller Frieden
Die europäischen Mächte besiegeln das Ende des Dreißigjährigen Krieges, und Gottfried Wilhelm Leibniz kommt in der besetzten Stadt Leipzig zur Welt
Isaacs Ziffernblatt
Newton liest die Zeit an der Wanderung der Schatten ab und wird schon als Schüler für seine selbst gebauten Sonnenuhren bekannt
Dies academicus
Der junge Leibniz führt ein Gelehrtenleben nach Sanduhr und Stundenplan und erliegt der Faszination des Unendlichen
Viel Lärm um nichts
In London und Paris studieren Naturforscher das Vakuum und den Raum zwischen den Gestirnen und gründen Akademien
Teil II: Zeit der Uhren
Die Erfindung der Pendeluhr
Warum eine mechanische Uhr die Zeitmessung revolutioniert und zuallererst über die Weltmeere segelt
Leibniz in Paris
Ein deutscher Höfling in geheimer Mission baut mit der Unterstützung von Uhrmachern eine außergewöhnliche Rechenmaschine
Im Kreuzfeuer der Kritik
Newton und Leibniz besuchen London und bestehen vor der Royal Society ihre Reifeprüfungen
Eine Feder sorgt für Unruhe
Auch Taschenuhren laufen mit einem Mal minutengenau, nur: Was ist überhaupt eine Uhr?
Zeit der Stadt, Zeit der Dörfer
Mit dem Aufkommen von Minuten- und Sekundenzeigern tragen immer mehr Londoner Bürger die Zeit mit sich herum. Die englische Metropole gibt den Takt vor
Teil III: Zeit der Mathematik
Kurven im Kopf
Die Spur der größten mathematischen Entdeckung des 17. Jahrhunderts führt zu Newton und Leibniz. Zwei Forscher, ein Gedanke?
Hase und Igel
Wie der erste Briefwechsel zwischen Leibniz und Newton zu einem Versteckspiel wird
Ein neues Weltsystem
Von dem Uhrenexperten Robert Hooke erhält Newton den entscheidenden gedanklichen Anstoß für eine neue Theorie der Schwerkraft
"Die absolute, wahre und mathematische Zeit"
Newtons Jahrhundertwerk macht die Zeit zum Gegenstand physikalischer Gesetze. Sie bildet zusammen mit dem Raum eine Art Behältnis, in dem sich alles Geschehen abspielt
Teil IV: Zeit der Unruhe
Wie lang ist "jetzt"?
Die Erinnerung belebt die Gegenwart, die, so Leibniz, mit der Zukunft schwanger geht. Der Gelehrte führt die zeitliche Ordnung auf kausale Zusammenhänge zurück
Der Streit beginnt
Auf Forschungsreise in Wien wird Leibniz mit Newtons epochalem Werk konfrontiert und bald darauf von dessen Anhängern des Plagiats bezichtigt
Richter in eigener Sache
Die Fronten zwischen Newton und Leibniz verhärten sich. Unterdessen wird auch die Zeit zum Streitgegenstand: Zeigt die Sonne die wahre Zeit oder eine ideale Uhr?
Ein Preis für die Bestimmung des Längengrads
Eine präzise Schiffsuhr soll die britische Seefahrt auf Kurs bringen. Es geht um Sekunden
Das Rätsel Zeit
Nachdem Prinzessin Caroline die zerstrittenen Parteien zusammengebracht hat, wehrt sich Leibniz in seiner Kontroverse mit Newtons Stellvertreter Clarke gegen eine Verdinglichung von Raum und Zeit
Was also ist Zeit?
Jahrhundertelang stand die leibnizsche Zeittheorie im Schatten der newtonschen Physik und erlebt nun ein spätes Comeback
Anhang
Danksagung
Zeittafeln
Anmerkungen
Literatur
Personenregister
Abbildungsnachweis
VORWORT
Als kleiner Junge besuchte ich meinen Vater manchmal auf der Baustelle. Er war Maurer, hatte schon im Alter von zwölf Jahren angefangen, das Handwerk seines Vaters zu erlernen und 40 mal 20 mal 25 Zentimeter große Tuffsteine, in Süditalien »tufi« genannt, die Leiter hinaufzuschleppen. Mit 18 war er nach Deutschland gekommen.
Während ich mit der Maurerkelle im Sandhaufen spielte, schaute ich ihm aus sicherem Abstand zu, wie er Stein um Stein aufeinanderlegte und gerade Mauern hochzog. Obschon seine Hilfsmittel bescheiden wirkten, baute mein Vater Häuser mit vollkommen senkrechten Wänden. Am wichtigsten war das Lot: eine Schnur, an der ein Metallzylinder baumelte, manchmal auch ein schlichter Stein. Das herabhängende Gewicht zeigte eine besondere Richtung an. Mochte der Boden im Rheintal mit seinen schroff abfallenden Hängen noch so uneben sein, das Senklot machte die Vertikale im Raum sichtbar.
Um zur Ruhe zu kommen, brauchte der kleine Metallzylinder immer eine Weile. Er war nicht so schwer wie jene trägen Gewichte, die man im Brücken- oder Bergbau benutzte. Mal übte ich mich in dem Geduldsspiel, ihn auszutarieren, dann wiederum stieß ich ihn absichtlich an, um zu verfolgen, wie lange er pendelte.
Erst sehr viel später erfuhr ich, dass Wissenschaftler das Gleiche getan hatten. Gebannt vom gleichmäßigen Hin und Her pendelnder Gewichte, zählten sie deren Schwingungen und bauten die akkuratesten Zeitmesser, die Menschen bis dato entwickelt hatten. Mit der Pendeluhr differenzierte sich die Uhrzeit im 17.Jahrhundert erstmals in Minuten und Sekunden aus. Ihr regelmäßiges Ticktack bedeutete einen Fortschritt in der Ganggenauigkeit mechanischer Uhren, durch den wissenschaftliche Präzisionsmessungen überhaupt erst möglich wurden. Die Erfindung und rasche Verbreitung der Pendeluhren war die Voraussetzung für eine neue Physik, die von Beschleunigungen und Kräften handelte.
Aber was messen solche Uhren? Was ist das, was wir »Zeit« nennen und woran wir uns im Wandel der Ereignisse orientieren?
Dieses Buch dreht die Uhr noch einmal zurück, um das Phänomen Zeit aus Perspektive zweier grundverschiedener Forscherpersönlichkeiten zu betrachten: aus der Sicht von Isaac Newton, dem Sohn eines Schafzüchters aus dem ostenglischen Woolsthorpe, der von klein auf den Gang der Gestirne beobachtet und Sonnenuhren baut, und von Gottfried Wilhelm Leibniz, einem Professorenkind aus Leipzig, das hinter den dicken Mauern der Universität mit Lehr- und Stundenplänen aufwächst.
Als Newton und Leibniz in den 1640er-Jahren geboren werden, zieren weder Sekunden- noch Minutenzeiger die Ziffernblätter von Uhren. Die am weitesten verbreiteten Instrumente zur Zeitbestimmung sind Sonnen- und Sanduhren. Sie zeigen eine von den Lichtverhältnissen abhängige lokale Zeit an oder sind, wie beim Stundenglas, auf eine feste Zeitspanne geeicht. Zwar gibt es längst auch mechanische Uhren, Räderuhren auf Kirchtürmen zum Beispiel oder reich verzierte Tischuhren, doch handelt es sich dabei um teure Einzelstücke, die nach individuellen Kundenwünschen angefertigt werden. Die viel bewunderten Automaten sind beim Stundenschlag zu allerlei Bewegungen fähig: Hier rollt ein Löwe mit den Augen, dort holen Jesu Peiniger zu Schlägen mit der Geißel aus. Die Genauigkeit der Zeitangabe ist oft zweitrangig.
Anders die neuen Uhren: Beim Bau der Pendeluhr arbeiten mathematisch versierte Naturforscher mit Uhrmachern zusammen, den Pionieren der Feinmechanik. In Paris und London erlebt Leibniz in den 1670er-Jahren hautnah mit, wie die Uhrenentwicklung und eine an Experimenten orientierte Forschung Hand in Hand gehen. Fast zwei Jahrzehnte nach der Erfindung der Pendeluhr erregt 1675 eine weitere Entdeckung viel Aufsehen, die im Deutschen den wunderbaren Namen »Unruh« trägt. Das von einer gewundenen Feder angetriebene oszillierende Rädchen, ein Ticktack im Kleinformat, ist bis heute das Herzstück mechanischer Taschenuhren.
Mit der Unruhfeder wird die Zeit mobil. Vor allem in London verbreiten sich die neuen Uhren im Nu. In der größten europäischen Metropole und Welthandelsstadt ist der Tag schon so stark auf Planung ausgerichtet, dass der Uhrenbesitz bereits an der Schwelle zum 18.Jahrhundert zum bürgerlichen Selbstverständnis gehört. Automatische Weckvorrichtungen erfreuen sich großer Beliebtheit, man spricht neuerdings von »Pünktlichkeit«, erstmals rennen Sportler gegen die Zeit an, arbeiten Tagelöhner wie nach einer Stechuhr. England ist dabei, den Weg zu einer kapitalistischen Zeitökonomie einzuschlagen.
Ohne die neuen Uhren wären auch Newtons Philosophiae Naturalis Principia Mathematica kaum vorstellbar, seine revolutionäre Bewegungslehre und Theorie der Schwerkraft, in der Beschleunigung alles ist und die zu ihrer experimentellen Bestätigung einer genauen Zeitmessung bedarf. Schon vor ihm hat der Chefexperimentator der Royal Society, Robert Hooke, mit einem kreisenden Pendel den Lauf der Planeten simuliert und deren Kreis- oder Ellipsenbahnen erstmals physikalisch richtig gedeutet. Ihm verdankt Newton den entscheidenden gedanklichen Anstoß zur Schwerkrafttheorie.
Kein Forscher hat das Denken über Zeit derart geprägt wie Newton. Ihm zufolge bewegen sich alle Planeten, Monde und anderen Körper vor dem Hintergrund einer universellen Zeit. »Die absolute, wahre und mathematische Zeit verfließt an sich und vermöge ihrer Natur gleichförmig und ohne Beziehung auf irgendeinen äußeren Gegenstand.«
Für Leibniz dagegen ist Zeit nicht einfach da. Sie ist nichts Wirkliches, worin sich alles Geschehen abspielt, sondern zuallererst ein Bewusstseinsphänomen. Unser subjektives Zeiterleben schließe aber nicht nur innere Vorgänge ein. Zeit sei eine »Idee des reinen Verstandes«, die sich auch auf die Außendinge beziehe und derer wir vermöge unserer Sinne gewahr würden.
Leibniz fasziniert die Vielfalt und Komplexität der Welt. Seine Metaphysik verfolgt die Vielfarbigkeit des Daseins bis in die kleinsten individuellen Erscheinungsformen hinein. Der Philosoph schlägt einen Bogen vom subjektiven Zeitempfinden zu einer sozialen und messbaren Zeit.
Durch den Blick auf die Uhr können wir das Geschehen deshalb zuverlässig in Früheres und Späteres einteilen, weil sich im Inneren der Automaten ein kausaler Mechanismus auf immer gleiche Weise abspult. Aber auch ohne Uhren können wir uns mit anderen darüber einig werden, ob sich etwas früher oder später ereignet hat. Leibniz zufolge erkennen wir fortwährend kausale Beziehungen zwischen den Dingen und ihren wechselnden Zuständen und konstruieren erst aufgrund dieser eine zeitliche Ordnung.
Leibniz, nicht nur abstrakter Denker, entwirft selbst Uhrenmodelle und erfindet einen Automaten, der keine Zeiteinheiten zählt, sondern alle vier Grundrechenarten beherrscht. Im Zusammenspiel mit Uhrmachern heckt er neuartige mechanische Bauteile aus, die die natürlichen Zahlen repräsentieren, konzipiert Eingabe- und Resultatwerke und investiert ein Vermögen in seine »lebendige Rechenbank«. Quasi nebenbei blitzt dabei 1679 auch die Idee eines binären Rechners auf. Sie ahnen nicht, wie viel Leibniz in Ihrem Computer steckt!
Der Deutsche, dessen Gelehrtenkorrespondenz, etwa 15000 Briefe, heute Teil des Weltkulturerbes ist, sucht mehrfach den Kontakt zum führenden englischen Mathematiker. Newton ist es dank seines Infinitesimalkalküls gelungen, die Bewegung der Planeten und anderer Körper Zeitpunkt für Zeitpunkt kontinuierlich zu erfassen. Allerdings hat der eigenbrötlerische Forscher aus Cambridge seinen Calculus nicht veröffentlicht, sondern geheim gehalten.
Den Ruhm heimst Leibniz ein, der nach ihm auf die gleiche Rechenmethode gestoßen ist. Leibniz kleidet die Differenzial- und Integralrechnung in ihre bis heute verwendete Symbolsprache und macht sie von 1684 an auf dem Kontinent bekannt. Mit den wenigen Briefen, die sich die beiden herausragenden Mathematiker ihrer Zeit schreiben, setzt ein raffiniertes Versteckspiel ein. Ihre anfängliche Wertschätzung füreinander wird bald vom Konkurrenzdenken überschattet. Schließlich entfesseln sie den heftigsten Prioritätsstreit in der Geschichte der Mathematik. Er weitet sich zu einer Staatsaffäre aus, als der hannoversche Kurfürst Georg Ludwig, in dessen Diensten Leibniz steht, 1714 zum britischen König George gekrönt wird. Erst kurz vor Leibniz’ Tod mündet die Auseinandersetzung durch das Eingreifen der Prinzessin von Wales in eine maßgebende Debatte über Raum und Zeit.
Unser Zeitbewusstsein und die vielfach empfundene Zeitknappheit in westlichen Gesellschaften sind Ausdruck eines Zivilisationsprozesses, in dem immer mehr Tätigkeiten vor dem Hintergrund eines engmaschigen Zeitrasters erlebt werden. Dieses Buch rollt die Zeit-Geschichte noch einmal auf. Es schaut zurück auf eine Epoche, in der sich in Europa eine neue Zeitrechnung anbahnt, in der das Verständnis von Zeit aber noch nicht von omnipräsenten Uhren überblendet ist und in der sich die Philosophie noch nicht in ihre späteren Disziplinen aufgefächert hat.
Die Kapitel pendeln zwischen England und dem Kontinent hin und her. Sie erzählen, wie europäische Adelshöfe und Metropolen den Kutschenverkehr und die nächtliche Straßenbeleuchtung einführen, wie das Zeitungs- und Zeitschriftenwesen Verbreitung findet, wie in den Großstädten das Bedürfnis nach einer kontinuierlichen Zeitbestimmung wächst und in welchem gesellschaftlichen Kontext Uhren mit Minuten- und Sekundenzeiger aufkommen.
Parallel dazu wird Zeit zum Gegenstand der Naturwissenschaften. Newton entwickelt den für die Physik maßgeblichen Zeitbegriff. Seine »absolute Zeit« ist ein fester Bezugsrahmen, in dem...
| Erscheint lt. Verlag | 17.9.2013 |
|---|---|
| Verlagsort | München |
| Sprache | deutsch |
| Themenwelt | Literatur |
| Sachbuch/Ratgeber ► Natur / Technik ► Weltraum / Astronomie | |
| Geisteswissenschaften ► Geschichte | |
| Mathematik / Informatik ► Mathematik | |
| Naturwissenschaften ► Physik / Astronomie ► Astronomie / Astrophysik | |
| Technik | |
| Schlagworte | Geschichte der Uhr • Geschichte der Zeit • Gottfried Wilhelm Leibniz • Isaac Newton • Neuzeit • Uhren • Zeit |
| ISBN-10 | 3-492-96388-9 / 3492963889 |
| ISBN-13 | 978-3-492-96388-6 / 9783492963886 |
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