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Inhaltsverzeichnis

Frontmatter

Einleitung

Zusammenfassung
In den letzten Jahren ist eine neue Betrachtungsweise in der Wissenschaftsgeschichte entstanden — eine Betrachtungsweise, die ihre fruchtbaren Ideen aus weit auseinanderliegenden Gebieten sucht, die von Wissenschaftsphilosophie und -soziologie bis hin zur Psychologie und Ästhetik reichen. Vielleicht wird bald ein neuer Name für dieses erweiterte Forschungsgebiet erforderlich sein; noch wesentlicher sind jedoch seine neuen Fragestellungen, Begriffe und Modelle.
Gerald Holton

I. Thematische Vorstellungen in der Wissenschaft

Zusammenfassung
Über die Art der Konstruktion wissenschaftlicher Theorien gibt es heute geteilte Meinungen. Dennoch dürfen wir die Beschreibung der hypothetisch-deduktiven bzw. induktiven Wissenschaftsmethode, die uns der Physiker Friedrich Dessauer gibt, als typisch für die Gegenwart ansehen. Sein Schema1 gibt sowohl die übliche professionelle als auch die laienhafte Auffassung wieder. Dessauer unterscheidet fünf Schritte der Theorienbildung:
(1)
Zunächst wird eine Hypothese als provisorische Behauptung in den Raum gestellt, die durch Induktion aus der Erfahrung und aus zuvor etabliertem Fachwissen gewonnen wurde. Ein Beispiel aus der Experimentalphysik ist die beobachtete große Absorption von Ultraschall beim Durchgang durch Wasser und ähnliche Flüssigkeiten. Sie könnte auf eine Umstrukturierung der Molekülanordnung durch die Schallwelle bedingt sein.
 
(2)
Diese Hypothese wird nun präzisiert und strukturiert, wobei beispielsweise mathematische oder physikalische Analogien zeigen können, wie die Energie der Schallwelle durch Molekülgruppen absorbiert wird.
 
(3)
Aus der strukturierten Hyptohese werden nunmehr logische Schlüsse und Vorhersagen gezogen, die experimentell überprüfbar sein könnten. Bei einer Drucksteigerung sollte beispielsweise das Absorptionsvermögen der Molekülgruppen für Schallwellen stark abnehmen.
 
(4)
Die (aus der Analogie gewonnenen) Vorhersagen werden nun mit Beobachtungen oder experimentellen Ergebnissen verglichen.
 
(5)
Stimmen die so gewonnenen Folgerungen innerhalb der erwarteten Fehlergrenzen mit den „Beobachtungstatsachen“ überein und gilt dies nicht nur für die zunächst gewonnenen Folgerungen, sondern auch für alle anderen, wie beispielsweise das Verhalten bei konstantem Druck, aber wechselnder Temperatur oder ähnliche Effekte in anderen Flüssigkeiten, so wird „für das gewonnene Ergebnis Allgemeingültigkeit postuliert“. Damit wird die Hypothese oder die ursprüngliche Behauptung wissenschaftlich „etabliert“.
 
Gerald Holton

II. Keplers Universum: Seine Physik und Metaphysik

Zusammenfassung
Die wichtigen Veröffentlichungen von Johannes Kepler (1571–1630) gehen denjenigen von Galilei, Descartes und Newton zeitlich voran und sind in vieler Beziehung auch aufschlußreicher1. Dennoch wurde Kepler oft vernachlässigt und mißverstanden2. Ein Grund dafür liegt vielleicht in der Mischung scheinbar inkongruenter Elemente wie Physik und Metaphysik, Astronomie und Astrologie, Geometrie und Theologie, die Keplers Werk charakterisiert. Sogar im Vergleich mit Galilei und Newton sind Keplers Schriften auffallend in der Art ihrer Vorurteile. Er ist viel offensichtlicher in einer Zeit verwurzelt, in der Animismus, Alchemie, Astrologie, Numerologie und Hexerei ernsthaft zu diskutierende Probleme darstellten. Seine Art der Darstellung erscheint heutigen Lesern unzugänglich und nur allzu oft den geraden Weg zu verlassen, der zu wichtigen Fragen der Physik führt. Dieser Eindruck entsteht aber nicht nur durch die unvermeidliche Verzerrung der historischen Distanz. Wir haben den asketischen Standard der Darstellung schätzen gelernt, die sich von Euklid ausgehend beispielsweise in den Büchern I und II von Newtons Principia finden3 und werden instruiert, die Rätsel, Irrtümer und gelegentlich Glückssträhnen, die fast jeder wissenschaftlichen Arbeit zugrundeliegen, hinter unpersönlichen Formulierungen und Phrasen zu verstecken. Keplers bestürzende Offenheit und intensive emotionale Verstrickung zwingen ihn, uns einen detaillierten Bericht seines verschlungenen Arbeitsweges zu geben. Die Schönheit und Vielfalt dieser Welt überwältigt ihn so sehr, daß er sich insgesamt nicht wirklich auf irgendein Hauptproblem beschränken kann, das lösbar ist. Lange berichtet er von seinen Fehlschlägen und läßt dabei seinen Stolz über die Schwierigkeit seiner Aufgabe durchblicken. Seiner reichen Phantasie drängen sich oft übertriebene oder alltägliche Analogien zu jeder Lebenslage auf. Häufig unterbricht er seine wissenschaftlichen Gedanken, entweder mit der Mahnung an den Leser, seinen fast unlesbaren Bericht noch etwas länger zu folgen, oder mit trivialen Seitenbemerkungen und Wortklaubereien, oder auch mit persönlichen Anekdoten und entzückten Ausrufen über irgendeine neue geometrische Beziehung, eine numerische oder muskalische Analogie. Manchmal bricht er auch in Gebete oder in Poesie aus — Ausdruck einer heiligen Ekstase, wie er es nennt. Wir folgen ihm auf seinen Pionierpfaden, bei der Erforschung des sicheren Grundes, auf den unsere Wissenschaft später errichtet werden konnte und werden dabei in Bereiche geführt, die wir heute als unbrauchbares Sumpfgebiet betrachten.
Gerald Holton

III. Die Ursprünge der speziellen Relativitätstheorie

Zusammenfassung
Einsteins Arbeiten zur Relativitätstheorie weisen sowohl außergewöhnliche wie auch typische Züge auf. Der Aufstieg der Relativitätstheorie hat viele Aspekte mit dem Aufstieg anderer wissenschaftlicher Theorien unserer Zeit gemeinsam. Doch ist er zugleich viel mehr: Um ein anderes Werk zu finden, das in so reichhaltiger Weise die Beziehung zwischen Physik, Mathematik und Erkenntnistheorie illustriert, oder auch die Relationen zwischen Theorie und Experiment oder um eine Untersuchung mit dem gleichen Umfang an wissenschaftlichen, philosophischen und allgemeinen intellektuellen Folgerungen, müßte man bis auf Newtons Principia zurückgehen. Die Theorie der Relativität nimmt eine Schlüsselstelle, sowohl in der Wissenschaft, als auch in der Wissenschaftstheorie ein. Der Grund für ihre doppelte Bedeutung ist, daß Einsteins Werk nicht nur ein neues Prinzip der Physik lieferte, sondern, wie dies A. N. Whitehead sagte, „Ein Prinzip, eine Vorgangsweise und eine Erklärung.“ Entsprechend können die Kommentare über die historischen Ursprünge der Relativitätstheorie im allgemeinen in zwei Klassen eingeteilt werden, die jeweils hervorragende Proponenten aufweisen: die eine sieht die Relativitätstheorie als Mutante, als diskontinuierliche Veränderung in bezug auf die Arbeiten der unmittelbaren Vorgänger Einsteins; die andere sieht in ihr eine Ausarbeitung der damals aktuellen Forschungen vor allem von H.A. Lorentz und H. Poincaré.
Gerald Holton

IV. Was bedeutet Genialität in der Wissenschaft?

Zusammenfassung
Wissenschaftshistoriker kehren immer wieder zu den epochemachenden Beiträgen von Newton, Niels Bohr, Darwin oder Freud zurück. Obgleich die Geschichte der Wissenschaft nicht primär dem Studium der Arbeit von „Genies“ gewidmet ist, kann der Historiker es doch nicht vermeiden, immer wieder den primären oder sekundären Einfluß einiger weniger außergewöhnlicher richtungsweisender Arbeiten zur Kenntnis zu nehmen. Gerade die Urheber dieser Arbeiten sind oft von Rätseln umgeben.
Gerald Holton

V. Einsteins Suche nach dem Weltbild

Zusammenfassung
Zahlreiche Feiern haben im Jahre 1979 anläßlich des 100. Geburtstages von Albert Einstein stattgefunden, und sein Werk wurde dabei in vielen Aspekten untersucht. Aber gerade der grenzüberschreitende Charakter dieses Werkes macht jede Untersuchung ebenso anziehend wie unerschöpflich.
Gerald Holton

VI. Beiträge zu einer Theorie des wissenschaftlichen Fortschrittes

Zusammenfassung
In diesem Kapitel sollen die Grundzüge einer Theorie des wissenschaftlichen Fortschritts skizziert werden. Ich hoffe, daß dabei der heutigen Forschung ebenso Gerechtigkeit widerfährt, wie langfristigen Gesichtspunkten der Wissenschaftsentwicklung, die sich in den Erkenntnissen der Wissenschaftshistoriker widerspiegeln.
Gerald Holton

VII. Der Erfolg heiligt die Mittel: Heisenberg, Oppenheimer und der Übergang zur modernen Physik

Zusammenfassung
Wahrscheinlich hat keine andere Wissenschaft eine turbulentere und fruchtbarere Epoche durchlebt als die Physik in den drei Jahrzehnten zwischen der Jahrhundertwende und dem Ende der zwanziger Jahre. Begriffe, die anfänglich über jeden Zweifel erhaben schienen, wurden zu fast unbekannten Relikten einer weit zurückliegenden „klassischen“ Periode. Sogar der Zugriff zu wissenschaftlichen Problemen änderte sich dramatisch, und auch die Namen einiger der Hauptakteure — der Curies, Rutherford, Planck, Einstein, Minkowski, Schrödinger, Bohr, Born und andere in ihrer Generation — bezeichnen oft „revolutionäre“ Neuerungen.
Gerald Holton

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