Newton veröffentlicht die Principia
1687 Cambridge und London, England
Kurz gesagt
Isaac Newton, Professor an der Universität Cambridge, veröffentlichte 1687 ein lateinisches Buch namens Principia. Darin erklärte er drei Bewegungsgesetze und das Gesetz der allgemeinen Gravitation: Dieselbe Kraft lässt einen Apfel fallen und hält den Mond auf seiner Bahn um die Erde. Mit Mathematik konnte er die Bewegung der Planeten und Kometen berechnen und die Gezeiten erklären. Sein Freund, der Astronom Edmond Halley, überredete ihn zur Veröffentlichung und bezahlte den Druck aus eigener Tasche.
Warum das wichtig ist Zum ersten Mal galten dieselben Gesetze auf der Erde und am Himmel: Die moderne Physik entstand.
Quelle: Treccani, Stichwort „Newton, Isaac“

Lernblatt etwa 5 Minuten Lesezeit
Die Geschichte
Eine Frage zu den Bahnen
Im Januar 1684 diskutierten in London drei Mitglieder der Royal Society, Edmond Halley, Christopher Wren und Robert Hooke, über eine Frage, die sie begeisterte: Welche Kraft hält die Planeten auf ihren Bahnen? Kepler hatte entdeckt, dass sich die Planeten auf Ellipsen bewegen, aber niemand wusste zu erklären, warum. Halley vermutete, dass die Kraft vom Kehrwert des Quadrats der Entfernung zur Sonne abhänge, also viermal kleiner wird, wenn sich die Entfernung verdoppelt, konnte es aber nicht beweisen. Wren setzte der Überlieferung nach einen Preis für den aus, dem es gelänge, und niemand gewann ihn.
Im August 1684 reiste Halley nach Cambridge, um einen zurückgezogen lebenden Mathematikprofessor um Hilfe zu bitten, der fast nichts veröffentlichte: Isaac Newton. Er fragte ihn, welche Kurve ein von einer Kraft dieser Art angezogener Planet beschreiben würde. Nach der überlieferten Erzählung antwortete Newton sofort: eine Ellipse. Er hatte die Berechnungen schon Jahre zuvor gemacht, fand aber die Blätter nicht mehr. Er versprach, sie neu zu machen.
Die Arbeit von achtzehn Monaten
Newton war 1642 in Woolsthorpe in England in einer Bauernfamilie geboren. Er war ein einzelgängerischer Junge, begeistert von Mechanik und Konstruktionen. An der Universität Cambridge widmete er sich Mathematik und Physik, und in den Jahren 1665-1666, als die Universität wegen der Pest schloss, arbeitete er zu Hause und machte wichtige Entdeckungen: die Infinitesimalrechnung (eine neue Mathematik, um sich verändernde Dinge zu untersuchen), die Natur des weißen Lichts, die Gravitation. Mit dieser Zeit verbindet sich die Erzählung vom fallenden Apfel: Newton selbst erzählte sie im Alter, aber der Apfel, der ihn am Kopf trifft, ist eine Legende.
Nach Halleys Besuch schloss sich Newton in seinem Studierzimmer ein und arbeitete etwa achtzehn Monate fast ohne Pause und vergaß, nach Aussage eines Assistenten, die Mahlzeiten. Das Ergebnis war ein Werk in drei Büchern, auf Latein, voller geometrischer Beweise: die „Philosophiae Naturalis Principia Mathematica“, also die „Mathematischen Prinzipien der Naturphilosophie“. Halley betreute den Druck und bezahlte ihn aus eigener Tasche, weil die Royal Society kein Geld hatte. Das Buch erschien im Juli 1687.
Drei Gesetze und eine Kraft
In den Principia formulierte Newton drei Bewegungsgesetze. Das erste besagt, dass ein ruhender Körper in Ruhe bleibt und ein bewegter sich weiter geradlinig mit gleicher Geschwindigkeit bewegt, es sei denn, eine Kraft ändert das. Das zweite besagt, dass die Kraft, die auf einen Körper wirkt, gleich seiner Masse mal der Beschleunigung ist. Das dritte besagt, dass jeder Aktion eine gleich große Gegenreaktion entspricht: Wenn du gegen eine Wand drückst, drückt die Wand gegen dich.
Dann formulierte er das allgemeine Gravitationsgesetz: Jeder Körper zieht jeden anderen mit einer Kraft an, die umso größer ist, je größer ihre Massen sind, und umso kleiner, je größer das Quadrat der Entfernung ist. Dieselbe Kraft, die einen Apfel fallen lässt, lässt den Mond um die Erde und die Planeten um die Sonne kreisen. Aus diesen Gesetzen leitete Newton die drei Keplerschen Gesetze her, erklärte die Gezeiten als Wirkung der Anziehung von Mond und Sonne, sagte die leicht abgeplattete Form der Erde voraus und untersuchte die Bewegung der Kometen.
Ein schwieriges Buch
Die Principia waren sehr schwer zu lesen, auch für Fachleute: Wenige in Europa verstanden sie sofort. Newton hatte sie nach eigener Aussage absichtlich kompliziert geschrieben, um Diskussionen mit denen zu vermeiden, die nichts verstanden. Aber die Vorhersagen waren so genau, dass das Buch bald alle überzeugte. Im Jahr 1705 sagte Halley mit Hilfe der Gesetze Newtons die Wiederkehr eines Kometen im Jahr 1758 voraus: Er kam wirklich wieder, auch wenn Halley schon tot war, und trägt heute seinen Namen.
Newton war auch in Streitigkeiten verwickelt: mit Hooke, der behauptete, er habe die Idee der Kraft mit umgekehrtem Quadrat gehabt, und mit dem deutschen Philosophen Leibniz, der auf eigene Faust die Infinitesimalrechnung entwickelt hatte. Im Jahr 1699 wurde er Direktor der Münze in London, und 1705 schlug ihn Königin Anna zum Ritter. Er starb 1727 und erhielt ein feierliches Begräbnis in der Westminster Abbey.
Warum es geschah
Die Erfolge von Kopernikus, Kepler und Galilei hatten gezeigt, dass der Himmel mathematischen Regeln folgte, aber es blieb zu erklären, was die Ursache war. Es brauchte eine neue Mathematik und eine einfache Idee, die Erde und Himmel verband.
Das Netz der Wissenschaftler zählte: Halley, Wren und Hooke trugen das Problem an Newton heran, der die Ideen und die Fähigkeiten schon im Kopf hatte. Auch die Akademien und der Buchdruck machten es möglich, die Ergebnisse zusammenzuführen.
Was sich veränderte
Die Principia vereinigten die Physik der Erde und die des Himmels: Dieselben Gesetze gelten überall. Das ist die Grundlage der klassischen Physik, die noch heute benutzt wird, um Brücken, Maschinen und Flugzeuge zu bauen und Satelliten und Raumsonden zu starten.
Sie veränderte das Bild der Welt: Das Universum erscheint als regelmäßiger Mechanismus, den man mit Vernunft und Mathematik verstehen kann. Im 18. Jahrhundert war dieser Geist einer der Motoren der Aufklärung.
Newtons Theorie wurde für Geschwindigkeiten nahe der des Lichts und für riesige Massen im 20. Jahrhundert durch Einsteins Relativitätstheorie überholt, aber im Alltag gilt sie noch. Newton bleibt einer der größten Wissenschaftler aller Zeiten.
Wichtige Menschen und Orte
Menschen
- Isaac Newton
- Englischer Wissenschaftler (1642-1727): Er entdeckte die allgemeine Gravitation und die Bewegungsgesetze.
- Edmond Halley
- Englischer Astronom (1656-1742): Er drängte Newton, die Principia zu schreiben, und finanzierte den Druck.
- Robert Hooke
- Englischer Wissenschaftler (1635-1703): Er behauptete, als Erster die Idee der Kraft mit umgekehrtem Quadrat gehabt zu haben.
- Gottfried Wilhelm Leibniz
- Deutscher Philosoph und Mathematiker (1646-1716): Auch er entwickelte die Infinitesimalrechnung.
- Christopher Wren
- Englischer Astronom und Baumeister (1632-1723): Er setzte einen Preis für die Lösung des Problems aus.
Orte
- Cambridge
- Stadt und Universität, wo Newton lehrte und die Principia schrieb.
- Woolsthorpe (Lincolnshire)
- Dorf, in dem Newton geboren wurde und in das er während der Pest zurückkehrte.
- Westminster Abbey, London
- Kirche, in der Newton begraben ist.
Gut zu wissen
- Um die Principia zu schreiben, arbeitete Newton fast achtzehn Monate ohne Pause.
- Halley bezahlte den Druck der Principia aus eigener Tasche.
- Der berühmte Halleysche Komet wurde mit den Gesetzen Newtons vorhergesagt.
- Der Apfel, der Newton am Kopf trifft, ist aller Wahrscheinlichkeit nach eine Legende.
- Newton leitete ab 1699 die Münze des englischen Staates.
Zum Weiterlesen
- Wikipedia, Artikel „Isaac Newton“ de.wikipedia.org
- Wikipedia, Artikel „Philosophiae Naturalis Principia Mathematica“ de.wikipedia.org
- Wikipedia, Artikel „Newtonsche Gesetze“ de.wikipedia.org
- Wikipedia, Artikel „Newtonsches Gravitationsgesetz“ de.wikipedia.org
Verwandte Ereignisse
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- Galilei benutzt das Teleskop1609 · Frühe NeuzeitGalilei hatte die Bewegung der Körper untersucht.
- Kepler beschreibt die Umlaufbahnen1609 · Frühe NeuzeitKepler hatte die Gesetze der Bahnen gefunden, die Newton erklärte.
- Wissenschaftliche Akademien1660 · Frühe NeuzeitDie Royal Society genehmigte den Druck von Newtons Werk.
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