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Das 17. Jahrhundert:
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"Denken macht die Größe des Menschen" Galileo Galilei (1564-1642)
Kurzbiografie
Galileo Galilei wurde am 15.Februar 1564 in Pisa geboren.
Er war der Sohn einer armen Florentiner Patrizierfamilie. Sein Vater war Tuchhändler, Musiker und Musiktheoretiker. Galileo lernte seine mathematischen und physikalischen Fähigkeiten von seinem Vater. Galileo wuchs in einem Kloster auf und wollte erst dem Benediktinerorden beitreten, studierte dann jedoch auf Wunsch seines Vaters Mathematik. Er starb am 08. Januar 1642 in Arcetri bei Florenz.
Wissenschaftliche Leistungen
Methodisches
Galilei gehörte zu den ersten Wissenschaftlern, die die von Francis Bacon theoretisch eingeforderte experimentelle Methode befolgten (dies tat er jedoch, bevor Bacon seine Forderung veröffentlicht hatte); zugleich aber bestand Galilei auf einer streng mathematischen Beschreibung der Naturgesetze, wenn gleich er die uns heute geläufige algebraische Notation noch nicht verwendete.
Kinematik
Die gleichmäßig beschleunigte Bewegung beschäftigte Galilei über vierzig Jahre lang. Seine experimentelle Innovation bestand in der Verwendung der schiefen Ebene, mit der er die Fallgesetze auf einer verlangsamten Zeitskala studieren und - über seinen Puls oder mit Wasseruhren - quantitativ überprüfen konnte.
In seinem frühen Manuskript De motu (1590, s.o.) vertrat er noch die Meinung, die Beschleunigung hänge von der Dichte ab. Später kam er dann zum Schluss, dass im Vakuum alle Körper die gleiche Beschleunigung erfahren. Im Zusammenhang mit dem Turmargument finden sich kinematische Überlegungen im Dialog über die zwei Weltsysteme; voll ausgearbeitet werden die Fallgesetze im dritten und vierten der vier Tage der Discorsi e Demonstrazioni von 1636/38.
Eng damit zusammen hängt das Relativitätsprinzip, das in der modernen Physik Galilei-Invarianz genannt wird und besagt, dass ein gleichmäßig bewegter Beobachter die gleichen physikalischen Gesetze wahrnimmt wie ein ortsfester. Galilei kam bei seinen Schlussfolgerungen dem ersten Bewegungsgesetz Isaac Newtons recht nahe, das zweite nahm er in gewisser Weise bereits vorweg (was Newton später selbst zugab).
Quelle: https://de.wikipedia.org/wiki/Galileo_Galilei
Elastizitätstheorie
Wie aus dem Titel der discorsi hervor geht, veröffentlichte Galilei seine Ergebnisse über die Elastizität eines Balkens mit dem vollen Bewusstsein, damit eine neue Wissenschaft zu begründen. Die weitere Entwicklung hat ihm Recht gegeben; sein Beitrag kann tatsächlich als Begründung der Elastizitätstheorie gelten.
Galilei stellte fest, dass die Tragfähigkeit eines Balkens größer ist, wenn man ihn hochkant, nicht flachkant stellt. Er setzte als erster die äußere Belastung in Relation zu den inneren Spannungen. Eine quantitative Theorie konnte er allerdings noch nicht aufstellen. Die heute Neutralfläche genannte Menge aller Drehachsen ordnete er am unteren Rand des eingespannten Balkens statt in der Mitte des Balkenquerschnittes an. Korrekturen dieses Irrtums konnten sich im 17. und 18. Jahrhundert nicht durchsetzen; erst Anfang des 19. Jahrhundert sorgte Navier erfolgreich für eine Richtigstellung.
Astronomie
Als einer der ersten Menschen nutzte Galilei ein Fernrohr zur Himmelsbeobachtung. Dies bedeutete eine Revolution in der Erforschung der Himmelskörper, denn bis dahin waren die Menschen auf Beobachtungen mit dem bloßen Auge angewiesen. Mit ihm begann die Teleskop-Astronomie. Er stellte fest, dass die Oberfläche des Mondes rau und uneben ist, mit Erhebungen und Klüften. Er erkannte, dass die dunkle Partie der Mondoberfläche von der Erde aufgehellt wird ("Erdschein"). Er stellte weiter fest, dass die Planeten - im Gegensatz zu den Fixsternen - als Scheiben zu sehen sind und entdeckte die vier größten Monde des Jupiter, die er in Vorbereitung seines Wechsels an den Medici-Hof die Mediceischen Gestirne nannte, und die heute als die Galileischen Monde bezeichnet werden. Er beobachtete, dass die Milchstraße nicht ein nebliges Gebilde ist (wie es dem bloßen Auge vorkommt), sondern aus unzähligen einzelnen Sternen besteht.
Galilei fand heraus, dass der Planet Venus Phasen wie der Mond hat. Dies konnte nur bedeuten, dass die Venus zeitweise jenseits der Sonne, zu anderen Zeiten aber zwischen Sonne und Erde steht. Darüber korrespondierte er mit den römischen Jesuiten um Christoph Clavius (mit dem er bereits 1587 eine kontroverse Diskussion geführt hatte), welche die Phasengestalt der Venus bereits unabhängig von ihm entdeckt hatten. Über die kosmologischen Konsequenzen - das Ptolemäische Weltbild war nicht länger haltbar - waren sich die Mathematiker und Astronomen der Gesellschaft Jesu mehr oder weniger im Klaren.
Vermischte Erfindungen
Mehrere von Galileis Erfindungen sind heute nur in seinen Aufzeichnungen und Skizzen erhalten. Er zeichnete unter anderem Skizzen von Geräten wie einer Kombination aus Kerze und Spiegel, um damit das Licht durchs ganze Haus leiten zu können, einen automatischen Tomatenpflücker, einen Taschenkamm, der auch als Besteck verwendet werden konnte und eine Art Vorläufer des Kugelschreibers. Der von ihm entwickelte Temperaturmesser wurde von Fahrenheit (1714) entscheidend verbessert.
Quelle: https://de.wikipedia.org/wiki/Galileo_Galilei
Galileis naturwissenschaftliche Werke
Galilei veröffentlichte seine wissenschaftlichen Erkenntnisse in den folgenden Hauptwerken (weitere Werke, die heute von vornehmlich biografischem Interesse sind, werden in der Biografie genannt):
Sidereus nuncius, 1610
deutsch: Nachricht von neuen Sternen, Frankfurt a. M. 1965
Saggiatore (Prüfer mit der Goldwaage), 1623
Dialogo sopra i due massimi sistemi, Florenz 1632
deutsch: Dialog über die beiden hauptsächlichen Weltsysteme, Leipzig 1891
Discorsi e dimostrazioni matematiche, Leiden 1638
deutsch: Unterredung und mathematische Demonstration über zwei neue Wissenszweige die Mechanik und die Fallgesetze betreffend, Leipzig 1890
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