Newtonsche und aristotelische Physik

Einführung

Die Veröffentlichung von Sir Isaac Newtons Principia Mathematica im Jahr 1687 war ein wichtiger Meilenstein in der Entwicklung einer echten mathematischen Darstellung der Bewegung. Vor Newtons bahnbrechender Abhandlung war das menschliche Verständnis der Kinematik weitgehend ontologisch geprägt, da berühmte Figuren der vornewtonschen Physik wie Aristoteles teleologische Erklärungen für die Bewegungen von Körpern anboten¹. Newton entfernte sich entschieden von diesem Paradigma, indem er die Physik der Bewegung mechanisierte und jeden Anschein von Teleologie beseitigte. Zu diesem Zweck schlug er ein revolutionäres Modell vor, in dem formlose Materiemassen von universellen Kräften regiert werden. In gewisser Hinsicht machte Newtons Mechanik den ersten Schritt in Richtung des heute vorherrschenden instrumentellen Ansatzes der Physik; dieser Ansatz zeichnet sich durch ontologische Minimierung und eine starke Abhängigkeit von operativen Konzepten aus, um empirische Ergebnisse zu erzielen².  Aus einer anderen Perspektive war Newtons Mechanik jedoch alles andere als instrumentell: Denn obwohl Newton die Metaphysik aus der Entwicklung von Vorhersagen eliminierte, war seine Mechanik immer noch in objektiven metaphysischen Entitäten als ultimative Erklärungen für empirische Ergebnisse verankert.³

Ein faszinierendes Beispiel für diese metaphysische Abhängigkeit ist Newtons Konzept des absoluten Raums. Newton zufolge gibt es zwei Formen von Raum: „Relationale Räume“, die durch messbare Beziehungen zwischen Objekten definiert sind (z. B. messbare Entfernungen und relative Geschwindigkeiten), und „Absoluter Raum“, eine tiefere, grundlegende Einheit, die theoretisch unabhängig von den Objekten, die sie enthält, existieren soll und der letzte Schauplatz aller Bewegung ist ⁴. Der absolute Raum fungiert in Newtons Mechanik lediglich als metaphysisches Postulat, eine Erkenntnis, die zum Ausgangspunkt einer der intensivsten wissenschaftlichen Debatten der Geschichte wurde, nämlich zwischen Newton und Gottfried Leibniz.

Die Debatte zwischen Newton und Leibniz⁵ drehte sich um die Frage, ob der Raum als eine Reihe von Beziehungen zwischen Körpern (Relationismus) oder als etwas Absolutes verstanden werden sollte, das von den Körpern und ihren Beziehungen verschieden ist (Substantivismus). Zunächst setzte sich Newtons Position durch, gestützt durch Gedankenexperimente wie den „Newtonschen Eimer“⁶. Allmählich bewegte sich der moderne Konsens in Richtung Relationismus⁷, insbesondere mit der Einführung des Mach’schen Prinzips und der Einstein’schen Relativitätstheorie. Von nun an würde Newtons Konzept des absoluten Raums weithin als ein überholtes Konzept betrachtet, das in die Geschichtsbücher verbannt werden sollte.

In diesem Essay werde ich versuchen zu zeigen, dass Newtons Konzept des absoluten Raums nicht so problematisch ist, wie viele vermuten; der Konflikt zwischen Relationisten und Substantivisten kann weitgehend versöhnt werden, indem man bestimmte ontologische Unterscheidungen übernimmt, die der Mathematiker und Philosoph der Physik Wolfgang Smith vorgeschlagen hat; aus dieser Perspektive werde ich argumentieren, dass der absolute Raum und der Relationismus nur zwei Seiten derselben Münze sind. Anschließend werde ich diese Schlussfolgerung nutzen, um zu argumentieren, dass einige Fragen der Mechanik, die traditionell als physikalisch angesehen werden, in Wirklichkeit metaphysisch sind und entsprechend erklärt werden können; diese Fragen beziehen sich auf die Natur von Bezugsrahmen und der Physik als solcher. Schließlich werde ich untersuchen, wie diese Ideen die Möglichkeit eröffnen, die aristotelische Mechanik neu zu beleben, wenn auch in einem nuancierten Sinne.

Die Ontologie von Wolfgang Smith

Wolfgang Smith argumentiert, dass die Natur zwei unterschiedliche Bereiche umfasst. Der erste ist die „körperliche Welt“, die die Körper und die Sinnesqualitäten umfasst, denen wir mit unseren fünf gewöhnlichen Sinnen begegnen⁸. Die moderne Metaphysik neigt dazu, diese Qualitäten zu subjektivieren; à la Locke werden sinnliche oder „sekundäre“ Qualitäten wie die Farbe oft als Kunstgriff des Geistes interpretiert, anstatt als inhärente Eigenschaft der Außenwelt⁹. Wolfgang Smith widerspricht diesem Konzept vehement und argumentiert, dass alle sensorisch wahrgenommenen Attribute integraler Bestandteil der externen Objekte sind, die er „körperlich“ nennt (ebd.). Im Folgenden werde ich mich auf den unabhängigen Bereich des Geistes, der diese Attribute enthält, als Körperwelt beziehen.

Der zweite Bereich von Smiths Naturontologie ist das „physikalische Universum“, das die messbaren Objekte umfasst, die der Physik zugänglich sind (ebd., S. 29). Smith unterteilt das physikalische Universum dann in zwei Unterbereiche. Der erste ist der „körperübergreifende“ Bereich, der messbare Objekte umfasst, die nicht direkt mit einer bestimmten körperlichen Entität verbunden sind (ebd., S. 35); in einem neueren Buch identifiziert Smith die körperübergreifenden Objekte direkt mit Quantensystemen ¹⁰. Der andere Teilbereich, der „subkorporale“, umfasst körperliche Objekte, wie sie in ihren quantitativen Dimensionen verstanden werden¹¹. Das heißt, zu jedem körperlichen Objekt X gibt es ein zugehöriges unterkörperliches Objekt SX. Im Gegensatz zu X ist SX frei von Sinnesqualitäten und besteht aus den quantitativen Resten von X. Mit anderen Worten: SX ist X, das in den messbaren Begriffen der Physik konzipiert ist – d. h. geometrisch, thermodynamisch, raumzeitlich usw. (ebd.).

Obwohl SX quantitativ ist, nimmt es dennoch an der Realität von X teil, was Smith zu seiner nächsten grundlegenden Unterscheidung zwischen Totalität und irreduzibler Totalität (IT, IW in englischsprachigen Texten) führt. In Smiths ontologischem Rahmen transzendiert die irreduzible Totalität eine einfache Addition von Teilen¹², im Gegensatz zur gewöhnlichen Totalität, die nur eine Sammlung von Teilen ist.

Das klassische Beispiel für eine IT ist der Kreis, da jede Instanziierung eines Kreises per Definition nicht auf eine einfache Ansammlung von Punkten auf einem Graphen reduziert werden kann. Um dies zu veranschaulichen, stellen wir uns einen Graphen vor, der mit einer zufälligen Ansammlung von Punkten gefüllt ist, die nicht miteinander verbunden und über die gesamte Ebene verstreut sind. Trotz der Möglichkeit, diese Punkte zu einem Kreis zu verbinden, würde kein rationaler Beobachter in dieser chaotischen Anordnung einen Kreis wahrnehmen, bevor er dies tut. Dies deutet darauf hin, dass ein Kreis nicht auf eine Ansammlung von Punkten in einem Diagramm reduziert werden kann und daher eine IT darstellt. Außerdem ist es, selbst wenn wir uns eine Sammlung von Punkten vorstellen, die in einem Kreis angeordnet sind, klar, dass das Konzept des „Kreises“ der Anordnung dieser Punkte vorausgehen muss; andernfalls wäre es unmöglich, sie überhaupt erst in dieser Form zu organisieren. Diese Tatsache wurde von dem berühmten Gestaltpsychologen Wolfgang Köhler¹³ erkannt, der Aristoteles‘ Idee wiederholte, dass das Ganze mehr ist als die Summe seiner Teile.

Smith behauptet, dass in der körperlichen Welt jedes Objekt X notwendigerweise ein IT ist, eine Eigenschaft, die noch verstärkt wird durch den Besitz dessen, was Thomas von Aquin eine „substantielle Form“ nennt, die die Materie eher zu einem Ding als zu einem anderen organisiert¹⁴. Und da alle körperlichen Objekte X irreduzible Totalitäten sind, sind es auch ihre homologen Objekte SX. Die irreduzible Totalität von SX ist jedoch rein quantitativ und bildet die objektiven klassischen physikalischen Eigenschaften, die auch in dem zugehörigen Körperobjekt X zu finden sind, durch die Teilhabe des ersten am Sein des zweiten¹⁵.

Substantivismus und Relationismus

Im Lichte der Ontologie von Wolfgang Smith können wir uns nun der Herausforderung stellen, Substantivismus und Relationismus miteinander zu versöhnen. Im Wesentlichen schlage ich vor, dass sich der Relationismus auf den unterkörperlichen Bereich bezieht. Wenn wir jedoch zum körperlichen Bereich aufsteigen, treffen wir auf mehr als nur räumliche Beziehungen: Wir finden einen absoluten Raum vor, der unabhängig von den Körpern, die er enthält, existiert.

Wenn wir unseren Blick auf die Körperwelt richten, begegnen wir einem Raum, der über das Messen hinausgeht. Wir nehmen einen unabhängigen Raum wahr, der sich von den Körpern, die er enthält, und den messbaren Beziehungen zwischen ihnen unterscheidet. Mit anderen Worten: Der Raum scheint mehr als eine Summe von Teilen zu sein und eine Art Körperlichkeit oder Wahrnehmbarkeit zu besitzen. Dies ist einer der Gründe, warum ich vorschlage, den Körperraum als substanziell zu betrachten, der über die Summe seiner Teile und messbaren Beziehungen hinausgeht. In der Tat nimmt der Raum im körperlichen Bereich eine eigene Identität an, als TI und als unabhängiger Grenzbehälter¹⁶, aufgrund seiner Wahrnehmbarkeit.¹⁷.

Wenn wir vom Körperlichen zum Unterkörperlichen übergehen, bleiben nur noch messbare Beziehungen zwischen Objekten, wie z. B. Entfernungen, übrig. Dies entspricht dem grundlegenden Ansatz der Physik, die sich auf diese Beziehungen konzentriert, ohne den Begriff des absoluten Raums zu bemühen. Wolfgang Smiths Unterscheidung zwischen dem Körperlichen und dem Physischen liefert die Grundlage für eine Versöhnung zwischen Substantivismus und Relationismus und ermöglicht die Gültigkeit beider Perspektiven, wenn auch auf unterschiedlichen ontologischen Ebenen.

Obwohl der Körperbereich mit einem Raum einhergeht, der über die messbaren Beziehungen hinausgeht, ist es dennoch wahr, dass der Körperraum messbar ist. Der Grund dafür ist, dass, obwohl der Raum tatsächlich in eine messbare Menge von Beziehungen einerseits und etwas Größeres andererseits unterteilt werden kann, die messbare Konzeption des Raums auf der unterkörperlichen Ebene immer noch am nicht messbaren Körperraum teilhat – analog zu der Art und Weise, wie ein unterkörperliches Objekt SX an einem körperlichen Objekt X teilhat, während es eine von X getrennte Identität beibehält¹⁸. Obwohl also sowohl Substantivismus als auch Relationismus in ihren jeweiligen Bereichen gültige Begriffe sind, gibt es immer einen Sinn, in dem die relationale Auffassung von Raum eine Hilfskonzeption der substantivischen Auffassung ist, nämlich dass die erstere die messbare Dimension der letzteren ist.

Die hier angestellten Überlegungen zum Raum gelten auch für die Natur der Zeit, allerdings mit einem wichtigen Unterschied. Für Wolfgang Smith entsteht die Zeit nicht in der körperlichen Welt, sondern in einem höheren Bereich, den er als „Zwischenebene“ bezeichnet ¹⁹. Die mittlere Ebene besteht aus einem ununterbrochenen Fluss kosmischer Zeit, die nicht an den Raum gebunden ist und keine körperlichen Parameter oder Beziehungen aufweist²⁰. Diese kosmische Zeit ist im Wesentlichen inkommensurabel, aber sie bestimmt auch die auf der körperlichen Ebene messbaren Zeitbeziehungen. Um im Lexikon der modernen Physik zu bleiben: Der „Substantivismus“ in Bezug auf die Zeit gilt auf der mittleren Ebene, und der „Relationismus“ in Bezug auf die Zeit gilt auf der körperlichen und unterkörperlichen Ebene.

Wiederum können wir auch davon ausgehen, dass die messbaren zeitlichen Beziehungen zwischen den Körperkörpern an der unermesslichen Zeit des Mittleren teilhaben. Dies ist so, weil die kosmische Zeit diese messbaren Beziehungen bestimmt und unterstützt. Allerdings sind die messbaren zeitlichen Beziehungen zwischen den Körpern nicht wesentlich für die Zeit als solche; die Zeit wäre immer noch ohne die Körper in messbaren zeitlichen Beziehungen denkbar, so wie der Raum substantivisch ohne messbare räumliche Beziehungen denkbar ist. Im Gegenteil, diese messbaren Beziehungen beziehen ihre Existenz aus ihrer Teilhabe an etwas Inkommensurablem. Wie Platon bemerkt: „Wenn einer keine Teilhabe an der Zeit hat, ist er nicht geworden, ist nicht geworden und war nicht in der Vergangenheit“! (Parmenides, 141e.).

Teleologie, Bewegung und Physik

Die vorangegangene Analyse bereitet den Boden für das, was mich in diesem Abschnitt beschäftigt: die Beziehung zwischen Teleologie, Bezugsrahmen und Physik.

Das Prinzip, dass „alle Trägheitsreferenzsysteme gleich sind“, ist jedem Physikstudenten wohlbekannt. Dieses Prinzip besagt im Wesentlichen, dass zwischen zwei unbeschleunigten Bezugssystemen keines einen absoluten Bewegungszustand in Bezug auf das andere beanspruchen kann. Mit anderen Worten: Kein Inertialreferenzsystem kann zu Recht behaupten, wirklich stationär zu sein, während es das andere als wirklich in Bewegung betrachtet²¹. Aussagen über Bewegung müssen vielmehr in Bezug auf spezifische Trägheitsbezugsrahmen relativiert werden. Im Anschluss an den vorherigen Abschnitt legt die Existenz eines absoluten Raums jedoch nahe, dass dieses Prinzip unvollständig sein kann. Die Existenz und Körperlichkeit des absoluten Raums impliziert, dass die Trägheitsbewegung über ein einfaches physikalisches Phänomen hinausgeht und daher in gewissem Sinne absolut sein muss.

In diesem Zusammenhang behaupte ich, dass bestimmte Trägheitsbezugsrahmen tatsächlich gegenüber anderen privilegiert sein können, wenn auch auf nicht-physikalischer bzw. körperlicher Basis²². Ich schlage vor, dass dieses Privileg teleologisch ist. Nachdem ich diesen Vorschlag verteidigt und dargelegt habe, werde ich diesen Abschnitt abschließen, indem ich seine Verzweigungen für unser umfassenderes Verständnis der Beziehung zwischen Physik und Bewegung untersuche.

Nehmen wir das klassische Beispiel eines Zuges, der sich auf Schienen bewegt. Aus physikalischer Sicht ist es durchaus schlüssig zu behaupten, dass sich die Schienen bewegen, während der Zug stillsteht²³. Und in gewissem Sinne ist diese Aussage wahr, denn was der Physiker wahrnimmt, ist nicht der Zug an sich, sondern das mit ihm verbundene physikalische Objekt SX. Wenn wir buchstäblich die Augen öffnen, sehen wir natürlich nicht SX, sondern ein körperliches Objekt X mit seiner unterscheidbaren Natur und substanziellen Form, d. h. einen Zug. Darüber hinaus erweist sich der Zug auf der körperlichen Ebene als inhärent auf Bewegung ausgelegt – sein Telos oder Ende ist auf Bewegung ausgerichtet, während die Schienen ein anderes Ende haben. Daraus können wir schließen, dass es der Zug und nicht die Schienen sind, die wirklich in Bewegung sind. Das Vernunfturteil (oder die Ansicht) eines Zuschauers, dass sich der Zug und nicht die Schienen bewegen, erweist sich letztlich als richtig.

Um diesen Gedanken etwas zu vertiefen, betrachten wir die Technik eines fahrenden Dampfzuges. Der Zug nutzt die Energie des Dampfes, der durch das Wasser in seinem Kessel erzeugt wird, der dann mit den Rädern verbundene Kolben betätigt und den Zug vorwärts treibt. Dieser Prozess setzt eine intrinsische Bewegungsorientierung des Zuges voraus. Wir haben also einen triftigen Grund, dem Bezugssystem des Zuges den Vorzug vor dem Bezugssystem der Gleise zu geben. Der Zug bewegt sich, während die Gleise in ihrer Relativbewegung unbeweglich bleiben. Zugegebenermaßen wird diese Schlussfolgerung nur auf einer nicht-physikalischen Grundlage und hauptsächlich auf der Körperebene gezogen. Diese Perspektive wirkt sich auch nicht auf die Physik als solche aus, die Trägheitssysteme als messbare Aggregate mit gleichen Ansprüchen auf privilegierte Bewegungszustände betrachtet – zumindest in Bezug auf die Bruttokinematik.

Offensichtlich gilt diese Analyse für jedes System, das inhärent auf Bewegung ausgerichtet ist, von Schildkröten bis zu Raumschiffen. Allgemein schlage ich vor, dass, wenn sich zwei Objekte inertial relativ zueinander bewegen, das Objekt, das über seine körperliche Manifestation teleologisch zur Bewegung prädisponiert ist, als „in Bewegung“ gegenüber dem Objekt, das nicht in Bewegung ist, bevorzugt wird²⁴. Dieses Privileg wiederum erstreckt sich auf das physikalische System SX, das mit dem Objekt verbunden ist.

Wie aber sind Situationen zu interpretieren, in denen es keine offensichtliche Disposition zur Bewegung gibt? Zum Beispiel ein Stein, der sich träge bewegt, nachdem er geworfen wurde, oder der unter dem Einfluss der Schwerkraft mit einer Endgeschwindigkeit zur Erde fällt?

Diese Szenarien lassen sich generell in zwei Kategorien einteilen, wie Aristoteles in seiner Physik betont: (1) Bewegungen, die natürlich auftreten oder sich aus den den Körpern innewohnenden lokomotorischen Tendenzen ergeben; und (2) Bewegungen, die gewaltsam auftreten oder den natürlichen lokomotorischen Tendenzen der Körper zuwiderlaufen²⁵. Ein Beispiel für eine „natürliche Bewegung“ ist der Fall eines zur Erde fallenden Felsens. Diese Bewegung resultiert aus der inhärenten Tendenz des Felsens, sich in Richtung des Erdmittelpunkts zu bewegen, wo er seinen „natürlichen Ruheort“ findet (ebd. L. IV). Das Werfen eines Steins hingegen stellt einen Fall von gewaltsamer Bewegung dar, da dies der natürlichen Tendenz des Steins, nahe dem Erdmittelpunkt zu ruhen, zuwiderläuft.

In Fällen natürlicher Bewegung gibt es inhärente Dispositionen, die der Bewegung innewohnen, auch wenn sie nicht offensichtlich sind. Um diese Tendenzen vollständig zu erkennen, schlage ich vor, sie in einem breiteren metaphysischen Rahmen der Bewegung zu betrachten, wie er beispielsweise in der Physik des Aristoteles zu finden ist. Bei der Analyse zweier Bezugsrahmen für relative Trägheitsbewegungen sollte dem Rahmen, in dem das Körperobjekt eine Bewegungsdisposition aufweist, Vorrang vor dem Rahmen gegeben werden, in dem das Objekt keine solche Prädisposition aufweist. In Fällen von gewalttätiger Bewegung im körperlichen Bereich geht diese Bewegung von einem Objekt A aus, das kausal mit einem anderen Objekt B interagiert. B hat den inhärenten Zweck (telos), selbst in Bewegung zu sein oder eine Bewegung auf A zu übertragen. In Fällen gewaltsamer Trägheitsbewegung müssen die an dieser kausalen Interaktion beteiligten Objekte im Vergleich zu den Objekten, die nicht in Bewegung sind, als „in Bewegung“ betrachtet werden. Daher kann in Fällen, in denen die Dispositionen zur Bewegung nicht offensichtlich sind, die tatsächliche Bewegung auf Körperebene immer noch teleologisch unterschieden werden. Noch einmal, und um es erneut zu betonen, ändern diese Schlussfolgerungen über die Bewegung nichts an der Physik als solcher, da sie sich auf den körperlichen Bereich beziehen.

Die oben genannten Anerkennungen fordern uns jedoch dazu auf, die Beziehung zwischen Physik und Bewegung neu zu überdenken. Genauer gesagt zwingen sie uns zu der Frage, ob sich die Physik wirklich mit der eigentlichen Bewegung befasst, d. h. mit den tatsächlichen Veränderungen des Raums in der Zeit.

Wie wir festgestellt haben, behandelt die Physik – vielleicht mit Ausnahme der Elektrodynamik – alle Inertialbezugsrahmen auf die gleiche Weise. Dies legt nahe, dass die Physik der Inertialsysteme in Bezug auf die grobe Mechanik in Wirklichkeit bewegungsblind ist. Zwar kann jedes System behaupten, in Bewegung zu sein, doch scheint es, dass in einem grundlegenderen Sinne kein System wirklich in Bewegung ist. Es scheint, dass es im Laufe der Zeit keine wirklichen Veränderungen im Raum gibt, denn wenn jedes System auf Kosten aller anderen behaupten kann, in Bewegung zu sein, heben sie sich in Wirklichkeit gegenseitig auf. Dies gilt umso mehr, als die Physik blind für den teleologischen Ursprung der Bewegung ist – den Faktor, der, wie gesagt, die inertialen Bezugsrahmen unterscheidet. Wenn es um Inertialsysteme geht, befasst sich die Physik daher nicht mit der Bewegung als solcher. Sie befasst sich vielmehr mit einer Art Ersatzbewegung, bei der alle Systeme die gleichen Privilegien haben und die Körper sich relativ zueinander „bewegen“ (Aus den genannten Gründen erweist sich die Relativbewegung als kein aussagekräftiges Konzept).

Dieses „physikalische“ Verständnis von Bewegung ist für uns nur verständlich, weil es in unserem körperlichen Verständnis von Bewegung verankert ist, mit den daraus resultierenden teleologischen und ontologischen Implikationen. Das Verständnis des Physikers von der Trägheitsbewegung ist in der Tat parasitär von der Bewegung, die wir in der Körperwelt beobachten. Die Kriterien für die Unterscheidung zwischen echter und falscher Bewegung werden auf der Körperebene festgelegt, analog zu der Art und Weise, wie das Fundament eines Gebäudes die darauf ruhende Struktur stützt. So wie das Verständnis der Funktion des Überbaus nicht isoliert ist, gilt dies auch für das Verständnis der Physiker, wie sie die Trägheitsrahmen gestalten.

Wenn es um Szenarien geht, die Beschleunigung beinhalten, scheint es auf den ersten Blick, dass sich die Physik mit Bewegung befasst. Die Beschleunigung eines Körpers wird schließlich von allen Trägheitsrahmen universell akzeptiert und gilt daher in der Newtonschen Mechanik als absolut. Aber auch das ist irreführend: Streng genommen befasst sich das Newtonsche Bewegungsgesetz, das die Beschleunigung eines Masseteilchens mit einer auf dieses wirkenden äußeren Kraft verknüpft, nicht mit der Bewegung als solcher, sondern mit ihren Veränderungen. Und das zu Recht, denn die Beschleunigung soll eher eine Änderung einer vordefinierten Größe (der Geschwindigkeit) darstellen, als einen Wert für diese Größe zu liefern.

Es scheint, dass die Physik als solche uns nichts über Ruhe und Bewegung in einem absoluten Sinne sagen kann, nicht weil es keine Ruhe oder Bewegung gibt, sondern weil es in der Physik um Begriffe geht, die die Bewegung begrifflich begründen oder sich mit ihrer Varianz befassen. Dieser blinde Fleck in der Physik resultiert aus dem Ausschluss des absoluten Raums und der Teleologie aus den Trägheitsrahmen auf der Körperebene.

Auf dem Weg zu einer Reintegration der aristotelischen Physik

Wir haben zwei wesentliche Aussagen diskutiert. Der erste lautet, dass der absolute Raum zwar existiert, seine Existenz aber körperlich ist. Die zweite ist, dass bestimmte inertiale Bezugsrahmen aus teleologischen Gründen objektiv gegenüber anderen bevorzugt werden können. Diese Erkenntnisse veranlassen uns, die Relevanz der aristotelischen Physik neu zu bewerten – ein Paradigma, das lange Zeit als überholt galt -, und ich behaupte, dass eine aristotelische Physik der Körper sowie die Bewegungsvorstellung des modernen Physikers zwei unverzichtbare Aspekte einer noch umfassenderen Darstellung der Bewegung sind. Bevor ich jedoch meine These vorstelle, werde ich zunächst einen kurzen Überblick über die aristotelische Physik und ihre Relevanz im Kontext der modernen Physik geben.

Das Grundprinzip, das der aristotelischen Physik zugrunde liegt, ist, dass Bewegung eine Form der Veränderung von der Potenz zum Akt ist. Für Aristoteles gibt es daher zwei Arten von Veränderung oder „Bewegung“: die Veränderung, die man beobachten kann, wenn eine Substanz ihre zufälligen Eigenschaften ändert, und die Veränderung des räumlichen Ortes eines Körpers im Laufe der Zeit (Physik, L. III). Beide Arten von Bewegung beinhalten „die Aktualisierung dessen, was einst potentiell war“ (ebd.). Im Rahmen dieses Essays verwende ich den Begriff „Bewegung“ für die zweite Art der Veränderung, entsprechend dem bisherigen Gebrauch.

In seiner Beschreibung der Bewegung verwendet Aristoteles zwei Konzepte, um dieses Phänomen zu erklären. Das erste ist, wie wir bereits gesehen haben, die Teleologie. Das zweite ist das Konzept der Kraft. Für Aristoteles wird Kraft natürlich nicht in demselben Sinne verstanden wie in der modernen Physik, d. h. als ein Einfluss, der sich durch ein lokal enthaltenes und mathematisch beschreibbares Feld ausbreitet (das in der Regel durch Skalare oder Vektoren dargestellt wird). Für Aristoteles ist die Kraft vielmehr als eine Macht zu verstehen, die von der inkommensurablen Substanz eines Körpers ausgeht (ebd., L. VIII). Trotz seines Unterschieds zur modernen Physik führt Aristoteles‘ Kraftbegriff dennoch zu einer Veränderung in Raum und Zeit, aber diese Veränderung soll nicht durch mathematisierte Felder, d. h. „physikalisch“, verlaufen. Durch die Verwendung der Begriffe Teleologie und Kraft baute Aristoteles eine Theorie der Bewegung auf, die auf eine Vielzahl von Kontexten anwendbar ist, darunter die Himmelsbewegung und die Erdbewegung (nur letztere betrifft uns hier).

Wie bereits erwähnt, ist eine von Aristoteles‘ Schlüsselunterscheidungen die zwischen natürlicher und gewaltsamer Bewegung. Die natürliche Bewegung ergibt sich aus dem inhärenten Zweck eines Objekts (telos), der es zu seinem Platz auf der Erde treibt (ebd., L. IV), während die gewaltsame Bewegung aus einer Störung der natürlichen Bewegung eines Objekts durch eine Kraft resultiert, die von einem anderen Körper ausgeht (ebd., L. VIII). Für Aristoteles wurden die natürlichen Bewegungen von Objekten von vielen Prinzipien bestimmt, die mit den fünf Elementen zusammenhängen; er argumentierte, dass das Element Erde von Natur aus dazu neigt, im Zentrum der Erde zur Ruhe zu kommen, während die Elemente Wasser, Luft und Feuer dazu neigen, sich vom Zentrum weg zu erheben, jedes in unterschiedlichem Maße (ebd., L. IV). Diese Verhaltensweisen spiegeln eine teleologische Ausrichtung der Elemente und der Objekte, aus denen sie bestehen, wider. Gewaltsame Bewegungen hingegen entstehen, wenn eine äußere Kraft auf ein Objekt ausgeübt wird, wodurch die natürliche Bewegung gestört wird; einen Felsen in die Luft zu werfen, stellt beispielsweise einen Fall von gewaltsamer Bewegung dar, da es die natürliche Tendenz des Felsens, sich zur Erde zu bewegen, unterbricht. Aristoteles behauptet auch, dass Kraft durch den „Kontakt“ zwischen zwei Körpern übertragen wird.

Diese grundlegenden Ideen führten Aristoteles zu Schlussfolgerungen, die oft als im Widerspruch zur modernen Physik stehend angesehen werden, insbesondere dass die natürlichen Bewegungen von Feuer, Luft, Wasser und Erde das Ergebnis einer teleologischen Bewegung zu ihren Bestimmungsorten sind. Heute interpretieren wir diese Phänomene im Lichte der Prinzipien und Kräfte der modernen Physik; wir sagen, dass der Felsbrocken aufgrund des Gravitationsfeldes der Erde auf den Boden fällt, und nicht, weil er eine intrinsische Neigung hat, sich im Herzen des Planeten abzusetzen. Ebenso steigt die Luft aufgrund ihrer geringen Dichte auf und nicht, weil sie an einen bestimmten Ort aufsteigen „möchte“. Darüber hinaus hat die moderne Physik im Gegensatz zu den metaphysischen Erklärungen des Aristoteles den Vorteil, dass sie auf Mathematik beruht, was genaue und überprüfbare Vorhersagen über die natürliche Welt ermöglicht.

Ein weiterer Unterschied zwischen der Physik des Aristoteles und der modernen Physik besteht darin, dass Aristoteles im Fall von heftigen Bewegungen postuliert, dass immer eine Kraft erforderlich ist, um einen Körper in Bewegung zu halten (ebd., L. VII). Dies widerspricht natürlich Newtons erstem Gesetz der Bewegung/Trägheit, das besagt, dass ein ruhendes Objekt in Ruhe bleibt und ein sich bewegendes Objekt in Bewegung bleibt – bei konstanter Geschwindigkeit und in einer geraden Linie -, sofern es nicht einer unausgewogenen Kraft ausgesetzt ist.

Solche Diskrepanzen haben die meisten Menschen dazu veranlasst, Aristoteles in Bausch und Bogen abzulehnen. Carlo Rovelli hingegen schlägt vor, hier kein vorschnelles Urteil zu fällen. Rovelli bemerkt beispielsweise, dass die aristotelische Physik tatsächlich als eine Annäherung an die Newtonsche Mechanik angesehen werden kann, wenn sie auf Körper angewendet wird, die sich in Flüssigkeiten bewegen²⁶. Die Vorstellung, dass die aristotelische Physik schlichtweg keine Wahrheit enthält, ist falsch. Und vor allem im Lichte von Wolfgang Smiths Erzählung über die Realität scheint die Physik des Aristoteles durchaus relevant zu sein. Tatsächlich sind, wie ich nun zeigen werde, das Verständnis der Bewegung durch den modernen Physiker und das von Aristoteles nicht nur miteinander vereinbar, sondern bieten uns, wenn sie kombiniert werden, eine tiefere und erhellende Sicht der Bewegung.

Zunächst einmal gibt es in Bezug auf die Frage, ob die natürliche Bewegung durch physikalische Kräfte und Felder oder durch eine teleologische Orientierung angetrieben wird, keinen Grund, warum diese beiden Erklärungen nicht auf unterschiedlichen ontologischen Schichten, die Smiths körperlichem und physischem Bereich entsprechen, nebeneinander existieren können. Auf der körperlichen Ebene erklären teleologische Erklärungen die generalisierten Bewegungen der Körper. Physikalische Erklärungen, die Kräfte und Felder einbeziehen, gelten hingegen für Bewegungen auf der physischen oder quantitativen Ebene. Beide ergänzen sich insofern, als teleologische Erklärungen die umfassendere Frage behandeln, warum Bewegungen auf die Art und Weise stattfinden, wie sie es tun, während physikalische Erklärungen das messbare Verhalten erfassen, das auftritt, wenn Körper diese generalisierten Bewegungen ausführen. Diese vermeintlich „widersprüchlichen Erklärungen“ ermöglichen stattdessen ein umfassenderes Verständnis der natürlichen Bewegung, sowohl in qualitativer als auch in quantitativer Hinsicht. Nehmen wir als Beispiel das Telos eines Felsens, das allgemein erklärt, „warum“ er auf den Boden fällt, während der quantitative Begriff der Schwerkraft – eingehüllt in die mathematische Sprache der Wissenschaftstheorie – die spezifizierten messbaren Parameter erklärt, die während des freien Falls des Felsens auftreten (wie Geschwindigkeit, Fallbeschleunigung, Verlust an potenzieller Energie usw.).

Diese Komplementarität zwischen teleologischen und physikalischen Erklärungen umfasst in der Tat alle Formen der natürlichen Bewegung, die sich in den Elementen manifestieren, wie oben beschrieben. Teleologische Erklärungen haben jedoch Vorrang vor physikalischen Erklärungen, da sie die ultimativen Gründe für das Auftreten von Bewegungen liefern. In diesem Sinne spielen die physikalischen Erklärungen eine untergeordnete Rolle, indem sie die quantitativen Merkmale der natürlichen Bewegung liefern, die durch den Modus Operandi der Physik zugänglich sind.

Betrachten wir nun den scheinbaren Konflikt zwischen den Ansichten des Aristoteles und Newtons erstem Gesetz der Bewegung. Ich schlage vor, diese Spannung aufzulösen, indem ich anerkenne, dass sich Aristoteles‘ Konzept der Kraft grundlegend von Newtons Konzept der Kraft unterscheidet. Wie wir bereits gesehen haben, verstand Aristoteles Kräfte im Wesentlichen als Potenzen oder Neigungen, die räumliche Veränderungen bewirken und von den substanziellen Formen der Körper ausgehen. Wesentlich ist, dass er sie nicht als messbare Aktionen betrachtete, die sich durch mathematisierte Felder ausbreiten. Dieser auffallende Unterschied zwischen dem Kraftbegriff des Aristoteles und dem des modernen Wissenschaftlers – nämlich die Tatsache, dass die beiden Definitionen nicht miteinander konkurrieren – ebnet den Weg für die Versöhnung von Aristoteles‘ Ansicht über die „ewige Bewegung“ mit Newtons erstem Gesetz.

Was Kräfte als mathematisierte Aktionen betrifft, so hat Newton völlig Recht mit seiner Behauptung, dass ein Objekt, das durch eine Kraft in Bewegung gesetzt wird, sich ohne die fortgesetzte Anwendung dieser Kraft weiterhin unbegrenzt im Vakuum bewegen wird (d. h. das erste Gesetz). Diese Tatsache ist angesichts des mathematischen Formalismus der Newtonschen Physik trivialerweise wahr. Denn wenn wir die Kräfte als von der Substanz der Körper ausgehend betrachten, als kausale Kräfte, gibt es keinen Grund anzunehmen, dass die Kräfte nicht kontinuierlich andere Körper beeinflussen, auch wenn diese nicht in direktem physischem Kontakt stehen! Tatsächlich kann man als allgemeines Prinzip verstehen, dass eine aristotelische Kraft, sobald sie einen Körper im Raum bewegt oder verändert, weiterhin „aus der Ferne“ einen Einfluss auf diesen Körper ausübt, bis eine andere Kraft auf ihn einwirkt. Die newtonsche und die aristotelische Perspektive auf die Bewegung ergänzen sich also. Zwar ist es richtig, dass sich ein Körper theoretisch unbegrenzt im Vakuum weiterbewegen kann, wenn er ursprünglich durch eine von einem anderen Körper ausgehende Newtonsche Kraft in Bewegung gesetzt wurde, doch wird seine Bewegung durch eine ontologisch zwischen den beiden Körpern wirkende Aristotelische Kraft immerwährend aufrechterhalten, selbst wenn keine Newtonsche Kraft vorhanden ist.

Die oben vorgestellten Ideen befinden sich noch in den Anfängen und mögen zum jetzigen Zeitpunkt unvollständig erscheinen. Wenn sie jedoch weiterentwickelt werden, könnten diese Konzepte den Weg für eine Renaissance der aristotelischen Physik ebnen. Der erste Schritt in diesem Unterfangen besteht darin, die Integration der aristotelischen Physik mit der klassischen Mechanik auf der Erdebene zu verfeinern. Zweitens wird es wichtig sein zu untersuchen, wie Aristoteles‘ Ansichten über die Himmelskörper mit modernen, empirisch gestützten Verständnissen des Kosmos in Einklang gebracht werden können.

Abschließende Bemerkungen

Zu Beginn dieses Essays wurde festgestellt, dass die Wurzeln der modernen Physik größtenteils auf Sir Isaac Newton zurückgehen, dessen bahnbrechende Arbeiten den Grundstein für diese Disziplin gelegt haben. Seitdem hat sich die Physik jedoch bemüht, jede Vorstellung von nicht-physikalischer oder absoluter Bewegung zu verdrängen, wofür Newton selbst plädierte. Wie die Argumente in diesem Aufsatz nahelegen, scheint das Bemühen, solche Überlegungen zu unterdrücken, letztlich unklug gewesen zu sein. Im Lichte der von Wolfgang Smith eingeführten Unterscheidungen ist es durchaus sinnvoll, die Existenz eines absoluten Raums und einer absoluten Zeit zu postulieren. Wir haben auch untersucht, wie Smiths ontologische Unterscheidung zwischen körperlicher und physischer Realität es ermöglicht, absolutistische oder substantivistische Sichtweisen der raumzeitlichen Realität und relationistische Perspektiven in Einklang zu bringen. Darüber hinaus können wir nun sehen, dass bevorzugte und nicht bevorzugte Bezugsrahmen auf teleologischer Grundlage unterschieden werden können. All dies deutet darauf hin, dass eine radikale Neukonzeption der Natur der Physik selbst – unter Ausnutzung der Stärken mathematischer und aristotelischer Paradigmen – eine sehr reale Möglichkeit ist.

Was nun folgt, ist eine tiefgehende Entfaltung der in diesem Essay vorgebrachten Konzepte und Argumente, wobei die Grundlagen für ein in Smiths Ontologie formuliertes Verständnis von Bewegung gelegt wurden. Natürlich bleibt noch viel zu tun bei der Anwendung dieser Prinzipien auf komplexere Beispiele und nuanciertere Analysebereiche.

* * *

Mögen die aus diesem Essay gezogenen Schlussfolgerungen uns an den Reichtum und das Ausmaß des Erbes von Wolfgang Smith erinnern – ein Erbe, von dem ich überzeugt bin, dass es der Menschheit bei ihrem Streben nach einem Verständnis der Realität noch viel zu bieten hat. Ich vermute stark, dass wir gerade einmal an der Oberfläche dessen gekratzt haben, was die Kategorien und Unterscheidungen von Wolfgang Smith enthüllen könnten!

Anmerkungen

1. Siehe Aristoteles, Physik, L.IV.[↩]
2. Chang, Hasok, „Operationalism“, The Stanford Encyclopedia of Philosophy (Fall 2021 Edition), Edward N. Zalta (ed.), URL = https://plato.stanford.edu/archives/fall2021/entries/operationalism/.[↩]
3. Rynasiewicz, Robert, „Newton’s Views on Space, Time, and Motion“, The Stanford Encyclopedia of Philosophy (Spring 2022 Edition), Edward N. Zalta (ed.), URL = https://plato.stanford.edu/archives/spr2022/entries/newton-stm/.[↩]
4. Les Principia: Mathematical Principles of Natural Philosophy: A New Translation, trans. I. B. Cohen & A. W. Berkeley (University of California Press, 1999), Scholium.[↩]
5. Hoefer, Carl, Nick Huggett, and James Read, „Absolute and Relational Space and Motion: Classical Theories„, The Stanford Encyclopedia of Philosophy (Fall 2024 Edition), Edward N. Zalta & Uri Nodelman (eds.), URL = https://plato.stanford.edu/archives/fall2024/entries/spacetime-theories-classical/.[↩]
6. Wissenschaftliches Experiment, bei dem ein Eimer mit der Winkelgeschwindigkeitw₀  gedreht wird; die Wasseroberfläche vertieft sich und nimmt die Form eines Rotationsparaboloids an (d. h. ihr Meridian ist eine Parabel).[↩]
7. Huggett, Nick, Carl Hoefer, and James Read, „Absolute and Relational Space and Motion: Post-Newtonian Theories„, The Stanford Encyclopedia of Philosophy (Fall 2024 Edition), Edward N. Zalta & Uri Nodelman (eds.), URL = https://plato.stanford.edu/archives/fall2024/entries/spacetime-theories/.[↩]
8. The Quantum Enigma (Philos-Sophia Initiative, 2023), Kap. 1.[↩]
9. Bolton, Martha, „Primary and Secondary Qualities in Early Modern Philosophy„, The Stanford Encyclopedia of Philosophy (Fall 2022 Edition), Edward N. Zalta & Uri Nodelman (eds.), URL = https://plato.stanford.edu/archives/fall2022/entries/qualities-prim-sec/.[↩]
10. Physics: A Science in Quest of an Ontology ( (Philos-Sophia Initiative, 2023), S. 28-33.[↩]
11. The Quantum Enigma, op. cit., S. 34. Ein physisches Objekt – ob subkorporal oder transkorporal – ist in Smiths Worten das körperliche Objekt, „wie es vom Physiker verstanden wird“[↩]
12. https://philos-sophia.org/irreducible-wholeness-dembski-theorem/.[↩]
13. Gestalt Psychology: An Introduction to New Concepts in Modern Psychology (Liveright, 1947).[↩]
14. Pasnau, Robert, „Thomas Aquinas“, The Stanford Encyclopedia of Philosophy (Winter 2024 Edition), Edward N. Zalta & Uri Nodelman (eds.), forthcoming URL = https://plato.stanford.edu/archives/win2024/entries/aquinas/. §4 Form and Matter.[↩]
15. Physics: A Science in Quest of an Ontology, op. cit., pp. 26-27).[↩]
16. Mit Grenzbehälter meine ich den Raum, der als kosmische „Grenze“ konzipiert ist. Wie Smith betont, ist der Raum als Grenze jedoch nicht unvereinbar mit der Tatsache, dass er auch ein „leerer Behälter“ ist, d.h. eine separate Substanz, die Objekte enthält. Darüber hinaus könnte es sein, dass der Grenzaspekt des Raums Vorrang hat, während der Behälteraspekt parasitär von ersterem abhängt. Siehe „Cosmic vs. Measurable Time: From Physics to Cosmology“: https://philos-sophia.org/cosmic-measurable-time/.[↩]
17. Unabhängige Wahrnehmbarkeit bedeutet, dass der Körperraum als eine Einheit wahrgenommen wird, die sich von den Körpern, die er enthält, unterscheidet. Dies bedeutet nicht, dass andere Körper nicht notwendig sind, um uns bei der Wahrnehmung eines solchen Raumes zu helfen, z. B. im Fall der visuellen Wahrnehmung, die Objekte als Referenzpunkte benötigen kann, um das Vorhandensein eines unabhängigen Raumes zu beurteilen[↩]
18. Physics, a Science in Quest of an Ontology, op. cit., S. 27.[↩]
19. „The Tripartite Wholeness“, https://philos-sophia.org/the-tripartite-wholeness/.[↩]
20. „Cosmic vs. Measurable Time: From Physics to Cosmology“: https://philos-sophia.org/cosmic-measurable-time/.[↩]
21. Tim Maudlin, Philosophy of Physics: Space and Time (Princeton University Press, 2012).[↩]
22. Damit soll nicht die Möglichkeit der physischen Privilegierung bestimmter Bezugsrahmen verworfen werden. Die wahre Grundlage dieses Privilegs ist jedoch grundlegend nicht-physisch, und jede physische Manifestation spiegelt dieses zugrunde liegende tiefere Prinzip lediglich in Form einer quantitativen Signatur wider.[↩]
23. Mathematisch gesehen wird aus der Perspektive eines Inertialrahmens dieser Rahmen bei der Konstruktion der Raum-Zeit-Koordinaten immer als ruhend betrachtet. Diese Perspektive ist entscheidend, weshalb aus der Sicht einer Person, die sich in einem inertial bewegten Zug befindet, der Zug als stationär wahrgenommen wird, während sich die Schienen zu bewegen scheinen.[↩]
24. Voraussetzung ist natürlich, dass das Objekt vom gegenüberliegenden Rahmen als in Bewegung befindlich beurteilt wird. Dieses Prinzip gilt nur für Fälle, in denen ein Objekt ein Telos in Richtung Bewegung trägt und das andere nicht. In Szenarien, in denen mehrere Objekte mit einer intrinsischen Ausrichtung auf Bewegung beteiligt sind, muss ein neues Prinzip aufgestellt werden – vielleicht abgeleitet aus dem teleologischen Kontext bestimmter Handlungen in der Körperwelt.[↩]
25. vgl. Aristoteles, Physik, L. IV und VIII).[↩]
26. Siehe „Aristotle’s Physics: A Physicist’s Look“, Journal of the American Philosophical Association, Spring 2015, 1 (1), S. 23-40.[↩]