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DISCUSSION 169begrenzt   pluralistisches    Konglomerat      transformiert,    dessen Fraktionen    inReaktion    auf neue...
170 DISCUSSIONdas Schwarzpulver,       Pumpen und andere mechanische        Gerate mit groBemErfolg benutzt,      ohne ihr...
DISCUSSION 171?wie schnell der Wirklichkeitscharakter          der neuen Erscheinungen     akzeptiertund (...) offentlich ...
172 DISCUSSIONbestehenden    Unterlagen    auf umfangreiches       und subtiles Experimentierenzuriickgehen.    Es handelt...
DISCUSSION 173die Meinungen      und Argumente       der Schulphilosophie      sammeln,    sonderndie Ursachen     und Ges...
174 DISCUSSIONAnsatz stand inWiderspruch        zur aristotelischen      Lehrmeinung.     Ein Korperfallt oder sinkt nach ...
DISCUSSION 175entspricht. Eine sehr gewundene Erklarung findet er auch fiir das von ihmals gesichert angesehene   Phanomen...
176 DISCUSSIONquenzen    zuriicksteckt.    Bei seinen Kollegen        und Zeitgenossen       kann mandieses Vertrauen     ...
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178 DISCUSSIONwahren  Ursachen der Phanomene        erfassenden Bedingungen,      beobachtbar34.   DaB Galilei mit seinen ...
DISCUSSION 179fiel. Auch das Gleichgewicht          einer Waage,     an deren Armen         sich Korpermit unterschiedlich...
180 DISCUSSIONbewegung      die zuriickgelegten        Strecken wie die Quadrate der entsprechendenFallzeiten     verhielt...
DISCUSSION 181rimentell gewonnene      Erfahrung nicht iiberfliissig. Nur sie kann zeigen, obdie ?ex suppositione"      ma...
182 DISCUSSIONTatsachen   beizubringen,              auf Grund            derer   man        zur Uberzeugung     gelangen ...
DISCUSSION 183Sinne    selbstandig setzen, was unzulassig   sei. Anschliefiend                                            ...
184 DISCUSSIONforeshortening      on a spherical      surface will see this to be a manifest   argument    that the sun is...
DISCUSSION 185verfliichtigt. Konnte     er die Phasen der Venus noch als absolut            sicherengeometrischen    Bewei...
186 DISCUSSION   Eine interessante Umkehrung      der Beweislage findet sich im ?Saggiatore".Anlafi fiir diese Schrift war...
DISCUSSION 187Neuerer,    die bereit waren,        nichtkreisformige   Bewegungen     am Himmelzuzulassen,    die aristote...
188 DISCUSSIONaus Analogien      ab. Vollig im Gegensatz    zu seiner gewohnten methodischenStrategic,   wie sie anhand de...
DISCUSSION 189richtige Beobachtung,      dafi man bei einer Lokalisierung     der Kometenzwischen den Wandelsternen       ...
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  1. 1. Die Wissenschaftstheorie Galileis - oder: Contra FeyerabendAuthor(s): Klaus FischerReviewed work(s):Source: Journal for General Philosophy of Science / Zeitschrift für allgemeineWissenschaftstheorie, Vol. 23, No. 1 (1992), pp. 165-197Published by: SpringerStable URL: http://www.jstor.org/stable/25170925 .Accessed: 08/02/2012 07:12Your use of the JSTOR archive indicates your acceptance of the Terms & Conditions of Use, available at .http://www.jstor.org/page/info/about/policies/terms.jspJSTOR is a not-for-profit service that helps scholars, researchers, and students discover, use, and build upon a wide range ofcontent in a trusted digital archive. We use information technology and tools to increase productivity and facilitate new formsof scholarship. For more information about JSTOR, please contact support@jstor.org. Springer is collaborating with JSTOR to digitize, preserve and extend access to Journal for General Philosophy of Science / Zeitschrift für allgemeine Wissenschaftstheorie.http://www.jstor.org
  2. 2. DISCUSSION DIE WISSENSCHAFTSTHEORIE GALILEIS - ODER: CONTRA FEYERABEND KLAUS FISCHER - or:SUMMARY. Galileos Philosophy of Science Contra Feyerabend. In analyzing Galileosmethodology, philosophers of science were using, misusing, and abusing his ideas ratherunashamedly to suit their own purposes. Like so many others before him, Paul Feyerabendhad come to the that his methodological conclusion ideas might gain momentum bydemonstrating their compatibility with those of Galileo. The reinterpretation of Galileo asa true, though disguised, anarchist, was considered by Feyerabend as the most forceful, and indeed conclusive, case against rationalism in methodology which might be conceived in viewof the privileged position ascribed to Galileo by both philosophers and historians of science. The paper argues - against Feyerabend - that Galileo was not a methodological anarchist,neither in theory nor in practice. He had firm methodological convictions that remainedbasically the same throughout his entire career. In his view, essential and accidental causesof phenomena were not given by experience. Although mathematical and geometrical analysiswas needed to discriminate between them, experience and experiment was considered by Galileo from his middle periode on as a means to identify among the set of explanations, demonstrable"ex suppositione" as being mathematically correct, those which could in addition be applied to reality. Thus, Galileo was neither an inductivist nor a naive falsificationist, nor a Copernicanzealot adapting his methodology to the needs of his presumed fight for heliocentrism, comewhat be. Only after the reconstruction of mechanics was in a fairly advanced stage, andafter his own telescopic observations had provided independent evidence in favor of the new astronomy, Galileo was in a position to appreciate the Copernican system as a most forceful ally in his fight for the recognition of his physical achievements. Through the end of his life, his view of the heliocentric system remained rather traditional in adhering firmly to the principles of epicyclic and circular motion, as far as the heavens were concerned.Key words: Galileo, Feyerabend, methodological anarchism vs rationalism, reasoning "ex suppositione", demonstrative regress, experiment, mathematics and reality, falsification. ?Das Ende der Suche nach der Wahrheit. Und vergessen Sie nicht, daB der Weg zuriick zu einer weniger toleranten Methodologie durch die historische Forschung versperrt ist!" - Paul Feyerabend, ,Uber die Methode. Ein Dialog, in Unter dem Pflaster liegt der Strand 3, 1976, 148).Wie kaum ein anderer Symboltrager der neuzeitlichen Wissenschaft istGalilei zum Opfer seiner Interpreten geworden. Und nur allzuoft warendie Ergebnisse der Analyse nicht durch abgewogene Beurteilung der Quellen,Journal for General Philosophy of Science 23: 165-197, 1992.? 1992 Kluwer Academic Publishers. Printed in the Netherlands.
  3. 3. 166 DISCUSSIONsondern durch die Moden des aktuellen ?Diskurses" bestimmt. VieleUmstande kamen dieser Formbarkeit entgegen: Die Vielfalt der GalileischenArbeitsgebiete, die Menge des erhaltenen Materials, der Mangel an einersystematischen Abhandlung zur Methode aus der Hand Galileis. Nichtuberraschen kann deshalb, daB die Zahl der Versuche, seine ?Methode"zu verstehen, zwar den erhofften, doch sicherlich nicht den tatsachlichgewonnenen Erkenntnissen entspricht. Das ungebrochene Interesse anGalilei ist verstandlich: Durch eine Untersuchung seiner Arbeit erhofft man sich Aufklarung dariiber, worin die wesentlichen Unterschiede zwischenmittelalterlicher und moderner Wissenschaft liegen, wie er die herrschendeKosmologie zertrummerte und warum er die Entwicklung der neuzeitlichenPhysik mit Erfolg einleiten konnte.Galileo occupies a unique position in the philosophy of science (...) Virtually every philosopherof science had felt or feels the need to come to grips with Galileo, in the sense that he either derives his theories from his analysis of Galileo, or he tests the theories he has otherwise formulated by applying them to the case of Galileo1.A. , andrchico? - Feyerabends Galileo Vereinnahmung Galileis fiir denmethodologischen AnarchismusEin Indiz fiir den Auslegungsspielraum der Galileischen Methode zeigt sich in den von Paul Feyerabend vorgelegten Analysen zum Thema2, die inder Diskussion der vergangenen 15 Jahre eine wichtige Rolle gespielt haben.Dabei standen weniger seine Fallstudien als die abstrakteren Teile seinerPolemik gegen den Rationalismus im Vordergrund. Zu Unrecht, wieFeyerabend meint. Denndie Fallstudien bilden das Zentrum des Buches. Sie sind das Material, an dem die Mangel eines abstrakt-rationalen Vorgehens erlautert und terminologisch fixiert werden. Die mehr abstrakten Erorterungen und die Polemik gegen den Rationalismus sind ohne dieses Materialund ohne diese Erlauterungen nicht denkbar. Sie sind durchaus sekundar. Dennoch habendie meisten Kritiker nur diese Erorterungen untersucht (...). Was Wunder, dafi sie zu einemverzerrten Bilde meiner Absichten kamen (WM 26)3.Versuchen wir also, das Feyerabend widerfahrene Unrecht verzerrender Interpretation zu korrigieren und seine Fallstudie zur Galileischen Revolutionan den Tatsachen zu messen. Feyerabends Grundidee ist einfach. Er will zeigen, dafi die Vielfalt mog licher Situationen, in die Wissenschaftler regelmaBig geraten, das Festhaltenan einer einzigen, fest umreilibaren Methodologie verbietet. Mit besondererDeutlichkeit zeigt sich dies in den grofien historischen Umwalzungen derWissenschaft4.Betrachten wir die Kopernikanische Hypothese, deren Erfindung, Verteidigung und Teilbe statigung fast alien methodologischen Regeln zuwiderlauft, die man sich heute vorstellen kann(WM 105)(...) Man beginnt mit einem starken Glauben, der der Vernunft und der Erfahrungder Zeit zuwiderlauft. Der Glaube breitet sich aus und findet Stiitzen in anderen Anschauungen,die ebenso unverniinftig oder noch unverniinftiger sind (Tragheitsgesetz, Fernrohr). Die For
  4. 4. DISCUSSION 167schung wird jetzt in neue Richtungen gelenkt, man baut neue Instrumente, setzt ,Daten inneue Beziehungen zu den Theorien, bis eine Ideologic zustande kommt, die reich genug ist,um unabhangige Argumente fur jeden ihrer Teile bereitzustellen, und beweglich genug, umsolche Argumente jederzeit bei Bedarf zu finden (WM 40f)(...) Meiner Ansieht nach hat Galileiwiderlegte Theorien so eingefiihrt,daB sie einander erhielten, er hat auf diese Weise eineneue Weltauffassung geschaffen, die nur lose (wenn iiberhaupt) mit der vorangehendenKosmologie (einschlieBlich der Alltagserfahrung) verbunden war, er hat Scheinverbindungenzu den Wahrnehmungsbestandteilen dieser Kosmologie hergestellt, die erst heute durch echteTheorien ersetzt werden (physiologische Optik, Theorie der Kontinua), und er hat, wo immermoglich, alte Tatsachen durch eine neuartige Erfahrung ersetzt, die er glatt erfand, um dieKopernikanische Auffassung zu stiitzen (WM 226).Nach Galilei den Induktivisten (Wohlwill, Mach), den Epigonen (Duhem)und den Rationalisten (Koyre, Cassirer) bekommen wir bei FeyerabendGalilei den Anarchisten, Opportunisten und Ideologen vorgefuhrt. Diesemit Absicht provozierende Darstellung soil zunachst thesenformig zusammengefaBt und anschlieUend mit der Arbeitsweise Galileis und der Entwicklung seiner Ideen verglichen werden. Feyerabend behauptet: 1. Zur Zeit Galileis verfugte die Schulphilosophie iiber ein umfassendesund intellektuell befriedigendes System der Naturerklarung. Es stiitzte sich im wesentlichen auf Aristoteles und Ptolemaus und schlofi neben Physikund Astronomie auch Meteorologie, Astrologie, Wahrnehmungstheorie (WM 161f, 203ff), Psychologie, Anthropologic, Politik und Theologie ein (WM 205). Wie jedes umfassende System hatte auch dieses mit einer Reihevon Problemen zu kampfen. Doch diese Probleme rechtfertigten nicht seineVerwerfung, solange man keine Alternative besaB, die ahnlich umfassendwar und diese Probleme nicht hatte (WM 158f). 2. Galilei verstieB gegen jede verniinftige methodologische Regel, indemer das heliozentrische System akzeptierte, obwohl es genausoviele empirischeProblem hatte wiedas geozentrische (WM 118, 148, 160). Uberdies gabes keine Physik, die zu diesem System paflte und die beobachtbarenBewegungen irdischer Objekte erklaren konnte. Die wissenschaftliche Revolution der Neuzeit begann mit einem Schritt zuriick zu Theorien mitgeringerem Gehalt, geringerer Konsistenz und Erklarungsleistung (WM 145f,212). 3. In Ermangelung einer umfassenden Alternative muBte Galilei eine Fiillevon Hilfshypothesen (WM 208) zur Rettung der kopernikanischen Theorieerfinden und sie durch Tricks vor der Widerlegung schiitzen (WM 153f,Anm.). Die Rettung des Heliozentrismus war in dieser Phase Galileispropagandistischem Geschick, nicht der tatsachlichen Erklarungskraft seinerAxiome zu verdanken. Dogmatismus rettete sie vor den rationalen Argumenten seiner aristotelischen Gegner (WM 123, 144, 213, 216, 221, 226). 4. Trotz dieses anfanglichen Riickstandes hatte Galilei Erfolg, weil erkontrainduktiv vorging und die heliozentrische Hypothese als Heuristikzur Konstruktion mit ihr kompatibler Hilfswissenschaften wie Kosmologie,Dynamik (WM 134, 142f), geometrische und physiologische Optik (WM 188, 192f), Wahrnehmungstheorie und Meteorologie benutzte. Deren Theo
  5. 5. 168 DISCUSSIONrien waren zunachst ebenso falsifiziert wie der Heliozentrismus und konntennur durch wechselseitige Stiitzung uberleben (WM 152f, 198,209f, 223, 224f).Erst ihre weitere Entfaltung erzeugte neue Wahrnehmungen (WM 109ff, 115, 136f, 137, 145f, 196f), die mit der kopernikanischen Theorie kompatibelwaren, und verdrangte andere Evidenz, die nur im aristotelischen Kontextsinnvoll erschien (WM 146). 5. Durch dogmatisches Beharren auf einer falsifizierten Zentralhypothese,die Entwicklung eines Korsetts von Hilfswissenschaften und die Umdeutungproblematischer Evidenz (WM 124ff, 128, 132, 190f, 192, 194) entstandein neues System der Naturerklarung, das das alte verdrangen konnte. Es siegte nicht, weil es einen groBeren Gehalt oder eine geringere Zahl vonProblemen als das Vorgangersystem aufwies. Es siegte vor allem deshalb,weil es aufgrund historisch kontingenter Umstande eine groBere Zahl von - vereinfacht - der bessereAnhangern gewinnen konnte. Galilei war gesagtMarktschreier und Seelenfanger. Nicht die Kraft rationaler Argumente, sondern eine ?Abstimmung mit den FiiBen" bzw. mit Schreibfeder und Druckerpresse entschied iiber den Konflikt der Systeme. Begunstigt wurde die Rezeption des Systems durch das Aufkommen einer neuen sozialen Klasse, die dasIdeal einer freien und pluralistischen Gesellschaft vertrat (WM 213, 215). 6. Feyerabends entscheidende SchluBfolgerung: Ware Galilei Empiristoder Falsifikationist gewesen, so hatte er scheitern miissen. Seine Ergebnissewaren davon abhangig, daB er pragmatisch vorging und sich an keine Regelder Vernunft oder der Methodologie gebunden fiihlte. Regeln benutzte er in opportunistischer Weise als strategisches Mittel zur Durchsetzung seiner Ideen (WM 105).B. Einige problematische Pramissen der Feyerabendschen Analyse Im folgenden soil der ?nervus rerum" der anarchistischen Umdeutung: diehistorische Entwicklung der Galileischen Physik und Methodologie, imMittelpunkt stehen. Zuvor jedoch einige Bemerkungen zu anderen Voraus setzungen der Darstellung Feyerabends: (1) Man kann dariiber streiten, ob die Schwierigkeiten der postscho lastischen Naturphilosophie im spaten 16. Jh. nur das iibliche Format?normalwissenschaftlicher" Probleme erreichten. Es laBt sich mit gutenGriinden argumentieren, daB bereits die als Antworten auf endemischeProbleme der hochscholastischen Synthesen erfolgten Innovationen des 14.Jahrhunderts einen tiefgreifenden Wandel bewirkt hatten, der keine allgemein konsensfahigen Losungen hervorgebracht hatte. Im 15. und 16. Jt.kann von einem einheitlichen und konsistenten System abendlandischerNaturphilosophie kaum mehr die Rede sein. Die Absorption des Wissensder antiken und islamischen philosophischen Systeme, die aus dem Bemuhenum Harmonisierung auftauchenden Widerspruche, theoretische und empirische Schwierigkeiten der einzelnen Schulrichtungen, sowie eigenstandigeNeuerungen innerhalb der Spatscholastik hatten sie in ein eklektisches und
  6. 6. DISCUSSION 169begrenzt pluralistisches Konglomerat transformiert, dessen Fraktionen inReaktion auf neue Herausforderungen unterschiedliche Wege einschlugen.Dies gilt selbst fiir die Auslaufer der Spatscholastik im engeren Sinn5. (2) Auch die Frage der vergleichenden Bewahrung von ptolemaischemund kopernikanischem System ist umstritten. Obwohl die neue Lehre vorder Erfindung des Fernrohrs nicht prognostisch uberlegen war, hatte sieandere Vorteile. Sie enthielt die erste empirisch befriedigende Theorie, dienur gleichformige Kreisbewegungen verwandte. Damit erfullte sie eine zentrale aristotelische Forderung besser als die ptolemaische. Zu den Vorteilendes neuen Systems zahlte auch seine Einheitlichkeit und die sich zwanglosergebende Ordnung der Planeten. DaB es mit der irdischen Physik des Aristoteles Konflikte gab, war Kopernikus bekannt, doch hier hatte die Scholastikbereits eine Alternative entwickelt, die mit der Erdbewegung kompatibelwar. Die Dynamik der Pariser Spatscholastiker Buridan und Oresme enthieltbereits das Prinzip der kinematischen Relativitat, nach dem eine taglicheDrehung der Erde sich nicht an den Bewegungserscheinungen auf der Erdoberflache feststellen laBt. Einige der vor Buridan und Oresme angefiihrtenBeispiele gleichen denen Galileis bis ins Detail. Kopernikus und seineAnhanger konnten folglich nicht nur antiaristotelische Quellen wie Plutarch (Kohasionstheorie), Aristarch, die Platonisten (neue Raumtheorie) oder dasCorpus Hermeticum anfuhren, um sich physikalisch zu verteidigen6. Dem kam entgegen, daB auch die aristotelische Himmelsphysik durchneue Beobachtungen in Bedrangnis geriet. Herausragende Ergeignisse warendie Nova von 1572 und der Komet von 1577. Astronomen wie Tycho Braheund Michael Maestlin wiesen nach, daB der Komet sich zwischen den Spharender Planeten bewegte und daher nicht als meteorologisches Phanomen interpretiert werden konnte. Zudem schnitt seine Bahn die Sphare derVenus7. Sowohl die Theorie der festen Himmelsspharen als auch dasaristotelische Axiom, daB es im Himmel kein Werden und Vergehen gebe,waren damit hinfallig. Tychos SchluB ist kurz und biindig: "The Aristotelianphilosophy (...) cannot be valid in teaching that nothing new can originate in the heavens (...) for I have discovered otherwise of this comet"8. Diespatscholastische Naturphilosophie des ausgehenden 16. Jhts. befand sich in einem FlieBprozeB, dessen Geschwindigkeit allerdings durch inkompe tente Versuche ideologischer Steuerung von oben verlangsamt wurde. (3) Feyerabend macht viel Wirbel um die angebliche Fragwiirdigkeit derneuen Beobachtungen mit Hilfe des Fernrohrs9. Galilei hatte das Zustandekommen teleskopischer Abbildungen nicht erklaren konnen. Das Geratselbst habe vielfaltige Tauschungen erzeugt und seine Wirkungsweise beiirdischen Phanomenen sei nicht ohne weiteres auf den Himmel iibertragbargewesen. All dies hat einen wahren Kern, aber es tragt nicht das Argument,das Feyerabend vorbringt: daB namlich das Fernrohr fiir Galilei mehrProbleme schuf als es loste. Feyerabend ubersieht, daB ein technologischesSystem nicht in alien Einzelheiten erklarbar sein muB, um seinen Zweckzu erfullen10. Jahrhundertelang hatte man Brillen und Lupen, aber auch
  7. 7. 170 DISCUSSIONdas Schwarzpulver, Pumpen und andere mechanische Gerate mit groBemErfolg benutzt, ohne ihre Wirkungsweise zu verstehen. Man hatte denUmgang mit ihnen gelernt und wuBte die erwunschten von den unerwunsch ten Effekten in alien relevanten Beziigen zu unterscheiden. In gleicher WeisemuBte man sich mit der Funktionsweise des Fernrohrs praktisch vertrautmachen, um zu sehen, daB etwa farbige Rander, Verzerrungen, Strahlenkranze, Unscharfen oder Vibrationen keine Merkmale der beobachtetenGegenstande, sondern beherrschbare Eigenheiten des Gerats waren. Galileiging deshalb keinerlei Risiko ein, sondern beweist nur wissenschaftlichen?Pferdeverstand", wenn er in Reaktion auf den Tauschungsvorwurf seineraristotelischen Kritiker einen Preis fiir denjenigen aussetzte, der ein Teleskopbauen konne, das die neuen Monde mit ihren prognostizierbaren Umlaufennur um den Jupiter, nicht jedoch um jeden anderen Himmelskorper erzeugenkonne. Dabei war es auch von Galilei unbestritten, daB die teleskopischeWahrnehmung eines Objektes eine falsche Erscheinung hervorrufen kann.Die Beobachtung Scheiners, daB der Saturn manchmal langlich und manchmal von zwei Begleitern umgeben erscheine, "results either from the imperfection of the telescope or the eye of the observer, for the shape ofSaturn is thus: <0 as shown by perfect vision and perfect instruments,but appears thus:0 where perfection is lacking, the shape and distinctionof the three stars being imperfectly seen"11. Es ist klar, daB Galilei hierfalschlich annimmt, daB die optische Unscharfe ein Zusammenfliessen vondrei hypothetisch angenommenen eng benachbarten leuchtenden Objektenverursacht. Diese Annahme hatte einen weiteren Vorteil "(in) barring somevery strange event remote from every other motion known to or even imagined by us"12. Ein Lehrstuck zur Interaktion von Theorie und Erfahrung! Die Schulastronomen lernten die Vorziige des neuen Instruments sehrschnell. Bereits wenige Monate nachdem Galilei begonnen hatte, seine Geratezu bauen, war der Jesuit Christoph Scheiner von der Universitat Ingolstadteiner seiner scharfsten Konkurrenten bei der Beobachtung der Sonnenflecken. Schon zuvor hatte Christopher Clavius vom Collegio Romano dievon Galilei im ?Sidereus Nuncius" publizierten Neuigkeiten iiber dieJupitermonde und die Oberflache des Mondes mit Hilfe eines GalileischenFernrohrs und auf Verlangen des Kardinals Robert Bellarmin - Konsultor - im wesentlichendes HI. Offiziums bestatigt. Dabei hatte er schon selbstandige Beobachtungen angefiihrt, indem er Galileis Ansichten iiber dieKonstitution der MilchstraBe korrigierte. Diese enthalte namlich nicht nurSterne, wie Galilei behauptet hatte, sondern auch ?dichteres und zusammenhangendes Material". Er hatte offenbar bereits Objekte identifiziert,die heute als Emissions- oder Absorptionsnebel bekannt sind. Feyerabend weiB, daB er auf sehr diinnem Eis balanciert, wenn er sichbei der friihen Bewertung von Fernrohrbeobachtungen auf die Ansichtenorthodoxer Aristoteliker beruft, die Galilei in seinen Briefen iiber dieSonnenflecken sehr klar von den sachkundigen Astronomen zu unterscheiden weiB. Folgerichtig, aber durchaus unbegriindet, mokiert er sich dariiber,
  8. 8. DISCUSSION 171?wie schnell der Wirklichkeitscharakter der neuen Erscheinungen akzeptiertund (...) offentlich anerkannt wurde", und er wirft den jesuitischen Astronomen Clavius, Magini und Grienberger vor, es sei wohl ?klar, daB siedabei die Methoden ihrer eigenen Philosophie verletzten oder aber die Sachenur sehr oberflachlich untersuchten"13. Mit anderen Worten: Feyerabendnimmt es den Genannten iibel, daB sie seiner eigenen Karikatur des?aristotelischen Scholastikers" nicht gerecht werden. Nicht nur akzeptiertendie Fachastronomen des Collegio Romano bereits nach sehr kurzer Zeit - undeinhellig die Galileischen Beobachtungen gaben damit die aristo telischen Gegner Galileis der Lacherlichkeit - sie es sogar, preis wagten in Rom eine offentliche Ehrung Galileis zu veranstalten, die nach Augenzeugenberichten zu einem Triumphzug fiir diesen wurde. Bei der AbreiseGalileis schrieb der Kardinal del Monte an den GroBherzog der Toskana, in dessen Diensten Galilei stand: ?Lebten wir noch unter einer romischenRepublik, so hatte man zu seiner Ehre im Kapitol eine Saule errichtet"14. (4) Der Haupteinwand gegen Feyerabends Darstellung leitet sich aus demUmstand ab, daB Feyerabend die historische Entwicklung der Ideen Galileisauf den Kopf stellt. Er spiegelt uns einen Galilei vor, der sich in daskopernikanische System vernarrt und anschlieBend zu dessen Rettung einen lebenslangen Propagandafeldzug startet. Im Rahmen dieses Unternehmensentwickelt er eine neue Physik, die mit der heliozentrischen Theorie iibereinstimmt, ersinnt alle Arten von Hilfshypothesen, die das ganze vor derErfahrung retten, und fuhlt sich dabei an keinen anderen methodologischenGrundsatz als den, Kopernikus um jeden Preis zu retten, gebunden. DiesesZerrbild gilt es im folgenden zu korrigieren.C. Die historische Entwicklung der Physik GalileisI. Zwei wichtige Entdeckungen der neueren Galilei-ForschungDie angesprochenen Punkte sollen hier nicht einzeln diskutiert, sondern in Form eines kurzen Abrisses der Entwicklung der Ideen Galileis behandeltwerden. Dabei wird die Phase imMittelpunkt stehen, die Galilei zum Prinzipder kinematischen Relativitat und zur Tragheitsidee hinfiihrte. Man kannzeigen, daB hier keinerlei kopernikanische Vorurteile, keine Tricks und keinePropaganda im Spiel waren, sondern sich jeder Schritt auf der Basis desvorangehenden Wissenstandes und der inzwischen aufgetauchten theoretischen und empirischen Widerspriiche erklart. Das wichtigste Argumentgegen Feyerabend ergibt sich aus dem Umstand, daB Galilei alle Komponenten seiner neuen Bewegungslehre bereits vor 1609, das heiBt vor derKontroverse um die Kopernikanische Astronomie ausgearbeitet hatte.Nichts deutet darauf hin, daB er den Heliozentrismus vor dieser Zeit fiirein zentrales Problem hielt15. Zu Beginn eine Bemerkung zu zwei wichtigen Entdeckungen der neuerenForschung. Eine Auswertung der sogenannten Arbeitsblatter Galileis durchStillman Drake und andere16 ergab, daB diese vorwiegend aus Berechnungen
  9. 9. 172 DISCUSSIONbestehenden Unterlagen auf umfangreiches und subtiles Experimentierenzuriickgehen. Es handelte sich dabei nicht um gelegentliche Spielereien,sondern um systematisch variierte Reihenexperimente, die fiir die Entwick lung der physikalischen Ideen Galileis zwischen 1603 und 1609 unentbehrlichwaren. Die Rolle des Experiments bei Galilei ist nach dieser Entdeckunghoher zu veranschlagen als dies die rationalistische Auffassung zulassenwollte. Nach Koyre dienten Galileis Experimente, soweit sie nicht fingiert -waren, nur didaktischen Zwecken gewissermafien der rhetorischen Bestatigung theoretischer Ableitungen. Diese Vermutung kann man ad acta legen. Deutlich wurde dabei auch, dafi Galilei an Traditionen ankniipfen konnte. -Bereits vor ihm fiihrten andere wie die Mechaniker Guidobaldo del Monte,Tartaglia und Benedetti, aber auch Aristoteliker wie Hieronymus Borrius,einer der Lehrer Galileis in Pisa - Experimente zum freien Fall oder zumBahnverlauf bei erzwungener Bewegung durch, und dies mit teilweiseahnlichen Ergebnissen und ahnlichen Fehlern17. Die empirischen Argumenteund experimentellen Befunde, die Galilei in seinen friihen Schriften iiberdie Bewegung anfuhrt, stammen nur zum geringeren Teil von ihm selbst.In wesentlichen Aspekten gehoren sie entweder zum Standardrepertoire einerder konkurrierenden Spielarten der Schulphilosophie oder zur jiingerenTradition der Mechanik. Diese hatte in Italien durch die Edition undVerbreitung archimedischer Schriften im 16. Jh. einen starken Impulserfahren18. Die zweite Entdeckung betrifft die Fruhschriften Galileis. Diese wurdenbisher als eine Art Kolleghefte gesehen, Mitschriften von Vorlesungen, dieGalilei als Student in Pisa gehorte hatte. Man schloB aus, daB dieseAbhandlungen im Stil scholastischer Disputationen die Meinung des Begriinders der neuzeitlichen Physik wiedergeben konnten. Diese Ansicht hat sich als revisionsbediirftig erwiesen. Der amerikanische Wissenschaftshisto riker William Wallace wies anhand praziser Textvergleiche nach, dafi es sich dabei um Unterlagen handelt, die Galilei um 1590 kurz vor oder nach seiner Ernennung zum Professor fiir Mathematik an der Universitat Pisazusammenstellte, vermutlich als Vorlage fiir eigene Vorlesungen. Wallacekonnte zeigen, dafi sich Galilei dabei vor allem auf unveroffentlichteManuskripte jesuitischer Professoren des Collegio Romano stiitzte (vor allemRugerius, Menu, Valla, Vitelleschi). Diese Arbeiten gehorten zu den besten,die die zeitgenossische Schulphilosophie anzubieten hatte19. Die Frage der inhaltlichen Abhangigkeit Galileis auch von scholastischen Traditionenmufite hiervon ausgehend vollig neu aufgerollt werden.77. Archimedische AnfangeAuch zur Bewegungslehre liegt eine kurze Schrift Galileis vor, die im gleichen scholastischen Stil abgefafit ist, inhaltlich aber als Bindeglied zur grofierenAbhandlung ?De Motu" verstanden werden kann. De Motu will nicht mehr
  10. 10. DISCUSSION 173die Meinungen und Argumente der Schulphilosophie sammeln, sonderndie Ursachen und Gesetze von Bewegung in systematischer Weise untersuchen. Stilistisch wie inhaltlich kniipft Galilei darin an eine seiner fruhesten - La Bilancetta -Arbeiten an, die er 1586 als 22-jahriger verfaBt hatte20.In ihr konnte er ein beriihmtes Experiment des Archimedes verallgemeinern.Dieser hatte bekanntlich mit Hilfe einer Waage und eines Eimers mit Wasserden Goldgehalt der Krone des Konigs Hieron bestimmt und damit denJuwelier als Betriiger entlarvt. Grundlage des Experiments war die Uber legung, daB sich das Gewicht in Wasser getauchter Korper in direkterProportion zu ihrem spezifischen Gewicht vermindert. Galilei konstruierte im AnschluB an diesen Ansatz eine hydrostatische Waage, mit der mandie Metallgehalte von Zwei-Komponenten-Legierungen messen konnte.Dabei wandte er jene Kenntnisse des Euklid und des Archimedes an, die ihn sein Privatlehrer Ostilio Ricci gelehrt hatte, als er noch auf Wunsch seines Vaters Medizin studierte. Mit dieser Arbeit und einer weiteren iiber die Schwerpunkte ebenerFlachen, die ebenfalls vollig in archimedischer Tradition steht, erregte Galileidie Aufmerksamkeit einiger Personen, die fiir seine weitere Karriere wichtigwurden21. Unter ihnen sind der Mechaniker Marchese Guidobaldo del Monteund Astronom Christopher Clavius vom Collegio Romano hervorzuheben.Die damit angedeutete Kombination von wissenschaftlichen Interessen warfiir Galileis weitere Arbeit entscheidend. Sie war zudem einzigartig, denndie auBerhalb der Schulwissenschaft stehenden Mechaniker des 16. Jhs.wie Commandino, Cardano, Tartaglia, Benedetti und Guidobaldo verstanden in der Regel sowenig von Philosophie wie die Schulphilosophen vonMechanik. Im Falle Galileis fiihrten diese heterogenen Einflusse bereits in den friihen Schriften zur Bewegung zu Widerspriichen, deren Auflosungdie Reformulierung mechanischer Lehrsatze erzwang und schliefilich zurneuen Mechanik fiihrte. Diese Widerspriiche ergaben sich in direkter Weise aus Galileis Vorhaben,naturliche und gewaltsame Bewegungen auf exakte mechanische Prinzipienzuriickzufiihren. Die spatscholastische Impetustheorie konnte dies nicht leisten, weil sie bestenfalls den Grund und das MaB der gewaltsamen, nichtjedoch der natiirlichen Bewegungen bestimmen konnte. Nicht hier, sondern in den klaren Axiomen des Archimedes glaubte Galilei die Losung fiir seinProblem zu finden. Es ist die erklarte Strategic von De Motu, die naturlicheBewegung von Korpern nach oben oder unten auf die Verhaltnisse derGewichte und Bewegungen der beiden Arme einer Waage zuriickfuhren22.Zur Realisierung dieses Vorhabens kniipfte er an genau dieselbe Schriftan wie vorher schon Tartaglia und Bendetti: Archimedes Arbeit ?Uberschwimmende Korper". In dieser Schrift hatte Archimedes die Kraft, mitder ein Korper im Wasser nach unten gezogen oder nach oben getriebenwird, mit dem Unterschied der spezifischen Gewichte erklart. Diesen Ansatzverallgemeinert Galilei, indem er die Geltung der Archimedischen Axiomeauf alle Korper, die sich in beliebigen Medien bewegen, ausdehnt. Dieser
  11. 11. 174 DISCUSSIONAnsatz stand inWiderspruch zur aristotelischen Lehrmeinung. Ein Korperfallt oder sinkt nach Aristoteles deshalb, weil er eine besondere Qualitatder Schwere aufweist, nicht weil das Medium spezifisch leichter ist als erselbst. Andererseits steigt er deshalb, weil er einen UberschuB der QualitatLeichtigkeit besitzt, nicht weil das Medium, in dem er sich befindet, spezifischschwerer ist als er selbst. Die Verbindung zur Bewegungslehre schafft die Hypothese, daB die ausden Unterschieden der spezifischen Gewichte herriihrende Kraft der Geschwindigkeit fallender oder steigender Korper proportional ist. Dies entspricht sowohl der statischen Annahme, dafi Kraft und virtuelle Verschiebung in Gleichgewichtssystemen proportional sind, als auch dem aristotelischen Grundsatz, dafi eine konstante Kraft eine konstante Bewegungerzeugt. Galilei schliefit daraus, dafi Korper mit konstanter Geschwindigkeit steigen oder fallen, und dafi das Mafi dieser Bewegung in seinem wirksamenGewicht liegt. Die in der statischen Tradition sowohl des Jordanus deNemore als auch der aristotelischen Schrift ?De Mechanica" zu findendeBegriindung fiir den Zusammenhang von Gewicht bzw. Kraft und Geschwindigkeit beruht auf folgender Uberlegung: Man befestige an einer Waagezwei Gewichte, von denen das eine doppelt so schwer ist wie das andere.Danach bringe man die Waage ins Gleichgewicht. In dieser Konstellationwird das schwerere Gewicht nach einer unmerklichen Vergrofierung dasnur halb so grofie Gegengewicht mit der doppelten Geschwindigkeit, diees selbst hat, bewegen konnen. Dies ergibt sich aus der einfachen Rechnung,dafi der eine Arm der Waage im angenommenen Fall doppelt so lang wieder andere ist. Analoges gilt bei einer Verdrei- oder Vervierfachung deseinen Gewichts23. Was den physikalischen Gehalt betrifft, kommt Galilei in De Motu nicht iiber gangige Lehrmeinungen hinaus. In einigen Punkten fallt er sogar hintervorliegende Untersuchungen zuriick - etwa bei der Analyse des Wurfesund der Fallbeschleunigung. Zur Bahn eines geworfenen Korpers erklartGalilei, dafi der eingepragte Impetus den Korper zunachst geradlinigvorwartstreibe, bis er nach seiner Erschopfung in eine sehr kurze gebogeneund sodann in eine senkrecht zur Erdmitte verlaufende Fallbewegung iibergehe. Dabei hatte bereits Tartaglia gezeigt, dafi sich Geschosse aufeiner durchgehend gekriimmten Bahn bewegen. Tartaglia konnte seineAnsicht allerdings ebensowenig wie Galilei nach strengen Mafistaben beweisen. Die Beschleunigung fallender Korper erklart Galilei entgegen derperipatetischen Lehrmeinung als ein akzidentelles Phanomen. Dabei greifter auf eine Idee des griechischen Astronomen Hipparch zuriick. NachHipparch - wie Galilei ihn versteht - verfugt jeder Korper, der nach obengeworfen werde, am Wendepunkt noch iiber genau den Betrag an eingepragter Kraft, der notig ist, ihn am Fallen zu hindern. Beginnt er nunsich zum Zentrum zu bewegen, so entweicht dieser nach oben gerichteteRestimpetus nicht augenblicklich, sondern erst nach und nach. Erst dannwerde die natiirliche Geschwindigkeit erreicht, die der wirkenden Kraft
  12. 12. DISCUSSION 175entspricht. Eine sehr gewundene Erklarung findet er auch fiir das von ihmals gesichert angesehene Phanomen, daB leichte Korper zunachst schnellerfallen als schwere, und erst nach einer gewissen Zeit von den letzterenuberhoit werden. Dies sei darauf zuriickzufiihren, so Galilei, dafi Qualitaten in leichte Korper zwar schneller eingepragt werden konnen, dafi sie aberauch wieder schneller entweichen. Ahnlich sei es im Falle anderer Artender Bewegung, etwa der Erwarmung leichter und schwerer Korper. Solcheund ahnliche Beispiele zeigen, dafi Galilei durchaus noch den aristotelischenBewegungsbegriff verwendet24. An diesem Punkt befindet sich auch die Schnittstelle zwischen statischemAnsatz und Impetusbegriff innerhalb der friihen Physik Galileis. Mit demunterschiedlichen Aufnahmeverhalten verschieden schwerer Korper fiir eingepragte Krafte erklart dieser nicht nur die Tatsache, dafi man eine Kugelaus Holz nicht so weit schiefien konne wie eine aus Blei. Er wendet diesenGrundsatz auch zur Erklarung der unter verschiedenen Neigungswinkeln zu erzielenden Schufiweiten an. Es werde namlich umso mehr Bewegungskraft in ein Projektil eingepragt, je grofier dieser Winkel sei. Dann namlich sei das wirksame Gewicht des Projektils am grofiten und biete der vomentziindeten Pulver ausgehenden Bewegungskraft den grofiten Widerstand.Galilei argumentiert hier in Analogie zur schiefen Ebene, bei der daswirksame Gewicht, das das Mafi der Bewegung des Korpers nach untenbestimmt, mit dem Neigungswinkel der Ebene abnimmt. Auch hier versuchtGalilei also Bewegungen, in diesem Fall die gewaltsame Bewegung einesProjektils durch eine Kanone, mittels statischer Modelle zu erklaren. DieArgumentation mit der schiefen Ebene schafft zugleich die begrifflicheVerbindung zwischen dem durch einen einmaligen Vorgang eingepragtenund dem durch den Unterschied der spezifischen Gewichte kontinuierlicherzeugten Impetus, der das Mafi der Bewegung von Korpern nach obenoder unten bestimmt. Naturliche und gewaltsame Bewegungen werden damitdurch die gleichen Prinzipien erklart.III. Methodische Aspekte der friihen Physik GalileisEinige Merkmale heben Galileis Traktat von anderen zeitgenossischenAnalysen zur Bewegung ab: (1) Die Verschmelzung praziser begrifflicher Analyse nach Art der Schulphysik mit der quantitativen Sprache der statischen Mechanik. Diese Uber tragung statischer Uberlegungen auf frei fallende Korper war von der stati schen Tradition her gesehen unzulassig. So wurde von ihr auch niemalsversucht, was Galilei in De Motu unternahm und was sich nur aus seinerwissenschaftlichen Biographie erklaren lafit. Bei dieser Verkniipfung blieber in Schwierigkeiten stecken, die eine Reformulierung bestimmter Axiomeerzwangen. Er benotigte 15 Jahre, bis er aus der Sackgasse herausfand. (2) Galilei beweist ein prazises, logisch schlussiges Denken, das die eigenenVoraussetzungen nicht nach Belieben andert und nicht vor radikalen Konse
  13. 13. 176 DISCUSSIONquenzen zuriicksteckt. Bei seinen Kollegen und Zeitgenossen kann mandieses Vertrauen in die Richtigkeit der eigenen Folgerungen nicht immerbeobachten. Inkonsistent war etwa Benedetti bei seiner Analyse der Fallgeschwindigkeit verschieden schwerer Korper im Vakuum, wenn er sie einmalals dem spezifischen Gewicht proportional, das andere Mal aber alsunabhangig vom Gewicht erklart. Benedetti fordert ideale Bedingungen derRotation und argumentiert dann mit dem Widerstand der Luft. Inkonsequent war auch die Taktik einiger Professoren des Collegio Romano,den Konflikt zwischen Impetustheorie und aristotelischer AntiperistasisTheorie (Bewegung durch ein dem Medium verliehenes Vermogen) dadurchzu ?losen", dafi sie beiden Parteien zur Halfte Recht gaben25. Eine solcheStrategic war fiir Galilei nicht akzeptabel. Wo andere auf der Basisschwammiger oder willkiirlich geanderter Voraussetzungen mutmafien,deduziert Galilei ohne iibertriebene Riicksicht auf Lehrmeinungen und aufden Augenschein aus den fiir ihn evidenten und explizit aufgefiihrtenPramissen; wo andere Kompromisse suchen, strebt Galilei nach klarenAussagen und Entscheidungen; wo andere Autoritaten anfuhren, verlangtGalilei evidente Axiome oder eindeutige empirische Befunde. Das logisch konsequente Denken Galileis zeigt sich in der Analyse einesGrenzfalls von Bewegung, namlich der auf einer Ebene, die ihren Abstandzum Zentrum der Welt nicht andert. Seine Uberlegung ist wie folgt: Eineperfekte Kugel, die auf einer perfekten schiefen Ebene mit unendlich kleinerNeigung gelegt wird, beginnt, in natiirlicher Bewegung abwarts zu rollen.Umgekehrt kommt die gewaltsame Bewegung einer Kugel, die in dieentgegengesetzte Richtung gestofien wird, langsam zur Ruhe. Wie aber siehtes aus, wenn die Ebene keine Neigung hat? Er kommt zu dem Schlufi,dafi die Bewegung der Kugel hier weder naturlich noch gewaltsam nochgemischt, sondern neutral ist und zu ihrer Erhaltung keiner weiteren Kraftebedarf. Dasselbe gelte auch fiir Konstellationen, in denen homogene Korperum ihren eigenen Schwerpunkt rotieren, oder in denen der Schwerpunkt inhomogener rotierender Korper mit dem Mittelpunkt der Welt, also derErde, zusammenfallt. Damit war bereits in De Motu die Grundlage fiirdie spatere Formulierung der Tragheitsidee und des Prinzips der kinema tischen Relativitat gelegt26, obwohl Galilei in dieser Schrift noch zugunstendes Geozentrismus argumentiert. (3) Ein weiterer Unterschied zwischen Galilei und seinen Kollegen ausden Reihen der Mechaniker und der Schulphilosophen besteht in seinerEinsicht, dafi es zwischen mathematischer Analyse und wirklicher Bewegungeine Differenz gibt, dafi diese Differenz jedoch eine exakte quantitativeBehandlung nicht vereitelt - wie dies zum Beispiel Guidobaldo del Monteannahm. Der Marchese del Monte kritisierte die Idealisierung, die in derAnnahme liege, Korper fielen parallel zur Erdoberflache, wo sie doch faktischzur Erdmitte hin konvergieren miissen. Desgleichen konne man bei derAnalyse mechanischer Probleme nicht von Reibungsverlusten abstrahieren, so dafi das Produkt von Kraft bzw. Gewicht und virtueller Verschiebung
  14. 14. DISCUSSION 177in Gleichgewichtssystemen (bei VergroBerung eines der Gewichte um einenunendlich keinen Betrag) eben faktisch nicht identitisch sei, wie dies Galileiannahm. Konsequenterweise leugnete Guidobaldo auch die Anwendbarkeitdes statischen Instrumentariums auf Probleme der Bewegungslehre27. Galilei dagegen sieht schon in seinen friihesten Schriften sehr klar, dafider Physiker bei der Suche nach Prinzipien von storenden Faktoren, soweit sie per accidens wirken, absehen mufi. Erst bei der Berechnung realerProzesse und der Bewertung von Beobachtungen sind diese storendenEinfliisse wieder sukzessive einzufuhren. Nur so konnte Galilei bereits inDe Motu zum Begriff der neutralen Bewegung kommen, die ohne weitereZufuhr von Kraft andauert. Bei dieser Aussage weifi er, dafi keine realeBewegung unbegrenzt andauern wird, weil viele storende Faktoren siebehindern werden. Die Behauptung gilt unter den eingefuhrten Pramissen,die die Grundstruktur der untersuchten Vorgange beschreiben, jedoch in reiner Form nirgends realisiert sind. Was war die Folge von De Motu? Galilei war iiberzeugt, dafi seinearchimedischen Prinzipien richtig sind28. Nach seinem Urteil setzten sie nurdas voraus. was klar und evident war und deshalb keines Beweises bedurfte.Umso mifilicher mufi es ihm erschienen sein, dafi sich seine Theoreme iiberdie Geschwindigkeit schwerer Korper empirisch nicht bestatigen liefien.?Wenn man zwei Korper, nach deren Eigenschaften sich der erste doppeltso schnell bewegen sollte als der zweite, von einem Turm fallen lafit, dannwird der erste nicht merklich schneller und schon gar nicht zweimal so schnell den Boden erreichen"29. Das gleiche gait fiir die Bewegung ent lang der schiefen Ebene. ?Die Proportionen, die wir abgeleitet haben, sindnicht beobachtbar"30, heifit es lapidar. Der iiberraschende Zusatz: ?Wennman eine Beobachtung macht, dann die, dafi der leichtere Korper am Anfang der Bewegung dem schwereren vorausteilt"31. Doch dies geschehezweifellos nur per accidens. Es verdecke zwar die wahren Ursachen desBewegungsprozesses, hebe sie jedoch nicht auf. Das gleiche gelte fiir dieunter realen Bedingungen niemals vernachlassigbaren Widerstande, diedurch Reibung, die Form des sich bewegenden Korpers oder Bewegungen imMedium selbst erzeugt wurden. ?Fiir diese akzidentellen Faktoren konnenkeine Regeln gegeben werden, weil sie in unzahlbaren Formen auftreten32 (....) Was wir suchen, sind die Ursachen der Effekte, und diese Ursachen sind uns nicht in der Erfahrung gegeben"33. Sie konnen nicht durchVervielfaltigung von Beispielen, sondern nur durch die Arbeit des Verstandesgefunden werden. Zu diesem Zweck, so erlautert Galilei am Beispiel derneutralen Bewegung, miissen wir davon ausgehen, dafi die Ebene sozusagen?unkorperlich", also von vollkommener Harte und Glatte ist. Der sichbewegende Korper mufi von vollkommener Form sein, die sich einerBewegung nicht widersetzt. Unter diesen Bedingungen werde ein Korperauf einer Ebene, die ihren Abstand zum Zentrum nicht verandere, durcheine Kraft kleiner als jede gegebene Kraft bewegt. Auch die anderenabgeleiteten Gesetzmafiigkeiten sind nur unter diesen idealen, aber die
  15. 15. 178 DISCUSSIONwahren Ursachen der Phanomene erfassenden Bedingungen, beobachtbar34. DaB Galilei mit seinen Antworten nicht zufrieden war, ersieht man daran,daB er De Motu nicht publiziert hat. Es war ihm nicht gelungen, aus seinerTheorie testbare Konsequenzen abzuleiten. Zuviele Akzidenzien muBtenunter realen Verhaltnissen beriicksichtigt werden. Fiir diese Akzidenzienwie Beschleunigung, Reibung, Luftwiderstand, Form der Korper, hatteGalilei keine Theorie. Er war daher nicht imstande, ihren Einflufi auf diekausalen Ablaufe zu berechnen und seine Ableitungen an der Erfahrungzu uberpriifen.IV Auf dem Weg zur neuen Mechanik: Moment, Beschleunigung und die neueRolle des systematischen ExperimentsDie kommenden zehn Jahre machte Galilei keine wesentlichen Fortschrittebei der Losung dieser Probleme. Um 1601/2 verfafite er dann auf derGrundlage alterer Vorlagen eine Schrift, in der er die Funktionsweiseeinfacher mechanischer Gerate wie Hebel, Waage, schiefe Ebene, Winde,Flaschenzug und Schraube erlautert35. Vor allem geht es ihm um denNachweis, dafi es nicht moglich sei, wie viele glaubten, mit Hilfe kunstvollermechanischer Erfindungen Krafte zu gewinnen. Die Mechanik konne Kraftenicht gewinnen, sondern nur transformieren. Was man mit ihrer Hilfe scheinbar an Kraft und Gewicht gewinnt, geht an Weg und Geschwindigkeitverloren. Um jenen Faktor zu kennzeichnen, der bei der Transformationder genannten Grofien erhalten bleibt, fiihrt Galilei einen neuen Begriffein: das MOMENT. Das Moment ist gewissermafien die resultierende Formder durch eine Konstellation einfacher Maschinen transformierten Inputgrofie. ?Moment ist die Tendenz zur Bewegung nach unten, die wenigerdurch das Gewicht des beweglichen Korpers als durch die Anordnungverschiedener schwerer Korper bedingt ist"36. Diese Tendenz, so erlautertGalilei spater in den Discorsi, sei ?eben so grofi wie die Kraft oder wieder geringste Widerstand, der hinreicht zum Gleichgewicht"37. ?SchwereKorper", so Galilei weiter, ?setzen einer Bewegung nur insofern Widerstand entgegen, als diese sie vom Zentrum der Erde entfernt"38. Andererseits setzen sie sich nur dann in Bewegung, wenn sich ihr Abstand zumZentrum verringert. Das gewonnene oder verlorene Moment ist dabei nurvom Betrag der Abstandsanderung zum Zentrum abhangig, nicht dagegen vom tatsachlichen Weg, den der Korper nimmt, nicht von der Zeit,die er dafiir benotigt. Diese Theoreme implizieren, dafi Galilei in Le Meccaniche die Abhangigkeit der Fallgeschwindigkeit vom spezifischen Gewicht aufgegeben hat.Andernfalls ware das Moment nicht nur von Weg, Kraft, Zeit, Geschwindigkeit, absolutem Gewicht, sondern auch vom spezifischen Gewicht abhangig. Ein spezifisch schwererer Korper, der iiber eine schiefe Ebeneabwarts rollt, konnte dann einen absolut gleich schweren aber spezifisch leichteren Korper auf eine grofiere Hohe treiben als die, von der er selbst
  16. 16. DISCUSSION 179fiel. Auch das Gleichgewicht einer Waage, an deren Armen sich Korpermit unterschiedlichen spezifischen Gewichten befinden, ware aufgrund derVerschiedenheit ihres dynamischen Verhaltens labil. Bereits eine unendlichkleine Stoning wiirde geniigen, um das Verhalten einer Anordnung einfacherMaschinen, die sich aus Komponenten unterschiedlichen spezifischen Gewichts zusammensetzt, unvorhersehbar zu machen. Diese Folgerungenwurden nicht nur der Erfahrung, sondern auch den Prinzipien des Archimedes zuwider laufen. Noch eine andere Annahme aus De Motu wird jetzt stillschweigendfallengelassen. Wenn gleich schwere Korper sich dem Zentrum der Erde iiber gleiche vertikale Distanzen auf unterschiedlich langen Wegen nahern,dann gewinnen sie identische Momente. Die Zunahme der Geschwindigkeiten wiederum entspricht bei identischem Gewicht und gleicher vertikalerDistanz der Zunahme an Moment39. Da wie angenommen nur Zeiten undWege, nicht aber die resultierenden Momente und Geschwindigkeitenverschieden sind, miissen die beiden Korper diese Geschwindigkeiten inunterschiedlicher Weise gewonnen haben. Dies liefi vermuten, dafi dieBeschleunigung nicht wie in De Motu angenommen ein akzidentelles, sondern ein wesentliches Merkmal von Bewegung darstellt40. Damit warein zentrales Postulat der friihen Galileischen Bewegungslehre gescheitert. Galilei plante nun eine neue Abhandlung iiber die Bewegung. Er hatteerkannt, dafi das Phanomen der Beschleunigung einer intensiven Untersuchung bedurfte. Nach dem Fehlschlag von De Motu wufite er, dafi theoretische Analysen zur Auswahl der gesuchten Prinzipien nicht geniigten,sondern durch experimentelle Untersuchungen von Akzidenzien zu erganzenwaren. Durch systematische Variation akzidenteller Faktoren suchte erKonvergenzen aufzuspiiren (Fallbeschleunigung, spezifisches Gewicht). Andere Bedingungen hielt er konstant, um die Wirkung von Faktoren zukontrollieren (Reibung, Luftwiderstand, Form der Korper). Nur so konnteer hoffen, die in De Motu aufgetauchten Probleme sowie die Widerspriichezwischen De Motu und der mechanischen Schrift zu beseitigen. Die Zeitzwischen der Abfassung von Le Meccaniche und seinen astronomischenEntdeckungen, also die sieben Jahre zwischen 1602 und 1609 waren einePhase intensiven Experimentierens. Die Dokumente zeigen auch, dafi Galileibereits vorher Pendelexperimente und Fallversuche mit schiefen Ebenengemacht hatte, allerdings ohne dafi ihm dies weitergeholfen hatte. Diewichtigsten Experimente, die Galilei in diesen Jahren durchfuhrt, lassensich in zwei Gruppen einteilen41: Die erste untersucht das Problem der Fallbeschleunigung mit Hilfe der schiefen Ebene. Auf folio 107v finden sich die Daten eines dieser Experimente, das um 1604 durchgefuhrt wurde. Die geringe Abweichung vonden korrekten Werten lafit darauf schliefien, dafi Galilei ein sehr sorgfaltigerExperimentator war und iiber ein beachtliches handwerkliches Geschickverfiigte. Andere Mefiergebnisse unterstiitzen diesen Eindruck. Obwohl dieDaten42 des genannten Experimentes klar zeigten, dafi sich bei der Fall
  17. 17. 180 DISCUSSIONbewegung die zuriickgelegten Strecken wie die Quadrate der entsprechendenFallzeiten verhielten, leitete Galilei daraus kein Gesetz ab. Aus seinenbisherigen Studien zur Bewegung wufite er, dafi Akzidenzien den Physiker,der sich auf der Spur einer Entdeckung wahnt, leicht tauschen konnen.Er versuchte nicht, von seinen Daten ausgehend zu verallgemeinern, sondern eine theoretische Erklarung zu finden, aus denen die Regelmafiigkeiten,die sich in den Daten gezeigt hatten, ihrerseits ableitbar waren. In den folgenden vier Jahren konstruierte er eine Reihe von Beweisen, die teils richtige, teils falsche Elemente enthielten43. Der Beweis, den Galilei in den Discorsi44 anfuhrt, beruht im Kern aufeiner Anwendung des ?mean-speed-theorems", das von den OxforderSpatscholastikern im 14. Jh. aufgestellt wurde. Es lautet, dafi ein proiectum in einer gleichformig beschleunigten Bewegung denselben Weg durchlauft,den es auch mit einer gleichbleibenden Geschwindigkeit zuriicklegen wiirde,die halb so hoch wie die Endgeschwindigkeit im beschleunigten Fall ist.Wenn also ein gleichformig - in scholastischer Terminologie ?uniformiterdifform" - beschleunigtes proiectum in einer Stunde eine maximale Ge schwindigkeitsintensitat von 50 erreicht, so wiirde es denselben Weg ingleicher Zeit auch mit einer uniformen Geschwindigkeitsintensitat von 25durchmessen. Dies heifit physikalisch, dafi sich in der uniformiter difformenBewegung in gleichen Zeiten gleiche Geschwindigkeitszuwachse addieren.Die zuriickgelegten Wege verhalten sich dann wie die Elemente der Reiheder ungeraden Zahlen 1-3-5-7-9 usw. Addiert man die Wege, so sieht man, dafi mit einer Verdoppelung der Zeit eine Vervierfachungdes Weges, mit einer Verdreifachung der Zeit eine Verneunfachung des Weges einhergeht, usf.45. Die Quellen zeigen, dafi Galilei die Flachen des Diagramms nicht ohne Beweis mit den zuriickgelegten Wegen gleichsetzt, sondern eine Summierung der unendlich vielen durchlaufenen verschiedenenMomentangeschwindigkeiten des gleichformig beschleunigten Korpers ver sucht. Auch fiir diese ?graphische Integration" gibt es bei Nicole Oresme ein - Galilei vermutlich unbekanntes - Vorbild. spatscholastisches Die zweite Gruppe von Experimenten untersucht die Frage, ob dasZeitquadratgesetz auch dann giiltig bleibt, wenn sich der Fallbewegung eine zweite Bewegungstendenz in waagrechter Richtung hinzugesellt. In diesemFall findet eine Superposition der beiden Bewegungen statt, so dafi einegebogene Bewegung mit der Form einer Parabel resultiert. Auch hier hatGalilei das Ergebnis nicht mit Hilfe des Experiments gefunden. Auch hierzeigt er sich als geschickter Experimentator, dessen Daten auch heute nochprasentabel sind. Er kannte das Ergebnis bereits, denn es ist eine logischeFolge des Zeitquadratgesetzes sowie der Annahme, dafi eine eingepragteKraft den Korper auf einer Geraden weitertreibt. V Galileis BeweisverfahrenUngeachtet der logischen Prioritat theoretischer Ableitungen ist die expe
  18. 18. DISCUSSION 181rimentell gewonnene Erfahrung nicht iiberfliissig. Nur sie kann zeigen, obdie ?ex suppositione" mathematisch abgeleiteten Schliisse auch fiir realeBewegungsvorgange gelten. Die folgende von Wallace gefundene Briefstellescheint das Galileische Verfahren am klarsten zu erlautern: I argue ex suppositione, imagining for myself a motion towards a point that departs from rest and goes on accelerating, increasing its velocity with the same ratio as the time increases, and from such a motion I demonstrate conclusively [io dimostro concludentemente] many properties [accidenti]. I add further that if experience should show that such properties were found to be verified in the motion of heavy bodies descending naturally, we could without error affirm that this is the same motion I defined and supposed; and even if not, my demonstrations, founded on my supposition, lose nothing of their force and conclusiveness; just as nothing prejudices the conclusions demonstrated by Archimedes concerning the spiral that no moving body is found in nature that moves spirally in this way. But in the case of the motion supposed by me [figurato da me] it has happened [e accaduto] that all the properties [tutte le passioni] that I demonstrate are verified in the motion of heavy bodies falling naturally46. Eine Analyse der Galileischen Spatwerke zeigt, dafi sich seine Methodologie zwischen De Motu und den Discorsi nur wenig verandert hat. SeineArgumentationsweise hat in der Regel folgende Struktur. Aus einer Behauptung seines wissenschaftlichen Gegners, die die Erklarung eines Phanomens intendiert, leitet Galilei weitere Konsequenzen ab und zeigt anschliefiend, dafi diese entweder empirisch falsch sind oder zu theoretischenWiderspriichen fiihren. Gedankenexperimente werden unterstiitzend eingeschoben. Anschliefiend stellt er seine eigene Erklarung vor und erlautert ihre geometrischen und physikalischen Pramissen. Zur Erhartung derErklarung leitet er weitere Folgerungen aus den gemachten Voraussetzungenab, die anhand moglichst einfacher Beobachtungen nachpriifbar sind. Dieso bestatigte Hypothese erklart Galilei fiir ?demonstriert", ohne damitimplizieren zu wollen, sie sei nun unwiderlegbar. Sie ist nach wie vorhypothetisch in jenem Sinne, dafi esMenschen nicht moglich sei, die absolute - -Wahrheit gemessen am Wissen zu erkennen, denn ?unser gottlichenErkennen (steht) sowohl hinsichtlich der Art als hinsichtlich der Mengedes Erkannten unendlich weit gegen das gottliche zuriick"47. Galilei bestehtjedoch darauf, dafi das menschliche Erkenntnisvermdgen bei konkurrierenden Theorien - etwa kopernikanische versus ptolemaische - in der Lagesei, die falsche auszusondern, da notwendig eines der beiden (...) richtig und das andere falsch sein muB, und mithin - nur innerhalb unausbleiblich die Grunde fiir die wahre Lehre ich meine der Grenzen - sichmenschlicher Wissenschaft als ebenso beweiskraftig herausstellen miissen, wie die gegenteiligen als nichtig und verfehlt48. Galilei behauptet nicht, dafi er einen absolut schliissigen und unfehlbarenGrund fiir die Falschheit des aristotelischen Systems wisse und das kopernikanische daher de facto wahr sei. Er will nur alles das, was Aristoteles, Ptolemaus und andere bisher fiir die Unbeweglichkeit der Erde angefiihrt haben, zur Sprache bringen; zweitens versuchen, dies zu widerlegen; endlich solche
  19. 19. 182 DISCUSSIONTatsachen beizubringen, auf Grund derer man zur Uberzeugung gelangen kann, die Erdesei, so gut wie der Mond oder ein anderer Planet, unter die von Natur kreisformig bewegtenKorper zu rechnen49.Mehrfach betont Galilei, dafi er nicht den Anspruch erhebe, die Bewegungder Erde beweisen zu konnen, dafi aber, ?wenn Aristoteles hier ware, erentweder von uns iiberzeugt wiirde, oder unsere Grunde widerlegte unduns eines besseren belehren wiirde"50. Im Falle der Mathematik sieht er die Differenz zwischen menschlichemund gottlichem Wissen allerdings nahezu verschwinden.Nimmt man (...) das Verstehen intensive, insofern dieser Ausdruck die Intensitat, d.h. dieVollkommenheit in der Erkenntnis irgend einer einzelnen Wahrheit bedeutet, so behaupte ich, dafi der menschliche Intellekt einige Wahrheiten so vollkommen begreift und ihrer sounbedingt gewifi ist, wie es nur die Natur selbst sein kann. Dahin gehoren die reinmathematischen Erkenntnisse, namlich die Geometrie und die Arithmetik51.In einer oft genannten Stelle des ?I1 Saggiatore" hatte Galilei weiterhinerklart, die Philosophie stiinde - - vor uns liegt,geschrieben in jenem grofien Buch ich meine das Universum das offenaber nicht verstanden werden kann, bevor man nicht gelernt hat, seine Sprache zu verstehenund die Buchstaben zu interpretieren, in denen sie geschrieben ist. Es ist geschrieben in der Sprache der Mathematik, und die Buchstaben dieser Sprache sind Dreiecke, Kreise und anderegeometrische Figuren (...)52. Eine unvorsichtige Lesart konnte daraus schliefien, dafi Galilei denAbsolutheitsanspruch mathematischer Erkenntnis auf die Physik iibertragenwill53. Doch dies ist nicht der Fall. Obwohl Galilei auch in der Physikdem mathematischen Beweis den Vorzug vor empirischer oder philosophischer Argumentation gibt, weifi er, dafi eine physikalische Erklarungphysikalische Hypothesen erfordert. Entgegen der platonisierenden Galilei Interpretation ist seine Vorstellung des Verhaltnisses von Physik undMathematik der des Aristoteles sehr ahnlich. Folgende Stelle aus derPhysikvorlesung mag als Beleg geniigen:Sind auf diese Weise die verschiedenen Bedeutungen des Terminus ,Natur4 bestimmt, so istnunmehr der Unterschied zwischen dem Mathematiker und dem zu bedenken - Physikerdenn Flachen, Korperformen, Strecken und Punkte, welche den Gegenstand des Mathematikers -. Ebenso ist zu klaren,bilden, eignen ja auch den Naturkorpern ob die Astronomie .einevon der Physik verschiedene oder eine zur Physik gehorende Wissenschaft ist. Denn es waredoch widersinnig, wenn der Physiker zu den Gegenstanden seiner Wissenschaft zwar das Wesenvon Sonne und Mond, aber nicht deren notwendige Eigenschaften zahlen sollte, noch dazu,wenn die Naturphilosophen ganz offensichtlich auch iiber die Gestalt von Mond und Sonnehandeln und dann auch die Frage erortern, ob die Erde und die Welt kugelformig sei odernicht. Nun sind aber alle diese Dinge auch Themen des Mathematikers, jedoch immer unterAusklammerung der Tatsache, dafi sie Begrenzungen eines Naturkorpers sind (...) Darumbehandelt er sie auch als selbstandige Gegenstande; denn sie konnen wirklich inUnabhangigkeitvom Naturgeschehen betrachtet werden (Buch 2, 193b 23-35).An den Vertretern der Ideenlehre kritisiert Aristoteles, dafi sie nicht diemathematischen* Verhaltnisse, sondern die Naturverhaltnisse als in diesem
  20. 20. DISCUSSION 183Sinne selbstandig setzen, was unzulassig sei. Anschliefiend erortert Aristo teles, was den Gegenstand der Physik bildet:Der Terminus ,Natur bedeutet also zweierlei: sowohl die Gestalt wie das Material (...) Wennaber (...) Gestalt und Material die Gegenstande einer und derselben Wissenschaft sein miissen(...) dann wird man den SchluB ziehen miissen, daB auch in der Physik beide Naturmomentezusammen den Gegenstand darstellen (194a 12, 20-26).Auch in jenen ?mathematischen Disziplinen (...) die einen naturwissenschaft lichen Einschlag zeigen" wie Optik, Harmonik, Astronomie, Mechanik, zeige sich der Unterschied der beiden Gegenstandsspharen. Wahrend ? die Geometrie die Linie in der Natur unter Absehung von der Tatsache betrachtet,dafi sie eine Linie in der Natur ist, betrachtet die Optik die mathematischeLinie, aber nicht unter dem methodischen Gesichtspunkt eines mathema tischen, sondern eines Naturgebildes" (194a 7, 11; vgl. auch MetaphysikXIII, III, 7). Ein sehr gutes Beispiel fiir das von Aristoteles beschriebene Verhaltnisvon Physik und Mathematik und zugleich fiir den Status der mit mathematischen Argumenten abgeleiteten physikalischen Schlufifolgerungen istdie Kontroverse um die Interpretation der Sonnenflecken zwischen Galileiund Christoph Scheiner. Um die Sonne vor dem Makel der Beflecktheitzu bewahren, hatte Scheiner die Hypothese aufgestellt, die beobachtbarenPhanomene seien Himmelskorper, die in geringer Entfernung um die Sonnekreisen. Dieses Argument versucht Galilei zunachst durch Verweis auf dieunregelmafiige Erscheinung und die irregulare Struktur der in Fragestehenden Phanomene zu entkraften.Anyone who wished to maintain that the spots were a congeries of minute stars would have to introduce into thesky innumerable movements, tumultuous, uneven, and without anyregularity. But this does not harmonize with any plausible philosophy54.Dafi man zwanzig oder dreifiig Flecken in gemeinsamer Bewegung auf derSonnenscheibe sehe, sei ein fiir Planeten sehr ungewohnliches Verhalten. Obwohl Galilei es fiir leichter erklart, eine falsche Hypothese zu widerlegenals die nach seiner Auffassung wahre zu etablieren55, entzieht er sich dieserAufgabe nicht. Hierbei wird die konstruktive Funktion der Geometrie imGalileis Beweisfuhrung deutlich. Ausgangspunkt der Analyse sind die beobachtbaren Besonderheiten der Phanomene:That the spots are contiguous to the sun and are carried around by its rotation can onlybe deduced by reasoning from certain particular events which our observations yield56.Um gewisse Unregelmafiigkeiten und Akzidenzien bereinigt, werden dieBeobachtungen sodann durch geometrische Uberlegungen aus der Rotationvon Punktmengen auf der Oberflache eines spharischen (runden) Korpersex suppositione erklart.To begin with, the spots at their first appearance and final disappearance near the edgesof the sun generally seem to have very little breadth, but to have the same length that theyshow in the central parts of the suns disk. Those who understand what is meant by
  21. 21. 184 DISCUSSIONforeshortening on a spherical surface will see this to be a manifest argument that the sun is a globe, that the spots are close to its surface, and that as they are carried on that surface toward the center they will always grow in breadth while preserving the same length (...)This maximum thinning takes place at the point of greatest foreshortening, and it wouldoccur outside the sun if the spots were any perceptible the face of distance away from thesun. place, one must In the second observe the apparent travel of the spots day by day.The spaces passed by the same spot in equal times become less as the spot is situated nearer the edge of the sun. Careful observation shows also that these increases and decreases oftravel are quite in proportion to the versed sines of equal arcs, as would happen only incircular motion contiguous to the sun itself. In circles even slightly distant from it, the spacespassed in equal times would appear to differ very little against the suns surface. A third thing which strongly confirms this conclusion may be deduced from the spaces between onespot and another (...) The events are such that they could be met with only in circular motionmade by different points on a rotating globe57. Aus der Hypothese, dafi sich die Flecken auf der Oberflache der Sonnebefinden, lassen sich geometrische Eigenschaften ableiten, die sich imbeobachtbaren Verhalten der Flecken aufiern miissen: perspektivische Verkiirzung, Veranderung der scheinbaren oder wirklichen Geschwindigkeitje nach Nahe zum Sonnenrand oder zu den Polen, Veranderung derscheinbaren Abstande zwischen den Flecken. Galilei verwendet das beobachtbare Verhalten der Sonnenflecken als Indiz dafiir, dafi die Sonne rotiert und dafi sich die Flecken auf ihrer Oberflache befinden, um daraufhinden UmkehrschluB zu ziehen, daB unter der Annahme einer rotierendenkugelformigen Sonne die Flecken das erwartete Verhalten zeigen. Erpostuliert folglich keine Hypothese, die ausschliefilich mit Hilfe der Mathematik begriindbar ist, sondern zwei physikalische Hypothesen, die sichgegenseitig stiitzen. Die Giiltigkeit der Erklarung setzt voraus, dafi mandie Sonne als starren Korper behandeln kann, dessen aufiere Hiille mitgleichformiger Winkelgeschwindigkeit rotiert. Sie setzt weiterhin voraus,dafi die Flecken selbst sich auf der Oberflache der Sonne nicht linearbewegen, dafi sie sich nicht drehen oder in ihrer Gestalt oder Grofieverandern. Diese Annahmen widersprechen den Beobachtungen und UberlegungenGalileis an anderer Stelle der gleichen Briefe: Dort halt er die Sonne nichtfiir einen starren Korper; er weifi, dafi die Flecken sich verandern, grofieroder kleiner werden, ihre Gestalt wandeln und dafi sie die Tendenz haben,zum Aquator der Sonne zu driften. Sogar die perspektivische Verkiirzungam Sonnenrand ist nicht einheitlich, woraus Galilei schliefit, dafi die Fleckeneine gewisse Dicke zu haben scheinen. Die Veranderung der Flecken nimmter zum Anlafi, der Sonnenoberflache eine flussige Konstitution zuzuschreiben, wahrend der Kern fest sein miisse, um die geordnete Bewegung derfliissigen Oberflache zu ermoglichen. Galileis Argumentation verdeutlicht, wie sich die im Prozefi der mathematischen Analyse der Phanomene erreichte Exaktheit im Umkehrverfahrender Synthese - also bei der Erklarung der real vorfindbaren Komplexitatder Phanomenen durch die analytisch - wieder gefundenen Prinzipien
  22. 22. DISCUSSION 185verfliichtigt. Konnte er die Phasen der Venus noch als absolut sicherengeometrischen Beweis dafiir werten, dafi sich der Planet um die Sonne dreht58, so war die geometrische Beweisfiihrung im Falle der Sonnenflecken aufgrundder Komplexitat der Erscheinung und des Einflusses akzidenteller Faktoren schwieriger. Dies mag man als Hinweis darauf werten, dafi Galilei inAbhangigkeit von der Direktheit des mathematischen Zugangs und vonder Eliminierbarkeit akzidenteller Faktoren Grade der Erkenntnissicherheit in den Realwissenschaften annahm. Im Fall der Sonnenflecken kann ermit Hilfe der spharischen Geometrie beweisen, dafi Punkte auf einerrotierenden Kugel sich auf exakt berechenbare Weise bewegen. Soweit reichtdie Mathematik. Zur Bestatigung der physikalischen Hypothese, dafi dieSonne eine rotierende Kugel ist, auf deren Oberflache sich Flecken bildenund wieder auflosen, dienen systematische Beobachtungen der Flecken undMessungen ihrer Geschwindigkeit, ihrer Abstande und ihrer Form. DieUbereinstimmung der realen Messungen mit den geometrischen Deduk tionen ?demonstriert" die Korrektheit der physikalischen Hypothese, al lerdings nur was ihre geometrischen Eigenschaften betrifft, und nur inAbstraktion von Umstanden, die per accidens wirken und die Erscheinungsform der Sonnenflecken storen, wie ihr Driften zum Sonnenaquator, ihreFormveranderung, ihr Entstehen und Vergehen. Sie sagt nichts iiber ihreNatur, ihre innere Konstitution.For in our speculating we either seek to penetrate the true and internal essence of naturalsubstances, or content ourselves with a knowledge of some of their properties. The formerI hold to be as impossible an undertaking with regard to the closest elemental substancesas with more remote celestial things (...) Hence I should infer that although it may be invain to seek to determine the true substance of the sunspots, still it does not follow thatwe cannot know some properties of them, such as their location, motion, shape, size, opacity,mutability, generation, and dissolution59. Diese weise Selbstbeschrankung bedeutet nicht, dafi Galilei keine Uber legungen zur moglichen Konstitution der Flecken anstellt.The substance of the spots may be any of a thousand things unknown and unimaginable to us (...) But if, proceeding on a basis of analogy with materials known and familiar tous, one may suggest something that they may be from their appearances (...) I find in themnothing at all which does not resemble our own clouds60.Galilei argumentiert, dafi sich die Erde, wenn sie selbstleuchtend und voneinigen Wolken oder Rauchschwaden umgeben ware, einem aufieren Beobachter ahnlich darstellen wiirde wie die Sonne. Dennoch halt er dieseAnalogie nicht fiir zwingend.I do not assert on this account that the spots are clouds of the same material as ours, oraqueous vapors raised from the earth and attracted by the sun. I merely say that we haveno knowledge of anything that more closely resembles them. Let them be vapors or exhalationsthen, or clouds, or fumes sent out from the suns globe or attracted there from other places;I do not decide on this - and they may be any of a thousand other things not perceivedby us61.
  23. 23. 186 DISCUSSION Eine interessante Umkehrung der Beweislage findet sich im ?Saggiatore".Anlafi fiir diese Schrift war eine kurze Abhandlung des Jesuiten HoratioGrassi - einer der kompetentesten Astronomen seiner Zeit - iiber die dreiKometen des Jahres 1618. Grassi hatte durch ein im Galileischen Sinndemonstratives Argument nachgewiesen, dafi die Kometen sich jenseits derSphare des Mondes bewegten und somit keine atmospharischen Phanomenewaren. Das mathematische Argument lautete, dafi eine Himmelserscheinung,die keine merkliche Parallaxe hat, zumindest eine Entfernung wie diePlaneten aufweisen mufi. Alle Messungen bestatigten, dafi die Parallaxeder Kometen nur sehr klein sein konnte und dafi ihre Bahn vermutlichweder kreisformig noch gleichformig war. Grassi bewertete dies zugleichals Bestarkung der Analyse, die Tycho Brahe iiber den Kometen des Jahres 1577 vorgelegt hatte. Diese Argumentation entspricht exakt derjenigenGalileis im ?Cecco di Ronchitti" Dialog von 1605, wo er das ParallaxeArgument gegen die ?Philosophen", also die Aristoteliker einsetzte, diedie Nova dieses Jahres als atmospharische Erscheinung interpretierenwollten, um die aristotelische These der Unveranderlichkeit der Himmels spharen zu retten62. Dieser Konflikt hatte Tradition. Bekanntlich hatte sichTycho Brahe bei den orthodoxen Aristotelikern durch den Nachweisunbeliebt gemacht, dafi die Nova des Jahres 1572 keine Parallaxe aufwiesund daher zur Sphare der Sterne gehorte. Wie sehr die aristotelische Theorie der unveranderlichen Himmelsspharenauch unter den jesuitischen Wissenschaftlern bereits um 1612 diskreditiertwar, ersieht man an Galileis Auslassungen iiber Scheiner, der seine Hypothese iiber die Sonnenflecken durch Umdeutung aller ubrigen Himmels zu retten versuchte.phanomeneHe thinks it probable that even the other stars are of various shapes and that they appearround only because of their light and their distance (...) (B)eing unable to deny that thesunspots are generated and dissolved and in order not to have this distinguish them fromthe stars, he does not hesitate to say that other stars, too, are disintegrated and refabricated63.Und in seiner zweiten Arbeit iiber die Sonnenflecken ,,De maculis solaribuset stellis circa Jovem errantibus accuratior disquisitio" (Augsburg 1612)erklarte Scheiner:It is still doubtful whether the spots are on the sun or away from it, whether they are generatedor not, whether they should be called clouds or not. But this much seems certain: the commonteaching of astronomers about the hardness and the constitution of the heavens can no longerbe maintained, especially in the regions of the sun and Jupiter. It is fitting, therefore, thatwe should listen to the leading mathematician of our times, Christopher Clavius, who, in the last edition of his works, moved by these phenomena recently discovered (though ancient in themselves) advised astronomers to start thinking of some other cosmic system64. DreizehnJahre spater waren Galileis Hauptgegner nicht mehr die ?Philosophen", sondern die Neuerer, die sich dem System Tycho Brahes verschrieben hatten, um zumindest die irdische Physik bewahren zu konnen.Galilei war in die merkwiirdige Lage geraten, gegen die astronomischen
  24. 24. DISCUSSION 187Neuerer, die bereit waren, nichtkreisformige Bewegungen am Himmelzuzulassen, die aristotelische Kometentheorie, die auch die Zustimmungdes Kopernikus gefunden hatte65 zu verteidigen. Aber dies war nicht dereinzige Grund fiir Galileis seltsame Kometentheorie. Viel wichtiger schien,dafi ihm berichtet wurde, (s)ome outside the Jesuit Order are spreading the rumour that this is the greatest argumentagainst Copernicus system and that it knocks it down66.Das Argument lautete wie folgt. Wenn sich die Kometen in kreisformigen,wenngleich stark exzentrischen Bahnen in der Nahe der oberen Planetenum die Sonne bewegten, dann mufiten sie unter der Voraussetzung einernichtstationaren Erde Schleifen und Riicklaufigkeiten aufweisen. Da diesnicht der Fall war, bestand unter kopernikanischen Voraussetzungen nurdie Alternative, das zu erklarende Phanomen selbst umzuinterpretieren oderden Kometen eine andere Art von Bahn zuzuschreiben. Da Galilei letzteresoffensichtlich ablehnte, blieb ihm nur die erste Moglichkeit. Was Galilei noch wenige Jahre zuvor den Aristotelikern als strengmathematischen Beweis fiir die translunare Lokalisierung der Nova desJahres 1604 vorgefuhrt hatte: die Abwesenheit jeder Parallaxe, wischte ernun mit einer einzigen Bemerkung beiseite. Die Giiltigkeit des ParallaxeArguments sei von der physikalischen Natur des betreffenden Objektesabhangig. Solange Grassi nicht zeigen konne, daB der Komet ein realesphysikalisches Objekt und nicht nur eine Spiegelung an aufsteigenden irdischen Dampfen sei, habe er nichts bewiesen. Zur Untermauerungdiskutiert er ausfuhrlich einige irdische Erscheinungen, bei denen trotzortlicher Nahe ebenfalls keine Verschiebung des scheinbare Ortes auftritt,weil das Phanomen zugleich mit dem Beobachter seinen Ort wechselt.Bevorzugte Beispiele sind die Reflexion der Abendsonne auf dem Meer,der Regenbogen, der Hof des Mondes oder zuweilen auftretende ,,Nebensonnen". Natiirlich ist Galilei vorsichtig genug, nicht zu behaupten, dafiKometen sich genau so verhalten miissen wie die von ihm als beweiskraftigangefuhrten Beispiele. Er vermeidet jede Formulierung, die so auslegbarware, als halte er die physikalische Richtigkeit seiner Alternative fiir erwiesen. Er wolle nicht mehr behaupten, als dafi seine Hypothese richtigsein konnte; daher sei die Forderung nur recht und billig, dafi man sieerst falsifizieren miisse, bevor man eine andere, eine supralunare Erklarungdes Kometen ernsthaft in Betracht zoge. Doch dies hindert ihn wiederumnicht daran, seine Hypothese als die unter den gegebenen Bedingungenplausibelste zu prasentieren67 und sie sogar 14 Jahre spater im ,,Dialog"zu wiederholen. Bei der Lektiire des ?Saggiatore" wird klar, dafi Galilei auch nicht denAnschein einer positiven Evidenz fiir seine Hypothese anfiihren kann. Ermacht an keiner Stelle klar, wie er sich die Entstehung der konkretenErscheinungsform und der Bahn des Kometen mittels Reflexion physikalischvorstellt. Seine Argumente fiir die Reflexionstheorie leiten sich samtlich
  25. 25. 188 DISCUSSIONaus Analogien ab. Vollig im Gegensatz zu seiner gewohnten methodischenStrategic, wie sie anhand der Kontroverse um die Sonnenflecken vorgefiihrtwurde, verwirft Galilei eine mathematische Beweisfiihrung durch ein nichtdemonstratives Argument, das sich von ungestiitzten Spekulationen iiberdie Natur des zu erklarenden Phanomens ableitet. Ist dies ein Beispiel zugunsten Feyerabends Behauptung, Galilei sei einmethodologischer Anarchist gewesen? Diese Vermutung kann man mit vielenGriinden bestreiten. (1) Die Kontroverse um die Kometen ist zunachst ein Beispiel gegendie oft wiederholte These, Galilei habe die Frage nach der Substanz undder Ursache der Phanomene (ihrem ,,Warum?") zugunsten der nach ihrerStruktur (dem ?Wie?") aufgegeben. Auch in der Bewegungslehre bliebGalilei an der Frage nach der Ursache der Fallbeschleunigung interessiert.Wie sich in De Motu gezeigt hatte, setzte die Antwort hierauf allerdingsdie genaue Beschreibung des zu erklarenden Phanomens voraus. Also wares notwendig, nach dem anfanglichen Fehlschlag mit der Frage nach dem?Wie?" fortzufahren. (2) Sie ist zum zweiten ein Beispiel gegen die platonisierende GalileiAuslegung. Die Verwerfung des Parallaxe-Arguments zeigt, dafi bei einemKonflikt zwischen Mathematik und Physik die erstere fiir Galilei nichtunbesehen Prioritat besafi. Im Streit um die Kometen waren gerade nichtdie Phanomene, sondern deren Ursache und innere Konstitution strittig.Man beachte, dafi Galilei auch hier keineswegs gegen mathematischeBeweisfiihrungen als solche argumentiert. Die von ihm angefiihrten Grundezugunsten der Reflexionstheorie der Kometen benotigten eine viel kompliziertere Mathematik als die Beweisfiihrung seines Gegners. Wogegen ersich wendet, ist ein spezifisches mathematisches Argument. Er mochte zeigen,dafi die Stichhaltigkeit dieses Arguments auf der Giiltigkeit versteckter - unter den Vorzeichenphysikalischer Voraussetzungen beruht, die er selbst - nichtseines Kampfes gegen das tychonische System zugestehen will. Eshandelt sich daher bei dieser Kontroverse nicht" um einen Streit zwischeneinem demonstrativen Argument Grassis und einer physikalischen Hypothese Galileis, sondern zwischenverschiedenen physikalischen Hypothesen,die beide mathematisch ?ex suppositione demonstrierbar" waren. Wie imFalle des Zeitquadratgesetzes war jedoch die empirische Giiltigkeit nichtdurch mathematische Deduktion, sondern nur anhand von Experiment undBeobachtung entscheidbar. (3) Der Streit um die Kometen ist ein Beispiel fiir Galileis Konservatismus auf dem Gebiet der eigentlichen Himmelsphysik. Galileis neue Wissenschaft ist eine Physik der Erde, die die kopernikanische Kinematik derPlaneten zugleich mit der Prioritat kreisformiger Bewegungen bewahrt. Dieswar auch eine Folge des archimedischen Ausgangspunktes, von dem auskein Weg zu elliptischen oder noch komplizierteren Bahnen auf der Grund lage ?okkulter" Anziehungskrafte und ahnlicher ?nichtiger Phantasien"fiihrte. Es liegt eine gewisse Ironie in der Tatsache, dafi Galilei die zweifellos
  26. 26. DISCUSSION 189richtige Beobachtung, dafi man bei einer Lokalisierung der Kometenzwischen den Wandelsternen mit Tycho Brahe zu dem SchluB kommenmiisse, die Kometen bewegten sich mit ungleichformiger Geschwindigkeitauf nicht-kreisformigen Bahnen riickwarts, als Argument fiir eine meteorologische Deutung wertet. Dennone of the principal reasons which causes both him (Tycho - K.F.) and Copernicus to departfrom the Ptolemaic system was the impossibility of saving the appearances by means of motionswhich are absolutely circular and perfectly equable in their own circles and around theirown centers68.Und diesen Grundsatz des Kopernikus wollten die Anhanger Tychos leichtfertig preisgeben! Wie an diesen Beispielen zu sehen, bleibt die Galileische Beweisfuhrungunabhangig von ihrem Gegenstand strukturell gleich. Wenn immer moglich,arbeitet Galilei mit mathematischen Modellen, deren Ubertragbarkeit aufdie Wirklichkeit er anhand von Experiment und Beobachtung testet. DieStrenge der ?demonstratio" ist dabei sowohl von der Gute des mathema tischen Ansatzes und der Zahl der intervenierenden Akzidenzien als auchvon der Korrektheit der physikalischen Pramissen abhangig. Hat er keinmathematisches Modell, dann treten Analogien an ihre Stelle, die zu?bestmoglichen Vermutungen", nicht aber zu ex suppositione demonstrierten Resultaten fiihren. Der Anschein eines methodischen Unterschiedeszwischen Galileis mechanischen Arbeiten, in denen er eine Neubegriindungdieser Wissenschaft nach archimedischen Prinzipien anstrebt, und seinenastronomischen Veroffentlichungen, in denen sich auch ?nichtdemonstrative" Argumente finden lassen, ergibt sich aus der unterschiedlichenwissenschaftspolitischen Zielsetzung. In seinen astronomischen Arbeitenschreibt Galilei nichtfiir den Mathematiker, sondern fiir die nicht fachgebundene Intelligenz und den interessierten Laien. Auch hier verwendeter, wie bei den Sonnenflecken, mathematische Argumente, doch er fiihrtsie oft nicht formal aus. Auf formale Ausfiihrungen verzichtet Galilei aberauch in seinen mechanischen Schriften, wenn er sich an einen weiterenLeserkreis wendet. Die Kontroverse iiber schwimmende Korper mag alsBeleg geniigen69. Auch in seinen Spatschriften besteht Galilei auf der Unverzichtbarkeitvon Idealisierung und Abstraktion. Nach wie vor insistiert er jedoch ebensodarauf, daB storende Akzidenzien, die auf der ?Unvollkommenheit derMaterie" beruhen, eine Erkenntnis der Bewegungsgesetze nicht verhindern.Es liege an der Kunstfertigkeit des Mathematikers, sie bei der Abschatzungbeobachtbarer Effekte in Rechnung zu stellen. Im Dialog laBt Galilei seinalter ego Salviati erklaren:Gerade wie der Kalkulator, damit die Zucker-, Seide-, und Wollrechnungen stimmen, seineAbziige fiir das Gewicht der Kisten, der Verpackung und des sonstigen Ballasts machen muB, so muB der Geometer, wenn er die theoretisch bewiesenen SchluBfolgerungen experimentell studieren will, die storenden Einfliisse der Materie in Abrechnung bringen70.

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