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Holger Sonnabend
Große Errungenschaften der Antike
Von Caesars Verkehrsplanung bis Demokrits Atomforschung
INHALT
Einführung
Mathematik: THALES (um 625–547 v. Chr.)
Tunnelbau: EUPALINOS (6. Jh. v. Chr.)
Brückenbau: DAREIOS (bis 486 v. Chr.)
Kanalbau: XERXES (bis 465 v. Chr.)
Stadtplanung: HIPPODAMOS (5. Jh. v. Chr.)
Atomforschung: DEMOKRIT (um 460–370 v. Chr.)
Medizin: HIPPOKRATES (um 460–370 v. Chr.)
Kriegswesen: EPAMINONDAS (bis 362 v. Chr.)
Meteorologie: ARISTOTELES (384–322 v. Chr.)
Straßenbau: APPIUS CLAUDIUS CAECUS (um 300 v. Chr.)
Signaltechnik: SOSTRATOS (3. Jh. v. Chr.)
Physik: ARCHIMEDES (um 287–212 v. Chr.)
Geographie: ERATOSTHENES (um 284–202 v. Chr.)
Landwirtschaft: CATO (234–149 v. Chr.)
Toxikologie: ATTALOS III. VON PERGAMON (171–133 v. Chr.)
Heiztechnik: GAIUS SERGIUS ORATA (1. Jh. v. Chr.)
Verkehrsplanung: IULIUS CAESAR (100–44 v. Chr.)
Feuerwehr: AUGUSTUS (63 v. Chr. – 14 n. Chr.)
Erdbebenforschung: SENECA (um 4 v. Chr. – 65 n. Chr.)
Automatenherstellung: HERON (1. Jh. n. Chr.)
Wasserbau: FRONTINUS (1./2. Jh. n. Chr.)
Literaturhinweise
EINFÜHRUNG
Eine der nachteiligen Eigenschaften der Antike scheint zu sein, dass sie schon so lange her ist. Insofern haftet ihr nicht ganz zu Unrecht das Etikett an, alt zu sein, und mit jedem neuen Tag wird sie auch wieder etwas älter. Alt (und sogar sehr alt) ist die Antike jedoch nur aus unserer heutigen, modernen Perspektive. Folgt man dem zeitlichen Verlauf der Geschichte, dann steht die Antike ganz am Anfang und ist insofern neu. Viel Geschichte hat die Antike jedenfalls nicht vor sich gehabt, und daher hatte sie auch die einzigartige und so nicht mehr wiederholbare Chance, auf vielen Gebieten Neuland zu betreten. Und diese Chance hat sie auch bestens genutzt.
Gerne und häufig verweist man auf die Leistungen von Griechen und Römern in Politik, Kunst, Literatur und Philosophie. Anders sieht es bei den Naturwissenschaften, bei der Technik und der Wirtschaft aus. Hier konstatiert man genauso gern und genauso häufig ein beträchtliches Defizit. Am deutlichsten zeigt sich dies an dem (manchmal etwas gönnerhaften) Erstaunen, mit dem man registriert, was die Antike an Errungenschaften und Leistungen auf diesen Feldern aufzuweisen hat – als ob man ihr so etwas gar nicht zugetraut hätte.
Das vorliegende Buch will aber nicht ins andere Extrem verfallen und die antiken Menschen zu naturwissenschaftlichen und technischen Heroen stilisieren. Vielmehr ist zu zeigen, was man aus den zur Verfügung stehenden Möglichkeiten gemacht hat. Erfindungen und Innovationen fallen nicht vom Himmel, und nur selten sind sie das Resultat ingeniöser Eingebungen großer Geister. Es bedarf dazu eines kreativen Gesamtklimas, der richtigen Zeit und des richtigen Ortes. Und häufig bedurfte es, in der Antike genauso wie in späteren Epochen der Geschichte, eines langwierigen Prozesses des Arbeitens, des Probierens und des Experimentierens, an dem viele kluge Geister beteiligt waren, bis der Durchbruch gelang und endlich das innovative Produkt vorlag.
Gewürdigt werden in diesem Buch die Leistungen und Errungenschaften der Perser, der Griechen und der Römer. Das hat den einfachen Grund, dass wir aufgrund vieler, vor allem auch schriftlicher Zeugnisse und Quellen, über deren Aktivitäten besonders gut im Bilde sind. Aber Perser, Griechen und Römer konnten schon auf den Innovationen des Alten Orients, insbesondere in Ägypten und Mesopotamien, aufbauen. Schließlich waren die Ägypter in der Lage, Wunderwerke wie die Pyramiden zu bauen, obwohl man heute immer noch nicht so genau weiß, wie sie das eigentlich angestellt haben. Und die Mesopotamier haben beispielsweise in der Astronomie Bahnbrechendes geleistet. Auch die Bewässerungstechnik hat ihre Ursprünge in den alten Staaten an Euphrat, Tigris und Nil. Nur müssen die Pioniere, die Ingenieure und Konstrukteure des Alten Orients aufgrund fehlender Quellen wohl für immer namenlos und unbekannt bleiben. Ihr Anteil an den Leistungen griechischer und römischer Wissenschaftler aber muss angemessen berücksichtigt werden.
Bei den Persern, vor allem aber bei den Griechen und den Römern sieht es mit den Möglichkeiten der Erkenntnis ganz anders aus. Hier können wir in den meisten Fällen viele Einzelheiten rekonstruieren, wir kennen das Umfeld, in dem sie ihre Leistungen vollbrachten, und auch die Biographien der Wissenschaftler selbst müssen nicht völlig im Dunkeln bleiben. Präsentiert werden in diesem Buch 21 Sachgebiete antiker Wissenschaft mit 21 jeweils dazugehörigen Persönlichkeiten, die auf diesen Gebieten Wesentliches und Bedeutendes geleistet haben. Vollständigkeit konnte nicht angestrebt werden, die Garde der 21 Auserwählten steht sozusagen stellvertretend für eine noch viel größere Zahl von Naturwissenschaftlern, Technikern und Tüftlern, die sich zu verschiedenen Zeiten den Kopf darüber zerbrochen haben, wie man die Menschheit technisch und zivilisatorisch voranbringen könne. Aufgenommen wurden solche Persönlichkeiten, deren innovative Tätigkeit eine über die Antike hinausgehende, am besten sogar bis in die Gegenwart reichende Wirkung hat. Vielleicht überraschen den ein oder anderen Namen wie Caesar oder Augustus, die man als erfolgreiche Feldherrn oder Politiker kennt, weniger aber mit so segensreichen Einrichtungen wie der Verkehrsplanung oder der Feuerwehr in Verbindung zu bringen pflegt. Auch Wissenschaftler wie Aristoteles oder Philosophen wie Seneca tauchen als Protagonisten von Disziplinen auf, in denen man sie ebenfalls nicht unbedingt erwarten würde. Gesellschaft leisten diesen zur antiken Prominenz gehörenden Persönlichkeiten aber auch eher unbekannte Menschen wie der römische Fischzüchter Gaius Sergius Orata, der in kaum einem Lexikon verzeichnet ist, obwohl er sich in der Sparte der Heiztechnik unsterbliche Verdienste erworben hat.
Wenn also bei dem Personal notwendigerweise eine Auswahl zu treffen war, so könnte man eine ganze Gruppe vermissen, die eigentlich in einer Parade kreativer Geister der Antike nicht fehlen sollte. Der Fischzüchter und Heiztechniker Orata ist vertreten, aber was ist mit Prometheus, mit Daidalos und Ikaros, mit Odysseus? Auch Prometheus machte sich um das Allgemeinwohl verdient, als er den Göttern das Feuer stahl und es den Menschen schenkte. Ohne ihn hätten die antiken Menschen also nie heizen, kochen und für Licht sorgen können. Für seinen Diebstahl wurde er von dem erbosten Zeus zur Strafe an einen Felsen im Kaukasus gefesselt, und zu allem Überfluss fraß ein Adler täglich an seiner Leber, die daraufhin immer wieder nachwuchs. Befreit wurde er endlich vom Helden Herakles. Und Ikaros? Er machte den Traum vom Fliegen wahr, weil er das Glück hatte, über einen sehr patenten Vater zu verfügen. Jener Daidalos, der Prototyp des antiken Erfinders, baute als erster Statuen, die sich automatisch bewegten. Er konstruierte auch das berühmte Labyrinth im Palast von Knossos auf Kreta. Der König Minos zeigte sich allerdings wenig dankbar und setzte ihn dort gefangen. Da stellte Daidalos für sich und seinen Sohn Flügel her, deren Federn er mit Wachs zusammenklebte, und mit deren Hilfe erhoben sie sich in die Lüfte. Dem unbesonnenen Ikaros wurden aber gleich die Grenzen antiker Luftfahrt aufgezeigt: In seinem Übermut kam er zu nahe an die Sonne heran, da schmolz das Wachs, und Ikaros stürzte hinab ins Meer. Daidalos wenigstens glückte die Flucht, und er konnte nach Sizilien entkommen. Schließlich Odysseus, der griechische Trojaheld, »listenreich«, wie ihn Homer zu bezeichnen pflegt und unsterblich geworden als Architekt des »Trojanischen Pferdes«, das es den Griechen ermöglichte, Troja zu stürmen – darf er keinen Platz in der Reihe prominenter Protagonisten antiker Wissenschaft beanspruchen?
Aber das sind alles Figuren des Mythos – zumindest sind Zweifel angebracht, ob es einen Prometheus, einen Daidalos, einen Ikaros, einen Odysseus wirklich gegeben hat. Und doch zeugen diese von antiken Menschen produzierten Mythen von einem sehr realen Interesse daran, etwas Neues zu schaffen, Herausforderungen anzunehmen, die Welt zu verändern, die eigenen Grenzen zu überschreiten, die Natur in den Griff zu bekommen oder gar zu überlisten. Wie das in der Wirklichkeit funktioniert hat, soll der folgende, chronologisch angelegte Streifzug durch über 600 Jahre antike Geschichte zeigen.
MATHEMATIK
Thales
Griechischer Naturwissenschaftler, um 625 – um 547 v. Chr.
Pionierleistung: der »Satz des Thales«
Es gibt viele Persönlichkeiten der Antike, die man heute nicht mehr unbedingt kennen muss. Andere sollten einem schon etwas sagen, will man nicht in den Verdacht geraten, bei seinen Bemühungen um eine gediegene Allgemeinbildung Wesentliches versäumt zu haben. Dann aber gibt es glücklicherweise Namen, an denen man einfach nicht vorbeikommt, weil sie sich einem geradezu aufdrängen. Zu diesem illustren Kreis gehört zweifellos auch Thales, dessen berühmter, nach ihm benannter »Satz« fester Bestandteil eines jeden Mathematik-Unterrichts ist.
Thales – ein Phantom?
Wer aber war dieser Thales? Forscht man in den antiken Quellen nach gesicherten Informationen über sein Leben und sein Wirken, so ergibt sich ein höchst diffuses Bild. Zu unterschiedlich sind die wissenschaftlichen Großtaten, die man ihm zuschreibt, als dass man all diesen Nachrichten Glauben schenken mag. Thales als Pionier der Philosophie, Meister der Astronomie, Protagonist der Geometrie, Kenner der Meteorologie, Experte der Geographie, nebenbei auch noch Fachmann für Politik und Diplomatie – das scheint, bei allem Respekt vor antiken Forschungsleistungen, doch des Guten etwas zu viel zu sein. Und dann die vielen Anekdoten, die über ihn kursierten, die ihn einmal als weltfremden Sonderling, dann wieder als patenten, marktorientierten Kapitalisten porträtieren: Gehören diese Facetten tatsächlich zu ein und derselben Persönlichkeit? Oder ist dieser Thales am Ende nur ein Phantom, eine Chiffre für Leistungen, die in Wirklichkeit ganz andere erbracht haben?
Auf der Suche nach dem historischen Thales
Zur Beruhigung sei versichert: Die Bücher zur europäischen Wissenschaftsgeschichte müssen nicht neu geschrieben werden. Es entspricht nach wir vor den Tatsachen, wenn in den ersten Kapiteln dieser Bücher der Name Thales auftaucht. Allerdings kommt man nicht umhin, behutsam zu prüfen, was von dem historischen Thales übrig bleibt, wenn man die antiken Zeugnisse, die auf ihn Bezug nehmen, nach ihrem Wahrheitsgehalt befragt. Zuzutrauen ist ihm auf jeden Fall die postulierte wissenschaftliche Vielseitigkeit. In jener frühen Phase der griechischen Geschichte, in die Thales hineingehört, gab es noch keine Spezialisierung. Ein kluger Kopf, der über genügend Geld und Zeit verfügte, interessierte sich so ziemlich für alles, was es in der Welt zu erkunden gab. Andererseits hatten die Griechen die Angewohnheit, große Erfindungen und Errungenschaften im Rückblick gleich paketweise einzelnen Protagonisten wie eben Thales zuzuschreiben.
Heimat Milet
Was die Biographie des Thales angeht, so gibt es immerhin zwei unumstößliche Fakten: Er stammte aus der Stadt Milet, und er erlebte das Jahr 585 v. Chr. Die Herkunft ist in diesem Fall nicht unwichtig und geeignet, das Phänomen Thales zu erklären. Milet war eine alte griechische Gründung und entwickelte sich bald zur bedeutendsten Stadt in Ionien (wie die Griechen diese Landschaft im Westen Kleinasiens nannten). Im Gegensatz zu den mutterländischen Griechen empfingen die Ionier, wegen der räumlichen Nähe, viele Impulse von den hochentwickelten Kulturen des Orients.
Die Sonnenfinsternis vom 28. Mai 585 v. Chr.
Und so dürfte Thales die Inspiration für eine erste, vielbewunderte Leistung aus dem babylonischen Raum empfangen haben: die Vorhersage einer Sonnenfinsternis, die nach modernen astronomischen Berechnungen am 28. Mai 585 v. Chr. stattgefunden hat. Die antiken Thales-Forscher rekonstruierten aus dieser Angabe ein Geburtsdatum 625 v. Chr., gemäß der vorherrschenden Auffassung, dass der Mensch im 40. Lebensjahr seine bedeutendste Tat vollbringt (eine für ältere Menschen, die glauben, noch nichts Besonderes geleistet zu haben, durchaus beunruhigende Einschätzung). Vermutlich hatte sich Thales bei seiner Prognose babylonischer Schaltzyklen bedient. Heutige Forscher sind allerdings skeptisch, ob er auch wirklich den genauen Tag und den genauen Monat und nicht nur das betreffende Jahr vorausgesagt hat. Aber das schmälert seine Verdienste um die wissenschaftliche Astronomie nur unwesentlich.
Die Suche nach der Grundsubstanz
Wahrscheinlich schon älter als 40 Jahre war Thales, als er zum Begründer dessen wurde, was man heute die ionische Naturphilosophie nennt. Wiederum unter dem Eindruck der innovativen geistigen Atmosphäre des Orients, machte er sich auf die Suche nach der Antwort auf eine wahrlich fundamentale Frage: Was ist die Grundsubstanz der Welt und allen Lebens? Das Ergebnis seines diesbezüglichen Nachdenkens: Der Ursprung und die Grundlage von allem Seienden ist das Wasser. Mit dieser revolutionären Meinung trat der Forscher geradezu eine Lawine los. Seine ebenfalls aus Milet stammenden Schüler und Kollegen Anaximander und Anaximenes wandelten auf seinen Spuren und kamen zu alternativen Resultaten: Anaximander ersetzte das Wasser des Thales etwas abstrakt durch eine Substanz, die er das ápeiron, das Grenzenlos-Unbestimmbare, nannte, Anaximenes hingegen tauschte das Wasser gegen ein anderes Element, die Luft, aus. Das Thema sollte die antiken Denker jedenfalls nicht mehr loslassen und wurde vor allem von Demokrit, dem Pionier der antiken Atomforschung, wieder aufgegriffen.
Die Geographie des Thales
Wie Thales ausgerechnet auf das Wasser gekommen ist, lässt sich nicht deutlich ausmachen. Doch spielte das Wasser in seinem Denken überhaupt eine große Rolle. Er fragte nicht nur nach der Substanz allen Seins, sondern – etwas pragmatischer – auch nach der geographischen Beschaffenheit der Erde. Diese dachte er sich als eine Scheibe, die auf dem unendlichen Weltmeer, dem Okéanos, schwimmt. Und zukünftigen Erdbebenforschern gab er als Anregung mit auf den Weg, doch die Möglichkeit in Betracht zu ziehen, dass die seismischen Vorgänge durch stürmische Bewegungen auf dem Ozean hervorgerufen werden – eine unkonventionelle Deutung der Dinge (der Römer Seneca nannte sie schlicht »albern«), galten Erdbeben doch gemeinhin als Werk des Gottes Poseidon.
»Der Satz« – des Thales oder des Pythagoras?
Was ist aber nun mit Thales als Mathematiker? Hier gibt es Anlass zur Sorge. Schon in der Antike bestanden ernste Zweifel an den Urheberrechten des Thales für den »Satz des Thales«. Der »Satz des Thales«, so heißt es, sei in Wirklichkeit ein »Satz des Pythagoras«. Das kann etwas verwirren, weil, wie man ebenfalls aus dem Mathematik-Unterricht weiß, Pythagoras doch schon seinen »Satz« hat, nämlich die folgende grundlegende Erkenntnis der Geometrie: In einem rechtwinkligen Dreieck ist der Flächeninhalt des Quadrates über der Hypotenuse c (also die Langseite des Dreiecks) gleich der Summe der Flächeninhalte der Quadrate über den Katheten (den Kurzseiten des Dreiecks) a und b – besser bekannt unter der Formel a2 + b2 = c2. Nun war Pythagoras, ein jüngerer Kollege des Thales, der im unteritalischen Kroton eine Gruppe von lernwilligen Schülern um sich geschart hatte, sicher noch mehr an Mathematik interessiert als der Gelehrte aus Milet. Mit seinem Namen sind unter anderem verbunden die Theorie der Proportionen und die Lehre von den geraden und den ungeraden Zahlen. Und so würde zu ihm durchaus auch die Entdeckung jenes nach Thales benannten Lehrsatzes passen, der sich ja ebenfalls mit den geometrischen Eigenschaften des Dreiecks beschäftigt: Wenn in einem Dreieck die Ecke gegenüber der Hypotenuse auf einem Halbkreis über dieser Seite liegt, dann bildet diese Ecke einen rechten Winkel, oder, anders formuliert: Die Scheitelpunkte aller rechtwinkligen Dreiecke liegen über dem auf der Hypotenuse errichteten Kreis.
Definitiv kann die Streitfrage nach dem Copyright auf den »Satz des Thales« nicht entschieden werden. Als Argument pro Thales wird kaum gelten, dass Pythagoras seinen »Satz« sicher hat und man deshalb auch Thales großzügig einen »Satz« überlassen sollte. Nicht zu unterschätzen ist die angesprochene Tendenz der antiken Schriftsteller, Thales mit allen möglichen – und auch mit ihm in Wirklichkeit nicht zustehenden – Lorbeeren zu versehen. Vielleicht kann man sich salomonisch auf den Kompromiss einigen, dass Thales auf jeden Fall das intellektuelle Rüstzeug gehabt hat, um einen solchen »Satz« aufzustellen. Sein treuester antiker Anhänger, der im 3. Jahrhundert n. Chr. schreibende Philosophie-Historiker Diogenes Laertios, der unerschütterlich an Thales als Erfinder des Thales-Satzes festhielt, wusste sogar noch von weiteren mathematischen Aktivitäten zu berichten. Während eines Aufenthaltes in Ägypten soll er die Höhe der Pyramiden aufgrund der Länge ihrer Schatten bestimmt haben, »indem er den Zeitpunkt benutzte, zu dem unser Schatten ebenso groß ist wie wir selbst.« Andere Quellen erzählen, Thales habe sich auch um die Seefahrt Verdienste erworben, als er ein Verfahren entwickelte, das es ermöglichte, die Entfernung zwischen Schiffen auf dem Meer zu errechnen. Gelungen sei ihm dies durch die konsequente Anwendung des sogenannten Zweiten Kongruenzsatzes, wonach Dreiecke dann kongruent sind, wenn eine Seite und die beiden angrenzenden Winkel gleich sind.
Platons Zorn auf die Mathematiker
Auf die weitere Geschichte der Mathematik in der Antike hat aber zweifellos Pythagoras den größeren Einfluss ausgeübt. Dafür steht vor allem der Name des Eudoxos aus dem kleinasiatischen Knidos, der im 4. Jahrhundert v. Chr. die Lehre von den Proportionen weiterentwickelte. Eudoxos ist allerdings auch ein Beispiel dafür, dass es in der Antike mitunter nicht ungefährlich war, Mathematiker zu sein. Wie der Schriftsteller Plutarch berichtet, nahm Eudoxos das an sich verdienstvolle Unternehmen in Angriff, die »Mathematik interessant zu machen«, indem er »Probleme, die durch theoretische und zeichnerische Beweisführung nicht zu lösen waren, durch ins Auge fallende mechanische Apparate unterbaute«. So führte er nach Plutarch das grundlegende Problem des Auffindens der zwei mittleren Proportionalen durch mechanische Instrumente zur Lösung, wobei er »ausgehend von krummen Linien und Schnitten nach deren Muster bestimmte Mittelwertzeichner konstruierte«. Dieser Versuch der Veranschaulichung mathematischer Probleme ließ den berühmten Philosophen Platon vor Zorn erbeben. Eudoxos und seine Anhänger, so wetterte er, zerstören den Adel und die Reinheit der Mathematik, »wenn sie aus der unkörperlichen Sphäre des reinen Denkens ins Sinnliche herabgleitet und sich körperlicher Dinge bediene, die vieler niedrigen, handwerklichen Tätigkeiten bedürfe«. Nach Plutarch war dieses harsche Verdikt die Geburtsstunde der Trennung von antiker Mathematik und antiker Mechanik. Gleichwohl gab es auch weiterhin Forscher wie Archimedes, für den mathematische Reinheit und praktische Anwendung in der Mechanik kein Widerspruch waren.
