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

Phänomene in kleinen Größenbereichen enthüllen konnten, genauso wie sie es bei großen Maßstäben taten, und er förderte die naturwissenschaftliche Erkenntnis an beiden Grenzen. Neben seinen berühmten (und berüchtigten) astronomischen Untersuchungen wandte er die Technik nach innen – um die mikroskopische Welt zu erforschen.
    Ich war etwas überrascht, als ein junger italienischer Physiker, Michele Doro, der mein Führer in der San-Gaetano-Ausstellung in Padua war, ohne Zögern sagte, dass Galilei das Mikroskop erfunden hatte. Ich würde sagen, dass die Konsensmeinung außerhalb Italiens dahin geht, dass es in Holland erfunden wurde. Ob es jedoch Hans Lippershey oder Zacharias Janssen (oder sein Vater) war, darüber gehen die Meinungen auseinander. Egal, ob Galilei das Teleskop erfand (höchstwahrscheinlich tat er das nicht), Tatsache ist, dass er ein Mikroskop baute und es verwendete, um kleinere Größenbereiche zu beobachten. Es konnte verwendet werden, um Insekten mit einer Genauigkeit zu beobachten, die nie zuvor möglich war. In seinem Brief an Freunde und andere Wissenschaftler war Galilei der Erste, von dem wir wissen, dass er über das Mikroskop und sein Potential geschrieben hat. Die Ausstellung zeigte die erste Veröffentlichung, in der die systematischen Beobachtungen beschrieben wurden, die mit einem Galilei’schen Mikroskop gemacht werden konnten: Sie stammt aus dem Jahr 1630 und illustriert Francesco Stellutis detaillierte Untersuchungen von Bienen.
    Die Ausstellung zeigte auch, wie Galilei Knochen untersucht hatte und erforschte, wie ihre strukturellen Eigenschaften sich mit der Größe verändern. Anscheinend war sich Galilei neben seinen vielen anderen Einsichten der Bedeutung des Maßstabs überaus bewusst.
    Die Ausstellung ließ keinen Zweifel daran, dass Galilei die Methoden und Ziele der Naturwissenschaft vollständig verstand – der quantitative, mit Vorhersagen operierende und begriffliche Rahmen, der exakte Gegenstände beschrieb, die sich nach dem Diktat präziser Regeln verhalten. Sobald diese Regeln wohlüberprüfte Vorhersagen über die Welt geliefert haben, können sie verwendet werden, um zukünftige Phänomene vorauszusagen. Die Naturwissenschaft sucht nach der einfachsten Interpretation, die alle Beobachtungen erklären und vorhersagen kann.
    Die Geschichte der kopernikanischen Revolution illustriert diesen Punkt ebenfalls auf schöne Weise. Zu Galileis Zeit gelangte Tycho Brahe, der große Beobachtungsastronom, zu einer anderen – falschen – Schlussfolgerung über den Aufbau des Sonnensystems. Er vertrat eine sonderbare Mischform des ptolemäischen Systems mit der Erde im Zentrum und des kopernikanischen Systems, demzufolge die Planeten die Sonne umkreisen (siehe Abbildung 10 zum Vergleich der drei Systeme). Das tychonische Universum stimmte zwar mit den Beobachtungen überein, war aber nicht die eleganteste Interpretation. Für die Jesuiten war es jedoch befriedigender als Galileis Auffassung, da sich nach Tychos Prämissen – ebenso wie nach der ptolemäischen Theorie, der Galileis Beobachtungen widersprachen – die Erde nicht bewegte. [8]  

Abb. 10: Drei Vorschläge zur Beschreibung des Kosmos: Ptolemäus postulierte, dass die Sonne zusammen mit dem Mond und anderen Planeten um die Erde kreiste. Kopernikus behauptete (wahrheitsgemäß), dass alle Planeten sich um die Sonne drehen. Tycho Brahe postulierte, dass die nichtirdischen Planeten sich um die Sonne drehen, die sich ihrerseits um die Erde im Zentrum drehte.
    Galilei erkannte die zusammengeschusterte Eigenart der Interpretation Tychos ganz richtig und zog den korrekten und einfachsten Schluss daraus. Newtons Rivale Robert Hooke bemerkte später, dass zwar sowohl die kopernikanische als auch die tychonische Theorie mit Galileis Daten übereinstimmte, aber die eine eleganter war, und sagte: »Aber vom Standpunkt der Ausgewogenheit und Harmonie der Welt betrachtet, muss [man] sich einfach den kopernikanischen Argumenten anschließen.« [9]   Galileis Instinkt im Hinblick auf die Wahrheit der schöneren Theorie erwies sich als richtig, und seine Interpretation setzte sich schließlich durch, als Newtons Theorie der Schwerkraft die Widerspruchsfreiheit des kopernikanischen Entwurfs erklärte und die Umlaufbahnen der Planeten vorhersagte. Tycho Brahes Theorie war wie die von Ptolemäus eine Sackgasse. Sie war falsch. Sie wurde in spätere Theorien nicht aufgenommen, weil das unmöglich war. Im