Galileo Galilei

Galileo Galilei ^* (* 15. Februar 1564 in Pisa; † 8. Januar 1642 in Arcetri bei Florenz) war ein italienischer Mathematiker, Physiker und Astronom, der bahnbrechende Entdeckungen auf mehreren Gebieten der Naturwissenschaften machte.

Leben und Werk

Herkunft und Lehrjahre

Galileo Galilei stammte aus einer verarmten Florentiner Patrizierfamilie. Sein Familienzweig hatte den Namen eines bedeutenden Vorfahren angenommen, des Arztes Galileo Bonaiuti (15. Jahrhundert). Galileis Vater Vincenzo war Tuchhändler, Musiker und Musiktheoretiker und hatte als solcher auch mathematische Kenntnisse und Interessen; er untersuchte den Zusammenhang zwischen Saitenspannung und Tonhöhe und entdeckte dabei die vielleicht erste nichtlineare Beziehung der Physik. Es ist wahrscheinlich, dass der junge Galileo nicht nur systematisch-experimentelle Untersuchungen in Kombination mit streng mathematischer Formulierung von seinem Vater gelernt hat, sondern auch den Widerwillen, uralte Autoritäten kritiklos zu akzeptieren.

Galilei wurde als Novize in einem Kloster erzogen und zeigte Neigung, in den Benediktiner-Orden einzutreten, wurde aber von seinem Vater (angeblich?) wegen einer Augenentzündung nach Hause geholt und dann zum Medizin-Studium nach Pisa geschickt (1580). Viel später sagte er, er habe mit dem Gedanken gespielt, Maler zu werden; auch war er ein anerkannt guter Lautenspieler. Nach vier Jahren brach er sein Studium ab und ging nach Florenz um bei Ostilio Ricci, einem Gelehrten aus der Schule von Niccolò Tartaglia, Mathematik zu studieren. Er bestritt seinen Lebensunterhalt mit Privatunterricht, beschäftigte sich mit angewandter Mathematik, Mechanik und Hydraulik, und begann in den gebildeten Kreisen der Stadt mit Vorträgen und Manuskripten auf sich aufmerksam zu machen. Vor der Accademia Fiorentina glänzte er mit einem geometrisch-philologischen Referat über die Topografie von Dantes Hölle (Due lezioni all'Accademia fiorentina circa la figura, sito e grandezza dell'Inferno di Dante, 1588). 1585/86 veröffentlichte er erste Ergebnisse zur Schwere fester Körper (Theoremata circa centrum gravitatis solidorum) und löste ein antikes Problem (Heron) durch Konstruktion einer hydrostatischen Waage zur Bestimmung des spezifischen Gewichts (La bilancetta, Manuskript).

Lektor in Pisa, 1589–1592

Im Jahr 1589 erhielt er eine Stelle als Lektor für Mathematik an der Universität Pisa. Der Lohn reichte kaum zum Überleben; dennoch gelang es Galilei, vorzügliche Instrumente zu bauen und zu verkaufen. Auch entwickelte er ein - noch sehr ungenau arbeitendes - Thermometer. Er untersuchte die Pendelbewegung und fand, dass die Periode nicht von der Auslenkung oder dem Gewicht des Pendels abhängt. Bis in seine letzten Lebensjahre beschäftigte ihn das Problem, wie man diese Entdeckung zur Konstruktion einer Pendeluhr nutzen könne.

Zur Untersuchung der Fallgesetze (ausgehend von der Pendelbewegung) führte Galilei als Versuchsanordnung die schiefe Ebene mit Kugeln aus verschiedenen Materialien ein. Diese geniale Idee erlaubte es erstmals, die Geschwindigkeit der - langsam anrollenden - Kugeln zu messen. So entdeckte er die Beschleunigung und die Tatsache, dass diese etwas von der Geschwindigkeit völlig verschiedenes ist. Dies wiederum ließ sich am besten in der Formelsprache der Mathematik darstellen. (Galileis Schüler und erster Biograf Vincenzo Viviani setzte die Behauptung in die Welt, Galilei habe in Pisa auch Fallversuche vom Schiefen Turm unternommen; in Galileis Schriften und Manuskripten findet sich jedoch kein Hinweis auf solche Versuche, die mangels hinreichend genauer Uhren quantitativ nicht auswertbar gewesen wären. Davon zu unterscheiden ist das Turmargument als Gedankenexperiment, auf das Galilei in seinem Hauptwerk „Dialogo“ sehr wohl selbst eingeht.)

Galilei fasste die Ergebnisse seiner mechanischen Untersuchungen in einem Manuskript zusammen, das heute als De motu antiquiora zitiert wird und erst 1890 ^* gedruckt wurde. Darin enthaltene Angriffe auf Aristoteles wurden von seinen konservativen Kollegen in Pisa unfreundlich aufgenommen und sollen dazu geführt haben, dass Galileis Anstellung 1592 nicht verlängert wurde.

Galileis materielle Situation wurde dadurch verschärft, dass 1591 sein Vater gestorben war. Er musste für seine Mutter, für drei jüngere Geschwister und für die Mitgift seiner älteren Schwester sorgen.

Professor in Padua, 1592–1610

Dank guter Protektion wurde Galilei 1592 auf den Lehrstuhl für Mathematik in Padua berufen, auf den sich auch Giordano Bruno Hoffnungen gemacht hatte. In Padua, das zur reichen und liberalen Republik Venedig gehörte, blieb Galilei 18 Jahre lang. Diese Zeit soll er später die glücklichste seines Lebens genannt haben.

Obwohl seine Stelle wesentlich besser dotiert war als die vorige in Pisa, besserte Galilei sein Salär auf, indem er neben seinen akademischen Vorlesungen vornehmen Schülern Privatunterricht erteilte, darunter zwei späteren Kardinälen. Ferner vertrieb Galilei ab 1597 einen „Proportionszirkel“ – Vorläufer des Rechenschiebers, der „Compasso“ genannt wurde - dessen Konstruktion er erheblich verbessert hatte und für dessen Fertigung er einen eigenen Mechaniker beschäftigte. Bereits in diesem Jahr ließ er in einem Brief an Johannes Kepler deutlich erkennen, was er vom heliozentrischen Weltsystem hielt: „…unser Lehrer Kopernikus, der verlacht wurde“.

Die heute nach Kepler benannte Supernova von 1604 veranlasste ihn zu drei öffentlichen Vorträgen, in denen er die aristotelische Astronomie und Naturphilosophie angriff. Aus der Tatsache, dass keine Parallaxe festgestellt werden konnte, schloss Galilei (wie bereits 1572 Tycho de Brahe), dass der neue Stern weit von der Erde entfernt sein müsse, sich also in der Fixsternsphäre befinde. Nach herrschender Lehre wurde diese für unveränderlich gehalten - ein weiteres Argument gegen die Anschauungen der „Peripatetiker“, wie man die Aristoteles-Schüler nannte. Seine Untersuchungen zu den Bewegungsgesetzen setzte er auch in diesen Jahren fort.

Galileo.script.arp.600pix.jpg | 1609 erfuhr Galilei von dem im Jahr zuvor in Holland von Jan Lippershey erfundenen Fernrohr. Er baute aus käuflichen Linsen ein Gerät mit ungefähr vierfacher Vergrößerung, lernte dann selbst Linsen zu schleifen, und erreichte bald eine acht- bis neunfache, in späteren Jahren bis zu 33fache Vergrößerung. Galilei führte sein Instrument, dessen militärischer Nutzen auf der Hand lag (es lieferte im Gegensatz zum Keplerschen Fernrohr aufrechtstehende Abbildung), der venezianischen Regierung, der Signoria, vor, machte tiefen Eindruck und überließ ihr das (völlig illusorische) alleinige Recht zur Herstellung solcher Instrumente, woraufhin sein Gehalt verdreifacht anderer Quelle verdoppelt wurde. Entgegen der Darstellung in Brechts Drama hat Galilei die Grundidee des Teleskops wohl nicht als seine eigene Erfindung ausgegeben; eine Gehaltskürzung ? im folgenden Jahr deutet aber an, dass sich die Signoria durchaus hinters Licht geführt fühlte.

Als einer der ersten Menschen nutzte Galilei ein Fernrohr zur Himmelsbeobachtung. Dies bedeutete eine Revolution in der Erforschung der Himmelskörper, denn bis dahin waren die Menschen auf Beobachtungen mit dem bloßen Auge angewiesen. Mit ihm begann die Teleskop-Astronomie. Er stellte fest, dass die Oberfläche des Mondes rau und uneben ist, mit Erhebungen und Klüften. Er erkannte, dass die dunkle Partie der Mondoberfläche von der Erde aufgehellt wird („Erdschein“). Er stellte weiter fest, dass die Planeten - im Gegensatz zu den Fixsternen - als Scheiben zu sehen sind und entdeckte die vier größten Monde des Jupiter, die er in Vorbereitung seines Wechsels an den Medici-Hof die Mediceischen Gestirne nannte, und die heute als die Galileischen Monde bezeichnet werden. Er beobachtete, dass die Milchstraße nicht ein nebliges Gebilde ist (wie es dem bloßen Auge vorkommt), sondern aus unzähligen einzelnen Sternen besteht. Diese Entdeckungen (einschließlich einer Federzeichnung der Mondoberfläche von ihm selbst), veröffentlicht im Sidereus Nuncius (Sternenbote) von 1610, machten Galilei auf einen Schlag berühmt. Der Sidereus Nuncius war innerhalb weniger Tage vergriffen. Galileos Moon.jpg

Hofmathematiker in Florenz, ab 1610

Im Herbst 1610 ernannte der Großherzog der Toskana, Cosimo II. de’ Medici (sein ehemaliger Schüler), Galilei zum Hofmathematiker und -philosophen und zum Ersten Mathematikprofessor in Pisa - ohne jede Lehrverpflichtung: er bekam volle Freiheit, sich ganz der Forschung zu widmen.

Spätestens bei der Umsiedlung nach Florenz trennte sich Galilei von Marina Gamba, seiner Haushälterin, mit der er drei Kinder hatte: Virginia (Ordensname Maria Celeste, 1600-1634), Livia (Ordensname Arcangela, 1601-1659) und Vincenzio (1606-1669). Mit Hilfe eines Bewunderers, des Kardinals Maffeo Barberini (später Papst Urban VIII.), brachte Galilei seine Töchter noch vor Erreichen des Mindestalters in einem Kloster unter - sie hatten als uneheliche Kinder kaum Aussichten auf eine standesgemäße Heirat. Der Sohn wurde 1613 zu seinem Vater nach Florenz geschickt, nachdem Marina Gamba einen Mann namens Giovanni Bartoluzzi geheiratet hatte; Galilei legitimierte ihn später.

Weitere astronomische Entdeckungen und das Verfahren von 1616

Galilei setzte seine astronomischen Beobachtungen fort und fand, dass der Planet Venus Phasen wie der Mond hat. Dies konnte nur bedeuten, dass die Venus zeitweise jenseits der Sonne, zu anderen Zeiten aber zwischen Sonne und Erde steht. Darüber korrespondierte er mit den römischen Jesuiten um Christoph Clavius (mit dem er bereits 1587 eine kontroverse Diskussion geführt hatte), welche die Phasengestalt der Venus bereits unabhängig von ihm entdeckt hatten. Über die kosmologischen Konsequenzen - das Ptolemäische Weltbild war nicht länger haltbar - waren sich die Mathematiker und Astronomen der Gesellschaft Jesu mehr oder weniger im Klaren.

In seiner Begeisterung über seine wissenschaftlichen Erkenntnisse sandte er in seiner Werkstatt gefertigte Fernrohre an Freunde und andere Wissenschaftler. Jedoch erreichten nur wenige Exemplare das gewünschte Auflösungsvermögen. So konnte es geschehen, dass Manche die Jupitermonde etc. nicht erkennen konnten und ihm Täuschungsabsichten unterstellten. Im Jahr 1611 besuchte Galilei Rom, wurde für seine Entdeckungen hoch geehrt und machte mittels seines Teleskops seinen Freunden - darunter auch Jesuiten - unverzüglich „le cose nuove del cielo“ (die neu^*en Gegenstände am Himmel) zugänglich: den Jupiter mit seinen vier Begleitern, den gebirgigen, zerklüfteten Mond, die „gehörnte“ (d.h. sichelförmige) Venus und den „dreifachen“ Saturn. Er wurde zum sechsten Mitglied der Accademia dei Lincei ernannt; diese Ehre war ihm so wichtig, dass er sich fortan Galileo Galilei Linceo nannte. Bei diesem Aufenthalt hatte er eine Audienz bei Papst Paul V. und er traf seinen alten Bewunderer Maffeo Barberini. Ein Jahr später war Barberini dabei, als Galileo eine weitere unhaltbare Behauptung des Aristoteles mit einem simplen, aber überzeugenden Experiment widerlegte: Eis schwimmt auf Wasser nicht deswegen, weil es (zwar schwerer, aber) flach ist, sondern weil es leichter ist.

Die Entdeckung der Sonnenflecken verwickelte ihn in eine Auseinandersetzung mit dem Jesuiten Christoph Scheiner: man stritt sich sowohl um die Priorität als auch um die Deutung. Um die Vollkommenheit der Sonne zu retten, nahm Scheiner an, dass die Flecken Satelliten seien, wogegen Galilei die Beobachtung anführte, dass Sonnenflecken entstehen und vergehen (Lettere solari, 1613, eines der ersten wissenschaftlichen Werke, das nicht in lateinischer Sprache, sondern in Umgangssprache verfasst wurde).

Für Galilei war es offensichtlich, dass seine astronomischen Beobachtungen das heliozentrische Weltbild des Nikolaus Kopernikus stützten, aber keinen zwingenden Beweis lieferten: sämtliche Beobachtungen (etwa die Venus-Phasen) waren auch mit dem Modell des Tycho Brahe kompatibel, in dem sich Sonne und Mond um die Erde, die übrigen Planeten aber um die Sonne drehen. (Tatsächlich gelang es erst James Bradley im Jahr 1729 mit der stellaren Aberration die Eigenbewegung der Erde gegenüber der Fixsternsphäre nachzuweisen.) Galilei hielt sich bei der Interpretation seiner astronomischen Beobachtungen zunächst zurück. Gegen das Kopernikanische System sprachen immerhin Bibelstellen, aus denen auf eine Eigenbewegung der Sonne geschlossen werden musste (am wichtigsten die Stelle, in der Josua der Sonne befiehlt, stillzustehen 10, 12). Jedoch war ihm - wohl schon in seiner Zeit in Pisa - der Gedanke gekommen, die „Umschwünge“ (revolutiones) der Erde um ihre Achse und um die Sonne seien die Ursache für die Gezeiten: die Gewässer würden dabei beschleunigt und hin- und herbewegt. Damit glaubte er, einen Beweis für das kopernikanische Weltbild in Händen zu haben (erst Isaac Newton zeigte, dass nicht die Zentrifugalkraft, sondern die Anziehungskräfte der Massen von Mond und Sonne für Ebbe und Flut ursächlich sind).

Kontroverse Diskussionen am Florentiner Hof veranlassten Galilei dann doch, zu erklären, dass eine mit dem Kopernikanischen System verträgliche Bibelauslegung möglich sei (Brief an seinen Schüler und Nachfolger in Pisa, Benedetto Castelli, 21. Dezember 1613 Originaltext; Brief an die Großherzogin-Mutter Christine von Lothringen, 1615 Originaltext, jedoch erst 1636 veröffentlicht). Der Brief an Castelli wurde in fehlerhafter Abschrift der Inquisition zugespielt, was Galilei veranlasste, eine korrekte Abschrift hinterherzusenden und in Person nach Rom zu reisen, um seinen Standpunkt zu vertreten.

Im März 1614 gelang es Galilei, das spezifische Gewicht der Luft als ein 660stel des Gewichts des Wassers zu bestimmen - herrschende Meinung war bis zu diesem Zeitpunkt, dass Luft keinerlei Gewicht hat. Dies war eine weitere Widerlegung aristotelischer Anschauungen. In dieser Zeit war er häufig als Gutachter für den Großherzog in technisch-physikalischen Fragen tätig; als Forscher beschäftigte er sich insbesondere mit Hydrodynamik, Lichtbrechung in Glas und Wasser sowie Mechanik (Beschleunigung). In den Jahren 1610-1614 hielt er sich häufig auf dem Landgut seines Freundes Salviati auf, um seine seit Jahren angeschlagene Gesundheit wiederherzustellen.

Im Jahr 1615 veröffentlichte der Kleriker Paolo Antonio Foscarini (c. 1565-1616) ein Buch, das beweisen sollte, dass die Kopernikanische Astronomie nicht der Heiligen Schrift widersprach. Daraufhin eröffnete die Römische Inquisition nach Vorarbeit des bedeutenden Kirchenlehrers Kardinal Robert Bellarmin ein Untersuchungsverfahren. 1616 wurde Foscarinis Buch gebannt. Zugleich wurden einige nichttheologische Schriften über Kopernikanische Astronomie, darunter auch ein Werk von Johannes Kepler, auf den Index gesetzt. Das Hauptwerk des Kopernikus, De Revolutionibus Orbium Coelestium, in dessen Todesjahr 1543 erschienen, wurde nicht verboten, sondern „suspendiert“: es durfte fortan bis 1822 im Einflussbereich der Römischen Inquisition nur noch in Bearbeitungen erscheinen, die betonten, dass das heliozentrische System ein bloßes mathematisches Modell sei.

An diesem Verfahren (es war kein Inquisitionsprozess) war Galilei offiziell nicht beteiligt. Seine Haltung war jedoch ein offenes Geheimnis, auch wenn das Schreiben an die Großherzogin-Mutter (noch) nicht veröffentlicht war. Wenige Tage nach der förmlichen Index-Beschlussfassung schrieb Bellarmin an Galilei einen Brief mit der Versicherung, Galilei habe keiner Lehre abschwören müssen; gleichzeitig jedoch enthielt dieses Schreiben die nachdrückliche Ermahnung, das Kopernikanische System in keiner Weise als Tatsache zu verteidigen, sondern allenfalls als Hypothese zu diskutieren. Dieser Brief wurde im Prozess von 1632/33 als Beweis für Galileis Ungehorsam zitiert. Allerdings gab es in den Akten zwei verschiedene Fassungen, von denen nur eine korrekt unterschrieben und zugestellt war, weshalb im 19. und 20. Jahrhundert einige Historiker annahmen, die Inquisitionsbehörde habe zuungunsten Galileis einen Beweis gefälscht.

Galilei hielt sich von nun an in der Öffentlichkeit mit dem Kopernikanischen System zurück. Ab 1616 beschäftigte er sich intensiv mit der Möglichkeit, die Bewegungen der Jupitermonde als Zeitmesser zu nutzen, um das Längengradproblem zu lösen (erfolglos). Er konvertierte das Teleskop erstmals in ein Mikroskop; die Mikroskopie blieb für ihn aber eine Beschäftigung niedriger Priorität.

Der Dialog über die zwei Weltsysteme

Galilei-weltsysteme_1-621x854.jpg | 1623 wurde Galileis alter Förderer, Kardinal Maffeo Barberini, zum Papst gewählt (Urban VIII.). Galilei widmete ihm sogleich seine Schrift Saggiatore, eine Polemik gegen den Jesuitenpater Orazio Grassi über die Kometenerscheinungen von 1618/1619, über atomistische und methodologische Fragen. In diesem Buch, an dem er seit 1620 gearbeitet hatte, äußerte Galilei seine berühmt gewordene Überzeugung, die Philosophie (nach dem Sprachgebrauch der Zeit ist damit die Naturwissenschaft gemeint) stehe in dem Buch der Natur, und dieses Buch sei in mathematischer Sprache geschrieben: ohne Geometrie zu beherrschen, verstehe man kein einziges Wort. Seither gilt Galilei als Begründer der modernen, mathematisch orientierten Naturwissenschaften, gleichzeitig enthielt dies eine klare Absage an Alchemie und Astrologie.

Im Saggiatore interpretierte er die Kometen als erdnahe optische Effekte (vergleichbar Phänomenen wie Regenbogen oder Nordlicht), darin auf eine Theorie des Aristoteles über Meteore zurückgreifend. Zur Zeit der Kometenerscheinungen war Galilei allerdings aus gesundheitlichen Gründen nicht in der Lage, selbst Beobachtungen anzustellen. Seine empirisch nicht fundierte Polemik gegen die Theorie der Kometen, die Tycho Brahe und Orazio Grassi vertraten, ist als indirekte Verteidigung des kopernikanischen Systems zu verstehen, das durch die Annahme sich nicht auf Kreisbahnen bewegender Himmelskörper bedroht gewesen wäre.

Mit dieser Polemik belebte Galilei die alte Feindschaft mancher Jesuiten. Eine der Folgen war eine anonyme Anzeige des Saggiatore wegen Atomismus und damit Verstoß gegen die das Abendmahl betreffenden Dogmen des tridentischen Konzils. Unter Zuhilfenahme eines Gefälligkeitsgutachtens Pater Giovanni Guevaras ließen die Gönner Galileis im Vatikan diese Anzeige versanden. Der Wissenschaftshistoriker Pietro Redondi vermutet deshalb, dass auch dem Prozess 1633 eine Anzeige wegen Atomismus und damit häretischen Ansichten bezüglich des Abendmahls zugrundeliegt, die jedoch durch Intervention der eigens geschaffenen päpstlichen Untersuchungskommission auf die weit weniger brisante Frage des Kopernikanismus bzw. des Ungehorsams abgelenkt wurde.

1624 reiste Galilei nach Rom und wurde sechs Mal von Barberini-Urban empfangen, der ihn ermutigte, über das Kopernikanische System zu publizieren, solange er dieses als Hypothese behandle; den Brief von Bellarmin an Galilei aus dem Jahr 1616 kannte Barberini damals nicht. Nach langen Vorarbeiten und wieder unterbrochen durch Krankheiten vollendete Galilei 1630 den Dialogo di Galileo Galilei sopra i due Massimi Sistemi del Mondo Tolemaico e Copernicano (Dialog über die zwei wichtigsten Weltsysteme, das Ptolemäische und das Kopernikanische). In diesem Buch erklärte Galilei unter anderem sein Relativitätsprinzip und seinen Vorschlag zur Bestimmung der Lichtgeschwindigkeit (die erste präzise Messung der Lichtgeschwindigkeit auf der Erde gelang erst 1849 Fizeau.). Als vermeintlich stärkstes Argument für das Kopernikanische System diente ihm seine - irrige - Theorie der Gezeiten.

Im Mai 1630 reiste Galilei erneut nach Rom, um bei Urban VIII. und Niccolò Riccardi, dem für die Zensur verantwortlichen Inquisitor, eine kirchliche Druckerlaubnis (Imprimatur) zu erwirken. Er erhielt auch eine vorläufige Druckerlaubnis. Zurück in Florenz entschied Galilei jedoch aus verschiedenen Gründen, unter anderem weil der Herausgeber (Fürst Cesi, Gründer der Accademia dei Lincei) verstorben war und wegen einer Pestepidemie, sich mit einer Druckerlaubnis durch den Florentiner Inquisitor zu begnügen und das Werk in Florenz drucken zu lassen. Aufgrund verschiedener Schwierigkeiten, ausgelöst durch Riccardi, konnte der Druck aber erst im Juli 1631 beginnen; im Februar 1632 erschien der „Dialogo“.

Der Zensurauflage, das Werk mit einer Schlussrede zugunsten des Ptolemäischen Systems zu beschließen, meinte Galilei nachzukommen, indem er diese Rede in den Mund des manifesten Dummkopfs Simplicio legte. Überdies beging er den Fehler, sich über einen Lieblingsgedanken Barberini-Urbans lustig zu machen: dass man eine Theorie niemals über die von ihr vorhergesagten Effekte nachweisen könne, da Gott diese Effekte jederzeit auch auf anderem Wege hervorbringen könne. Damit hatte Galilei den Bogen überspannt und die Protektion des Papstes verspielt, der - möglicherweise auch aus außenpolitischen Gründen - nun mit voller Härte reagierte.

Der Prozess gegen den Dialog

Im Juli 1632 wies Riccardi den Inquisitor von Florenz an, er solle die Verbreitung des Dialogo verhindern. Im September bestellte der Papst Galilei nach Rom ein. Mit Bitte um Aufschub, ärztlichen Attesten, langwieriger Anreise und obendrein Quarantäne infolge der Pestepidemie verging jedoch der gesamte Winter. In Rom wohnte Galilei in der Residenz des toskanischen Botschafters. Anfang April 1633 wurde er offiziell vernommen und musste für 22 Tage ein Apartment der Inquisition beziehen. Am 30. April bekannte er in einer zweiten Anhörung, in seinem Buch geirrt zu haben, und durfte wieder in die toskanische Botschaft zurück. Am 10. Mai reichte er seine schriftliche Verteidigung, eine Bitte um Gnade, ein. Am 22. Juni 1633 fand der Prozess in der Basilika Santa Maria sopra Minerva statt. Zunächst leugnete Galilei, auf die Dialogform seines Werkes verweisend, das kopernikanische System gelehrt zu haben. Ihm wurde der Bellarminbrief (welche Fassung, ist nicht bekannt) vorgehalten und er des Ungehorsams beschuldigt. Nachdem er seinen Fehlern abgeschworen, sie verflucht und verabscheut hatte, wurde er zu lebenslänglicher Kerkerhaft verurteilt. Dass Galilei überhaupt verurteilt wurde, war unter den zuständigen zehn Kardinälen durchaus strittig; drei von ihnen (darunter Francesco Barberini, der Neffe des Papstes) unterschrieben das Urteil nicht.

Galilei selbst hielt an seiner Überzeugung fest. Die Behauptung, der zufolge er beim Verlassen des Gerichtssaals gemurmelt haben soll, „Eppur si muove“ (und sie (die Erde) bewegt sich doch), ist falsch. Sie wurde jedoch schon zu seinen Lebzeiten verbreitet, wie ein spanisches Gemälde von ca. 1643/45 zeigt. Diese Worte wurden erstmalig 1757 in den „Italian Libraries“ von einem Giuseppe Baretti erwähnt.

Galilei sah zeitlebens die Kreisbahnen als zentralen Bestandteil des Kopernikanischen Systems an und lehnte elliptische Bahnen aus diesem Grund ab. Kepler, mit dem er in Briefkontakt stand, hatte mit seinem Modell der Ellipsenbahnen praktisch alle Ungereimtheiten zwischen Beobachtung und dem heliozentrischen Weltbild beseitigt. Zur Rettung seines Konzepts der Kreisbahnen nahm Galileo in Kauf, dass es die beobachtete Position des Planeten Mars wesentlich schlechter voraussagte als die geozentrischen Modelle von Ptolemaios oder Brahe.

Dass Galilei die Kometen zu atmosphärischen Erscheinungen uminterpretierte, weil die alternative Erklärung von sich im Sonnensystem umherbewegenden Objekten sein Weltbild gefährdet hätte, dürfte der Glaubwürdigkeit seines Modells ebenfalls eher abträglich gewesen sein. Bei den ohnehin nur unter großen Gefahren für das Augenlicht beobachtbaren Sonnenflecken kam hinzu, dass deren Zahl nach 1610 abfiel und sie von 1645 an sogar für fast 75 Jahre völlig ausblieben (sog. Maunderminimum).

Schließlich diskutierte Galilei in seinem Dialog wohlweislich nur die beiden Weltsysteme von Kopernikus und Ptolemaios, (letzteres hatte er anhand der Venusphasen empirisch widerlegt), nicht jedoch das geozentrische Modell von Brahe, das sich mit seinen Beobachtungen ebenfalls vertrug.

Hausarrest 1633–1642 und die Discorsi

Galilei blieb nach dem Urteil unter Arrest (in der Botschaft des Herzogtums Toscana in Rom). Nach wenigen Wochen wurde er in die Aufsicht des Erzbischofs von Siena gestellt, der allerdings sein glühender Bewunderer war und ihn nach Kräften unterstützte. In Siena konnte er seine tiefe Niedergeschlagenheit über den Prozess und seinen Ausgang überwinden. Nach fünf Monaten (Dezember 1633) durfte er in seine Villa „Gioiella“ in Arcetri zurückkehren, blieb jedoch unter Hausarrest, verbunden mit dem Verbot jeglicher Lehrtätigkeit. Als er wegen eines schmerzhaften Leistenbruchs um Erlaubnis bat, Ärzte in Florenz aufsuchen zu dürfen, wurde sein Gesuch abgelehnt mit der Warnung, weitere solche Anfragen würden zu Aufhebung des Hausarrestes und Einkerkerung führen. Gemäß dem Urteil hatte er wöchentlich die sieben Bußpsalmen (über drei Jahre lang) zu beten (diese Verpflichtung übernahm – solange sie noch lebte – seine Tochter Suor Celeste), und seine sozialen Kontakte wurden stark eingeschränkt. Immerhin war es ihm gestattet, mit seinen weniger kontroversen Forschungen fortzufahren und seine Töchter im Kloster San Matteo zu besuchen. Sämtliche Veröffentlichungen waren ihm verboten, jedoch führte er einen ausgedehnten Briefwechsel mit Freunden und Gelehrten im In- und Ausland und konnte später zeitweilig Besucher empfangen (darunter Thomas Hobbes und John Milton, ab 1641 seinen ehemaligen Schüler Benedetto Castelli).

Galilei hatte seit längerem Probleme mit seinen Augen; 1638 erblindete er vollständig – möglicherweise eine Folge seiner anfangs ohne ausreichenden Schutz unternommenen Sonnenbeobachtungen. Jedoch entdeckte er noch kurz vor dem völligen Verlust seiner Sehkraft die Libration des Mondes. Ein Gnadengesuch auf Freilassung wurde abgelehnt. Seine letzten Jahre verbrachte er in seinem Landhaus in Arcetri.

Ab dem Juli 1633 - noch in Siena - hatte Galilei an seinem physikalischen Hauptwerk Discorsi e Dimostrazioni Matematiche intorno a due nuove scienze gearbeitet. Obwohl das Inquisitionsurteil kein explizites Publikationsverbot enthielt, stellte sich eine Veröffentlichung im Einflussbereich der katholischen Kirche als unmöglich heraus. So geschah es, dass die Welt zuerst durch Matthias Berneggers lateinische Übersetzung von Galileis Werk Kenntnis erhielt (erschienen u.d.T. Systema cosmicum, Strassburg: David Hautt1635). Ein Druck des italienischen Texts der Discorsi erschien erst ein Jahr danach 1636 bei Louis Elsevier in Leiden.

Inhaltlich griff Galilei in den Discorsi Ansätze und Ergebnisse aus seinen frühen Jahren wieder auf. Die beiden neuen Wissenschaften, die Galilei darin begründet, sind in moderner Sprache Elastizitätstheorie und Kinematik. Er wies unter anderem nach, dass die bogenförmige Bewegung eines Geschosses aus zwei Komponenten besteht: die horizontale wird von der Trägheit bestimmt, die nach unten gerichtete dagegen von stetiger Beschleunigung. Das Zusammenwirken beider führt zu einer parabelförmigen Flugbahn.

Im Spätherbst 1641 löste der begabte Evangelista Torricelli seinen langjährigen (seit 1637) Begleiter Vincenzo Viviani als Assistent und Privatsekretär ab, doch war bereits klar, dass Galilei nicht mehr lang zu leben hatte. Er starb am 8. Januar 1642 in Arcetri. Ein feierliches Begräbnis in einem prunkvollen Grab, das der Großherzog vorgesehen hatte, wurde unterbunden.

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Galileo und die Kirche

Landläufig wird die Politik der Amtskirche Galileo gegenüber als Ausdruck einer ihr angeblich inhärenten Wissenschafts- und Fortschrittsfeindlichkeit verstanden. Diese Sicht kann jedoch auch hinterfragt werden. Zu Galileis Zeit war die Hierarchie bereits gespalten. Die Überlegenheit der neuen Wissenschaften war für die Päpste und Kardinäle nicht weniger offensichtlich als für ihre Gegner. Andererseits mussten sie, nachdem es ihnen gerade erst gelungen war, im Kampf gegen die Reformation mithilfe der Dominikaner- und Jesuitenorden ihren Einfluss in Italien wieder zu festigen, die Förderung der Wissenschaften in Großbritannien, Holland und Deutschland als fortdauernde Angriffe auf die Erklärungshoheit ihrer Institutionen - des dekretierten Consensus patrum - deuten. Im Abwehrkampf gegen die heraufziehende Aufklärung sahen sie sich zu aus heutiger Sicht starrsinnigem Beharren auf dem Althergebrachten gezwungen. Gott begründet den Erdkreis unbeweglich... (1.Chronik 16,30).

Gleichzeitig gab es schon damals mächtige kirchliche Stimmen, die sich von der wörtlichen Auslegung der Schrift entfernt hatten und die Argumentation, Glauben und Wissenschaft seien getrennte Sphären, akzeptiert hatten. Z.B. schrieb Kardinal Bellarmin, ein bedeutender Theologe und zentrale Persönlichkeit der Kurie und Inquisition, dass man, läge ein wirklicher Beweis für das heliozentrische System vor, bei der Auslegung der heiligen Schrift in der Tat vorsichtig vorgehen müsse. Galileo meinte, mit seiner Gezeitentheorie über einen solchen Beweis zu verfügen. Es scheint, dass Galilei mehr Unterstützung hätte bekommen können, wenn sein Auftreten dem Klerus gegenüber nur bescheiden genug gewesen wäre. Ausdruck der kirchlichen Ambivalenz ihm gegenüber ist die recht milde Ermahnung von 1616, Galilei sei im „Irrtum des Glaubens“ und möge darum „von einer Verbreitung des kopernikanischen Weltbildes absehen“.

Erst nachdem Galilei 1632 mit dem Dialogo wieder für das kopernikanische Weltbild polemisierte, und die ersten Exemplare auch noch an seine erklärten Gegner (z.B. dem Inquisitor Serristori) schickte, wurde ein formales Verfahren gegen ihn eröffnet. Auch jetzt noch war das Klima - verglichen mit anderen Ketzerprozessen, die zu Folter und Scheiterhaufen führten - freundlich und das Urteil milde. Nachdem Galilei geschworen hatte, ...stets geglaubt zu haben, gegenwärtig zu glauben und in Zukunft mit Gottes Hilfe glauben zu wollen alles das, was die katholische und apostolische Kirche für wahr hält, predigt und lehret, erhielt er „lediglich“ Kerkerhaft, die bereits nach wenigen Wochen in Hausarrest umgewandelt wurde.

Die Tragik von Galileos Wirken liegt darin, dass er - als ein zeitlebens tiefgläubiges Mitglied seiner Kirche - den Versuch unternahm, ebendiese Kirche vor einem verhängnisvollen Irrtum zu bewahren. Seine Intention war es nicht, die Kirche zu widerlegen oder zu spalten, sondern vielmehr war ihm an einer Reform der Weltsicht der Kirche gelegen. Seine verschiedenen Aufenthalte in Rom bis zum Jahr 1616 hatten auch den Zweck, Kirchenmänner wie Bellarmin davon zu überzeugen, dass die Peripatetiker nicht unfehlbar waren und die Heilige Schrift nicht immer buchstabengetreu gelesen werden müsse. Auch war Galilei der Überzeugung, die wunderbaren Werke des Herrn durch Experiment und Logik (früher oder später) vollständig klären zu können; Papst Urban VIII. dagegen blieb bei seiner Meinung, dass die vielfältigen Naturerscheinungen, die der Allmächtige bewirkt, sich dem beschränkten Verstand der Menschen für immer entziehen.

Nachgeschichte, Nachruhm

Der Inquisitionsprozess gegen Galilei hat zu endlosen historischen Kontroversen und zahlreichen literarischen Bearbeitungen angeregt; unter anderem in Bertolt Brechts Leben des Galilei.

1741 gewährte das Heilige Offizium - d.h. die Inquisition - auf Bitte Benedikts XIV. das Imprimatur auf die erste Gesamtausgabe der Werke Galileis. Unter Pius VII. wurde 1822 erstmals ein Imprimatur auf ein Buch erteilt, das das Kopernikanische System als physikalische Realität behandelte - der Autor, ein gewisser Settele, war Kanoniker. Für Nicht-Kleriker war das Interdikt wohl längst belanglos geworden.

1979 beauftragte Johannes Paul II. die Päpstliche Akademie der Wissenschaften, den berühmten Fall aufzuarbeiten. Am 31. Oktober 1992 wurde der Kommissionsbericht übergeben, und hielt Johannes Paul II. eine Rede, die oft verkürzt als eine bloße Entschuldigung dargestellt wird; tatsächlich ging es dem Papst darum, das gegenseitige Missverstehen von Wissenschaft und Kirche zu heilen. Am 2. November 1992 wurde Galileo Galilei von der römisch-katholischen Kirche formal rehabilitiert.

Wissenschaftliche Leistungen

Methodisches

Galilei gehörte zu den ersten Wissenschaftlern, die die von Francis Bacon theoretisch eingeforderte experimentelle Methode befolgten (dies tat er jedoch, bevor Bacon seine Forderung veröffentlicht hatte); zugleich aber bestand Galilei auf einer streng mathematischen Beschreibung der Naturgesetze, wenn gleich er die uns heute geläufige algebraische Notation noch nicht verwendete. Galileis Überlegenheitsgefühl gegenüber Aristoteles gründete vielleicht primär darauf, dass er meinte, der bessere Mathematiker zu sein.

Kinematik

Leuchter_pisa.JPG Die gleichmäßig beschleunigte Bewegung beschäftigte Galilei über vierzig Jahre lang. Seine experimentelle Innovation bestand in der Verwendung der schiefen Ebene, mit der er die Fallgesetze auf einer verlangsamten Zeitskala studieren und - über seinen Puls oder mit Wasseruhren - quantitativ überprüfen konnte.

In seinem frühen Manuskript De motu (1590, s.o.) vertrat er noch die Meinung, die Beschleunigung hänge von der Dichte ab. Später kam er dann zum Schluss, dass im Vakuum alle Körper die gleiche Beschleunigung erfahren. Im Zusammenhang mit dem Turmargument finden sich kinematische Überlegungen im Dialog über die zwei Weltsysteme; voll ausgearbeitet werden die Fallgesetze im dritten und vierten der vier Tage der Discorsi e Demonstrazioni von 1636/38.

Eng damit zusammen hängt das Relativitätsprinzip, das in der modernen Physik Galilei-Invarianz genannt wird und besagt, dass ein gleichmäßig bewegter Beobachter die gleichen physikalischen Gesetze wahrnimmt wie ein ortsfester. Galilei kam bei seinen Schlussfolgerungen dem ersten Bewegungsgesetz Isaac Newtons recht nahe, das zweite nahm er in gewisser Weise bereits vorweg (was Newton später selbst zugab).

Neuere wissenschaftsgeschichtliche Arbeiten betonen, dass Galilei mit seinen Forschungen zur Kinematik nicht alleine stand; mit dem Thema befassten sich unter anderem Alessandro Piccolomini, Niccolò Tartaglia, Giovan Battista Benedetti, Francesco Maurolico, Bernardino Baldi, Guidubaldo del Monte, Michael Varro (De motu, Genf 1584) und Francesco Buonamicida (De motu, Florenz 1591).

Christiaan Huygens entwickelte später seine Idee einer von einem Pendel gesteuerten Uhrmechanik zur Praxisreife.

Elastizitätstheorie

Wie aus dem Titel der discorsi hervor geht, veröffentlichte Galilei seine Ergebnisse über die Elastizität eines Balkens mit dem vollen Bewusstsein, damit eine neue Wissenschaft zu begründen. Die weitere Entwicklung hat ihm Recht gegeben; sein Beitrag kann tatsächlich als Begründung der Elastizitätstheorie gelten.

Galilei stellte fest, dass die Tragfähigkeit eines Balkens größer ist, wenn man ihn hochkant, nicht flachkant stellt. Er setzte als erster die äußere Belastung in Relation zu den inneren Spannungen. Eine quantitative Theorie konnte er allerdings noch nicht aufstellen. Die heute Neutralfläche genannte Menge aller Drehachsen ordnete er am unteren Rand des eingespannten Balkens statt in der Mitte des Balkenquerschnittes an. Korrekturen dieses Irrtums konnten sich im 17. und 18. Jahrhundert nicht durchsetzen; erst Anfang des 19. Jahrhundert sorgte Navier erfolgreich für eine Richtigstellung.

Astronomie

Galileis astronomische Entdeckungen sind im biografischen Teil bereits ausführlich gewürdigt worden.

Christiaan Huygens erkannte, dass hinter der „Dreigestalt“ des Planeten Saturn tatsächlich ein Ring steckt.

Galileis Versuche, mittels der Jupitermonde das Längenproblem zu lösen, setzte Ole Römer fort (auch er hier erfolglos), der dabei jedoch „nebenbei“ die Ausbreitungsgeschwindigkeit des Lichtes (grob) ermittelte. Die erste präzise Messung der Lichtgeschwindigkeit auf der Erde gelang erst 1849 Fizeau.

Die von Galilei vorgeschlagene Methode zur Parallaxenbestimmung wurde 1837 von Friedrich Wilhelm Bessel genutzt, die Entfernung eines Fixsterns mit überzeugender Genauigkeit zu messen.

Vermischte Erfindungen

Mehrere von Galileis Erfindungen sind heute nur in seinen Aufzeichnungen und Skizzen erhalten. Er zeichnete unter anderem Skizzen von Geräten wie einer Kombination aus Kerze und Spiegel, um damit das Licht durchs ganze Haus leiten zu können, einen automatischen Tomatenpflücker, einen Taschenkamm, der auch als Besteck verwendet werden konnte und eine Art Vorläufer des Kugelschreibers. Der von ihm entwickelte Temperaturmesser wurde von Fahrenheit (1714) entscheidend verbessert.

Galilei als Schriftsteller

Revolutionär war nicht nur, dass Galilei von 1613 an in der Volkssprache Italienisch publizierte, sondern auch wie: Er schrieb ein vorbildlich schönes Italienisch, das stilbildend auf die wissenschaftliche Prosa gewirkt hat.

Galileis naturwissenschaftliche Werke

Galilei veröffentlichte seine wissenschaftlichen Erkenntnisse in den folgenden Hauptwerken (weitere Werke, die heute von vornehmlich biografischem Interesse sind, werden in der Biografie genannt):

Sidereus nuncius, 1610
deutsch: Nachricht von neuen Sternen, Frankfurt a. M. 1965
Saggiatore (Prüfer mit der Goldwaage), 1623
Dialogo sopra i due massimi sistemi, Florenz 1632
deutsch: Dialog über die beiden hauptsächlichen Weltsysteme, Leipzig 1891
Discorsi e dimostrazioni matematiche, Leiden 1638
deutsch: Unterredung und mathematische Demonstration über zwei neue Wissenszweige die Mechanik und die Fallgesetze betreffend, Leipzig 1890

Nach Galilei benannt sind:

im cgs-System die Einheit für die Erdbeschleunigung „Gal“;
ein Krater auf dem Mond;
das Galileo-Thermometer;
weitere Begriffe unter Galileo

Rezeption in Kunst und Literatur

Bertolt Brecht: Das Leben des Galilei. (Dänemark, 1938/39) Suhrkamp, Frankfurt M 2002. ISBN 3518100017. (Im 8. Bild bringt Galilei das Problem von wissenschaftlicher Forschung und theologischer Deutungshoheit mit einem berühmt gewordenen Aperçu auf den Punkt: „Die Winkelsumme im Dreieck kann nicht nach den Bedürfnissen der Kurie abgeändert werden.“)
Arthur Koestler: Die Nachtwandler. Das Bild des Universums im Wandel der Zeit. Scherz, Bern - Stuttgart - Wien 1959; Suhrkamp-Tb. Bd. 579. Suhrkamp, Frankfurt 1980, 1988. ISBN 3-518-37079-0
Paul Feyerabend: Wider den Methodenzwang. Frankfurt 2001. ISBN 3518281976
Alexandre Koyré: Leonardo, Galilei, Pascal. Berlin 1994. ISBN 3-8031-5145-7

Eine überraschende Deutung zu Galileis Entdeckung der Jupitermonde findet sich in der Geschichte von

Andreas Venzke: Der Blick auf eine neue Welt - Galileo Galilei und die moderne Wissenschaft. In: Weltgeschichte in Geschichten. Würzburg 2004, S. 97-104. ISBN 3-401-05442-2)

Siehe auch: John Thomas Scopes

Film

1947 verfilmten in den USA Ruth Berlau und Joseph Losey die Broadway-Aufführung von Brechts „Leben des Galileo“ mit Charles Laughton in der Titelrolle. Es handelt sich um einen Schwarz-weiß-Stummfilm von 30 Minuten Dauer.

In einer deutschen Fernsehverfilmung nach Brecht, „Leben des Galilei“ (1962) unter der Regie von Egon Monk, spielte Ernst Schröder den Galilei. Mit 150 Minuten Spiellänge ist das die bisher längste Umsetzung des Stoffes im Fernsehen.

In der 76 minütigen amerikanischen Fernsehverfilmung Lamp at Midnight (1966), die nicht auf Brecht beruht, wurde Galilei von Melvyn Douglas gespielt.

1975 führte Joseph Losey Regie in „Galileo“ (USA), einem Spielfilm, der wiederum auf Brechts Stück beruht. Chaim Topol spielte den Gelehrten in dem 145 Minuten dauernden Eastmancolor-Film.

Literatur

Quellenausgaben

Galileo Galilei, Anna Mudry (Hrsg.): Schriften, Briefe, Dokumente. Albus im VMA-Verl., München 1987, Wiesbaden 2005. ISBN 3-928127-94-2
Pietro Redondi: Galilei - der Ketzer. München 1989 (Darstellung des Inquisitionsprozesses von 1633, mit z.T. erstmals veröffentlichten Dokumenten). ISBN 3-406-33981-6

Biografien

Pascual Jordan: Galileo Galilei. in: Die Großen der Weltgeschichte. Bd 5. Calvin bis Huygens. Herausgegeben von Kurt Fassmann. Zürich 1974, S.468-491 (Kurzbiografie).
Stillman Drake: Galileo At Work. University of Chicago Press, Chicago 1978. ISBN 0-226-16226-5, Freiburg 2004 (deutsch). ISBN 3-926642-38-6
Mario Biagioli: Galilei, der Höfling. Entdeckung und Etikette. Vom Aufstieg der neuen Wissenschaft. Fischer, Frankfurt a.M. 1999. ISBN 3-10-009628-2
David Freedberg: The Eye of the Lynx. Galileo, his friends and the beginning of modern natural history. University of Chicago Press, Chicago Ill 2002. ISBN 0-226-26147-6
William R. Shea, Mariano Artigas: Galileo Galilei. Aufstieg und Fall eines Genies. Primus, Darmstadt 2006. ISBN 3-89678-559-1

Weblinks

^{Wikiquote-logo.png} Wikiquote: Galileo Galilei – Zitate

Überblicksseiten:

Biografie (Englisch)
weitere Biografie (Englisch)
Virtuelle Ausstellung der Bibliothek der ETH Zürich
Galileo-Projekt der Rice-Universität
Contra Galileum Galilei - Die Züchtigung eines freien Geistes (RealMedia-Audio einer Sendung des Bayerischen Rundfunks, Download möglich: 19:03 Min., 5,44 MB; zahlreiche weitere Materialien, auch für Lehrende)

Primärtexte:

Galileis Schriften als Online-Texte (im ital. Original)
Manuskripte von Galileo Galilei (De motu, MS 72)
Archimedes-Projekt (Quellen zur Geschichte der Mechanik)

Wissenschaftliche Sekundärquellen:

Geschichte von Dr. D. Nix

Laufende Forschung:

Galileana (Internationale Zeitschrift für Galilei-Forschungen, begründet 2004)

Sichtweise der katholischen Kirche:

Gesprochene Wikipedia

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