Was haben Blitze und die elektrischen Signale des Herzmuskels, die im Elektrokardiogramm (8.1) sichtbar gemacht werden, gemeinsam? Welche gemeinsamen Phänomene können wir am gespannten Bogen einer Sportschützin und am Stab der Athletin beim Stabhochsprung erkennen (8.2)? Was hat die Drehung des Nachthimmels mit der Pirouette der Eiskunstläuferin gemeinsam? Welche gemeinsame Ursache haben die Farbeffekte des Regenbogens und die von geschliffenen Edelsteinen und Gläsern? Die Physik setzt sich das Ziel, möglichst viele Erscheinungen auf möglichst wenige gemeinsame Grundprinzipien zurückzuführen. Bereits vor mehr als 3 000 Jahren konnten die Babylonier auf Grund langjähriger Beobachtungen eine Sonnenfinsternis voraussagen, als sie Regelmäßigkeiten in den Abständen zwischen den Finsternissen erkannten. Sie scheinen aber dafür keine Begründungen gesucht zu haben: Ihre Vorstellung vom Aufbau der Welt, als eine von Ozeanen umgebene Insel, war dafür ungeeignet. Frühes physikalisches Denken – Die Erde ist keine Scheibe Im antiken Griechenland wird erstmals der Versuch erkennbar, eine Vorstellung der Welt zu konstruieren, die mit Beobachtungen und nicht mit religiösen Mythen begründet werden kann. Der griechische Philosoph Aristoteles (384–322 v. Chr.) dachte, dass die Erde eine Kugel im Zentrum des Weltalls sei. Diese Auffassung stützte er auf drei Beobachtungen: − Wenn man Schiffe bei der Fahrt von der Küste ins offene Meer beobachtet, verschwindet ihr Rumpf früher unter dem Horizont als der Mast mit den Segeln. − Im Lauf einer Reise von Nordgriechenland zu den Pyramiden von Gizeh beobachtet man, dass südliche Sternbilder dort um etwa 10° höher am Himmel stehen. − Bei Mondfinsternissen sieht man den runden Schatten der Erde auf dem Mond. Aber hat Aristoteles mit seiner Erklärung der drei Beobachtungen tatsächlich bewiesen, dass die Erde eine Kugel ist? Nein! Könnte man dies mit einer einzigen Reise rund um die Erde beweisen? Vermessungen im 18. Jahrhundert zeigten, dass die Erde eine „Kugel mit kleinen Fehlern“ ist, wobei ihr Durchmesser zwischen den Polen um 0,3 % kleiner als am Äquator ist (heute wird die Erdgestalt mittels Satelliten auf etwa 10 cm genau vermessen). An diesem Beispiel zeigt sich, dass viele einzelne Messungen notwendig sind, um die Gültigkeit einer physikalischen Idee zu zeigen. Daneben hatte Aristoteles noch eine – aus heutiger Sicht unwissenschaftliche – Idee: Er war überzeugt, dass alle schweren Körper zum Zentrum des Universums fallen. Und da sie zum Erdmittelpunkt hin fallen, muss die Erde der Mittelpunkt des Universums sein (geozentrisches Weltbild). Um diese Idee zu widerlegen, müsste man z. B. auf dem Physik – um die Welt zu verstehen 8.1 Aufnahme eines Elektrokardiogramms (EKG) 8.2 a und b Sportschützin und Stabhochspringerin – was haben sie gemeinsam? 8 Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
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