Die Ursprünge von Mathematik und Astronomie

Während es Hinweise der Entdeckung des Zählens bereits 35.000 Jahre v. Chr. gibt (Knochenfunde mit Einritzungen aus dieser Zeit), hat die Astronomie erst etwa 3000 v. Chr. erste geschichtliche Wurzeln. Die römischen und chinesischen Ziffern gehen noch heute auf dieses Kerbstocksystem zurück. Später wurden Zahlensysteme erschaffen, die auf der 5,10,12, 20 und 60 basierten. Erste Belege für das Zahlenschreiben stammen aus der Zeit 2500-3000 v.Chr..

Die Beobachtung des Himmels regten Ägypter, Babylonier und Chinesen, 3000 bis 1000 v. Chr.,  zum Zählen an. Alle 29,5305882 Tage nahm der Mond wieder die gleiche Form an. Der Lauf der Sonne unterlag ebenfalls festen Regeln, die in Zusammenhang mit Tag und Nacht, Temperatur und Verhalten von Leben gebracht werden konnten. So konnten Tag, Monat und Jahr definiert werden. Während die Griechen sich schwer taten mit dem Zählen und alle acht Jahre einen Monat im Jahr in ihrem Kalender strichen, um sich dem astronomischen Kalender anzunähern, beobachteten babylonische Priester über Jahrhunderte den genauen Lauf von Sonne und Mond mit differenzierten Aufzeichnungen. Die Griechen taten sich jedoch hervor, Denkmodelle und Hypothesen zu entwickeln.

Euklid (325-265 v.Chr. ) fasste in seinen Elementen  das damalige mathematische Wissen der elementaren Mathematik zusammen, die bereits die Grundsteine der Geometrie und Arithmetik enthielten. So beinhaltet dieses Werk bereits einen vereinfachten Satz des Pythagoras, die Unendlichkeit der Primzahlen und  eine Erkenntnis der irrationalen Zahlen. Mit diesem Werk stellte Euklid noch 2000 Jahre später alle anderen Werke in den Schatten. Erst im 19. Jahrhundert erkannte man, dass seine Theorien nicht alle richtig waren und entwickelte eine neue Geometrie.

260 v. Chr. entdeckte Archimedes die Hebelgesetze und baute erste Flaschenzüge. Erastosthenes  berechnete 240 v. Chr. den Erdumfang.

Die Erde ist rund

Dass die Erde keine Scheibe ist, wie früher angenommen, geht auf Erastosthenes (276-194 v.Chr.) zurück, der in einer Papyrusschrift las, dass in der südlichen Grenzregion  Ägyptens, im heutigen Assuan,  senkrecht stehende Stäbe am 21. Juni in der Mittagssonne keinen Schatten werfen.  Der Gedanke, wieso zum gleichen Zeitpunkt in Alexandria, ein aufrecht stehender Stock Schatten warf, ließ ihn nicht los. Die schlüssige Erklärung war, dass die Erde nicht flach, sondern rund sei. Durch Messen des Schattens und dem Winkel der Sonnenstrahlen berechnete er den Umfang der Erde. 

Die Einführung der Zahl Null 

Ohne die Zahl Null gebe es kein funktionierendes Zahlensystem, Mathematik, Physik und Astronomie hätten sich nicht weiter entwickeln können. 130 nach Chr.  führte Ptolemäus in das damals existierende Zahlensystem, welches noch auf der 60 basierte, die Zahl Null ein. Dies setzte sich jedoch nicht durch. Die heutige Zahl Null hat seine Ursprünge in Indien des siebten Jahrhunderts, die zunächst als Punkt dargestellt wurde, um den Unterschied zwischen Zehner- und Hunderterstellen usw. zu kennzeichnen. Es dauerte jedoch noch lange bis die Zahl Null richtig verwendet werden konnte, die Division der neuen Zahl stellte damalige Mathematiker noch vor unlösbare Rätsel.

 Quellen: Hans Joachim Störig: Kleine Weltgeschichte der Wissenschaft, Fischer-Verlag 2007

Meilensteine der Wissenschaft, Spektrum Akademischer Verlag, 2005

Spektrum der Wissenschaft, 2011

Bild: Martin Genter - pixelio.de