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Leich fau-ps-copernicanische-wende-handout-12

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  • 1. FAU-Proseminar: Die Copernicanische Wende – Ein Motiv zur Entstehung derneuzeitlichen Naturwissenschaft, 12. Sitzung, Do 19.01.12, Pierre Leich_________________________________________________________________Neue Astronomie von KeplerSchon in seinem Frühwerk Mysterium Cosmographicum von 1596 zeigte sichJohannes Kepler (1571-1630) als überzeugter Copernicaner. Als er nach Brahes Todin den Besitz von dessen Beobachtungsdaten kam, eröffnete sich ihm der mühevolleWeg zu den drei nach ihm benannten Planetengesetzen. Kepler war von eineruniversalen Harmonie überzeugt und nennt als seine drei wichtigsten Grundlagen:- die Astronomie des Copernicus,- die Beobachtungen Tycho Brahes,- die Magnetismustheorie von Gilbert.Wissenschaftstheoretisch bedeutsam ist seine Forderung empirischer Forschungs-programme, welche die Annahme kontemplativer Erkennbarkeit der Welt ersetzte.Andererseits erkennt er die Rolle nicht-empirischer apriorischer Elemente, die derErfahrung begriffliche Strukturen unterstellt.Die auf eine Bemerkung Kants zurückgehende Rede der „Copernicanischen Wende“wäre wohl besser mit dem Namen Keplers formuliert worden, insofern erst Kepler mitden Aristotelischen Grundsätzen der Kreisförmigkeit und der konstanten Winkel-geschwindigkeit bricht und sich in seinen Gesetzen eine fundamentale Neuorientierungzeigt.Seine methodische Neuorientierung zeigt sich auch daran, dass er seine kinemati-schen Untersuchungen durch dynamische Argumente stützt und so den Gegensatzvon mathematischer und physikalischer Astronomie aufhebt und Realität für seineTheorie beansprucht. An den Rand eines Briefs von Mästlins vom 1. Oktober 1616schreibt Kepler: Ich nenne meine Hypothesen aus zwei Gründen physikalisch. Erstens, weil manche Leute behaupten, gar alle Hypothesen der Astronomie seien fiktiv; denn es gebe ja am Himmel keine Exzenter und Epizykel. Daher gehe ich darauf aus, nur solche Dinge anzunehmen, von denen ich nicht zweifle, daß sie reell und somit physisch sind, wobei an die Natur nicht der Elemente, sondern des Himmels zu denken ist. Wenn ich die vollkommenen Exzenter und die Epizykel verwerfe, so tue ich es deswegen, weil sie rein geometrische Annahmen sind, für die ein entsprechender Körper am Himmel nicht existiert. Der zweite Grund, warum ich meine Hypothesen physikalisch nenne, ist […], daß die Ungleichfömigkeit der Bewegung der Natur der Planetenkugeln entspricht, also physikalisch ist.1Die ersten beiden Kepler’schen Gesetze finden sich in der Astonomia nova von1609. In moderner Formulierung lauten sie:Die Planeten bewegen sich auf elliptischen Bahnen, in deren einem Brennpunkt dieSonne steht.Ein von der Sonne zum Planeten gezogener „Fahrstrahl“ überstreicht in gleichenZeiten gleich große Flächen.1 Zitiert nach Gerald Holton, Keplers Universum: Seine Physik und Metaphysik; in: ders., Themata. Zur Ideengeschichte der Physik (= Facetten der Physik, Bd. 19), Braunschweig/Wiesbaden 1984, S. 35.
  • 2. Im 5. Buch der Weltharmonik von 1619 findet sich in Kapitel 3 unter 13 Hauptsätzenan 8. Stelle die Beziehung: Allein es ist ganz sicher und stimmt vollkommen, Daß die Proportion zwischen den Umlaufzeiten zweier Planeten genau das Anderthalbfache der Proportion der mittleren Abstände, d.h. der Bahnen selber ist, wobei man jedoch beachten Muß, Daß das arithmetische Mittel zwischen den beiden Durchmessern der Bahnellipse etwas kleiner ist als der längere Durchmesser.2Das dritte Kepler’sche Gesetz lautet in moderner Weise: Die Quadrate der Umlauf-zeiten zweier Planeten verhalten sich wie die dritten Potenzen (Kuben) der großenBahnhalbachsen. Es ist nicht streng gültig, da von den Massen abgesehen wird, giltaber in Systemen, in denen die Hauptmasse im Zentralkörper vereinigt ist, in guterNäherung.Kepler entwickelt als erster Naturforscher ein Gefühl dafür, dass es nicht nur um einemathematische Beschreibung der Planetenbahnen geht, sondern diese einen physi-kalischen Grund haben müssen. Er stellt sich vor, dass es ein magnetischer Kreis-strom um die Sonne ist, der die Planeten je nach Abstand und Fähigkeit, Kraftwirkungzu empfangen, mitreißt. Dadurch löst er sich von der Selbstbewegungstheorie derPlaneten und führt eine physikalisch wirkende Bewegungsursache ein und bereitetdem modernen Kraft-Begriff den Boden. Die Lösung dieses Zusammenhangs findetsich erst im Gründungsdokument der neuzeitlichen Naturwissenschaft, NewtonsPhilosophiae Naturalis Principia Mathematica von 1687.2 Harmonice mundi, KGW VI, S. 302.

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