Um die Naturgeschichte in eine echte Wissenschaft umzuwandeln, müsste man sich Untersuchungen widmen, die uns nicht die besondere Form dieses oder jenes Tieres zeigen, sondern die allgemeinen Verfahren der Natur bei der Produktion und Erhaltung des Tieres.
Pierre Louis Moreau de Maupertuis war ein französischer Mathematiker, Philosoph und Literat. Er wurde Direktor der Académie des Sciences und erster Präsident der Preußischen Akademie der Wissenschaften auf Einladung von Friedrich dem Großen.
Maupertuis unternahm eine Expedition nach Lappland, um die Form der Erde zu bestimmen. Ihm wird oft die Erfindung des Prinzips der kleinsten Wirkung zugeschrieben; eine Version ist als Maupertuis-Prinzip bekannt – eine Integralgleichung, die den Pfad bestimmt, dem ein physikalisches System folgt. Seine Arbeit in der Naturgeschichte ist im Hinblick auf die moderne Wissenschaft interessant, da er sich mit Aspekten der Vererbung und des Kampfes ums Dasein beschäftigte.
Biografie
Maupertuis wurde in Saint-Malo, Frankreich, in eine wohlhabende Familie von Kaufleuten und Freibeutern geboren. Sein Vater, René, war an einer Reihe von Unternehmen beteiligt, die für die Monarchie zentral waren, sodass er sozial und politisch florierte. Der Sohn wurde in Mathematik von einem privaten Tutor, Nicolas Guisnée, unterrichtet, und nach Abschluss seiner formalen Ausbildung sicherte ihm sein Vater eine weitgehend ehrenvolle Kavalleriekommission. Nach drei Jahren in der Kavallerie, während derer er sich mit modischen sozialen und mathematischen Kreisen vertraut machte, zog er nach Paris und begann, seinen Ruf als Mathematiker und literarischer Witz zu begründen. 1723 wurde er in die Académie des Sciences aufgenommen.
Seine frühe mathematische Arbeit drehte sich um die vis viva-Kontroverse, für die Maupertuis die Arbeit von Isaac Newton entwickelte und erweiterte, dessen Theorien außerhalb Englands noch nicht weit verbreitet waren, und gegen die abnehmende kartesianische Mechanik argumentierte. In den 1730er Jahren wurde die Form der Erde zum Streitpunkt im Kampf zwischen rivalisierenden Systemen der Mechanik. Maupertuis sagte auf der Grundlage seiner Darlegung Newtons mit Hilfe seines Mentors Johan Bernoulli voraus, dass die Erde abgeplattet sein sollte, während sein Rivale Jacques Cassini sie astronomisch als prolat maß. 1736 fungierte Maupertuis als Leiter der französischen geodätischen Mission, die König Ludwig XV. nach Lappland entsandte, um die Länge eines Grades eines Meridianbogens zu messen. Seine Ergebnisse, die er in einem Buch veröffentlichte, das seine Verfahren detailliert beschrieb, legten den Streit im Wesentlichen zu seinen Gunsten bei. Das Buch enthielt einen Abenteuer-Bericht der Expedition und einen Bericht über die Käymäjärvi-Inschriften in Schweden. Nach seiner Rückkehr nach Hause wurde er Mitglied fast aller wissenschaftlichen Gesellschaften Europas.
Nach der Lappland-Expedition machte sich Maupertuis daran, seine frühere mathematische Arbeit zu verallgemeinern, und schlug das Prinzip der kleinsten Wirkung als metaphysisches Prinzip vor, das allen Gesetzen der Mechanik zugrunde liegt. Er expandierte auch in den biologischen Bereich und veröffentlichte anonym ein Buch, das teilweise Populärwissenschaft, teilweise Philosophie und teilweise Erotik war: Vénus physique. In diesem Werk schlug Maupertuis eine Theorie der Fortpflanzung vor, d. h. der Reproduktion, bei der die organische Materie eine selbstorganisierende „Intelligenz" besaß, die dem zeitgenössischen chemischen Konzept der Affinitäten analog war, die von Georges-Louis Leclerc, Comte de Buffon, weit gelesen und günstig kommentiert wurde. Er entwickelte seine Ansichten über lebende Dinge später in einem formaleren pseudonymen Werk weiter, das Vererbung erforschte, Belege sammelte, die die Beiträge beider Geschlechter bestätigten, und Variationen als statistische Phänomene behandelte.
1740 ging Maupertuis auf Einladung von Friedrich II. von Preußen nach Berlin und nahm an der Schlacht von Mollwitz teil, wo er von den Österreichern gefangen genommen wurde. Nach seiner Freilassung kehrte er nach Berlin und dann nach Paris zurück, wo er 1742 zum Direktor der Académie des Sciences gewählt wurde, und im folgenden Jahr wurde er in die Académie française aufgenommen. 1744 kehrte er auf Wunsch von Friedrich II. nach Berlin zurück und wurde 1746 zum Präsidenten der Königlich Preußischen Akademie der Wissenschaften gewählt, die er mit Hilfe von Leonhard Euler bis zu seinem Tod kontrollierte. Seine Position wurde mit dem Ausbruch des Siebenjährigen Krieges zwischen seinem Heimatland und dem seines Gönners äußerst schwierig, und sein Ruf litt sowohl in Paris als auch in Berlin. Da seine Gesundheit nachließ, zog er sich 1757 in den Süden Frankreichs zurück, ging aber 1758 nach Basel, wo er ein Jahr später starb. Maupertuis' schwieriges Wesen verwickelte ihn in ständige Querelen, von denen seine Kontroversen mit Samuel König und Voltaire in der späteren Phase seines Lebens Beispiele sind.
„Die Brillanz vieler seiner Werke wurde durch seine Neigung, Arbeiten unvollendet zu hinterlassen, durch sein Versäumnis, sein eigenes Potenzial zu verwirklichen, untergraben. Es war die Einsicht eines Genies, die ihn zum Prinzip der kleinsten Wirkung führte, aber es war ein Mangel an intellektueller Energie oder Strenge, der ihn daran hinderte, es mit der mathematischen Grundlage zu versehen, die Lagrange geben würde... Er zeigt bemerkenswerte Wahrnehmungsfähigkeiten bei der Vererbung, im Verständnis des Mechanismus, durch den sich Arten entwickelten, sogar in der Immunologie, aber keine vollständig ausgearbeitete Theorie. Seine philosophische Arbeit ist seine faszinierendste: kühn, aufregend, gut argumentiert."
Evolution
Einige Wissenschaftshistoriker weisen auf seine biologischen Arbeiten als bedeutende Vorläufer der Entwicklung der Evolutionstheorie hin, insbesondere der Theorie der natürlichen Auslese. Andere Autoren argumentieren, dass seine Bemerkungen flüchtig, vage oder nebensächlich zu diesem besonderen Argument sind. Mayrs Urteil lautete: „Er war weder ein Evolutionist noch einer der Gründer der Theorie der natürlichen Auslese, er war einer der Pioniere der Genetik". Maupertuis vertraten eine Theorie der Pangenesis und postulieren Partikel von Mutter und Vater als verantwortlich für die Merkmale des Kindes. Bowler schreibt ihm Studien zur Vererbung zu, mit dem natürlichen Ursprung der menschlichen Rassen und mit der Idee, dass sich Lebensformen im Laufe der Zeit verändern können.
Maupertuis war ein starker Kritiker der Naturtheologen und wies auf Phänomene hin, die mit einem Konzept eines guten und weisen Schöpfers unvereinbar sind. Er war auch einer der ersten, der Tiere in Bezug auf variable Populationen betrachtete, im Gegensatz zur naturhistorischen Tradition, die die Beschreibung einzelner Exemplare betonte.
Die Schwierigkeit der Interpretation von Maupertuis kann durch das Lesen der Originalwerke beurteilt werden. Nachfolgend ist eine Übersetzung aus dem Essai de cosmologie mit dem nachfolgenden französischen Passage:
Aber könnte man nicht sagen, dass bei den glücklichen Kombinationen der Produktionen der Natur, da es nur solche gab, wo bestimmte Verhältnisse der Eignung vorhanden waren, die bestehen könnten, es nicht verwunderlich ist, dass diese Eignung in allen Arten vorhanden ist, die derzeit existieren? Der Zufall, könnte man sagen, hatte eine unzählbare Menge von Individuen hervorgebracht; eine kleine Anzahl fand sich so konstruiert vor, dass die Teile des Tieres seine Bedürfnisse erfüllen konnten; in einer unendlich größeren Anzahl gab es weder Eignung noch Ordnung: alle diese letzteren sind zugrunde gegangen. Tiere ohne Mund konnten nicht leben; andere ohne Fortpflanzungsorgane konnten sich nicht fortpflanzen; die einzigen, die blieben, waren diejenigen, bei denen Ordnung und Eignung gefunden wurden; und diese Arten, die wir heute sehen, sind nur der kleinste Teil dessen, was das blinde Schicksal hervorgebracht hatte.
Derselbe Text wurde früher 1748 als „Les loix du mouvement et du repos déduites d'un principe metaphysique" veröffentlicht, Übersetzung: „Ableitung der Bewegungs- und Gleichgewichtsgesetze aus einem metaphysischen Prinzip". King-Hele 1963 weist auf ähnliche, aber nicht identische Ideen von dreißig Jahren später von David Hume in seinen Dialogues Concerning Natural Religion 1777 hin.
Die Hauptdebatte, an der Maupertuis beteiligt war, war eine, die die konkurrierenden Theorien der Generierung, d.h. des Präformationismus und der Epigenese, behandelte. Sein Bericht über das Leben beinhaltet die spontane Entstehung neuer Arten von Tieren und Pflanzen zusammen mit massiver Beseitigung von mangelhaften Formen. Diese Ideen vermeiden die Notwendigkeit für einen Schöpfer, sind aber nicht Teil des modernen Denkens über Evolution. Das Datum dieser Spekulationen, 1745, ist zeitlich mit Carl Linnaeus' eigener Arbeit und datiert daher vor jeder festen Vorstellung von Art. Auch die Arbeit zur Genealogie, gepaart mit der Rückverfolgung phänotypischer Merkmale durch Abstammungslinien, weist auf spätere Arbeiten in der Genetik hin.
Prinzip der kleinsten Wirkung
Das Prinzip der kleinsten Wirkung besagt, dass in allen natürlichen Phänomenen eine Größe namens „Wirkung" dazu neigt, minimiert zu werden. Maupertuis entwickelte ein solches Prinzip über zwei Jahrzehnte. Für ihn konnte die Aktion mathematisch als das Produkt der Masse des beteiligten Körpers, der Strecke, die er zurückgelegt hatte, und der Geschwindigkeit, mit der er sich bewegte, ausgedrückt werden.
1741 hielt er der Pariser Akademie der Wissenschaften ein Papier, Loi du repos des corps, Gesetz der ruhenden Körper. Darin zeigte er, dass ein System von ruhenden Körpern dazu neigt, eine Position zu erreichen, in der jede Veränderung die kleinste mögliche Änderung in einer Größe bewirken würde, die er mit der Aktion assimiliert argumentieren konnte.
1744 gab er der Pariser Akademie in einem anderen Papier sein Accord de plusieurs lois naturelles qui avaient paru jusqu'ici incompatibles Vereinbarung mehrerer Naturgesetze, die bisher unvereinbar schienen, um zu zeigen, dass sich das Verhalten von Licht während der Brechung – wenn es beim Eintritt in ein neues Medium abbiegt – so verhält, dass der Gesamtpfad, den es von einem Punkt im ersten Medium zu einem Punkt im zweiten beschreibt, eine Größe minimiert, die er wiederum mit der Aktion assimilierte.
Schließlich gab er 1746 ein weiteres Papier, die Loix du mouvement et du repos Gesetze der Bewegung und Ruhe, diesmal an die Berliner Akademie der Wissenschaften, das zeigte, dass auch Punktmassen die Aktion minimieren. Punktmassen sind Körper, die für die Zwecke der Analyse als eine bestimmte Menge Materie behandelt werden können, eine Masse, die sich an einem einzelnen Punkt konzentriert. Eine Hauptdebatte in der frühen Periode des achtzehnten Jahrhunderts betraf das Verhalten solcher Körper bei Kollisionen. Kartesianische und Newtonsche Physiker argumentierten, dass Punktmassen bei ihren Kollisionen sowohl Momentum als auch Relativgeschwindigkeit konservierten. Leibnizianer argumentierten andererseits, dass sie auch das sogenannte Lebendkraft oder vis viva konservierten. Dies war für ihre Gegner aus zwei Gründen inakzeptabel: Erstens galt die Lebendkraft-Konservierung nicht für sogenannte „harte" Körper, Körper, die völlig inkompressibel waren, während die anderen beiden Erhaltungsprinzipien dies taten; Zweitens wurde die Lebendkraft durch das Produkt der Masse und des Quadrats der Geschwindigkeit definiert. Warum erschien die Geschwindigkeit zweimal in dieser Größe, wie das Quadrieren nahelegt? Die Leibnizianer argumentierten, dass dies einfach genug sei: Es gab eine natürliche Neigung in der gesamten Materie zur Bewegung, sodass es auch in Ruhe eine inhärente Geschwindigkeit in Körpern gibt; wenn sie sich zu bewegen beginnen, gibt es einen zweiten Geschwindigkeitsbegriff, der ihrer tatsächlichen Bewegung entspricht.
Dies war für Kartesianer und Newtonsche anathema. Eine inhärente Neigung zur Bewegung war eine „okkulte Qualität" der Art, die von mittelalterlichen Scholastikern bevorzugt wurde und mit allen Mitteln zu widerstehen war.
Heute wird das Konzept eines „harten" Körpers abgelehnt; und Masse mal dem Quadrat der Geschwindigkeit ist gerade zweimal die kinetische Energie, sodass die moderne Mechanik eine wichtige Rolle für die Nachfolgerquantität der „Lebendkraft" reserviert.
Für Maupertuis war es jedoch wichtig, das Konzept des harten Körpers beizubehalten. Und die Schönheit seines Prinzips der kleinsten Wirkung war, dass es gleichermaßen für harte und elastische Körper galt. Da er gezeigt hatte, dass das Prinzip auch für Systeme von ruhenden Körpern und für Licht galt, schien es, als ob es wirklich universal war.
Die Endphase seines Arguments kam, als Maupertuis seine Prinzip in kosmologischen Begriffen interpretiert. „Kleinste Aktion" klingt wie ein Wirtschaftsprinzip, ungefähr gleichbedeutend mit der Idee der Sparsamkeit bei der Anstrengung im täglichen Leben. Ein universelles Sparsamkeitsprinzip würde die Arbeitsweise der Weisheit in der Konstruktion des Universums selbst zu zeigen scheinen. Dies scheint aus Maupertuis' Sicht ein stärkeres Argument für die Existenz eines unendlich weisen Schöpfers zu sein als jedes andere, das vorgebracht werden kann.
Er veröffentlichte sein Denken zu diesen Angelegenheiten in seinem Essai de cosmologie Essay on cosmology von 1750. Er zeigt, dass alle großen Argumente, die zur Beweise Gottes vorgebracht werden, aus den Wundern der Natur oder der offensichtlichen Regelmäßigkeit des Universums, alle kritisiert werden können – was ist das Wunder an der Existenz bestimmter besonders abstoßender Insekten, welche Regelmäßigkeit gibt es in der Beobachtung, dass sich alle Planeten fast in derselben Ebene drehen – genau dieselbe Ebene könnte beeindruckend sein, aber „fast dieselbe Ebene" ist viel weniger überzeugend. Aber ein universelles Prinzip der Weisheit liefert einen unbestreitbaren Beweis der Gestaltung des Universums durch einen weisen Schöpfer.
Das Prinzip der kleinsten Wirkung ist daher nicht nur der Höhepunkt von Maupertuis' Arbeit in mehreren Bereichen der Physik, er sieht es als seine wichtigste Errungenschaft in der Philosophie auch, gibt einen zwingenden Beweis für Gott.
Die Mängel in seinem Denken sind hauptsächlich darauf zurückzuführen, dass es keinen offensichtlichen Grund gibt, warum das Produkt aus Masse, Geschwindigkeit und Entfernung besonders als der Aktion entsprechend angesehen werden sollte, und noch weniger Grund, warum seine Minimierung ein „Sparsamkeits"-Prinzip wie eine Minimierung der Anstrengung sein sollte. In der Tat ist das Produkt aus Masse, Geschwindigkeit und Entfernung mathematisch das Äquivalent des Produkts der Lebendkraft
