6. Der Ausgang der antiken Wissenschaft.

In die Zeit der römischen Weltherrschaft fällt eine nochmalige

Blüteperiode der alexandrinischen Akademie. Die mit ihr verbundene

große Bibliothek war zwar im Jahre 47 v. Chr. zum größten Teile

vernichtet worden. Als Ersatz dafür gelangten zahlreiche Rollen der

pergamenischen Bibliothek nach Alexandrien (s. S. 153). Eine zweite

kleinere Bibliothek befand sich dort im Serapeion. Sie wurde gegen das

Ende des 4. Jahrhunderts bei einem von den Christen hervorgerufenen

Aufstand zerstört. Trotzdem blieb Alexandrien noch lange über das 4.

nachchristliche Jahrhundert hinaus die bedeutendste Hochschule des

Orients[573].

Das ptolemäische Weltsystem.

Als ruhmvollster Name unter den alexandrinischen Gelehrten der

nachchristlichen Jahrhunderte leuchtet uns derjenige des *Ptolemäos*

entgegen. Mit seinen Verdiensten um die Fortentwicklung der Astronomie

und der Geographie haben wir uns zunächst zu beschäftigen.

*Ptolemäos* lebte im 2. Jahrhundert n. Chr. in Alexandrien. Er hat

sich als Mathematiker, Astronom, Physiker und Geograph die größten

Verdienste erworben. Wahrscheinlich ist er in Ptolemais in Oberägypten

geboren. Im übrigen ist über sein Leben fast nichts bekannt.

*Ptolemäos* hat zahlreiche Schriften verfaßt, die zum Teil im Original,

zum Teil in arabischer oder in lateinischer Sprache erhalten geblieben

sind. Die wichtigsten sind die »Erdbeschreibung«, der »Almagest« (das

astronomische Hauptwerk) und die »Optik«.

Das Weltsystem des *Aristarch* war zwar ein glücklicher Einfall

gewesen; die heliozentrische Auffassung allein vermochte jedoch noch

nicht, der genaueren Beschreibung der sich am Himmel abspielenden

Vorgänge eine sichere Grundlage zu bieten. Dies System konnte daher im

Altertum keine allgemeine Geltung finden, zumal es an den mechanischen

Begriffen fehlte, welche damit in Einklang gebracht werden mußten.

So erhob *Ptolemäos* den später auch *Koppernikus* und *Galilei*

gegenüber gemachten, von letzterem aber entkräfteten Einwand, daß eine

Drehung der Erde um ihre Achse die Ablenkung eines senkrecht in die

Höhe geworfenen Körpers zur Folge haben müßte. Ferner galt der von

*Aristoteles* herrührende Satz, daß die Bewegungen der Himmelskörper,

weil die letzteren göttlich und ewig seien, gleichmäßig und im Kreise

vor sich gehen müßten, dem *Ptolemäos*, wie dem gesamten Altertum,

als eine unumstößliche Wahrheit. Zwar hatte es den Anschein, als ob

sich die Planeten, sowie die Sonne und der Mond am Fixsternhimmel bald

schneller, bald langsamer bewegten; erstere schienen sogar zeitweilig

stillzustehen und sich bald vor-, bald rückwärts zu bewegen.

Die Unregelmäßigkeit der jährlichen Sonnenbewegung machte sich dem

*Ptolemäos* vor allem darin bemerkbar, daß die Sonne 178 Tage und 18

Stunden gebraucht, um im Verlaufe des Winterhalbjahres vom Herbstpunkt

zum Frühlingspunkt zu gelangen, während sie die andere Hälfte der

Ekliptik, also den Weg vom Frühlings- zum Herbstpunkt, in weit längerer

Zeit, nämlich in 186 Tagen und 11 Stunden, zurücklegt[574]. Diese

als die erste Ungleichheit bezeichnete Unregelmäßigkeit entspringt,

wie wir heute wissen, daraus, daß die Himmelskörper sich nicht in

Kreisen, sondern in Ellipsen bewegen. Die zweite Ungleichheit, die

nur bei den Planeten auftritt, wird dadurch hervorgerufen, daß wir

unsere Beobachtungen von der Erde aus anstellen, die sich ihrerseits

wieder um die Sonne bewegt. Dieser Umstand ist es, der die scheinbaren

Stillstände und Rückgänge der Planeten verursacht. Auch daß an dem

Monde eine als Evektion bezeichnete Ungleichheit in die Erscheinung

tritt, bemerkte *Ptolemäos* schon[575]. Wir führen sie heute auf

Störungen zurück, welche die Mondbewegung durch die Sonne erleidet. Sie

ist die bedeutendste unter den Unregelmäßigkeiten der Mondbewegung und

erreicht einen Betrag von mehr als einem Grad.

Schon *Platon* hatte es als die wichtigste Aufgabe der Astronomie

bezeichnet, die beobachteten, scheinbar unregelmäßigen Bewegungen

auf gleichförmige zurückzuführen, da, wie er sagte, keine Ursache

dafür vorhanden sei, daß die himmlischen Körper sich anders als

gleichförmig bewegen sollten. Der erste, der eine Lösung der von

*Platon* gestellten Aufgabe versuchte, war sein Schüler *Eudoxos* von

Knidos. Er bediente sich dazu der Theorie der homozentrischen Sphären;

und es gelang ihm so, die zweite Ungleichheit als ein gesetzmäßig

bestimmtes Bewegungsphänomen darzustellen. Nach *Eudoxos* ist jeder

Planet auf einer rotierenden Sphäre befestigt. Die Pole dieser Sphäre

liegen in einer zweiten Sphäre, die ebenfalls um eine Achse rotiert.

Es kam nun darauf an, die Geschwindigkeiten jener Sphären und die

Lage ihrer Achsen so zu wählen, daß dadurch dem tatsächlichen Verlauf

der Erscheinungen möglichst Rechnung getragen wurde. Zu diesem

Zwecke mußten für den Mond und für die Sonne je drei und für jeden

Planeten vier Sphären angenommen werden. Am besten gelang es auf diese

Weise, die Bewegungen der entfernteren Planeten Saturn und Jupiter

gewissermaßen in eine Regel zu fassen. Die größten Schwierigkeiten

bereitete der Mars, an dem später *Tycho* und *Kepler* den wahren

Ablauf der Planetenbewegungen nach endlosen Mühen entdecken sollten.

Um die Theorie mit den Erscheinungen in besseren Einklang zu bringen,

wurde später die Zahl der Sphären noch vermehrt[576]. Einen anderen Weg

schlugen *Hipparch* und *Ptolemäos* ein. Sie benutzten zur Auflösung

der ersten Ungleichheit exzentrische Kreise und zur Bewältigung der

zweiten Ungleichheit den Epizykel[577]. *Hipparch* erklärte die

Erscheinung, daß die Sonne auf ihrer jährlichen Bahn eine größte und

eine geringste Geschwindigkeit annimmt, indem er die Erde aus dem

Mittelpunkt rückte und die Sonne um sie in gleichförmiger Bewegung

einen exzentrischen Kreis beschreiben ließ. Die Größe der Exzentrizität

ließ sich nun leicht so wählen, daß damit dem Verlauf der Erscheinungen

Rechnung getragen wurde. Die Annahme von exzentrischen Kreisen hatte

aber nicht einmal die Bewegung des Mondes, geschweige denn diejenige

der Planeten zu erklären vermocht. *Ptolemäos* griff deshalb einen

Gedanken auf, den der Mathematiker *Apollonios* geäußert hatte, und

nahm zwei oder mehr Kreisbewegungen zu Hilfe. Zur Erklärung diene Abb.

44. Es sei E die Erde, um die mit einem Radius R = Mm ein exzentrischer

Kreis gezogen ist. Auf letzterem bewegt sich indes nicht der in Frage

kommende Himmelskörper, sondern der Mittelpunkt der Kreisbahn p q t

s, in der erst der Planet mit gleichförmiger Geschwindigkeit sich

bewegt. Diese Kreisbahn wird der Epizykel, die Theorie daher die

Epizyklentheorie genannt. Es ist ersichtlich, daß der Himmelskörper,

von der Erde gesehen, sich in p rascher bewegt als in t, wo seine

Bewegung derjenigen des Epizykels entgegengesetzt ist. Auch ist klar,

daß trotz der gleichförmig gedachten Bewegung, mit deren Annahme der

Forderung *Platons* Genüge geleistet war, scheinbare Stillstände und

Rückgänge eintreten können. Es kam nur darauf an, das Verhältnis von r

und ME zu R, sowie die Umlaufszeiten um M und m so zu wählen, daß dem

Verlauf der Erscheinungen durch die hypothetischen Bewegungen Genüge

geleistet war und erstere aus den angenommenen Verhältnissen berechnet

werden konnten. Stimmten dann die Berechnungen mit neuen, auf Grund der

Rechnung angestellten Beobachtungen nicht überein, so führte man einen

dritten Epizykel ein, dessen Mittelpunkt den Kreis p q t s beschrieb.

Durch eine Verknüpfung derartiger Kreisbewegungen läßt sich offenbar

jede, nach einem bestimmten Gesetze auf beliebiger Bahn ablaufende

Bewegung darstellen.

[Illustration: Abb. 44. Zur Erläuterung der Epizyklentheorie.]

*Ptolemäos* wandte die Epizyklentheorie zunächst auf die Erklärung

der Mondbewegung an. Daß die Entfernung des Mondes von der Erde

beträchtlichen Schwankungen unterworfen ist, hatte sich ihm aus der

Tatsache ergeben, daß der scheinbare Durchmesser des Mondes nach

seinen Beobachtungen zwischen 31-1/3 und 35-1/3 Minuten schwankt.

*Aristoteles* hatte also recht, wenn er behauptete, »daß derselbe

Diskus, bei sich gleichbleibender Entfernung vom Auge, den Mond bald

bedecke, bald nicht«.

Um die Ungleichheiten des Mondumlaufes zu erklären, ließ *Ptolemäos*

das Gestirn einen Epizykel beschreiben, der sich innerhalb eines

Zeitraumes vollziehen sollte, in welchem der Mond zu demselben

Endpunkte seiner großen Bahnachse zurückkehrt. Der Mittelpunkt dieses

Epizykels umlief die Erde in einem Kreislauf, der gegen die Ekliptik,

der Neigung der Mondbahn entsprechend, schief gerichtet war. Die

Zeitdauer dieses Kreislaufs währte bis zur Rückkehr zu den Knoten, den

Punkten, in denen die Ekliptik und die Mondbahn sich schneiden. Auf

diese Weise erzielte *Ptolemäos*, daß sich Rechnung und Beobachtung,

wenigstens für den damaligen Stand der astronomischen Wissenschaft, in

etwa deckten.

Dasselbe Ziel suchte *Ptolemäos* bezüglich der Planetenbewegung unter

Zuhilfenahme der Epizyklen und der exzentrischen Kreise zu erreichen.

Doch waren die Schwierigkeiten hier fast noch größer.

So lange man die Epizyklentheorie als bloße Hilfshypothese ansah und

benutzte, ließ sich gegen sie nichts einwenden. Wir bedienen uns

noch heute zur Beschreibung von Naturvorgängen mancher Fiktionen,

die dem Fortschritt der Erkenntnis nur dann gefährlich werden, wenn

wir uns daran gewöhnen, in ihnen den wahren Grund der Erscheinungen

zu erblicken. Erinnert sei nur an die Annahme magnetischer und

elektrischer Fluida, an deren wirkliches Vorhandensein kein Physiker

glaubt, obgleich sie einer elementaren Beschreibung der magnetischen

und der elektrischen Vorgänge zugrunde gelegt werden. Mit der

zunehmenden Kompliziertheit solcher Hypothesen wird indes ihre

Anwendung immer mehr erschwert. So trug schon aus dieser Ursache die

Epizyklentheorie den Keim des Todes in sich, wenn auch ihre Herrschaft

noch lange dauern sollte. Denn selbst *Koppernikus* war, nachdem er die

Sonne, wie er sich ausdrückt, auf ihren königlichen Thron in die Mitte

der sie umkreisenden Gestirne gesetzt hatte, sofort gezwungen, sich

der Epizykel wieder als Hilfskonstruktion zu bedienen, weil er an der

Vorstellung einer kreisförmigen Bewegung der Planeten festhielt.

Zwar kam bei Annahme der heliozentrischen Lehre die sogenannte zweite

Ungleichheit in Fortfall, da sie ja daraus entsprang, daß man die Erde

als den Mittelpunkt der Bewegungen betrachtete. Anders stand es mit der

ersten Ungleichheit, welche daraus hervorgeht, daß die Himmelskörper

sich nicht in Kreisen, sondern in Ellipsen bewegen. Da *Koppernikus*

an die Möglichkeit einer anderen als der kreisförmigen Bewegung noch

gar nicht dachte, so blieb ihm zur Erklärung der ersten Ungleichheit

nichts anderes übrig, als auf sie die Epizyklentheorie anzuwenden.

Das astronomische und das trigonometrische Wissen seiner Zeit legte

*Ptolemäos*, nachdem es durch ihn eine beträchtliche Vermehrung

erfahren, in einem Lehrbuche nieder, das von den Arabern Almagest[578]

genannt wurde und dem gesamten Mittelalter in astronomischer Hinsicht

als ein Evangelium galt.

Das Bedürfnis nach einer Verbesserung der von *Ptolemäos* mitgeteilten

Planetentafeln machte sich schon im Mittelalter geltend. Um das Jahr

1250 berief daher König *Alfons* von Kastilien eine Anzahl Gelehrter,

welche neue astronomische Tafeln, die sogenannten alfonsinischen,

entwarfen, die einen wesentlichen Fortschritt gegenüber denjenigen

des *Ptolemäos* bedeuteten. An der Epizyklentheorie wurde indes trotz

ihrer wachsenden Kompliziertheit nicht gerüttelt, was *Alfons* zu dem

Ausspruch veranlaßt haben soll, die Welt wäre einfacher geworden, wenn

Gott ihn bei ihrer Erschaffung zu Rate gezogen hätte.

Außer der vorstehend skizzierten, dem damaligen Standpunkte der

Astronomie genügenden Epizyklentheorie finden wir im Almagest die

schon von den älteren alexandrinischen Astronomen sowie von *Hipparch*

in Angriff genommene Bestimmung der Fixsternörter fortgesetzt[579].

Das von *Ptolemäos* entworfene Verzeichnis[580] umfaßt 1022 Sterne,

die nach ihrer Lage innerhalb der von den Griechen angenommenen

Sternbilder, sowie nach Länge und Breite bestimmt sind.

Auch die Untersuchung der von *Hipparch* entdeckten und ihrer Größe

nach gleich etwa einem Grad für das Jahrhundert angegebenen Präzession

der Tag- und Nachtgleichen wurde von *Ptolemäos* wieder aufgenommen.

Eine Bestätigung dieser Erscheinung war nämlich sehr wichtig, da

*Hipparch* sich nur auf die wenig genauen Beobachtungen der älteren

Alexandriner stützen konnte.

Bevor wir die Schilderung der astronomischen Verdienste des *Ptolemäos*

beenden, sei noch einiges aus dem Inhalt des Almagest mitgeteilt,

woraus sich der Standpunkt, den die Sternkunde in Alexandrien erreicht

hatte, ermessen läßt. Die Erde ist eine Kugel. Sie befindet sich in der

Mitte des Himmels, kann aber im Vergleich zu den Himmelsräumen nur als

ein Punkt betrachtet werden. Während die Erde unbeweglich feststeht,

bewegen sich die Gestirne in kreisförmigen Bahnen. Dies sind die Sätze,

welche an der Spitze des Werkes stehen. Die Länge des Jahres wird im

Almagest zu 365 Tagen 5 Stunden und 55 Minuten angegeben. Die Erde ist

39 mal so groß wie der Mond, während die Sonne den Mond 6600 mal an

Größe übertreffen sollte. Bezüglich der Entfernungen wird angegeben,

daß der Mond 59, die Sohne dagegen 1210 Erdhalbmesser von uns entfernt

sei.

Die Abstände der Gestirne von der Erde regeln sich nach *Ptolemäos*

folgendermaßen: Auf den Mond folgt zunächst Merkur, dann Venus und

darauf die Sonne. Die weitere Reihenfolge ist Mars, Jupiter und Saturn.

Auf diese sieben Wandelsterne, deren Zahl erst durch *Herschels*

Entdeckung des Uranus vermehrt wurde, folgen die Fixsterne.

An die Beschreibung dieses seinen Namen tragenden Weltsystems schließt

sich eine Darstellung der Grundzüge der ebenen und der sphärischen

Trigonometrie, der wichtigsten Hilfswissenschaft der Astronomen.

Hilfswissenschaften der Astronomie.

Die astronomischen Leistungen des *Ptolemäos* wurden dadurch

ermöglicht, daß die beiden wichtigsten Hilfswissenschaften der

Astronomie, die Mathematik und die Meßkunde, bedeutende Fortschritte

aufzuweisen hatten. Die wichtigste Vorarbeit auf dem Gebiete der

Mathematik lieferte der Astronom *Menelaos* von Alexandrien, dessen

Sternbeobachtungen im Almagest Erwähnung finden. *Menelaos* verfaßte

ein Werk über die Berechnung der Sehnen, das verloren ging, und ein

zweites, »Sphärik« genannt, welches die Grundzüge der sphärischen

Trigonometrie entwickelte, indessen nur in Übersetzungen bekannt

geworden ist[581]. *Menelaos* bringt schon den Satz, daß in jedem

sphärischen Dreieck die Summe der drei Winkel größer als zwei Rechte

ist. Er zeigt, daß gleichen Seiten desselben sphärischen Dreiecks

gleiche, ungleichen Seiten ungleiche Winkel gegenüberliegen, und

zwar den größeren Seiten die größeren Winkel. Sein Werk enthält die

wichtigsten Sätze über die Kongruenz sphärischer Dreiecke, ferner

diejenigen Sätze über Transversalen im ebenen und im sphärischen

Dreieck, die man noch jetzt als die Sätze des *Menelaos* bezeichnet.

*Ptolemäos* vollendete, was *Hipparch* und *Menelaos* auf dem Gebiete

der ebenen und der sphärischen Trigonometrie begonnen hatten. Er gab

dieser Wissenschaft für den astronomischen Gebrauch eine Form, die

sich, wie seine Lehre, länger als ein Jahrtausend erhalten hat.

Als der letzte unter den großen Mathematikern des Altertums ist

*Diophant* von Alexandrien zu nennen. Dieser schrieb ein Werk über

Arithmetik, das etwa zur Hälfte erhalten geblieben ist[582]. Er

betitelte es ἀριθμητικά und erschloß damit ein bisher kaum betretenes

Gebiet.

Bei *Diophant* begegnen uns schon gewisse Zeichen und Abkürzungen,

während vor ihm die Rechnungen zumeist nur durch Worte

auseinandergesetzt wurden und höchstens gewisse Fachausdrücke (wie

bei den alten Ägyptern) wiederkehren. Für die Unbekannte (unser x)

gebrauchte *Diophant* z. B. das Sigma, ς, den einzigen griechischen

Buchstaben, der keine bestimmte Zahl bedeutete. Für die zweite Potenz

lautet sein Zeichen δ^ῦ (δύναμίς = Quadrat), für die dritte k^ῦ (κύβος

= Würfel). Für die sechste Potenz schrieb *Diophant* κ^ῦ κ^ῦ. Höhere

Potenzen kommen bei ihm nicht vor. Für die Subtraktion verwendet er

ein besonderes Zeichen (⋔ = umgekehrtes ψ). Zu addierende Größen

dagegen werden ohne ein Zeichen nebeneinander gestellt. Selbst ein

Gleichheitszeichen (ι als Abkürzung von ἴσοι, gleich) fehlt nicht[583].

Diese Beispiele zeigen zur Genüge, daß uns bei *Diophant* schon ein

Verfahren begegnet, das seine hervorragenden Erfolge erklärlich macht.

Ein wesentlicher Mangel der diophantischen Algebra besteht darin, daß

sie den Gegensatz von positiv und negativ noch nicht kennt. Dies

hat darin seinen Grund, daß *Diophant* nur Differenzen bildet, bei

welchen der Minuend größer als der Subtrahend ist. Eine größere Zahl

von einer kleineren abzuziehen, die algebraische Operation, die ja

zum Begriff der negativen Zahl geführt hat, erschien ihm als etwas

Unmögliches. Führte die Lösung einer Gleichung auf negative Werte, so

erklärte *Diophant* einen derartigen Fall für unzulässig. Eine Rolle

spielte diese Beschränkung besonders bei der Auflösung quadratischer

Gleichungen, mit der *Diophant* sich sehr vertraut zeigt. Bei ihm

begegnet uns auch die erste kubische Gleichung. Doch bleibt der

Fall vereinzelt. Auch ließ sich die betreffende Gleichung auf einen

niedrigeren Grad reduzieren[584]. *Diophant* gibt die Lösung, ohne

jedoch sein Verfahren anzudeuten.

Was *Diophant* vor allem auszeichnet, ist die Art, in der er sich

bei fast allen Problemen von den Einzelfällen loslöst und sich zur

allgemeineren Betrachtung erhebt.

Die Stellung, die *Diophant* in der Entwicklung der Wissenschaften

einnimmt, ist infolgedessen eine ganz einzigartige. Einmal treten

uns seine Schöpfungen, die von allem, was vor ihnen liegt, so sehr

verschieden sind, ganz unvermittelt entgegen. »Eine ganz andere Luft

weht in den Schriften dieses Arithmetikers als in denjenigen der

klassischen Geometer«[585]. Und wie es an nachweisbaren Vorstufen

und Vorläufern fehlt, so mangelt es in dem auf *Diophant* folgenden

Jahrtausend auch an Mathematikern, die das von ihm Begonnene

fortgesetzt hätten. Erst zu Beginn der neueren Periode vermochte man an

*Diophant* anzuknüpfen und eine höhere Mathematik zu schaffen, deren

wichtigstes Element, wie bei *Diophant*, allgemeine Zahlen, für sich

betrachtet und in ihrer Beziehung zu geometrischen und physikalischen

Größen, sind.

*Diophant* lebte vermutlich im 3. nachchristlichen Jahrhundert,

jedenfalls ist aber sein Werk später als die Schriften des *Ptolemäos*

verfaßt. Auf die Entwicklung der alten Astronomie hat es keinen Einfluß

ausgeübt[586].

Die Förderung, welche die Meßkunde bei den Vorgängern des *Ptolemäos*

erfahren hatte, wußte dieser sich nicht weniger als die mathematischen

Fortschritte zunutze zu machen. Im Jugendzeitalter der Astronomie

wird man wohl die Entfernungen am Himmelsgewölbe nach Mondbreiten

abgeschätzt und dabei wahrscheinlich zwei um ein Scharnier

drehbare Stäbe, in deren Treffpunkt sich das Auge des Beobachters

befand, gebraucht haben. Die Alexandriner benutzten zwei Arten von

Winkelmeßinstrumenten. Bei der einen kam eine geradlinige, bei der

anderen die Kreisteilung in Anwendung. Zur ersten Art gehört das

parallaktische Lineal, auch Regula Ptolemaica genannt, das *Ptolemäos*

im Almagest beschreibt. Es besteht aus einem lotrecht und drehbar

aufgestellten Stabe, um dessen oberen Endpunkt sich ein gleich langer

Stab mit Dioptern, zum Anvisieren des Gestirnes, bewegen ließ. Am

unteren Ende des senkrechten Stabes war ein dritter drehbarer Stab mit

Längseinteilung angebracht. Dieser Stab ließ sich in einer Rille des

Diopterlineals verschieben. Bei jeder Höhenmessung konnte die Lage des

Diopterlineals auf der Gradeinteilung des zweiten beweglichen Lineals

abgelesen und danach der entsprechende Winkel aus der Sehnentafel

entnommen werden.

[Illustration: Abb. 45. Das parallaktische Lineal.]

Indessen bediente sich *Ptolemäos* nach dem Beispiel von *Aristyll*

und *Timocharis* (300 v. Chr.) auch der mit Gradeinteilung

versehenen, miteinander verbundenen Kreise, der sogenannten Armillen.

*Eratosthenes* hatte 220 v. Chr. in Alexandrien Armillen von

bedeutender Größe errichtet und vermittelst dieser Instrumente den

Abstand der Wendekreise zu 11/83 des Kreisumfanges bestimmt. Eine der

von *Ptolemäos* benutzten Armillen zeigt uns die Abbildung 46[587]

auf S. 256. Sie bestand aus einem aus Kupfer oder Bronze verfertigten

Ring, der in 360 Grade geteilt war. Der Ring war in senkrechter

Lage auf einer Säule errichtet und fiel mit dem Meridian zusammen.

Diesem Ringe war ein zweiter drehbarer Ring mit zwei diametral

gegenüber befindlichen Vorsprüngen eingepaßt. Wollte man z. B. die

Mittagshöhe der Sonne messen, so wurde der innere Ring gedreht, bis

der Schatten des einen Vorsprunges auf den anderen Vorsprung fiel.

Eine Armillarsphäre (Ringkugel) bestand aus zwei festverbundenen,

rechtwinklig zueinander stehenden Kreisen, von denen der eine in der

Ebene des Meridians, der andere in der Ebene des Himmelsäquators lag.

In dem Meridiankreis war ein dritter Kreis drehbar angebracht, dessen

Drehachse mit der Weltachse zusammenfiel. In diesem dritten Kreise

befand sich, konzentrisch und verschiebbar, ein vierter. Durch Diopter

wurde ein Anvisieren ermöglicht, während Gradeinteilungen ein Ablesen

der Deklination und des Stundenwinkels gestatteten. Dem Instrument lag

also der Gedanke zugrunde, die an der Himmelskugel erkannten Kreise

und Kreisbewegungen im kleinen nachzubilden. Zum Messen von Winkeln

diente auch wohl der astronomische Ring oder das Astrolabium[588]. Es

bestand aus zwei konzentrischen, gegeneinander verschiebbaren Ringen,

die mit je zwei gegenüberstehenden Dioptern versehen waren. Wollte man

Horizontalwinkel messen, so wurde der Ring hingelegt. Handelte es sich

um das Messen von Höhenwinkeln, so hing man ihn auf.

[Illustration: Abb. 46. Solstitial-Armille des Ptolemäos. Schematische

Skizze nach dem Almagest.]

Außer den Armillen benutzte *Ptolemäos*, wie die chaldäischen

Astronomen, auch aus Stein verfertigte Mauerquadranten, die in der

Ebene des Meridians errichtet waren.

Wir erkennen, daß schon bei den frühesten astronomischen Beobachtungen

der Forscher wesentlich auf die Geschicklichkeit des Mechanikers

angewiesen war. Die Entwicklung der Astronomie ist daher mit der steten

Vervollkommnung und mit der wachsenden Genauigkeit der Meßwerkzeuge

Hand in Hand gegangen[589]. Schon die Herstellung der Ringinstrumente,

welche die Alexandriner benutzten, erforderte eine hervorragende

Fertigkeit. »Noch jetzt«, so lautet das Urteil eines hervorragenden

Kenners der Präzisionsmechanik, »würde nur von einem geschickten,

mit einer Drehbank ausgerüsteten Arbeiter die auch nur für primitive

Beobachtungen genügende Genauigkeit solcher Meßinstrumente zu erwarten

sein«[590].

Die für die Astronomie gleich wichtige Zeitbestimmung erfolgte,

wie es schon bei den Chaldäern geschah, durch Wassermessung. Schon

im 5. Jahrhundert v. Chr. begnügte man sich nicht mehr mit einer

Abschätzung der Tagesstunden aus der Länge des Schattens, sondern man

baute Wasseruhren (Klepsydren). Ja sogar solche mit Weckvorrichtung

begegnen uns schon im 4. vorchristlichen Jahrhundert[591]. Die hierbei

Verwendung findenden Instrumente vervollkommnete der um 270 v. Chr.

lebende Alexandriner *Ktesibios*, der auch als der Erfinder der

Feuerspritze, der Wasserorgeln usw. genannt wird, und der in *Heron*

einen Fortsetzer seiner Arbeiten fand. Damit die Öffnung, durch welche

das Wasser bei seinen Uhren strömte, unverändert blieb, stellte

*Ktesibios* diese Öffnung nicht in gewöhnlichem Metall, sondern in

Gold oder Edelstein her. Ferner sorgte er für ein konstantes Niveau

des Wassers in dem Abflußgefäß, damit in gleichen Zeiten stets gleiche

Mengen ausströmten. Mitunter wurden durch das ausströmende Wasser

Gegenstände gehoben, die ihre Bewegung wieder auf ein Räder- oder

Zeigerwerk übertrugen.

Fortschritte der Geographie.

Wie durch *Hipparch*, so erfuhr auch durch *Ptolemäos* die Geographie

eine bedeutende Förderung. Das von letzterem um 140 n. Chr.

geschaffene Lehrbuch[592] dieser Wissenschaft genoß, gleich dem

Almagest, bis gegen das Ende des Mittelalters eine unbestrittene

Herrschaft. Durch beide Schriften ist *Ptolemäos* einer der großen

Lehrer für alle Zeiten geworden, da an den »Almagest« und die

»Geographie« die großen Entdeckungen anknüpften, welche die Neuzeit

auf astronomischem und geographischem Gebiete gemacht hat. Wie der

»Almagest«, so enthält auch die »Geographie« eine erstaunliche Fülle

von Tatsachen. Nicht weniger als 5000 Punkte des damals bekannten

Teiles der Erdoberfläche werden nämlich in der »Geographie« nach Länge

und Breite angegeben. Und zwar sind nicht nur Städte, sondern auch

Flußmündungen, Berge und andere bemerkenswerte Orte berücksichtigt. Die

Ermittelung der Breite geschah mit einer solchen Genauigkeit, daß die

nach *Ptolemäos'* Angaben entworfenen Karten in meridionaler Richtung

nur geringe Verzerrungen aufweisen. *Ptolemäos* selbst hat Anleitungen

für die Ortsbestimmung und das Entwerfen von Karten gegeben. Die den

alten Handschriften seiner Geographie beigegebenen Karten (10 über

Europa, 5 über Afrika und 12 über Asien) entstammen indessen erst

dem 6. Jahrhundert, wenn sie auch zweifellos auf antike Vorlagen

zurückgehen. »Sie sind«, sagt *Ritter*[593], »die Grundlage aller

neueren Landkarten geworden. Ohne sie würden die unserigen schwerlich

ihren jetzigen Grad von Vollkommenheit erlangt haben.«

Das bei den Alten übliche Verfahren der Längenbestimmung wurde schon

erörtert[594]. Es lieferte sehr unvollkommene Ergebnisse[595]. Auch

wechselte man schon im Altertum mit der Lage des Nullmeridians. So

rechnete *Ptolemäos* nicht nach dem durch die Insel Rhodos gezogenen

Meridian, sondern er verlegte den Anfang der Zählung nach den

»glücklichen Inseln« des äußersten Westens. Diese Einrichtung bot

den Vorzug, daß für die in Betracht kommenden Gegenden der Erde die

Unterscheidung zwischen westlicher und östlicher Länge in Wegfall kam.

Bei der kartographischen Darstellung des ihm bekannten Teiles

der Erdoberfläche konnte *Ptolemäos* ihre Krümmung nicht mehr

unberücksichtigt lassen. Es galt daher, eine Methode zu benutzen,

welche Teile einer Kugelfläche in der Ebene zu zeichnen ermöglichte.

Diese Aufgabe löste *Ptolemäos*, indem er eine Projektionsart empfahl,

die grundlegend für die weitere Entwicklung der Kartographie gewesen

ist.

*Marinus* von Tyrus, der Vorgänger des *Ptolemäos*, hatte die Parallel-

und die Längenkreise sämtlich als gerade Linien und die letzteren

parallel zueinander gezeichnet. Die Längengrade wurden dadurch für die

nördlichen Gegenden der Erde viel zu groß, was *Ptolemäos* durch sein

Projektionsverfahren zu vermeiden suchte. *Ptolemäos* erläutert es mit

folgenden Worten: »Es wird richtig sein, zwar die Meridiane als gerade

Linien zu zeichnen, die Breitengrade dagegen als Stücke von Kreisen,

die um ein und dasselbe Zentrum gezogen sind. Dieses wird senkrecht

über den Nordpol gedacht. Von dort aus wird man die Meridiane als

gerade Linien zeichnen müssen, damit die annähernde Ähnlichkeit mit der

Kugelfläche gesichert wird. Dies geschieht dadurch, daß die Meridiane

senkrecht zu den Breitenkreisen bleiben und in dem gemeinsamen Pole

zusammenlaufen«[596].

Während der mathematische Teil der Erdkunde infolge der bedeutenden

Fortschritte der Astronomie sehr gefördert wurde, blieb auch die

physische Erdkunde nicht zurück. Von großem Einfluß war hier die

Erweiterung des Gesichtskreises durch die römischen Eroberungszüge und

der dadurch bedingte kosmopolitische Zug, welcher die gesamte Erde als

Wohnsitz des Menschen aufzufassen lehrte. Insbesondere spricht sich

dieser Zug in *Strabon* aus, von dessen Erdbeschreibung *Humboldt*[597]

sagt, sie übertreffe an Mannigfaltigkeit und Großartigkeit alle

geographischen Arbeiten des Altertums. *Strabon* läßt Inseln und ganze

Kontinente, in Übereinstimmung mit den Ansichten der heutigen Geologen,

durch vulkanische Kräfte emporgehoben werden. »Nicht nur kleine Inseln

können gehoben werden«, heißt es bei *Strabon*[598], »sondern auch

große, ja selbst Festland«. Von Sizilien sagt er, man möchte es »nicht

für ein Bruchstück Italiens halten, sondern vermuten, es sei durch

das Feuer des Ätna aus der Tiefe emporgehoben worden«. Doch erörtert

*Strabon* auch die Möglichkeit, daß Sizilien durch ein Erdbeben von

Italien getrennt worden sei. Als Beweis, daß Inseln auf vulkanischem

Wege entstehen, führt er an, daß sich im Jahre 196 v. Chr. in der Nähe

von Thera, dem heutigen Santorin, unter Feuererscheinung eine Insel von

12 Stadien Umfang erhoben habe. Wie Sizilien, so betrachtete *Strabon*

auch Capri und andere der Küste benachbarte Inseln als frühere Teile

des Festlandes, während inmitten des Meeres gelegene Inseln, wie jene

Neubildung in der Nähe Theras, durch vulkanische Tätigkeit entstanden

sein sollten.

Bei *Strabon* begegnet uns übrigens auch zuerst die Ansicht, daß die

Vulkane Sicherheitsventile der Erde seien. Die Alten wollten nämlich

beobachtet haben, daß Sizilien in Zeiten einer erhöhten Tätigkeit der

in der Nähe dieser Insel liegenden Vulkane und des Ätna weniger unter

Erdbeben zu leiden habe.

Auch die Versteinerungen werden von *Strabon* richtig gedeutet.

So tritt er bei der Besprechung der linsenförmigen Nummuliten des

Kalksteins, aus dem die Pyramiden von Gizeh erbaut sind, der Meinung

entgegen, daß es sich hier um erhärtete Überreste von den Speisen

der Erbauer handeln könne. Schon *Eratosthenes* habe erwähnt, daß

Tausende von Stadien vom Meere entfernt Schnecken und Muscheln gefunden

würden[599]. Man müsse daher annehmen, daß einst große Teile des

Festlandes für eine gewisse Zeit überschwemmt gewesen und dann wieder

trocken geworden seien. Der Boden des Meeres sei ferner uneben wie die

Oberfläche des Landes und das Meer infolgedessen von verschiedener

Tiefe.

Als Beweis für eine außerordentliche, in historischer Zeit erfolgte

Verschiebung der Meeresküste erwähnt *Strabon* von einer früheren

Seestadt südlich der Pomündung, daß sie 90 Stadien vom Ufer entfernt

liege. Seit jener Zeit ist diese Küste bekanntlich um einen weiteren

erheblichen Betrag meerwärts hinausgeschoben worden, so daß Ravenna,

das z. B. zur Zeit *Strabons* noch Seestadt war, jetzt sieben Kilometer

von der Küste entfernt liegt.

*Strabon* besitzt auch bezüglich der erodierenden Tätigkeit des

Wassers, der Ursache von Ebbe und Flut, sowie der Abnahme der

Temperatur mit der Erhebung richtige Vorstellungen. Er ahnt sogar das

Vorhandensein einer zweiten Kontinentalmasse neben der von Europa,

Asien und Afrika gebildeten, wenn er sagt: »Es ist wohl möglich, daß

in demselben gemäßigten Erdgürtel, welcher durch das Atlantische Meer

geht, außer der von uns bewohnten Welt noch eine andere oder selbst

mehrere liegen.« *Columbus* ließ sich dagegen von der Vorstellung

leiten, daß eine Fahrt nach Westen unmittelbar zu den östlichen

Gestaden des asiatischen Festlandes führen müsse.

Auch bei den Römern war man auf dem Gebiete der physikalischen

Geographie gegen den Ausgang des Altertums zu ziemlich klaren

Vorstellungen gelangt. So verdankt man dem *Vitruvius*[600] eine

im ganzen richtige Theorie der Quellenbildung nebst einer darauf

beruhenden Anweisung zur Auffindung von Quellen, während *Seneca*[601]

die durch das Wasser auf der Erdoberfläche hervorgerufenen

Veränderungen recht gut schildert und die Springfluten darauf

zurückführt, daß bei ihnen außer dem Monde auch die Sonne zur Wirkung

gelangt.

Nicht gering waren ferner die Kenntnisse auf dem Gebiete der

Länderkunde während der letzten Jahrhunderte vor Beginn unserer

Zeitrechnung. Was die Kenntnis der einzelnen Länder anbelangt, so

ergänzt die Erdbeschreibung *Strabons* in glücklicher Weise diejenige

des *Ptolemäos*. *Strabon* hat mehr die europäischen, *Ptolemäos*

dagegen mehr die asiatischen Länder berücksichtigt. Nur in bezug auf

das nördliche und östliche Germanien ist der Bericht des *Ptolemäos*

wieder als der reichhaltigere zu bezeichnen. »*Ptolemäos* eröffnete«,

sagt *Ranke*[602], »durch seine Beschreibung der Länder jenseits des

Rheines und der Donau gleichsam eine neue Welt.« Er zerstörte ferner

den Wahn, daß das Kaspische Meer in das Weltmeer münde und wies

die Abgeschlossenheit jenes Beckens nach. Seine Darstellung stützte

*Ptolemäos* besonders auf die geographischen Kenntnisse der Phönizier

und auf die Berichte, welche ihm der Karawanenhandel zuführte. Auch

die Züge Alexanders, die gewaltige Ausdehnung der Römerherrschaft,

sowie die Reisen, welche die damaligen Geographen im Gefolge der Heere,

der Statthalter und Gesandtschaften unternahmen, hatten eine Fülle

von Material geliefert. So wußte man z. B. über Indien zur Zeit des

*Ptolemäos* viel mehr als zur Zeit *Mercators* am Schlusse des 16.

Jahrhunderts[603].

Nach *Herodots* Erzählung (IV, 42) ließ der ägyptische König *Necho* um

600 v. Chr. phönizische Schiffer vom Roten Meere aus Afrika umsegeln

und durch die Straße von Gibraltar nach Ägypten zurückkehren. Die Fahrt

soll 3 Jahre gedauert haben. *Herodots* Erzählung ist oft angezweifelt

worden. Soviel ist indes gewiß, daß im Altertum der Äquator

überschritten wurde. Denn die Schiffer sagten aus, bei ihrer Fahrt um

Lybien herum nach Westen habe die Sonne um Mittag zur rechten Hand,

also im Norden, gestanden. *Herodot* fügt dieser Angabe hinzu, er könne

das nicht glauben; vielleicht gäbe es andere, die es glauben könnten.

Diese Erzählung *Herodots* hat man als einen Beweis dafür betrachtet,

daß die Fahrt wirklich stattgefunden hat[604].

Die Quelle, aus welcher *Ptolemäos* bei der Abfassung seiner,

acht Bücher umfassenden, Geographie besonders schöpfte, waren die

Reiseberichte des *Marinus* aus Tyrus[605]. In den phönizischen

Häfen besaß man auf Grund des ausgedehnten Handels, der von dort aus

getrieben wurde, eine ausgedehnte Kenntnis aller von phönizischen

Schiffen besuchten Länder, Inseln und Meere. Nach diesem Material

entwarf *Marinus* eine Karte, die sich unter dem Namen der Tyrischen

Weltkarte in der Bibliothek zu Alexandrien befand.

Die Längen- und die Breitengrade waren bei *Marinus* gerade Linien, die

sich unter rechten Winkeln schnitten. Für den damals bekannten Teil der

Erde (30.-40. Breitengrad) ergab diese Projektionsart, die man wohl als

die »platte« bezeichnet, ein Netz von Rechtecken. Für den Äquator als

mittleren Breitengrad würde das Netz aus Quadraten bestanden haben.

*Marinus* von Tyrus wurde durch seine Plattkarte der Begründer der

mathematischen Geographie. Er ging von einem Gradkreuz aus, das er aus

dem Meridian und dem Breitenparallel von Rhodos (36°) bildete und zu

einem Netz rechtwinklig sich schneidender Linien erweiterte.

*Ptolemäos* sagt von *Marinus*, auf dessen Arbeiten er sich besonders

stützt, dieser habe einen so großen Reichtum an Nachrichten der Alten

und der Neueren zusammengebracht und so viele Reiseberichte und Werke

berücksichtigt, wie keiner seiner Vorgänger. Dementsprechend sind auch

die Angaben, die *Ptolemäos* von den asiatischen Ländern macht, weit

reichhaltiger als diejenigen, welche durch die römischen Geographen auf

uns gekommen sind. So nennt *Ptolemäos* viele Städte, Flüsse und Berge

der Insel Ceylon (Taprobane), von der *Plinius* kaum etwas zu erzählen

weiß. *Ptolemäos* kennt auch die Sundainseln. Vorderindien ist ihm

so gut bekannt, daß er von 39 Orten nicht nur die Lage, sondern auch

die Dauer des längsten Tages nach genaueren Beobachtungen angibt. Die

Flüsse und Berge Indiens, die er nennt, sind den Europäern bis ins 16.

Jahrhundert hinein unbekannt geblieben.

Die geographischen Kenntnisse der Phönizier, auf denen *Ptolemäos*

fußte, erstreckten sich also keineswegs nur auf die Meere und die

Küsten, sondern auch auf das Innere der Kontinente. Sogar der Weg über

Land vom Euphrat über Baktrien und ein hohes Gebirge, das sich bis nach

China erstrecke, wird beschrieben[606].

Weitere Fortschritte der Physik.

Wir haben die Fortschritte, welche die Astronomie und die mit ihr

emporblühende Geographie in den ersten nachchristlichen Jahrhunderten

erlebten, als die wichtigsten wissenschaftlichen Ereignisse an die

Spitze dieses Zeitraumes gestellt. Es gilt jetzt, der Naturlehre

und der Naturbeschreibung, die weniger hervortreten, eine kurze

Darstellung zu widmen. Die Mechanik hatte in der vorchristlichen Zeit

in *Archimedes* und in *Heron* ihren Höhepunkt erreicht. Als ihr

Hauptvertreter während des jetzt zu schildernden Zeitraumes ist der

Alexandriner *Pappos* zu nennen, der sich auch um die Weiterbildung der

Mathematik verdient gemacht hat. *Pappos* lebte gegen das Ende des 3.

Jahrhunderts n. Chr. Sein auf uns gekommenes Werk besteht aus 8 Büchern

und führt den Namen »Die Sammlung«[607]. Besonders das letzte Buch

bringt geometrisch begründete Lehren der Mechanik, wie die Lehre vom

Schwerpunkt und von der schiefen Ebene. Es behandelt auch die Aufgabe,

eine gegebene Last durch eine gegebene Kraft mit Hilfe von Zahnrädern

zu bewegen, deren Durchmesser in gewissen Verhältnissen stehen. Das 7.

Buch des *Pappos* enthält jenen wichtigen Satz, der unter dem Namen

der *Guldin*schen Regel erst im 17. Jahrhundert wieder allgemeiner

bekannt wurde, den Satz nämlich, daß der Inhalt eines Rotationskörpers

gleich dem Produkt aus der rotierenden Fläche und dem Wege ihres

Schwerpunktes ist. Erwähnt sei ferner noch, daß sich bei *Pappos* in

solch ausgedehntem Maße die Verwendung von Buchstaben zur Bezeichnung

allgemeiner Zahlen findet, wie bei keinem Schriftsteller vor ihm, so

daß uns bei *Pappos* schon die Elemente der Buchstabenrechnung begegnen.

Von der Förderung der Optik und der Akustik während der ersten

Blütezeit der alexandrinischen Schule wurde an früherer Stelle

gehandelt. Bemerkenswert ist, daß die Optik auch während der zweiten

Blütezeit erheblich gefördert wurde. Und zwar geschah dies durch

denselben *Ptolemäos*, dessen Verdienste auf dem Gebiete der Astronomie

und der Geographie wir soeben als so hervorragend anerkannt haben[608].

Wir finden nämlich bei *Ptolemäos* einen der merkwürdigsten Ansätze zu

der dem Altertum im übrigen nur wenig geläufigen induktiven Behandlung

einer physikalischen Erscheinung.

Es handelt sich um die Ablenkung, die ein Lichtstrahl beim Übergange

aus einem Mittel in ein zweites von anderer Dichte erfährt, während

das Licht sich in ein- und derselben Substanz geradlinig fortpflanzt.

Selbst der frühesten Beobachtung konnte es nicht entgehen, daß diese

Brechung um so größer ist, je schräger das Licht die Grenzfläche

zwischen beiden Mitteln trifft. Der erste Schritt auf dem Wege des

induktiven Verfahrens mußte darin bestehen, daß man die Erscheinung

messend verfolgte und für eine Reihe von Einfallswinkeln die Größe der

entsprechenden Brechungswinkel durch den Versuch bestimmte. Letzteres

geschah durch *Ptolemäos*. Mit einem für diesen Zweck verfertigten

Werkzeug maß er für die Einfallswinkel von 10°, 20°, 30° usw. die

zugehörigen Brechungswinkel. Sein Apparat bestand aus einer Scheibe,

die in Grade geteilt war und bis zum Mittelpunkt in Wasser tauchte

(Abb. 47). Das Verfahren war folgendes: Ein Lichtstrahl BC wurde durch

eine Marke B des über dem Wasserspiegel MN befindlichen Scheibenstückes

nach dem Mittelpunkte C der Scheibe geleitet. An dieser Stelle fand

beim Eintritt in das Wasser die Brechung statt. Der gebrochene Strahl

CD setzte seinen Weg unter Wasser fort, bis er den Umfang der Scheibe

in einem auf der Gradeinteilung abzulesenden Punkt D wieder traf. Die

Werte, welche *Ptolemäos* auf solche Weise erhielt, sind in folgender

Tabelle zusammengestellt:

Einfallswinkel (α) Brechungswinkel (β)

10° 8° (statt 7° 29')

20° 15° 30' ( » 14° 51')

30° 22° 30' ( » 22° --)

40° 29° ( » 28° 49')

50° 35° ( » 34° 3')

60° 40° 30' ( » 40° 30')

70° 45° 50' ( » 44° 48')

80° 50° ( » 47° 36')

[Illustration: Abb. 47. Ptolemäos mißt die Brechungswinkel.]

Der Brechungsexponent für den Übergang des Lichtes aus Luft in Wasser

ergibt sich daraus gleich 1,31, während dieser Wert nach neueren

Messungen 1,33 beträgt[609]. Das Ergebnis war also im Hinblick auf die

Art des Verfahrens recht genau, ein Beweis, daß eins der wichtigsten

Erfordernisse der exakten Forschung, die Schärfe der Messung nämlich,

dem *Ptolemäos* nicht mangelte.

*Ptolemäos* benutzte sein Ergebnis auch zur Erklärung einer

astronomischen Erscheinung. Er schloß nämlich, daß der Lichtstrahl

auch beim Durchgange durch die Atmosphäre eine Brechung erleidet,

die vom Zenith nach dem Horizont allmählich zunimmt und unter dem

Namen der atmosphärischen Refraktion bekannt ist. Diese Refraktion

machte sich ihm z. B. dadurch bemerklich, daß er die Poldistanz eines

Gestirnes beim Auf- und Untergang kleiner fand als zur Zeit der oberen

Kulmination.

Nach dem Messen besteht der nächste Schritt auf dem Wege des induktiven

Verfahrens in dem Auffinden einer gesetzmäßigen Beziehung zwischen

den gegebenen und den gefundenen Größen. *Ptolemäos* hat auch diesen

Schritt auf dem Gebiete der Physik zu machen versucht. Wenn es ihm

auch nicht gelang, die gefundenen Beziehungen auf einen mathematischen

Ausdruck zurückzuführen, so sprach er doch das Grundgesetz der Dioptrik

dahin aus, daß der Lichtstrahl beim Übergänge aus einem dünneren in

ein dichteres Mittel zum Einfallslote hin gebrochen wird. Er findet

es sogar wahrscheinlich, daß für je zwei Stoffe stets ein bestimmtes

Verhältnis zwischen dem Einfalls- und Brechungswinkel obwaltet.

Nachdem das Problem der Brechung soweit gefördert war, hat es lange

geruht. Zwar beschäftigte es die gerade auf dem Gebiete der Optik

sehr tätigen Araber[610]. Doch gelangten diese nicht wesentlich über

*Ptolemäos* hinaus. Auch *Johann Kepler* hat sich damit befaßt, indem

er nach einem später zu beschreibenden Verfahren Messungen über die

Brechung anstellte und den Begriff des Grenzwinkels einführte. Seine

Lösung fand das Problem indes erst im 17. Jahrhundert durch *Snellius*,

den wir als den Entdecker des Brechungsgesetzes kennen lernen werden.

Erwähnung verdient auch des *Damianos* Schrift über die Optik[611].

Über die Lebensumstände *Damians* ist nichts Näheres bekannt. Seine

Schrift über die Optik ist jedenfalls später als diejenige des

*Ptolemäos* verfaßt. Eigentümlich ist die Begründung, welche *Damian*

über die optischen Ansichten der Griechen bringt. Es sollen hier

deshalb einige Stellen in freier Übersetzung Platz finden:

* * * * *

»Die Gestalt unserer Augen, die nicht wie die übrigen Sinneswerkzeuge

hohl und dadurch für die Aufnahme von irgend etwas eingerichtet,

sondern kugelförmig sind, beweist, daß eine Ausstrahlung von uns

ausgeht. Daß diese Ausstrahlung Licht ist, das zeigen die von den Augen

aufleuchtenden Blitze. Bei den Nachttieren erscheinen die Augen bei

Nacht sogar leuchtend. Noch deutlicher wird diese Ansicht, wenn wir die

Gleichartigkeit unseres Sehorgans mit der Sonne dargelegt haben werden.

Da die Sehstrahlen, die von unserem Auge ausgehen, möglichst schnell

zu dem sichtbaren Gegenstande gelangen sollen, so müssen sie sich

in gerader Linie bewegen. Und ferner, wenn sie davon möglichst viel

erfassen sollen, werden sie in Kreisform darauf losgehen. Denn alles

was den lebenden Wesen nützlich ist, pflegt die Natur zu tun. Um die

sichtbaren Gegenstände in Kreisform zu treffen, müssen die Sehstrahlen

entweder die Gestalt eines Zylinders oder eines Kegels haben. Ein

Zylinder kann nicht in Betracht kommen, weil dann nicht Gegenstände

erfaßt werden könnten, die größer als das Auge sind. Die Sehstrahlen

haben daher die Gestalt eines Kegels.

Die geradlinige Fortbewegung des Sehstrahls, seine Zurückwerfung und

seine in große Entfernung reichende und *zeitlos* sich vollziehende

Fortbewegung: Dies alles kann man auch an den Sonnenstrahlen

beobachten. Auch vermag unser Sehstrahl durch diejenigen Gegenstände,

durch welche die Sonnenstrahlen hindurchdringen, wie Glas und Wasser,

gleichfalls seinen Weg zu nehmen.«

* * * * *

Nach der Betrachtung der Fortschritte, die sich besonders unter

der Mitwirkung des *Ptolemäos* auf dem Gebiete der Astronomie,

der Geographie und der Physik vollzogen, wollen wir uns in großen

Zügen den Besitz vergegenwärtigen, über den das Altertum während

der römisch-alexandrinischen Periode in den übrigen Zweigen der

Naturwissenschaften verfügte.

Während die Mechanik, die Optik und die Akustik ihre Grundlagen

erhielten, blieb man auf den Gebieten der Wärme, des Magnetismus und

der Elektrizität bei einigen rohen Beobachtungen und dunklen Deutungen

stehen. Der Magnetstein und seine Eigenschaft, das Eisen anzuziehen,

waren schon dem frühesten griechischen Altertum bekannt. Da man der

Seele das Vermögen, etwas zu bewegen, zuschrieb, glaubte man, daß der

Magnet, ähnlich wie das Tier und die Pflanze, beseelt sei[612].

Auch die Eigenschaft des Magneten, durch andere Stoffe hindurch zu

wirken, konnte nicht lange verborgen bleiben. So erzählt *Lukrez*,

der in seinem Werke »De rerum natura« die magnetischen Erscheinungen

mit behaglicher Breite schildert: »Ich sah eiserne Spän' aufkochen

und wallen in ehernen Schalen, wenn der magnetische Stein denselbigen

untergelegt ward«[613]. Auch die bei Uneingeweihten das größte Staunen

erregenden, schon *Platon* bekannten Ketten, welche aus eisernen,

magnetisch gemachten Ringen bestanden, die nicht ineinander griffen,

sondern sich nur berührten, beschreibt *Lukrez*. Er wagt sich sogar an

eine Erklärung der magnetischen Erscheinungen. Wie von manchen Körpern,

so sollen auch vom Magneten Teilchen ausströmen, welche die benachbarte

Luft zurückdrängen. Infolgedessen »stürzen urplötzlich des Eisens

Stoffe sich hin nach dem Leeren, und also geschieht es«[614]. Daß der

Magnet zwei Pole besitzt, und zwischen diesen eine Indifferenzzone

liegt, scheint den Alten entgangen zu sein[615]. Auch die Richtkraft

kannten sie nicht, während die Chinesen mit ihr schon vor Beginn

unserer Zeitrechnung vertraut waren.

Die Grunderscheinung der Reibungselektrizität ist den alten Völkern

jedenfalls bekannt geworden, sobald sie durch den Handel in den

Besitz des Bernsteins gelangten, da dieser in besonders auffallender

Weise nach dem Reiben leichte Körperchen anzieht. So sagt *Plinius*:

Ȇbrigens zieht Bernstein, wenn er durch Reiben mit den Fingern

Lebenswärme erhalten hat, trockene Blätter, Spreu und Bast gerade so

an wie der Magnet das Eisen«[616]. Den Bernstein nannten die Alten

Elektrum. Aus diesem Worte ist die Bezeichnung »Elektrizität« für die

am Bernstein zuerst beobachtete Eigenschaft entstanden.

Auch an anderen Stoffen scheinen die Alten jene Eigenschaft

gelegentlich bemerkt zu haben[617], doch ahnten sie keinen Zusammenhang

zwischen ihr und dem Gewitter. Zwar erblickten die Philosophen in dem

Blitz und dem Donner nicht mehr, wie das in den Anschauungen einer

heidnischen Naturreligion befangene Volk, das Geschoß und die Stimme

des Zeus. Man war aber auch noch weit entfernt von einer richtigen

Deutung der Erscheinung. *Anaximander* z. B. hielt den Blitz für die in

den Wolken verdichtete Luft, die plötzlich mit Geräusch hervorbreche.

*Plinius* spricht vom Blitz und vom Donner mit folgenden Worten:

»Bricht der Wind aus einer größeren Höhlung einer herabgedrückten Wolke

hervor, so nennt man ihn Orkan. Hat sich der Wind in dem Augenblicke,

in dem er die Wolke durchbrach, entzündet, so ist er ein Blitz. Daß man

den Blitz eher sieht, als man den Donner hört, obgleich sie zugleich

entstehen, ist gewiß nicht zu verwundern, da das Licht schneller ist

als der Schall. Blitz und Donner erfolgen gleichzeitig, so hat es die

Natur geordnet«[618].

Auch mit den stillen elektrischen Entladungen, die man als Elmsfeuer

bezeichnet, waren die Alten wohl bekannt. *Plinius* beschreibt die

Erscheinung folgendermaßen: »Es entstehen sogar auch Sterne zu Wasser

und zu Lande. Ich selbst sah bei dem nächtlichen Wachtdienst der

Soldaten auf den Speeren außerhalb des Walles einen Lichtschein von

dieser Gestalt haften. Auch auf die Rahen und andere Teile der Schiffe

setzen sich dergleichen Sterne mit einem eigentümlichen, vernehmbaren

Ton, wobei sie, wie Vögel, ihren Sitz oft wechseln«[619].

Aus manchen Literaturstellen und antiken Einrichtungen (vergoldete

Spitzen von Tempeln, mit Kupfer beschlagene Stangen) glaubte man

schließen zu dürfen, daß die alten Völker schon Blitzableiter verwendet

hätten. Aus der Kritik des vorhandenen Materials ergibt sich jedoch,

daß von einer *bewußten* Anwendung von Blitzableitern vor *Benjamin

Franklin* nicht die Rede sein kann[620].

Auch das Phänomen der tierischen Elektrizität war den Alten wohl

bekannt. Es entzog sich aber gleichfalls ihrer Einsicht. Gelang doch

eine Erklärung der atmosphärischen Erscheinungen aus den Gesetzen der

Reibungselektrizität erst im 18. Jahrhundert, während ein Verständnis

der Gesetze der tierischen Elektrizität erst in der neuesten Periode,

nach der Entdeckung des Galvanismus, anbrach. »Dem Zitterrochen steht

ein gefährliches Gift zu Gebote«, schreibt der griechische Verfasser

eines im 2. Jahrhundert n. Chr. entstandenen Werkes[621], »von Natur

ist er schwach und so langsam, daß es aussieht, als könne er nur

kriechen. Er besitzt auf jeder Seite ein Gewebe, das denjenigen, der

es berührt, sogleich jeder Kraft beraubt, sein Blut erstarren macht

und seine Glieder lähmt.« *Plinius* ahnt schon, daß man es hier mit

einem Vorgang ganz eigener Art zu tun hat, wenn er sagt[622]: »Der

Zitterrochen lähmt selbst aus der Ferne, sobald er nur mit der Lanze

berührt wird, den stärksten Arm. Man ersieht daraus, daß es unsichtbare

Kräfte gibt.« Daß auch der menschliche Körper wie die Lanze diese

eigentümliche Wirkung fortzuleiten vermag, ist zwar eine Entdeckung der

neueren Zeit, doch erwähnt ein anderer Schriftsteller des Altertums,

daß schon Erschütterung eintritt, wenn man Wasser aus einem Gefäß,

in dem sich ein Zitterrochen befindet, auf die Hand oder den Fuß

gieße[623].

Die Heilkunde versäumte nicht, aus dieser merkwürdigen Erscheinung

Nutzen zu ziehen. So finden wir bei *Galen* berichtet, daß er einem an

Kopfschmerzen leidenden Menschen einen lebenden Zitterrochen genähert,

und daß dieser sich als schmerzstillendes Mittel erwiesen habe[624].

*Avicenna* (*Ibn Sina*), der arabische Bearbeiter der Schriften

*Galens*, wiederholt diese Angabe.

Die Anfänge der Chemie.

Erfreute sich die Physik im Altertum wenigstens auf einigen ihrer

Gebiete schon einer wissenschaftlichen Behandlung, so war dies

bezüglich der Chemie noch nicht der Fall. Hier konnte ein Einblick in

das Wesen der Erscheinungen nur auf Grund zahlreicher, zielbewußter

Versuche erlangt werden, und einer solchen Forschungsrichtung erwies

sich die ältere Periode wenig geneigt. Was wir über die Anfänge der

Chemie berichten können, ist, daß man durch die Heilkunde und durch

die Gewerbe, insbesondere den Hüttenbetrieb, allmählich mit einer

Anzahl von chemischen Vorgängen bekannt wurde, ohne daß es gelang, eine

Verknüpfung dieser Vorgänge unter sich oder mit anderen Gruppen von

Erscheinungen zu finden. Alle Erklärungen, die man für die stofflichen

Veränderungen aufstellte, hatten nur den Wert bloßer Philosopheme, zu

deren Prüfung man noch keine Mittel besaß.

Den größten Einfluß auf die weitere Beschäftigung mit chemischen

Dingen hat wohl jene Lehre gehabt, welche die Welt auf einen einzigen

Urstoff zurückführte, der sich den Sinnen in vier Erscheinungsformen,

als Feuer, Erde, Luft und Wasser, offenbaren sollte. Im Einklang mit

dieser Lehre stand auch das gegen den Ausgang des Altertums auftretende

Bestreben, unedle Metalle in edle zu verwandeln, ein Problem, das

während des ganzen Mittelalters als Ziel und Zweck der Chemie

betrachtet wurde.

Die Kenntnis und die Verwendung der Metalle war im Altertum schon eine

recht ausgedehnte. Blei z. B., das gleich dem Eisen sich nur selten als

solches findet und aus Bleiglanz dargestellt wurde, fand schon im alten

Rom zu Wasserleitungsröhren Verwendung. Zinn und Zink waren nicht in

reinem Zustande, sondern nur als Bestandteile von Legierungen bekannt.

Diese wurden erhalten, indem man Zinnstein oder den zinkhaltigen Galmei

den Kupfererzen bei ihrer Verhüttung zusetzte. Auch die Gewinnung

des Quecksilbers durch Erhitzen von Zinnober mit Eisen war schon dem

Altertum geläufig.

Die Darstellung von chemischen Präparaten, soweit sie nicht durch bloße

Oxydation entstehen, war kaum möglich, so lange man sich nicht im

Besitze der Mineralsäuren befand. Mit ihrer Darstellung waren die Alten

jedoch noch nicht vertraut. Die einzige ihnen bekannte Säure war eine

organische, die Essigsäure.

Die Tatsache, daß Marmor und Kalkstein beim Glühen eine neue Substanz

liefern, die, mit Wasser in Verbindung gebracht, ein vorzügliches

Baumaterial abgibt, wußte man indes wohl zu verwerten. In der späteren

Römerzeit finden wir auch Zement in Anwendung, ohne den manches

gewaltige Bauwerk nicht ausführbar gewesen wäre. Auch daß der gebrannte

Kalk die Soda ätzender macht, war schon im Altertum bekannt[625].

Dagegen blieb die chemische Natur gasförmiger Substanzen in Dunkel

gehüllt. Zwar bemerkte man, daß bei der Gärung und an manchen Stellen

der Erde ein Gas auftritt, das zur Atmung nicht geeignet ist. Es kam

jedoch niemandem in den Sinn, in dieser Luftart ein von der natürlichen

Luft verschiedenes Gas zu erkennen.

Einen gewaltigen Anstoß zur Beschäftigung mit stofflichen Veränderungen

rief der Gedanke hervor, durch geeignete Behandlung könne aus unedlen

Metallen Edelmetall gewonnen werden. Eine gewissermaßen theoretische

Grundlage fand dieses Streben in den Lehren des *Platon* und des

*Aristoteles*. Das alchemistische Problem begegnet uns schon in

den ersten Jahrhunderten n. Chr. in Ägypten bei Gelehrten der

alexandrinischen Schule. Es stützte sich auf die, während einer

langen vorhergehenden Periode rein empirisch erworbenen, nicht

unbeträchtlichen Kenntnisse über die Metalle, ihre Gewinnung und ihre

wichtigsten Legierungen.

Auch für die Folgezeit kann man wohl sagen, daß die Geschichte

der Alchemie und diejenige der Metallurgie im wesentlichen

zusammenfallen[626]. Die Ägypter unterschieden nach *Lepsius* in ihren

Inschriften acht mineralische Erzeugnisse, die sie für besonders

wertvoll hielten. Es waren vor allem das Gold, die als Elektrum

bezeichnete Legierung von Gold und Silber, das Silber und der Lapis

lazuli.

Bei den ersten Alchemisten spielte das Blei eine große Rolle. Da man

aus dem Rohblei Silber abzuscheiden vermochte, glaubte man, das Blei

sei für die Erzeugung von anderen Metallen hervorragend geeignet. Zinn

findet sich zwar in den Bronzen der alten Ägypter. Wahrscheinlich

kannten sie das reine Zinn aber nicht[627]. Auch das Quecksilber, das

seiner merkwürdigen Eigenschaften wegen bei den Alchemisten die größte

Rolle spielte, war den alten Ägyptern wohl noch nicht bekannt. Es kam

erst bei den Griechen und Römern in Gebrauch. *Plinius* nennt es eine

beständige Flüssigkeit und ein Gift für alles[628].

Nachdem durch lange Zeiträume chemische, vor allem metallurgische

Einzelkenntnisse gesammelt waren, begegnet uns bald nach Beginn der

christlichen Zeitrechnung die bestimmte, als Alchemie bezeichnete

Richtung, deren Ziel die Umwandlung unedler Stoffe in edle Metalle

war. Die älteste ägyptische Handschrift, die uns davon Kenntnis gibt,

stammt aus dem 3. Jahrhundert n. Chr. Die Alchemie tritt uns darin in

Verbindung mit der Astrologie entgegen. Darauf deutet auch hin, daß

dem Gold die Sonne, dem Silber der Mond und den übrigen Metallen die

Planeten entsprachen.

Aus der Beobachtung, daß man durch Zusammenschmelzen unedler Metalle

dem Golde und dem Silber ähnliche Legierungen erhält, daß aus Rohblei

durch geeignete Behandlung wirkliches Silber und aus Amalgam Gold

abgeschieden werden kann, hatte sich nämlich die Annahme von der

Möglichkeit, unedle Metalle in edle zu verwandeln, gebildet. Bei dem

Mangel an Einsicht in den chemischen Prozeß hielt man die genannten

Vorgänge für wirkliche Umwandlungen der Stoffe. Da man nun durch

Verbesserung der hüttenmännischen Betriebe eine größere Ausbeute

erzielte, so lag der Gedanke nahe, ob nicht durch geeignete Behandlung

das gesamte Rohmaterial in edles Metall verwandelt werden könne. Die

Periode, in welcher die Erforschung stofflicher Veränderungen von

diesem Bestreben geleitet wurde, hat man als das Zeitalter der Alchemie

bezeichnet.

Die ersten alchemistischen Regungen begegneten uns schon bei den

Alexandrinern. Aus dem 3. nachchristlichen Jahrhundert sind nämlich

Schriften alexandrinischen Ursprungs bekannt geworden, die sich mit

dem Problem der Metallveredelung beschäftigen[629]. Von den Gelehrten

des unterjochten Ägyptens und den nestorianischen Schulen Vorderasiens

ging zweifelsohne für die Araber der Antrieb aus, sich mit dem gleichen

Problem zu befassen. Schon das Wort Chemie deutet vielleicht darauf

hin. Es ist nämlich gleichlautend mit einer alten Benennung Ägyptens.

Wie *Plutarch* berichtet, haben die Bewohner dieses Land der schwarzen

Farbe seines Erdreichs wegen chêmi genannt. Auch die Bezeichnung

»schwarze Kunst« würde dadurch vielleicht ihre Erklärung finden.

Nach neueren philologischen Untersuchungen ist diese Ableitung

zweifelhaft geworden. Man ist heute geneigt, mit *Zosimos*, einem

alchemistischen Schriftsteller des 4. nachchristlichen Jahrhunderts,

das Wort Chemie von *Chemes* abzuleiten, den *Zosimos* als den

Verfasser des ersten chemischen Buches bezeichnet. Eine dritte

Auffassung geht dahin, daß das Wort χύμα, welches »Metallguß« bedeutet,

das Stammwort für »Chemie« sei[630]. Bei diesem Stande der ganzen Frage

wird man sich also wohl dahin entscheiden müssen, daß der Ursprung des

Wortes Chemie völlig dunkel ist.

Die alexandrinischen Gelehrten, sowie auch später die Araber, die sich

mit chemischen Vorgängen befaßten, ließen sich in ihren Anschauungen

von den Theorien leiten, die *Platon* und *Aristoteles* über die Natur

der Materie entwickelt hatten.

Die praktische Grundlage, auf der sich die Alchemie erhob, war neben

der hüttenmännischen Gewinnung der Metalle, vor allem die Verarbeitung

der Edelmetalle zu Schmuckgegenständen. In dieser Industrie regte

sich seit den frühesten Zeiten das Bestreben, Minderwertiges an die

Stelle von Wertvollem zu setzen und auf diese Weise den Käufer zu

übervorteilen. Man erreichte dies entweder dadurch, daß man dem Golde

und dem Silber andere Metalle beimengte oder daß man Metalle und

Legierungen oberflächlich färbte, um ihnen ein dem Golde oder dem

Silber ähnliches Aussehen zu verleihen. Als ein Mittel dieser Art

diente zum Beispiel die Verbindung des Arsens mit dem Schwefel, die

in der Mineralogie noch heute den Namen Auripigment führt. Auch das

Quecksilber, mit dem man in Kleinasien und durch den von den Karthagern

in Spanien betriebenen Bergbau bekannt wurde, fand zur Herstellung

von Legierungen und oberflächlichen Veränderungen schon lange vor dem

Beginn der christlichen Zeitrechnung Verwendung. Wenn man all diese

Praktiken, an die sich bald gewisse Vorstellungen und Spekulationen

anschlossen, schon mit dem Namen Chemie belegen will, so geht die

chemische Wissenschaft in ihren Anfängen bis tief ins Altertum zurück.

Das Bekanntwerden mit Stoffen, welche die Metalle oberflächlich

veränderten, führte ganz von selbst zum Suchen nach einem, die

gewünschten Veränderungen hervorrufenden Universalmittel. So entstand

die Lehre vom »Stein der Weisen«, dem man, ohne ihn gefunden zu

haben, später immer neue Wirkungen beilegte, insbesondere diejenige,

Krankheiten zu heilen und das Leben zu verlängern[631].

Eine wichtige Rolle spielte bei jenen Veränderungen das Quecksilber. Es

ist begreiflich, daß ein so sonderbares Metall bei seiner Entdeckung

angestaunt wurde und die Phantasie erregte. Welch universelle Bedeutung

man dem Quecksilber zuschrieb, beweist die Stelle eines Briefes

aus dem 4. nachchristlichen Jahrhundert[632]. Sie lautet: »Was ich

lernen möchte, lehre es mich. Das ist das Werk, das Du kannst, die

Transmutation. Das Quecksilber nimmt doch auf jede Art das Aussehen

aller Körper an. Es bleicht alle Körper und zieht ihre Seelen an,

nimmt sie durch Sieden in sich und bemächtigt sich ihrer. Ist es doch

dazu geeignet, weil es in sich selbst die Prinzipien alles Flüssigen

enthält. Wenn es die Transmutation durchgemacht hat, bereitet es alle

Farbenwechsel vor. Es bildet den feststehenden Grund, während doch die

Farben keine eigentliche Grundlage haben. Das Quecksilber wird, indem

es seinen eigenen Grund verliert, ein abänderungsfähiges Etwas, und

zwar abänderungsfähig durch die auf die metallischen Körper ausgeübten

Behandlungen.«

Die hellenistischen Schriftsteller nennen als den Begründer der

Alchemie den *Hermes Trismegistos* (den Dreimalgrößten)[633]. Es ist

das eine durchaus mystische, auch wohl mit einem der ägyptischen

Hauptgötter (*Ptah*, *Thot*) identifizierte Persönlichkeit. Dem

*Hermes* wurden zahllose Werke (20000 und mehr) zugeschrieben.

Ausdrücke wie hermetische Kunst, hermetischer Verschluß, hermetische

Bücher erinnern noch heute an ihn. Auch Tafeln wurden auf *Hermes*

zurückgeführt. Unter ihnen trug die berühmteste die Überschrift: De

operatione solis, d. h. vom Machen der Sonne (des Goldes). Von dem

mystischen Inhalt dieser im Mittelalter hochgeschätzten Tafel geben

folgende Zeilen eine Vorstellung: »Wie alle Dinge wurden aus Einem, so

sind auch alle Dinge geboren aus diesem einen Dinge. Sein Vater ist

die Sonne, seine Mutter der Mond. Der Wind trug es in seinem Bauche.

Seine Nährerin ist die Erde. Du scheide das Erdige vom Feurigen, die

dunstartigen Teile von den dichten, so gewinnst du das Rühmlichste der

ganzen Welt«[634].

Bestimmtere, wenn auch nur spärliche Überreste werden auf einen

alexandrinischen Schriftsteller namens *Zosimos* zurückgeführt. Er war

in Panopolis (Oberägypten) geboren und lebte um 300 n. Chr. *Zosimos*

ist ohne Zweifel auf die Entwicklung der Alchemie von großem Einfluß

gewesen. In einem umfangreichen Werke stellte er die Kenntnisse seiner

Vorgänger und seine eigenen Erfahrungen zusammen. Doch handelt es sich

zumeist um kaum verständliche, in mystischen Ausdrücken niedergelegte

Rezepte. Nach *Zosimos* waren diese Rezepte in Ägypten entstanden.

Sie befanden sich im Besitz der Priesterschaft und wurden auf das

strengste geheimgehalten. Wer in die alchemistische Kunst eindringen

wollte, mußte eine Reihe von sittlichen Vorbedingungen erfüllen. Er

mußte reinen Sinnes und frei von Habgier sein. Er mußte sich ferner

aus tiefster Seele in seinen Gegenstand versenken können[635]. Erfolg

hatte nur, wer nach Erkenntnis strebte, nicht aber der Ungelehrte

oder gar derjenige, der von unlauterer Gesinnung erfüllt war. Eine

weitere Vorbedingung bestand darin, daß man »die richtige Zeit und die

glücklichen Augenblicke« wählte. Um sie herbeizuführen, waren nicht nur

Beschwörungen, Zaubermittel und Gebete, sondern auch die Mitwirkung der

Planeten erforderlich.

[Illustration: Abb. 48. Von Zosimos geschilderter Destillierapparat.]

Jene Werke des *Zosimos*, die in Bruchstücken durch syrische

Manuskripte bekannt geworden sind, enthalten manches über die von den

Alchemisten benutzten Apparate, wie Öfen, Destilliervorrichtungen usw.

Was die planetarischen Einflüsse betrifft, so stützt sich *Zosimos*

besonders auf *Hermes Trismegistos*. Die wirksamste Sphäre sollte

diejenige des Merkur sein, weil der Schattenkegel der Erde gerade bis

zu ihm reiche[636].

An einer Stelle beschreibt *Zosimos*, wie sich erhitztes Quecksilber

und Schwefel zu Zinnober vereinigen, der zunächst eine schwarze

Masse bilde, die erst beim Sublimieren rot werde. Wird Zinnober mit

gewissen Zutaten in einem geschlossenen Gefäß erhitzt, so steigt aus

dem Zinnober das Quecksilber als »Silberwasser« oder »göttliches

Wasser« empor. Es ist ein furchtbar giftiges, in der Hitze nicht

festzuhaltendes Pneuma, das beim Abkühlen seinen »flüchtigen Schwung«

verliert und sich an dem Deckel des Gefäßes in Form von Tropfen

festsetzt[637].

Die von *Zosimos* im Anschluß an *Hermes* entwickelte Lehre von dem

Einfluß der Planeten auf das Gelingen des »heiligen Werkes« findet sich

im 5. Jahrhundert bei dem Neuplatoniker *Olympiodor* zu einem System

entwickelt[638]. Er schrieb nämlich jedes von den sieben Metallen den

den Alten gleichfalls nur in der heiligen Siebenzahl bekannten Planeten

zu. Das Gold entsprach bei ihm der Sonne, das

Silber dem Monde,

Kupfer der Venus,

Eisen dem Mars,

Zinn dem Jupiter,

Quecksilber dem Merkur,

Blei dem Saturn.

Das Gestirn sowie das entsprechende Metall erhielten dasselbe

Zeichen[639]. Diese mystischen Beziehungen zwischen der Alchemie und

der Astrologie wurden später von den Arabern mit Vorliebe weiter

gepflegt.

Man hat sich bemüht, durch archäologische Nachforschungen in Ägypten

Stätten nachzuweisen, wo man chemische Prozesse ausübte, sozusagen

die Laboratorien jenes ersten alchemistischen Zeitalters und die in

diesen Stätten zur Anwendung kommenden Gerätschaften. Der Erfolg ist

bisher nur ein geringer gewesen. So beschreibt *Berthelot* nach den

Angaben *Masperos* eine Stätte, die an eine Grabkammer stößt und die,

nach allen Anzeichen zu urteilen, während des 6. Jahrhunderts unserer

Zeitrechnung als Laboratorium gedient hat. Die Wände jener Stätte waren

angeräuchert, und am Boden befand sich ein Herd aus Bronze und allerlei

Gerät aus Bronze, Alabaster und anderen Mineralien.

Unter den noch vorhandenen Überresten der alchemistischen Literatur

sind vor allem die Schriften, die fälschlich unter dem Namen

*Demokrits* gehen, und zwei in Theben in Ägypten aufgefundene

Papyrusurkunden zu nennen.

Das Werk des *Pseudo-Demokrit* ist ursprünglich wohl um 200 v. Chr.

in Ägypten entstanden; es enthielt eine Zusammenfassung des gesamten

chemisch-technischen Wissens jener Zeit[640], aber noch nicht

Alchemistisches (nach *v. Lippmann*). Unter den aus dieser Quelle

stammenden Bearbeitungen ist vor allem ein umfangreiches Werk zu

nennen, das sich »Demokrits Physik und Mystik« betitelt. Was davon

auf uns gekommen ist, erweist sich als lückenhaft und entstellt. Der

Neuzeit wurden die pseudo-demokritischen Lehren genauer erst im 16.

Jahrhundert bekannt[641].

Aus den erhaltenen Fragmenten geht hervor, daß »Demokrits Physik und

Mystik« besonders über Gold, Silber, Perlen, Edelsteine und Purpur

handelte. Ein Beispiel möge uns einen Begriff von dem Inhalt geben. Es

lautet[642]: »Nimm Quecksilber, fixiere es mit Magnesia. Wirf die weiße

Erde auf Kupfer. Wirfst du gelbes Silber darauf, so erhältst du Gold.

Die Natur besiegt die Natur.«

Der demokritische Spruch:

Eine Natur vergewaltigt die andere,

Eine Natur besiegt die andere

ist für die Goldmacherkunst durch alle Jahrhunderte das Leitwort

geblieben.

Ein ganz neues Licht haben die Papyrusfunde der thebanischen

Ausgrabungen auf die Vorgeschichte der Alchemie geworfen. Diese

Funde wurden 1828 beim Aufdecken eines Grabes gemacht. Sie gelangten

mit zahlreichen anderen Papyrusrollen nach Europa, fanden aber erst

neuerdings Beachtung. Die in Leyden befindliche Urkunde wurde 1885

und die Stockholmer 1913 veröffentlicht. Beide Papyri stammen aus dem

3. Jahrhundert n. Chr. und enthalten im wesentlichen Vorschriften,

welche die Verfälschung der edlen Metalle, das Färben mit Purpur und

Waid (Isatis tinctoria), sowie die Edelsteine und Perlen betreffen. So

enthält der Stockholmer Papyrus Anweisungen, den Perlen den verloren

gegangenen Glanz wiederzugeben. Andere Vorschriften betreffen die

Anfertigung von Perlen aus Glimmer und anderem minderwertigen Material.

Sie werden als »besser als die echten« angepriesen.

[Illustration: Abb. 49. Eine Probe aus dem Stockholmer Papyrus.]

Von der Herstellung goldähnlicher Legierungen handeln Rezepte,

denen nachgerühmt wird, daß selbst Fachmänner über die Herkunft des

Erzeugnisses getäuscht würden[643]. Die erste Seite des berühmten

Stockholmer Papyrus ist in Abb. 49 teilweise wiedergegeben. Sie

betrifft, wie aus der Überschrift hervorgeht, die Darstellung des

Silbers (Ἀργύρου ποίησις) und beginnt mit den Worten: χαλκόν τὸν

Κύπριον τὸν ἤδη εἰρκασμένος ...

Die Übersetzung der hier gebotenen Textprobe lautet folgendermaßen:

»Schön bearbeitetes und abgeputztes Kupfer tauche in ein scharfes

Alaunbad und laß es drei Tage darin erweichen. Dann schmilz es

zusammen mit einer Mine (= 43,6 g) Erz aus chiischer Erde, nachdem Du

kapadokisches Salz und kristallinischen Alaun zu 200 Drachmen[644]

beigemischt hast. Schmilz es sorgsam, und es wird kostbar sein. Dazu

gib nicht mehr als 20 Drachmen schönen und reinen Silbers; das wird die

ganze Mischung unlöslich erhalten.«

Den Ausgangspunkt für die Legierungen bildet meist das Kupfer. Es

wird durch Arsen-, Blei- oder Zinnverbindungen zu Silber geweißt

(der Vorgang wird λεύκωσις genannt). Die oberflächliche Vergoldung

des Kupfers erfolgt durch Quecksilber (Feuervergoldung). Auch die im

Mittelalter wieder anzutreffende Vorschrift, Blattgold in Eiweiß zu

verteilen und mit dieser Tinte Manuskripte anzufertigen, findet sich

unter den Rezepten.

Wieder andere Abschnitte betreffen die Vermehrung (Verdoppelung,

Verdreifachung) des Silbers[645].

Die Ausführungen über Farbstoffe und Färberei, die sich im Stockholmer

Papyrus befinden, lassen den hohen Stand erkennen, den die chemische

Technik dieser Gebiete schon im Altertum erreicht hatte. Die zum

Färben bestimmte Wolle wird durch Waschen und Kochen unter Zusatz von

Seifenwurzel, Kalkwasser oder Sodalösung gereinigt. Dann wird die Wolle

gebeizt, wozu in der Hauptsache Alaun oder alaunhaltige Mineralien

genommen werden. Die Farbstoffe wie auch die übrigen Materialien

werden vor dem Gebrauch geprüft. Und zwar prüft man das Aussehen, das

Verhalten beim Zerreiben, zu Lösungsmitteln usw. Endlich folgt die

Auflösung, die Erzielung bestimmter Nuancen und das Färben selbst.

Gefärbt wird fast nur Wolle, und zwar mit syrischem Kermes (Scharlach),

Krapp, Schöllkraut und Purpur. Die Indigo enthaltende Waidpflanze

diente zum Blaufärben. Durch geeignete Mischungen von Waid und Kermes

erzielte man täuschende Nachahmungen von Purpur. Die betreffende

Vorschrift schließt mit den Worten: »Du wirst sehen, der Purpur wird

unbeschreiblich schön.«

Zu den wenigen Vorgängern, welche die Verfasser des Leydener und des

Stockholmer Papyrus flüchtig anführen, gehört auch der oben erwähnte

*Pseudo-Demokritos*.

Die Anfänge der Chemie lassen schon zwei Einflüsse erkennen, die

ihre Entwicklung bis in die neuere Zeit bestimmt haben. Es war dies

erstens das Bestreben, die entdeckten Tatsachen und ersonnenen

Verfahrungsweisen geheim zu halten, und zweitens die Verknüpfung

dieses Gebietes mit Magie und Mystik. Erklärlich wird dies daraus,

daß die chemischen Vorgänge in ganz besonderem Maße den Charakter des

Rätselhaften und Wunderbaren tragen und erst nach langem Forschen

wissenschaftlich erfaßbar wurden. Ferner handelte es sich um Gebiete,

auf denen Gewinnsucht, Aberglaube und Betrug seit alters eine

große Rolle spielten. Begegnet uns doch die Verwendung gold- und

silberähnlicher Legierungen zu Zwecken der Falschmünzerei schon im

frühen Altertum.

Die Geheimhaltung der Vorschriften wird schon im Stockholmer Papyrus

verlangt und die so viel spätere Mappae clavicula stellt den Eid der

Geheimhaltung sogar an die Spitze. Durch die Geheimhaltung wollte der

Chemiker nicht nur seine Kenntnisse, sondern vor allem auch sich selbst

persönlich schützen. Drohten ihm doch Anfeindungen von der Kirche, von

den Regierenden und der besonders abergläubischen Masse. Wie die Chemie

seit den Tagen der Renaissance aus diesen Fesseln befreit und in der

Neuzeit zu einer führenden Stellung auf dem Gebiet der Wissenschaften

und der Technik emporgehoben wurde, soll Gegenstand der späteren

Betrachtungen sein.

Der Übergang vom Altertum zum Mittelalter.

Mit der zweiten Blüteperiode der alexandrinischen Schule und dem mehr

kommentierenden Verhalten, das die Folgezeit den Naturwissenschaften

entgegenbrachte, ist die Entwicklung, welche diese Wissenschaften

im Altertum erfuhren, beendet. Es trat nunmehr eine lange Zeit des

Stillstandes, ja des Verlustes an manchem erworbenen Besitz ein, die

sich etwa mit demjenigen Zeitraum deckt, den man in der Weltgeschichte

als das Mittelalter bezeichnet. Erst im 13. Jahrhundert mehren sich,

abgesehen von vereinzelten, insbesondere bei den Syrern und den

Arabern anzutreffenden Bestrebungen, auf die wir näher eingehen

werden, die Anzeichen, die auf ein Wiederaufleben der Wissenschaften

schließen lassen. Und erst, nachdem man das Studium der alten

Literatur auf allen Gebieten aufgenommen, nachdem in Italien und den

benachbarten Ländern im 15. und 16. Jahrhundert die Kunst geblüht,

nachdem endlich der geographische Gesichtskreis sich über die ganze

Erde ausgedehnt, sowie die allgemeine Kultur sich beträchtlich gehoben

hatte, sehen wir mit dem Anfange des 17. Jahrhunderts eine neue Blüte

der Naturwissenschaften anheben, welche dem geistigen Leben der

letztverflossenen Jahrhunderte den Stempel aufgedrückt hat. Ja, dieser

neue Aufschwung ist so eng mit der gesamten Kultur unseres Zeitalters

verknüpft, daß ein abermaliger Verfall der Wissenschaften zugleich das

Ende dieser Kultur bedeuten würde. Man hat viel nach den Gründen der

Erscheinung gesucht, daß die Wissenschaft und die Kultur des Altertums

untergegangen sind und das menschliche Geschlecht während eines

Zeitraums von tausend Jahren fast dem Stillstande verfallen war. Ist

doch unsere Zeit von dem Gefühl beherrscht, daß sich die Menschheit

auf der Bahn, die sie seit dem Ausgang des Mittelalters eingeschlagen

hat, in einem unaufhaltsamen Fortschritt zu weiterer Erkenntnis und

höherer Gesittung befindet. Ein wichtiger Grund, der diesem Gefühle

Sicherheit verleiht, besteht darin, daß die neuere Wissenschaft eine

gewaltige Technik ins Leben rief, wie sie das Altertum, während dessen

das gewerbliche Schaffen wesentlich auf der Stufe eines noch nicht von

wissenschaftlichen Grundsätzen durchdrungenen Handwerks verblieb, nicht

kannte. Dadurch, daß sich in der Neuzeit der Mensch auf dem Wege des

experimentellen Verfahrens zum Herren der Naturkräfte machte, erfuhr

die Wissenschaft eine weit innigere Verschmelzung mit der gesamten

Kultur, als dies im Altertum der Fall gewesen.

Es hat nicht an Verkleinerern der wissenschaftlichen Leistungen

des Altertums gefehlt[646]. Man darf jedoch nicht vergessen, daß

im Altertum mangels jedweder Vorarbeit überall erst die Grundlagen

geschaffen werden mußten. Mag man auch zugeben, daß die Alten auf

den Gebieten der Mathematik, der Dichtkunst und der Philosophie mehr

leisteten als auf demjenigen der Naturwissenschaften, so kann sie

deshalb doch kein Vorwurf treffen. Ihre Beobachtungen konnten nicht

weiter gehen, als die unbewaffneten Sinne reichen. Und das bloße

Nachdenken auf Grund einer nur oberflächlichen, nicht durch besondere

Hilfsmittel geschärften Beobachtung, sowie der Mangel einer induktiven

Forschungsweise mußten auf manchen Irrweg führen. Eine rühmliche

Ausnahme machten wieder die Araber, unter denen sich auch bedeutende

Experimentatoren befanden. Erst als gegen das Ende des Mittelalters

allgemeiner das Bewußtsein durchbrach, »daß bloßes Spekulieren nichts

helfe, daß nicht nur die Tatsachen, sondern auch ihre Gründe erkundet

werden müßten«, erstand eine im modernen Sinne ausgeübte Forschung[647].

Es ist ferner zu bedenken, daß es im Altertum an einem folgerichtig

durchgeführten Verfahren der wissenschaftlichen Forschung noch gebrach.

Ihr Wesen ist damit noch lange nicht erschöpft, daß man von der

Erfahrung ausgeht, wie es im Altertum schon viele forderten. Es besteht

vielmehr darin, daß der Forscher seine Vorstellungen, die aus der

Untersuchung der Erfahrungswelt entspringen, unausgesetzt und möglichst

vollkommen den Tatsachen anzupassen sucht. Den Alten fehlte es nicht

an solchen Vorstellungen, wohl aber fehlte es noch an der Einsicht,

daß nur der unausgesetzte Vergleich der Ideen mit den Erscheinungen,

die Abänderung der Idee, ihre deduktive Gestaltung, ihr Ersatz durch

eine neue Vorstellung, wenn die alte nicht genügt, das Wesen der

Naturwissenschaft ausmachen. Hat sich doch gerade das Festhalten an

einer Idee einem Vorurteil zuliebe als das größte Hemmnis für den

Fortschritt erwiesen.

Die erwähnten Mängel des Altertums gehören zu den Ursachen, daß

politische und religiöse Umwälzungen von solchem Umfang eintraten,

wie sie der neueren Kulturwelt, der vielleicht andere Gefahren

drohen, hoffentlich erspart bleiben werden. Es war der durch eine

jahrhundertlange Zersetzung vorbereitete, durch den Ansturm der

germanischen Stämme herbeigeführte Zerfall des Römerreiches, sowie die

Überwindung des Heidentums -- oder der angesichts der Unhaltbarkeit

des Götterglaubens eingetretenen Indifferenz -- durch das Christentum

und den Islam. Von diesen wirkte das erstere mehr innerlich, indes

nachhaltiger, während der Islam, das Feuer und das Schwert mit dem

Bekehrungseifer[648] verbindend, unmittelbar in die Geschicke eines

großen Teiles der Welt eingriff. Mit dem zunächst zersetzenden Wirken

all dieser Einflüsse beginnt für die allgemeine Geschichte wie für

die Geschichte der Wissenschaften das Mittelalter, dem wir uns jetzt

zuwenden wollen.

Die Naturwissenschaften in ihrer Entwicklung und in ihrem Zusammenhange, I. Band Von den Anfängen bis zum Wiederaufleben der Wissenschaften · 第 27 / 58 题