Archimedes – Ein antikes Genie

Er gehört noch heute zu den bekanntesten Personen der Antike, obwohl man über ihn im Grunde gar nicht allzu viel weiß: Archimedes. Seinen Ruhm verdankt er vor allem seinen zahlreichen Erfindungen und Entdeckungen, die bis in die Neuzeit hinein die Wissenschaft prägten. Einige davon hat es wohl tatsächlich gegeben, andere muss man mit einem Stirnrunzeln als mögliche Legende abtun.

Geboren und aufgewachsen auf Sizilien

Künstlerische Darstellung des Archimedes in einem Gemälde von Domenico Fetti aus dem Jahr 1620 (gemeinfrei)

Zunächst zu den Fakten, und die sind ziemlich kläglich: Geboren wurde er im Jahr 287 v. Chr. vermutlich in Syrakus auf Sizilien. Syrakus war eine griechischsprachige Stadt, denn sie war um 730 v. Chr. von griechischen Siedlern aus Korinth gegründet worden. Sie hatte sich über die Jahrhunderte zur größten und einflussreichsten Stadt auf der Insel entwickelt. Zu Archimedes’ Lebenszeiten erlebte sie ein besondere Blüte, als der Herrscher Hieron II. 275 v. Chr. die Macht übernahm. Das alles, also seine Lebensdaten und -umstände, können wir übrigens nur indirekt erschließen, weil wir wissen, dass er zur Zeit der Eroberung von Syrakus durch die Römer lebte und zu dieser Zeit ein „alter Mann“ von 75 Jahren war.1

Die weiteren Stationen seines Lebens sind recht schnell aufgelistet. Auch hier sind wir wieder auf Vermutungen angewiesen, aber immerhin sind sie gut begründet: Er reiste ins ägyptische Alexandria, um dort, wie wir heute sagen würden, zu studieren. Alexandria war lange Zeit eines der wichtigsten Zentren der Kultur und Wissenschaft in der Antike. Ein Aufenthalt dort und auch freundschaftliche Verbindungen des Archimedes zu den dort tätigen Wissenschaftlern seiner Zeit ist durchaus wahrscheinlich. 

Er behauptete, die Welt aus den Angeln heben zu können

Danach kehrte er zurück in seine Heimatstadt Syrakus und veröffentlichte im Laufe seines Lebens zahlreiche Abhandlungen zu Themen vor allem aus der Mathematik. Einige dieser Werke sind bis heute erhalten und zeigen, dass sich Archimedes in naturwissenschaftlichen Themengebieten bewegte, die bis heute zu den höheren Weihen der Mathematik und Physik gehören. In seinem Werk „Über Kugeln und Zylinder“ beispielsweise entwickelte er Methoden, um das Volumen eines solchen Körpers berechnen zu können. Oder „Die Quadratur der Parabel“, ein Werk, in dem erläutert wird, wie man die Fläche eines Abschnitts einer Parabel berechnen kann. In  zwei Büchern setzt er sich mit der Berechnung von Spirallinien auseinander.

Und dann gibt es da noch den kuriosen Ψαμμίτης (Psammítes), zu deutsch oft als „Der Sandzähler“ bezeichnet.2 Darin berechnet Archimedes, wie viele Sandkörner ins Universum passen. Das ist kein Witz. Er veranschlagte auf der Basis des heliozentrischen Weltbilds des Aristarch eine mutmaßliche Größe des Universums und rechnete aus, wie viele Sandkörner hineinpassen würden. Hinter dieser merkwürdigen Abhandlung, die wir vielleicht heute als wissenschaftliche Spielerei abtun würden, verbirgt sich aber ein Lösungsansatz für ein mathematisches Problem seiner Zeit. Archimedes musste nämlich hierfür erst einmal ein Verfahren entwickeln, um riesige Zahlen darstellen zu können. Das ist das eigentliche Verdienst des Psammítes. 

Auch die Hebelgesetze gehen auf ihn zurück. So soll er den berühmten Satz gesagt haben: „Δός μοι ποῦ στῶ, καὶ τὴν γῆν κινήσω“, zu deutsch: „Nenne mir einen Punkt, an dem ich mich hinstellen kann, und ich werde die Welt aus den Angeln heben“.3 Theoretisch wäre das übrigens tatsächlich möglich. Man benötigt nur einen ausreichend langen (und stabilen) Hebel und muss den richtigen Hebelpunkt ermitteln. Dann wäre es – rein theoretisch natürlich – möglich, dass ein einzelner Mensch den gesamten Globus anhebt. Ob er diesen Satz tatsächlich so gesagt hat, ist nicht sicher. Mit Sicherheit aber ist es eine sehr schöne Geschichte. 

Gold, Betrug und nackte Haut

Vor allem ist Archimedes jedoch durch zahlreiche Anekdoten in die Geschichte eingegangen, die mit seinen praktischen Tätigkeiten zu tun haben. Als König Hieron II. den Verdacht hegte, ein Goldschmied habe ihn betrogen, erhielt Archimedes den Auftrag, den Goldgehalt der Krone zu prüfen, ohne sie jedoch zu beschädigen. 

Die Erleuchtung hatte er, als er gerade in eine Badewanne stieg. Dabei beobachtete Archimedes, dass sein eigener Körper Wasser verdrängte, das über den Rand der Wanne schwappte. Er soll daraufhin „ηὕρηκα (heúreka)“ gerufen haben, was so viel bedeutet wie „Ich hab’s!“, und splitterfasernackt auf die Straße hinausgelaufen sein. 4

Was er entdeckt hatte, war das nach ihm benannte archimedische Prinzip. Vereinfacht gesagt, besitzt jedes Material eine spezielle Verdrängung. Ein Kilo Gold verdrängt weniger Wasser als ein Kilo Silber. Diesen Unterschied konnte Archimedes nutzen. Er ließ einen Barren Gold und einen Barren Silber anfertigen, die dasselbe Gewicht wie die Krone hatten. Nacheinander tauchte er die Barren und die Krone in einen Bottich voll Wasser und maß jeweils das überfließende Wasser. Theoretisch hätte bei der Krone und dem Barren aus purem Gold dieselbe Menge Wasser überfließen müssen. Das war aber nicht der Fall. Archimedes hatte den Betrug des Goldschmieds nachgewiesen. 

Auch bei dieser Geschichte muss natürlich offenbleiben, ob sie sich wirklich so zugetragen hat. Vor allem kann man sich daran stören, dass es mit antiken Mitteln schwer möglich gewesen wäre, den Unterschied bei der Verdrängung der beiden Körper zu erkennen, da er relativ gering ausgefallen sein dürfte. Aber andererseits war der Mann auch in der Lage auszurechnen, wie viele Sandkörner ins Universum passen.

Schiffskrallen und Todesstrahlen aus Licht

Was die zahlreichen technischen Erfindungen angeht, die Archimedes zugeschrieben werden, sind jedoch noch mehr Zweifel angebracht. Mit ziemlicher Sicherheit geht auf ihn noch die nach ihm benannte archimedische Schraube zurück, bei der es sich um einen großen Zylinder mit einem Spiralgewinde handelt.5 „Zurückgehen“ heißt dabei aber genau genommen, dass Archimedes dieses Prinzip möglicherweise in Ägypten kennenlernte und lediglich in seine Heimat „importierte“. Er selbst behauptet nirgendwo, der Erfinder der archimedischen Schraube zu sein. Jedenfalls funktioniert sie folgendermaßen: Durch Drehung des Zylinders befördert das Gewinde Material nach oben. Genutzt wurde diese Schraube in der Antike wohl vor allem zur Beförderung von Wasser. Das Prinzip kennen wir heute auch noch in Form von Schneckenfördermaschinen. 

Die ominöse „Schiffskralle“ in einem Wandgemälde aus dem 17. Jahrhundert.
Gemälde: Julio Parrigi

Darüber hinaus wird Archimedes jedoch auch die Erfindung diverser Kriegsmaschinen zugeschrieben, und hier gerät man beinahe schon in den Bereich „Science Fiction“. Das liegt jedoch auch daran, dass die Beschreibungen dieser Geräte, die uns aus der Antike vorliegen, ziemlich unpräzise sind. 

So weiß man bis heute nicht so genau, was man sich unter der „archimedischen Kralle“ genau vorzustellen hat. Angeblich handelte es sich dabei um eine riesige, metallene Kralle, mit der es möglich war, feindliche Schiffe von der Stadtmauer aus zu packen und zu zerstören. 

Ebenso unsicher ist die Erfindung des  Brennspiegels, mit dessen Hilfe angeblich Sonnenstrahlen gebündelt und auf feindliche Schiffe gelenkt werden konnten, die daraufhin in Brand gerieten. Wissenschaftliche Experimente der neueren Zeit haben gezeigt, dass dies allenfalls unter optimalen Bedingungen möglich wäre.6

Ein Genie vergisst zu essen

Das alles wirkt reichlich unsicher und legendenhaft.7 Die überlieferten Werke des Archimedes legen nahe, dass er vermutlich eher wenig mit der Praxis am Hut hatte. Er war eher ein Theoretiker und kein Erfinder.8 Dazu passend überliefern die antiken Quellen ein Charakterbild, das eine Persönlichkeit zeichnet, die sich ganz und gar der Wissenschaft verschrieben hatte.

Archimedes soll regelmäßig vergessen haben zu essen oder sich zu waschen. Und wenn er einmal Körperpflege betrieb, dann betrachtete er gedankenverloren geometrische Figuren, die sich beim Auftragen von Pflegeprodukten auf die Haut ergaben.9 Heute würden wir eine solche Hingabe und Vertiefung der eigenen Gedankenwelt möglicherweise als Autismus interpretieren. Vielleicht handelt es sich aber auch bei diesem Charakterbild wieder um eine legendenhafte Ausschmückung, denn aus einem genialen Mathematiker und Erfinder einen Sonderling zu machen, das ist geradezu ein Klischee, das zu allen Zeiten gut funktionierte. Gerade die vielen Legenden und Anekdoten trugen jedoch zu seinem Nachruhm bei. 

„Bring mir das nicht durcheinander!“ 

Der Tod des Archimedes auf einem römischen Mosaik aus dem 2. Jahrhundert n. Chr.

Die legendären Kriegsmaschinen stehen übrigens im Zusammenhang mit dem letzten Lebenskapitel des Archimedes. Seine Heimatstadt geriet gegen Ende des dritten Jahrhunderts im Konflikt zwischen den Römern auf der einen und den Karthagern auf der anderen Seite des Mittelmeers zwischen die Fronten. Im Jahr 214 begannen die Römer, die Stadt Syrakus zu belagern. In dieser Zeit soll Archimedes die genannten Kriegsmaschinen gebaut haben, um bei der Verteidigung seiner Heimatstadt zu helfen.

Doch alle Mühe war vergebens: Zwei Jahre später erstürmten die Römer Syrakus.  Einer der römischen Soldaten fand Archimedes, der gedankenverloren geometrische Figuren auf den Boden malte. „Noli istum turbare!“ – „Bring mir das nicht durcheinander!“, soll Archimedes gesagt haben, bevor der römische Soldat ihn tötete.10

Archimedes starb somit im Alter von 78 Jahren als einer der bedeutendsten Forscher und Erfinder der gesamten Antike und als eine der Personen, um die sich wohl die meisten Anekdoten und Legenden ranken. Und mit einer ebensolchen endet auch seine Geschichte.  

  1. Johannes Tzetzes, Chiliades II,35
  2. Für Spezialisten, die hiervor nicht zurückschrecken: Aristoteles’ Werke findet man gesammelt in der Teubner-Ausgabe von J. L. Heiber, Leipzig 1972
  3. überliefert bei Pappos, Synagoge VIII,19
  4. Diese Geschichte überliefert Vitruv, De Architectura IX,9-12
  5. Diodorus Siculus, Bibliothece I,34,2
  6. Newsoffice 2005: Archimedes In a reflective mood. MITnews, 5. Oktober 2005
  7. Alle diese Erfindungen kann man bei Plutarch, Marcellus 15-17 nachlesen. Plutarch beschreibt die Eroberung der Stadt Syrakus und kommt in diesem Zusammenhang natürlich auch ausführlich auf die Kriegsmaschinen zu sprechen. Etwas bodenständiger schildert Livius (XXIV,34) die Eroberung von Syrakus durch die Römer.
  8. Laut Plutarch äußerte sich Archimedes geradezu abfällig über die Ingenieurskunst und gab der Theorie den Vorzug. (Marcellus 17,3-4)
  9. Plutarch, Marcellus 18
  10. Valerius Maximus, Memorabilia VIII

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