Ich bin eigentlich kein Freund von übertriebener Fankultur. Mit einer Ausnahme: In meiner Wohnung hängt ein großes Porträt von Carl Friedrich Gauß. Den deutschen Mathematiker, der schon zu Lebzeiten als Princeps Mathematicorum ("Fürst der Mathematiker") bezeichnet wurde, bewundere ich aufrichtig. Vor allem deswegen, weil Gauß weit mehr als nur ein genialer Mathematiker war. Er war ein ebenso genialer Astronom, Physiker und Geodät.

Als Astronom mit dem Spezialgebiet Asteroidenforschung bin ich ihm besonders dankbar für die Rolle, die er bei der Entdeckung von Ceres gespielt hat. 1801 beobachtete der Italiener Giuseppe Piazzi einen bisher unbekannten Himmelskörper, der sich zwischen den Umlaufbahnen von Mars und Jupiter bewegte. Dieses später Ceres genannte Objekt war zwar lange unbekannt, aber nicht unerwartet: Schon seit einiger Zeit suchten Wissenschaftler aus aller Welt genau dort nach einem weiteren Planeten; sie glaubten, dessen Existenz aus theoretischen Überlegungen zum Bau des Sonnensystems abgeleitet zu haben.

Ceres aber war zu klein, um ein echter Planet sein zu können. Piazzi hatte keinen Planeten entdeckt, sondern den ersten Asteroiden! Leider waren Piazzis Daten nicht umfangreich genug. Kurz nach seiner Entdeckung war der kleine Himmelskörper wieder verloren gegangen, und die Astronomen waren nicht in der Lage, aus den dürftigen Aufzeichnungen eine genaue Bahn zu berechnen. Aber dann kam Gauß! Er entwickelte einen mathematischen Prozess, der heute als die "Methode der kleinsten Quadrate" bekannt ist und durch diese Formel symbolisiert wird:

Methode der kleinsten Quadrate
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(Ausschnitt)
 Bild vergrößernMethode der kleinsten Quadrate

Hier werden die Beobachtungsdaten mit y bezeichnet und, im Beispiel der Suche nach Ceres, dessen vermutete Umlaufbahn durch die Kurve f, die durch die Parameter x und a definiert wird. Nach Gauß bildet man nun für jeden Datenpunkt die Differenz zwischen Beobachtung und dem Modell der Umlaufbahn und quadriert das Ergebnis. Dann addiert man all diese Quadrate der Differenzen und wählt die Parameter so aus, dass die Summe (die durch das große griechische S am Anfang der Formel dargestellt wird) am Ende so klein wie möglich wird. Das Ergebnis ist die bestmögliche aus den Daten ableitbare Umlaufbahn für Ceres.

Und tatsächlich war es Gauß so möglich, vorherzusagen, wo sich Ceres wieder am Himmel zeigen würde. Der Asteroid wurde wiedergefunden und Gauß noch berühmter, als er schon war. Dabei beließ er es aber nicht. Seine mathematischen Methoden zur Minimierung von Fehlern wandte er auch in der Landvermessung an, um extrem genaue Karten des Königreichs Hannover zu zeichnen. Er fand Gefallen an der Astronomie und wurde Direktor der Sternwarte in Göttingen. Und später fand er noch Zeit, gemeinsam mit Wilhelm Weber den Magnetismus zu erforschen und mit dem von ihm erfundenen Magnetometer die erste Telegrafenverbindung der Welt aufzubauen.

Es ist schwer zu sagen, wo genau Gauß seine wichtigsten Beiträge geleistet hat. Die Auswahl ist groß – aber die Arbeiten zur Fehlerrechnung gehören sicherlich zu denen, die die gesamte Wissenschaft auf einem sehr grundlegenden Niveau beeinflusst haben. Denn Fehler macht man zwangsläufig immer. Keine Beobachtung ist perfekt, keine Messung kann völlig fehlerlos verlaufen. Nur wenn man diese Fehler bei der Auswertung vernünftig berücksichtigt, kann man zu verlässlichen Ergebnissen kommen. Und die Methoden von Carl Friedrich Gauß machen genau das möglich.

Es ist höchst außergewöhnlich, dass ein einzelner Wissenschaftler auf so vielen verschiedenen Gebieten jeweils so wichtige Beiträge leistet, wie Gauß es getan hat. Selbst wenn er nur Mathematiker, Astronom, Physiker oder Geodät gewesen wäre, hätten seine Leistungen ausgereicht, um ihn zu einem großen Forscher seiner Zeit zu machen. Gauß aber leitete auf all diesen Gebieten enorme Durchbrüche ein und gehört daher unzweifelhaft zu den größten Forschern aller Zeiten! Und von so jemanden kann man sich auf jeden Fall ein Bild an die Wand hängen.