Kopernikanische Revolution (Buch)

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Die kopernikanische Revolution: Planetary Astronomy in the Development of Western Thought ist ein Buch von Thomas S. Kuhn, das 1957 von der Harvard University Press veröffentlicht wurde.

Thomas S. Kuhn ist der Autor des epochemachenden Structure of Scientific Revolutions (1962), eines Buches, das eine neuartige philosophisch-soziologische Sicht auf die Wissenschaft und ihre Praktiker einführt. Darin führt Kuhn das Konzept des Paradigmenwechsels ein, d. h. eines plötzlichen Wandels in der Sichtweise der Mitglieder einer wissenschaftlichen Gemeinschaft, der während eines revolutionären Wandels in ihrem Bereich auftritt. Er beschreibt Wissenschaftler, die in Zeiten nicht-revolutionärer („normaler“) Wissenschaft arbeiten, als Löser einer Art von Puzzles, die Puzzlespielen oder Kreuzworträtseln nicht unähnlich sind. Der Leser, der erwartet, in der Kopernikanischen Revolution einige Konturen von Kuhns berühmter Philosophie zu finden, wird enttäuscht sein. Die Begriffe „Paradigma“ und „normale Wissenschaft“ tauchen darin nicht auf; das Buch ist eher ein historisches als ein philosophisches Werk.

Die Kopernikanische Revolution, Kuhns erstes Buch, ist eines der meistverkauften Bücher, die je über die Geschichte der Wissenschaft geschrieben wurden. Im Jahr 2003 befand sich die Ausgabe der Harvard University Press in der 24. Auflage, die Vintage Book-Ausgabe nicht mitgerechnet. Es war eine von Kuhns ersten Veröffentlichungen auf dem Gebiet der Wissenschaftsgeschichte; zuvor hatte er sechs Arbeiten auf diesem Gebiet veröffentlicht, über die Chemie des siebzehnten Jahrhunderts und über den Carnot-Zyklus. Jahrhunderts und über den Carnot-Zyklus. Das Buch entstand aus Notizen für einen naturwissenschaftlichen Kurs in Harvard, der auf einem historischen Ansatz beruhte. In diesem Kurs ging es nicht so sehr um die Wissenschaft selbst, sondern vielmehr um ein Verständnis der Wissenschaft, das sich an Studenten außerhalb der Wissenschaften richtete. Dieser Ursprung des Buches ist wichtig, um den Charakter des Buches zu verstehen.

Mit der „kopernikanischen Revolution“ meint Kuhn die Periode in der Geschichte der Wissenschaft, die gemeinhin als „wissenschaftliche Revolution“ bezeichnet wird. Der Zeitraum ist scharf umrissen: er beginnt mit der Veröffentlichung von Kopernikus‘ Werk De Revolutionibus Orbium Coelestium im Jahr 1543 und endet mit dem Erscheinen von Newtons Philosophiae Naturalis Principia Mathematica im Jahr 1687. Die zweite Hälfte von Kuhns Kopernikanischer Revolution deckt den Zeitraum von eineinhalb Jahrhunderten nach Kopernikus‘ Tod ab, während die erste Hälfte des Buches die über zweitausendjährige Entwicklung der vorkopernikanischen Kosmologie behandelt.

Der vorliegende Citizendium-Artikel fasst die Kopernikanische Revolution zusammen und erzählt dabei die Geschichte einer der faszinierendsten Ereignisketten der Wissenschaftsgeschichte aus der Sicht von Thomas Kuhn.

Inhalt

Wie gesagt, widmet Kuhn die erste Hälfte seines Buches der vorkopernikanischen Sicht der Menschheit auf das Universum. Seine Darstellung beginnt bei den Ägyptern, geht von der Antike über das finstere Mittelalter und das Spätmittelalter bis zu Kopernikus. Kuhn beschreibt die langsam erwachende Erkenntnis der westlichen Zivilisation über einen Kosmos, der aus der Sonne, dem Mond, den Planeten, den Sternen auf einer umgebenden Kugel und natürlich der Erde im Zentrum des Ganzen zu bestehen schien.

Wenn Kuhn in Kapitel 5 Kopernikus‘ eigene Arbeit bespricht, ist es bemerkenswert, dass er dessen Entdeckung – die Sonne, nicht die Erde, ist der geometrische Mittelpunkt des Universums – als Kopernikus‘ „Innovation“ und nicht als seine „Revolution“ bezeichnet. Man mag einwenden, dass dies die Bedeutung von Kopernikus‘ historischem Beitrag zur Astronomie herunterspielt, aber es ist konsequent, da Kuhn es vorzieht, die gesamte 145-jährige Periode ab 1543 als „kopernikanische Revolution“ zu bezeichnen. Ungeachtet dessen behandelt das Buch Kopernikus‘ Innovation – den Übergang von einem geozentrischen zu einem heliozentrischen Universum – als einen entscheidenden und zentralen Punkt in der Entwicklung der Kosmologie und Astronomie. Kuhn zufolge war die kopernikanische Revolution nicht nur eine Revolution in der Astronomie, sondern zog auch eine Revolution in Wissenschaft und Philosophie nach sich. Kuhn schildert, wie die Lösung eines scheinbar technischen Problems durch einen Astronomen die Einstellung der Menschen zu den grundlegenden Problemen des täglichen Lebens grundlegend veränderte. Die kopernikanische Revolution im Sinne Kuhns bedeutet erstens eine Reform der grundlegenden Konzepte der Astronomie, zweitens eine radikale Veränderung in anderen Wissenschaften, die durch die Bewegung der Erde notwendig wurde, und drittens eine noch umfassendere Auswirkung auf Philosophie, Religion und Werte, die daraus resultiert, dass die Erde nicht mehr als einziger Mittelpunkt von Gottes Schöpfung angesehen wird.

Kapitel 1: Das antike Zwei-Sphären-Universum

Das erste Kapitel erklärt die primitiven Kosmologien der Ägypter und Babylonier. Es behandelt einen Großteil der astronomischen Theorie, wie die scheinbare Bewegung der Sonne von der Erde aus gesehen; es führt Begriffe wie Ekliptik, Winter-/Sommersonnenwende und Frühlings-/Herbsttagundnachtgleiche ein. Mit der antiken griechischen Kultur wird das älteste kosmologische Modell – oder vielmehr ein Rahmen für eine Kosmologie, da die Planeten immer noch in diesem Rahmen platziert werden müssen – eingeführt, das „Zwei-Sphären-Universum“ (ein von Kuhn geprägter Begriff). Es besteht aus einer winzigen kugelförmigen und stationären Erde im geometrischen Zentrum der großen rotierenden (mit 24-Stunden-Frequenz) Kugel der Sterne (dem Firmament). Kuhn argumentiert, dass die Idee, dass die Astronomie ein kosmologisches Modell liefern kann, eine der wichtigsten und charakteristischsten Neuerungen ist, die wir von der antiken griechischen Zivilisation geerbt haben.

Kapitel 2: Das Problem der Planeten

Für die Griechen und ihre Nachfolger waren die Sonne und der Mond zwei der sieben Planeten. Kuhn beschreibt ein rudimentäres Bild des Universums, das bis ins frühe 17. Jahrhundert, lange nach Kopernikus‘ Tod, in elementaren Büchern über Astronomie und Kosmologie verbreitet war. Die Erde befindet sich im Zentrum der stellaren Sphäre, die das Universum umgrenzt. Von außen nach innen verlaufen die Bahnen von Saturn, Jupiter, Mars, Sonne, Venus, Merkur und Mond. In Kapitel 2 wird erläutert, wie in einem verfeinerten Modell die rückläufige Bewegung der Planeten durch Epizykel erklärt wird, kleine Kreise, die sich gleichmäßig um einen Punkt auf dem Umfang eines zweiten, gleichmäßig rotierenden Kreises, des Deferenten, drehen. Diese hellenistische Kosmologie gipfelte im Almagest des Ptolemäus (ca. 150 n. Chr.), einem Buch, das eine komplizierte Theorie zur Vorhersage der Planetenbewegungen am Himmel behandelt. Nach Kuhns Worten war der Almagest des Ptolemäus „die erste systematische mathematische Abhandlung, die eine vollständige, detaillierte und quantitative Beschreibung aller Himmelsbewegungen enthält“. Im Allgemeinen bestehen die Planetenbewegungen im Almagest aus Epizyklen mit Zentren auf Deferenten, aber Ptolemäus führte auch Äquanten ein. Ein Äquant ist ein Punkt, in Bezug auf den die Rotation der Deferente gleichförmig ist, aber der Äquant ist vom Zentrum der Deferente verschoben, so dass die Rotation der Deferente von ihrem Zentrum aus gesehen ungleichmäßig ist. Kopernikus‘ Abneigung gegen Äquanten und die durch sie eingeführte ungleichförmige Bewegung war eine seiner Hauptmotivationen für die Suche nach einem besseren Planetenmodell.

Kapitel 3: Das Zwei-Sphären-Universum im aristotelischen Denken

Dieses Kapitel gibt einen Überblick über die aristotelische Kosmologie und Weltsicht. Nach Aristoteles (384-322 v. Chr.) und seinen Nachfolgern ist das Universum endlich und durch die Sphäre der Sterne begrenzt, und sein Inneres ist hauptsächlich mit Äther gefüllt. Aristoteles vertrat die Auffassung, dass die Vorstellung eines Vakuums absurd ist, dass Raum und Materie untrennbar miteinander verbunden sind und dass das Universum daher mit Materie gefüllt sein muss. Die Planeten werden von homozentrischen, kugelförmigen Schalen aus Äther bewegt. (Später glaubte man, dass die Schale dick genug sei, um die Dehnung des Planeten und seiner Epizyklen aufzunehmen). Die Unterseite der innersten Schale – die des Mondes – unterteilt das Universum in zwei völlig unterschiedliche Regionen, die mit verschiedenen Arten von Materie gefüllt sind und unterschiedlichen Naturgesetzen unterliegen. Der irdische, sublunare Bereich, in dem der Mensch lebt, ist von den Elementen Feuer, Luft, Wasser und Erde erfüllt. Es ist die Region der Vielfalt, des Wandels, der Geburt, des Todes, der Erzeugung und des Verderbens. Durch die Bewegung der Mondhülle werden die vier Elemente ständig verschoben und können daher nie in ihrer reinen Form beobachtet werden. Die himmlische Region, der Mond und darüber hinaus, ist dagegen ewig und unveränderlich; sie besteht nur aus dem reinen, durchsichtigen, schwerelosen und unvergänglichen Element Äther.

Kapitel 4: Neufassung der Tradition: Aristoteles bis zu den Kopernikern

Kapitel 4 beschreibt die Zeit zwischen Ptolemäus und Kopernikus. Zu Beginn dieser Periode verlor Westeuropa mit dem Untergang (476) des Weströmischen Reiches den größten Teil des antiken Wissens. Die islamischen Chalifate und in geringerem Maße das byzantinische Reich wurden zu den Hütern und Bewahrern dieses Wissens. Während des dunklen Zeitalters (das bis etwa 1000 n. Chr. dauerte) geriet sogar die Tatsache, dass die Erde kugelförmig ist, in Vergessenheit. Zu Beginn des 4. Jahrhunderts machte Lactantius das Konzept der kugelförmigen Erde lächerlich. In der Mitte des 6. Jahrhunderts leitete Kosmas, ein Mönch aus Alexandria, eine christliche Kosmologie aus der Bibel ab. Sein Universum hatte die Form der Stiftshütte, die der Herr Moses zu bauen aufgetragen hatte. Diese Kosmologie wurde jedoch, wie Kuhn betont, nie zur offiziellen Kirchenlehre.

Im 11. und 12. Jahrhundert wurde ein Teil des alten Wissens wiederentdeckt, zunächst durch das Kalifat von Córdoba in Spanien. In dieser Zeit wurden astronomische Tabellen aus Toledo (dem Zentrum der Gelehrsamkeit im Kalifat von Córdoba) importiert, und der Almagest des Ptolemäus sowie die meisten astronomischen und physikalischen Schriften des Aristoteles wurden aus dem Arabischen ins Lateinische übersetzt. Dies war die Zeit, in der die europäische Ehrfurcht vor der „alten Weisheit“ und dem „Philosophen“ (Aristoteles) entstand. Zunächst betrachtete die katholische Kirche die wiederentdeckte antike Wissenschaft als heidnisch, aber Scholastiker wie der heilige Thomas von Aquin (1225-1274) schafften es, das aristotelische Wissen mit der christlichen Lehre in Einklang zu bringen, und die Kombination wurde zum allumfassenden christlichen Weltbild.

In diesem intellektuellen Klima wäre für einen Kopernikus kein Platz gewesen, um ein heliozentrisches Modell aufzustellen. Wie in der zweiten Hälfte des Kapitels besprochen, wurde jedoch später im Mittelalter Kritik am Weltbild des Aristoteles geäußert. In der Pariser Schule der Nominalisten riss Nicole Oresme (gest. 1382) einige Risse in die Struktur des aristotelischen Denkens. Doch welche hypothetischen Einwände diese scholastischen Kritiker auch immer gegen die aristotelische Kosmologie vorgebracht haben mögen, was die zentrale Lage und die Unbeweglichkeit der Erde, die Beweglichkeit und die unendliche Größe der Sternensphäre betrifft, so fanden sie doch in den meisten Fällen sehr gute Gründe, ihre eigenen Einwände zu widerlegen und zu dem Schluss zu kommen, dass Aristoteles doch recht hatte.

Die Entdeckungen und Reisen der Renaissance (die erste Landung von Kolumbus in Amerika erfolgte, als Kopernikus 19 Jahre alt war) warfen neue Fragen auf und gaben den Anstoß für weitere Innovationen. Die alten astronomischen Berechnungsmethoden erwiesen sich als fehlerhaft, wie die kumulativen Fehler des Julianischen Kalenders deutlich zeigten. Es zeigte sich, wie falsch Ptolemäus als Geograph lag. Verglichen mit dem politischen Aufruhr, der mit den religiösen Reformen Luthers und Calvins verbunden war, schien eine Neuerung in der Astronomie ein vernachlässigbares Ereignis zu sein. All dies führte zu mehr Freiheit im Denken und bereitete ein intellektuelles Klima vor, das Kopernikus‘ Innovation ermöglichte.

Auch weitere intellektuelle Aspekte der Renaissance spielten eine Rolle. Der Humanismus, die vorherrschende Gelehrtenbewegung der Epoche, war dogmatisch anti-aristotelisch, und seine Kritik erleichterte es den Wissenschaftlern, sich von den Wurzeln des Aristoteles zu lösen. Darüber hinaus schuf die neuplatonische Weltanschauung der Humanisten mit ihrer ästhetischen Vorliebe für die reine Mathematik die Atmosphäre, die Kopernikus seine Abneigung gegen die ungleichmäßige Bewegung der Planeten einflößte, die Ptolemäus durch die Verwendung von Gleichungen eingeführt hatte.

Kapitel 5: Kopernikus‘ Innovation

Bekanntlich besteht Kopernikus‘ Innovation, die in Kapitel 5 ausführlich beschrieben wird, aus zwei Schritten. Zunächst wird angenommen, dass die Erde, die sich immer noch im Zentrum der Sternensphäre befindet, eine tägliche (24-stündige) Drehung um ihre Achse vollzieht. Dies erklärt die scheinbare tägliche Drehung der Sonne und der Sterne. Sobald der Schritt einer sich bewegenden Erde vollzogen ist, ist der nächste Schritt, das Umkreisen der Erde um die Sonne, konzeptionell einfacher. Kuhn erklärt, dass diese beiden Schritte (siehe den Artikel Ekliptik für Diagramme) für das Verständnis der scheinbaren täglichen und jährlichen Bewegung der Sonne nicht sehr folgenreich sind. Der zweite Schritt jedoch, die Ersetzung eines geozentrischen durch ein heliozentrisches System, hat weitreichende Folgen für das Verständnis der Bewegung der Planeten. Insbesondere die retrograde Bewegung der Planeten wird zu einem eleganter zu erklärenden – und daher viel leichter zu verstehenden – Phänomen. Interessanterweise weist Kuhn darauf hin, dass Kopernikus das Modell von Aristarchos (ca. 310-230 v. Chr.) kannte, der ebenfalls davon ausging, dass die Erde die Sonne umkreist. (In diesem Zusammenhang muss erwähnt werden, dass Kopernikus eine dritte Bewegung einführte. Er ging davon aus, dass sich die Richtung der Erdachse während ihrer jährlichen Umlaufbahn ändert, während sie in Wirklichkeit einen konstanten Winkel mit der unveränderlichen Ekliptik bildet. Daher musste Kopernikus eine zusätzliche konische Jahresbewegung einführen, um der Erdachse eine konstante Richtung im Raum zu geben.)

Kopernikus hielt sich so eng wie möglich an die klassischen ptolemäischen Ideen. Er ging immer noch von einem endlichen Universum aus, das von der Sphäre der Sterne begrenzt wird, und glaubte auch, dass die Bewegung der Planeten aus perfekten Kreisen bestehen muss und dass die Bewegungen gleichmäßig sind. Er betrachtete seine Eliminierung der Äquanten (die ungleichförmige Bewegungen hervorrufen) als einen seiner wichtigsten Beiträge zur mathematischen Astronomie. Aufgrund seiner Anlehnung an Ptolemäus stellt Kuhn fest, dass es sich bei De Revolutionibus nicht um einen revolutionären, sondern um einen revolutionären Text handelt. Kopernikus‘ Ziel war es nicht, der Welt eine neue Kosmologie zu geben, sondern die technischen Mängel zu beheben, die er in der ptolemäischen Astronomie erkannte. Nach Kuhn besteht Kopernikus‘ Werk aus einer ziemlich engen technischen Planetenastronomie, nicht aus Kosmologie oder Philosophie.

Aus Keplers Werk (um 1610) ist bekannt, dass die Planetenbahnen eher elliptisch als kreisförmig sind, und daher ist es nicht überraschend, dass Kopernikus‘ einfaches Modell, das auf kreisförmigen Bahnen beruht, nur qualitativ korrekt ist. Um zu quantitativen Ergebnissen zu gelangen, war Kopernikus gezwungen, Epizyklen einzuführen, wenn auch weniger als Ptolemäus angewandt hatte. Dennoch waren Kopernikus‘ Vorhersagen der Planetenpositionen genauso genau wie die von Ptolemäus, wenn nicht besser.

Kapitel 6: Die Assimilation der kopernikanischen Astronomie

Die professionellen Astronomen waren die ersten, die das heliozentrische System akzeptierten. Einige von ihnen akzeptierten es als Berechnungsmodell und schwiegen über seine Realität. Erasmus Reinhold (1511-1553) beispielsweise gab 1551 einen vollständigen neuen Satz astronomischer Tabellen heraus (die nach dem Herzog von Preußen benannten Prutenischen Tabellen), die mit den Methoden von Kopernikus berechnet wurden. Reinhold sprach sich jedoch nicht für die Bewegung der Erde aus. Georg Joachim Rheticus (1514-1576) veröffentlichte 1540 eine Verteidigung des Systems, noch bevor die Schrift De Revolutionibus erschien. Auch Michael Maestlin (1550-1631) war der Meinung, dass die Erde um die Sonne kreist.

Doch die religiösen Führer – soweit sie sich dessen bewusst waren – lehnten das neue Modell ab, da sie es in eklatantem Widerspruch zur Heiligen Schrift sahen. Die katholische Kirche wurde erst auf die Kopernikus-Lehre aufmerksam, als Galileo Galilei sie nach 1610 in Italien zu verbreiten begann und sie 1616 auf den Index (Liste der von der katholischen Kirche verbotenen Bücher) gesetzt wurde. Für die breite Öffentlichkeit war es eine Selbstverständlichkeit, dass sich die Erde nicht bewegte, und fast ein Jahrhundert lang nach Kopernikus war es sehr schwer, jemanden davon zu überzeugen, dass die Folgen der Erdbewegung nicht katastrophal sein würden.

Tycho Brahe (1546-1601), der größte Astronom der Geschichte, folgte Kopernikus nicht, sondern entwickelte sein eigenes hybrides („tychonisches“) System, bei dem die Erde im Zentrum einer rotierenden Sternenkugel ruht und die Planeten die Sonne umkreisen. Die Sonne und der Mond umkreisten die Erde, wie im ptolemäischen System. Brahes jüngerer Kollege, Johannes Kepler (1571-1630), wurde von seinem Lehrer Maestlin zum Kopernikaner erzogen und blieb dies sein Leben lang. Kepler revidierte das System auf eine sehr grundlegende Weise. Er verwarf alle Epizyklen und ließ die Erde und andere Planeten in elliptischen Bahnen um die stationäre Sonne kreisen. Sein Werk, die Rudolphinischen Tafeln (1627), die aus seiner neuen Theorie abgeleitet wurden und auf Brahes hervorragenden Beobachtungen beruhten, waren allen bis dahin gebräuchlichen astronomischen Tafeln überlegen. Kepler hatte, wie Kuhn sagt, das Problem der Planeten gelöst.

Der berühmteste Kopernikaner der Geschichte ist zweifellos Galileo Galilei (1564-1642). Er war der erste Astronom, der sich des Fernrohrs bediente. Seine Arbeit war jedoch hauptsächlich eine Aufräumaktion, die er durchführte, nachdem der Sieg des heliozentrischen Modells klar absehbar war. Galilei beobachtete auf der Oberfläche des Mondes Täler und Berge und sah, dass der Planet Jupiter Trabanten hat. Beide Tatsachen bewiesen nichts über die Gültigkeit des kopernikanischen Modells, waren aber von großer psychologischer Bedeutung, da sie zeigten, dass der Himmel nicht so majestätisch ist, wie man immer glaubte; er ähnelt den sublunaren Regionen des Kosmos. Galilei entdeckte auch Sonnenflecken und stellte fest, dass das Firmament viel mehr Sterne enthielt, als mit bloßem Auge zu erkennen waren. Eine eindeutige Unterstützung für Kopernikus‘ Theorie lieferte Galilei mit seiner Entdeckung der Venusphasen. Mit dem Teleskop kann man sehen, dass die Venus manchmal „neu“ ist, wie der Neumond, und manchmal „voll“, wie der Vollmond. Dies kann nur geschehen, wenn die Venus die Sonne auf einer Bahn umkreist, die innerhalb der Erdbahn liegt, was eine der Vorhersagen von Kopernikus war und nun von Galilei überzeugend bewiesen wurde.

Kuhn beschreibt, wie in der zweiten Hälfte des 17. Jahrhunderts alle professionellen Astronomen Anhänger des heliozentrischen Modells wurden, ungeachtet des Widerstands der katholischen Kirche. Die breite Öffentlichkeit brauchte den größten Teil des 18. Jahrhunderts, um sich zu dem neuen Weltbild zu bekehren. Noch 1873 veröffentlichte ein ehemaliger Präsident eines amerikanischen Lehrerkollegiums ein Werk, in dem er Kopernikus, Newton und viele andere bedeutende Astronomen wegen ihrer Abweichung von der biblischen Kosmologie verurteilte.

Kapitel 7: Das neue Universum

Bevor das neue Weltbild allgemein akzeptiert werden konnte, mussten Fragen beantwortet werden wie: Warum fallen schwere Körper auf die Oberfläche der sich drehenden Erde? Wie weit sind die Sterne entfernt? Was bewegt die Planeten, jetzt wo die aristotelischen Kugeln nicht mehr da sind, um sie anzutreiben? Was hält die Planeten auf ihrer Umlaufbahn? Viele dieser Fragen werden in Isaac Newtons Principia (1687) beantwortet, die einen unendlichen Kosmos beschreiben, in dem sich Planeten und Sterne mit einer Stärke anziehen, die proportional zu ihrer Masse ist. Die meisten Geschichten der Planetenastronomie führen daher von Kepler und Galilei direkt zu Newton. Kuhn macht jedoch einen Umweg über den Atomismus und die Wirbeltheorie von Descartes.

Kuhn beginnt das Kapitel 7 damit, dass er plausibel macht, dass der konzeptionelle Schritt zu einem unbegrenzten, unendlichen Universum nicht sehr groß ist, sobald die stellare Sphäre ihre Rolle als treibende Kraft der planetarischen Sphären (die „Himmel“ der aristotelischen Kosmologie) verloren hat. Kuhn berichtet, dass bereits 1576 der englische Kopernikaner Thomas Digges die Idee eines unendlichen Universums in eine ansonsten schlichte Paraphrase von De Revolutionibus einführte.

Mit der Bemerkung, dass Kopernikanismus und Atomismus auf den ersten Blick völlig unverbundene Lehren zu sein scheinen, fährt Kuhn fort, indem er erklärt, dass die Atomisten eine unendliche Leere brauchten, in der sich ihre Teilchen bewegen konnten. Wenn man davon ausgeht, dass der Kopernikanismus ein unendliches Universum voraussetzt, sind die beiden Lehren gar nicht so unverwandt, wie sie scheinen. Der einflussreichste Naturphilosoph der ersten Hälfte des 17. Jahrhunderts, Descartes, glaubte, dass alle Kräfte durch Zusammenstöße mit Teilchen übertragen werden. Er gab die erste klare Erklärung für das Gesetz der Trägheit: Ein Teilchen, das sich in Bewegung befindet, bewegt sich mit der gleichen Geschwindigkeit in einer geraden Linie weiter, wenn es nicht mit einem anderen Teilchen zusammenstößt. Descartes glaubte, dass sich die Teilchen durch Kollisionen zu riesigen Kreisläufen („Wirbeln“) anordnen, und dass diese Wirbel die Planeten um die Sonne tragen. Descartes entfernte ausdrücklich die von Aristoteles zweitausend Jahre zuvor eingeführte Dichotomie zwischen himmlischen und irdischen Gesetzen aus der Naturphilosophie.

Im Jahr 1666 formulierte Robert Hooke, stark beeinflusst von Descartes, eine Theorie der Planetenbewegung, die auf der Trägheit und der Gleichwertigkeit der himmlischen und irdischen Gesetze beruhte. Ein sich bewegender Planet sollte sich gleichmäßig in einer geraden Linie bewegen, schrieb er, aber da wir wissen, dass seine Umlaufbahn die Sonne umkreist, muss es eine Anziehungskraft zwischen der Sonne und dem Planeten geben. Obwohl er davon ausging, dass die Stärke dieser Kraft mit zunehmendem Abstand zwischen Sonne und Planet abnehmen würde, wusste er nicht, wie er daraus eine Kepler-Ellipse erstellen sollte. Diese Aufgabe wurde Newton überlassen. Newton bewies etwa zur gleichen Zeit, dass ein Punktteilchen eine Ellipse beschreibt, wenn ein unbeweglicher Körper es mit einer Kraft anzieht, die umgekehrt proportional zur Entfernung ist. Der schwere Körper befindet sich in einem der beiden Brennpunkte der Ellipse. Die Erde ist jedoch kein Punktteilchen. Im Jahr 1685 bewies Newton, dass alle Teilchen der Erde so behandelt werden können, als befänden sie sich im Erdmittelpunkt. Endlich wurden die Keplerschen Gesetze als angeborene Anziehungskraft zwischen den fundamentalen Teilchen, die die Planeten und Sterne bilden, erklärt. Zwei Jahre später erschien Newtons Mathematische Grundsätze der Naturphilosophie, und die kopernikanische Revolution war vollendet.

Anmerkungen

1. Außer, dass „Paradigma“ in der Vorrede (S. ix) und auf S. 222 erscheint, an beiden Stellen in seiner herkömmlichen Bedeutung.
2. N. M. Swerdlow, An Essay on Thomas Kuhn’s First Scientific Revolution, The Copernican Revolution, Proceedings of the American Philosophical Society, Bd. 148, S. 64-120 (2004)
3. Kuhn schreibt Coelestium als Caelestium, was die üblichere lateinische Schreibweise ist. Auf den Original-Frontispizen steht jedoch Cœlestium.
4. Swerdlow a.a.O. ist nicht der Meinung, dass der neuplatonische Humanismus für Kopernikus‘ Motivation relevant war.
5. Kuhn stützt sich hinsichtlich der Meinung der protestantischen Führer des 16. Jahrhunderts, Luther, Melanchthon und Calvin, auf die Arbeit von A. D. White: A History of the Warfare of Science with Theology in Christendom, Appleton, New York, (1896). O. Gingerich (2004), a.a.O., hat Gründe angeführt, warum Whites Werk in diesem Punkt möglicherweise nicht ganz zuverlässig ist.
6. Kuhn erwähnt nicht, dass das Buch vier Jahre später zugelassen wurde, aber mit einer Liste von Korrekturen versehen. Die Korrekturen bezogen sich alle auf die Realität und nicht auf die rechnerische Bequemlichkeit des Modells.