Wurde Newtons Gravitationsgesetz aus einem Buch der chinesischen Ming-Dynastie plagiiert?

In letzter Zeit sind auf einigen Online-Plattformen viele urkomische „populärwissenschaftliche Beiträge zur Wissenschaftsgeschichte“ und „populärwissenschaftliche Kurzvideos“ erschienen. So gibt es beispielsweise eine Aussage, die große Aufmerksamkeit erregt hat:

Das Gesetz der universellen Gravitation wurde nicht von Newton entdeckt. Tatsächlich hat Newton die von einem Chinesen namens Wang Zheng entdeckte Theorie der universellen Gravitation aus einem Buch mit dem Titel „Illustrierte Erklärungen seltsamer Instrumente aus der Ming-Dynastie in China“ gestohlen.

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Wenn man nur auf die Uhrzeit schaut, scheint es Sinn zu machen. Newton veröffentlichte seine Theorie der universellen Gravitation in seinem Buch „Mathematical Principles of Natural Philosophy“ im Jahr 1687, dem 26. Regierungsjahr von Kaiser Kangxi in der Qing-Dynastie. Wang Zhengs „Illustrierte Erklärung seltsamer Instrumente“ wurde im siebten Jahr der Tianqi-Herrschaft der Ming-Dynastie (1627) veröffentlicht. Wenn ein in der Ming-Dynastie veröffentlichtes Buch bereits wissenschaftliche Prinzipien enthielt, die Newton 60 Jahre später veröffentlichen sollte, dann scheint es eine ausgemachte Sache zu sein, dass Newton das erste plagiiert hat!

Das klingt beeindruckend, oder? Schauen wir uns genauer an , worum es in dieser „Illustrierten Erklärung seltsamer Instrumente“ geht und was es mit dem von Newton entdeckten Gesetz der universellen Gravitation auf sich hat.

Der Titel des Buches weist darauf hin, dass Gelehrte der Ming-Dynastie europäische wissenschaftliche Erkenntnisse lernten

Zunächst müssen wir klarstellen, dass „Qi Qi Tu Shuo“ nicht der vollständige Name dieses Buches ist. Außerdem steht auf der Vorderseite der Schriftzug „Far West“, der sich auf das von Missionaren vermittelte Wissen bezieht. Chinas Verständnis der westlichen Länder und Kulturen umfasst verschiedene Namen wie „westliche Regionen“, „westlicher Himmel“ und „Mittelmeerland“, um sich auf unterschiedliche Entfernungen zu beziehen. Als Missionare wie Matteo Ricci nach China kamen, erfanden sie Begriffe wie „Ferner Westen“, „Thailand“ und „Atlantischer Ozean“. Tatsächlich spiegeln diese Substantive den Prozess wider, durch den wir im Laufe der Zeit allmählich die Welt verstehen lernen [1].

„Illustrierte Beschreibung seltsamer Instrumente aus dem Fernen Westen“ wurde vom deutschen Missionar Deng Yuhan diktiert, von Wang Zheng geschrieben und illustriert und 1627 in Yangzhou veröffentlicht. Es ist das erste Buch in meinem Land, das den modernen europäischen Maschinenbau und die Mechanik vorstellt. Die sogenannte „Beschreibung des Gravitationsgesetzes“ in der „Illustrierten Beschreibung seltsamer Instrumente aus dem Fernen Westen“ [2] ist in Wirklichkeit eine Fehlinterpretation der Internetnutzer, die diesen Text interpretiert haben.

Band 1, Seite 17: „Das Schwerste ist die Erde. Die Erde ist unter dem Himmel und muss im Mittelpunkt stehen.“

Band 1, Seite 19: „Jeder Gegenstand strebt geradewegs zum Mittelpunkt der Erde. Die Schwerkraft neigt dazu, nach unten zu wandern, und der Mittelpunkt der Erde ist ihr Ursprung. So wie ein Magnet Eisen anzieht, strebt Eisen zum Stein. Ganz gleich, ob der Stein oben oder unten, links oder rechts liegt, das Eisen wird dorthin wandern. Das liegt in seiner Natur.“

Wir alle haben eine Ausbildung in Newtonscher Physik erhalten, daher könnte man beim Lesen dieses Absatzes leicht den Eindruck gewinnen, es handele sich um ein Physiklehrbuch für die Oberstufe. Tatsächlich ist dies nicht der Fall. Es geht hier nicht um die „universelle Gravitation“. Wie ein Internetnutzer aus Zhihu anmerkte, wird das Wort „Kraft“ überhaupt nicht erwähnt.

Im vorherigen Absatz hieß es, dass „der Mittelpunkt der Erde der Mittelpunkt“ das geozentrische System des Aristoteles sei, und es wurde erklärt, warum die Erde rund sein muss, da der Mittelpunkt der Erde auch der Mittelpunkt des Universums ist. Mit anderen Worten, das sogenannte „unten“ ist die Richtung des Erdmittelpunkts und das „oben“ ist die Richtung des Kopfes. Da die Erde eine Kugel ist, blicken die Menschen auf der ganzen Welt tatsächlich zum Mittelpunkt der Erde.

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Der letzte Absatz befasst sich mit Aristoteles‘ „Vier-Elemente-Lehre“, also der Physik des Aristoteles, wobei der Schwerpunkt auf der „Natur“ liegt. Die Natur der Elemente wird in zwei Kategorien unterteilt: Die Natur der Elemente Erde und Wasser bewegt sich nach unten, und die Natur der Elemente Luft und Feuer bewegt sich nach unten (und der Äther bewegt sich kreisförmig am Himmel). Schwere Objekte wie Erde und Wasser bilden also die runde Erde. Das Fehlen von „Kraft“ und die Betonung der „Natur“ sind die Merkmale der Physik des Aristoteles[3].

Für uns ist das heute leicht verständlich und einfach, da wir die Newtonsche Physik gelernt haben. Newton nutzte das Gesetz der universellen Gravitation, um uns zu sagen, welche Ansichten des Aristoteles richtig und welche falsch waren und wo sie falsch waren. Vor Newton war die Aussage des Aristoteles für viele Menschen unverständlich – Menschen auf der anderen Seite der Erde, wäre das nicht „auf dem Kopf stehend“? Also kann auf der anderen Seite niemand sein, oder? Dieses Problem ist das berühmte „Antipodenproblem“ in der Geschichte des europäischen akademischen Denkens.

Erst im Zeitalter der Entdeckungen, als europäische Seefahrer den Äquator und den Atlantik überquerten und die Neue Welt entdeckten, wurde den Menschen klar, dass es auf der anderen Seite der Erde tatsächlich Menschen gab.

Wissenschaftler nutzten einst den Magnetismus, um das Sonnensystem zu erklären

Was den letzten Teil betrifft, so entstand die Analogie zum Magnetismus aus der Sicht von William Gilbert (1544–1603), dem königlichen Leibarzt der englischen Königin Elisabeth I., nachdem er Magnete studiert hatte. Der deutsche Astronom Johannes Kepler (1571-1630) stimmte Gilbert zu und sie versuchten, auf dieser Grundlage aus physikalischer Sicht zu erklären, warum die Erde rund ist und warum sie sich um die Sonne dreht. Sie waren Zeitgenossen von Xu Guangqi und Wang Zheng. Genau genommen ist dieser Vergleich sogar falsch. Schließlich sind die (später bestätigten) Eigenschaften von Schwerkraft und Magnetismus sehr unterschiedlich. Die Schwerkraft zieht einander nur an, während Magnetismus Gegensätze anzieht und Gleiches abstößt. Auch ihre Ursprünge sind unterschiedlich. Dieses in der Vergangenheit aufgetretene Missverständnis zeigt auch, dass die Wissenschaft ein Prozess schrittweiser Entwicklung und von Versuch und Irrtum ist. Keine Theorie entsteht über Nacht und bleibt unverändert.
Daher nahmen einige Internetnutzer die Worte in diesen Absätzen wörtlich und glaubten fälschlicherweise, dass sich „zum Erdmittelpunkt hin sammeln“ auf die Schwerkraft beziehe. Dabei handelt es sich eigentlich um ein Missverständnis, das auf mangelnder Kenntnis der Wissenschaftsgeschichte beruht.

Das Missverständnis entstand, weil sie dasselbe Phänomen (die Erde ist rund) und dasselbe Thema (warum die Erde rund ist) diskutierten. Aristoteles glaubte, dass die Erde rund ist. Obwohl diese Schlussfolgerung eine gewisse wissenschaftliche Grundlage hat, hat er nicht wirklich beschrieben, wie diese Schlussfolgerung korrekt abgeleitet wurde. Einige seiner Prämissen gelten heute als falsch, sodass man nur von einer „qualitativen“ Beschreibung sprechen kann.

Newtons Gesetz der universellen Gravitation leitete eine neue Ära der Physik ein

Um dieses Problem quantitativ zu lösen, benötigen wir die Hilfe zweier großer Persönlichkeiten: Kepler, Galileo und Newton. Kepler wies darauf hin, dass die Planeten die Sonne auf elliptischen Bahnen umkreisen, und widerlegte damit vollständig das altgriechische Konzept der „perfekten Kreisbahnen“. Galileo war ein Pionier bei der Einführung der mathematischen quantitativen Analyse in die Physik, begann die Beziehung zwischen Bewegung und Kraft zu untersuchen und war in der Lage, den Bewegungsvorgang zu untersuchen.

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Newton organisierte und entwickelte die drei Gesetze der Kinematik, das Gesetz der universellen Gravitation und die Mathematik, die College-Studenten heute lernen müssen – die Infinitesimalrechnung. Die Entdeckung dieser mechanischen Prinzipien, die auf einer komplexeren mathematischen Grundlage basieren, führte zu der Bezeichnung „Newtonsche Mechanik“[4]. Das erste Problem, das Newton löste, kam vom britischen Astronomen Halley. Im Jahr 1684 stellte Halley Newton ein Problem, das zu diesem Zeitpunkt noch nicht gelöst war: Wie würde die Umlaufbahn eines Planeten aussehen, wenn die Schwerkraft der Sonne umgekehrt proportional zum Quadrat seiner Entfernung ist? Newton antwortete ohne zu zögern, dass er bewiesen habe, dass Umlaufbahnen elliptisch seien.

Dieses Gespräch veranlasste Halley dazu, Newton zur Veröffentlichung seiner Theorien zu drängen. Das Ergebnis waren die dreibändigen „Mathematical Principles of Natural Philosophy“, die 1687 veröffentlicht wurden. Dadurch konnte Halley die Umlaufbahn seines Lieblingskometen berechnen und die Rückkehr eines Kometen vorhersagen, des berühmten Halleyschen Kometen, der das nächste Mal im Jahr 2061 wiederkehren wird.

Mit anderen Worten: Die Theorie der universellen Gravitation kann nicht in nur ein paar Dutzend oder ein paar Hundert Wörtern vollständig beschrieben werden . Es muss auf den Eigenschaften und Funktionen von Objekten basieren, die Newton (über Aristoteles, Gilbert und Kepler hinaus) zusammenfasste, sowie auf den drei Bewegungsgesetzen (über Galileo hinaus) und der Infinitesimalrechnung (über die Mathematik des antiken Griechenlands hinaus), um den physikalischen Prozess elliptischer Umlaufbahnen zu lösen, bei dem sich Stärke und Richtung der Kräfte und Geschwindigkeiten ständig ändern.

Die Theorie der universellen Gravitation löste wichtige Fragen seit Aristoteles und Kopernikus – warum die Erde rund ist und warum das Sonnensystem so beschaffen ist. Die Newtonsche Mechanik hat unser grundlegendes Verständnis des Universums und unserer Alltagswelt verändert. Auch wenn wir heute über Dinge außerhalb der Physik sprechen, verwenden wir häufig den Begriff „Kraft“, was den großen Einfluss der Newtonschen Mechanik verdeutlicht.

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Wang Zheng konnte die Newtonsche Mechanik nicht erlernen, da er 1644 starb, im Jahr der Eroberung Pekings durch Li Zicheng. Newton war damals erst zwei Jahre alt. Aber ich glaube, wenn er durch die Zeit zu späteren Generationen reisen könnte, würde er intensiver lernen. Schließlich war er „Xu (Guangqi) im Süden und Wang im Norden“, einer der beiden Gelehrten der Ming-Dynastie, die bei der Verbreitung westlichen akademischen Wissens den größten Einfluss hatten.

Als Nachkommen müssen wir Wang Zheng nicht Newtons Schönheit aufzwingen, sondern sollten von seinem weiten Geist und seiner bescheidenen Lernbegabung lernen, die wahres Selbstvertrauen ausmacht . Nur auf dieser Grundlage können wir weiterhin innovativ sein und vorankommen. Wenn wir uns dem falschen „Ruhm der Vergangenheit“ hingeben und die Kluft zur Realität vergessen, werden wir auch die Zukunft verlieren.

Verweise

[1] Wu Mengxue, Vorwort zu China in den Augen der Europäer während der Ming- und Qing-Dynastie, Zhonghua Book Company, 2000

[2] Die illustrierte Aufzeichnung seltsamer Instrumente aus dem Fernen Westen, mit den neuesten illustrierten Beschreibungen verschiedener Instrumente, Zhonghua Book Company, 2016

[3] Aristoteles, Physik, The Commercial Press, chinesische Übersetzung der World Academic Classics Series, Erstausgabe 1982.

[4] Wu Yiyi, Von Kopernikus bis Newton: Die Etablierung des Heliozentrismus, Shanghai People’s Publishing House, Erstausgabe 2013.

Planung und Produktion

Autor: Sun Zhengfan, PhD in Astronomie, populärwissenschaftlicher Autor

Rezension von Sun Yifei, Direktor des Forschungsbüros für medizinische Ausbildungsgeschichte der Hebei Medical University

Planung von Xu Lai

Herausgeber: Lin Lin, Bai Li