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E-Book

Ideengeschichte der Physik

Eine Analyse der Entwicklung der Physik im historischen Kontext

AutorWilfried Kuhn
VerlagSpringer Spektrum
Erscheinungsjahr2016
Seitenanzahl530 Seiten
ISBN9783662470596
FormatPDF
KopierschutzWasserzeichen/DRM
GerätePC/MAC/eReader/Tablet
Preis99,99 EUR

Die Ideengeschichte der Physik geht neue Wege, indem sie den umfangreichen historischen Stoff nicht additiv darstellt, sondern wissenschaftstheoretisch reflektiert und nach thematischen Leitlinien (Materievorstellungen, Raum und Zeit, Erhaltungskonzepte, Extremalprinzipien, Theorie und Experiment) strukturiert. Damit vermittelt diese Darstellung im historischen Kontext ein tieferes Verständnis des physikalischen Denkens von der Antike bis heute und lotet zugleich die Dimension der Genesis physikalischer Begriffe aus, die in modernen Lehrbüchern zumeist nicht dargelegt wird. Das Credo Kuhns: Wer über die handwerkliche Handhabung von Physik hinausgehen will, muss sich zwingend mit der Frage befassen, was physikalisches Denken ausmacht und wie es entstanden ist.  

Die vorliegende zweite Auflage wurde ergänzt durch ein Vorwort von Prof. Dr. Oliver Schwarz, der im Institut Wilfried Kuhns forschen konnte und dabei dessen Denk- und Arbeitsweisen kennengelernt hat. 



Prof. Dr. Wilfried Kuhn hat an der Universität Gießen gelehrt und geforscht. Schwerpunkt seiner Arbeit war die wissenschaftliche Analyse physikalischer Begriffs- und Theorienbildung im historischen Kontext und die daraus resultierenden didaktischen Implikationen, die in seinen bekannten Lehrbüchern der Physik ihren Niederschlag gefunden haben. Dafür wurde ihm 1982 von der Deutschen Physikalischen Gesellschaft der Robert-Wichard-Pohl-Preis verliehen.      

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Blick ins Buch
Inhaltsverzeichnis
Vorwort zur zweiten Auflage5
Eine Ideengeschichte der Physik – aber wozu?5
Literatur12
Vorwort13
Inhaltsverzeichnis16
1 Das Weltbild der Antike19
1.1 Die Vorsokratiker19
1.1.1 Thales von Milet (ca. 620-546 v. Chr.)20
1.1.2 Anaximander (611-545 v. Chr.)21
1.1.3 Anaximenes (585-525 v. Chr.)21
1.1.4 Heraklit (ca. 544-483 v. Chr.)22
1.1.5 Parmenides (ca. 520-470 v. Chr.)23
1.1.6 Empedokles (ca. 500-430 v. Chr.)24
1.1.7 Anaxagoras (ca. 500-428 v. Chr.)25
1.1.8 Leukipp und Demokrit (Anf. 5. Jahrh. v. Chrs., ca. 460-400 v. Chr.)26
1.2 Platons Welt der Ideen30
1.3 Das aristotelische Erbe34
1.4 Ideen der Stoiker43
1.5 Weltmodell des Ptolemäus45
Zusammenfassung55
2 Naturwissenschaften im Mittelalter58
2.1 Rezeption des Platonismus und Aristotelismus durch das Christentum58
2.2 Der Islam als Hüter und Vermittler des Wissens der Antike60
2.3 Neue Denkrichtungen in der Scholastik62
2.4 Eine reformierte aristotelische Dynamik63
2.5 Fortschritte naturwissenschaftlichen Denkens in der Übergangszeit69
3 Astronomie der Neuzeit72
3.1 Die „kopernikanische Wende"72
3.1.1 Die heliozentrische Hypothese72
3.1.2 Der persönliche und wissenschaftliche Werdegang von Kopernikus73
3.1.3 Das astronomische Werk des Kopernikus76
3.1.4 Die „Wahrheit" des kopernikanischen Systems87
3.1.5 Die Aufnahme von Kopernikus' astronomischem Werk89
3.1.6 Tycho Brahes Zweifel95
3.1.7 ldeengeschichtliche Morphologie der „kopernikanischen Revolution"100
3.2 Keplers „Harmonischer Kosmos" und „Astronomia nova"103
3.2.1 Wissenschaftliche Umwälzungen in der Zeit politischer Wirren und Glaubenskämpfe103
3.2.2 Die wichtigsten Stationen auf Keplers Lebensweg104
3.2.3 Das wissenschaftliche Werk Keplers107
3.2.4 Astronomia Nova113
3.2.5 Harmonices Mundi119
3.2.6 Tabulae Rudolphinae127
3.2.7 Keplers Beiträge zur Entwicklung der Methode der Physik129
4 Die Genesis der klassischen Physik134
4.1 Das mechanistische Konzept Descartes'134
4.1.1 Methodischer Zweifel und Gewißheitspostulat137
4.1.2 Descartes' Beiträge zur Entwicklung einer neuen Physik139
4.1.3 Eine „hydrodynamische" Kosmogonie144
4.2 Galileis „Scienza nuova"150
4.2.1 Der Paradigmawechsel150
4.2.2 Das „bewegte" Leben des wissenschaftlichen Revolutionärs151
4.2.3 Eine neue Bewegungslehre153
4.2.4 Auf dem Weg zum Trägheits- und Relativitätsprinzip154
4.2.5 Fall und Wurf163
4.2.6 Bemerkenswerte Ideen auf verschiedenen Gebieten177
4.2.7 Bedeutende Himmelsbeobachtungen180
4.2.8 Das methodische Konzept Galileis186
4.2.9 Der Inquisitionsprozeß gegen Galilei192
4.3 Huygens mathematisiert die Mechanik199
4.3.1 Huygens' wissenschaftlicher Werdegang199
4.3.2 Dynamische Theorie der Kreisbewegung bei Huygens202
4.3.3 Schwerpunktsatz und Pendelgesetze206
4.3.4 Die Gesetze des elastischen Stoßes213
4.3.5 Die Relativität des Bewegungsbegriffes217
4.3.6 Die mechanistischen Äthertheorien von Huygens225
4.4 Newtons „Philosophiae naturalis principia mathematica"230
4.4.1 Newton blickt weiter als seine Vorgänger230
4.4.2 Wer war dieser geniale Physiker?231
4.4.3 Axiomatisierung der Mechanik232
4.4.4 Machs Kritik238
4.4.5 Die neue Himmelsmechanik239
4.4.6 Newtons Weg zum Gravitationsgesetz248
4.4.7 Newtons Mondrechnung251
4.4.8 Newtons „Regulae philosophandi" und die metaphysischen Elemente seiner Naturphilosophie254
4.4.9 Hypothesenbildung und Gravitation256
4.4.10 Aufnahme und Verbreitung von Newtons Physik262
5 Analytische Mechanik268
5.1 Siecle des Lumieres268
5.2 Eulers Variationsrechnung269
5.3 Extremalprinzipien von Fermat und Maupertuis273
5.4 Die Bewegungsgleichungen von Lagrange und Hamilton278
5.5 Triumph des Determinismus, "deterministisches Chaos" – Stabilität281
6 Entwicklungslinien der Optik286
6.1 Die Vorgeschichte286
6.2 Die Vorstellungen Newtons von der Natur des Lichtes288
6.3 Die Huygenssche Lichttheorie292
6.4 Wellentheorie des Lichtes bei Young und Fresnel296
7 Ladungen und Ströme305
7.1 Geheimnisvolle magnetische Wirkungen305
7.2 Reibungselektrizität308
7.3 Der „Homo electrificatus"312
7.4 Das Coulombsche Gesetz314
7.5 Entdeckungen von Galvani und Volta317
7.6 Oersteds „Elektrischer Konflikt"321
7.7 Amperes Kraftgesetz324
7.8 Ohms Gesetz der Stromleitung334
8 Das elektromagnetische Feld340
8.1 Die Ausgangssituation340
8.2 Michael Faraday342
8.3 Die Entdeckung der elektromagnetischen Induktion344
8.4 James Clerk Maxwell349
8.5 Die Maxwell-Theorie351
8.5.1 Strömungsanalogien und Ätherkonzept351
8.6 Die Experimente von Hertz359
8.7 Die erkenntnisleitende Funktion von Analogien361
9 Die Entwicklung der Thermodynamik365
9.1 Was ist Wärme?365
9.2 Der Wirkungsgrad von Dampfmaschinen366
9.3 Das Wärmeäquivalent369
9.4 Helmholtz: Prinzip der „Erhaltung der Kraft"371
9.5 Die beiden Hauptsätze373
9.6 Boltzmann: Entropie und Wahrscheinlichkeit375
9.7 Philosophische Aspekte der Statistischen Thermodynamik379
10 Relativität und Raumzeit-Struktur383
10.1 Die Suche nach dem „Äther"383
10.2 Die Beiträge von Lorentz und Poincare386
10.3 Einsteins Lösung des Relativitätsproblems389
10.4 Relativistische Elektrodynamik und Mechanik394
10.5 Minkowskis vierdimensionale „Welt"398
10.6 Einsteins Weg zur Allgemeinen Relativitätstheorie404
10.7 Philosophische Implikationen414
11 Quanten und Atome418
11.1 Die Geburt der Quantenphysik418
11.2 Atommodelle der klassischen Physik427
11.3 De Broglies Idee einer Wellennatur der Materie439
12 Quantentheoretische Umdeutung der mechanischen Prinzipien446
12.1 Werner Heisenberg – Schüler von A. Sommerfeld, N. Bohr und M. Born446
12.2 Virtuelle Oszillatoren und Korrespondenzprinzip449
12.3 Der mühsame Weg zur Matrizenmechanik451
12.4 Heisenbergs Unschärferelation454
13 Quantisierung als Eigenwertproblem458
13.1 Erwin Schrödinger – rastloser Wanderer458
13.2 Von de Broglies Phasenwelle zu Schrödingers Wellengleichung460
13.3 Die opto-mechanische Analogie462
13.4 Die physikalische Deutung der ?-Funktion465
13.5 Relativistische Wellengleichungen468
14 Deutungsprobleme der Quantenmechanik471
14.1 Die Matrix-Welle – Kontroverse471
14.2 Die Kopenhagener Interpretation der Quantenmechanik474
14.3 Kritik an der Kopenhagener Interpretation476
14.3.1 Erkenntnistheoretische Einwände476
14.3.2 Die Bohr-Einstein-Debatte476
14.3.3 Schrödingers Katze481
14.4 Quantenphysik und Wirklichkeit483
15 Kosmologie487
15.1 Historische Wurzeln der Kosmologie487
15.2 Galaxienflucht – Hubble-Gesetz – „Urknall"490
15.3 Kosmische Hintergrundstrahlung – „Echo des Urknalls"493
15.4 Gravitation bestimmt die Entwicklung des Kosmos495
15.5 „Inflationäres" Szenarium503
15.6 Epochen in der Entwicklung des Universums507
15.7 Epilog510
Quellenverzeichnis516
Kapitel 1516
Kapitel 2516
Kapitel 3.1516
Kapitel 3.2517
Kapitel 4.1518
Kapitel 4.2518
Kapitel 4.3519
Kapitel 4.4519
Kapitel 5519
Kapitel 6520
Kapitel 7520
Kapitel 8520
Kapitel 9521
Kapitel 10521
Kapitel 11522
Kapitel 12522
Kapitel 13522
Kapitel 14523
Bildquellenverzeichnis524
Sachwort- und Personenverzeichnis525

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