Bedeutende Persönlichkeiten – Dieses Mal etwas anders….

Gestatten – mein Name „Physik“! Ich habe die Welt nicht verändert – die gab es schon vorher. Aber ich habe die Menschen verändert – was die jetzt wohl aus der Welt machen?

Gerade hatte ich Isaac Newton ins Visier gefasst, als mir ein anderer Gedanke in den Sinn kam. Innerhalb der Kategorie „Bedeutende Persönlichkeiten“ stellen wir für gewöhnlich Personen vor, die durch ihre Erfindungen, durch ihre Forschung oder durch ihre Statements der Menschheit etwas vermittelt, etwas hinterlassen haben, von dem wir heute noch partizipieren. Über die Menschen selbst sprechen wir heute kaum noch. Dinge wie Strom – also Elektrizität, Maschinen – Dampfmaschinen oder mit Windkraft betrieben, waren sie in der ersten Generation – vieles in unserem heutigen Leben hat seinen Ursprung im 18. und 19. Jahrhundert. Wir denken heute selbstverständlich nicht mehr darüber nach – für uns ist es selbstverständlich. Selbst die stolze Medizin von heute hat ihren Ursprung in der Anwendung von Kräutern und Pilzen – auch wenn das so mancher Herr Doktor heute nicht wahrhaben möchte und sich gegen alternative Heilmethoden vehement ins Zeug legt.

Es sind die schlauen, die intelligenten Köpfe die mit Galileo Galilei, dem bereits genannten Isaac Newton, Albert Einstein, Philipp Reis, Nikola Tesla, Marie Curie und vielen anderen, berühmte Vertreter haben. Schaut man sich die Zeit an, in der die Grundlagen für die heutige Physik oder Medizin geschaffen wurden, die Rahmenbedingungen und den Lebensstandard – man kommt meines Erachtens nicht umhin, diesen Personen gehörigen Respekt zu erweisen.  Sie forschten teilweise ohne großes Labor, wurden nicht immer der Leistung entsprechend vergütet und manchmal sogar für verrückt erklärt – Nikola Tesla war dieses Schicksal in den letzten Lebensjahren beschieden. Manche ihrer Gedanken und Idee wurden als Blasphemie, als Hirngespinst oder Ketzerei abqualifiziert.

Nikola Tesla bei einer Vorführung/ Bild Adobe Stock

Man muss sich vor Augen führen, dass diese Menschen Gedanken und Ideen hatten in einer Zeit, in der es (zu Beginn) keine Autos gab, Sternwarten dieser Zeit arbeiteten mit „Teleskopen“, die nicht besser waren als ein „Kinderfernglas“ heute. Es gab keine oder nur sehr einfache Mikroskope und der Körper des Menschen wurde eher mechanisch betrachtet und. Kurzum, die technischen Geräte zur Forschung, waren größtenteils Bestandteil der Forschung. Und doch wurden so spektakuläre und richtungsweisende Experimente wie das Doppelspaltexperiment von Thomas Young durchgeführt. (Das Doppelspaltexperiment haben wir in einer kleinen Animation in diesem Block nachgestellt)

Heute beschäftigen wir uns mit der Geschichte der Physik als solches und werden viele Namen hören und die Meilensteine der Physik betrachten.

Der Begriff Physik existiert noch nicht und eine experimentelle Forschung oder gar „Forschungsprogramme“ scheinen in weiter Ferne, als Galileo Galilei zu Beginn des 17. Jahrhunderts beginnt seinen Wissensdurst zu stillen. Er bezieht sich noch sehr auf das überlieferte Wissen aus der Antike. Die pure schlichte Neugier trieb in an und er führte erstmals eine geplante und methodenhafte Untersuchung durch, an deren Anfang nicht unbedingt eine konkrete Fragestellung stand, die aber strukturieret durchgeführt wurde. Sein Ehrgeiz bestand z.B. darin, die Untersuchungen und Experimente reproduzierbar zu machen. Ein „Standard“ der es bis heute in die evidenzbasierte Medizin und Studienarbeit schaffte. Es war der Beginn, dass Forschung derart durchgeführt den Anspruch formulierte, einen Vorrang vor einer rein philosophischen oder theologischen Sichtweise oder Aussage über die Natur zu erhalten – Sie erinnern sich, die Erde ist eine Scheibe – äh, nein – sie ist rund. Hinter diesem, persönlich motivierten, Wissendurst und dem strukturierten Vorgehen, steckt viel mehr. Es ist der Beginn, Wissen zu ordnen, zu relativieren und zu unterscheiden, zwischen einer philosophischen oder theologischen Diskussion und einer „wissenschaftlichen“ Forschung.

Allen Anfang machte die Astronomie mit Nikolaus Kopernikus und dem heliozentrischen oder auch Kopernikanischen Weltbild – das nicht weniger als eine komplette Umdeutung zur Folge hatte und die Sonne in den Mittelpunkt stellte, um die sich die Sterne – also auch die Erde – drehen. Hatte man dieses neue Weltbild verkraftet, musste man sich mit einer neuen Dimension bekanntmachen. Um 1600 legte der englische Arzt und Physiker William Gilbert die Grundlagen für die moderne naturwissenschaftliche Forschung auf dem Gebiet der Elektrizität und des Magnetismus – insbesondere des Erdmagnetfeldes. Naturphänomene – bis dahin teils Legenden und Mythen – wurden erforscht, man entdeckte einen natürlichen Ursprung und schickte sich an, diese regel- und steuerbar zu machen. William Gilbert ist u.a. verantwortlich dafür, dass wir heute das Wort „Elektrizität“ benutzen (vis electrica). Er stellte auch das erste elektrische Messgerät (Elektroskop zum Nachweis von elektrischer Ladung und Spannung) her.

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1687 formulierte Isaac Newton die Grundlagen der klassischen Mechanik (Newtonschen Gesetze). Newton nimmt eine besondere Stellung unter den Persönlichkeiten der Physik ein. Er war auch einer der „Gegenspieler“ von Christiaan Huygens im Bezug auf die Lichttheorie. Das Thema Licht haben wir in unserem Dreiteiler „Licht ins rechte Licht gerückt“ beschrieben. Sie finden diese unter der Rubrik „Faszinierende(r)HintergrundInformation“, eine Rubrik voller Hintergrundinformationen zu den verschiedenen Themen der Physik.

Wie eng Mathematik und Physik zusammenhängen, wurde von Newton und dem Deutschen, Gottfried Wilhelm Leibniz (zu Beginn des 18. Jahrhunderts) mit der Erfindung der „Infinitesimalrechnung“ bewiesen. Beide (unabhängig voneinander) konnten mit dieser Rechnung (Differential- und Integralrechnung) Funktionen in beliebigen Abschnitten beschreiben. Fortan wurden Naturgesetze in Form von Differentialgleichungen grundlegend beschrieben. Ein Bild, das wir heute vor Augen haben, wenn wir uns einen Physiker vorstellen – eine Tafel, über und über voll beschrieben mit Formeln. Alessandro Volta – sie ahnen es aufgrund des Nachnamens – gilt als Erfinder der elektrischen Batterie und Begründer der Elektrizitätslehre.

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Das 19. Jahrhundert ist das der Thermodynamik und Elektrodynamik. Energiekonzepte, das Energieerhaltungskonzept wurden in Arbeiten von Julius Robert Mayer, James Prescott Joule, Rudolf Clausius und Lord Kelvin beschrieben.

André-Marie Ampère, Michael Faraday und Hans Christian Örsted beschäftigten sich mit den Zusammenhängen von Magnetismus und Strom. Elektromagnetische Induktion und Feldkonzepte werden erfasst. James Clark Maxwell fasst zusammen und erstellt eine Nahwirkungstheorie. Heinrich Herzt weist als erster elektromagnetische Wellen nach. Hermann von Helmholtz brilliert in Beiträgen auf unterschiedlichsten Gebieten und ist in Deutschland einer der führenden Physiker.

Mit Max Planck und Albert Einstein wird Anfang es 20. Jahrhunderts die moderne Physik begründet. Max Planck entwickelt die Quantentheorie und Albert Einstein seine berühmte Relativitätstheorie. In dieser Phase werden viele Theorien entwickelt, die Grundlage unserer heutigen Arbeit bei Brain-Y – Das Original sind. Es ist die Zeit, in der viele bis dato fest verankerte Grenzen fallen und die Physik eigentlich zum zweiten Mal das Laufen lernt.