Von keinem Gegenstand im gesamten Bereich unserer Erfahrung besitzen
wir einen klaren Begriff, wenn wir uns nicht seine Entwicklung
vergegenwärtigen können. Am längsten gilt dieser Satz für das
Verständnis der Staatengebilde. Für alles, was den Menschen als
Staatsbürger angeht, hat daher stets die Geschichte als die große
Lehrmeisterin gegolten. Auch die heutige Naturwissenschaft steht unter
dem Einfluß des Entwicklungsgedankens. Dieser Gedanke hat im Laufe des
19. Jahrhunderts alle Gebiete erobert, besonders, seitdem es gelungen
ist, die allmähliche Entwicklung der Tier- und Pflanzenwelt begreiflich
zu machen. Sonderbarerweise hat man die Wissenschaft selbst erst in der
neuesten Zeit häufiger und tiefer eindringend unter dem Gesichtspunkte
der Entwicklung ins Auge gefasst. Und doch gilt gerade hier der Satz,
daß sich erst aus der Einsicht in das Werden ein richtiges Verständnis
für das Gewordene gewinnen läßt.
Eine bedeutende Anregung empfing die Geschichte der Wissenschaften
um die Mitte des vorigen Jahrhunderts durch die Bayrische Akademie.
Sie ließ nämlich die Geschichte der einzelnen Wissenszweige durch
hervorragende Fachleute bearbeiten. So entstanden die Geschichte der
Botanik von *Sachs*, die Geschichte der Zoologie von *Carus*, die
Geschichte der Astronomie von *Wolff* usw. Etwa zur selben Zeit, als
die Bayrische Akademie ihr großes Unternehmen ins Werk setzte, entstand
*Poggendorffs* biographisch-literarisches Handwörterbuch, das noch
heute und noch wohl für lange Zeit als eins der wichtigsten Hilfsmittel
der historischen Forschung zu betrachten ist. Die Geschichtsschreibung
auf naturwissenschaftlichem Gebiete nahm während des 19. Jahrhunderts
nicht nur an Umfang zu, sondern sie ging auch mehr in die Tiefe.
Das bloße Verzeichnen der Tatsachen und das biographische Moment
traten zurück gegenüber dem Bestreben, die allmähliche Entwicklung
der Gedanken zu verfolgen. In dieser Hinsicht fand die Geschichte
der Naturwissenschaften gute Vorbilder in der neueren Behandlung der
Geschichte der Philosophie und in der Literaturgeschichte. Wie man es
auf diesen Nachbargebieten gelernt hatte, vor allem in das Werden und
in das Reifen der philosophischen oder der literarischen Richtungen
und Einzelschöpfungen einzudringen, so erblickte man auch auf unserem
Gebiete die Hauptaufgabe immer mehr in der Darstellung des Werdens,
der Klärung der grundlegenden Begriffe und darin, diesen Vorgang des
Werdens aus möglichst allen Umständen und treibenden Ursachen heraus zu
verstehen. Als ein Beispiel für diese Art der Geschichtsschreibung kann
Dührings kritische Geschichte der allgemeinen Prinzipien der Mechanik
gelten. Auch die bekannten historisch-kritischen Werke von *Mach* über
die Mechanik und über die Wärmelehre gehören hierher.
Was das 19. Jahrhundert auf dem Gebiete der Wissenschaftsgeschichte
bot, blieb indessen, von wenigen Ausnahmen abgesehen, Spezialgeschichte.
Neben besonderen Geschichtswerken über Mechanik und Wärmelehre
entstanden solche über Optik, Elektrizitätslehre, Elektrochemie,
Geologie, Meteorologie, Mineralogie usw. So wichtig die historische
Bearbeitung begrenzter Teilgebiete ist, so wenig interessiert sie
weitere Kreise. Man kann nicht einmal dem Physiker, geschweige
denn dem Studierenden der Physik zumuten, sich über die Geschichte
eines jeden Teilgebietes dieser Wissenschaft durch ein besonderes
Werk zu unterrichten. Auch auf chemischem Gebiete ist die Anzahl
der geschichtlichen Werke nicht gering. Ein Mangel, der den
meisten anhaftet, besteht darin, daß sie zu wenig die Beziehungen
zu den übrigen Wissensgebieten und zum allgemeinen Gange der
Kulturentwickelung aufdecken. Eine Ausnahme hiervon bildet die
Geschichte der induktiven Wissenschaften von *Whewell*. Das Werk gehört
indessen der ersten Hälfte des neunzehnten Jahrhunderts und damit
eigentlich selbst schon der Geschichte an. (Eine deutsche Übersetzung
erschien vor 70 Jahren.)
Eine Geschichtsschreibung, wie wir sie für die Naturwissenschaften
neben Einzeldarstellungen brauchen, muß diese Wissenschaften im
Rahmen der Gesamtentwickelung darstellen. Ferner ist der Werdegang
der Naturwissenschaften nicht nur als ein Ergebnis der gesamten
Kultur, sondern auch unter Bezugnahme auf die Entwicklung der übrigen
Wissenschaften, insbesondere der Philosophie, der Mathematik, der
Medizin und Technik zu verfolgen. Vor allem ist zu zeigen, wie sich
diese Zweige des Denkens und der Forschung gegenseitig gefordert
und bedingt haben. Eine von einer solchen Auffassung durchdrungene
Darstellung der Geschichte der Naturwissenschaften wäre vielleicht
imstande, *Du Bois Reymonds* Wort, daß sie die eigentliche Geschichte
der Menschheit sei, zu rechtfertigen[1].
Zur Belebung des Studiums der Wissenschaftsgeschichte ist bisher nur
wenig geschehen. Die zur Pflege dieses Studiums auf der Hamburger
Naturforscherversammlung im Jahre 1901 ins Leben gerufene Deutsche
Gesellschaft für Geschichte der Medizin und der Naturwissenschaften
zählt augenblicklich nur einige hundert Mitglieder. In diese Zahl
sind aber auch Institute und Bibliotheken eingeschlossen, welche
die Mitgliedschaft nur deshalb erworben haben, um die regelmäßig
erscheinenden Veröffentlichungen der Gesellschaft ihren Bücherbeständen
einzuverleiben. Ihren eigentlichen Hort findet die Geschichte im
weitesten Sinne auf den Hochschulen, die ja selbst fast alle eine
Jahrhunderte umfassende Geschichte hinter sich haben. Eingedenk des
alten heraklitischen Wortes, daß nicht in der Kenntnis des einzelnen
Gewordenen, sondern auf der Kenntnis des Werdens die Vernunft beruht,
wird auf den Hochschulen neben der allgemeinen Geschichte eine ganze
Reihe von historischen Sondergebieten gepflegt. Nur hinsichtlich der
Wissenschaftsgeschichte haben die Universitäten und leider auch die
technischen Hochschulen bisher eine Ausnahme gemacht. Und doch gilt
es gerade hier, die größten und lohnendsten Aufgaben auf dem Gebiete
der Geschichtsforschung und in der Pflege des historischen Sinnes zu
erfüllen. Den Versuch, umfassende Vorlesungen über die Geschichte
der Wissenschaften zu veranstalten, hat man bis jetzt nur in Wien
und gelegentlich in München unternommen. Was man hin und wieder
findet, sind Vorlesungen über eng begrenzte Gebiete. So weisen die
Vorlesungsverzeichnisse für das Sommersemester 1911 einige einstündige
Kollegs über neuere Geschichte der Chemie, die Experimentierkunst des
Paracelsus, die Entstehung des Getreidebaues, die Kulturgeschichte der
Nutz- und Medizinpflanzen und ähnliches auf. »Vollständige Vorlesungen
über die Geschichte der Mathematik, Astronomie, Geologie, Botanik,
Zoologie, Geographie sucht man überall vergebens«[2]. Ja, es gibt
sogar eine ganze Anzahl von Universitäten, an denen nicht einmal
das bescheidenste historische Spezialkolleg über die Entwicklung
der so gewaltig emporgeblühten Naturwissenschaften gehalten wird,
während Vorlesungen über die Geschichte der verschiedenen Künste,
der Literaturen, der philosophischen Systeme usw. nirgends fehlen.
Im Sommer 1911 waren es nicht weniger als 15 deutsche Universitäten,
an denen überhaupt keine historische Vorlesung aus den Gebieten
der Mathematik und der Naturwissenschaften gehalten wurde[3]. Es
befanden sich darunter Universitäten wie München, Bonn und Göttingen.
Hoffentlich tritt hierin bald eine Wandlung ein. Ganz besonders
müßte es sich München als Sitz des Deutschen Museums für Geschichte
der Naturwissenschaften und der Technik angelegen sein lassen, in
Verbindung mit jenem Museum die Geschichte der Naturwissenschaften
nicht ausschließlich durch die Anhäufung toter Gegenstände, sondern
auch durch das lebendige Wort zu pflegen.
Mit der Frage, wie dem bestehenden Mangel des Hochschulunterrichtes
abzuhelfen sei, hat sich als das hierzu ganz besonders berufene
Organ die Deutsche Gesellschaft für Geschichte der Medizin und
der Naturwissenschaften wiederholt beschäftigt. Im Jahre 1903
gelangte diese Gesellschaft einstimmig zu der Forderung, daß an
den Hochschulen nicht nur gelegentlich, sondern regelmäßig und
systematisch über die Entwicklung sowohl der Heilkunde als auch
der einzelnen Naturwissenschaften Lehrvorträge gehalten werden
sollten[4]. Eine so weitgehende Forderung hat aber zunächst kaum
Aussicht auf Verwirklichung. Man beschränke sich deshalb lieber
darauf, für die Geschichte der Medizin und für die Geschichte der
Naturwissenschaften je einen Lehrstuhl zu fordern. Das Bedenken, daß
der einzelne nicht imstande sei, die sämtlichen Gebiete der Medizin
oder der Naturwissenschaft in den Bereich seines Forschens und
Denkens zu ziehen, ist nicht stichhaltig. Mit Recht bemerkt hierzu
Professor *Sigmund Günther* in München, der wiederholt für eine
bessere Pflege der Geschichte der Naturwissenschaften eingetreten
ist, das folgende: »Nicht um Detailwissen, nicht um Beschäftigung mit
Einzelproblemen handelt es sich hier, sondern darum, ein Bild von
den großen Ideen sowohl als von den Errungenschaften, die man ihnen
verdankt, zu zeichnen.« Mit feinem Spott wendet sich *Günther* gegen
die leider nicht selten anzutreffende Meinung, daß es das Wahrzeichen
eines richtigen Gelehrten sei, sich selbst auf den seinen Studien
naheliegenden Gebieten als ein vollständiger Laie zu erweisen, und nur
als Kenner ersten Ranges auf seinem eigenen, engen Arbeitsfelde gelten
zu wollen.
Gerade in Anbetracht dieses, von *Günther* nicht mit Unrecht
verspotteten Mangels muß auf die große Bedeutung der geschichtlichen
Betrachtungsweise immer wieder hingewiesen werden. Je mehr sich nämlich
die Tätigkeit des einzelnen Forschers auf ein kleines, im Verhältnis
zur Wissenschaft manchmal recht winziges Arbeitsfeld beschränkt, um so
dringender ist es notwendig, von Zeit zu Zeit den Blick auch wieder
auf die Gesamtwissenschaft zu richten. Sie in ihrem gegenwärtigen
Umfange zu überschauen, ist allerdings nicht möglich. Wohl aber können
wir sie uns in einem geschichtlichen Rückblick vergegenwärtigen, die
Haupttatsachen und die wichtigsten Gedanken verfolgen, sie verknüpfen
und so zu einer vertieften Auffassung gelangen.
Eine wertvolle Frucht des geschichtlichen Studiums ist auch darin zu
erblicken, daß es vor übertriebener Einseitigkeit bewahrt. Ist doch die
allzu einseitige Betonung bestimmter Richtungen in der Wissenschaft
nicht selten ein Hemmnis für ihre Entwicklung gewesen. Die Geschichte
lehrt bis in die neueste Zeit, daß solche Einseitigkeiten meist auf
Rechnung der berufsmäßigen Vertreter der Wissenschaft zu setzen sind.
So waren beispielsweise die Botaniker von Fach ausschließlich mit dem
Ausbau des *Linné*schen Systems beschäftigt, als der Rektor *Sprengel*
die Blütenbiologie begründete und damit der Wissenschaft seiner Zeit
um Jahrzehnte vorauseilte. Und als hundert Jahre früher *Grew* und
*Hales* die Anfänge einer wissenschaftlichen Anatomie und Physiologie
der Pflanzen schufen, schenkten ihnen die Fachbotaniker kaum Beachtung.
Ähnliche Beispiele lassen sich aus jedem Gebiete anführen, ohne daß
dadurch die Stetigkeit und Folgerichtigkeit in der Entwicklung der
Wissenschaft, wenn wir sie als großes Ganzes ins Auge fassen, eine
Unterbrechung erlitten hätte.
Die genetische Betrachtungsweise ist ferner wie nichts anderes
geeignet, vor dogmatischer Überschätzung der heute geltenden Theorien
zu bewahren. Wer sich der historischen Betrachtung verschließt, ist
leicht geneigt, an ein unvermitteltes Entstehen der Theorien zu
glauben. Ein Beispiel aus der neuesten Zeit bietet das Aufkommen der
Ionentheorie. *Arrhenius*, der zu den Schöpfern der neuesten chemischen
Vorstellungen zählt, hat in einer ausführlichen historischen Darlegung
nachgewiesen, »daß die neuen theoretischen Vorstellungen aus den alten,
allgemein anerkannten Ideen herausgewachsen sind«[5]. Gerade das, sagt
er, ist ihr verheißungsvollster Zug. Denn ohne Zweifel ist es ein
Beweis, daß man sich auf dem rechten Wege befindet, wenn sich in der
Entwicklung der Theorien eine logische Konsequenz beobachten läßt.
Diese Konsequenz, verbunden mit einer stetig zunehmenden Läuterung der
Vorstellungen, gibt der Geschichte der Naturwissenschaften ein Gepräge,
über das man immer wieder staunen muß. In welchem Maße gilt dies z. B.
von dem Weltbild, das sich im Wandel der Zeiten aus der Beobachtung der
Himmelserscheinungen ergeben hat! Die Grundzüge der Astronomie lassen
sich gar nicht darstellen, ohne auf die Forschungen, Vorstellungen
und Gedankengänge eines *Koppernikus*, *Kepler*, *Newton*, *Laplace*,
*Herschel* fortgesetzt Rücksicht zu nehmen. Das gleiche gilt in der
Physik von *Archimedes*, *Galilei*, *Guericke*, in der Chemie von
*Lavoisier*, *Dalton*, *Berzelius*, *Liebig* und zahlreichen anderen
großen Forschern.
Wie in jeder Geschichte, so spielt auch in der Wissenschaftsgeschichte
das biographische Moment eine, wenn auch mehr nebensächliche Rolle.
Ich glaube, daß die früher allzu starke Betonung dieses Momentes
die Wissenschaftsgeschichte etwas herabgesetzt und ihre wahre
Bedeutung verschleiert hat. Was will es für die Entwicklung der
Naturwissenschaften z. B. heißen, ob *Galilei* das Wort: »Und sie
bewegt sich doch!« wirklich gesprochen hat oder nicht, ob er seine
Fallversuche vom schiefen Turm in Pisa anstellte oder von irgend
einem anderen. Für die Spezialforschung mögen solche Dinge ein
gewisses Interesse haben. Für das Emporkommen einer das geistige
Leben durchdringenden Geschichte der Naturwissenschaften ist ihre
Häufung jedenfalls nachteilig. Mit Recht wird man das biographische
Moment stets dann verwerten, wenn es zum Verständnis der Entwicklung
wesentlich beiträgt. So ist es beispielsweise von Bedeutung, daß
*Kepler* zu Tycho, dem unerreichten Meister der astronomischen
Meßkunst, in ein persönliches Verhältnis trat, weil er dadurch die
astronomischen Daten über den Mars erhielt und in den Stand gesetzt
wurde, die Gesetze der Planetenbewegung zu entdecken.
Bei der Beurteilung des biographischen Momentes darf ferner
nicht vergessen werden, daß oft erst aus der Kenntnis der
großen Persönlichkeit, deren Schaffen wir miterleben und des
allgemeingeschichtlichen Hintergrundes, von dem sie sich abhebt, das
tiefere Verständnis für den Verlauf und das schließliche Ergebnis
des geistigen Fortschritts erwächst. In einer Betrachtung der
Naturwissenschaften unter diesem Gesichtswinkel liegt auch ein Teil
ihrer ethischen Wirkung. Die großen Forscher bieten meist glänzende
Beispiele geistiger und sittlicher Selbstzucht. Die Taten, die sie
auf dem Felde der Wissenschaft verrichteten. verdienen die höchste
Bewunderung. Um sich ihren Idealismus zu bewahren, muß sich unsere Zeit
für die Führer der Menschheit begeistern, zu denen die Schöpfer der
Wissenschaft und der Technik nicht minder zählen als die großen Dichter
und Denker.
Eine ähnliche Bedeutung wie für die Forschung und das Studium besitzt
die geschichtliche Betrachtungsweise für den naturwissenschaftlichen
Unterricht und damit für die Allgemeinbildung. Allerdings wird ihre
Bedeutung hier bislang noch weniger gewürdigt, während doch nichts so
sehr imstande ist, den naturwissenschaftlichen Unterricht wahrhaft
humanistisch zu gestalten wie die genetische Betrachtungsweise. In
der Regel begnügt man sich damit, einige Namen und historische Daten
mitzuteilen, die nur das Gedächtnis belasten. Und doch gibt es kein
wirksameres Mittel, den Unterricht zu beleben, als das Eindringen in
das geschichtliche Werden der Probleme. Selbstverständlich sollen
nach wie vor Beobachtung und Versuch im Vordergrunde stehen und die
fundamentalen Gesetze auf induktivem Wege erarbeitet werden. Aber
gerade auf diesem Wege kann das genetische Verfahren in viel höherem
Maße, als es bisher geschehen, das verständnisvolle Eindringen in den
Zusammenhang der Erscheinungen unterstützen.
Eine nicht geringere Bedeutung wie für das Gebiet der
Naturwissenschaften besitzt die historische Forschung und die Erziehung
zum historischen Denken für die Anwendungen dieser Wissenschaften, die
Medizin und die Technik. Drängt doch nach dem Urteil Berufener gerade
auf diesen Gebieten die Fülle des Stoffes zu einer Zersplitterung, die
schließlich dazu führt, daß das geistige Band, das die Einzelgebiete
verknüpfen soll, verloren geht und kritikloses Arbeiten nach
vorgeschriebenem Gange an seine Stelle tritt. Infolge dieser Erkenntnis
regt sich auch auf den Gebieten der angewandten Naturwissenschaften
das Bemühen, den Blick über das lediglich Nützliche hinaus auf den
tieferen Gehalt und den Werdegang, den diese Wissenschaften innerhalb
des Verlaufes der Kulturentwicklung genommen haben, zu richten.
Nach der Auseinandersetzung der für das Verhältnis der Wissenschaft
zu ihrer Geschichte wesentlichen Gesichtspunkte seien die wichtigsten
Phasen der Wissenschaftsgeschichte noch einmal kurz hervorgehoben, um
daran die weitere Schilderung anzuknüpfen.
Man hat lange Zeit die Mathematik und die Naturwissenschaften für
Schöpfungen der Griechen gehalten und den Anteil, den die Völker des
alten Orients an diesen Schöpfungen hatten, nur gering bewertet.
Heute ist indessen sicher, daß eine große Fülle von Beobachtungen und
Erfahrungen gesammelt und auch schon bis zu einem gewissen Grade
gesichtet wurden, bevor die Griechen unter teilweiser Verwendung dieses
Materials an den systematischen Aufbau der Wissenschaften herangetreten
sind. Daß unserem Zeitalter diese mühevolle Vorarbeit bekannt geworden
ist, verdankt es der modernen Archäologie, der Wissenschaft vom Spaten.
Erst im 19. Jahrhundert wurde nach und nach der Schutt hinweggeräumt,
der die in Trümmer versunkenen Stätten der uralten Kultur im Niltal und
am Euphrat deckte. Zu vielen Tausenden fand man Tonplatten, die nach
ihrer Reinigung Schriftzüge erkennen ließen. Diesen Keilschrifttafeln
verdanken wir die Einsicht, daß die Naturwissenschaften und die
Mathematik ein Alter besitzen, das man in früherer Zeit, als jedes
Verdienst der verhältnismäßig jungen Kultur der Griechen zugeschrieben
wurde, nicht ahnte.
Man hat wohl behauptet, daß die Wissenschaft erst mit dem Augenblick
beginne, in dem der Mensch sich der Erforschung eines Gegenstandes
ohne alle Nebenrücksichten widmet. Will man sich dieser Erklärung
anschließen, so darf man allerdings von einer Wissenschaft des
alten Orients und Ägyptens nicht reden. Die Sternkundigen z. B.
kannten damals nur zwei Aufgaben. Zu beiden stand der Mensch mit
seinem Fürchten und Hoffen in engster Beziehung. Es galt einmal, die
Zeitrechnung festzusetzen und zweitens, aus den Sternen Menschen- und
Völkerschicksale zu deuten. Aber hat sich der Mensch nicht stets als
Mittelpunkt bei seinem Tun und Denken gefühlt? Sind nicht die Chemie,
die Medizin, die Botanik aus ähnlichen Trieben hervorgegangen? Selbst
die Mathematik, die sich so gern als reine Wissenschaft bezeichnet,
macht keine Ausnahme. Die Griechen hatten nicht so Unrecht, wenn sie
annahmen, daß die Ägypter durch die Vermessung ihrer Ländereien auf die
ersten geometrischen Sätze geführt worden seien. Richtiger ist es also,
den Beginn der Wissenschaft auf jene Zeit zurückzuführen, in der zuerst
sorgfältig beobachtet und die gewonnenen Ergebnisse als Gemeingut,
sei es mündlich, sei es schriftlich, fortgepflanzt wurden. So war es
zweifelsohne schon eine beachtenswerte wissenschaftliche Leistung,
daß die Astronomen Babylons durch Jahrhunderte währende Beobachtungen
eine gewisse Regel in der Wiederkehr der Finsternisse erkannten. Auf
Grund dieser Regel waren sie sogar imstande, die Finsternisse mit
einiger Wahrscheinlichkeit vorherzusagen. Und gerade diese Kunst, ein
Geschehnis aus der Kenntnis des Naturablaufes vorherzusagen, hat
man mit Recht auch wohl als ein Charakteristikum der Wissenschaft
bezeichnet.
Vor allem aber verdient genaues Beobachten dann als eine
wissenschaftliche Tätigkeit bezeichnet zu werden, wenn sich dem
Beobachten das Messen und Vergleichen zugesellt. Und an Messungen,
die in Anbetracht der rohen Hilfsmittel, auch heute noch Bewunderung
erregen, haben es die Alten nicht fehlen lassen.
Zu astronomischen Messungen benutzte man in Grade eingeteilte Kreise.
Mit ihrer Hilfe wurde der Abstand der Sterne voneinander, vom Pol, vom
Himmelsäquator und vom Horizont ermittelt. Auf diese Weise entstand
eine Topographie des Fixsternhimmels mit genauer Ortsangabe für die
einzelnen Gestirne.
Schon früher hatte man eine Anzahl einander benachbarter hellerer
Sterne als Gruppen, als Sternbilder, auffassen gelernt. Daß man Sternen
und Gruppen von Sternen Namen gab und ihre Bewegung verfolgte, war
der zweite Schritt auf dem Wege, auf dem der Mensch in das Weltall
eingedrungen ist. Der erste Schritt ist immer das bloße Beobachten
gewesen. Die zunächst unbestimmten Eindrücke schärfer erfassen und
sie ordnen, das heißt, sie unter Namengebung in ein gewisses System
eingliedern, das weiteres Beobachten fordert und eine leichtere
Verständigung herbeiführt, das war stets der zweite Schritt.
Das erste Weltbild, zu dem die Wissenschaft des Altertums gelangte,
war dasjenige der unmittelbaren naiven Anschauung. Wie eine gewaltige
Scheibe erschien der Wohnsitz der Menschheit. Jenseits der Säulen des
Herkules und der Ufer des Schwarzen Meeres, sowie nördlich vom Lande
der Hyperboreer und südlich der libyschen Wüste sollte der Ozean als
eine kreisförmige Wassermasse die Erdscheibe begrenzen.
So klein wie der geographische Gesichtskreis nach heutigen Begriffen
war, so eng war auch der kosmische. Welt und Erde fielen in der
Hauptsache zusammen. Über der Erdscheibe ruhte der Himmel als ein
wirkliches, aus festem oder flüssigem Stoff bestehendes Gewölbe. Der
im Mittelpunkte ruhenden Erde, als dem Orte des Unbeständigen, stellte
man die sie umkreisenden Gestirne als die Welt des Unveränderlichen
gegenüber. Erst aus der Überwindung dieses Gegensatzes entsprang die
Vorstellung vom All, wie sie die Neuzeit nach dem Wiederaufleben der
Wissenschaften seit *Koppernikus*, *Kepler* und *Galilei* geschaffen
hat.
Eine Erweiterung des ersten, engbegrenzten Weltbildes fand noch während
des griechischen Geisteslebens statt. Diese Erweiterung kam dadurch
zustande, daß sich zum Beobachten und zum Messen die geometrische
Betrachtungsweise gesellte. Daraus erwuchs die reine Wissenschaft,
die in der steten Verknüpfung von Beobachten, Messen und Schließen
besteht. Während dieser, schon im Altertum erklommenen Stufe erweiterte
sich das Himmelsgewölbe zur Himmelskugel und die Erdscheibe zu der
freischwebenden, kugelförmigen Erde.
Die ersten Zweifel, ob man es bei der Erde wirklich mit einer Kugel zu
tun habe, entstanden bei weiten Reisen. Begab man sich von Griechenland
nach Ägypten, so tauchten im Süden Sterne auf, die man in Griechenland
nicht zu sehen bekam. Um von diesen und ähnlichen Beobachtungen aus zu
der Vorstellung der kugelförmigen Gestalt der Erde zu gelangen, dazu
bedurfte es jedoch keines geringen Abstraktionsvermögens. Sobald man
aber die Erde für eine Kugel hielt, war der erste Schritt zu jener
Vorstellung vom Kosmos, die wir heute hegen, getan. Lag es doch nahe,
die gewonnene Anschauung mit der Annahme zu vereinen, daß Mond und
Sonne als ähnliche große Kugeln, weit entfernt von der Erde, frei im
Raume schweben.
Mit dieser im griechischen Altertum entstandenen Erweiterung des
Weltbildes waren zwei der großartigsten Probleme gegeben, welche die
Menschheit bis in die Gegenwart hinein mit immer größerer Genauigkeit
zu lösen gesucht hat. Es galt nicht nur die Größe der Erdkugel, sondern
auch ihren Abstand von den benachbarten Himmelskörpern zu bestimmen.
Den Gedanken, die Größe der Erdkugel zu ermitteln, verwirklichte der
alexandrinische Gelehrte *Eratosthenes*. Es hat Zeiten gegeben, in
denen man von den Leistungen der Alten mit hochmütiger Geringschätzung
sprach. Wer zu einem etwas tieferen Verständnis der Geschichte der
Wissenschaften gelangt ist, wird der Erdmessung des *Eratosthenes* und
ähnlichen Problemen, welche die Alten lösten, seine Anerkennung nicht
versagen und einsehen, daß die Begründung der neueren Wissenschaft
dadurch erfolgte, daß man auf die Arbeiten der Alten zurückgriff. In
ganz besonderem Maße gilt das von der Astronomie und damit von der
Entstehung des modernen Weltbildes.
Die Bestimmung des Erdumfanges durch *Eratosthenes* bildete sozusagen
den Hebel für das Problem, messend über die Erde hinauszugelangen
und auf diese Weise in die Gliederung des Weltgebäudes einzudringen.
Zuerst gelang es *Aristarch*, von der Größe und der Entfernung der
uns nächsten Weltkörper ein annähernd richtiges Bild zu erhalten.
*Aristarch* legte die Ergebnisse seiner Messungen und seines
Nachdenkens in einer Schrift »Über die Größen und Entfernungen der
Sonne und des Mondes« nieder. Aus dieser Schrift, von der einiges
erhalten geblieben ist, ersieht man, daß *Aristarch* den Mond für etwa
30 (statt 48) mal so klein, die Sonne dagegen für 300 (statt 1,300,000)
mal so groß wie die Erde hielt. Die mittlere Entfernung des Mondes von
der Erde bestimmte *Hipparch* zu 59 (statt 60) Erdhalbmessern. Da man
die Größe der Erde durch *Eratosthenes* kennen gelernt hatte, so ließ
sich der Abstand Erde-Mond sogar in absolutem Maß ausdrücken.
Da *Aristarch* mit ziemlicher Sicherheit zu schließen vermochte,
daß die Sonne ein viele tausendmal größerer Weltkörper ist als
unser Trabant und daß sie auch die Erde ganz erheblich an Größe
übertrifft, so regte sich in ihm der Zweifel, ob die Erde tatsächlich
den Mittelpunkt des Ganzen bilde und die um so viel größere Sonne
sich wirklich um die Erde bewege. So kam es, daß *Aristarch* die
heliozentrische, die Sonne als Mittelpunkt des Alls betrachtende Lehre
schon 1800 Jahre vor *Koppernikus* aussprach. Trotzdem siegte, als im
2. Jahrhundert n. Chr. die Astronomie durch Ptolemäos in ein System
gebracht wurde, die geozentrische Ansicht. Das Ptolemäische System
blieb während des Altertums und durch das ganze Mittelalter hindurch
in Geltung. Das Wesentlichste und die Mitte der Welt war danach die im
Zentrum ruhende Erde. Um sie bewegten sich der Mond, die Sonne, die
Planeten und der gesamte Fixsternhimmel.
Man mußte mancherlei Annahmen machen, um die am Himmel beobachteten
Vorgänge mit diesem System in Einklang zu bringen. Die größten
Schwierigkeiten machten die Planeten. Bei ihnen wechselte nicht nur
die Geschwindigkeit, mitunter schienen sie sogar stillzustehen, und
schließlich bewegten sie sich auf ihrer Bahn zeitweise in umgekehrter
Richtung. Um dies alles zu erklären, ohne den Grundsatz der
gleichmäßigen und kreisförmigen Bewegung der Weltkörper zu verlassen,
ließ man die Planeten in einem Epizykel laufen, d. h. in einem
kleineren Kreise, dessen Mittelpunkt sich auf einer größeren Kreisbahn
um die Erde bewegen sollte. Je genauer man den Lauf der Planeten
beobachten lernte, um so weniger entsprachen die Beobachtungen der
immer verzwickter werdenden Epizyklentheorie. Doch sollten gerade die
Irrwege, in die sich die Astronomen des Altertums und des Mittelalters
verrannt hatten, für *Koppernikus* der Anlaß werden, über eine andere
Möglichkeit des Weltenbaues nachzusinnen.
Wie für die Astronomie, so wurden auch für die übrigen Zweige der
Naturwissenschaften während des Altertums die wichtigsten Grundlagen
geschaffen. Es kann indessen hier nicht im einzelnen wiederholt
werden, wie weit der Mensch im Altertum in der Erforschung des eigenen
Körpers und der übrigen Lebewesen, der Mineralien und der Gesteine,
sowie der physikalischen und chemischen Kräfte gelangt ist. Nur das
eine sei hervorgehoben, daß damals auch auf diesen Gebieten das
Fundament gelegt wurde, auf dem die Neuzeit nach dem Wiederaufleben der
Wissenschaften, also etwa seit dem 16. Jahrhundert, weiterbauen konnte,
um zur Beherrschung der Natur und zu jenem Weltbild zu gelangen,
das wir heute als das wichtigste theoretische Ergebnis der gesamten
naturwissenschaftlichen und naturphilosophischen Forschung besitzen.
Als einen der wesentlichsten Mängel des Altertums hat man es immer
betrachtet, daß das Experiment zu wenig gewürdigt wurde. Es ist
indessen eine Übertreibung, wenn man sagt, die Alten hätten nicht
experimentiert. Das Hüttenwesen, die Metallurgie, die Glasbereitung,
die Färberei und viele andere Zweige des gewerblichen Lebens regten
im Altertum zu zahlreichen Versuchen an. Dafür, daß mitunter auch der
Gelehrte experimentierte, ist der große Mathematiker und Physiker
*Archimedes* ein Beispiel. Durch seine Verknüpfung der mathematischen
Betrachtungsweise mit sinnreich ausgedachten Versuchen wurde er der
Schöpfer der wissenschaftlichen Mechanik.
Zahlreiche Untersuchungen über das Verhalten der Gase und der Dämpfe
stellten die alexandrinischen Gelehrten an. Einer von ihnen verwendete
den Dampf sogar schon zum Betriebe einer maschinellen Vorrichtung. Ein
anderer führte eine ganze Versuchsreihe durch, um das als Brechung
bekannte Verhalten eines Lichtstrahls, der in Wasser eindringt, kennen
zu lernen. Seine Ergebnisse waren so genau, daß neuere Messungen sie
bis auf geringe Abweichungen bestätigt haben. Zur Zeit der Römer wurden
sogar vivisektorische Untersuchungen angestellt, um das Zusammenwirken
von Nerven und Muskeln zu erforschen. Allerdings war man im Altertum
geneigt, den mühevollen Weg des Versuches abzukürzen, und lieber
von allgemeinen Sätzen auszugehen. Ein Beispiel dafür boten die
Pythagoreer. Sie hatten entdeckt, daß sich harmonische Töne ergeben,
wenn man eine Saite nach einfachen Verhältnissen teilt. Von diesem
Ergebnis ausgehend, stellten sie den Satz auf, daß alles in der
Welt in ganz bestimmter Weise nach Maß und Zahl geordnet sei. Unter
den griechischen Denkern war besonders *Plato* von diesem Gedanken
beherrscht.
An die Spekulationen über Form, Maß und Zahl reihte sich die Frage
nach dem Stoff, aus dem die Welt besteht. Nach der Vorstellung der
ersten Naturphilosophen ist die Welt aus einem Urstoff geformt. Dem
einen schien dafür das Wasser besonders geeignet. Andere hielten die
Luft für die Urmaterie. Aus ihrer Verdichtung sollten die flüssigen
und die festen Körper entstanden sein. Den längsten Bestand hatte die
Lehre, daß sich die Welt aus vier Elementen gebildet habe, aus Erde,
Feuer, Luft und Wasser. Aus ihnen waren danach alle irdischen Dinge
hervorgegangen. Die Gestirne dagegen sollten aus einer besonderen,
fünften Substanz (Quintessenz) bestehen.
Mit der Lehre von einem Urstoff, der übrigens auch den vier Elementen
zugrunde liegen sollte, konnte man sich indessen nicht begnügen. Man
erkannte, daß man dem Stoff ein formgebendes, gestaltendes Prinzip zur
Seite stellen mußte. Aristoteles nannte es Seele. Ein anderer forderte
einen nach Zwecken schaffenden Weltgeist. Ein dritter legte dem Stoff
zwei Kräfte bei, die er als Liebe und Haß bezeichnete. Damit waren
die Keime der mechanischen Naturerklärung gegeben. Man braucht nur
statt Liebe und Haß Anziehung und Abstoßung zu setzen und den Urstoff
nach dem Vorgang Leukipps und Demokrits in unveränderliche Teilchen
(Atome) aufzulösen, um die Vorstellungen zu erhalten, welche die neuere
Naturwissenschaft ihren Bestrebungen, die Welt mechanisch zu erklären,
zugrunde gelegt hat.
Wie die Begriffe Stoff und Form, so gehören auch die Vorstellungen des
Wechsels, des Werdens und Fließens zu den primitivsten. Auch diese
Vorstellungen bildeten die Grundlage eines naturphilosophischen Systems
der Alten.
Hand in Hand mit solchen Vorstellungen entstanden schon im Altertum
die ersten Ansätze zu einer Entwicklungslehre im biologischen Sinne.
Wer denkt nicht an die Urzelle, wenn es heißt, durch die Sonnenwärme
seien im Schlamm zuerst blasige Gebilde entstanden. Klingt es nicht
ferner wie eine Stelle aus *Lamarcks* oder *Darwins* Werken, wenn daran
die Bemerkung geknüpft wird, aus diesen Bläschen hätten sich zuerst
fischartige Geschöpfe gebildet, von denen einige ans Land gekrochen
seien? Diese Änderung der Lebensweise habe zu einer Umwandlung der
Gestalt geführt. Auf solche Weise seien zunächst die landbewohnenden
Tiere und schließlich der Mensch entstanden.
Dennoch wäre es grundfalsch anzunehmen, die Geistesschöpfungen der
Neuzeit seien nur Wiederholungen dessen, was sich schon bei den alten
Schriftstellern findet. In vielen Fällen handelt es sich bei den
Alten nur um gelegentliche geistreiche Einfälle. Daß sich darunter
neben einer Menge von haltlosen Behauptungen auch manches Zutreffende
findet, darf nicht wundernehmen. Auch von einem anderen Gesichtspunkte
aus kann man es verstehen, daß manche Begriffe und Vorstellungen
der Alten in dem Wissenschaftsgebäude der Neuzeit wiederkehren. Im
Grunde genommen ist doch der Mensch in geistiger und körperlicher
Hinsicht im geschichtlichen Altertum das gleiche Wesen wie in der
Neuzeit. Die zwei Jahrtausende Zeitunterschied spielen in Anbetracht
der Dauer seiner Entwicklung keine große Rolle. Und wie die ältesten
Werkzeuge und Maschinen mit den neueren Hilfsmitteln der Technik
bis zu einem gewissen Grade übereinstimmen, selbst wenn wir bis zu
vorgeschichtlichen Zeiten zurückgehen, so verhält es sich auch mit
den Elementen des Denkens und Forschens. Um Keime handelt es sich auf
diesem wie auf allen übrigen Gebieten. Diese Keime haben sich im Laufe
der Jahrtausende zu dem Baum entwickelt, als dessen Früchte wir heute
die Segnungen unserer materiellen und geistigen Kultur genießen.
Auf das Altertum folgt der wohl ein Jahrtausend umfassende Zeitraum,
den die Historiker das Mittelalter nennen. Das Mittelalter ist so
häufig falsch gezeichnet worden, daß sich noch heute wenige ein
zutreffendes Bild davon machen. Kunst und Wissenschaft der Alten, ja
ihre ganze Kultur sollte sich unter Schutt und Ruinen verloren haben.
Ein tiefer Riß, der die bisherige Entwicklung jählings unterbrach,
sollte durch die Menschheitsgeschichte gegangen sein. Stimmt diese
Ansicht, wie war es dann möglich, daß der Mensch der neueren Zeit
überall auf den vom Altertum geschaffenen Grundlagen fortbauen
konnte? Ist etwa das Wiederaufleben der Antike der rein zufälligen
Entdeckung erhaltener Überreste zu danken? Wir dürfen heute sagen,
daß der Faden der ruhigen Entwicklung nicht durchschnitten wurde.
Große Veränderungen und Verschiebungen haben zwar innerhalb des als
Mittelalter bezeichneten Jahrtausends stattgefunden. Der Zerfall des
römischen Weltreichs und die Ausbreitung des Christentums mit seinem
weltabgewandten Wesen, das Eindringen der Germanen und der Araber in
die Mittelmeerländer, die ja das eigentliche Kulturzentrum der alten
Welt ausmachten: dies alles war für die weitere Ausgestaltung der
Wissenschaften von großer Bedeutung. Es ist auch hier und da ein Stück
verloren gegangen, ein Stillstand, selbst ein Rückschritt eingetreten.
Forschen und Denken, ihre Ergebnisse sammeln, sichten und von
Geschlecht zu Geschlecht, von Zeitalter zu Zeitalter vererben sind aber
so grundlegende Äußerungen des menschlichen Geistes, daß sie unmöglich
plötzlich aufhören konnten.
Mit der politischen Machtentfaltung der Araber trat an die Stelle
der griechischen Literatur allmählich die arabische. Die alten Texte
wurden ins Arabische übersetzt; das übernommene Wissen wurde vermehrt
und gleichfalls in arabischer Sprache niedergelegt. Man darf es sich
indessen nicht so vorstellen, als wenn ein bis dahin kaum bekanntes
Volk urplötzlich die Fackel der Wissenschaft ergriffen hätte, und als
ob diese erloschen sein würde, wenn nicht zufällig die Araber auf
dem Plane erschienen wären. Das Arabische verband in ähnlicher Weise
die Völker des Ostens, wie es das Latein in den christlichen Ländern
Europas tat. Arabisch und Latein waren im Mittelalter die Sprachen der
Wissenschaft und des geistigen Austausches von Volk zu Volk. In beiden
Sprachen erhielten sich die Werke der Alten. Als dann um 1450 der
Buchdruck entstand, empfing alles Wissen, auch das im ursprünglichen
griechischen und lateinischen Text erhaltene, neues Leben. Und es ist
kein bloßer Zufall, daß in den Beginn des Zeitalters, das wir als
Renaissance bezeichnen, die Erfindung des Buchdrucks fällt.
Durch das Studium des astronomischen Hauptwerkes des Altertums erwachte
zuerst die Astronomie zu neuem Leben. Die Astronomie trat ferner in die
engste Beziehung zur Nautik, die Nautik wurde angewandte Astronomie.
Auch hier handelt es sich wie überall um innere Notwendigkeit. Die
griechischen und die phönizischen Seefahrer hatten sich im Dunkel
der Nacht zwar auch schon nach den Sternen gerichtet, sie waren aber
Küstenfahrer geblieben. Seitdem war die Kulturmenschheit mehr und
mehr nach Westen gerückt. Sie hatte das enge Mittelmeer, von dessen
Fläche fast überall die Berge der Küste zu sehen sind, verlassen
und sich an den Küsten des Atlantischen Ozeans ausgebreitet. So
sehr hier auch das Unbekannte locken mochte, die kühnen Seefahrer,
die binnen kurzem den Erdball eroberten, wagten es zunächst doch
nicht, sich von der atlantischen Küste zu entfernen. Da war es ein
günstiges Zusammentreffen, daß gerade in der zweiten Hälfte des
15. Jahrhunderts die Wiederbelebung der Astronomie erfolgte. Man
erfand zu den Meßapparaten der Alten neue hinzu, besonders solche,
die sich für den Gebrauch auf dem schwankenden Schiffe eigneten.
Die astronomischen Tafeln wurden verbessert, die Trigonometrie, die
wichtigste Hilfswissenschaft der Astronomie, aus bescheidenen Anfängen
entwickelt und der neueren Astronomie und den mit ihr zusammenhängenden
Wissenschaften als willkommene Gabe dargeboten.
Auch *Koppernikus*, mit dem eine neue Epoche in der Entwicklung der
Naturwissenschaften anhebt, empfing die wertvollsten Anregungen aus
den Schriften der Alten. Durch das Festhalten an der geozentrischen
Lehre war die Astronomie in Schwierigkeiten geraten, weil Lehre und
Beobachtungen sich immer weniger deckten, je genauer man beobachten
lernte. Um die Wissenschaft aus diesen Schwierigkeiten herauszuführen,
gab sich *Koppernikus* zunächst die Mühe, die alten Schriften daraufhin
zu untersuchen, ob nicht irgend jemand einmal der Ansicht gewesen sei,
daß die Bewegungen der Gestirne anders verliefen, als es *Ptolemäos*
gelehrt hatte. Sowohl bei *Cicero* als auch bei einem andern alten
Schriftsteller fand *Koppernikus* die Meinung, daß sich die Erde
bewege. Von diesem ersten Keim bis zum Ausbau und zum Beweis des
heliozentrischen Systems war ein weiter Weg. Denn eine gelegentliche
Äußerung, von der sich später herausstellt, daß sie das Richtige
getroffen hat, ist noch keine Entdeckung und noch lange keine Theorie,
die ja erst in der Zusammenfassung und Deutung vieler als richtig
erkannter Tatsachen besteht. Je mehr Tatsachen mit einer Theorie im
Einklang stehen, um so größer ist ihre Wahrscheinlichkeit. Auf einen
solchen Nachweis kam es also an und nicht auf die gelegentliche
Äußerung eines richtigen Gedankens. An diesen Nachweis wandte
*Koppernikus* die Arbeit seines Lebens.
Die Weltansicht des *Koppernikus* bedeutet zwar eine ganz
außerordentliche Erweiterung der seit alters herrschenden
Vorstellungen, sie wich aber von der heutigen doch noch erheblich
ab. Für *Koppernikus* war das Weltall noch eine Kugel von bestimmten
Abmessungen. In ihrem Mittelpunkt ruhte die Sonne. Begrenzt wurde die
Weltkugel von der Sphäre der Fixsterne, die ihr Licht wie die Erde
und die Planeten von der Sonne erhalten sollten. Erst dem Blick des
Dominikanermönches *Giordano Bruno* erweiterte sich das Fixsterngewölbe
zu einem in Raum und Zeit unendlichen Universum. *Giordano Bruno*
war der erste, der die Fixsterne für Sonnen und für Mittelpunkte
unzähliger, dem unseren ähnlicher Planetensysteme hielt. Da er sich mit
den herrschenden Dogmen in Widerspruch setzte, überlieferte ihn die
Inquisition dem Scheiterhaufen.
Fast zur selben Zeit, als man sich bemühte, durch dieses Ketzergericht
die Wahrheit zu töten, erwuchs der Forschung ein gewaltiger
Bundesgenosse. Von Holland kam nämlich die Kunde, daß dort ein
Instrument erfunden sei, mit dem man weit entfernte Gegenstände ganz
nahe an das Auge heranbringen könne. Als man durch dieses Instrument
zum Himmel blickte, ging eine neue, wunderbare Welt dem Menschen auf.
Zu den ersten, die sich des Fernrohrs zu astronomischen Forschungen
bedienten, gehörte *Galilei*, einer der gewaltigsten Forscher und
Denker, ein König im Reiche der Wissenschaften. Er entdeckte die
Berge des Mondes, die Jupitertrabanten, die Sonnenflecken und die
Lichtgestalten der Venus. Eine Entdeckung reihte sich an die andere,
und jede war in vollstem Einklang mit der koppernikanischen Lehre.
Alle Gründe, die für diese Lehre sprachen, und alle Widersprüche des
*Ptolemäischen* Systems faßte *Galilei* schließlich in einem glänzend
geschriebenen Buche zusammen, das eine einzigartige Stellung in der
Weltliteratur einnimmt.
Der Mann, der das Werk eines *Koppernikus* und eines *Galilei*
fortsetzte, war *Johann Kepler*. Durch ihn wurde die heliozentrische
Lehre auf den Rang einer wohlbegründeten Theorie erhoben. Was
*Kepler* als das Ergebnis fünfundzwanzigjähriger Arbeit gefunden,
läßt sich in wenigen Worten ausdrücken. Der größte Mangel, welcher
der koppernikanischen Lehre vor *Kepler* anhaftete, war die Annahme
der Kreisbewegung der Gestirne. Mit einer solchen Annahme wollten die
genaueren Beobachtungen nicht übereinstimmen. An dieser Stelle lag,
wie so oft in der Entwicklung der Wissenschaften, der Wendepunkt. Wenn
sich die Beobachtungen der Theorie nicht anpassen, so muß sie einer
neuen Theorie weichen, denn den Ergebnissen der Beobachtung kann man
keinen Zwang antun. Sie sind das Ursprüngliche, und ihnen müssen sich
die Vorstellungen anbequemen. So dachte und danach handelte *Kepler*.
Er gab das Axiom der Kreisbewegung auf und nahm an, daß sich die
Planeten in einer ovalen Bahn um die Sonne bewegen. Die Beobachtungen
und die Theorie entsprachen einander jetzt schon besser. Doch war die
Übereinstimmung noch immer nicht vollkommen. Wirkliche Übereinstimmung
ergab sich erst, als *Kepler* annahm, daß sich die Planeten in Ellipsen
um die Sonne bewegen.
Etwas später als das Wiederaufleben der Astronomie erfolgte eine
Neubegründung der übrigen Naturwissenschaften. Schon seit dem 13.
Jahrhundert regte sich der Drang nach selbständiger Forschung und
nach Befreiung von kirchlichen und wissenschaftlichen Dogmen. In
diesem Ringen nimmt das Zeitalter *Galileis* eine ganz hervorragende
Stelle ein. Zum ersten Male wird man sich der großen Bedeutung der
experimentellen Forschungsweise voll bewußt. Um sie auszuüben, werden
Mittel geschaffen, die man bisher weder kannte noch ahnte. Was nützten
alle Bemühungen, in die Natur der Wärmeerscheinungen einzudringen,
solange man kein Thermometer besaß? Das 17. Jahrhundert erfand es.
Die Philosophen hatten zahllose Spekulationen angestellt über den
leeren Raum, über das Wesen der Luft, über die Frage, ob sie Gewicht
besitzt oder mit einem Streben vom Erdmittelpunkte fort begabt sei. Im
17. Jahrhundert trat *Guericke* auf. Er hielt nichts vom Disputieren
auf dem Gebiete der Naturwissenschaften, sondern er konstruierte die
Luftpumpe und wies das Vorhandensein des Luftdrucks durch den berühmten
Versuch mit den Magdeburger Halbkugeln nach. Mit seinem Wasserbarometer
untersuchte *Guericke* die Schwankungen des Luftdrucks. An die Stelle
des Wasserbarometers trat das bequemere Quecksilberbarometer. Zur
Luftpumpe gesellte *Guericke* die Elektrisiermaschine. Das Mikroskop
erschloß dem Biologen eine neue Welt. Mit einem Worte: sowie das
Bestreben, die Natur auf dem Wege des Versuchs zu durchforschen,
ernstlich zum Durchbruch kam, schuf der erfinderische Geist eine reiche
Fülle von Hilfsmitteln.
Gewiß haben auch die Instrumente nicht dazu verholfen, den letzten
Schleier von der Natur der Dinge zu ziehen. Doch es zeugt nur von einer
schlechten Kenntnis der Aufgaben der Naturwissenschaft, das von ihr zu
verlangen. Alle Forschung ist an die körperlichen und geistigen Grenzen
des menschlichen Erkennens gebunden, und die echte Forschung bleibt
sich dieser Grenzen stets bewußt.
Man kann alles, was uns jetzt noch in der Ausgestaltung des Weltbildes
begegnet, unter einen leitenden Gedanken bringen. Dieser Gedanke,
den der einzelne Forscher sich kaum vergegenwärtigte, der sich aber
immer deutlicher aus der Forschungs- und Denkarbeit der folgenden
Jahrhunderte herausschälte, betrifft das Verhältnis der irdischen
Erscheinungen zu den Vorgängen im Kosmos. Ein Hinausprojizieren der
Erkenntnisse, die das Experiment an den Dingen der unmittelbaren Umwelt
gewonnen hat, begegnet uns schon an der Schwelle des 17. Jahrhunderts.
Damals setzte die Erforschung des Magnetismus ein. Man begnügte sich
aber nicht damit, die Erscheinungen experimentell zu untersuchen,
sondern man erweiterte die erhaltenen Ergebnisse zu der Vorstellung,
die Erde sei ein großer Magnet und der Magnetismus eine kosmische
Kraft. Ja, man betrachtete diesen kosmischen Magnetismus sogar als die
Ursache der Planetenbewegung. Das Gleiche wiederholte sich, als die
elektrischen Erscheinungen erforscht wurden.
Daß Licht und Wärme kosmische Kräfte sind, war ohne weiteres klar,
da sie ja von der Sonne her den Raum durchfluten. Ein Rätsel blieb
es aber, ob auch die Gesetze der Mechanik für den Kosmos gelten.
*Galilei* hatte den Fall, die Pendel- und Wurfbewegung untersucht und
ihre Gesetze gefunden. *Kepler* hatte sich die Frage vorgelegt, ob die
Schwerkraft, welche jene Bewegungen regelt, nicht etwa eine kosmische
Kraft sei, die sich von der Erde bis zum Monde und von der Sonne auf
sämtliche Glieder des Planetensystems erstrecke. Die Beantwortung der
Frage, ob die Bewegung der Himmelskörper auf eine Kraft zurückzuführen
sei, die auch an die Erde gebunden und daher einer unmittelbaren
Erforschung zugänglich ist, sollte jedoch erst durch Newton geschehen.
Durch eine Erweiterung der von *Galilei* gefundenen Gesetze über die
Wurfbewegung gelangte er zur Aufstellung des Gravitationsgesetzes.
Es gibt kaum etwas, das man an wissenschaftlicher Bedeutung diesem
Gesetz zur Seite stellen kann. Man hätte es eigentlich aus dem
Verhalten des Lichtes erschließen können. Daß die Lichtstärke sich
nach dem gleichen Gesetz abschwächt, wenn wir uns von der Lichtquelle
entfernen, wußte man nämlich schon vor *Newton*. Es lag nahe, daß
auch andere Kräfte wie der Magnetismus und die Elektrizität dem
*Newton*schen Gesetze gehorchen. Diese Vermutung erwies sich als
richtig. Weite Gebiete der Erkenntnis wurden so durch ein Gesetz
verbunden, und der Name Weltgesetz gewann seine volle Berechtigung.
Mit dem Ausspruch des Gesetzes und dem Nachweis seiner Richtigkeit
für einen bestimmten Fall war es jedoch noch nicht getan. *Newton*
erwuchs die Aufgabe, die Übereinstimmung möglichst aller astronomischen
Erscheinungen mit seinem Gesetze nachzuweisen. Der Fall lag für ihn
ähnlich wie für *Koppernikus*. In dieser Anpassung der Vorstellungen
an die Tatsachen liegt die Hauptaufgabe aller Forschung großen Stils.
So sehen wir auch *Newton* jahrelang beschäftigt, das Weltsystem
einer ähnlichen großen Revision zu unterziehen, wie es vor ihm
*Koppernikus* getan hatte. Zunächst mußte bewiesen werden, daß die
Gesetze *Keplers* im Einklang mit dem Gravitationsgesetze stehen.
*Newton* zeigte, daß *Keplers* Gesetze sich daraus ableiten lassen.
Dann wies er im einzelnen nach, daß die Monde gegen die Planeten und
letztere gegen die Sonne gravitieren, d.h., daß ihre Bewegungen nach
dem allgemeinen Gesetz der Schwere geregelt sind. Eine Erscheinung,
die bis dahin keine Erklärung gefunden hatte, war die unter dem Namen
der planetarischen Störung bekannte Unregelmäßigkeit in der Bewegung
der Planeten. Alle Weltkörper ziehen sich gegenseitig an. Also müssen
sich auch die Planeten, wenn sie einander nahe kommen, wechselseitig
merklich in ihrer Bewegung beeinflussen. Diesen Vorgang bezeichnet man
als planetarische Störung. *Newtons* Gravitationsgesetz bot zuerst
eine Handhabe, sie zu erklären und zu berechnen. Die Theorie der
Planetenbewegung wurde später[6] in solchem Maße ausgebildet, daß man
aus der Größe der Störung, die der eine Planet erleidet, den störenden
Weltkörper ermitteln lernte.
*Newton* durchdrang aber nicht nur das System als Ganzes, er erkannte
auch die bisherige Vorstellung von der Gestalt der Erde als irrig.
Die Erde galt seit dem Altertum als Kugel. Auch den Neubegründern
der Astronomie fiel es nicht ein, daran zu zweifeln. »Die Welt
ist kugelförmig, die Erde ist kugelförmig, und die Bewegung der
Himmelskörper erfolgt gleichmäßig, ununterbrochen und im Kreise,«
lauten die Worte des *Koppernikus*. Diese Lehren wurden von *Kepler*
berichtigt. Er war es, der das Axiom von der kreisförmigen Bewegung der
Himmelskörper zerstörte. Das Axiom von der Kugelgestalt der Erde wurde
erst durch *Newton* widerlegt.
Die Entdeckung der Erdabplattung änderte das Weltbild indes nicht
wesentlich. Auch die Entdeckung neuer Planeten oder der Monde schon
bekannter Planeten bedeutete jedesmal nur einen neuen Strich im Bilde,
das nach und nach durch immer mehr Einzelheiten vervollständigt
wurde, ohne je wieder eine solche Umgestaltung zu erleben, wie sie
*Koppernikus* herbeigeführt hatte.
Verändern mußten sich auch die Proportionen, die für die einzelnen
Glieder des Weltalls galten. Die größte derartige Veränderung wurde
dadurch herbeigeführt, daß es im 18. Jahrhundert gelang, den Abstand
der Erde von der Sonne mit ziemlicher Genauigkeit zu ermitteln. Daß
dieser Abstand sehr groß sei, stand fest. Schon das Altertum hatte ihn
auf das Vielfache der Entfernung des Mondes von der Erde geschätzt.
Nach *Koppernikus* betrug die Entfernung der Sonne mehr als tausend
Erdhalbmesser. Im 18. Jahrhundert stellte sich heraus, daß man noch
sehr weit hinter der Wirklichkeit zurückgeblieben war. Der neue,
nach besserer Methode und durch genauere Messungen ermittelte Wert
übertraf den von *Koppernikus* angenommenen um das Zwanzigfache.
Auf 20 Millionen Meilen bezifferte sich das aus der Beobachtung der
Vorübergänge der Venus ermittelte Grundmaß der Astronomie. Mit Hilfe
dieses Grundmaßes war man imstande, die bisher nur in ihrem Verhältnis
bekannten Abstände der Planeten vom Zentralgestirn nach ihrem wahren
Werte zu berechnen.
Zu einer genaueren Bestimmung der Dimensionen und der Form der Erde
gesellte sich im 18. Jahrhundert die Wägung unseres Planeten.
Die Ermittlung der Abplattung und des Gewichtes der Erde sind
treffliche Beispiele dafür, wie neue Wahrheiten entdeckt werden. Den
Ausgangspunkt bilden meist zufällige, oft ganz unbedeutende, in ihrer
Ursache nicht sofort erkennbare Beobachtungen. In dem einen Falle
war es die Unregelmäßigkeit im Gange einer Uhr, in dem andern die
ganz geringfügige Ablenkung des Lotes, die man bei Vermessungen in
der Nähe großer Berge bemerkte. An diese Beobachtungen knüpfte das
Denken an. Man fragte sich, ob und unter welchen besonderen Annahmen
die Beobachtung aus der bestehenden Theorie, in den vorliegenden
Fällen aus *Newtons* Gravitationstheorie, erklärt werden könne. An
diese Überlegung schlossen sich neue, nicht mehr zufällige, sondern
absichtlich angestellte Beobachtungen, die in möglichst scharfen
Messungen bestanden und ein bestimmtes Ziel im Auge hatten. Da in den
erwähnten Fällen das Ergebnis der Messungen und die Theorie im Einklang
standen, so bestätigten sie sich gegenseitig.
Eine Erweiterung, wie sie seitdem kaum wieder stattgefunden hat, erfuhr
das von *Koppernikus*, *Kepler* und *Newton* geschaffene Weltbild
durch *Herschel*. Daß *Herschel*, der seit dem Altertum geheiligten
Siebenzahl der Wandelsterne (Sonne, Mond, Merkur, Venus, Mars, Jupiter,
Saturn) einen neuen, außerhalb des Saturn umlaufenden Planeten, den
Uranus hinzufügte, daß er neue Monde entdeckte, die Rotationsbewegung
am Saturn nachwies, war eigentlich schon Verdienst genug. Seine
eigentliche Bedeutung liegt aber darin, daß er die Astronomie der
Fixsterne begründete oder, wie *Humboldt* sich einst ausdrückte, daß er
das Senkblei in die Tiefen des Himmels warf.
*Herschel* erkannte, daß die Milchstraße ein linsenförmiger, aus
Millionen Sonnen zusammengefügter Sternhaufen ist, und daß die Sonne
mit ihren Planeten sich etwa in der Mitte dieser Welt von Welten
befindet. Lichtwölkchen, die das stärkste Fernrohr nicht in Sterne
auflöst, führten *Herschel* zu weiteren Folgerungen. Er entdeckte
solche Wölkchen zu Tausenden und sah in ihnen die Urmaterie, aus der
sich neue Sternsysteme bilden. In den mannigfachen Erscheinungen, die
uns der Himmel gegenwärtig darbietet, vermochte *Herschel* sämtliche
Stufen des Weltbildungsprozesses nachzuweisen.
Die Vorstellung von dem Werden der Welt aus einem feinverteilten
Urstoff hat auch *Kant* zu Spekulationen angeregt. Sie gipfelten darin,
daß unsere irdische Materie und der Stoff der Sonne, der Planeten, ja
der fernsten Weltkörper der gleiche ist, weil sie aus einer einzigen
Urmaterie hervorgegangen seien.
Das Problem der Materie hat seit den ältesten Zeiten die Philosophen
und die Naturforscher beschäftigt. Auch für das praktische Leben
waren die stofflichen Eigenschaften und Umwandlungen von der größten
Wichtigkeit. Aus den Erfahrungen der gewerblichen Praxis und den
Bemühungen der Goldkocher, die den Stein der Weisen suchten, erwuchs
schließlich seit der Mitte des 17. Jahrhunderts die wissenschaftliche
Chemie. Man gelangte zu der Erkenntnis, daß sich die Unzahl von
Stoffen, die uns im Reiche des Organischen und des Unorganischen
begegnen, auf wenige Grundstoffe oder Elemente zurückführen lassen. Als
solche erkannte man die Metalle, Schwefel, Phosphor und verschiedene
Gase. Die Trennung dieser Elemente und ihre Vereinigung: das war es,
worauf der schier unbegrenzte Wechsel aller stofflichen Veränderungen
sich zurückführen ließ. Waren diese Vorgänge kosmische oder waren sie
auf die irdische Sphäre beschränkt, und war etwa die Welt im weiteren
Sinne, das Über- oder Außerirdische, wie die Alten glaubten, aus einem
besonderen Stoffe gebildet?
Zunächst erschien die Frage nach dem Wesen des außerirdischen Stoffes
als eine ganz müßige. Man glaubte, daß man von der eigentlichen
Beschaffenheit der Weltkörper nie etwas anderes wissen könne, als
daß es sich um gravitierende Materie handele. Das wurde anders, als
man sich gegen das Ende des 18. Jahrhunderts der Erforschung der
Meteorite zuwandte. Daß diese kosmischen Ursprungs sind, wurde als
sicher nachgewiesen. Chemie und Astronomie traten von nun an in
engste Fühlung. Die Chemie war zu Anfang des 19. Jahrhunderts weit
genug entwickelt, um eine Analyse des Meteoreisens und der Meteorite
vorzunehmen. Sie ergab, daß neben dem Eisen auch Nickel, Kobalt und
Kupfer an ihrer Zusammensetzung teilnehmen. Die steinigen Meteorite
ließen außerdem noch Phosphor, Kohlenstoff, Zinn, Magnesium und viele
andere den Chemikern bekannte Elemente als Bestandteile erkennen. Fast
noch wichtiger als dies positive war das negative Ergebnis dieser
Untersuchung. In den Meteoriten fand man kein Element, das nicht
als einer der Baustoffe der Erde längst bekannt gewesen wäre. Die
kosmische Materie -- das war das Allgemeinergebnis dieser Untersuchung
-- unterscheidet sich also in keiner Weise von der irdischen. Die
Stoffe, aus denen sich Welten, ja wahrscheinlich die Welt als Ganzes,
zusammensetzen, stimmen mit der irdischen Materie überein.
Freilich, es waren sozusagen nur Brocken des Weltenstoffs, die in den
Meteoriten der Untersuchung zugrunde lagen. Vielleicht waren es Trümmer
früherer Weltkörper. An die Möglichkeit, die letzteren selbst auf ihre
chemische Zusammensetzung zu prüfen, dachte zunächst noch niemand. Erst
um die Mitte des 19. Jahrhunderts wurde durch die Fortschritte der
Physik auch dies Problem gelöst[7].
Wir sahen wie die Astronomie, die wir wohl als die älteste von allen
Naturwissenschaften ansprechen können, zunächst die Mathematik,
dann die Physik und endlich die Chemie in ihre Dienste nahm, und
wie jede Erweiterung der chemisch-physikalischen Forschung auch
der Astronomie neue Methoden, neue Entdeckungen und Vorstellungen
zuführte. Nur das Reich des Organischen machte bis in die neuere Zeit
hinein eine Ausnahme. Es erschien als eine Welt für sich, als etwas,
das vielleicht nur unseren Planeten schmückt, und sich daher nicht
in die Kette des kosmischen Geschehens eingliedern läßt. Es mußte
erst eine neue gewaltige Umgestaltung und Erweiterung der gesamten
naturwissenschaftlichen Anschauungen eintreten, um alles Geschehen,
das kosmische und das irdische, das anorganische und das organische,
als etwas Einheitliches und Zusammenhängendes aufzufassen. Diese
Umwälzung des naturwissenschaftlichen Denkens, die uns im vorliegenden
Bande besonders beschäftigen wird, erfolgte um die Mitte des 19.
Jahrhunderts. Sie bestand in der Aufstellung des Energieprinzips und in
der scharfen Erfassung des Entwicklungsgedankens. Wir stehen noch heute
inmitten des Ringens, das an der Hand dieser beiden Prinzipien zu immer
größerer Klarheit führen wird.
Einer einheitlichen Auffassung der Naturerscheinungen stand zunächst
die herrschende Vorstellung von den Imponderabilien im Wege, die als
Licht- und Wärmestoff als elektrisches und magnetisches Fluidum, als
Phlogiston und Lebensgeister einen ganz ungenügenden Ersatz für den
heutigen Kraftbegriff bildeten. In manchen Fällen glaubte man sogar,
ohne die Annahme übernatürlicher Einflüsse nicht auskommen zu können.
Selbst *Newton* war noch der Ansicht, daß nur durch derartige Einflüsse
die Stabilität des Planetensystems aufrecht erhalten werde. Und erst
*Laplace* hat dargetan, daß eine Stabilität trotz aller Änderungen,
welche die Bahnelemente der Planeten erleiden, gesichert erscheint.
Erst gegen das Ende des 18. und während der ersten Hälfte des 19.
Jahrhunderts wurden die erwähnten mystischen Vorstellungen überwunden.
Ermöglicht wurde dies dadurch, daß jene von der Philosophie schon früh
gehegte Auffassung vom Wesen der Materie, die wir die atomistische
nennen, durch *Dalton* auf den Rang einer naturwissenschaftlichen
Theorie erhoben wurde. Jetzt erst konnte die mechanische
Erklärungsweise auf die chemischen Vorgänge ausgedehnt werden. Unter
dem Einfluß der atomistischen Auffassung waren auch die ersten Ansätze
der mechanischen Wärmetheorie zustande gekommen. Ferner hatten
*Young* und *Fresnel* die Lichterscheinungen unter der Annahme eines
gleichfalls aus getrennten Teilchen bestehenden Weltäthers erklärt.
Es ist zunächst zu zeigen, wie durch die Entdeckung neuer Tatsachen
und Beziehungen auf allen Gebieten, sowie durch das Hinwegräumen
veralteter Vorstellungsgebilde eine auf dem Energieprinzip beruhende
Naturauffassung vorbereitet und geschaffen wurde. Wie sich auf diesem
Fundament das Weltbild bis auf den heutigen Tag gestaltet hat, und
welche Wirkungen von den Naturwissenschaften ausgingen, das zu
schildern wird die Aufgabe der letzten Abschnitte dieses Werkes sein.