Warum ist Émilie du Châtelet (17. Dezember 1706 – 10. September 1749) so bekannt geworden und was war ihre große Leißtung?

Zur Zeit dieser Corona-Krise bietet es sich an, einen bestimmten Wissenschafter aus dem Wandschrank zu holen und ihn aufzuschütteln. Vielleicht fällt ja ein Apfel aus seinen Taschen.

Ja, die Rede ist von Isaac Newton,

dieser Naturphilosoph, der zur Zeit der Pest 1665 sich nach Woolsthorpe, auf die Farm seiner Familie, zurückzog, um Abseits der Stadt sich in Quarantäne zu begeben. Die Geschichte wird so erzählt, dass Newton seine Wunderjahre dort hatte. Damit wird gemeint, dass er seine wichtigsten Entdeckungen zu dieser Zeit gemacht hat. „Differential- und Integralrechung“ und natürlich die „Mechanik, wie wir sie von Planetenbewegungen und aus den Bewegungen von Alltagsobjekten kennen.

Das Wichtigste dabei war jedoch, dass Newton erkannt hat, dass die Planeten sich nach den gleichen Gesetzen bewegen, wie Objekte hier auf der Erde und dass er in der Lage war diese Gesetze mathematisch zu beschreiben. Zu einer Zeit als man dachte, dass die Himmelskörper von Göttern gesteuert werden und diese mit irdischen Dingen nichts zutun haben. Zu einer Zeit, in der so etwas als Ketzerei galt und man im Kerker landen konnte.

Ich habe nur Auszüge aus dieser Arbeit gelesen und komme kaum seinen Gedanken hinterher. Die Art und Weise, wie er Bewegungen und Kräfte anhand geometrischer Skizzen beschreibt ist eine Akrobatik, der man nicht durch nachlesen hinter her kommt.

Ja, es tut einfach im Kopf weh, diesen langatmigen Erklärungen zu folgen.

Das Lustigste an der Sache ist: Ich kann kein Latein!

Die Sprache der Wissenschaft von damals war Latein und nicht wie heute Englisch. Warum? Das kann man einen anderen Mal fragen.

Émilie du Châtelet

Genau hier kommt Émilie du Châtelet ins Spiel. Sie hat quasi im Alleingang die „Principia“ ins Französische übersetzt. Posthum wurde ihre Arbeit veröffentlicht und enthielt Kommentare und Erklärungen, welche bis heute als Standard-Übersetzung in Frankreich gilt. Ihre Kommentare beinhalten sogar zusätzliche Theoreme zu Energie-Erhaltungssätzen. Sie hat das Konzept der Energieerhaltung so verinnerlicht, dass sie die Beziehung zwischen Masse, Geschwindigkeit und Energie hergeleitet hat.

Ihre „Fundamente der Physik“ zirkulierten Jahre lang und wurden in mehrere Sprachen übersetzt.

Was genau hat sie herausgefunden?

und nicht .
Energie, Masse, Geschwindigkeit

Das erscheint uns heutzutage so simpel, da man sowas in der Schule eingeprügelt bekommt. Für damalige Verhältnisse war es aber nicht so einfach zu verstehen.

Warum ändert das Quadrat am also alles?

Die Logik ist die folgende:

Bei , müsste ein Objekt mit der Masse die doppelte Energie haben, falls man die Geschwindigkeit verdoppelt.

Beispiel von damals:

Verdopplung der Geschwindigkeit führt auf

Richtig mit der Formel :

.
Verdopplung der Geschwindigkeit führt auf:
.

Das bedeutet:

Wenn man die Geschwindigkeit verdoppelt, bekommt man nicht die doppelte Energie.

Anschaulich gesprochen bedeutet es folgendes. Wenn man einen Stein mit doppelter Geschwindigkeit in den Matsch wirft, geht es nicht doppelt so tief rein, sondern viermal so tief.

Das war eine der wichtigsten Erkenntnisse für die ganze Physik, da sich damit das ganze Verständnis der Energieerhaltung ändert.

Chatelet hat das richtige Gesetz hergeleitet, das zuvor auch durch Gottfried Wilhelm von Leibniz (einem Kontrahenten von Newton, der zur selben Zeit unabhängig von Newton, die Differential- und Integralrechnung entwickelte) Erwähnung fand.

Es ist etwas traurig, dass fast ausschließlich die Fachwelt von Émilie du Châtelet Kenntnis nimmt. Ich finde, sie sollte genauso oft wie Albert Einstein in Büchern erwähnt werden. Gerade dann, wenn man über Energie und Masse redet.

Wenn Einstein sagt, er habe „auf den Schultern von Riesen“ gestanden, als er seine Entdeckungen machte, dann stand er auch auf Émilie du Châtelet’s Schultern.