Zum Eimer-Argument von Isaac Newton (1687)

Inhalt

1. Einleitung.. 2

2. Substantialismus.. 4

3. Relationismus des Raumes und der Bewegung.. 5

4. Das Eimer-Experiment.. 6

4.1. Aufbau und Ablauf.. 7

4.2. Randbedingungen.. 8

4.3. Deutung.. 10

4.4. Schlussfolgerungen.. 11

5. Weiterführende Fragestellungen.. 11

Literaturverzeichnis.. 12

1. Einleitung

In dieser Hausarbeit geht es um die philosophisch-metaphysische Debatte, die sich mit dem physikalischen Raum und der Bewegung von materiellen Gegenständen beschäftigt. Dabei ist eine Hauptfrage, ob die beschleunigte Bewegung eine absolute Bewegung ist. Mit absoluter Bewegung ist dabei im Gegensatz zur Relativbewegung eine Bewegung gemeint, die sich relativ zu einem absoluten Raum feststellen läßt. Die Konzeption des Raums ist eng mit der Konzeption von Bewegung verbunden. Ein Teil dieser Hausarbeit soll die substantialistische Konzeption vom Raum behandeln. Ein weiterer Teil soll an Hand des viel zitierten Eimer-Experiments von Newton die Betrachtung von beschleunigten Bewegungen hinsichtlich der Frage nach der absoluten Bewegung und dem absoluten Raum beinhalten.

Die Bedeutsamkeit der Fragen zum Raum für die Beteiligten läßt sich meiner Ansicht nach nur richtig verstehen, wenn man bedenkt, daß Menschen in den letzten 2500 Jahren immer wieder versucht haben, ihr Weltbild und auch ihre religiöse Überzeugung mit bestimmten Vorstellungen und Erfahrungen von der unbelebten Natur zu verbinden und auch zu begründen. Wer über ein zutreffendes Verständnis von der Welt verfügte, leitete daraus auch den Anspruch ab, in anderen Dingen führend zu sein und Macht auszuüben. So hatten Fragen zum Raum bereits die alten Griechen gestellt. Schon in der Antike gab es zum Raum und dessen Veränderungen verschiedene Auffassungen. Die größte wahrnehmbare Bewegung wird vermutlich in der Bewegung der Sonne am Himmel gesehen worden sein, die in einfacher Weise als Erklärung für den wichtigen Wechsel zwischen Tag und Nacht angesehen worden ist. Im kopernikanischen Weltbild wurde dann der naturwissenschaftlichen Erkenntnis, daß die Erde sich um die Sonne bewegt und daß die Erde um sich selbst rotiert, Rechnung getragen.

Das alte ptolemäische Weltbild bestimmte das wissenschaftliche und kirchliche Denken bis ins späte Mittelalter. In dieser Vorstellung waren Sonne, Mond, Planeten und Sterne an gläsernen konzentrischen Kugelschalen befestigt, die sich drehten. Die Erde befand sich dabei unbewegt im Mittelpunkt des Universums. Der Raum auf der Erde war erfüllt von Luft, Wasser, Materie (Erdboden, Flora und Fauna) und Feuer (Dainton, S. 146). Fragen, die von Autoren wie Aristoteles, Descartes, Newton unterschiedlich beantwortet wurden, waren beispielsweise ob das Nichts (Vakuum) existiert, ob der Raum endlich oder unendlich ist, ob der Raum als eigene Substanz existiert, ob er absolut oder relativ ist und ob es eine absolute Bewegung oder auch einen absolut ruhenden Punkt gibt, oder nicht. Neben einer physikalischen Ebene fand die Debatte (bis heute) auf einer metaphysischen und auf einer religiös-theologischen Ebene statt (Lyre S.226). Kopernikus veröffentlichte historisch 1543 seinen Beitrag "De Revolutionibus", in dem er behauptete, dass die Erde sich einmal pro Tag um ihre eigene Achse drehe und einmal im Jahr um die Sonne laufe. Galileo versuchte 1632 dieses neue Weltbild weiter zu beweisen und zu befestigen (Dainton S.168). Er geriet dabei in Konflikt mit der herrschenden Auffassung der Kirche, wurde durch die Inquisition dafür belangt und widerrief seine These von der bewegten Erde unter dem Eindruck von Drohungen gegen seine Familie. Es kann davon ausgegangen werden, daß zeitgenössische Autoren aus Angst vor der Verfolgung durch die Kirche der kirchlichen Sichtweise in ihren Schriften Tribut gezollt haben. (Dainton S.175: "Confusing it might be, but this doctrine [gemeint ist die Behauptung, es gebe Körper in absoluter Ruhe, Anm.d.Verf.] served Descartes very well vis-a-vis the Inquisition. Galileo found himself in trouble for suggesting that the Earth might really move. Descartes has immunized himself against any such accusation."). Aus diesem Grund ist manchmal nicht ganz klar, von welcher Auffassung vom Raum ein Autor selbst überzeugt war und welche Darstellung lediglich wegen des Friedens mit der Kirche aufgeschrieben wurde (Dainton S.175). Newtons Schrift Principia war zwar ein Meilenstein in der Entwicklung der klassischen Mechanik, aber Newton war nicht nur physikalisch motiviert, sondern war zeitgemäß auch tief religiös und auch an esoterischer Alchemie und Numerologie interessiert und er wurde deshalb auch als „der letzte der Magier“ bezeichnet (Dainton, S. 166). Seine Arbeiten zur Mechanik waren durch eine mystisch-theologische Vision vom Absoluten Raum als einem göttlichen Attribut begleitet (Dainton, S.167). Die Lehre vom Absoluten Raum mit der „wahren Bewegung“ (gemeint sind beschleunigte Bewegungen, denen die Trägheitskräfte entgegen gerichtet sind, Anm.d.Verf.) hatte für Newton eine große Wichtigkeit und viel mit Gott zu tun. Mit diesen kurzen Ausführungen wollte ich versuchen, ein wenig Verständnis für Newtons Person und seine Einordnung in die damalige Gesellschaftsordnung mit ihren Randbedingungen bei der geschätzten Leserin und dem geneigten Leser und bei mir selbst aus heutiger Sicht zu erwecken. Im Folgenden sollen kurz einige grundsätzliche metaphysische Überlegungen zur Konzeption des Raumes und der Bewegung von Körpern dargestellt werden, bevor dann auf das Newtonsche Eimer-Argument eingegangen wird. Wegen der Kürze des zur Verfügung stehenden Platzes will ich dabei die Darstellung auf den Substantialismus beschränken und den Relativismus weitgehend beiseite schieben.

2. Substantialismus

Einigkeit besteht bei den meisten Philosophen darin, daß es reale räumliche Gegenstände in der Außenwelt gibt. Die Frage ist nur, ob der Raum selbst, in dem sich diese Gegenstände an unterschiedlichen Orten befinden, auch ein Gegenstand mit eigener Seinsberechtigung ist. Wenn der Raum eigentlich ein Nichts ist, also eine eigenschaftslose Leere, in der sich Körper befinden und bewegen, dann wäre es beispielsweise fraglich, wie ein Körper sich in diesem Nichts bewegen kann. In dem Nichts müssen einnehmbare Orte für sich bewegende Körper vorhanden sein. Somit wäre das Nichts kein Nichts, sondern eine Ansammlung von Orten, die auch ohne die Anwesenheit von Objekten dort existierten. Weiter wäre fraglich, wie sich das Licht, also elektromagnetische Wellen, in dem Nichts ausbreiten können, wenn es dort nichts gibt, was diese Ausbreitung ermöglicht. Dann wäre Elektromagnetismus nur als eine Eigenschaft des Raumes selbst vorstellbar, wodurch er ebenfalls kein eigenschaftsloses Nichts mehr wäre. Der Substantialist stellt sich den Raum als ein Kontinuum vor, wie eine Flüssigkeit. Die Bewegung eines materiellen Körpers durch diese, freilich sehr leicht und schnell bewegliche Flüssigkeit, würde vielleicht von einem Widerstand begleitet sein (Dainton S. 152), der die Trägheit, also das Beharrungsvermögen der Inertialbewegung erklären können müßte. Eine andere Frage, die der Substantialist beantworten müßte, wäre auch, inwiefern ein Gegenstand in einem solchen Raum lokalisiert sein kann, also einen bestimmten Ort oder Platz einnimmt. Wenn die Gegenstände selbst in dem substantiellen Raum räumlich ausgedehnt sind und der Raum selbst als einzige Entität existiert („Super-Substantialismus“ Dainton S. 153), dann müßte es zwei Eigenschaften oder Modi der Räumlichkeit geben: Erstens die Bereiche, in denen materielle Dinge den Raum konstituieren und zweitens die Bereiche, in denen die erstgenannten Bereiche als Dinge existieren.

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