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Muslimische Physiker des Mittelalters

Wird über das Mittelalter gesprochen, so assoziieren viele von uns diese Zeit mit eher negativen Eindrücken. Ich hatte immer eine von Krieg und Krankheit geprägte, kalte und schmutzige Welt vor Augen, die im Vergleich zu heute ziemlich rückständig war.

Vor einiger Zeit durfte ich lernen, dass dies ein sehr verzerrtes Bild ist, das keineswegs (wenn überhaupt) auf alle Regionen oder Kulturen der damaligen Zeit zutrifft und vielen Gelehrten der damaligen Zeit- egal welcher Herkunft oder Religion- großes Unrecht tut.

Es waren vor allem arabische Gelehrte, die in dieser Zeit diverse Disziplinen wie die Medizin, Mathematik, Philosophie und Wissenschaft durch ihre Forschung vorantrieben und somit einen beeindruckenden Wissensfortschritt verursachten. Al Khwarizmi gilt als der Begründer der Algebra und brachte mitunter das indische Zahlensystem in die arabische Welt, um auf Basis dessen wesentliche Teile der Mathematik mitzubegründen. Al Kindi übersetzte nicht nur diverse Werke der antiken Philosophie, sondern kommentierte diese und verfasste eigene Abhandlungen. Er wird nicht selten als Vater der arabischen Philosophie bezeichnet. Avicennas Kanon der Medizin galt für einige Jahrhunderte als Standardwerk der Medizin. Alhazen wird als Vater der Optik und gemeinsam mit Al Biruni als Begründer der wissenschaftlich-experimentellen Methode bezeichnet.

Dies sind nur einige wenige Beispiele für herausragende Wissenschaftler, die alle in einer Zeitspanne von nur zwei Jahrhunderten lebten und wirkten. Wenn man überlegt, dass die Wissenschaften zu Beginn des Mittelalters in ihren Kinderschuhen steckten, ist es einfach nur atemberaubend, wie viel bereits mit so wenig Mitteln herausgefunden und wie rege Wissenschaft- vor allem auch die Physik- betrieben wurde.

Trotz der teilweise äußerst bedeutsamen Errungenschaften muslimischer Physiker sind die meisten leider in der westlichen Welt wenig bekannt. Deshalb möchte ich die Gelegenheit nutzen und einige beeindruckende Persönlichkeiten vorstellen, die mit ihrer Strebsamkeit und ihrem Ehrgeiz ein Vorbild für jedermann sind.

 

Abul Qasim Abbas ibn Firnas

Ibn Firnas war ein arabischstämmiger Gelehrter und lebte im 9. Jahrhundert in Andalusien. Er arbeitete hauptsächlich als Hofdichter unter mehreren Emiren Córdobas. Sein Interesse galt jedoch auch der Physik und dem Erfinden von Apparaturen. Er ist daher vor allem für zwei Dinge bekannt geworden: Zum einen entwickelte er ein Herstellungsverfahren für farbloses Glas, was für die spätere Entwicklung von Lesesteinen, Brillen und Experimentierlinsen eine essentielle Entdeckung darstellte. Zum anderen soll Ibn Firnas den ersten erfolgreichen Flugversuch der Geschichte durchgeführt haben, indem er mit einer selbst gebauten Konstruktion aus Holz und Adlerfedern mehrere hunderte Meter von einem Hügel aus flog und auch wieder landen konnte. Dabei verletzte er sich jedoch so schwer, dass er keine weiteren Flugversuche mehr unternehmen konnte. Er arbeitete nach seinem erfolgreichen Versuch weiterhin an seiner Konstruktion und entwickelte noch weitere Entwürfe.

Der erste erfolgreiche Flugversuch wird bis heute zumeist dem englischen Benediktinermönch Eilmer von Malmesbury zugeschrieben, welcher mit einer fast identischen Konstruktion 200 Jahre später denselben Versuch startete.

 

Abu Sa’d Al Alaa ibn Sahl

Ibn Sahl war ein persischer Physiker und Mathematiker, der vorrangig im Bereich der Optik forschte. Er beschäftigte sich mit der Funktionsweise von Systemen, die den Strahlenverlauf des Lichts beeinflussen, wie etwa Linsen und Spiegel. Im Gegensatz zu einigen anderen zeitgenössischen Physikern versuchte er hauptsächlich, durch theoretisch-mathematische Überlegungen physikalische Zusammenhänge in Form von Gleichungen zu erarbeiten. Experimente nutzte er meistens nur, um die Richtigkeit seiner Theorien zu überprüfen.

Ibn Sahl war der erste Wissenschaftler, der das Phänomen der Brechung von Licht beim Übergang in ein anderes Medium mathematisch korrekt beschrieben hat. Tritt ein Lichtstrahl von einem Medium wie Luft in ein anderes Medium wie bspw. Glas oder Wasser ein, so ändert sich die Ausbreitungsrichtung des Strahls- das Licht wird gebrochen. Die Stärke der Brechung ist dabei abhängig von der Art der Medien, die das Licht passiert. Dieser Zusammenhang ist in der Physik als das Snellius’sche Brechungsgesetz bekannt.

 

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Ausschnitt aus Ibn Sahls Manuskript. Die Abbildung links oben veranschaulicht das Brechungsgesetz.

Es ist erstaunlich, dass ibn Sahl bereits 700 Jahre vor dem Mathematiker Willebrord Snell eine korrekte Beschreibung des Zusammenhangs liefern konnte. Erst vor 30 Jahren wurde diese Entdeckung von einem persischen Historiker gemacht, der Teile von Ibn Sahls Arbeiten finden und seine Gedankengänge rekonstruieren konnte.

 

Hasan Ibn Al Haytham (Alhazen)

Wenn ich heutzutage an die größten und einflussreichsten Physiker der Geschichte denke, gehören nicht nur Galilei, Newton und Einstein dazu, sondern definitiv gleichermaßen Physiker wie Ibn Al Haytham. Obwohl er im Vergleich zu anderen muslimischen Physikern etwas bekannter ist, ist er dennoch viel zu unbekannt, seine Arbeit zu wenig gewürdigt.

Ibn Al Haytham wurde 965 n.Chr. im heutigen Irak geboren und beschäftigte sich vorrangig mit Fragen aus der Mathematik, Astronomie und Physik. Er gilt als der meist zitierte Physiker des Mittelalters und wird gleichzeitig aufgrund seiner revolutionären Beiträge im Bereich der Optik auch als „Vater der Optik“ bezeichnet.

Nachdem die antiken Philosophen den Grundstein für die Wissenschaften legten und selbst auch viele Theorien entwickelten und Beobachtungen niederschrieben, fasste die wissenschaftliche Betrachtung von Phänomenen und Prozessen vorerst nicht wirklich Fuß. Ibn Al Haytham formulierte als erster eine Charakterisierung der wissenschaftlichen Methode, die aus stets gleichen Schritten besteht und für eine ernstzunehmende Forschung eingehalten werden muss. Die einzelnen Schritte bestanden aus:  1. der Darlegung des Problems  2. dem Aufstellen einer Hypothese  3. der Überprüfung im Experiment  4. dem Ergebnis und seiner Interpretation.

Dabei kann das Experiment sowohl der Überprüfung einer bereits aufgestellten Hypothese als auch als erster Schritt zur Findung einer Theorie dienen. Je nachdem sind dann die Hypothesen und die Interpretation entsprechend mehr oder weniger relevant. Ibn Al Haytham sprach sich als einer der ersten für die Verfolgung der zweiteren Methode (experimentell-induktive Methode) aus und war der erste, der diese Methode systematisch verfolgte.

Damit räumte er dem Experiment eine essentielle Rolle für die wissenschaftliche Erkenntnisfindung ein und ebnete dadurch den Weg für eine Fülle an Entdeckungen und Theorien, welche wiederum dafür gesorgt haben, dass die Physik heutzutage dort steht, wo sie steht. Denn bis heute oder vor allem heutzutage bildet das Experimentieren einen sehr wichtigen Teil der Wissenschaft. Und bis heute wird in der Physik exakt so gearbeitet, wie bereits Ibn Al Haytham es tat.

Oftmals wird Galilei als erster große Experimentator und Begründer der wissenschaftlichen Methode bezeichnet. Galilei war natürlich ein herausragender Physiker, doch dieser ehrenwürdige Titel kommt berechtigterweise dem muslimischen Physiker Ibn Al Haytham zu und sollte auch so gelehrt werden.

Bereits in der Antike fragten sich die Philosophen, wie das menschliche Sehen mit dem Auge zustande kommt. Dabei wurde vor allem die sogenannte Sehstrahlentheorie populär. Dieser Theorie zufolge sendet das Auge unsichtbare Strahlen aus, welche das Umfeld sozusagen „abscannen“ und im Auge ein Bild erzeugen. Zwar gab es bereits unter den antiken Philosophen Skeptiker, die dieser Theorie nicht zustimmten, jedoch konnte erst Ibn Al Haytham handfeste Beweise liefern. Um zu beweisen, dass das Auge keine Sehstrahlen emittiert, sondern die sichtbaren Gegenstände um uns herum Licht emittieren oder reflektieren, analysierte er den Aufbau des Auges.

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Ausschnitt aus Ibn Al Haythams „Buch der Optik“: Der Aufbau des Auges mit seinen Funktionen.

Er erkannte die Bedeutung der Linse im Auge und bewies, dass diese das von außen hereinfallende Licht bündelt und auf die Netzhaut projiziert. Dieser Eindruck wird dann laut Ibn Al Haytham nicht direkt im Auge, sondern im Gehirn verarbeitet und produziert letztendlich das Bild, das der Mensch sieht. Mit der Widerlegung der Sehstrahlentheorie führte Ibn Al Haytham gleichzeitig die bis heute gültige Theorie ein, dass Gegenstände entweder selbst Licht emittieren (wie beispielsweise die Sonne) oder das auf sie treffende Licht reflektieren, welches wiederum in unser Auge fällt.

Er befasste sich in diesem Rahmen auch mit dem Zustandekommen von Sehbehinderungen wie etwa das Doppeltsehen oder die Kurzsichtigkeit und stellte Lesesteine her, die wie eine Lupe das Lesen für sehschwache Menschen erleichterten. Diese Lesesteine bildeten den ersten Schritt hin zur Herstellung von Sehhilfen wie Brillen und Ferngläsern, die vor allem durch den englischen Naturphilosophen Roger Bacon vorangetrieben wurde.

 

Abu Raihan Muhammad Al Biruni

Al Biruni war nicht nur Physiker und Mathematiker, sondern befasste sich, wie viele Gelehrte früher, mit allen möglichen Themenbereichen. Trotz seiner Unbekanntheit zählt er neben Ibn Al Haytham zu den einflussreichsten Wissenschaftlern des Mittelalters.

Neben Ibn Al Haytham war auch al Biruni einer der ersten Verfechter der induktiven Methode. Er führte außerdem die Reproduzierbarkeit der Experimente als wichtiges Kriterium für die Glaubwürdigkeit von Ergebnissen ein. Heutzutage bildet dieses Kriterium einen der Kernaspekte der experimentellen Wissenschaft.

Al Biruni forschte in so vielen Feldern und trug zu derart vielen Erkenntnissen bei, dass eine ausführliche Behandlung den Rahmen sprengen würde. Einige seiner bekanntesten Projekte waren: die genaue Bestimmung von Orten und Gebetsrichtungen, die Bestimmung des Erdumfangs, die Bestimmung von Uhrzeiten, die Massen- und Dichtebestimmung, die Erfindung des ersten Pyknometers und die physikalische Betrachtung von Phasenwechseln (Änderungen des Aggregatzustandes) sowie die Analyse der Mondbewegung und verschiedenster Finsternisse.

 

Qutb Al Din Shirazi & Kamal Al Din Farisi

Wir machen zuguterletzt einen zeitlichen Sprung vom 10. Jahrhundert ins 13. Jahrhundert. Al Shirazi & Al Farisi waren Lehrer und Schüler und befassten sich gemeinsam mit Phänomenen der Optik. Ihnen gelang (in etwa zeitgleich mit dem deutschen Physiker Dietrich von Freiberg) die erste korrekte Erklärung für die Entstehung von Regenbögen. Aufbauend auf den Kenntnissen früherer Physiker wie Ibn Al Haytham vermuteteten sie, dass Regenbögen durch die Brechung und die ein- oder zweimalige Reflexion von Sonnenlicht in einem Regentropfen entstehen und demnach spezielle Bedingungen für die Enstehung eines Regenbogens erfüllt sein müssen. Sie stellten bspw. richtig fest, dass der Regenbogen unter einem Beobachtungswinkel von ca. 41° sichtbar wird.

Um solch eine Erklärung liefern zu können, mussten sie unter anderem bereits wissen, dass weißes Licht aus Spektralfarben besteht. Diese Tatsache war demnach bereits mehrere Jahrhunderte vor Newtons „Entdeckung“ der Spektralfarben bekannt.

 

Ein kleines Fazit

In einer Zeit, in der die mediale Hetze gegenüber Menschen muslimischen Glaubens äußerst präsent ist und ein verzerrtes Bild der islamischen Welt zeigt, ist es wichtig, dieses Bild zu entzerren und mit den Vorurteilen vieler Menschen aufzuräumen. Das Wissen um diese Gelehrten sollte auf der gesamten Welt ebenso selbstverständlich sein wie das Wissen um Newton und Einstein. Es sollte in den Schulen und Universitäten gelehrt werden, Teil des Allgemeinwissens sein. Die bewusste Unterschlagung wichtiger Teile und Facetten der Weltgeschichte ist Unrecht und beschwört ein ganz bestimmtes Bild in den Köpfen der Menschen.

Es ist Tatsache, dass muslimische Wissenschaftler einen wichtigen Beitrag zur Entwicklung und zum Fortschreiten der Wissenschaft geleistet haben. Sie waren nicht nur Übersetzer griechischer Texte, sondern gebildete Denker, die unzählige eigene Beiträge verfassten. Und das gilt nicht nur für das Mittelalter. Folgendes Zitat fasst dies in meinen Augen sehr schön zusammen:

 

„Vielleicht wären weder der praktische Utilitarismus, der den Muslimen die Bekanntschaft mit der Medizin, der Alchemie, mit den exakten Wissenschaften wünschenswert erscheinen ließ, noch der theoretische Utilitarismus, der sie veranlaßte, sich mit philosophisch-theologischen Fragen zu beschäftigen, zur Fundierung einer ausgedehnten Übersetzungstätigkeit ausreichend gewesen, wenn die Religion Muhammads nicht von Anfang an die Rolle des Wissens (ilm) als Haupttriebkraft des religiösen und damit des gesamten menschlichen Lebens in den Vordergrund gestellt hätte. Ohne diese dem Islam von Haus aus eigene Zentralstellung des Wissens wäre die Übersetzungstätigkeit vermutlich weniger wissenschaftlich, weniger ausgreifend gewesen und hätte sich wohl viel mehr auf das unbedingt Zwecknotwendige beschränkt, als es tatsächlich der Fall gewesen ist. „

Franz Rosenthal, zitiert in: Fuat Sezgin: „Wissenschaft & Technik im Islam“.

 

 


Quellen

Fuat Sezgin: „Wissenschaft und Technik im Islam“.

Anne Rooney: „Geschichte der Physik“.

Jim Al Khalili: „The House Of Wisdom“.

https://www.spektrum.de/magazin/al-biruni-ein-gelehrter-den-das-abendland-uebersah/827575

Bild 1: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Ibn_Sahl_manuscript.jpg 

Bild 2:https://en.wikipedia.org/wiki/Ibn_al-Haytham#/media/File:Alhazen1652.png

Titelbild: https://de.m.wikipedia.org/wiki/Datei:Lunar_eclipse_al-Biruni.jpg

 

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