Die Vermessung des Universums: Wie die Physik von morgen den letzten Geheimnissen auf der Spur ist (German Edition)

Erkennens ihrer Grenzen wird von heutigen Naturwissenschaftlern fortgeführt, und zwar unabhängig von ihrem Geburtsjahr. Die heutigen Experimente sind zwar subtiler und beruhen auf einer weitaus fortschrittlicheren Technologie, aber die Idee, eine Anordnung zu entwerfen, um die auf der Grundlage von Hypothesen getroffenen Vorhersagen zu bestätigen oder zu verwerfen, definiert auch weiterhin die Naturwissenschaft und ihre heutigen Forschungsmethoden.
    Neben den Experimenten – den künstlichen Situationen, die Galilei entwarf, um Hypothesen zu überprüfen – bestand ein weiterer von Galileis bahnbrechenden Beiträgen zur Naturwissenschaft darin, dass er das Potential der Technik zur Förderung unserer Beobachtungen des Universums, so wie es sich uns darbietet, verstand und an es glaubte. Mit Experimenten ging er über den reinen Verstand und die reine Vernunft und mit neuen Vorrichtungen über ungefilterte Beobachtungen hinaus.
    Ein Großteil der früheren Wissenschaft beruhte auf direkten, unmittelbaren Beobachtungen. Man berührte oder sah Gegenstände mit den eigenen Sinnen, und nicht durch eine vermittelnde Vorrichtung, die die Bilder auf gewisse Weise veränderte. Tycho Brahe, der unter anderem eine Supernova entdeckte und die Umlaufbahnen der Planeten genau maß, machte die letzten berühmten astronomischen Beobachtungen, bevor Galilei auf der Bühne erschien. Tycho verwendete exakte Messinstrumente, wie z.B. große Quadranten, Sextanten und Armillarsphären. Tatsächlich entwarf er und bezahlte die Herstellung von Instrumenten, die präziser waren als alles, was je ein Mensch vor ihm verwendet hatte. Das führte zu Messungen, die genau genug waren, um Kepler zu gestatten, elliptische Umlaufbahnen abzuleiten. Doch Tycho machte alle seine Messungen durch sorgfältige Beobachtungen mit seinem bloßen Auge, ohne eine zwischengeschaltete Linse oder eine andere Vorrichtung.
    Bemerkenswerterweise hatte Galilei ein künstlerisch ausgebildetes Auge und ein scharfes musikalisches Gehör – schließlich war er der Sohn eines Musiktheoretikers und Lautenspielers –, aber trotzdem erkannte er, wie Beobachtungen, die eine bestimmte Technik als vermittelnde Instanz einsetzten, seine ohnehin schon beachtlichen Fähigkeiten verbessern konnten. Galilei war davon überzeugt, dass die indirekten Messungen, die er mit Beobachtungswerkzeugen sowohl in großen als auch in kleinen Größenbereichen machen konnte, weit über jene hinausgehen würden, die mit seinen technisch nicht unterstützten Fähigkeiten möglich waren.
    Galileis bekannteste Anwendung von Technik war sein Gebrauch von Teleskopen zur Erforschung von Sternen. Seine Verwendung dieses Instruments veränderte die Art und Weise, wie wir Naturwissenschaft betreiben, welche Vorstellung wir vom Weltall haben und wie wir uns selbst verstehen. Galilei hatte das Teleskop zwar nicht erfunden – es wurde 1608 von Hans Lippershey in Holland erfunden –, allerdings verwendeten die Holländer Fernrohre, um andere Leute auszuspionieren. Doch Galilei war einer der Ersten, die bemerkten, dass das Gerät ein potentiell leistungsfähiges Werkzeug für Beobachtungen des Kosmos war, die mit dem bloßen Auge nicht gemacht werden konnten. Er verbesserte das in Holland erfundene Fernglas, indem er ein Teleskop entwickelte, das in der Lage war, Dinge um den Faktor 20 zu vergrößern. Innerhalb eines Jahres, nachdem er ein Karnevalsspielzeug geschenkt bekommen hatte, verwandelte er es in ein wissenschaftliches Instrument.
    Galileis Tat, Beobachtungen durch zwischengeschaltete Vorrichtungen anzustellen, war eine radikale Abkehr von zuvor bestehenden Vorgehensweisen bei Messungen und stellte einen wichtigen Fortschritt dar, der für die gesamte moderne Naturwissenschaft wesentlich war. Anfangs waren die Leute solchen indirekten Beobachtungen gegenüber misstrauisch. Sogar heute hegen manche Menschen Zweifel an der Wirklichkeit der Beobachtungen, die mit großen Protonenbeschleunigern gemacht werden, oder an den Daten, die Computer von Satelliten oder Teleskopen aufzeichnen. Aber die digitalen Daten, die von diesen Geräten katalogisiert werden, sind genauso wirklich – und in vielerlei Hinsicht genauer – wie alles, was wir direkt beobachten können. Schließlich entstehen unsere Hörempfindungen durch Luftschwingungen, die auf unser Trommelfell treffen, und unsere Gesichtsempfindungen durch elektromagnetische Wellen, die auf unsere Netzhaut stoßen und von unserem Gehirn