Gerd Graßhoff

Geschichte der Astronomie

Ein zentraler Forschungsstrang Graßhoffs gilt der Geschichte der Astronomie von ihren prähistorischen Anfängen bis zur wissenschaftlichen Revolution. Seine Untersuchungen zur astronomischen Bedeutung der Kreisgrabenanlagen des 5. und 4. Jahrtausends v. Chr. in Mitteleuropa erschließen die frühesten Zeugnisse systematischer Himmelsbeobachtung. Für die babylonische Astronomie wies er nach, dass die sogenannten „Babylonian Diaries“ präzise Messungen enthalten, die eine exakte Rekonstruktion der damaligen Beobachtungspraxis erlauben. Er analysierte die Überlieferung und Transformation antiker Sternkataloge – von Hipparch über Ptolemaios bis zu den arabischen Traditionslinien – und legte dar, wie ältere Daten in spätere Theoriegebäude einflossen. Gemeinsam mit Alfred Stückelberger edierte er die Geographie des Ptolemaios und berücksichtigte dabei erstmals ein im Topkapi-Museum in Istanbul entdecktes zentrales Manuskript.

Seine Arbeiten zur wissenschaftlichen Revolution verfolgen den langen Weg von den mittelalterlichen lateinischen Überlieferungen astronomischer Diagramme bis zu Nikolaus Kopernikus und Johannes Kepler. Die Untersuchungen zum Heliographen des Kopernikus in Olsztyn zeigten erstmals, dass auch Kopernikus ein versierter, empirisch orientierter Astronom war. Die detaillierte Rekonstruktion von Keplers Arbeitsprozessen – einschließlich des „gescheiterten Durchbruchs“, bei dem Kepler komplexe Epizykelmodelle für Ellipsenbahnen konstruierte – gilt als Musterbeispiel für die computergestützte Analyse historischer Dokumente.

Analytische Philosophie und Naturphilosophie

Graßhoff verknüpft die Geschichte der analytischen Philosophie eng mit der Naturphilosophie des 19. Jahrhunderts. Seine Forschungen zeigen, dass ein direkter Weg von Immanuel Kant über Hermann von Helmholtz, James Clerk Maxwell, Ernst Mach und Heinrich Hertz zu Wittgensteins Tractatus logico-philosophicus und der Sprachphilosophie seines Spätwerks führt. Er gab eine kritische Edition des Tractatus heraus, die bisher unveröffentlichtes Material einbezieht, und analysierte, wie die abstrakte Bildtheorie Wittgensteins auf den naturphilosophischen Grundlagen der klassischen Mechanik und Psychophysik ruht. Seine Editionen von Joseph Petzoldts Vorlesung „Grundbegriffe der Mechanik“ und der umfangreichen wissenschaftlichen Manuskripte von Heinrich Hertz – darunter ein 400-seitiges Vorlesungsskript mit naturphilosophischem Inhalt – belegen exemplarisch, wie philosophische Reflexion und Wissenschaftsgeschichte einander wechselseitig erhellen.

Kausalität, Entdeckung und künstliche Intelligenz

Die Theorie der Kausalität bildet einen weiteren Schwerpunkt. Die von Graßhoff und Michael May entwickelte Theorie der Regularitätskausalität löste erstmals eine als fundamental erachtete Schwäche der ursprünglichen INUS-Theorie von John Mackie – das sogenannte „Hooters“-Problem.^[6] Diese Regularitätstheorie erweist ihren besonderen Nutzen in der gegenwärtigen Implementierung aktueller KI-Modelle für kausales Schließen.

Gemeinsam mit Adrian Wüthrich und Samuel Portmann reformulierte Graßhoff die Bellsche Ungleichung auf der Grundlage der Regularitätstheorie. Diese Neuformulierung ermöglichte neue Einsichten in die kausalen Bedingungen von Quantenkorrelationen und trug dazu bei, das Verhältnis von Kausalität und Quantenmechanik auf eine präzisere begriffliche Grundlage zu stellen.

Bereits in den 1990er Jahren wandte Graßhoff die Regularitätstheorie der Kausalität auf die computergestützte Modellierung wissenschaftlicher Entdeckungsprozesse an. Er rekonstruierte die Entdeckung des Harnstoffzyklus durch Hans Krebs und Kurt Henseleit; mit dem dabei entwickelten Computermodell gelang 1995 erstmals die erfolgreiche Modellierung eines komplexen historischen Forschungsprozesses. Diese Arbeit stand zunächst in Wettbewerb mit den späteren Ansätzen des Nobelpreisträgers Herbert Simon. Aus dem Wettstreit entwickelte sich eine Zusammenarbeit: Gemeinsam planten Simon und Graßhoff eine Publikation zur maschinellen Modellierung wissenschaftlicher Entdeckung. Die damaligen Vorarbeiten werden gegenwärtig (Stand 2026) auf die Methoden der aktuellen KI-Revolution aktualisiert und für eine Publikation vorbereitet.

Die frühen Arbeiten legten den Grundstein für Graßhoffs heutige Führungsrolle in der Anwendung von Machine Learning und künstlicher Intelligenz auf historische und philosophische Fragen. Maßgeblich für seine gegenwärtige Forschung ist die Entwicklung moderner KI-Modelle für wissenschaftliches Schließen (Scientific Reasoning), agentenbasierter Systeme und computationaler Epistemologie. Graßhoff taufte Modelle agentenbasierter wissenschaftlicher Entdeckungen bereits 1995 „Epistemische Systeme“ – dreißig Jahre vor der heutigen KI-Revolution. Mit seinem Konzept des „Deep Reading“ nutzt er algorithmische Verfahren, um die kausalen und deduktiven Strukturen historischer Argumentationen offenzulegen, die einer rein hermeneutischen Lektüre verborgen bleiben. Die Methoden des Deep Reading leiten die KI zu ungeahntem hermeneutischen Verständnis der Inhalte auch historischer, originalsprachlicher Texte, für die aktuelle Modelle der künstlichen Intelligenz ursprünglich nicht trainiert wurden.

Materielles wissenschaftliches Erbe und digitale Repositorien

Ein besonderes Anliegen Graßhoffs ist die digitale Erschließung und Bewahrung materieller wissenschaftlicher Hinterlassenschaften. Im Rahmen des Exzellenzclusters Topoi baute Graßhoff das digitale Repositorium repository.edition-topoi.org auf, das mehr als 70.000 digitalisierte Artefakte aus verschiedenen Forschungsprojekten frei zugänglich machte.

Das von ihm geleitete Projekt „Berlin Ancient Sundials“ erweiterte die Zahl der bekannten antiken Sonnenuhren von damals rund 280 auf über 800 und dokumentierte sie erstmals systematisch in digitaler Form mit 3D-Modellen. Das Digitale Pantheon Projekt^[7] lieferte die bis heute einzige vollständige Digitalisierung der Architektur des Pantheons in Rom und untersuchte dessen Lichtführung sowie mögliche astronomische und symbolische Funktionen. Gemeinsam mit Friederike Fless und dem Exzellenzcluster Topoi konzipierte Graßhoff im Jahr 2012 die Ausstellung „Jenseits des Horizonts“ im Berliner Pergamonmuseum, eine Kooperation des Exzellenzclusters mit den Staatlichen Museen zu Berlin,^[8] die über 100.000 Besucher anzog.^[9]

In jüngster Zeit erschließt Graßhoff die von Markus Wäfler erstellten umfangreichen Materialien zu Höhlenzeichnungen im ozeanisch-pazifischen Raum Indonesiens – früheste Zeugnisse menschlicher symbolischer Repräsentation der natürlichen Umwelt, die mit modernsten KI-Methoden untersucht werden. Als Präsident des Redaktionskomitees des Bernoulli-Euler-Zentrums^[10] der Schweizerischen Akademie der Naturwissenschaften widmet er sich zudem der digitalen und KI-gestützten Edition der Euler-Werke.

Als Autor

Monographien

• The history of Ptolemy’s Star Catalogue (=Studies in the History of Mathematics and Physical Sciences 14). Springer, 1990.
• mit Hubert Treiber: Naturgesetz und Naturrechtsdenken im 17. Jahrhundert. Kepler – Bernegger – Descartes – Cumberland. Fundamenta Juridicia. Nomos, 2002, ISBN 3-7890-8215-5.
• mit Bruce Eastwood: Planetary Diagrams For Roman Astronomy in Medieval Europa, ca. 800–1500. American Philosophical Society, 2004, ISBN 0-87169-943-5.
• mit Kärin Nickelsen, Alessandra Hool: Theodore von Kármán: Flugzeuge für die Welt und eine Stiftung für Bern. Birkhäuser, 2004, ISBN 3-7643-7135-8.
• mit Michael Baumgartner: Kausalität und kausales Schliessen: Eine Einführung mit interaktiven Übungen. Bern Studies in the History and Philosophy of Science, 2004, ISBN 3-9522882-1-7.
• mit Ann M. Hentschel: Albert Einstein: „Jene glücklichen Berner Jahre“. Stämpfli, 2005, ISBN 3-7272-1176-8.
• mit Alessandra Hool: Die Gründung der Schweizerischen Physikalischen Gesellschaft: Festschrift zum hundertjährigen Bestehen. Bern Studies, 2008, ISBN 978-3-9522882-8-3.

Aufsätze und Artikel

• Normal Star Observation in Late Astronomical Babylonian Diaries. In: N. Swerdlow (Hrsg.): Ancient Astronomy and Celestial Divination. MIT Press, 1999, S. 97–147.
• mit Michael May: Causal regularities. In: W. Spohn, M. Ledwig, M. Esfeld (Hrsg.): Current Issues in Causation. Mentis Verlag, 2001, S. 84–114.
• Der „Kampf um den Mars“ als größte wissenschaftliche Niederlage Johannes Keplers. In: Physica et historia, Halle 2005, S. 79–90.
• mit Samuel Portmann, Adrian Wüthrich: Minimal Assumption Derivation of a Bell-type Inequality. In: British Journal for the Philosophy of Science, Band 56, 2005, S. 663–680, doi:10.1093/bjps/axi140
• mit Kärin Nickelsen: Concepts from the Bench: Hans Krebs, Kurt Henseleit and the Urea Cycle. In: G. Hon, J. Schickore, F. Steinle (Hrsg.): Going Amiss in Experimental Research. Springer, 2009, S. 91–117.
• mit Christian Berndt: Decoding the Pantheon Columns. In: Architectural Histories, Band 2, 2014, S. 1–14, doi:10.5334/ah.bl.
• mit Elisabeth Rinner, Mathieu Ossendrijver, John Steele, Olivier Defaux et al.: Longitude. In: eTopoi. Journal for Ancient Studies, Band 6, Edition Topoi, 2016, S. 634–677, ISSN 2192-2608
• mit Florian Mittenhuber, Elisabeth Rinner: Of paths and places: the origin of Ptolemy’s Geography. In: Mathieu Ossendrijver, John Steele (Hrsg.): Archive for History of Exact Sciences, Band 71, Springer, Berlin/Heidelberg, 2017, S. 81–101, doi:10.1007/s00407-017-0194-7
• mit Erich Wenger: The Coordinate System of Astronomical Observations in the Babylonian Diaries. In: Mathieu Ossendrijver, John Steele (Hrsg.): Studies on the Ancient Exact Sciences in Honor of Lis Brack-Bernsen, Band 44, edition topoi, 2017, ISBN 978-3-9816384-5-5, S. 81–101.
• Panbabylonismus als Mythos der Kulturentwicklung. In: Johannes J. Helmrath, Eva Marlene Hausteiner, Ulf Jensen (Hrsg.): Antike als Transformation. Konzepte zur Beschreibung kulturellen Wandels. De Gruyter, 2017, S. 16–39.
• mit Gordon Fischer: Copernicus's Heliograph at Olsztyn: The 500th Anniversary of a Scientific Milestone. In: Annalen der Physik 530(11), 2018, doi:10.1002/andp.201800196
• Star-Lists from the Babylonians to Ptolemy. In: A. C. Bowen, F. Rochberg (Hrsg.): Hellenistic Astronomy: The Science in Its Contexts. Brill, Leiden 2020, S. 240–245.
• Astronomical significance of Kreisgrabenanlagen. In: S. M. Hoffmann, G. Wolfschmidt (Hrsg.): Astronomy in Culture – Cultures of Astronomy (Nuncius Hamburgensis 57). tredition, Hamburg, 2022, S. 71–86.
• mit Simon Brausch: Machine learning for the history of ideas. In: Future Humanities 1, e6, 2023, doi:10.1002/fhu2.6
• Deep Reading of Kepler's New Astronomy: An Exercise in Computational History of Science. In: L. Totelin, E. Perkins (Hrsg.): Tools, Techniques, and Technologies: Essays on Ancient Science and Its Reception in Honour of Liba Taub. De Gruyter, Berlin 2025, S. 65–81.

Als Herausgeber

• mit Timm Lampert: Ludwig Wittgensteins Logisch-philosophische Abhandlung: Entstehungsgeschichte und Herausgabe der Typoskripte und Korrekturexemplare. Springer, 2004, ISBN 3-211-83782-5.
• mit Alfred Stückelberger: Klaudios Ptolemaios. Handbuch der Geographie. Schwabe, 2006, ISBN 3-7965-2148-7.
• Wittgenstein’s World of Mechanics. Including Transcripts of Lectures by Wittgenstein’s Teacher Joseph Petzold and Related Texts on Mechanics. Springer, Wien/New York 2006, ISBN 3-211-32816-5.
• mit Michael Heinzelmann, Nikolas Theocharis, Markus Wäfler: The Bern Digital Pantheon Project: Plates (The Pantheon in Rome). LIT, 2009, ISBN 978-3-8258-1964-4.
• mit Friederike Fless, Michael Meyer: Jenseits des Horizonts: Raum und Wissen in den Kulturen der Alten Welt. Edition Topoi, Berlin 2012.
• mit Michael Meyer: Innovationen der Antike. wbg Philipp von Zabern, Darmstadt 2018, ISBN 978-3-8053-5094-5.