Galileo Galilei

Galileo Galilei

 

Wenige Wissenschaftler haben solche Faszination wie Galileo Galilei ausgeübt: Er beobachtete als Erster den Himmel mithilfe des Fernrohrs, machte dabei sensationelle Entdeckungen und leitete die moderne Astronomie ein. Er legte die Fundamente der klassischen Mechanik und verhalf damit der Physik insgesamt zu einem großen Durchbruch. Sein dramatisches Leben machte ihn zum Symbol des legendären, mutigen, frei denkenden Wissenschaftlers. Galilei gilt allgemein als Mensch, der bestraft wurde, weil er es wagte, gegen den Strom philosophisch-religiöser Lehrmeinungen aufzutreten und die Natur zu beschreiben, wie er sie sah.

 

Galileo Galilei wurde am 15. Februar 1564 in Pisa geboren und starb am 8. Januar 1642 in Arcetri, in der Nähe von Florenz. Florenz war die Hauptstadt der von den Großherzögen Medici regierten Toskana und Pisa ihr Universitätszentrum. Zur Zeit von Galileis Geburt, drei Tage vor dem Tod Michelangelos, war die Renaissance lange beendet, allerdings lebten Florenz und die Toskana immer noch von ihrem beeindruckenden Erbe. Um Galileis Beitrag zur Naturwissenschaft zu verstehen, muss man deren Situation am Ende der Renaissance kennen.

 

 Das Weltbild der Renaissance

 

Die Renaissance machte viele klassische Handschriften, die mathematische und physikalische Wissenschaften betrafen, im Abendland verfügbar. Die Begriffe »Physik« und »Mathematik« hatten allerdings eine vom heutigen Verständnis abweichende Bedeutung, und es war Galileis Bemühen, diese beiden Gebiete miteinander zu verbinden. Physik war ein Teil der Philosophie, genauer gesagt der aristotelischen Philosophie, und war qualitativ. Aristoteles' komplexe Physik und Kosmologie waren Gegenstand verschiedener Interpretationen. Aristoteles ging von einem geozentrischen Weltbild aus, d. h. mit der Erde im Mittelpunkt, um die eine Reihe von Kristallsphären kreiste. Diese trugen die Sonne, den Mond und die fünf Planeten, die zu dieser Zeit bekannt waren. Verschiedene Gesetze herrschten in der himmlischen und in der irdischen (»sublunaren«) Region. Die erste war vollkommen, ihre Substanz Äther und ihre Bewegung kreisförmig. Die zweite erlitt Veränderung und Verfall. Aristoteles bestritt die Existenz von Vakuum und Atomen; er hielt Materie für ein Kontinuum. Materie auf der Erde war aus den vier Grundelementen Wasser, Erde, Luft und Feuer zusammengesetzt. Jedes dieser Elemente hatte eine »natürliche Tendenz« in seiner Bewegung - Wasser und Erde zum Weltmittelpunkt hin, Luft und Feuer davon weg. Diese »Tendenzen« bestimmten das physikalische Verhalten eines Körpers. Gemäß Aristoteles war die Geschwindigkeit eines fallenden Körpers proportional zu seinem Gewicht, d. h., schwere Körper fallen danach schneller als leichte. Mathematische Gesetze enthielt diese Physik allerdings kaum.

 

Die Mathematik der Renaissance umfasste viel mehr Gebiete als die heutige Mathematik. Sie beinhaltete neben der »reinen Mathematik« - Arithmetik und Geometrie - die so genannte »gemischte Mathematik«, wie Kosmographie, Geographie, Hydrologie, Navigation, Meteorologie, Astronomie, Optik, Musik sowie zivile und militärische Architektur. Diese hatten ebenfalls andere Bedeutungen als heute. Astronomie z. B. hatte wenig zu tun mit der eher qualitativen Kosmologie oder Himmelsphysik, die für rechnerische Prognosen nicht brauchbar waren. Astronomie vor Galilei war der Zweig der Mathematik, der die geometrischen Modelle für die Vorhersage von Phänomenen am Himmel lieferte. So hatte Ptolemäus im zweiten Jahrhundert n. Chr. in Alexandria ein geometrisches Modell zur Beschreibung der Planetenbewegung entwickelt, das die Erde als Zentrum hatte und auf Epizykeln (Kreisen, deren Zentren sich selbst auf Kreisbahnen bewegten) basierte. Dieses komplizierte Modell wurde noch bis zur Mitte des 16. Jahrhunderts für astronomische Berechnungen benutzt.

 

Die Mathematik der Renaissance suchte neue Wege, die Astronomie zu verbessern, und der eigenwilligste wurde von Nikolaus Kopernikus (1473-1543) beschritten, der in seinem Buch »De revolutionibus orbium coelestium« (»Über die Umdrehungen der Himmelskreise«, 1543) annahm, dass Erde und Planeten um die Sonne kreisten. Diese Theorie wurde »heliozentrisches Weltbild« genannt. Eine solche Sichtweise, die mit der damaligen Physik, und nach Meinung einiger Theologen auch mit der Heiligen Schrift, in Widerspruch stand, musste auf Einwände stoßen. Der Herausgeber von »De revolutionibus«, Andreas Osiander (1498-1552), fügte, ohne Kopernikus darüber zu informieren, ein anonymes Vorwort hinzu, in dem er die heliozentrische Theorie als ein rein mathematisches Modell präsentierte. Eine solche Sichtweise wird in der Wissenschaftstheorie »Instrumentalismus« genannt. Dies bedeutet, dass eine wissenschaftliche Theorie lediglich als Instrument zur Erlangung neuer Vorhersagen zu betrachten ist, nicht aber als Beschreibung der Wirklichkeit. Doch war die heliozentrische Weltsicht bis zu Beginn des 17. Jahrhunderts weitgehend nicht akzeptiert, und es war Galilei, der erheblich zu ihrer Verbreitung beitrug.

 

 Galileis frühe Jahre

 

Galilei kam aus einer Patrizierfamilie, wenn sie auch nicht reich war. Sein Vater, Vincenzio Galilei (1529-1591), war ein bedeutender Musikwissenschaftler, der am toskanischen Hof tätig war. Da man von Musik nicht leben konnte, unterhielt er seine Familie als Stoffhändler. Dennoch lebte Galilei als Kind in den intellektuell-humanistischen Kreisen des Medici-Hofes.

 

Galilei erhielt seine frühe Ausbildung am alten Kloster von Vallombrosa in der Nähe von Florenz, dann, ab 1581, an der Universität Pisa, wo er Medizin studieren sollte. Euklids Geometrie und Archimedes' Mechanik, mit denen er sich in seiner Freizeit beschäftigte, zogen ihn jedoch stärker an als seine Universitätsstudien. Galilei verließ 1585 Pisa ohne Universitätsabschluss.

 

Vincenzio Viviani (1622-1703), Galileis Schüler in dessen hohem Alter und sein erster Biograf, berichtet 1656, Galilei habe bereits um 1583 in Pisa seine erste größere Entdeckung gemacht: die Gleichförmigkeit der Schwingungen eines Pendels. Viviani zufolge entdeckte Galilei dieses Prinzip zufällig, als er eine schwingende Lampe in der Kathedrale von Pisa beobachtete. Es ist unwahrscheinlich, dass dieser Bericht der Wahrheit entspricht, doch muss Galilei schon einen gewissen Ruf erworben haben, da er 1588 zu einer Vorlesung über Gestalt, Ort und Größe der Hölle Dantes an der angesehenen Accademia Fiorentina aufgefordert wurde. Ein Jahr später begann er, Mathematikvorlesungen an der Universität Pisa zu halten. Mathematik genoss damals ein relativ geringes Ansehen, sicherlich geringer als Philosophie: Galilei erhielt 60 Fiorini im Jahr, eines der niedrigsten Gehälter für Universitätsdozenten.

 

Aus seiner Zeit in Pisa hinterließ Galilei eine große Anzahl unveröffentlichter Notizen wie Kommentare zu Fragen über Aristoteles' Logik und Physik oder über Archimedes' hydrostatisches Prinzip und über die Bewegung von Körpern in einem Medium. Viviani berichtet, Galilei habe bereits um 1590 entdeckt, zwei Körper verschiedener Masse, aber gleichen Materials fielen im gleichen Medium mit derselben Geschwindigkeit, und er habe das berühmte Experiment vom schiefen Turm von Pisa durchgeführt. Galilei soll zwei Körper fallen gelassen und gezeigt haben, dass diese gleichzeitig den Boden erreichen, womit er Aristoteles' Behauptung, dass die Geschwindigkeit eines fallenden Körpers proportional zu seiner Masse sei, öffentlich widerlegt habe - wohl ebenfalls eine anekdotische Episode.

 

 Die Paduaner Jahre

 

Viviani beschreibt Galilei als fröhlich, praktisch, aufgeschlossen und großzügig, jedoch leicht reizbar. In den drei Jahren, die Galilei in Pisa unterrichtete, hatte er eine Reihe von Meinungsverschiedenheiten, die möglicherweise 1592 seinen Wechsel an die Universität von Padua bedingten. Padua war Teil der Republik Venedig, eines unabhängigen, kosmopolitischen Staates. Die venezianischen Autoritäten boten ihren Gelehrten Gedankenfreiheit; Galilei war dort freier, seine unorthodoxen Ideen in Physik und Astronomie zu entwickeln.

 

Galilei ging vielleicht auch nach Padua, weil er hoffte, seine finanzielle Situation zu verbessern: Man hatte ihm ein Anfangsgehalt von 180 venezianischen Fiorini angeboten, ungefähr das Doppelte seines Gehalts in Pisa. Er blieb 18 Jahre in Padua und machte dort eine erfolgreiche akademische Karriere. Dies war die wichtigste Periode seiner wissenschaftlichen Arbeit. Seine Lebensgefährtin Marina Gamba gebar dort zwei Töchter und einen Sohn. Sein Einkommen stieg beständig und er hatte zusätzlich Einnahmen aus Privatunterricht.

 

In Padua äußerte Galilei in zwei Briefen aus dem Jahr 1597, von denen einer an Kepler gerichtet war, sein Interesse am Kopernikanismus. Aus der Paduaner Zeit hinterließ er auch viele Manuskripte mit Diagrammen und Berechnungen, die eine intensive Experimentiertätigkeit bezeugen. Welche Rolle das Experiment bei Galileis Forschung genau spielte, ist aber nach wie vor eine umstrittene Frage. Im Jahre 1604 teilte Galilei unvermittelt dem venezianischen Philosophen und Historiker Paolo Sarpi (1552-1623) seine wichtigste Entdeckung in der Physik mit: das Gesetz vom freien Fall. Galilei fand heraus, dass die Strecken, die im freien Fall zurückgelegt werden, proportional zum Quadrat der Fallzeiten sind. Erstaunlicherweise behauptet Galilei, er habe dieses Gesetz von der Voraussetzung abgeleitet, die Geschwindigkeit eines fallenden Körpers sei proportional zur zurückgelegten Strecke. Diese Voraussetzung ist falsch, da die Geschwindigkeit eines fallenden Körpers proportional zur Fallzeit ist. Doch Galilei machte einen Fehler bei der Ableitung, der seinen Irrtum wieder ausglich und ihn zum richtigen Ergebnis führte.

 

In Padua beschäftigte sich Galilei mit verschiedenen technischen Projekten: Er untersuchte z. B. die Wirksamkeit von Rudern an Galeeren und erfand eine praktische und preiswerte Bewässerungspumpe. Er entwarf auch verschiedene Instrumente, darunter einen »geometrischen und militärischen Zirkel«, der vielen Zwecken diente und den er zu Hause für den Verkauf produzierte.

 

Während dieser Zeit unterhielt Galilei Kontakte zur Toskana und ihrem Hof. 1605 begann er den fünfzehnjährigen Kronprinzen Cosimo während der Sommerferien, die Galilei in der Toskana verbrachte, zu unterrichten. Er unterwies den Prinzen im Gebrauch des Zirkels und widmete ihm sein 1606 veröffentlichtes erstes Buch, »Le operazioni del compasso geometrica et militare« (»Die Anwendungen des geometrischen und militärischen Zirkels«). Diese Widmung zeigte Galileis Bemühungen, seine Beziehungen zu den Medici zu intensivieren und seine Karriere zu verfolgen.

 

Galileis Bemühungen hatten in relativ fortgeschrittenem Alter Erfolg. 1608 wurde das Fernrohr in den Niederlanden erfunden; ein Jahr später konstruierte Galilei sein eigenes - keine einfache Aufgabe, wenn man die dürftigen technischen Informationen betrachtet, über die er verfügte. Er bot es zunächst dem venezianischen Senat für Marinezwecke an, richtete es aber bald auf den Himmel und machte eine Reihe sensationeller Entdeckungen: Er fand u. a. heraus, dass die Oberfläche des Mondes keine glatte und vollkommene Kugelgestalt aufweist, sondern unregelmäßig ist, mit Bergen und Tälern, und er konnte zeigen, dass die Milchstraße kein kondensierter Äther ist, sondern eine Ansammlung von Sternen darstellt. Diese Beobachtungen widerlegten die Grundaussagen der aristotelischen Kosmologie. Er entdeckte auch vier Jupitermonde, die heute als galileische Monde bekannt sind, womit er beweisen konnte, dass nicht alle Himmelskörper um die Erde kreisen. Damit widerlegte er die Behauptung, ein Himmelskörper könne keine weiteren Himmelskörper um sich herum in Bewegung haben. Später bemerkte Galilei, dass der Saturn zu bestimmten Zeiten eine ungewöhnliche Erscheinung zeigt, als ob er aus drei Körpern bestünde. Weder er noch irgendein anderer zeitgenössischer Astronom war in der Lage, dies zu erklären. Erst 50 Jahre später erkannte Christiaan Huygens (1629-1695), dass Saturn von einem Ring umgeben ist. Galilei gelang es auch, zum ersten Mal die Phasen der Venus zu sehen. Die Existenz dieser Phasen konnte im ptolemäischen Modell, in dem sich die Venus »unter« der Sonnenbahn bewegte, nicht erklärt werden. Sie waren aber von der kopernikanischen Theorie vorhergesagt worden.

 

Galilei veröffentlichte seine frühen Himmelsbeobachtungen vom Mond, der Milchstraße und den Jupitermonden 1610 in seinem berühmten »Sidereus nuncius« (»Sternenbote« oder »Sternenbotschaft«), einem kleinen Buch, verfasst in Latein, der Sprache der Philosophen. Die Veröffentlichung dieses außergewöhnlichen Buches markiert den Gipfel von Galileis Erfolg und brachte ihm einen Ruf als großer Wissenschaftler ein. Sein Gehalt an der Universität Padua wurde auf 1 000 Fiorini erhöht, aber weder Ruhm noch hohes Gehalt konnten ihn zufrieden stellen und in Padua halten.

 

 Philosoph und Mathematiker am toskanischen Hof

 

Galilei nannte die Jupitermonde »mediceische Planeten« und widmete seinen »Sidereus nuncius« dem neuen Großherzog, seinem früheren Schüler, Cosimo II. de' Medici. Nach einer raffinierten Verhandlung bot der toskanische Hof Galilei an, Mathematiker und Philosoph des Großherzogs zu werden. Sein jährliches Gehalt betrug 1 000 Scudi, ein höheres Gehalt, als ihm die Republik Venedig anbot. Darüber hinaus hoffte Galilei, dass diese Ernennung die offizielle Anerkennung beinhalte, dass Mathematik und Philosophie als gleichrangig und sich gegenseitig unterstützend angesehen würden. Galilei löste seinen Haushalt in Padua auf, trennte sich von seiner Lebensgefährtin, ließ seinen vierjährigen Sohn bei ihr und schickte seine Töchter ins Kloster. 1610 zog Galilei nach Florenz. Von da an hörte er praktisch auf, Akademiker zu sein, und wurde Hofangehöriger.

 

Nach seinem Umzug nach Florenz verschob Galilei den Schwerpunkt seiner Arbeit von technischen Fragen der Mechanik auf mehr allgemein philosophische und kosmologische Themen und führte eine Kampagne zugunsten der neuen Naturwissenschaft und des Kopernikanismus. Er ging deshalb nach Rom, um für seine Entdeckungen zu werben. Dort wurde er mit Begeisterung empfangen, u. a. von den Jesuiten des Collegium Romanum, der wichtigsten Institution für exakte Wissenschaften in Europa. In Rom wurde er auch in die 1603 gegründete Accademia dei Lincei (»Akademie der Luchsäugigen«) aufgenommen, die dem Studium der Natur und Mathematik gewidmet war. Im weiteren Leben hielt Galilei beharrlich daran fest, sich als »Linceer« zu präsentieren, was zweifellos das Ansehen dieser damals wenig bekannten Akademie hob.

 

1611, als Galilei wieder in Florenz war, gab es die erste wichtige Kontroverse. Sie betraf die Theorie der schwimmenden Körper und fand am toskanischen Hof statt, wo eine Anzahl aristotelischer Philosophen Galileis archimedische Ansichten bestritt. Sie endete 1612 mit der Veröffentlichung von Galileis Abhandlung über schwimmende Körper. Die nächste Kontroverse, auch 1612, mit dem Jesuiten Christopher Scheiner, einem Professor in Ingolstadt, betraf die Sonnenflecken. Ebenfalls 1612 unterstellte Nicolò Lorini, ein dominikanischer Professor in Florenz, in einem privaten Gespräch, dass Galileis Kopernikanismus der Heiligen Schrift widerspräche. Dennoch veröffentlichte Galilei 1613 seine »Briefe über die Sonnenflecken« und unterstützte damit erstmalig in gedruckter Form das kopernikanische System.

 

 Die Kontroverse über den Kopernikanismus

 

Eine folgenschwere Debatte über das kopernikanische System und das Verhältnis zwischen Glauben und Wissenschaft ereignete sich in Pisa im Dezember 1613. Man hatte Benedetto Castelli, einen Freund und Schüler Galileis, der gerade zum Professor für Mathematik an der Universität Pisa ernannt worden war, zum Frühstück am dortigen Medici-Hof eingeladen. Ein anwesender Philosophieprofessor überredete die Mutter des Großherzogs, Christina, Castelli aus theologischen Gründen herauszufordern: Sie möge die Orthodoxie der Behauptung, dass sich die Erde bewege, infrage stellen und damit zwar indirekt, aber bedeutsam, auch Galilei provozieren. Dank seiner Theologiekenntnisse gelang es Castelli, der Benediktiner war, die Großherzogin zu beruhigen. Er setzte dann Galilei von dem Vorfall in Kenntnis.

 

Galilei reagierte mit dem berühmten »Brief an Benedetto Castelli«, in dem er versuchte, die theologischen Einwände gegen das kopernikanische System zu widerlegen. Galileis Brief behandelt das Verhältnis zwischen Theologie und Wissenschaft. Er hält daran fest, dass die Wahrheit der Heiligen Schrift unbestritten sei, jedoch ihre Deutung hinterfragt werden könne, insbesondere im Hinblick auf die Naturwissenschaften. Kopien dieses Briefes an Castelli wurden bald verbreitet, was indirekt 20 Jahre später mit Galileis Prozess enden sollte. 1614 wurde Galilei von einem anderen Dominikaner, diesmal öffentlich, angegriffen. Anfang 1615 sandte dessen Ordensbruder Lorini ein Exemplar von Galileis Brief an Castelli nach Rom und verlangte eine offizielle Stellungnahme der Kirche. Ebenfalls 1615 schrieb Galilei eine erweiterte Fassung seines Briefes, die er an die Großherzogin Christina richtete, worin er die Deutung der Heiligen Schrift und ihre Beziehung zu den Naturwissenschaften behandelte. Im selben Jahr veröffentlichte Paolo Antonio Foscarini, ein neapolitanischer Karmelitermönch, ein Buch zugunsten des Kopernikanismus. Er sandte das Buch an Kardinal Roberto Bellarmino (1542-1621), den führenden Theologen und früheren Befürworter Galileis. Der Kardinal nahm in einem berühmten Brief an Foscarini Stellung, in dem er inoffiziell, aber deutlich den Standpunkt der Kirche zum Kopernikanismus und zu Galileis Haltung zum Ausdruck brachte. Bellarmino nahm Osianders Instrumentalismus ein und sagte deutlich, dass das kopernikanische System nur als mathematische Hypothese angesehen werden könne. Bellarmino fügte hinzu, wenn es bewiesen würde, dass die Sonne im Mittelpunkt der Welt stünde und die Erde die Sonne umkreise, »dann müsste man sich mit großem Bedacht um die Auslegung der Schriften bemühen«.

 

Wie hätte der Beweis ausgesehen, der Bellarmino zufrieden gestellt hätte? Vielleicht wäre die Beobachtung der Parallaxe der Sterne, d. h. die Veränderung der relativen Sternpositionen zueinander infolge der jährlichen Erdbahn, ein zufrieden stellender Beweis gewesen. Das hierfür notwendige starke Fernrohr wurde jedoch erst später entwickelt. Heute ist zwar die technische Ausstattung für die Beobachtung der Parallaxe vorhanden, jedoch ist die Frage nach diesem Beweis überflüssig geworden. Die moderne Wissenschaftstheorie hat weiter gehend gefragt, was allgemein ein Beweis ist und ob Theorien überhaupt bewiesen werden können; Bellarmino verlangte aus Sicht moderner Wissenschaftstheorie Unmögliches.

 

Galilei spürte, dass er Boden verlor. Ende 1615 reiste er nach Rom und versuchte, seine Theorien zu verteidigen. Er scheiterte jedoch. Am 24. Februar 1616 entschied eine Kommission von theologischen Gutachtern gegen den Kopernikanismus. Zwei Tage später erhielt Galilei eine Warnung von Bellarmino, die kopernikanische Sichtweise aufzugeben. Am 5. März wurde Kopernikus' Buch »De revolutionibus« vorläufig, bis zur Einfügung von Korrekturen, suspendiert und Foscarinis Buch kam auf den Index der verbotenen Schriften. Galilei war beunruhigt, doch wurde er am 11. März vom Papst empfangen, der seine Bedenken zerstreute. Galilei erhielt am 26. Mai von Kardinal Bellarmino eine schriftliche Erklärung, die besagte, er sei von ihm (am 26. Februar) lediglich über die Entscheidung über den Kopernikanismus informiert worden; jedoch sei er nicht gezwungen worden, der kopernikanischen Sichtweise abzuschwören, und es würde ihm auch keinerlei Buße auferlegt. Galilei kehrte nach Florenz zurück; er betrachtete sich nicht als geschlagen.

 

Bald war Galilei in eine weitere Kontroverse mit dem Jesuiten und Mathematiker Orazio Grassi aus dem Collegium Romanum verwickelt. Sie betraf die drei Kometen, die 1618 erschienen. Überraschenderweise äußerte Galilei eine traditionelle Meinung, indem er behauptete, Kometen wären so unwirklich wie der Regenbogen, während Grassi richtig erklärte, Kometen seien weiter entfernt als der Mond, ja sogar als die Planeten. Diese Kontroverse endete 1623 mit der Veröffentlichung von »Il saggiatore« (»Der Prüfer«). In dieser in Italienisch verfassten eloquenten Abhandlung machte Galilei Grassis Ansichten lächerlich und brachte seine eigenen Ideen über naturwissenschaftliches Denken zum Ausdruck. Galilei sagte, dass die Sprache des Universums die der Mathematik sei und dass die Sinne des Menschen nicht ausreichten, seinen Mangel an Verständnis zu beheben. Er mutmaßte auch, dass wahrnehmbare Effekte, wie Licht und Wärme, möglicherweise durch einen Mechanismus von Teilchen erklärt werden könnten, und sprach sich damit explizit zugunsten des Atomismus aus. Galilei hatte jedoch Grassi beleidigt und konnte sich nicht mehr auf die Unterstützung der Jesuiten verlassen.

 

Zwar wuchs die Opposition gegen Galilei, aber auch die Zahl seiner Anhänger. In Rom sammelten sie sich hauptsächlich um die Accademia dei Lincei und die Gruppe der toskanischen Kardinäle und hohen Prälaten. Unter den Letzteren war Kardinal Maffeo Barberini (1568-1644), der spätere Papst Urban VIII. Barberini, bekannt für seine liberale Haltung, war immer ein Gönner und Freund Galileis gewesen und hatte sogar eine Ode an ihn verfasst.

 

1624, ein Jahr nach Barberinis Wahl zum Papst, ging Galilei wieder nach Rom, um ihm seine Referenz zu erweisen. Er hoffte, dass sich mit dieser Wahl die Haltung der Kirche ändern würde, und wollte seine Ansichten offen vertreten. Galilei und Urban trafen sich sechs Mal. Es existieren keinerlei Aufzeichnungen von ihren Zusammenkünften. Galilei meinte offensichtlich, er könne gefahrlos über das kopernikanische System schreiben, denn er kehrte nach Florenz zurück und schrieb sein berühmtestes Werk, den »Dialog über die beiden hauptsächlichen Weltsysteme, das ptolemäische und das kopernikanische«.

 

Das Buch, das 1632 in Florenz erschien, ist nicht nur ein Meisterwerk der Wissenschaft und Philosophie, sondern auch der italienischen Literatur. Es hat die Form einer in vier Tage unterteilten Diskussion zwischen drei Gesprächspartnern: Salviati, der für Kopernikus und Galilei spricht, Simplicio, der für Ptolemäus und Aristoteles spricht, und Sagredo, ein gebildeter Laie, der als Schiedsrichter agiert, trotz deutlicher kopernikanischer Neigungen. Galilei kritisiert die aristotelische Philosophie scharf und stellt eine neue Physik vor, mit der Trägheit der Bewegung als Hauptprinzip. Am letzten Tag behauptet Galilei irrtümlich, die Gezeiten seien ein Beweis für die Erdbewegung. Das Werk legt in diplomatischer Weise dar, dass die Sonne im Zentrum der Planetenbahnen steht und die Erde sie umkreist. Galilei kombiniert geschickt Wissenschaft, Philosophie und Rhetorik zu einem großartigen Plädoyer. Die wenigen, die bald darauf die Gelegenheit hatten, den »Dialog« zu lesen, darunter die Jesuiten vom Collegium Romanum, lobten ihn in hohem Maße.

 

Wie im Falle des Briefes an Castelli hatte Galilei die Reaktion des Heiligen Offiziums falsch eingeschätzt. Zwar erhielt er zunächst die Druckerlaubnis, jedoch verhielt sich das Heilige Offizium in dieser Entscheidung nicht konsequent. Der Verkauf wurde bald gestoppt und Galilei aufgefordert, vor der römischen Inquisition zu erscheinen. Der junge toskanische Großherzog Ferdinand II. versuchte vergeblich, zugunsten seines siebzigjährigen Philosophen und Mathematikers zu intervenieren.

 

 Galileis Prozess und die späten Jahre

 

Zu Beginn des Jahres 1633 reiste Galilei nach Rom, um dort vor das Inquisitionsgericht gestellt zu werden. Er wurde gut behandelt: Außer an einigen Tagen im April, als er im Hauptquartier der Inquisition in Haft war, konnte er sich in die toskanische Botschaft zurückziehen. Er wurde von der Inquisition befragt und gezwungen, seinem »Irrtum« abzuschwören. Legende ist der Ausspruch im Sinne des heliozentrischen Weltbildes: »Und sie (die Erde) bewegt sich doch.« Es bestehen immer noch Fragen hinsichtlich Galileis Prozess. Eine betrifft ein Dokument, das während des Prozesses als Beweis vorgelegt wurde. Dieses Dokument widersprach Bellarminos Erklärung von 1616. Es sagte aus, dass Galilei doch offiziell ermahnt worden sei. Ebenfalls ungeklärt ist ein privates Treffen zwischen Galilei und dem Generalkommissar des Heiligen Offiziums, bei dem Galilei überzeugt wurde abzuschwören. Sogar die jüngsten von Papst Johannes Paul II. geförderten Studien klären nicht, was wirklich geschah.

 

Am 21. Juni 1633 wurde Galilei »dringend der Ketzerei verdächtigt«, mit der Begründung, dass er die falsche und der Heiligen Schrift widersprechende Lehre für gültig gehalten und geglaubt hatte. Der »Dialog« wurde auf den Index der verbotenen Schriften gesetzt und Galilei zu lebenslanger Haft verurteilt. Eine derart harte Strafe kam überraschend, besonders in Anbetracht von Galileis Zusammenarbeit mit seinen Richtern. Die Strafe wurde jedoch in Hausarrest umgewandelt und Galilei zunächst nach Siena überführt, wo er seine Strafe als Gast bei seinem Freund, dem Erzbischof von Siena, verbüßte. Später erlaubte man ihm, in seine Villa in Arcetri bei Florenz zurückzukehren, wo er bis zu seinem Tode blieb.

 

Galilei stellte seine öffentlichen wissenschaftlichen Aktivitäten ein; trotz seines Hausarrests hielt er jedoch viele gesellschaftliche Kontakte aufrecht. Freunde, Schüler und Bewunderer, einschließlich des Großherzogs und seines Bruders, sowie berühmte Persönlichkeiten aus dem Ausland besuchten ihn in Arcetri. Galilei erblindete allmählich, konnte dank der Hilfe von Schülern und Assistenten jedoch weiterarbeiten. 1638 veröffentlichte er in Holland das Buch, das sein physikalisches Werk zusammenfasst und krönt: Die »Discorsi« (im vollen deutschen Titel »Unterredungen und mathematische Demonstrationen über zwei neue Wissenszweige, die Mechanik und die Fallgesetze betreffend«). Die »zwei neuen Wissenszweige« waren Festigkeitslehre und Kinematik. In diesem Klassiker der Physik untersucht Galilei mathematisch u. a. die Ortsbewegung und beweist das Fallgesetz mathematisch, mittels infinitesimaler mathematischer Quantitäten, den »Indivisibilien«. Rückblickend gesehen war diese Untersuchung der Ortsbewegung, heute Kinematik genannt, Galileis Hauptbeitrag zur Physik. Sie bildete die Grundlage der ein halbes Jahrhundert später von Newton formulierten klassischen Mechanik. Galilei leistete jedoch viel mehr: In der wissenschaftlichen Literatur schuf er einen neuen Stil und teilweise eine neue Sprache. In der exakten Wissenschaft führte er eine neue, stringente Art des Denkens und der Diskussion ein, die als die neue Methodologie der Naturwissenschaften betrachtet wird. Als Galilei starb, hatten Physik und Astronomie einen anderen Stellenwert: Ptolemäus' Astronomie war Vergangenheit; Aristoteles' Kosmologie und Physik lagen fast brach, Physik wurde eine mathematische Wissenschaft, und Galileis Entdeckungen in der Astronomie eröffneten die Ära der neuen Entdeckung des Kosmos. All dies wurde nicht von Galilei allein hervorgebracht, allerdings leistete er einen beachtlichen Beitrag.

 

Galileis Schicksal machte ihn zu einer Legende, und er wurde oft als Märtyrer der Wissenschaft dargestellt. 1992 erklärte Papst Johannes Paul II., dass Galileis Interpretation der Heiligen Schrift der katholischen Theologie nicht widersprochen habe. Galilei war als Mensch und sogar als Wissenschaftler weniger legendär als nach Meinung vieler Biografen. Doch bleibt er ein Riese der Naturwissenschaften. Newton, der ein Jahr nach Galileis Tod geboren wurde, war dies bewusst, als er sagte, dass er in der Lage gewesen sei, weiter zu sehen, weil er auf den Schultern von Riesen gestanden habe. Einer davon war ohne Zweifel Galilei.