Isaac Newton


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Sir Isaac Newton währt stets fort und ist überall gegenwärtig, er existiert stets und überall, er macht den Raum und die Dauer aus.“<ref>Isaac Newton, Mathematische Prinzipien der Naturlehre, übersetzt und erläutert von J. Ph. Wolfers, Berlin 1872, S. 509. Der Zusatz findet sich im Scholium zu Buch III in ab der 2. Auflage von 1713. Englische Übersetzung Jammer Concepts of Space, S. 113</ref> Und in seinem Werk Opticks spricht er noch deutlicher von seinem unitarischen Gott: „ … der, da an allen Orten ist, mit seinem Willen die Körper besser bewegen kann … in seinem grenzenlosen, gleichförmigen Sensorium und dadurch die Teile des Universums zu gestalten und umzugestalten vermag wie wir durch unseren Willen die Teile unseres Körpers zu bewegen vermögen.“<ref>Max Jammer, Das Problem des Raumes. Die Entwicklung der Raumtheorien, Original Concepts of Space, übers. von Paul Wilpert, Wissenschaftliche Buchgesellschaft, Darmstadt 1960, S.122.</ref> Das Sensorium Gottes, durch das er zu allen Zeiten und an allen Orten zugleich anwesend ist: Die absolute Zeit, die unbeeinflussbar und gleichmäßig fortschreite, und der absolute Raum, der unveränderlich feststehe, seien für den Menschen nicht sinnlich wahrnehmbar, da sie direkte Prädikate Gottes darstellten. Dadurch aber seien erst die relativen Maße der Zeit und des Raumes möglich, mit denen sich der Mensch zur Beschreibung seiner Welt zufriedengeben müsse.

Mit dieser Argumentation konnte Newton auch Problemen mit der Bibel-Interpretation aus dem Weg gehen: Wenn in der Heiligen Schrift von einer stillstehenden Erde die Rede sei, so sei dies Stillstand nicht im absoluten, sondern relativen (alltäglichen) Sinn.

Außerdem sei die Zeit als die Folge allen Geschehens so feststehend, dass sie von Anbeginn an geplant gewesen sein müsse, also auf einen Schöpfer hinweise. Die Zukunft, die Gegenwart und die Vergangenheit stünden also schon im vornherein fest, was im deterministischen Weltbild Newtons mündete. Dieses erscheint jedoch als nicht konfliktfrei mit dem christlichen Konzept des freien Willens und zudem ein Teilaspekt des Theodizeeproblems.

Newtons Auffassung von absolutem Raum und absoluter Zeit dominierte über 200 Jahre lang Philosophie und Naturwissenschaft bis zu Albert Einsteins Relativitätstheorie und der heisenbergschen Unschärferelation.

Mathematik

Zusätzlich zu seinen fundamentalen Leistungen zur Physik war Newton neben Gottfried Wilhelm Leibniz einer der Begründer der Infinitesimalrechnung und erbrachte wichtige Beiträge zur Algebra.

Zu seinen frühesten Leistungen zählt eine verallgemeinerte Formulierung des Binomischen Theorems mit Hilfe von unendlichen Reihen. Er bewies, dass es für sämtliche reellen Zahlen (also auch negative und Brüche) gültig ist.

Anfang des 17. Jahrhunderts hatten Bonaventura Cavalieri und Evangelista Torricelli den Einsatz infinitesimaler Rechengrößen erweitert. Gleichzeitig nutzten René Descartes und Pierre de Fermat die Algebra, um Flächeninhalte und Steigungen von Kurven zu berechnen. Bereits 1660 verallgemeinerte Newton diese Methoden. Fermat und Newtons Lehrer Isaac Barrow hatten erkannt, dass diese beiden Verfahren eng miteinander verknüpft sind: sie sind zueinander invers. Newton gelang es, sie in der „Fluxionsmethode“ tatsächlich zu verbinden; 1666 entwickelte er die Infinitesimalrechnung. Er veröffentlichte seine Ergebnisse allerdings erst in einem Anhang zu Opticks im Jahr 1704.

Leibniz erarbeitete von 1670 an das gleiche Verfahren; er nannte es „Differentialrechnung“. Während Newton vom physikalischen Prinzip der Momentangeschwindigkeit ausging, versuchte Leibniz eine mathematische Beschreibung des geometrischen Tangentenproblems zu finden. Bis 1699 galt Leibniz als Erfinder; dann veröffentlichte Newtons ehemaliger Freund Fatio eine Schrift, in der er dessen Priorität behauptete und unterstellte, Leibniz habe 1676 bei einem Besuch in London Newtons Idee gestohlen. Das Ergebnis war ein Prioritätsstreit, der bis zum Tod Newtons anhielt. Heute gilt als erwiesen, dass die beiden Wissenschaftler ihre Ergebnisse unabhängig voneinander entwickelten.

Ohne die Infinitesimalrechnung hätte Newton seine bahnbrechenden Einsichten in der klassischen Mechanik kaum gewinnen bzw. belegen können.

Unter dem Titel The Mathematical Papers of Isaac Newton brachte der Mathematikhistoriker und Newton-Experte Derek Thomas Whiteside an der University of Cambridge zwischen 1967 und 1981 zahlreiche mathematische Manuskripte Newtons in acht Bänden heraus.

Astronomie

Neben der Anfertigung des ersten funktionierenden Spiegelteleskops und der Entdeckung der Schwerkraft als Ursache der Planetenbewegungen ist eine frühe Theorie zur Entstehung der Fixsterne zu erwähnen. 1712 versuchte er in seiner Eigenschaft als Präsident der Royal Society gemeinsam mit Halley, auf der Basis von Flamsteeds Beobachtungen – und gegen dessen Willen – einen Sternkatalog mit Sternkarte (Historia coelestis Britannica) herauszubringen. Dies führte zu einem weiteren heftigen Streit über Urheberrechte. Ein Gericht entschied zu Gunsten Flamsteeds.

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Isaac Newton<ref>Sarah K. Bolton: Famous Men of Science. Thomas Y. Crowell & Co., New York 1889</ref>

Weitere Arbeiten

Newton entwickelte auch ein Gesetz, das die Abkühlung fester Körper an der Luft beschreibt. Weiter stellte er, hier einer bahnbrechenden Untersuchung von Robert Boyle folgend, in den Principia dar, wie sich die gemessene Schallgeschwindigkeit (in Luft) begründen lässt. Im selben Werk definierte er die Viskosität einer idealen (newtonschen) Flüssigkeit und legte damit den Grundstein zur mathematischen Erfassung des Verhaltens von Fluiden.<ref> Wilfried J. Bartz: Zur Geschichte der Tribologie (= Handbuch der Tribologie und Schmierungstechnik. Band 1). expert verlag, 1988, ISBN 978-3-8169-0313-0, Kap. 4.7, S. 108–109 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).</ref> Eine frühe Formel zur Abschätzung der Durchschlagskraft von Geschossen wurde von ihm entwickelt.

Im Jahr 1700 erfand er mit der Newton-Skala eine eigene Temperaturskala. Auch stammt von ihm die erste Skizze eines Gerätes zur Winkelmessung mit Hilfe von Spiegeln und somit die Grundidee für den ein halbes Jahrhundert später erfundenen Sextanten.

„Der letzte Magier“

Weniger bekannt als seine wissenschaftlichen Errungenschaften aus heutiger Sicht sind Newtons Arbeiten in der christlich-unitarischen Theologie und in der Alchemie als Vorgänger des modernen Naturwissenschaftsverständnisses.

Theologie

In der Theologie lehnte Newton die Trinitätslehre ab, vertrat also eine antitrinitarische (fachsprachlich: unitarische) Ansicht. Diese Haltung war auf seinem Posten als Fellow/Professor in Cambridge nicht ungefährlich (sein Protégé und Nachfolger William Whiston wurde 1710 unter ebendieser Beschuldigung entlassen). Er beschuldigte Athanasius, mit seinem Trinitätsdogma die christliche Lehre verdorben zu haben (“Athanasius’ corruption of doctrine”), worauf bald danach die allgemeine Korruption des Christentums gefolgt sei: “a universal corruption of Christianity had followed the central corruption of doctrine”.<ref>R. S. Westfall: Never at Rest. A Biography of Isaac Newton. Cambridge University Press, Cambridge 1984, S. 315.</ref> Seine diesbezüglichen Schriften (darunter Observations Upon the Prophecies of Daniel and the Apocalypse of St. John.<ref>ausführlicher deutscher Bericht in: Deutsche Acta Eruditorum, oder, Geschichte der Gelehrten, welche den gegenwärtigen Zustand der Literatur in Europa begreiffen. Leipzig 1735, Band 195, S. 195–222</ref>) konnten nur postum veröffentlicht werden.

Erst vor dem Hintergrund seiner unitarischen Auffassung, dass Gott nicht dreifaltig sondern als Einheit die ganze Welt von innen und von außen erfasst und umfasst, konnte Newton seine Vorstellung davon bilden, dass Raum und Zeit das Sensorium Gottes sei, durch das er zu allen Zeiten und allen Orten zugleich wirksam ist.

1728 – also gleichfalls postum – erschienen seine chronologischen Berechnungen (The Chronology of Ancient Kingdoms Amended), in denen er versuchte, die klassische Chronologie (vgl. Ussher-Lightfoot-Kalender) mit astronomischen Daten in Übereinstimmung zu bringen. Dabei kam er zu dem Ergebnis, dass die Welt 534 Jahre jünger sei als von James Ussher berechnet.

Alchemie

Neben seinen physikalischen Arbeiten und dem Studium der Bibel verbrachte er (bis etwa 1696) auch viel Zeit mit der Suche nach dem Stein der Weisen, von dem man sich unter anderem versprach, Quecksilber und andere unedle Metalle in Gold umzuwandeln.

Der Wirtschaftswissenschaftler John Maynard Keynes ersteigerte im Jahre 1936 einen Großteil der alchemistischen Handschriften Isaac Newtons für das King’s College in Cambridge. 369 Bücher aus Newtons persönlicher Bibliothek hatten Bezüge zur Mathematik und Physik seiner Zeit, 170 hingegen sind Werke der Rosenkreuzer, der Kabbala und der Alchemie. Keynes bezeichnete Isaac Newton daraufhin als den letzten großen „Renaissance-Magier“. Newton hat für sich einen alchemistischen Index mit 100 Autoren, 150 Schriften und 5000 Seitenverweisen unter 900 Stichworten angelegt. Jan Golinski vermutet, dass Newton dies in der Hoffnung getan habe, ein zusammenhängendes Ganzes, eine zusammenhängende Lehre daraus ableiten zu können. Betty T. Dobbs meint, dass Newton die alchemistische Literatur bis ins 17. Jahrhundert überaus gründlich studiert habe und dies 30 Jahre lang, ohne Unterbrechung.<ref>Vgl. Betty T. Dobbs: The Janus faces of genius. The role of alchemy in Newton’s thought. Cambridge University Press, 1991</ref> Der Newton-Biograph Richard Westfall schreibt dazu: „Newton verlor seine erste Liebe [gemeint ist die Alchemie] niemals aus den Augen.“ Westfall nimmt an, dass alchemistische Überlegungen auch in die Newton Schrift Hypothesis of Light (1675) eingeflossen seien und dass Newtons Überlegungen zur Orbitalmechanik durch die Alchemie eine Wandlung erfahren hätten. Betty T. Dobbs schreibt: „Newtons Wiedereinführung des Begriffes der Anziehung in seiner Principia und seine dortige Ablehnung eine sich auf den Äther berufende Mechanik als Erklärung der Schwerkraft, schien sowohl Westfall als auch mir ein überzeugendes Argument für den Einfluss der Alchemie auf sein Denken, denn viele alchemistische Abhandlungen behandeln nicht-mechanische aktive Prinzipien, die konzeptuell vergleichbar mit Newtons Gravitationstheorie sind.“

Johannes Wickert charakterisiert den spagyrischen Newton überaus treffend: „Heimlich des Nachts experimentierte derselbe Mensch, der über die Grundlage der gesamten Naturlehre nachsann, oft in versteckten Laboratorien.“ Und weiter schreibt er: „Er verfertigte aus dem `Museum Hermeticum´, einem Standardwerk der Alchemisten, umständliche Auszüge und verehrte Gestalten wie Michael Sendivogius, Michael Maier und Elias Ashmole ... Newton liebte alchemistische Geheimnisse, enträtselte gern esoterisch-alchemistische Zeichen, ja, er benutzte sie selbst ... Ganze Texte sind in der allegorischen Alchemistensprache abgefaßt.“<ref>Wickert: 111 ff. </ref> Man kann mit Betty Dobbs zu dem Schluss kommen, dass alles, was Newton nach 1675 unternahm, der Integration der Alchemie in seine Mechanik diente. Isaac Newton hat alles getan, um seine alchemistischen Studien voranzutreiben und hat sie dennoch verborgen gehalten. Einflüsse seiner alchemistischen Studien auf seine Forschungen sind zweifelsohne vorhanden.

Newtons Nachlass

Newton vererbte seinen schriftlichen Nachlass seiner Nichte Catherine Barton und ihrem Mann John Conduitt. Deren Tochter heiratete 1740 ein Mitglied der adligen Portsmouth-Familie, auf deren Landsitz in Hurstbourne Park in Hampshire der Nachlass, deshalb auch Portsmouth Collection genannt, war. 1872 übergab der Earl of Portsmouth den wissenschaftlichen Teil des Nachlasses an die Cambridge University Library. Der Rest wurde 1888 in Cambridge katalogisiert. Er kam 1936 bei Sotheby’s zur Versteigerung, erbrachte aber nur 9000 Pfund. Einen Großteil der alchemistischen Manuskripte ersteigerte dabei John Maynard Keynes, der sie dem King’s College in Cambridge übergab. Viele der theologischen Manuskripte wurden von Abraham Yahuda ersteigert, über den sie zum großen Teil an die Jewish National and University Library in Jerusalem kamen. Der Rest ist in mehrere Bibliotheken weltweit zerstreut, unter anderem die Dibner-Collection, das Babson College (Massachusetts), die Smithsonian Institution.<ref>Newton Project, zum Nachlass. Siehe auch Westfall Never at Rest, S.875f</ref> Weitere Sammlungen von Newton Manuskripten sind in den Archiven der Royal Society, der Bibliothek des Trinity College in Cambridge, der Bodleian Library in Oxford (besonders zu Newtons theologischen und chronologischen Arbeiten), dem Public Record Office (aus Newtons Arbeit bei der Münze).

Würdigung

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Sonderbriefmarke der Deutschen Bundespost zum 350. Geburtstag

Nach Newton sind das newtonsche Näherungsverfahren und die SI-Einheit der Kraft (Newton), die Newtonschen Axiome, das Newtonsche Fluid, das Newton-Element sowie die Newton-Cotes-Formeln benannt, außerdem der am 30. März 1908 von J. H. Metcalf in Taunton entdeckte Asteroid (662) Newtonia sowie Newton, ein Mondkrater.

Sein Porträt zierte von 1978 bis 1984 die englische 1-Pfund-Note.

Veröffentlichungen

Veröffentlichungen zu Lebzeiten

  • Philosophiae Naturalis Principia Mathematica, in Latein 1687, bearbeitete Neuauflagen 1713, 1726, englische Übersetzung 1729, deutsche Ausgabe: Sir Isaac Newton’s Mathematische Principien der Naturlehre – Mit Bemerkungen und Erläuterungen herausgegeben von J. Ph. Wolfers. Berlin 1872. (Unveränderter Nachdruck Minerva, 1992, ISBN 3-8102-0939-2, weitere Ausgaben siehe den Artikel zum Buch).
  • Opticks, 1704 auf Englisch, überarbeitete Ausgabe auf Latein 1706. Hier finden sich 1704 im Anhang auch erste Veröffentlichungen seiner mathematischen Arbeiten (Tractatus de quadratura curvarum über Analysis, Enumeratio linearum tertii ordinis über Kubiken).
  • Arithmetica Universalis, 1707 (lateinisch, von William Whiston herausgegeben), 2. Auflage 1722, englische Übersetzung Universal Arithmetick von Joseph Raphson 1720.

Außerdem gab Newton die Geographia generalis von Varenius heraus (1672) und veröffentlichte 1672 bis 1676 Letters on Optics, darüber hinaus Aufsätze in weiteren Zeitschriften, zum Beispiel über sein Teleskop in den Philosophical Transactions of the Royal Society 1672.

Newtons unveröffentlichte Arbeiten zirkulierten (mit beschränktem Zugang) in Wissenschaftlerkreisen als Briefe oder Manuskripte, zum Beispiel:

  • De Motu Corporum in Gyrum, übergeben an Halley 1684, mit einer Ableitung der Keplergesetze.
  • De analysi per aequationes numero terminorum infinitas, ein frühes Manuskript zur Analysis, übergeben an Isaac Barrow 1669.

Veröffentlichungen nach Newtons Tod

  • Method of Fluxions, Übersetzung von John Colson, 1736 (das Manuskript stammt aus dem Jahr 1671, Methodus Fluxionum et Serierum Infinitarum)
  • The System of the World, 1728 auf Englisch, gefolgt von einer lateinischen Ausgabe (von den Erben autorisiert) ebenfalls 1728 (De Mundi Systemata), eine frühe Manuskript-Version des dritten Teils der Principia, die aber sehr viel allgemeinverständlicher ist als die Version in der Principia
  • The Chronology of Ancient Kingdoms, Amended (Herausgeber John Conduit), London 1728, mit dem Anhang Short Chronicle from the first memory of things in europe to the conquest of persia by Alexander the great, Online
  • Observations Upon the Prophecies of Daniel and the Apocalypse of St. John, Benjamin Smith, London, Dublin 1733
  • An Historical Account of Two Notable Corruptions of Scripture (Ein historischer Bericht über zwei bemerkenswerte Fälschungen der Schrift), London, J. Payne 1754 (abgefasst in Form von Briefen an John Locke, wieder abgedruckt in Turnbull u.a. (Herausgeber) Correspondence of Isaac Newton, Band 3)
  • Lectiones Opticae, 1729 (Vorlesungen über Optik)
  • Derek T. Whiteside (Herausgeber) The Mathematical Papers of Isaac Newton, 8 Bände, Cambridge University Press, 1967–1981.
  • Derek Whiteside (Herausgeber) The mathematical works of Isaac Newton, 2 Bände, New York, Johnson Reprint Corp., 1964 (die veröffentlichten Arbeiten Newtons)
  • Rupert Hall, Marie Boas Hall (Herausgeber): Unpublished scientific papers of Isaac Newton : a selection from the Portsmouth Collection in the University Library, Cambridge – Cambridge : The University Press, 1962
  • Herbert Westren Turnbull, J. Scott, L. Tilling, Rupert Hall (Herausgeber): The Correspondence of Isaac Newton, 7 Bände, Cambridge, 1959 bis 1977
  • Alan Shapiro (Herausgeber) The optical papers of Isaac Newton, Band 1, Cambridge University Press 1984 (bisher nur Band 1 erschienen, drei Bände waren geplant)
  • Andrew Janiak (Herausgeber): Isaac Newton: Philosophical Writings, Cambridge University Press 2004.
  • I. B. Cohen, R. E. Schofield (Herausgeber): Isaac Newton’s Papers and Letters on Natural Philosophy, 2. Auflage, Harvard University Press, 1978.

Das Newton Project von Rob Iliffe hat es sich zur Aufgabe gemacht, die unveröffentlichten Schriften von Newton allgemein zugänglich zu machen, angefangen mit den theologischen und optischen Schriften.

Es gibt auch ein Projekt der Indiana University Bloomington zur Veröffentlichung der alchemistischen Schriften, The Chymystry of Isaac Newton.

Literatur

Biographien

Sammelbände

  • I. Bernard Cohen, George E. Smith (Herausgeber): The Cambridge Companion to Newton, Cambridge University Press 2002, ISBN 0-521-65177-8.
  • John Fauvel unter anderem (Herausgeber) Newtons Werk. Die Begründung der modernen Naturwissenschaft, Birkhäuser, Basel, Boston, Berlin, 1993.

Newton als Alchemist

  • Richard L. Gregory: Alchemy of matter and of mind. Nature, Bd. 342, 1989, S. 471–473
  • Betty J. T. Dobbs: The Janus faces of genius. The role of alchemy in Newton’s thought. Cambridge University Press, 1991.
  • Betty J. T. Dobbs: The Foundations of Newtons Alchemy, or The Hunting of the Green Lyon, Cambridge University Press 1975
  • Karin Figala: Die exakte Alchemie von Isaac Newton. Seine „gesetzmässige“ Interpretation der Alchemie – dargestellt am Beispiel einiger ihn beeinflussenden Autoren. In: Verhandlungen der Naturforschenden Gesellschaft in Basel, 94, 1984, S. 157–227.
  • Karin Figala: Newton as alchimist, History of Science, Band 15, 1977, 102–137
  • Jan Golinski: Das geheime Leben eines Alchemisten. In: John Fauvel und andere (Herausgeber): Newtons Werk. Die Begründung der modernen Naturwissenschaft, Birkhäuser, Basel, Boston, Berlin, 1993.

Ältere Literatur

  • Sir David Brewster The life of Sir Isaac Newton, London 1831 (deutsch: Sir Isaac Newtons Leben nebst einer Darstellung seiner Entdeckungen, Leipzig 1833)
  • Brewster Memoirs of the life, writings and discoveries of Sir Isaac Newton, 2 Bände, Edinburgh 1855, Nachdruck New York, London 1965
  • W. W. Rouse Ball An essay on Newton’s Principia, Macmillan 1893
  • Louis Trenchard More Isaac Newton, Scribner’s 1934
  • Sergei Iwanowitsch Wawilow: Isaac Newton, Berlin 1951
  • Frank Manuel A portrait of Isaac Newton, Cambridge (Massachusetts) 1968
  • Frank Manuel Isaac Newton historian, Cambridge 1963 (die maßgebliche Studie über Newtons chronologische Arbeiten)
  • Fritz Wagner: Isaac Newton. Im Zwielicht zwischen Mythos und Forschung. Studien zur Epoche der Aufklärung. Verlag Karl Alber, Freiburg / München 1976. ISBN 3-495-47339-4
  • Rebekah Higgitt, Rob Iliffe, Milo Keynes (Herausgeber): Early Biographies of Isaac Newton 1660–1885, 2 Bände, Pickering and Chatto 2006

Sonstige

  • Milo Keynes: The iconography of Sir Isaac Newton to 1800. Boydell Press, 2005, ISBN 1-84383-133-3.

Belletristik

Weblinks

Wikisource Wikisource: Isaac Newton – Quellen und Volltexte
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Einzelnachweise

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