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                        DIE NATURWISSENSCHAFTEN

                       IN IHRER ENTWICKLUNG UND
                        IN IHREM ZUSAMMENHANGE

                            DARGESTELLT VON

                          FRIEDRICH DANNEMANN

                             DRITTER BAND:

           DAS EMPORBLÜHEN DER MODERNEN NATURWISSENSCHAFTEN
                          BIS ZUR ENTDECKUNG
                         DES ENERGIEPRINZIPES

                      MIT 60 ABBILDUNGEN IM TEXT
                      UND EINEM BILDNIS VON GAUSS

            Verlag von Wilhelm Engelmann in Leipzig · 1911

                       [Illustration: C. F. Gauß

                (Nach einer Büste von *G. Eberlein*.)]




                        DIE NATURWISSENSCHAFTEN

                       IN IHRER ENTWICKLUNG UND
                        IN IHREM ZUSAMMENHANGE

                            DARGESTELLT VON

                          FRIEDRICH DANNEMANN

                             DRITTER BAND:

           DAS EMPORBLÜHEN DER MODERNEN NATURWISSENSCHAFTEN
                          BIS ZUR ENTDECKUNG
                         DES ENERGIEPRINZIPES

                    MIT 60 ABBILDUNGEN IM TEXT UND
                      MIT EINEM BILDNIS VON GAUSS

                                LEIPZIG
                     VERLAG VON WILHELM ENGELMANN
                                 1911




Copyright 1911 by Wilhelm Engelmann, Leipzig.

Druck der Königl. Universitätsdruckerei H. Stürtz A. G., Würzburg.




Vorwort.


Der zweite Band schilderte das Entstehen der neueren Naturwissenschaft.
Er umfaßt den Zeitraum vom Anfang des 17. bis zur Mitte des 18.
Jahrhunderts. Mit dem Ende dieses Abschnitts beginnt die neueste Phase
in der Entwicklung der Naturwissenschaften. Diese Phase bis zu den
Aufgaben der Gegenwart in den Grundzügen darzustellen, ist das Ziel
des 3. und des 4. Bandes des vorliegenden Werkes. Da es sich nicht
um eine bloße Aufzählung der Geschehnisse, sondern um den Nachweis
ihrer inneren Verknüpfung handelt, so ist bei dem Ineinandergreifen
der verschiedenen Gebiete eine scharfe Gliederung nach chronologischen
Gesichtspunkten nicht möglich. Will man eine Schranke ziehen, so
würde sie etwa mit dem Zeitpunkt der Entdeckung des Energieprinzips
zusammenfallen. In der Hauptsache schildert der vorliegende dritte
Band den großen Umschwung, den die Naturwissenschaften durch die
Begründung der neueren Chemie, der Elektrizitätslehre, den Ausbau der
übrigen Teile der Physik, sowie die Ausdehnung der experimentellen
Forschungsweise auf die Wissenschaft vom Leben erfuhren. Dem vierten
und letzten Bande bleibt es vorbehalten, den großartigen Aufschwung zu
schildern, den die Naturwissenschaften im weiteren Verlauf des 19. und
im Beginn des gegenwärtigen Jahrhunderts genommen haben.

Auch in dem vorliegenden Bande war es das Bestreben des Verfassers, die
Schilderung im Rahmen der Gesamtentwicklung zu halten, die Beziehungen
der Naturwissenschaften zu den Nachbargebieten aufzuweisen und vor
allem nur dasjenige zu bringen, was zum tieferen Verständnis des
heutigen Wissenschaftsgebäudes beiträgt.

                                                   Friedrich Dannemann.




Inhalt.


                                                                     Seite

    1. Wissenschaft und Weltgeschichte                                   1

    2. Das 18. Jahrhundert errichtet die Fundamente der
    Elektrizitätslehre                                                   6

    3. Praktische und theoretische Fortschritte auf dem Gebiete der
    Wärmelehre                                                          33

    4. Die Naturbeschreibung unter der Herrschaft des künstlichen
    Systems                                                             60

    5. Die Ausdehnung der physikalischen Methoden auf das Gebiet der
    Pflanzenphysiologie                                                 69

    6. Der Ausbau der im 17. Jahrhundert begründeten Sexualtheorie      80

    7. Fortschritte der Zoologie im 18. Jahrhundert                     99

    8. Die neuere Mathematik und ihre Beziehungen zu den
    Naturwissenschaften                                                116

    9. Die wissenschaftliche Chemie von ihrer Begründung durch Boyle
    bis zu ihrer Erneuerung durch Lavoisier                            138

    10. Der Eintritt der Chemie in das Zeitalter der quantitativen
    Untersuchungsweise                                                 155

    11. Die Aufstellung der atomistischen Hypothese und ihre
    experimentelle Begründung                                          175

    12. Die Entdeckung der galvanischen Elektrizität                   189

    13. Die Begründung der Elektrochemie                               211

    14. Die Erforschung der elektromagnetischen und der
    elektrodynamischen Grunderscheinungen                              223

    15. Die Entdeckung der Thermoelektrizität                          237

    16. Der insbesondere durch Laplace und Herschel bewirkte
    Aufschwung der Astronomie                                          241

    17. Die Grundlagen der mechanischen Wärmetheorie                   264

    18. Fortschritte der Optik und Sieg der Wellentheorie              272

    19. Die Chemie und die Physik treten in engere Wechselbeziehungen  282

    20. Fortschritte in der Anwendung der Mathematik auf die
    Naturwissenschaften                                                296

    21. Die Begründung der physikalischen Erdkunde                     319

    22. Die Mineralogie unter dem Einfluß der chemisch-physikalischen
    Forschung                                                          340

    23. Die Aufstellung eines natürlichen Pflanzensystems              350

    24. Die Physiologie der Pflanzen unter dem Einfluß der neueren
    chemisch-physikalischen Forschung                                  360

    25. Die Verschmelzung der Zoologie mit der vergleichenden Anatomie
    und das natürliche System der Tiere                                376

    26. Geologie und Paläontologie unter der Herrschaft der
    Katastrophenlehre                                                  385

    27. Fortschritte in der Begründung der Ontogenie
    (Entwicklungslehre)                                                390




1. Wissenschaft und Weltgeschichte.


Die bisherige Darstellung reicht bis etwa zur Mitte des 18.
Jahrhunderts. Ein kurzer Rückblick im Rahmen der Weltgeschichte möge
die Entwicklung vergegenwärtigen, welche die Naturwissenschaften
bis zu jenem Zeitpunkt genommen. Die Grundlagen, auf denen sich die
Wissenschaft wie die gesamte Kultur des Altertums erhoben, entstammten
dem Orient. Dort wurde lange vor dem Beginn der griechischen
Geschichte eine gewaltige, auf die Mathematik, die Astronomie, die
Heilkunde und die drei Naturreiche sich beziehende Summe von Tatsachen
bekannt. Den Griechen blieb es vorbehalten, die Einzelkenntnisse zu
wissenschaftlichen Systemen zusammenzufassen und die Philosophie
ins Leben zu rufen. Philosophie und Wissenschaft sahen wir seit der
Blütezeit des griechischen Lebens die gleiche Aufgabe verfolgen. Sie
lautet Welterklärung. Bei gleichem Ziele waren die Ausgangspunkte
und folglich auch die Wege verschieden. Die Philosophie stellte
das denkende Subjekt, die Wissenschaft die Summe der von außen
herantretenden Erfahrungen in den Mittelpunkt der Betrachtung. Die
philosophierende und die forschende Tätigkeit gingen während des
Altertums Hand in Hand. Wir sahen sie sogar oft in derselben Person
vereinigt. Das galt von Plato nicht minder als von Aristoteles, dem
Schöpfer des größten philosophischen und naturwissenschaftlichen
Systems, welches das Altertum hervorgebracht hat.

Es war ein Mangel des Altertums, daß genaues Beobachten und überlegtes
Experimentieren noch nicht genügend als die Grundlagen des Erkennens
gewürdigt wurden. Dies führte zu Vorstellungen, die ihre Wurzel mehr
in der Phantasie, als in der Erfahrung hatten. Beispiele hierfür bot
uns insbesondere das Lehrgebäude des Aristoteles. Doch fehlte es auch
nicht an Männern, die wie Archimedes im Sinne des modernen Forschers
ihre Lehren auf Versuche und auf die Verknüpfung der Mathematik mit der
Naturwissenschaft aufbauten. Auch die alexandrinischen Gelehrten haben
durch ihre mehr auf die Gegenstände als auf das Allgemeine gerichtete
Forschung Großes in der Astronomie, der Erdbeschreibung und der Physik
geleistet. Eine wichtige Förderung der Naturkenntnis erwuchs dem
Altertum aus der Technik. Auf diesem Gebiete sahen wir auch die mehr
praktischen als wissenschaftlichen Zielen zugewandten Römer tätig.

Das Ende der römischen Herrschaft bedeutet einen tiefen Einschnitt
nicht nur in der Weltgeschichte, sondern auch in der Entwicklung der
Naturwissenschaften. Sie fanden innerhalb der christlich-germanischen
Kultur zunächst nicht den ihnen gebührenden Platz. Daß die Schöpfungen
der Alten bis in die neuere Zeit erhalten blieben, ist das
Hauptverdienst des arabischen Zeitalters. Erst im 13. Jahrhundert, nach
der Berührung des Abendlandes mit dem Orient, lebten die Wissenschaften
in Italien und in West- und Mitteleuropa wieder auf. Aus dem Studium
des von den Arabern bearbeiteten astronomischen Hauptwerks des
Altertums erwächst die neuere Astronomie. Durch ihre Verbindung mit
der Nautik werden die Entdeckungsreisen ermöglicht. Die Ausdehnung
des geographischen Gesichtskreises über den ganzen Erdball und die
Befreiung von den Formen des mittelalterlichen Denkens und Fühlens
bedingen einen Einschnitt von gleicher Wichtigkeit wie ein Jahrtausend
vorher der Untergang der alten Welt. Als ein anderer, ein neuer, tritt
der Mensch an die Natur heran. Er lernt die Fesseln der Autorität
abstreifen und die Augen öffnen. Infolgedessen entstehen die ersten
Ansätze zur Neubegründung der beschreibenden und der experimentellen
Naturwissenschaften. Wie auf dem astronomischen Gebiete, so bilden auch
hier die nach dem Fall Konstantinopels in größerer Zahl nach Westeuropa
gelangenden Schriften der Alten den Stütz- und Ausgangspunkt für die
Bestrebungen der Neuzeit. Eine weitere Stütze erwächst der neueren
Wissenschaft in der Erfindung des Buchdrucks, dem Emporblühen des
Städtewesens und der Umwandlung der mittelalterlichen Feudalherrschaft
in den geordneten Staat.

Ihren Höhepunkt erreicht diese Bewegung im 17. Jahrhundert. Die
wohlhabenden italienischen Städte und die größeren europäischen
Staaten, vor allem Frankreich und England, beginnen, die Pflege der
Wissenschaft als eine ihrer Aufgaben zu erkennen. Die Hochschulen
werden zu Stätten freierer Forschung. Wissenschaftliche Akademien
treten ins Leben. Daß der Sieg des Neuen trotzdem kein leichter war,
lehrte uns die Lebensgeschichte Galileis. Gestützt auf die Gunst
der Mediceer und des venetianischen Senats vermochte es Galilei, die
aristotelische Physik zu stürzen und auf ihren Trümmern die neuere
Mechanik zu begründen. Was er begonnen, setzten in Italien zahlreiche
Schüler fort. Sie riefen unter dem Namen der Akademie des Versuches
eine Vereinigung ins Leben, die indessen bald infolge der in Italien
herrschenden hierarchischen Strömung wieder aufgelöst wurde. Der
Gegensatz zwischen Wissen und Glauben trat im 17. Jahrhundert, im
Zeitalter der großen Religionskriege, in allen Ländern mit besonderer
Schärfe hervor. Die protestantischen Teile Europas machten in dieser
Hinsicht nicht etwa eine Ausnahme. Dieser Gegensatz war nicht nur das
Verhängnis eines *Giordano Bruno* und eines *Galilei*, er griff gleich
unheilvoll in das Leben *Keplers* ein.

Jede Betätigung und jedes Bedürfnis zahlreicher einzelner findet seine
Stütze in dem Staat, der ja nichts weiter ist als der Zusammenschluß
der einzelnen. Zu den allgemeinsten Betätigungen gehören das Wissen
und der Glauben. Für das, was sie hervorbringen, für die Wissenschaft
und für die Religion, hatte der Staat seit alters in den Schulen
und in der Kirche seine besonderen Veranstaltungen geschaffen. Das
Mittel, durch welches Schule und Kirche bis zum 17. Jahrhundert sich
vorzugsweise betätigt hatten, war die Lehre durch Schrift und Wort.
Daher das Übergewicht der Autorität während dieses Zeitraums und der
Mangel an innerem Wachstum. Ein solches konnte nur die von den Fesseln
der Autorität befreite Forschung verleihen. Sie regte sich zuerst
auf dem Gebiete der dem Wirklichen zugewandten Wissenschaft. Hier
zeigt es sich, daß eine neue, auf den Versuch und eigene Beobachtung
sich gründende Methode allein die Sicherheit bietet, das Richtige
vom Unrichtigen, Wahrheit von Irrtum zu unterscheiden. Daher die
überwältigende Macht, mit der die neuere Wissenschaft alle Hindernisse
hinwegräumt und rasch die größten Erfolge erringt, während die dem
Jenseits zugewandte Religion und ihre Institution, die Kirche, da es
ihr an einem ähnlichen Mittel gebricht, an der Autorität festhält, ja,
diese Autorität um so mehr hervorkehrt, je mehr die Wissenschaft sich
ihrer zu entledigen sucht.

Für die Naturwissenschaften kam noch der fördernde Umstand hinzu, daß
man aus ihrer Pflege einen unmittelbaren Nutzen zu erzielen wußte. An
der Pflege der Botanik und der Zoologie hatte die Heilkunde das größte
Interesse. Die Ergebnisse der Physik, der Chemie und der Mineralogie
kamen vielen Gewerben zugute. Die Astronomen hatten der Kartographie,
der Zeitbestimmung und in neuerer Zeit vor allem der Nautik jedermann
in die Augen springende Dienste erwiesen. Die Leistungen all dieser
Zweige wurden seit der Erneuerung der Naturwissenschaften in hohem Maße
gefördert durch die Erfindung zahlreicher Instrumente und durch die
ausgedehnte Anwendung der Mathematik. Die Bewaffnung des Auges mit dem
Fernrohr und mit dem Mikroskop, die Erfindung des Thermometers, der
Luftpumpe, des Barometers und mancher anderen für die Forschung und für
das Leben gleich wichtigen Instrumente ermöglichten die Schöpfung eines
Weltbildes, das sich von dem mittelalterlichen in fast allen Teilen
unterschied. In der Neugestaltung und der Verknüpfung der Mathematik
mit den Naturwissenschaften leistete die *Newton-Huygens*-Periode das
Hervorragendste. Ihr wertvollstes Ergebnis bestand in der Verknüpfung
der Mechanik mit der Astronomie durch *Newtons* Weltgesetz. Die
wichtigsten Pflegestätten der Wissenschaften waren in jenem Zeitalter
England und die Niederlande. Hier genoß das Individuum zuerst diejenige
Befreiung von staatlicher und kirchlicher Bevormundung, die als das
Lebenselement der Wissenschaft betrachtet werden muß. In Frankreich
dagegen war die Autorität des Staates und der Kirche damals so mächtig,
daß ihr selbst der große *Huygens* das Feld räumte, nachdem er lange
eine Zierde der Pariser Akademie gewesen. Deutschland litt unter den
Folgen des dreißigjährigen Krieges. Und wenn auch einzelne Großes
leisteten, vermochte dennoch hier die Wissenschaft als Ganzes nicht
mit der geistigen Entwicklung der politisch erstarkten Länder gleichen
Schritt zu halten.

Seit der Mitte des 18. Jahrhunderts machte sich auf allen Gebieten
des geistigen, sowie des sozialen Lebens ein Umschwung bemerkbar,
der für die gesamte Kulturentwicklung den Beginn einer neuen Phase
bedeutete. In der Staatengeschichte erreichte dieser Vorgang seinen
Höhepunkt in der französischen Revolution, mit welcher der Historiker
die neueste Zeit beginnen läßt. Die Geschichte der Wissenschaften
verzeichnet zwar gleichfalls einen mit der sozialen und politischen
Entwicklung Schritt haltenden Wechsel; ihren Geschehnissen ist aber das
scheinbar Unvermittelte bei weitem nicht in solchem Maße eigen wie den
politischen Begebenheiten.

Die Naturwissenschaften waren auf dem Punkte angelangt, daß zahlreiche
Kräfte sich zu ihrem weiteren Ausbau die Hand reichen mußten,
während in den vorhergehenden Perioden der einzelne noch einen
überwiegenden Einfluß ausgeübt hatte. Das neueste Zeitalter in der
Entwicklung der Wissenschaften, dem unsere weitere Darstellung gilt,
wird dementsprechend auch nicht durch eine hervorragend wichtige
Entdeckung oder durch das Auftreten eines bedeutenden Forschers
eingeleitet. Während für die Chemie eine neue Epoche beginnt, wandeln
die Astronomie und die Mechanik in den eingeschlagenen Bahnen weiter.
Die Prinzipien der letzteren werden in immer höherem Maße auf die
übrigen Teile der Physik angewandt, welcher sich mit der Entdeckung
der galvanischen Elektrizität ein neues, wichtiges Gebiet erschließt.
Auch die Zoologie und die Botanik werden von einem Wechsel betroffen.
Auf das Vorherrschen der Systematik folgt eine Richtung, in der
morphologische und bald darauf auch physiologische Fragen an die erste
Stelle rücken. Etwa in die Mitte des 19. Jahrhunderts fällt dann die
großartige Verallgemeinerung und Verknüpfung der gesamten bisherigen
Forschungsergebnisse infolge der Durchführung des Prinzips von der
Erhaltung der Kraft. Die Betrachtung der dann folgenden letzten
Entwicklungsstufen wird uns bis zu den Aufgaben des Tages führen und
schließlich einen Ausblick in eine verheißungsvolle Zukunft eröffnen.




2. Das 18. Jahrhundert errichtet die Grundlagen der Elektrizitätslehre.


Während die Physik im 17. Jahrhundert ihre Fortschritte vorzugsweise
auf den Gebieten der Mechanik und der Optik, den ältesten Zweigen der
Naturlehre, zu verzeichnen hatte, war das 18. Jahrhundert insbesondere
dem Ausbau des von *Gilbert* und *Guericke* erschlossenen Gebietes
der Reibungselektrizität gewidmet. *Gilbert* hatte zum erstenmal den
Unterschied zwischen magnetischer und elektrischer Anziehung scharf
hervorgehoben[1], während *Guericke* die elektrische Abstoßung entdeckt
und die erste maschinelle Vorrichtung zur Erzeugung von Elektrizität
ins Leben gerufen hatte. Leider wurde *Guerickes* Apparat zunächst
nicht benutzt. Man begnügte sich damit, Elektrizität zu erzeugen,
indem man Glas, Bernstein und andere geeignete Stoffe aus freier Hand
rieb. Trotzdem gelang es, elektrische Entladungen von solcher Wirkung
hervorzurufen, daß nicht nur ein Knistern, sondern auch das Auftreten
von Funken bemerkt wurde. Ein Beobachter erwähnt sogar, »dieses Licht
und Knistern scheine einigermaßen Blitz und Donner vorzustellen«[2].

Auf das Studium der elektrischen Phänomene wurde man besonders
durch eine merkwürdige Beobachtung am Quecksilberbarometer gelenkt.
*Picard* bemerkte im Jahre 1675, daß sich bei völliger Dunkelheit
beim Erschüttern der Quecksilbersäule in der *Torricelli*schen Leere
ein eigentümliches phosphoreszierendes Leuchten zeigt. Die sonderbare
Erscheinung erregte großes Aufsehen und rief eine umfangreiche
Literatur hervor. Die richtige Erklärung fand *Francis Hawksbee*, ein
Mitglied der Royal Society. *Hawksbee*, welcher seine Versuche
über diesen Gegenstand seit dem Jahre 1705 in den Philosophical
Transactions veröffentlichte[3], nahm an, daß man es hier mit einer
durch die Reibung des Quecksilbers an dem Glase vor sich gehenden
Elektrizitätserregung zu tun habe. Um seine Ansicht zu beweisen,
stellte er eine hohle Glaskugel auf eine Achse und versetzte sie in
rasche Drehung. Brachte er gleichzeitig die trockene, warme Hand an
diese Kugel, so wurde sie so stark elektrisch, daß man zolllange
Funken erhielt. Wurde die Kugel zuvor luftleer gemacht, so erschien
in ihr dasselbe Leuchten, das man im Quecksilberbarometer beim
Schütteln beobachtet hatte. *Hawksbee* ist somit als der Erfinder der
Glaselektrisiermaschine zu betrachten. Allerdings kam diese Maschine
erst viel später in allgemeinen Gebrauch. Obgleich *Hawksbee* auch
Schwefelkugeln und Siegellackstangen elektrisierte, gelangte er
noch nicht dazu, zwischen positiver und negativer Elektrizität zu
unterscheiden.

Der Fortschritt auf dem Gebiete der Reibungselektrizität mußte ein
sehr langsamer bleiben, so lange es sich nur um zufällige, durch
keine Theorie verknüpfte Beobachtungen handelte. Dieser allerersten
Stufe jeder exakten Wissenschaft sollte keiner der Hauptzweige der
Physik so spät entwachsen wie gerade die Elektrizitätslehre. Erst im
Verlaufe des 18. Jahrhunderts tritt letztere in das zweite Stadium ein.
Dieses ist dadurch gekennzeichnet, daß man zu einem planmäßigen, von
hypothetischen Vorstellungen geleiteten Experimentieren übergeht. Als
Vertreter jener ersten Stufe muß selbst noch ein *Du Fay* gelten. Seine
Tätigkeit fällt in den Beginn des 18. Jahrhunderts, während *Aepinus*
und *Franklin* auf den Schultern der Genannten stehen und dem zweiten
Zeitraum angehören. Erst der gegen das Ende des 18. Jahrhunderts
anhebenden Epoche blieb es vorbehalten, durch messende Beobachtung zu
den Gesetzen der Reibungselektrizität vorzudringen[4]. Hieran reihte
sich das deduktive, die Hilfsmittel der Mathematik und der Mechanik
benutzende Verfahren, womit auch auf diesem Gebiete endlich diejenige
Stufe erreicht war, welche der Wissenschaft nach einem Ausspruch
*Galileis* in allen ihren Teilen erst eine würdevolle Behandlung
verleiht[5].

Dem erwähnten *Du Fay* verdankt die Elektrizitätslehre eine Anzahl
grundlegender Versuche. *Charles François Du Fay* wurde 1698 in Paris
geboren und starb daselbst im Jahre 1739. *Du Fay* beschäftigte sich
mit magnetischen und elektrischen Versuchen, die in den Abhandlungen
der Pariser Akademie beschrieben wurden[6]. Das wichtigste Ergebnis
seiner Untersuchungen läßt sich in folgende Sätze zusammenfassen: 1.
Ein elektrischer Körper zieht alle nichtelektrischen an und teilt
ihnen Elektrizität mit, worauf er sie wieder abstößt. 2. Es gibt
zwei entgegengesetzte Arten der Elektrizität, die Glas- und die
Harzelektrizität. Zu der Entdeckung, daß es zwei Arten Elektrizität
gibt, wurde *Du Fay* durch sein Blattgoldelektroskop geführt. *Du Fay*
ging von der Annahme aus, daß ein mit dem Glasstab elektrisiertes
Blättchen von jedem Körper, der durch Reiben in den elektrischen
Zustand versetzt sei, abgestoßen werde. Diese Annahme bestätigte
sich indessen nicht. Als *Du Fay* nämlich dem Blättchen geriebene
Kopalstücke und andere geriebene harzartige Körper näherte, wurde es
von diesen angezogen. *Du Fay* unterschied aus diesem Grunde zwei Arten
von Elektrizität, die er als Harz- und Glaselektrizität bezeichnete.
Später erkannte man indessen, daß diese Benennungen irreführend sind,
da harzartige Körper mit Glaselektrizität, glasartige dagegen mit
Harzelektrizität geladen werden können[7]. Deshalb wurden die Glas-
und die Harzelektrizität als positive und negative Elektrizität
unterschieden. *Du Fay* war es auch, der zuerst auf den Zusammenhang
zwischen dem Leitungsvermögen und der Elektrisierbarkeit der Körper
aufmerksam machte. Man fing nun an, die Nichtleiter in ausgedehnter
Weise als Isolatoren zu benutzen. So gelang es dem genannten Forscher,
einen an Haarschnüren oder an seidenen Stricken hängenden Menschen zu
elektrisieren und ihm Funken zu entlocken.

Die ersten Beobachtungen über die Fortleitung der Elektrizität rühren
von *Guericke* her. Ausgedehntere Versuche über das Leitungsvermögen
stellte ein Zeitgenosse *Du Fays*, der Engländer *Stephan Grey*, an.
Er verschloß eine Glasröhre vermittelst eines Korkstopfens, um zu
untersuchen, ob sie sich jetzt in gleicher Weise wie vorher durch
Reiben elektrisieren lasse. *Grey* (er starb 1736 in London) bemerkte
keinen Unterschied, fand aber, daß der Stopfen auch elektrisch
geworden war, da er auf eine Feder wie die Glasröhre wirkte. Darauf
steckte er in den Stopfen einen Holzstab, der am andern Ende eine
Elfenbeinkugel trug. Wurde nun die Glasröhre gerieben, so zeigte sich
diese Kugel gleichfalls elektrisch. Die Zustandsänderung hatte sich
also von dem Glase aus durch den Stopfen und das Holz bis auf die Kugel
fortgepflanzt. Um die Frage zu entscheiden, bis auf welche Entfernung
eine solche Fortpflanzung möglich sei, ersetzte *Grey* den Holzstab
durch einen ausgespannten Faden, der in seidenen Schleifen hing. Es
gelang, eine Wirkung auf Entfernungen bis zu 700 Fuß nachzuweisen. Ließ
man den Bindfaden nicht auf Seide, sondern auf Draht ruhen, so mißlang
der Versuch. Auch hierdurch wurde man auf den Unterschied zwischen
Leitern und Nichtleitern aufmerksam gemacht. Als letztere lernte man
Haare, Seide, Harz und Glas kennen und zu ferneren Versuchen benutzen.
*Grey* elektrisierte auch Personen, die auf einem Harzkuchen standen.
Er ist also im Prinzip der Erfinder des Isolierschemels. *Grey* stellte
eine Schale mit Wasser auf seine Isolierplatte. Wurde der Flüssigkeit
ein elektrisierter Glasstab genähert, so erhob sie sich über ihr
gewöhnliches Niveau. Dieser Versuch führte auf eine eigentümliche
Entdeckung. Zwei Leydener Physiker[8] suchten Wasser, das sich in
einem isolierenden Glasgefäß befand, zu elektrisieren, indem sie es
vermittelst eines Drahtes mit einer geriebenen Glasröhre in Verbindung
setzten. Als der eine von ihnen zufällig das Gefäß in der Hand hielt
und zu gleicher Zeit die Röhre berührte, erhielt er einen kräftigen
Schlag, der besonders im Arm und in der Brust zu spüren war. In der
betreffenden Mitteilung vom Jahre 1746 hieß es, man sei in Leyden auf
einen erschrecklichen Versuch geraten, dem sich die Erfinder nicht um
die Krone Frankreichs zum zweitenmal aussetzen möchten. Die Priorität
der Entdeckung gebührt jedoch nicht den Leydener Physikern, sondern
dem in Pommern lebenden *von Kleist*[9]. Im Jahre 1745 machte dieser
folgenden Versuch. Er stellte in eine Arzneiflasche einen eisernen
Nagel und elektrisierte diesen. Als er darauf den Nagel mit der anderen
Hand berührte, erhielt er einen heftigen Schlag, der noch verstärkt
wurde, wenn sich etwas Quecksilber am Boden der Flasche befand. Die
Entdeckung erregte großes Aufsehen und führte der Beschäftigung mit
elektrischen Versuchen zahlreiche Dilettanten zu. Jene Vorrichtung,
die man in der Folge als die Leydener Flasche bezeichnete, wurde
in Frankreich im Beisein des Königs durch eine Kette von mehr als
hundert Personen entladen. Das Wasser und die Hand, welche bei dem
ursprünglichen Versuch die Rolle des inneren und des äußeren Belags
gespielt hatten, wurden bald darauf durch Zinn ersetzt. Ferner machte
man die Beobachtung, daß die Leydener Flasche die Elektrizität längere
Zeit behält und daß sie sich nicht laden läßt, wenn sie isoliert ist.
Zu einem Verständnis dieses Verhaltens gelangte erst *Franklin*. Als
er eine, an einem Seidenfaden hängende, leichte Kugel dem inneren
Belage näherte, wurde sie in der bekannten Weise zunächst angezogen,
dann aber, nachdem sie gleichfalls elektrisch geworden war, wieder
abgestoßen. Näherte er die Kugel jetzt dem äußeren Belag, so wurde sie
angezogen. Es zeigte sich also, daß die Beläge entgegengesetzt geladen
waren, und daß die Entladung der Flasche in dem Ausgleich dieser
entgegengesetzten Elektrizitäten besteht. *Franklin* bediente sich bei
seinen Versuchen einer auf beiden Seiten mit Zinn überzogenen Tafel,
die nach ihm noch heute als *Franklin*sche Tafel bezeichnet wird.

Die Vereinigung mehrerer Leydener Flaschen zu einer elektrischen
Batterie bewerkstelligte zuerst der Danziger Bürgermeister
*Gralath*[10]. Er nahm mehrere Glaskolben, füllte sie zur Hälfte mit
Wasser und ließ einen eisernen, mit einer Kugel versehenen Draht aus
der Flasche hervorragen. Sämtliche Kugeln wurden dann gleichzeitig mit
dem Konduktor der Elektrisiermaschine verbunden. *Gralath* erhielt
durch diese Vorrichtung einen sehr heftigen Schlag. Noch in demselben
Jahre (1746) wurde die Wirkung der Batterie in solchem Maße verstärkt,
daß man den Funken am hellen Tage 200 Schritte weit sah und die
Entladung auf noch größere Entfernung zu hören vermochte.

Die weitere Erforschung der Reibungselektrizität wurde dadurch
außerordentlich gefördert, daß man nach dem Vorgange *Guerickes* und
*Hawksbees* zur Anwendung maschineller Vorrichtungen schritt.

Einem Leipziger Professor der Physik namens *Hausen* wurde im Jahre
1743 von einem seiner Zuhörer der Vorschlag gemacht, sich das mühevolle
Reiben der Glasröhre dadurch zu ersparen, daß er eine größere Glaskugel
in Drehung versetze. Dieser Vorschlag erwies sich als über Erwarten
praktisch, zumal ein Leipziger Handwerker den neuen Apparat mit dem
ersten Reibzeug versah. Letzteres bestand aus einem wollenen Kissen.
Bald darauf (1744) brachte der deutsche Physiker *Bose* neben der
Glaskugel einen isolierten Metallkörper als Konduktor an. Diesen
Konduktor finden wir schon wenige Jahre, nachdem *Hausen* seine
Maschine gebaut, mit einem Saugkamm versehen[11], so daß noch vor
Ablauf der ersten Hälfte des 18. Jahrhunderts die Elektrisiermaschine
in ihrer noch jetzt gebräuchlichen Einrichtung den Physikern zu Gebote
stand. Im weiteren Verlaufe des 18. Jahrhunderts ersetzte man die
Glaskugel durch die handlichere Glasscheibe[12] und versah das Reibzeug
mit dem bekannten, von *Kienmayer* empfohlenen Amalgam[13].

[Illustration: Abb. 1. Elektrisiermaschine aus dem Jahre 1744.
(Aus *Gerland* und *Traumüller*, Geschichte der physikalischen
Experimentierkunst.)

Als Reibzeug dient noch die Hand. Ihr gegenüber befindet sich als
Konduktor eine auf seidenen Schnüren liegende Metallröhre AB, deren
Ende A mit einem Bündel Fäden an Stelle des Saugkammes versehen ist. E
steht auf einem mit isolierender Substanz (Pech) gefüllten Kasten. Aus
der Spitze des Degens springt ein Funken über, welcher den im Löffel F
befindlichen Weingeist entzündet.]

Die Elektrisiermaschine kam nun sozusagen in Mode. Das Interesse,
welches ihr bemittelte Dilettanten entgegenbrachten, bewirkte, daß
sie schließlich gewaltige Dimensionen annahm[14]. In rascher Folge
wurden jetzt die wichtigsten Erscheinungen der Reibungselektrizität
entdeckt. Die zündende Wirkung des Funkens wurde an Schießpulver,
Äther und anderen brennbaren Stoffen dargetan. Der Danziger
Bürgermeister *Gralath*[15] entzündete ein eben ausgeblasenes Licht
durch den elektrischen Funken. Ja, es gelang sogar, vermittelst eines
elektrisierten Wasserstrahles Weingeist in Brand zu setzen.

Ferner versuchte man die Fortpflanzungsgeschwindigkeit der Elektrizität
zu bestimmen, indem man den Schlag einer Leydener Flasche durch
einen mehrere tausend Meter langen Draht leitete (siehe Abb. 2).
Derartige Versuche unternahm zuerst der Franzose *Le Monnier* und
später der Engländer *Watson* (1715-1787). Da sich hierbei kein
meßbarer Zeitunterschied ergab, so konnte man zunächst nur auf eine
sehr große Geschwindigkeit schließen. Diese zu bestimmen, war eine
neue, sinnreiche Methoden erfordernde Aufgabe der Experimentalphysik.
Doch knüpfte man später an den der obigen Versuchsanordnung (Abb.
2) zugrunde liegenden Gedanken wieder an, nur daß an Stelle der
unmittelbaren Beobachtung der rasch rotierende Spiegel trat.

[Illustration: Abb. 2. *Watsons* Versuch, die Geschwindigkeit der
Elektrizität in einem Drahte zu bestimmen. Der innere Belag der
Leydener Flasche C steht mit dem isoliert aufgehängten leitenden Stabe
AD in Verbindung. Von dem äußeren Belag geht ein Draht nach der
Kugel H. In F wird eine Person eingeschaltet. Obgleich das Drahtstück
zwischen F und H etwa 12000 Fuß lang war, konnte der in F befindliche
Beobachter doch keinen Zeitunterschied zwischen der empfangenen
Erschütterung und dem Überspringen des Funkens bei H feststellen.]

Auch der naheliegende Gedanke, das Verhalten des Funkens im Vakuum zu
untersuchen, kam zur Ausführung[16]. Der erste, der darüber Versuche
anstellte, war der Mechaniker *Grummert* (1719-1776) in Dresden.
Es zeigte sich, daß die Elektrizität den luftleeren Raum auf eine
beträchtliche Strecke durchdringt. Nach der Beschreibung *Watsons*,
eines späteren Beobachters, erfüllte das elektrische Feuer die ganze
Röhre, so daß man, so lange die Maschine in Bewegung blieb, eine
ununterbrochene Lichterscheinung wahrnahm. Der weitere Verfolg dieses
Versuches hat zur Erfindung der *Geißler*schen Röhre und endlich in der
neuesten Zeit zur Entdeckung eigentümlicher Strahlengattungen geführt.
Auch zur Erklärung des Nordlichts wurde das elektrische Leuchten in
evakuierten Röhren herangezogen[17].

Den neuen, wunderbaren Entdeckungen gegenüber, denen man nichts
Ähnliches an die Seite stellen konnte, erhob sich schon bei den
Physikern des 18. Jahrhunderts die Frage nach der Ursache der
elektrischen Erscheinungen. War die Elektrizität ein Stoff, so
ließ sich erwarten, daß die Körper durch das Elektrisieren eine
Gewichtszunahme erfahren würden. Alle Versuche, die nach dieser
Richtung hin angestellt wurden, blieben jedoch ohne Erfolg[18]. Zu
dem gleichen Ergebnis war man hinsichtlich der Wärme gelangt, als man
Gegenstände in erhitztem Zustande und bei gewöhnlicher Temperatur wog.

Aus diesen Versuchen wurde nun keineswegs gefolgert, daß die
Elektrizität und die Wärme bloße Zustände seien, sondern es wurde der
Begriff des unwägbaren Stoffes oder der Imponderabilie, aus dem man ja
auch die Lichterscheinungen zu erklären suchte, auf die elektrischen,
die verwandten magnetischen und die kalorischen Vorgänge ausgedehnt.
Die Lehre von den Imponderabilien hat die Physik bis in das 19.
Jahrhunderte hinein beherrscht. Sie wurde hinsichtlich der Wärme zuerst
von *Rumford* und *Davy* erschüttert. Ihre endgültige Beseitigung auf
allen Gebieten ist eine Aufgabe, welche die Wissenschaft bis in die
neueste Zeit beschäftigt hat.

Obgleich die Lehre von den Imponderabilien nicht imstande war, einem
vorgeschrittenen Kausalitätsbedürfnis zu genügen, bot sie bei der
Stufe des Wissens, welche das 18. Jahrhundert erreicht hatte, doch die
einzige Möglichkeit einer Erklärung. Wenn man die Lichterscheinungen
auf die Fortbewegung eines besonderen Stoffes zurückführte, war man
auch gezwungen, weitere Stoffe als Träger der Wärme, der elektrischen
und der magnetischen Vorgänge anzunehmen. Einfacher gestaltete sich
die Theorie der Elektrizität bei solchen Physikern, welche die
Lichterscheinungen auf Wellenbewegung zurückführten. So besteht für
*Euler* kein Zweifel, daß die Quelle aller elektrischen Vorgänge
in dem Äther zu suchen sei, in dem sich nach ihm und *Huygens* das
Licht fortpflanzt. Die Elektrizität, meint *Euler*, sei nichts als
eine Störung im Gleichgewichte dieses Äthers, der in die Körper
hineingepreßt oder aus ihnen herausgetrieben werde, je nachdem sie die
eine oder die andere Art des Elektrizitätszustandes aufwiesen[19].

Von einer ähnlichen Vorstellung ließ sich *Franklin* bei seinen
Untersuchungen leiten. Die Körper waren für ihn positiv oder
negativ elektrisch, je nachdem sie ein Zuviel oder ein Minder
des hypothetischen elektrischen Fluidums enthielten, während sie
unelektrisch seien, wenn sich dieses Fluidum außerhalb und innerhalb
der Körper im Gleichgewicht befände.

Nach *Franklin* durchdringt das elektrische Fluidum die ganze
Körperwelt. Es ist die Ursache aller elektrischen Erscheinungen. Die
Teilchen dieses Fluidums stoßen sich gegenseitig ab, werden aber
von den Körperteilchen kräftig angezogen. Enthält der Körper soviel
davon, als er aufnehmen kann, ohne daß etwas von dem Fluidum auf der
Oberfläche des Körpers zurückbleibt, so ist dies nach *Franklin* der
gewöhnliche Zustand, und der Körper erscheint uns unelektrisch.

Andere wieder, wie *Symmer*, zogen es vor, die verschiedenen
elektrischen Zustände aus der Annahme zweier Fluida zu erklären. Der
hieraus entstehende Streit der Unitarier und Dualisten, so zwecklos er
an sich auch war, bewirkte, daß die experimentelle Erforschung der in
Frage kommenden Erscheinungen lebhaft gefördert wurde. Das Interesse
dafür wurde ein solch allgemeines, daß den Physikern von Beruf mancher
Bundesgenosse aus dem Laienkreise erstand. Der hervorragendste unter
ihnen war der soeben genannte *Franklin*.

*Benjamin Franklin* wurde am 17. Januar 1706 in Governors Island bei
Boston geboren. Sein Vater hatte die englische Heimat verlassen, weil
er dort nicht ungehindert seiner religiösen Überzeugung leben konnte.
Da er sich und eine zahlreiche Familie durch Seifensieden nur mühsam
ernährte, so wurde der junge Benjamin frühzeitig von der Schule
genommen und seinem älteren Bruder, einem Buchdrucker, in die Lehre
gegeben. Nachdem *Franklin* einige Zeit in England als Setzer tätig
gewesen war, rief er in Philadelphia eine Zeitung und eine Druckerei
ins Leben.

Zur Beschäftigung mit der Elekrizitätslehre wurde *Franklin*
dadurch angeregt, daß ein Londoner Kaufmann namens *Collinson* der
Bibliotheksgesellschaft zu Philadelphia einige Gegenstände für
elektrische Versuche übersandte. Ein Jahr später konnte *Franklin* an
*Collinson* schreiben[20]: »Mein Eifer und meine Zeit wurden nie zuvor
durch etwas in solchem Maße in Anspruch genommen. Ich stelle Versuche
an, sobald ich allein sein kann, und wiederhole sie in Gegenwart meiner
Freunde, die in Scharen kommen, um sie zu sehen. Ich habe kaum Zeit für
irgend etwas anderes.«

Die Ergebnisse, zu denen *Franklin* von 1747-1755 gelangte, legte er
in zahlreichen Briefen nieder, die zum größten Teil an *Collinson*
gerichtet sind, und von ihm der Royal Society mitgeteilt wurden. Im
Jahre 1756 wurde *Franklin* Mitglied der Royal Society.

*Franklins* erste Briefe handeln von der Ladung der Leydener Flasche
und der unitarischen Lehre; spätere betreffen das Gebiet der
atmosphärischen Elektrizität, welches durch *Franklins* Arbeiten erst
erschlossen wurde. *Franklin* setzte seine wissenschaftliche Tätigkeit
bis zum Jahre 1774 fort. Von diesem Zeitpunkt an widmete er sich
ganz den Bestrebungen, die auf eine Loslösung der nordamerikanischen
Kolonien von England abzielten. *Franklin* war bald einer der Führer in
dieser gewaltigen politischen Bewegung.

Als die griechische Philosophie an Stelle der mythischen Betrachtung
eine ursächliche Erklärung des Naturgeschehens zu setzen suchte, führte
man das Gewitter auf schweflige, brennbare Dünste zurück, die sich in
den Wolken ansammeln und als Blitz die letzteren durchbrechen sollten.
Selbst im 17. Jahrhundert ahnte noch niemand die wahre Natur der
Erscheinung. Nach *Descartes* besteht das Gewitter in einem Herabfallen
der oberen Wolken auf die darunter befindlichen. *Euler* erzählt, daß
man die ersten, welche eine Ähnlichkeit zwischen den elektrischen
Erscheinungen und dem Blitz zu finden glaubten, als Träumer angesehen
habe[21]. Was noch im Beginn des 18. Jahrhunderts als bloße Vermutung
geäußert wurde, erhob *Franklin* durch seine Untersuchungen auf den
Boden der Gewißheit.

Wenn wir von *Wall* absehen, der schon 1705 die gelegentliche Bemerkung
gemacht hat, man könne die elektrische Entladung mit dem Blitz und dem
Donner vergleichen, so besitzt *Franklin* mit seiner Gewittertheorie
einen Vorläufer nur in dem Deutschen Winkler. Letzterer erörterte
im Jahre 1746[22] die Frage: »ob Schlag und Funken der verstärkten
Elektrizität (in *Kleist*schen Flaschen) für eine Art Blitz und Donner
zu halten sind?« *Winkler* kam zu dem Ergebnis, daß das Gewitter und
die künstlich herbeigeführte elektrische Entladung nur in der Stärke,
indessen nicht in ihrem Wesen voneinander verschieden seien. Als die
Quelle der Gewitterelektrizität betrachtete er die Verdunstung des
Wassers und eine damit verbundene Reibung.

*Franklin* sprach sich zuerst in seinem Briefe vom 7. November 1749
für die elektrische Natur des Gewitters aus. Für die Übereinstimmung
des Blitzes mit dem elektrischen Funken führte er folgende Gründe und
Beweise an: 1. Die Ähnlichkeit des Lichtes, sowie des Geräusches und
das fast Augenblickliche beider Erscheinungen. 2. Der Funke wie der
Blitz sind imstande, Körper zu entzünden. 3. Beide vermögen lebende
Wesen zu töten. (*Franklin* tötete ein Huhn durch die Entladung
mehrerer Leydener Flaschen). 4. Beide rufen mechanische Zerstörungen
hervor und erzeugen einen Geruch nach verbranntem Schwefel[23]. 5.
Der Blitz und die Elektrizität folgen denselben Leitern und springen
vorzugsweise auf die Spitzen über. 6. Beide sind imstande, den
Magnetismus zu zerstören oder auch die Pole eines Magneten umzukehren.
7. Durch den Funken können ebenso wie durch den Blitz Metalle zum
Schmelzen gebracht werden.

An die Versuche, durch welche *Franklin* den letzten Punkt
dieser Aufzählung zu erweisen suchte, knüpfte sich eine
Meinungsverschiedenheit mit seinem Freunde *Kinnersley*. Dieser
befaßte sich gleichfalls mit elektrischen Versuchen und führte sie
als wandernder Experimentator seinen Landsleuten vor. *Franklins*
Verfahren, Metalle durch den Funken zu schmelzen, bestand darin, daß
er dünne Blättchen von Zinn oder Gold zwischen zwei Glasscheiben legte
und eine große Leydener Flasche durch diese Blättchen entlud[24]. Das
Metall wurde dadurch in feinste Teilchen zerstiebt, ein Vorgang, den
*Franklin* als kalte Schmelzung bezeichnete, da ihn sein Verfahren
die bei der Entladung auftretende Wärme nicht erkennen ließ. Die
kalte Schmelzung sollte nicht durch Hitze, sondern dadurch zustande
kommen, daß das elektrische Fluidum in die Zwischenräume der Teilchen
eindringe und auf diese Weise den Zusammenhang der Körper zerstöre.
Demgegenüber zeigte *Kinnersley*, indem er die Entladung einer Batterie
von 35 Flaschen durch einen Draht vor sich gehen ließ, daß Metalle
zum Erglühen und sogar zum Schmelzen gebracht werden können. »Ihr
herrlicher Versuch,« schrieb darauf *Franklin*, »setzt außer Zweifel,
daß unsere künstliche Elektrizität Hitze hervorbringt und daß, wenn sie
Metalle schmilzt, dies nicht durch das geschieht, was ich als kalte
Schmelzung bezeichnet habe[25].«

Die Ursache der elektrischen Erscheinungen ist nach *Franklin* eine
äußerst feine Flüssigkeit, welche die Körper durchdringt und sich
in ihnen gleichmäßig verteilt aufhält. Wenn es sich infolge eines
künstlich herbeigeführten oder eines natürlichen Vorganges ereignet,
daß diese Flüssigkeit in dem einen Körper in größerer Menge vorhanden
ist als in einem anderen, so teilt der Körper, welcher mehr davon
enthält, sie demjenigen mit, der weniger besitzt, bis die Verteilung
eine gleichmäßige geworden ist, Voraussetzung ist, daß der Abstand
zwischen den Körpern nicht zu groß ist, oder daß Leiter vorhanden
sind, welche diese Materie von dem einen zum anderen Körper zu führen
vermögen. Erfolgt die Mitteilung durch die Luft, ohne Vermittlung eines
Leiters, so sieht man eine glänzende Lichterscheinung zwischen den
Körpern und vernimmt dabei ein Geräusch. Bei den großartigen, in der
Natur stattfindenden Entladungen ist dieses Licht dasjenige, was wir
Blitz nennen, und das Geräusch und sein Widerhall ist der Donner[26].

Den unmittelbaren Nachweis der atmosphärischen Elektrizität lieferte
*Franklin* durch seinen berühmt gewordenen Versuch mit dem Drachen.
Letzterer besaß eine eiserne Spitze und wurde im Juni des Jahres
1752 während eines Gewitters an einer Hanfschnur emporgelassen.
Die Schnur war an einen Schlüssel geknüpft, der mit einem seidenen
Tuche festgehalten wurde. Zuerst blieb der Erfolg aus. Als die Schnur
jedoch feucht geworden war und eine Wolke an dem Drachen vorüberzog,
sträubten sich die losen Fäden. Als *Franklin* jetzt die Knöchel
seiner Hand dem Schlüssel näherte, vermochte er deutliche Funken aus
ihm hervorzuziehen. Das zweite von *Franklin* in Vorschlag gebrachte
Verfahren, welches indes in Europa früher zur Ausführung gelangte als
in Amerika, bestand darin, daß man hohe Eisenstangen errichtete und
diesen während eines Gewitters Elektrizität entzog, ein Versuch, den
fast zur selben Zeit, als *Franklin* seinen Drachen steigen ließ,
einige Franzosen in der Nähe von Paris dem Könige vorführten. Später
entdeckte *Franklin*, daß die Wolken bald positiv, bald negativ geladen
sind. Diese Untersuchungen führten ihn schließlich auf den Gedanken,
jene Eisenstangen als Blitzableiter zum Schutze von Gebäuden zu
empfehlen, ein Vorschlag, der in Amerika und bald darauf auch in Europa
allseitige Beachtung fand.

Die Überlegungen, die ihn zu seinem Vorschlag führten, legte *Franklin*
in einem vom 12. IX. 1753 datierten Briefe dar. »Wird außerhalb
des Gebäudes«, heißt es dort, »ein eiserner Stab angebracht, der
ununterbrochen von dem höchsten Teile bis in das feuchte Erdreich
geht, so nimmt dieser Stab den Blitz an seinem oberen Ende auf und
bietet ihm eine gute Leitung bis in die Erde. Auf solche Weise wird
die Beschädigung irgend eines Teiles des Gebäudes verhindert. Dabei
ist eine geringe Menge Metall imstande, eine große Menge Elektrizität
fortzuleiten. Ein eiserner Draht, der nicht stärker als eine Gänsefeder
war, vermochte eine Elektrizitätsmenge fortzuführen, die an seinen
beiden Enden eine schreckliche Zerstörung anrichtete[27].

Der Stab muß an der Mauer, dem Schornstein usw. mit eisernen Klammern
befestigt werden. Der Blitz wird den Stab, der ein guter Leiter ist,
nicht verlassen, um durch diese Klammern in die Mauer zu fahren.

Wenn das Gebäude sehr groß ist, so kann man der größeren Sicherheit
wegen zwei oder mehr Stäbe an verschiedenen Stellen errichten.

Das untere Ende des Stabes muß so tief in den Boden geführt werden,
daß es eine feuchte Stelle erreicht. Wenn man den Stab dann biegt, um
ihn horizontal sechs bis acht Fuß von der Mauer fortlaufen zu lassen,
und ihn dann drei bis vier Fuß abwärts gehen läßt, so schützt er alle
Steine des Fundamentes vor Beschädigung.«

Auf die Einrichtung von Blitzableitern ist *Franklin* besonders durch
seine Versuche über die Spitzenwirkung gekommen, die er zuerst zu
erklären suchte. Dies geschah in seinem Briefe vom 29. Juli 1749.
*Franklin* führt darin folgendes aus. Befinde sich die Elektrizität
auf der Oberfläche einer Kugel, so habe kein Teilchen des elektrischen
Fluidums mehr Neigung wie ein anderes, die Oberfläche zu verlassen,
weil die Anziehung der Materie auf das elektrische Fluidum in diesem
Falle überall gleich groß sei. Setze man an Stelle der Kugel einen
Würfel, so werde die Elektrizität auf den Flächen mehr angezogen als
an den Ecken. Die Teilchen der Elektrizität würden daher infolge der
zwischen ihnen wirkenden Abstoßung nach den Ecken strömen. Je feiner
die Spitze, desto mehr müsse diese Abstoßung, weil sich die Anziehung
der Materie auf der Spitze vermindere, zur Geltung kommen und die
Elektrizität dorthin strömen.

Ebenso bekannt wie durch seine wissenschaftlichen Erfolge ist
*Franklin* durch die Rolle geworden, die er in der politischen
Geschichte seines Vaterlandes gespielt hat. Während des amerikanischen
Unabhängigkeitskampfes hielt sich *Franklin* in Paris auf, wo er im
Jahre 1783 die Friedensverhandlungen unterzeichnete. Die Bewunderung,
welche dem schlichten und doch so bedeutenden Manne von ganz Frankreich
gezollt wurde, fand einen beredten Ausdruck in dem von *d'Alembert* an
ihn gerichteten Worte: Eripuit coelo fulmen sceptrumque tyrannis[28].

Bevor *Franklin* nach Amerika zurückkehrte, schloß er noch
Freundschafts- und Handelsverträge mit Schweden und Preußen. Im Jahre
1788 zog er sich vom öffentlichen Leben zurück. *Franklin* starb am 17.
April 1790. Sein Tod versetzte, wie die von Washington gehaltene Rede
bekundet, sein Vaterland in tiefe Trauer. Auch Europa, wo Mirabeau ihm
einen Nachruf widmete, nahm lebhaften Anteil. Es war ein Augenblick,
in welchem das Gefühl der geistigen Zusammengehörigkeit zwischen der
alten Welt und der jungen, neuen Stätte der Kultur voll zum Ausdruck
kam. Zwar sollte die Mitarbeit des amerikanischen Volkes an den
Aufgaben der Wissenschaft nicht sobald Platz greifen, wie man nach den
Erfolgen eines *Franklin* hätte erwarten mögen. Es harrten eben noch zu
viele andere Aufgaben ihrer Erledigung, so daß ein volles Jahrhundert
verstreichen konnte, bis die Wissenschaft jenseits des Ozeans die
gleiche Pflege fand, die sie in den alten Staaten Europas genießt.

Erwähnenswerte Versuche über die atmosphärische Elektrizität wurden
auch von *de Romas*, *Richmann* und *Le Monnier* angestellt.

*De Romas* (starb 1776), ein Franzose, wiederholte *Franklins*
Drachenversuch in größerem Maßstabe im Sommer des Jahres 1753. Er ließ
einen Drachen von 7½ Fuß Höhe an einer 780 Fuß langen, um einen
Eisendraht gesponnenen Schnur 550 Fuß hoch emporsteigen. Die Schnur war
an einer Blechröhre befestigt, aus der acht Fuß lange Funken gezogen
wurden.

Der Physiker *Richmann* in Petersburg (1711-1753) hatte eine Stange
errichtet, an deren unterem Ende sich ein Elektroskop befand. Als er
sich dem letzteren gelegentlich eines Gewitters näherte, wurde er von
einem aus der Stange herausfahrenden Kugelblitz erschlagen.

Von besonderer Wichtigkeit waren die Versuche des Franzosen *Le
Monnier*. Diesem gelang im Jahre 1752 der Nachweis, daß die Atmosphäre
auch elektrisch ist, wenn kein Gewitter, ja nicht einmal Wolken am
Himmel stehen.

Auch die chemische Wirkung der Elektrizität wurde schon in diesem
Zeitraum, also noch vor der Erfindung der galvanischen Elemente,
bekannt. Die Versuche *Beccarias* lieferten den Nachweis, daß sich
mit Hilfe des Entladungsschlages aus Metalloxyden Metalle herstellen
lassen. *Beccaria* erhielt auf diesem Wege Zink aus Zinkoxyd und
Quecksilber aus Zinnober[29].

Als man die Entladungen durch Flüssigkeiten hindurch vor sich
gehen ließ, bemerkte man gleichfalls chemische Wirkungen. So fand
*Priestley* im Jahre 1774, daß sich mit Hilfe der Elektrizität aus
einigen Flüssigkeiten, z. B. aus Alkohol, Wasserstoff abspalten läßt.
Unter allen Flüssigkeiten hatte stets das Wasser in seinem Verhalten
gegenüber der Elektrizität am lebhaftesten interessiert. *Priestleys*
Versuche wurden daher durch den holländischen Chemiker *van Troostwyk*
im Jahre 1789 mit Wasser angestellt. Der Wunsch, vielleicht auf diesem
Wege Aufschluß über die chemische Natur des Wassers zu erhalten, war
besonders durch *Lavoisiers* Untersuchungen über die Bildung von
Wasser aus Wasserstoff und Metalloxyden[30] hervorgerufen worden. Das
Ergebnis *van Troostwyks* entsprach demjenigen *Lavoisiers* vollkommen.
Als *van Troostwyk* die Entladung einer Leydener Flasche wiederholt
durch destilliertes Wasser vor sich gehen ließ, fand eine Zerlegung
der Flüssigkeit in ihre gasförmigen Bestandteile statt[31]. Ließ er
den elektrischen Funken durch das entstandene Gasgemisch schlagen, so
verwandelte es sich wieder in Wasser.

Waren somit auch die chemischen Wirkungen der Elektrizität schon lange
vor der Erfindung der galvanischen Elemente bekannt, so handelte
es sich doch zunächst mehr um gelegentliche Beobachtungen, die nur
geringe Beachtung fanden, da sich mit Hilfe der Leydener Flasche nur
unerhebliche chemische Umsetzungen hervorrufen ließen. Erst als man in
der Berührungselektrizität eine weit geeignetere Quelle für chemische
Zerlegungen entdeckt hatte, eröffnete sich in der Elektrochemie
ein neues, weites, für die Wissenschaft wie für die Technik gleich
wichtiges Forschungsgebiet.

Durch eine Reihe von Versuchen war man auch mit der physiologischen
Wirkung der Elektrizität bekannt geworden. Vor allem hatte die
heftige Erschütterung, welche die Leydener Flasche bewirkt, wenn die
Entladung durch den Körper vor sich geht, das Interesse der Forscher
wie der Laien hervorgerufen. Die Ärzte versprachen sich von diesen
Erschütterungen die günstigsten Erfolge. Man verordnete gelähmten
Kranken ein »elektrisches Bad«, indem man sie auf einer isolierenden
Unterlage Platz nehmen und den Konduktor der Elektrisiermaschine
berühren ließ. Nach der Erfindung der Leydener Flasche glaubte man,
nicht nur Lähmungen, sondern auch alle möglichen anderen Krankheiten
durch elektrische Kuren heilen zu können. Aus der Mitte des 18.
Jahrhunderts liegen darüber eine Anzahl günstiger Krankenberichte
vor[32]. Selbst an Versuchen, Tote mit Hilfe der Elektrizität wieder zu
erwecken, hat es nicht gefehlt.

So rasch wie die Elektrizität als Allheilmittel in Aufnahme gekommen
war, ebenso schnell kam sie aus der Mode, bis unsere Zeit sie wieder
in richtiger Beschränkung als therapeutisch wertvolles Mittel benutzen
gelernt hat. Ganz unbekannt waren übrigens selbst den Alten die
elektrischen Kuren nicht. Es wird nämlich berichtet, daß sie die
tierische Elektrizität gegen nervöse Leiden anwandten, indem sie den
Kranken mit dem Zitterrochen in Berührung brachten, natürlich ohne im
entferntesten die Quelle des eigentümlichen Verhaltens dieses Tieres zu
ahnen.

Unter den deutschen Zeitgenossen *Franklins* ragen *Wilke* und
*Aepinus* als Elektriker hervor.

*Johann Karl Wilke* (Wilcke) wurde am 6. September 1732 in Wismar,
das damals noch zu Schweden gehörte, geboren. *Wilke* studierte
in Upsala, Göttingen und Rostock, wo er 1757 eine Dissertation
über die entgegengesetzten Elektrizitäten, eine bedeutende Arbeit,
herausgab[33]. Später wurde *Wilke* Sekretär der schwedischen
Akademie der Wissenschaften. In dieser Stellung hielt er in Stockholm
physikalische Vorlesungen. Er starb am 18. April 1796.

In seiner Arbeit vom Jahre 1757 lieferte *Wilke* den wichtigen
Nachweis, daß beim Aneinanderreiben zweier Körper stets beide
Elektrizitätsarten entstehen. *Wilke* brachte darauf die untersuchten
Stoffe in eine Reihe, in welcher jedes Glied, mit einem darauf
folgenden gerieben, positiv-elektrisch, mit einem vorangehenden
gerieben, dagegen negativ elektrisch wird. Einige Glieder dieser
Reihe sind: Glas, Wolle, Holz, Lack, Metalle, Schwefel. Dieser ersten
Reibungs- oder Spannungsreihe sind später zahlreiche Anordnungen
gefolgt, die unter sich jedoch hin und wieder auffallende Abweichungen
zeigen. Dies rührt daher, daß nicht nur die Art des Stoffes, sondern
auch seine Oberflächenbeschaffenheit für die Stelle, die er innerhalb
der Spannungsreihe einnimmt, mitbestimmend ist. Am bekanntesten sind
die Reihen von *Young*[34] und die von *Faraday* geworden. Erstere
mag hier noch Platz finden. Sie lautet: Glas, Wolle, Federn, Holz,
Siegellack, Metalle, Harz, Seide, Schwefel.

*Wilke* entdeckte ferner im Jahre 1757 eine neue Art der
Elektrizitätserregung. Er fand nämlich, daß Schwefel und Harz, wenn man
sie in einer Porzellanschale erstarren läßt, stark negativ elektrisch
werden. Von *Wilke* rührt auch die erste Karte über die magnetische
Inklination her. Von seinen Verdiensten um die Entwicklung der
Wärmelehre werden wir im nächsten Abschnitt hören.

Neben der durch Reibung und durch atmosphärische Vorgänge erzeugten
Elektrizität lernte man auch die Erregung dieser Kraft durch
physiologische Vorgänge und durch Wärmezufuhr kennen. Um die Mitte
des 18. Jahrhunderts tauchte die Vermutung auf, daß man es in der
schon von den Schriftstellern des Altertums erwähnten eigentümlichen
Wirkung des Zitterrochens (Raja torpedo) auf den Menschen und andere
lebende Wesen mit einer elektrischen Erscheinung zu tun habe[35].
Seit *Richers* Anwesenheit in Cayenne war man auch mit dem Zitteraal
(Gymnotus electricus) der südamerikanischen Gewässer bekannt
geworden. Indes erst ein Jahrhundert, nachdem *Richer*[36] über dieses
eigentümliche Geschöpf berichtet, hatte sich die Elektrizitätslehre
soweit entwickelt, daß man die Identität jener physiologischen und
der durch Reibung erzeugten Erscheinungen nachzuweisen vermochte.
Dies geschah einmal dadurch, daß man den Impuls durch eine Kette von
Personen leitete, wobei die erste und die letzte den Fisch an der
Ober-, beziehungsweise an der Unterseite berührten. Alle empfingen
dann einen Erschütterungsschlag, wie ihn die Leydener Flasche erteilt.
Der zweite Nachweis bestand darin, daß man die Entladung durch einen
auf Glas geklebten Stanniolstreifen vor sich gehen ließ, der eine
Unterbrechung besaß. An der Stelle, wo sich diese befand, sah man
bei jedem Schlage, den der Fisch bewirkte, einen elektrischen Funken
überspringen[37].

Die erste wissenschaftliche Untersuchung über die tierische
Elektrizität wurde im Jahre 1773 von *Walsh* veröffentlicht. *Walsh*
erbrachte nicht nur die soeben erwähnten Nachweise, sondern er zeigte
auch, daß der Zitterrochen Elektrizität in einem ganz bestimmten
Organ erzeugt, während der übrige Körper wie die Gewebe jedes Tieres
nur leitend ist. Das elektrische Organ liegt, wie *Walsh* erkannte,
zwischen dem Kopf und den Brustflossen (s. Abb. 3). Es besteht aus
vielen Säulen, deren jede etwa 1/3 Zoll Durchmesser hat. *Walsh* zählte
bei einigen Zitterrochen über 1000 solcher Säulen. Den kräftigsten
elektrischen Schlag erhielt *Walsh* bei seinen Versuchen, wenn er eine
leitende Verbindung zwischen dem Rücken und dem Bauch des Fisches
herstellte[38].

[Illustration: Abb. 3. Querschnitt durch den Torpedo nach der Zeichnung
*Hunters*, der zuerst das elektrische Organ des Torpedos genauer
untersuchte. (Philos. Transact. Vol. LXIII. Tab. XX. Fig. 3.)

AA die obere Fläche des Fisches; BB die durchschnittenen Muskeln
des Rückens; C das Rückenmark; D der Schlund; E die linke Kieme,
gespalten, um den Vorlauf des sie durchziehenden Nerven zu zeigen;
F die atmende Oberfläche der rechten Kieme; GG die Flossen; HH die
senkrechten Säulen, welche das elektrische Organ zusammensetzen mit
ihren horizontal verlaufenden Abteilungen; I einer der Nerven, welche
das elektrische Organ versorgen, mit seinen Verzweigungen.]

Noch eine zweite, schon lange bekannte Erscheinung wurde um die
Mitte des 18. Jahrhunderts als eine elektrische erkannt. Bei der von
den Juwelieren an Edelsteinen üblichen Feuerprobe konnte es nicht
lange verborgen bleiben, daß der Turmalin, wenn er auf glühende
Kohlen gelegt wird, Aschenteilchen anzieht und wieder von sich
stößt[39]. Dieses eigentümliche, an das elektrische Pendel erinnernde
Verhalten leichter Körper dem erwärmten Turmalin gegenüber wurde von
*Aepinus*[40] genauer untersucht. Letzterer fand, daß die Erscheinung
nur bei ungleicher Erwärmung der beiden Enden des Kristalls eintritt,
sowie daß diese dabei entgegengesetzt elektrisch werden. Ein solcher
Kristall, meint *Aepinus*, sei einem Magneten zu vergleichen, der ja
auch an den beiden Polen ein entgegengesetztes Verhalten zeige[41].
Er habe am Turmalin eine doppelte Elektrizität entdeckt und deutlich
unterschieden, »davon die erstere auf die gewöhnliche Art durch Reiben,
die andere aber durch einen gewissen Grad der Wärme, die man dem Steine
beibringe, erweckt werde«. Diejenige Elektrizität, welche der Stein
durch Reiben bekommt, war von der Elektrizität der glasartigen Körper
nicht zu unterscheiden. Wurde der Turmalin aber erwärmt, so wurde
die eine Seite positiv, die andere negativ elektrisch. Der erwärmte
Turmalin zeigte also, »wie der Magnet eine doppelte Magnetkraft
besitzt, beide Arten der Elektrizität zugleich«[42].

Eine weitere Analogie zwischen einem Magneten und einem elektrisierten
Körper entdeckte *Aepinus* in der Influenz. Wie ein Eisenstab in der
Nähe eines Magneten magnetisch werde, so bringe ein elektrisierter
Körper an einem benachbarten ähnliche Wirkungen hervor. *Aepinus* nahm
einen Metallstab, der auf gläsernen Unterlagen ruhte und brachte an
das eine Ende einen elektrisierten Körper heran, doch so, daß der Stab
in einiger Entfernung davon blieb. Dasjenige Ende des Metallstabes,
welches dem elektrisierten Körper zugewendet war, bekam dann die
entgegengesetzte, das entferntere Ende dagegen dieselbe Elektrizität,
welche der elektrisierte Körper besaß, mit dem man den Versuch
anstellte. Bei einer geringen Abänderung des Versuches wurde jedoch
eine große Verschiedenheit der Erscheinungen wahrgenommen. *Aepinus*
brachte nämlich einen metallenen, auf gläserner Unterlage befindlichen
Stab einem elektrisierten Körper so nahe, daß eine unmittelbare
Berührung stattfand. Dann erhielt der zu elektrisierende Stab seiner
ganzen Länge nach nur diejenige Art von Elektrizität, welche derjenige
Körper besaß, mit dem man ihn berührt hatte.

Die Beobachtung, daß sowohl der durch Erwärmung wie der durch Influenz
elektrisierte Körper an beiden Enden entgegengesetzte Elektrizitäten
aufweist, veranlaßte *Aepinus*, eine Analogie zwischen den elektrischen
und den magnetischen Erscheinungen, bei denen bekanntlich stets eine
solche Polarität wahrgenommen wird, zu behaupten. Die Zeit, den innigen
Zusammenhang dieser Naturkräfte zu erkennen, war jedoch noch nicht
gekommen. Es war dies vielmehr eine der wichtigsten Aufgaben, welche
der naturwissenschaftlichen Forschung des 19. Jahrhunderts vorbehalten
blieb[43].

Sehr zutreffend waren auch die Ansichten, welche *Aepinus* über das
Verhältnis zwischen Leitern und Nichtleitern entwickelte. Zwischen
beiden Gruppen von Stoffen besteht nach ihm kein grundsätzlicher
Unterschied. Dieser beruht nur auf den Unterschieden, den der
Widerstand und in Verbindung damit die Leitungsgeschwindigkeit für die
verschiedenen Körper aufweisen. Leiter sind danach solche Stoffe, deren
Widerstand sehr klein, Nichtleiter solche, deren Widerstand sehr groß
ist. Deshalb erfordert die Entladung durch letztere weit mehr Zeit. Auf
diese Anschauung hat später *Faraday* seine Theorie vom elektrischen
Rückstand gegründet.

Mit der Pyroelektrizität des Turmalins hat sich von den Zeitgenossen
des *Aepinus* besonders der Chemiker und Mineraloge *Tobern Bergman*
beschäftigt. *Bergman* (1735-1784) war Professor der Chemie zu
Upsala. Er zeigte, daß der Turmalin nicht durch die Erwärmung als
solche, sondern durch das Hervorrufen einer Temperaturdifferenz
elektrisch wird. War die Temperatur des Kristalls konstant, so war er
unelektrisch, mochte die Temperatur hoch oder niedrig sein. Während
der Temperaturzunahme war das eine Ende positiv, das andere negativ.
Während der Abkühlung kehrten sich die Pole um. In einem späteren, der
Mineralogie gewidmeten Abschnitt wird uns das an dem Turmalin entdeckte
pyroelektrische Verhalten weiter beschäftigen.

Einen gewissen Abschluß fanden die Entdeckungen auf dem Gebiete der
statischen Elektrizität durch *Coulombs* erfolgreiche Bemühungen,
messend an die bis dahin vorzugsweise nur in der Art ihrer Wirkungen
erforschte Naturkraft heranzutreten.

*Charles Augustin Coulomb* wurde am 14. Juni 1736 in Angoulème geboren.
Sein Entwicklungsgang hat eine gewisse Ähnlichkeit mit demjenigen
*Otto von Guerickes*. Wie letzterer war nämlich *Coulomb* ausgehend
von der Ingenieurkunst zur Behandlung wissenschaftlicher Fragen
gekommen. Die physikalischen Untersuchungen *Coulombs* knüpfen, wie
wir gleich sehen werden, sämtlich an technische Probleme an. *Coulomb*
studierte in Paris, wurde Offizier des Geniekorps und kam als solcher
nach Martinique, wo er die Anlage von Befestigungen leitete. Im
Jahre 1776 kehrte er nach Frankreich zurück und begann dort, sich
mit technisch-mechanischen Untersuchungen zu befassen. Insbesondere
beschäftigte er sich mit der Reibung, der Torsion und der Festigkeit
der Körper. Seine erste Abhandlung betraf die Festigkeit eines
horizontalen, mit dem einen Ende eingemauerten und am anderen Ende
belasteten Balkens von rechteckigem Querschnitt. Für das Gewicht Q, bei
welchem der Balken zerbricht, fand *Coulomb* den Wert 1/6k(bh^2)/l,
wenn k den Koeffizienten der Zugfestigkeit, b die Breite, h die Höhe
des Querschnittes und l die Länge des Balkens bedeutet. Ähnliche
Untersuchungen stellte *Coulomb* über die Festigkeit von Säulen, die
in der Richtung ihrer Achse belastet werden, sowie über den Erddruck
bei Futtermauern an. Auch die Theorie der einfachen Maschinen machte
*Coulomb* unter Berücksichtigung der Steifigkeit der Seile und der
Reibung zum Gegenstande einer Abhandlung. Letztere trug ihm im Jahre
1781 einen Preis und die Mitgliedschaft der Akademie der Wissenschaften
ein. Um den Reibungskoeffizienten zu bestimmen, ließ *Coulomb*
die zu untersuchende Substanz auf einer Unterlage von gleichem
Material gleiten und ermittelte die zur Fortbewegung erforderliche
Zugkraft[44].

[Illustration: Abb. 4. *Coulombs* elektrische Wage.]

Auf das Gebiet des Magnetismus und der Elektrizitätslehre wurde
*Coulomb* dadurch geführt, daß die Akademie einen Preis für die
beste Konstruktion des Schiffskompasses aussetzte. Im Anschluß an
eine dadurch angeregte Untersuchung und unter Verwertung seiner
Forschungen über die Festigkeit in allen ihren Formen, insbesondere
die Torsionsfestigkeit, erfand *Coulomb* im Jahre 1785 seine Torsions-
oder Drehwage. Von der Einrichtung und dem Gebrauch dieses Instruments
gibt uns die nebenstehende Abb. 4 Kenntnis[45]. Ein Glaszylinder
ABCD von etwa 30 cm Höhe wurde mit einer doppelt durchbohrten
Glasplatte bedeckt. Durch ihre Mitte ist ein frei hängender, an der
Scheibe *op* befestigter Silberdraht *qp* geführt, der an seinem
unteren Ende die zu elektrisierende, möglichst isolierte Kugel a trägt.
Ein Scheibchen g hat nur die Aufgabe, der Kugel a das Gegengewicht
zu halten. Die Verbindung zwischen a und g besteht aus einem mit
Siegellack überzogenen Seidenfaden. Die Scheibe *op*, welche den
Silberfaden trägt, und der Umfang des großen Glaszylinders besitzen
Gradeinteilungen. Die in der Abbildung rechts dargestellten Teile (H
dient zur Fassung der Gradscheibe G) werden beim Gebrauch der Drehwage
vereinigt und in der über dem Zylinder befindlichen, etwa einen halben
Meter langen Glasröhre untergebracht. Durch die seitliche Öffnung
des Glasdeckels werden elektrisierte Kugeln (d) eingeführt, deren
Wirkung auf den in der Schwebe befindlichen elektrisierten Körper a
man messen will. Ein Maß für die abstoßenden Kräfte ist in der Torsion
des Silberdrahtes gegeben. Die Größe dieser Torsion, welche die Kugel
a in ihre ursprüngliche Lage zurückzudrehen strebt, kann an der
Gradeinteilung abgelesen werden.

[Illustration: Abb. 5. *Coulombs* Untersuchung der Torsion.]

Seine Arbeiten über die Torsion von Fäden und Metalldrähten hatte
*Coulomb* ein Jahr vor der Erfindung der Drehwage veröffentlicht[46].
Die Methode, welche er anwandte, ist diejenige der Schwingungen oder
Oszillationen. Er wies nämlich nach, daß die Schwingungen eines
schweren, an einem Faden aufgehängten Körpers (Abb. 5) isochron sind.
Ist dies der Fall, dann muß auch die Torsionskraft dem Torsionswinkel
proportional sein. Das Ergebnis seiner Beobachtungen an Drähten
verschiedener Länge (l) und Dicke (D) konnte *Coulomb* durch folgende
Formel darstellen: Das Drehungsmoment der Torsionskraft ist μ·B·D^4/l.
In dieser Formel bedeutet μ eine charakteristische Konstante des
Materials und B den Torsionswinkel. *Coulombs* Torsionswage beruht auf
der von ihm entdeckten Eigenschaft der Drähte, eine dem Torsionswinkel
proportionale Gegenkraft zu besitzen. Um die feinsten elektrischen
und magnetischen Wirkungen messen zu können, wählte *Coulomb* den
Torsionsdraht so fein, daß ein Torsionswinkel von einem Grad einer
Torsionskraft von 1/100,000 Gran entsprach. Wurde der Aufhängefaden
einem Kokon entnommen, so genügte schon eine Kraft von 1/60,000 Gran,
um den Faden um 360 Grade zu tordieren.

Das wichtigste Ergebnis der *Coulomb*schen Versuche besteht in dem
Nachweise, daß »die abstoßende Kraft zweier kleiner, gleichartig
elektrisierter Kugeln im umgekehrten Verhältnis zum Quadrat des
Abstandes der Mittelpunkte beider Kugeln steht«[47].

Den Nachweis dieses wichtigen Grundgesetzes lieferte *Coulomb* in
folgender Weise. Er stellte die Scheibe *op* (siehe Abb. 5) so ein,
daß die Kugel a unter der seitlichen Öffnung des Glasdeckels stand.
Elektrisiert man nun die Kugel d und führt sie durch die Öffnung bis
zur Berührung mit der beweglichen Kugel a ein, so nehmen beide Kugeln
die gleiche elektrische Ladung von gleicher Dichtigkeit an. Es erfolgt
Abstoßung um 36 Grade. Jetzt wird der Torsionskreis entgegengesetzt
zur Ablenkung gedreht, bis letztere nur noch 18 Grad beträgt. Die
Entfernung beträgt somit die Hälfte, während die Torsion jetzt 126°
+ 18° = 144°, also das Vierfache beträgt. Um die Kugeln auf 1/4 der
ursprünglichen Entfernung einander zu nähern, mußte man die Torsion des
Aufhängefadens auf 576 Grad, mithin auf das Sechszehnfache bringen. Aus
diesen Versuchen folgt das oben erwähnte Grundgesetz.

In seiner zweiten Abhandlung vom Jahre 1785 dehnte *Coulomb* seine
Untersuchung auf die anziehende Kraft elektrisierter Körper und auf die
abstoßende und anziehende Kraft magnetisierter Körper aus. Er gelangte
zu folgenden Ergebnissen:

1. Die abstoßende wie die anziehende Wirkung zweier elektrisierten
Kugeln und folglich zweier elektrischen Moleküle steht im geraden
Verhältnis der Dichtigkeit der Elektrizität und ist umgekehrt
proportional dem Quadrate der Entfernung.

2. Die anziehende und abstoßende Kraft des Magnetismus steht
gleichfalls im geraden Verhältnis zu den Dichtigkeiten und im
umgekehrten Verhältnis zum Quadrat des Abstandes der magnetischen
Moleküle.

Eine Fehlerquelle der ersten Versuche bestand in dem im Verlaufe
des Versuches vor sich gehenden Elektrizitätsverlust. Um den durch
Abgabe an die Luft und die Aufhängevorrichtung entstehenden Verlust
an Elektrizität in Rechnung ziehen zu können, war eine weitere
Untersuchung erforderlich, die in der dritten Abhandlung vom Jahre
1785 mitgeteilt wurde. Aus dieser Untersuchung ergab sich, daß die
Zerstreuung mit dem Wassergehalt der Luft wächst. Und zwar ergab
sich der Zerstreuungskoeffizient direkt proportional den Graden
des von *Saussure* erfundenen, an anderer Stelle beschriebenen
Haarhygrometers[48].

Schließlich wandte sich *Coulomb* noch der Verteilung der Elektrizität
zu. Er bedeckte eine isolierte Metallkugel mit zwei halbkugelförmigen
Schalen, die mit isolierenden Handhaben versehen waren. Nachdem er das
Ganze elektrisiert hatte, nahm er die Schalen fort. Es zeigte sich,
daß die Kugel völlig unelektrisch, die Schalen dagegen elektrisch
waren[49]. Wurde die Kugel allein elektrisiert und wurden die Schalen
dann darauf gesetzt, so erhielt man nach der Trennung dasselbe
Ergebnis, wie beim ersten Versuch[50].

[Illustration: Abb. 6. *Coulombs* Versuch über die Verteilung der
Elektrizität.]

Die beiden Grundgesetze über die Verteilung der Elektrizität sprach
*Coulomb* in folgender Fassung aus: 1. Die Elektrizität verbreitet
sich in allen leitenden Körpern gemäß ihrer Gestalt, ohne daß sie eine
auswählende Anziehung für einen Körper gegenüber einem anderen zu haben
scheint. 2. In einem elektrisierten leitenden Körper verbreitet sich
die Elektrizität auf der Oberfläche des Körpers, dringt aber nicht in
das Innere ein.

Sowohl *Coulomb* wie auch *Cavendish* erkannten, daß die Eigenschaft
der Elektrizität, sich auf der Oberfläche der leitenden Körper
auszubreiten und nicht in das Innere dieser Körper einzudringen, eine
Folge des Gesetzes von der Abstoßung nach dem umgekehrten Quadrat der
Entfernung sei.

Mit *Coulomb* findet die erste Periode in der Entwicklung der
Elektrizitätslehre ihren Abschluß. Seine Arbeiten galten der
Elektrostatik und brachten dieses Gebiet zu hoher Vollendung. Auf das
die Wirkung der elektrischen Kräfte vermittelnde Dielektrikum nahm
*Coulomb* noch keine Rücksicht. Das geschah erst in der neuesten, durch
*Faraday* eröffneten Periode der Elektrizitätslehre. Für *Coulomb*
waren die elektrische Anziehung und Abstoßung wie die *Newton*sche
Gravitation Fernkräfte, die momentan durch den leeren Raum hindurch
wirken. Dieser Umstand tut indessen dem Wert der *Coulomb*schen
Arbeiten keinen Abbruch, da sie nur den Anspruch erheben, mustergültige
Messungen unter Ausschluß jeder Spekulation zu sein. Als solche
bildeten sie die Grundlage, auf welche die nachfolgende Generation die
mathematische Theorie der elektrischen und magnetischen Erscheinungen
aufzubauen vermochte, eine Aufgabe, die mit Hilfe der höheren Analysis,
insbesondere der Potentialtheorie, in den ersten Jahrzehnten des 19.
Jahrhunderts gelöst wurde[51].




3. Praktische und theoretische Fortschritte auf dem Gebiete der
Wärmelehre.


Während der Hauptanreiz zum Studium der elektrischen Phänomene in dem
Wunderbaren und Außergewöhnlichen lag, das sich in ihnen offenbart,
wandte man sich den Erscheinungen der Wärme mit wachsendem Interesse
zu, seitdem man die bewegende Kraft des Dampfes kennen und verwerten
gelernt hatte. Durch die Versuche *Herons von Alexandrien* war schon
das Altertum mit den Äußerungen dieser Kraft bekannt geworden. Dazu
waren seit Beginn der neueren Zeit die Bemühungen *Portas* und anderer
gekommen. Der grundlegende Versuch, der zur Erfindung der Dampfmaschine
führte, von welcher doch erst die Rede sein konnte, sobald die unter
dem Namen der einfachen Maschinen bekannten Mechanismen durch den
Dampf in Bewegung gesetzt wurden, rührt von *Papin* her. Es ist dies
ein Versuch, der noch heute im elementaren Physikunterricht angestellt
wird. *Papin* verdampfte Wasser in einem zylindrischen Gefäß, in dem
sich ein luftdicht schließender, beweglicher Kolben befand (siehe
Abbildung 7). Dieser Kolben wurde beim Erhitzen durch den Dampf
emporgehoben, bei einer darauf folgenden Abkühlung aber infolge des
Luftdruckes wieder abwärts bewegt. Die Lösung, welche *Papin* gab,
war indes mehr eine theoretische als eine praktisch verwertbare. Die
von *Papin* ersonnene Vorrichtung wird uns durch seine in Abb. 7
wiedergegebene Zeichnung erläutert.

*Papin* veröffentlichte[52] seine Erfindung unter dem Titel: »Neues
Verfahren, bedeutende bewegende Kräfte zu billigen Preisen zu
erhalten«. Der erhoffte Erfolg trat erst ein, als der englische
Mechaniker *Newcomen* auf Veranlassung der Royal Society sich mit
dem *Papin*schen Entwurf beschäftigte. Die wesentlichste Verbesserung,
die *Newcomen* an der atmosphärischen Maschine anbrachte, bestand in
der Verbindung der Kolbenstange mit einem Balancier. *Papins* Bemühen
war darauf gerichtet gewesen, die geradlinige Bewegung des Kolbens in
eine kreisförmige umzusetzen, um auf diese Weise ein von ihm erbautes
Räderboot zu treiben[53].

[Illustration: Abb. 7. *Papins* erste Dampfmaschine.

AA ist der eiserne Zylinder, BB der Kolben, DD die Kolbenstange, II
der Deckel des Zylinders. Der um F drehbare Hebel EE wurde durch
die Kolbenstange in Bewegung gesetzt. Eine Feder G drückt den Hebel
fortwährend in eine Nut der Kolbenstange. Der Kolben besaß eine
Durchbohrung, um beim erstmaligen Herabdrücken die im Zylinder
befindliche Luft entweichen zu lassen. MM ist eine Stange, welche die
erwähnte Durchbohrung nach dem Herabdrücken des Kolbens verschloß. Beim
Erhitzen drückte der Dampf den Kolben nach oben, beim Abkühlen wirkte
nur der Luftdruck. Die Maschine war also eine atmosphärische.]

Technische Erfindungen von epochemachender Bedeutung lassen sich meist
auf ein zwingendes Bedürfnis zurückführen. Ein solches war es auch, das
eine brauchbare Dampfmaschine gerade zur rechten Zeit und an rechter
Stelle ins Leben treten ließ. In England war man schon im Mittelalter
auf die Schätze aufmerksam geworden, den der Boden in den mineralischen
Brennstoffen enthält. In dem Maße, in welchem das Land den Schmuck
seiner Wälder einbüßte, nahm der Abbau der Steinkohle an Umfang zu.
Man mußte die vorhandenen Flöze bis in immer größere Tiefen verfolgen
und befand sich schließlich der Unmöglichkeit gegenüber, durch Tier-
und Menschenkraft die Wasserhaltung in den Gruben zu bewerkstelligen.
Diesem Zwecke wurde nun im 18. Jahrhundert der Dampf dienstbar gemacht.
Nach vielen mühsamen Versuchen gelang es *Newcomen*, im Jahre 1712 eine
nach *Papins* Idee gebaute Maschine in Gang zu setzen. Sie machte zwar
nur zehn Hube in der Minute, förderte aber schon eine Wassermenge,
zu deren Bewältigung vorher 50 Pferde und die sechsfachen Kosten
erforderlich waren. Bei der Maschine *Newcomens* (siehe Abbildung
8) fiel wie bei derjenigen *Papins* dem Dampf nur die Aufgabe zu,
den Kolben t emporzuheben und durch Vermittlung des Balanciers das
Pumpengestänge hinabzulassen. Die weit größere bewegende Kraft, die zum
Heben des Wassers erforderlich ist, rührte nicht vom Druck des Dampfes,
sondern von dem nach seiner Verdichtung auf den Kolben wirkenden
Luftdruck her. War nämlich der Kolben gehoben und das Ventil bei d
geschlossen, so wurde der Dampf dadurch verdichtet, daß man Kühlwasser
auf den Kolben goß.

[Illustration: Abb. 8. *Newcomens* Dampfmaschine.]

Alsbald zeigte es sich, daß Maschinen mit geringen Undichtigkeiten,
bei denen das Kühlwasser unter den Kolben trat und dadurch mit dem
Dampf in unmittelbare Berührung kam, weit schneller arbeiteten. Diese
Beobachtung führte dazu, daß man das Wasser absichtlich in den mit
Dampf gefüllten Raum einspritzte, ein Geschäft, das zunächst einen
besonderen Wärter erforderte. Später kam man auf den Gedanken, die
Hähne mit dem Balancier zu verbinden, durch dessen Spiel sie fortan
geöffnet und geschlossen wurden[54].

In der ihr von *Newcomen* gegebenen Gestalt leistete die Dampfmaschine
den Kohlengruben Englands bis über die Mitte des 18. Jahrhunderts
wichtige Dienste, ohne die Aufmerksamkeit der Physiker sonderlich zu
erregen. Da erhielt ein junger Mechaniker namens *James Watt*[55],
den die Universität Glasgow mit der Instandhaltung ihrer Apparate
betraut hatte, den Auftrag, das Modell der *Newcomen*schen Maschine
auszubessern. Der kleine Apparat fesselte *Watt* in solchem Grade, daß
er sein Leben der Vervollkommnung der Dampfmaschine widmete. Als den
größten Mangel erkannte er den Umstand, daß die Wände des Cylinders
durch das eingeführte Wasser immer wieder abgekühlt wurden und nach
jedem Hube durch den einströmenden Dampf von neuem erwärmt werden
mußten. Diesen Übelstand beseitigte *Watt* dadurch, daß er den Dampf
außerhalb des Zylinders in einem besonderen Kondensator verdichtete,
so daß der Zylinder, der außerdem mit schlechten Wärmeleitern
umgeben wurde, die Temperatur des Dampfes beibehielt. Durch diese
Verbesserungen, die *Watt* im Jahre 1765 anbrachte, wurde eine
beträchtliche Ersparnis an Brennmaterial erzielt. Einige Jahre später
erfolgte die grundsätzliche Änderung der Maschine[56], indem *Watt*
hochgespannten Dampf abwechselnd von beiden Seiten auf den Kolben
wirken und so aus der atmosphärischen die eigentliche Dampfmaschine
entstehen ließ. Weitere Verbesserungen betrafen die Anwendung von
Öl und Wachs als Mittel zum Abdichten der Maschinenteile, sowie die
Regelung des Ganges vermittelst des Zentrifugalpendels. Ein weites
Feld für neue Anwendungen eröffnete sich, nachdem es *Watt* gelungen
war, die geradlinige Bewegung der Kolbenstange in eine drehende
umzusetzen. Nun erst konnte an eine Übertragung der Kraft auf größere
Entfernungen, sowie an eine Fortbewegung von Schiffen und Wagen
vermittelst der Dampfmaschine gedacht werden. Letztere wurde bald eins
der wichtigsten Mittel zur Belebung des Gewerbfleißes und damit zur
Förderung der gesamten Kultur.

Noch bevor *James Watt* am 19. August des Jahres 1819 starb, hatte
*Fultons* Dampfschiff die Fluten des Hudson durchfurcht[57] und
*Stephenson* seine erste Lokomotive laufen lassen. Letzteres geschah
am 25. Juli 1814. Diese Lokomotive lief auf einer Kohlenbahn und
zog 8 Wagen von 30000 kg Gewicht bei einer Steigung von 1 : 450. Die
Geschwindigkeit betrug 6,4 km in der Stunde[58]. Schon 6 Jahre früher
hatte ein anderer Engländer seinen Landsleuten eine kleine Lokomotive
vorgeführt, die bei einem Dampfdruck von nahezu 3 Atmosphären 24
km in der Stunde zurücklegte und den Namen »Catch me, who can!«
erhielt[59]. Trotzdem wurde erst im Jahre 1830 die erste, dem Verkehr
dienende Eisenbahnlinie Liverpool-Manchester von *Stephenson*
fertiggestellt.

Der Aufschwung, den Gewerbe, Handel und Verkehr durch Männer erfuhren,
die gleich *Watt* und *Stephenson* eine auf den Grundlagen der Physik
beruhende Technik schufen, kam mittelbar in stetig wachsendem Maße
der Wissenschaft wieder zugute. So ließ es sich beispielsweise schon
*Watt* angelegen sein, das vor ihm nicht bekannte Volumverhältnis
des Wassers im flüssigen und im dampfförmigen Zustande zu ermitteln.
Mußte es ihm doch darauf ankommen zu wissen, wie oft sein Zylinder
durch das Verdampfen einer bestimmten Wassermenge mit gespanntem Dampf
gefüllt werden konnte. *Watt* ermittelte, daß sich das Wasser bei der
Umwandlung in Dampf etwa auf das 1700fache seines Volumens ausdehnt.
Eine Untersuchung über die Verdichtung des Dampfes ließ *Watt* schon
erkennen, daß die Kondensationswärme des Wasserdampfes sich auf 534
Wärmeeinheiten beläuft. *Watt* bediente sich nur niedriger Spannungen.
Er gelangte indessen schon dazu, die Expansion des Dampfes zu
verwerten. Um die Expansion verfolgen und dadurch ein Urteil über die
Arbeitsleistung des Dampfes gewinnen zu können, konstruierte *Watt* den
heute noch bei der Aufnahme von Diagrammen üblichen Federindikator.

Dem Andenken *Watts* wurde in der Westminsterabtei ein Denkmal mit
folgender Inschrift errichtet:

  Nicht um einen Namen zu verewigen,
  Der dauern wird, so lange die Künste des Friedens blühen,
  Sondern, um zu zeigen,
  Daß die Menschheit denjenigen Ehre zollt,
  Denen sie Dank schuldet,
  Haben der König, seine Diener, sowie zahlreiche Edle
  Und Bürger des Königreichs
  *James Watt* dieses Denkmal errichtet.
  Seinem Genie gelang es,
  Auf dem Wege des Versuches
  Die Dampfmaschine zu verbessern.
  Er hob dadurch den Reichtum seines Vaterlandes,
  Vergrößerte die Macht der Menschen
  Und stieg zu hohem Range
  Unter den großen Förderern der Wissenschaft,
  Den wahren Wohltätern der Menschheit.

Gleich der Dampfmaschine empfing im Laufe des 18. Jahrhunderts ein
zweites, aus dem Studium der Wärmeerscheinungen hervorgegangenes
Werkzeug seine endgültige Gestalt. Es war das Thermometer. Wir
haben die Verdienste *Galileis* und der Accademia del Cimento um
die Erfindung dieses Instrumentes kennen gelernt[60]. Von seiner
Vervollkommnung hingen die Fortschritte auf dem Gebiete der Wärmelehre
in erster Linie ab. Ja, das Streben nach einer solchen Vervollkommnung
allein hat eine ganze Anzahl von wichtigen Entdeckungen zur Folge
gehabt. Die Mitglieder der Accademia del Cimento hatten sich bei
ihren Untersuchungen zwar schon wirklicher, auf der Ausdehnung von
Weingeist beruhender Thermometer, indes noch einer willkürlichen Skala
bedient. Durch ein Mitglied der Accademia del Cimento[61] erfolgte
1694 der Vorschlag, den Gefrier- und den Siedepunkt des Wassers als
Fixpunkte zu benutzen. Daß diese Temperaturpunkte konstant sind,
erkannten gegen das Ende des 17. Jahrhunderts mehrere Forscher. So
machte *Halley* 1693 auf die Beständigkeit des Siedepunktes aufmerksam.
Noch früher war die Konstanz des Schmelzpunktes den Mitgliedern der
Accademia aufgefallen. Trotzdem kamen die Florentiner Physiker nicht
auf den Gedanken, diese Punkte zur Einrichtung einer Thermometerskala
zu verwenden. Und ebensowenig dachten *Halley* und *Hooke*, die sich in
England eingehend mit Thermometrie beschäftigten, an eine Verwendung
der erwähnten Fixpunkte.

Es handelte sich zunächst darum, den Gang der Ausdehnung von Weingeist,
Wasser, Quecksilber und anderen Flüssigkeiten näher zu untersuchen,
eine Aufgabe, mit der sich vor allem *Halley*[62] befaßt hat. Als
Ausdehnungskoeffizienten des Quecksilbers für eine Temperaturerhöhung
vom Schmelzpunkt bis zum Siedepunkt des Wassers fand *Halley* 1/74.
Diese Ausdehnung hielt er für so gering, daß er Bedenken trug, das
Quecksilber als Thermometerflüssigkeit in Vorschlag zu bringen.
Andererseits machte er darauf aufmerksam, daß die Ausdehnung des
Quecksilbers die Angaben des Barometers beeinflussen müsse, ohne daß
er indessen die Notwendigkeit einer Wärmekorrektur dieses Instrumentes
schon hervorgehoben hätte.

Als oberen Fixpunkt brachte *Halley* die Siedetemperatur des Alkohols
in Vorschlag, als unteren empfahl er die Temperatur tiefer Keller,
weil er diese Temperatur für leichter bestimmbar hielt als diejenige
schmelzender Flüssigkeiten.

Die Aufgabe, wirklich gut vergleichbare, für den wissenschaftlichen
Gebrauch geeignete Thermometer zu schaffen, hat kein gelehrter
Physiker, sondern ein Mann von praktischem Blick und Geschick, der
Deutsche *Fahrenheit*, gelöst.

*Fahrenheit* wurde 1686 in Danzig geboren. Er kam als Kaufmann
nach Holland, wo die Kunst, Glasapparate für den praktischen und
wissenschaftlichen Gebrauch zu verfertigen, seit Alters in Blüte stand.
*Fahrenheit* widmete sich dieser Kunst. Er starb in Amsterdam im Jahre
1736.

*Fahrenheits* Aufgabe, die er mit allen ihm zu Gebote stehenden
wissenschaftlichen Mitteln, aber im geschäftlichen Interesse verfolgte,
betraf die Verfertigung brauchbarer Thermometer. Seine ersten
Thermometer waren mit Weingeist gefüllt und schon vor 1710 in vielen
nördlichen Städten Europas in Gebrauch. Es wird berichtet[63], daß der
Philosoph *Christian Wolf* in Halle sich über den übereinstimmenden
Gang zweier Thermometer, die er von *Fahrenheit* erhalten hatte, nicht
genug wundern konnte.

*Fahrenheit* hatte gelesen, daß die Höhe der Quecksilbersäule im
Barometer von der Temperatur abhängig sei. Dies brachte ihn um 1720 auf
den Gedanken, das Quecksilber als Thermometerflüssigkeit anzuwenden.
Seiner Skala legte er drei Punkte zugrunde:

1. Den Punkt »strengster Kälte, wie man ihn durch Mischung von Wasser,
Eis und Salmiak erhält«. Er bezeichnete diesen Punkt mit Null und hielt
ihn für den absoluten Wärmenullpunkt.

2. Den Schmelzpunkt des Eises, den er mit 32 bezeichnete.

3. Die Temperatur im Innern des Mundes oder die Blutwärme, auf deren
Beständigkeit schon die Florentiner aufmerksam geworden waren[64].
*Fahrenheit* bezeichnete diesen Wärmegrad mit 96.

Wahrscheinlich hat er außerdem bei der Regelung der Skala den
Siedepunkt des Wassers verwertet[65], diesen Umstand indessen, und
zwar wohl aus geschäftlichen Rücksichten, verschwiegen. *Fahrenheit*
bestimmte auch die Siedepunkte verschiedener Flüssigkeiten. Er
veröffentlichte über diesen Gegenstand im Jahre 1724 eine Tafel, aus
der folgende Werte mitgeteilt seien:

  Alkohol          176
  Reines Wasser    212
  Schwefelsäure    546.

Für die untersuchten Flüssigkeiten wurden die spezifischen Gewichte
genau ermittelt, damit die erhaltenen Angaben mit späteren
Untersuchungen vergleichbar seien[66]. Daß für reines Wasser der
Siedepunkt nach dieser Skala 212 und daß der Fundamentalabstand 180
Grade beträgt, war nicht, wie man oft meint, eine ursprüngliche
Festsetzung, sondern diese Zahlen folgen erst aus den angenommenen
Fixpunkten 0, 32, 96.

Die Angabe, daß der Siedepunkt des Wassers 212 Grad betrage, wird von
*Fahrenheit* in einer Abhandlung, die gleichfalls aus dem Jahre 1724
stammt, durch eine wichtige Entdeckung eingeschränkt. *Fahrenheit*
teilt darin[67] nämlich mit, er habe erkannt, daß jener Punkt »bei
derselben Schwere der Atmosphäre fest sei, daß er sich aber bei
veränderter Schwere der Atmosphäre in verschiedenem Sinne ändere«.
Auch die unter dem Namen der Überkaltung bekannte Erscheinung, daß in
völliger Ruhe befindliches Wasser erheblich unter den Gefrierpunkt
abgekühlt werden kann, ohne zu erstarren, entdeckte *Fahrenheit*
gelegentlich seiner thermometrischen Untersuchungen[68]. Er war, wie
er erzählt, begierig zu erforschen, welches die Wirkung der Kälte sein
werde, wenn man das Wasser in ein evakuiertes Gefäß bringe. Zu diesem
Zwecke wurde eine Glaskugel zur Hälfte mit reinem Wasser gefüllt,
luftleer gemacht und eine Nacht einer Temperatur von etwa -10° C
ausgesetzt. Am folgenden Morgen bemerkte *Fahrenheit*, daß das Wasser
noch immer flüssig war. Er schrieb dieses unvorhergesehene Verhalten
zunächst der Abwesenheit der Luft zu. In dieser irrigen Annahme wurde
er noch bestärkt, als er zu seinem Erstaunen beim Öffnen des Gefäßes
sah, daß sich die ganze Wassermasse, unter Erhöhung der Temperatur bis
zum Gefrierpunkt, mit Eisnadeln durchsetzte.

Voll Eifer setzte *Fahrenheit* die Untersuchung dieser wunderbaren
Erscheinung fort. Zunächst stellte er sich die Frage, ob das Gefrieren
auch im Vakuum zustande kommen könne. Der Versuch wurde wiederholt und
das überkaltete Wasser geschüttelt, ohne daß der Luft vorher Zutritt
gegeben war. Bei heftiger Erschütterung wurde auch jetzt die ganze
Wassermasse fast in demselben Augenblick von Eislamellen durchsetzt[69].

Die Herstellung von Thermometern mit vergleichbaren Skalen hat auch den
Franzosen *Réaumur* beschäftigt. Die Ergebnisse seiner umfangreichen
Abhandlung sind indessen nur gering gewesen[70]. *Réaumur* wollte
die Grade des Thermometers durch die relative Volumveränderung
bestimmen, welche der Weingeist bei Temperaturschwankungen erfährt.
Selbstverständlich mußte man, um vergleichbare Resultate zu erhalten,
Weingeist von ganz bestimmter Konzentration nehmen. *Réaumur* schlug
vor, für sämtliche nach seinem Verfahren hergestellte Thermometer einen
Weingeist zu wählen, dessen Volumen »beim Gefrieren des Wassers 1000
und, durch siedendes Wasser ausgedehnt, 1080 Raumteile beträgt«[71].
Von diesem Vorschlage rührt die bekannte Zahl 80 der *Réaumur*schen
Skala her.

Gelegentlich seiner thermometrischen Untersuchungen machte *Réaumur*
die wichtige Entdeckung, daß das Volumen eines Flüssigkeitsgemisches
kleiner sein kann als die Summe der Teilvolumina[72]. *Réaumur* machte
diese Entdeckung, als er Weingeist von bestimmter Konzentration
herstellen wollte, der zur Füllung seiner Thermometer bestimmt war. Als
er 50 Maß Wasser mit 50 Maß reinem Weingeist mischte, erhielt er statt
100 nur 98 Maß verdünnten Weingeist. Die Raumverminderung betrug somit
1/50.

*Réaumur* dehnte diese Untersuchung auf die verschiedenartigsten
Flüssigkeiten aus. Beim Mischen von Leinöl und Terpentinöl trat keine
Raumverminderung ein; auch Milch und Wasser mischten sich ohne eine
solche. Dagegen war die Raumverminderung beim Zusammenbringen von
Wasser und Schwefelsäure »vielleicht die größte, welche sich erzielen
läßt«. Es verbanden sich nämlich 40 Maß Wasser mit 10 Maß Schwefelsäure
zu 48 Maß der Mischung. Die Volumabnahme betrug somit 1/25.

Auch auf die mit der Volumabnahme Hand in Hand gehende Wärmeentwicklung
richtete *Réaumur* seine Aufmerksamkeit. Die Erscheinung selbst
versuchte er aus der molekularen Zusammensetzung zu erklären. Er nahm
nämlich an, daß zwischen den Molekülen noch Lücken vorhanden seien,
welche die Moleküle einer zweiten Substanz auszufüllen vermöchten.
Folgender Vergleich soll diesen Vorgang begreiflich machen: »Mischt
man«, sagt *Réaumur*, »ein Maß Bleikugeln und ein gleich großes Maß
sehr kleiner Bleikörner, so werden diese nicht zwei Maß geben. Die
kleinen Körner werden nämlich die Räume einnehmen, die zwischen den
großen Kugeln leer blieben, und je kleiner die kleinen Kugeln im
Verhältnis zu den großen sind, um so weniger wird die Mischung an
Volumen zunehmen.«

Dasjenige Thermometer, das heute in der Wissenschaft allein Geltung
besitzt und auch im Leben die übrigen immer mehr verdrängt, rührt von
*Celsius* her. Es beruht auf der scharfen Erfassung der Fixpunkte
und der Einteilung des gewonnenen Fundamentalabstandes in 100 Grade.
*Celsius* setzte den Zylinder seines Thermometers in klebrigen Schnee
und vermerkte genau den Stand des Quecksilbers. Dann beobachtete
er, welchen Stand das Quecksilber in siedendem Wasser bei einer
Barometerhöhe von 25 Zoll und 3 Linien annimmt. Den Abstand teilte er
in hundert gleiche Teile, und diese Teilung wurde über die Fixpunkte
hinaus fortgesetzt[73]. Die Bezeichnung des Gefrierpunktes mit 0° und
des Siedepunktes mit 100° rührt wahrscheinlich von *Linné* her, der in
den Warmhäusern des botanischen Gartens in Upsala das *Celsius*sche
Thermometer benutzte[74].

Während *Réaumur* dem Weingeist als Thermometerflüssigkeit den
Vorzug gab und die Temperaturgrade der Volumzunahme seiner
Thermometerflüssigkeit proportional setzte, bediente sich *Celsius*,
wie auch *Fahrenheit* bei seinen späteren Versuchen, des Quecksilbers,
das höhere Temperaturen zu messen gestattet. *Celsius* hatte auch
beobachtet, daß der Siedepunkt des Wassers nur dann derselbe bleibt,
wenn sich der Barometerstand nicht ändert. Bei der Anfertigung
seiner Thermometer verfuhr er folgendermaßen: Er setzte die Kugel
des Thermometers in schmelzenden Schnee und merkte den Stand des
Quecksilbers an. Um den zweiten Fundamentalpunkt zu bestimmen, tauchte
er die Kugel in siedendes Wasser, während die Barometerhöhe ihren
mittleren Wert besaß. Die erhaltene Strecke wurde in hundert gleiche
Teile oder Grade geteilt. Diese Gradeinteilung wurde dann von beiden
Fundamentalpunkten aus nach oben und nach unten fortgesetzt[75].
Auch das Luftthermometer und das Pyrometer sind Erfindungen jenes
Zeitraumes, so daß die Methoden der Messung des Wärmezustandes zu einem
gewissen Abschluß gebracht wurden.

Auf den Änderungen des Volumens, welche die Luft infolge von
Temperaturschwankungen erfährt, beruhte bekanntlich schon der Apparat,
dessen sich *Galilei* zum Messen der Wärme bediente. Brauchbar war
dieses Verfahren indessen erst, als es gelang, die Einwirkung der
Luftdruckschwankungen entweder auszuschließen oder zu berücksichtigen.
Um die Verwirklichung dieses Problems haben sich besonders der Franzose
*Amontons* (1663-1705), der Deutsche *Lambert* (1728-1777) und später
*Regnault* und *Magnus* Verdienste erworben.

*Amontons*' Luftthermometer besteht aus einer Kugel von etwa 8
cm Durchmesser. Diese Kugel ist zum Teil mit Luft, zum Teil mit
Quecksilber gefüllt und mit einer etwa einen Meter langen, engen
Röhre verbunden. Die Durchmesser der Kugel und der Röhre sind so
gewählt (etwa 1 : 60), daß eine geringe Volumvergrößerung der Luft
ein bedeutendes Ansteigen der Quecksilbersäule in der engeren Röhre
bewirkt. Die Temperatur wird also bei einem solchen Instrument nicht
durch die Vergrößerung des Volumens, das ja im wesentlichen dasselbe
bleibt, sondern durch die Änderung der Spannkraft der eingeschlossenen
Luft gemessen. *Amontons* berücksichtigte bei seinen Messungen noch
den Barometerstand. Ferner mußte er, da er die Spannkraft der Luft
als Maß der Temperatur benutzte, schon auf den Gedanken kommen, den
niedrigsten Wärmegrad in dem Zustande der Luft zu erblicken, in welchem
ihre Spannkraft Null ist[76]. Zählt man von diesem absoluten Nullpunkt
an, so verhält sich, wie *Amontons* mit hinlänglicher Genauigkeit
berechnet, die größte Kälte zur größten Hitze in Paris wie 5 : 6.

[Illustration: Abb. 9. *Amontons*' Luftthermometer.]

Auch *Lambert* verwertete die Spannung der Luft zur Ermittlung der
Temperaturen. Er wählte für sein Luftthermometer den Schmelzpunkt
und den Siedepunkt des Wassers als Fundamentalpunkte. Setzte er dann
für den Schmelzpunkt die Spannung der Luft gleich 1000, so ergab
sich für den Siedepunkt in guter Übereinstimmung mit den späteren
Bestimmungen von *Gay-Lussac* die Spannung gleich 1375, woraus als
Ausdehnungskoeffizient 0,375 folgen würde[77].

Aus dem Bemühen, höhere Temperaturen zu messen, als es die gewöhnlichen
Thermometer gestatten, erwuchs das Pyrometer und die Pyrometrie.
*Musschenbroek* suchte für diesen Zweck schon 1725 die Ausdehnung der
Metalle zu verwerten. Ein Metallstab wurde auf ein Gestell gelegt.
Das eine Ende des Stabes war mit dem Gestell verbunden, während sich
das andere Ende gegen eine Zahnstange legte. Beim Erwärmen wurde die
Zahnstange infolge der Ausdehnung des Metallstabes verschoben. Die
Zahnstange wirkte auf ein Zahnrad. An diesem war ein Zeiger befestigt,
welcher das Maß der Ausdehnung, beziehungsweise den Wärmegrad,
abzulesen gestattete[78]. Das von *Wedgwood* im Jahre 1782 empfohlene
Pyrometer gründete sich auf dem Vermögen des Tons, in der Hitze zu
schwinden, ohne sich beim späteren Erkalten wieder auszudehnen[79].
Besondere Verdienste auf diesem Gebiete erwarb sich der schon genannte
*Lambert* durch eine 1779 erschienene Schrift, welche er »Pyrometrie
oder vom Maß des Feuers und der Wärme« betitelte. *Lambert* bediente
sich für seine Messungen, wie erwähnt, des Luftthermometers. Dehnte
sich die Luft um 1/1000 desjenigen Volumens aus, das sie bei der
Temperatur des schmelzenden Schnees einnimmt, so entsprach dies
einem Grade seines Instruments. Der Siedetemperatur des Wassers
entsprachen somit 375 Grade, da sich die Luft beim Erwärmen von der
Gefriertemperatur bis zur Siedetemperatur nach *Lamberts* Ermittlung
von 1000 auf 1375, also um 375/1000 ihres Volumens ausdehnt.

[Illustration: Abb. 10. *Saussures* Haarhygrometer.]

Daß mit dem Wärmezustand der Luft ihr Vermögen, Feuchtigkeit
aufzunehmen, Änderungen unterworfen ist, wurde gleichfalls in diesem
Zeitraum und zwar insbesondere durch *Lambert* und durch *Saussure*
festgestellt. Dem Gedanken, die Luftfeuchtigkeit zu bestimmen, sind wir
schon bei *Nikolaus von Cusa* und *Lionardo da Vinci*[80] begegnet.
Beide bemerkten, daß trockene Wolle die Feuchtigkeit aus der Luft
anzieht. Später benutzte man als hygroskopische Substanz Schwefelsäure,
die in einem Gefäß auf einer Wage tariert war (*Gould* 1683)[81].
*Lambert* wandte (1772) eine Darmsaite an; sie wurde an ihrem oberen
Ende befestigt und am unteren mit einem über einer Teilung spielenden
Zeiger verbunden. Zu einem erfolgreichen Abschluß kamen die Bemühungen,
die Luftfeuchtigkeit mit Hilfe hygroskopischer Substanzen zu messen,
erst durch die Erfindung des *Saussure*schen Haarhygrometers.

*Horace Bénédicte de Saussure*, berühmt durch seine geologische
Durchforschung der Alpen und seine Besteigungen des Mont-Blanc und
des Monte Rosa, bemerkte, daß ein Haar sich verlängert, wenn es
feucht wird, und sich verkürzt, wenn es austrocknet. Entfettete man
das Haar, so betrug die Längenänderung das Vier- bis Fünffache der
an dem rohen Haar beobachteten. Diese Entdeckung führte *Saussure*
auf die Konstruktion eines Apparates, der nebenstehend abgebildet
ist (Abb. 10). Die Einrichtung ist die folgende. Das untere Ende des
Haares *ab* wird von dem Schraubenkloben b gehalten. Das andere Ende
des Haares wird von dem Kloben a gehalten. Der obere Kloben steht
mit einer horizontalen Welle d in Verbindung. Sie trägt den Zeiger
und ein Gegengewicht g. Dies Gegengewicht ist etwas schwerer als der
Kloben a, damit das Haar eine geringe Spannung erhält. Ferner ist das
Gegengewicht an einem seidenen Faden befestigt, der sich um die Welle
schlingt und sie in Drehung versetzt.

Die Graduierung des Instruments erfolgte, indem *Saussure* zunächst
den Punkt der größten Feuchtigkeit bestimmte. Zu diesem Zwecke wurde
der Apparat unter eine Glocke gebracht, die auf einem mit Wasser
bedeckten Teller stand, so daß die Luft unter der Glocke sich mit
Feuchtigkeit sättigen mußte. Um den Punkt der äußersten Trockenheit zu
bestimmen, brachte er unter den Rezipienten geschmolzenes, stark Wasser
anziehendes Alkali. Nach einiger Zeit kam der Zeiger auf einen festen,
der völlig trockenen Luft entsprechenden Stand. Der Raum zwischen den
beiden so erhaltenen Fixpunkten wurde in 100 gleiche Teile eingeteilt.

*Saussures* Hygrometer hat sich bis auf den heutigen Tag als eins der
wichtigsten meteorologischen Instrumente erhalten. Es wurde samt einer
Theorie der Hygrometrie von dem Erfinder im Jahre 1783 bekannt gegeben.
*Saussures* Werk über die Hygrometrie, das *Cuvier* zu den besten
zählte, um das die Wissenschaft im 18. Jahrhundert bereichert worden
sei, erschien vor kurzem in deutscher Übersetzung[82].

Der Wärme selbst schrieben die meisten Forscher im 18. Jahrhundert
gleich dem Lichte stoffliche Natur zu, eine Auffassung, welche durch
die Untersuchungen von *Black*[83] und *Wilke*[84] eine Stütze zu
erhalten schien. Diese Forscher hatten nämlich entdeckt, daß beim
Schmelzen des Eises eine bestimmte Menge Wärme für das Gefühl verloren
geht, die sich scheinbar mit dem Eise bei seinem Übergang in Wasser
verbindet. So gelangte man dazu, von gebundener (latenter) und freier
Wärme zu reden, Namen, die zur Erhaltung der irrtümlichen Vorstellung
von der Natur der Wärme jedenfalls mitgewirkt haben und dem Emporkommen
neuer richtiger Anschauungen hinderlich gewesen sind. Doch trat neben
den Mathematikern Daniel *Bernoulli I* und *Euler* besonders der
Chemiker *Lomonossow*[85] schon um die Mitte des 18. Jahrhunderts
dafür ein, daß die Wärme eine innere Bewegung des Stoffes sei. Wegen
der geringen Größe der die Körper zusammensetzenden Korpuskeln könne
man jene innere Bewegung zwar nicht sehen, sie verrate sich aber durch
zahlreiche Erscheinungen. *Lomonossow* nahm an, daß die Wärme in einer
kreisenden Bewegung der Korpuskeln oder Teilchen bestehe. Der tiefste
mögliche Wärmegrad ist ihm ein absolutes Aufhören jener Bewegung.
Einen höchsten Wärmegrad könne man sich nicht vorstellen, da es für
die Geschwindigkeit der Bewegung keine Grenze gebe. So in richtiger
Vorahnung der späteren Entwicklung *Lomonossow*[86]. Die ersten
Beobachtungen über die Schmelzwärme wurden gleichfalls um die Mitte des
18. Jahrhunderts gemacht. Ein französischer Forscher[87] ließ Wasser
in einem Gefäß gefrieren, in das er zuvor ein Thermometer gestellt
hatte. Wurde das Gefäß erwärmt, so stieg die Temperatur, bis das Eis
zu schmelzen begann. Von diesem Augenblicke an blieb das Thermometer
auf dem Schmelzpunkt stehen, so lange schmelzendes Eis in dem Gefäße
vorhanden war. Die während dieses Zeitraums zugeführte Wärme wurde
sozusagen verschluckt, gebunden oder latent.

Ähnliche Ergebnisse erhielt man beim Mischen von Eis mit Wasser. Man
war zunächst von der Voraussetzung ausgegangen, daß beim Mischen
von Stoffen die Temperaturen sich unter Berücksichtigung der
Flüssigkeitsmengen einfach ausgleichen müßten. Danach würde es sich in
solchen Fällen also nur um eine leicht zu lösende rechnerische Aufgabe
gehandelt haben[88]; und es müßten, um den einfachsten Fall zu wählen,
gleiche Mengen beim Mischen eine mittlere Temperatur annehmen.

Hier setzte *Black* ein, dessen Untersuchungen über die Eisschmelzung
zu denjenigen gehören, die für das Gebiet der Wärmelehre am meisten
aufklärend gewirkt haben[89]. Durch seine Untersuchungen über die
Gewichtszunahme, welche die Metalle bei ihrer Verkalkung erfahren,
wurde er gleich *Mayow* zum Vorläufer *Lavoisiers*. Er entdeckte,
unabhängig von *Wilke*, die spezifische Wärme und die latente Wärme des
Wassers und des Dampfes.

*Blacks* entscheidender Versuch war folgender. Er brachte zu einer
Eismasse von 32° F eine dem Gewichte nach genau gleiche Wassermasse
von 172° F. Nach der oben erwähnten Mischungsregel hätte man eine
Temperatur von 102° F erwarten sollen. Trotzdem behielt die Mischung
die Temperatur des Eises von 32°. Letzteres war aber völlig in Wasser
umgewandelt worden.

»Das schmelzende Eis,« bemerkte *Black* zu diesem Versuch, »nimmt sehr
viel Wärme in sich auf. Aber diese Wärme hat nur die Wirkung, das Eis
in Wasser zu verwandeln. Und dieses Wasser ist um nichts wärmer, als
vorher das Eis gewesen.« *Black* wies ferner darauf hin, daß auch beim
Sieden des Wassers eine bestimmte Wärmemenge verbraucht wird, ohne daß
die Temperatur sich erhöht. Er war es auch, der auf diese Vorgänge den
Ausdruck »latente Wärme« anwandte.

Wenn man diesen Fortschritt in der Erfassung der Wärmevorgänge würdigen
will, muß man erwägen, daß vor *Black* die Verflüssigung einer
bis zum Schmelzpunkt erwärmten Substanz als die Folge einer sehr
geringfügigen Wärmezufuhr angesehen wurde. *Black* erkannte auch, daß
beim Erstarren einer Flüssigkeit die Abgabe einer bestimmten Wärmemenge
stattfindet. Als Beweis hierfür betrachtete er vor allem das Verhalten
unterkühlter Flüssigkeiten[90]. *Black* wies darauf hin, daß z. B.
auf -4° abgekühltes Wasser beim Schütteln plötzlich teilweise fest
wird, während gleichzeitig die Temperatur der ganzen Masse auf 0°
steigt. Erst *Black* vermochte dies Verhalten genügend aufzuklären.
Gleichzeitig gewannen dadurch seine Ansichten aber eine Stütze. Ist
das Gefrieren des unterkühlten Wassers eingeleitet, so gefriert, wie
*Black* sehr richtig bemerkt, so viel, daß durch die frei werdende
Wärme die Temperatur der ganzen Masse bis auf 0° steigt. Ist dieser
Gleichgewichtszustand erreicht, so hört die Temperatursteigerung auf,
weil die Bedingung des weiteren Gefrierens nicht mehr vorhanden ist.

Die Vorstellung von der latenten Schmelzwärme dehnte *Black* von
seinen zunächst am Wasser angestellten Beobachtungen und Versuchen auf
die bei Lösungen und Kältemischungen auftretenden Wärmeerscheinungen
aus. Danach nehmen die Bestandteile einer Kältemischung die zu ihrer
Verflüssigung erforderliche Wärmemenge aus ihrem eigenen Wärmevorrat,
wodurch ein bedeutendes Sinken der Temperatur innerhalb der Mischung
veranlaßt wird.

Die Schmelzwärme des Wassers bestimmte *Black* mit ziemlicher
Genauigkeit und auf verschiedenen Wegen zu 77-78 Wärmeeinheiten (statt
80). So wurden gleiche Mengen Wasser und Eis von 0° in zwei ganz
gleichen Gefäßen in einen Raum von 20° gebracht. In der Zeit, in der
sich das Wasser auf 4° erwärmte, war in dem zweiten Gefäß 1/20 des
Eises geschmolzen, ohne daß die Temperatur gestiegen wäre. Trotzdem
waren offenbar beiden Gefäßen die gleichen Wärmemengen zugeführt. In
dem zweiten Gefäß würde danach völlige Schmelzung eingetreten sein,
wenn es die zwanzigfache Wärmezufuhr erfahren hätte. Eine solche
Wärmezufuhr würde, wie der Versuch mit dem ersten Gefäße zeigte, eine
gleiche Wassermenge von 0° auf 80° erwärmt haben.

*Black* hat als erster die Methode der Eisschmelzung zur Bestimmung
von spezifischen Wärmen benutzt. Er brachte die auf eine bestimmte
Temperatur erwärmte Substanz in die Höhlung eines Eisblocks, verschloß
sie und wog das entstandene Schmelzwasser.

Zu dem gleichen Ergebnis wie durch seine Versuche über die Schmelzung
wurde *Black* durch seine wertvollen Arbeiten über die Verdampfung
geführt. Wie die Versuche des mit ihm befreundeten *Watt*, so ergaben
auch diejenigen *Blacks*, daß es nicht nur eine ganz bestimmte
Schmelzwärme, sondern eine gleichfalls ihrer Größe nach bestimmte
Verdampfungswärme gibt. *Black* stellte zunächst fest, daß unter
Verhältnissen, die eine konstante Wärmezufuhr bedingen, die verdampfte
Wassermenge der Zeit des Kochens proportional ist. Angenommen, 1 kg
Wasser von 0° würde in einer bestimmten Zeit über einem konstanten
Feuer zum Sieden und die Wassermenge würde darauf bei stets gleich
bleibender Wärmezufuhr innerhalb der vierundeinhalbfachen Zeit zur
Verdampfung gebracht, so würde dazu ein Aufwand von 450 Wärmeeinheiten
erforderlich gewesen sein. Diese Zahlen entsprechen der zwar nur rohen,
in ihrem Ergebnis jedoch von der Wahrheit nicht allzusehr abweichenden
Bestimmung der Verdampfungswärme, wie sie *Black* anstellte. Die
späteren, genaueren Ermittlungen haben 536 Wärmeeinheiten ergeben. Daß
der Wert bei *Black* zu klein ausfiel, ist daraus leicht erklärlich,
daß beim Fortschreiten des Verdampfens die Umstände sich etwas ändern,
indem das Wasser eine im Verhältnis zu seiner Masse immer größere
Oberfläche einnimmt und infolgedessen rascher verdampft.

*Blacks* Versuche über die Verdampfungswärme wurden um dieselbe Zeit
durch die Beobachtung[91] ergänzt, daß verdunstende Flüssigkeiten die
zur Verflüchtigung erforderliche Wärme, wenn sie nicht rasch genug
von außen zugeführt wird, ihrem eigenen Wärmevorrat entnehmen. In der
überraschendsten Weise zeigte sich dies bei einem Luftpumpenversuch.
Man hatte Äther in einem Gefäß unter den Rezipienten der Luftpumpe
gebracht und beobachtete, daß zufällig an der Außenwand des Gefäßes
hängende Wassertröpfchen sich in Eis verwandelten.

Es erhob sich nun die Frage, ob die beim Verdampfen latent gewordene
Wärme, ähnlich wie beim Erstarren von Flüssigkeiten, ihrem vollen
Betrage nach zurückerhalten werden kann, wenn der Dampf in den
flüssigen Zustand zurückkehrt. Um hierüber zu entscheiden, leitete
*Black* eine bestimmte Menge Wasserdampf durch einen Schlangenkühler,
in dem sich die hundertfache Menge Wasser befand. Die Temperatur des
letzteren wurde bei der Kondensation des Dampfes um 5,25° C erhöht.
Daraus ergab sich für die bei der Kondensation in die Erscheinung
tretende, vorher latente Wärme des Dampfes der beträchtliche Wert von
525 Wärmeeinheiten. *Watt* hat dieses Ergebnis bestätigt, während
*Lavoisier* die Bestimmung nach der Eisschmelzungsmethode wiederholte
und einen etwas höheren Wert (550) fand. Die späteren Versuche
*Regnaults* haben, bei einer Spannung des Dampfes von 760 mm, für die
Kondensationswärme den Wert von 536 Wärmeeinheiten ergeben.

*Black* verstand es vortrefflich, seine Versuche mit den Beobachtungen
des alltäglichen Lebens zu verknüpfen und dadurch ihre Beweiskraft
eindringlicher zu gestalten. So bemerkt er bezüglich der Dampfwärme,
sie müsse sehr groß sein, weil ein Dampfstrahl, der kaum die Hand
feucht mache, die ganze Haut mit Brandblasen überziehe, wozu eine
viel größere Menge kochenden Wassers nicht imstande sei. Auch hätten
diejenigen, die Weingeist destillierten, erhebliche Mühe und Kosten
aufzuwenden, daß das Kühlfaß genügend mit kaltem Wasser versorgt werde.

*Black* erörterte sowohl die Bewegungs- wie die Stofftheorie der
Wärme. Letztere schien ihm besser die von ihm beobachteten Vorgänge
zu erklären. Indessen erwiesen sich alle Bemühungen, das Gewicht
des zugeführten hypothetischen Wärmestoffes festzustellen, ebenso
erfolglos[92], wie es bezüglich des elektrischen Fluidums der Fall
gewesen war. Trotzdem gab es Physiker, denen die Annahme eines einzigen
Stoffes zur Erklärung der Wärmeerscheinungen noch nicht genügte. Wie
man zwei entgegengesetzte elektrische Fluida annahm, so sollte es
neben der Wärme einen besonderen Kältestoff geben, der z. B. in den
zur Herstellung von Kältemischungen dienenden Salzen vorhanden sei.
Dieser Auffassung war schon *Mariotte*[93] entgegengetreten. Er ließ
die Kälte nur als Mindermaß an Wärme gelten und unterschied durch klare
Darlegung und Versuche die strahlende von der Körperwärme. Daß die
erstere die Luft und manche anderen Substanzen durchdringt, ohne die
Temperatur wesentlich zu erhöhen, wies er nach, indem er Schießpulver
mittelst einer aus Eis bestehenden Linse entzündete. Auch gelangte man
schon damals zu der Erkenntnis, daß die Wärmestrahlen wie das Licht
sich mit großer Geschwindigkeit ausbreiten. Der Franzose *Pictet*[94]
brachte in den Brennpunkt eines aus Metall verfertigten Hohlspiegels
eine erhitzte, indessen nicht leuchtende Metallkugel, während sich in
dem Brennpunkt eines gegenüber befindlichen zweiten Hohlspiegels ein
empfindliches Luftthermometer befand. Zwischen beiden Spiegeln, deren
Abstand etwa 25 m betrug, war ein Schirm aufgestellt. Entfernte man
diesen, so begann die Absperrflüssigkeit des Thermometers in demselben
Augenblicke zu steigen. Es begegnet uns schon hier ein Experiment,
das mit geringen Abänderungen (Schießbaumwolle an Stelle des
Luftthermometers) noch heute zu den beliebtesten Vorlesungsversuchen
zählt.

*Pictet* unterschied auf Grund seines Hohlspiegelversuchs die
strahlende Wärme von der fortgeleiteten. Letztere schreite nur langsam
von Teilchen zu Teilchen fort, während sich die Wärmestrahlung
geradlinig und mit großer Geschwindigkeit, vielleicht ebenso schnell
wie das Licht, ausbreite[95]. Aus der Tatsache, daß die Luft für
Wärmestrahlen sehr durchlässig ist, ließ sich auch leicht die auf hohen
Bergen wahrzunehmende geringe Temperatur erklären[96].

Die geschilderten Fortschritte auf dem Gebiet der Wärmelehre hatten zur
Folge, daß man sich dem chemischen Prozeß als einer der Hauptquellen
der Wärme mit verdoppeltem Interesse zuwandte, sowie den Einfluß
der Wärme auf den Verlauf der chemischen Vorgänge in Betracht zog.
Damit wuchs zugleich die Einsicht in das Wesen und den Ursprung der
animalischen Wärme. Letztere hatte man bisher wohl aus der Reibung
des in den Gefäßen zirkulierenden Blutes zu erklären gesucht, während
man die Atmung, in völliger Verkennung der Tatsachen, als ein Mittel
zur Abkühlung des Blutes betrachtete. *Stahl*, der Begründer der
Phlogistontheorie, und *Hales*, dessen große Verdienste um die
Physiologie wir kennen lernen werden, erklärten jetzt die tierische
Wärme als eine Folge der Atmung. Der Zirkulation des Blutes schrieben
sie die Aufgabe zu, die nach ihrer Meinung schon in den Lungen erzeugte
Wärme dem übrigen Körper mitzuteilen. Es wurde also zum erstenmal der
Atmungsprozeß mit der Verbrennung in Parallele gestellt, wenn es auch
dem Zeitalter *Lavoisiers* vorbehalten blieb, das Wesen beider Vorgänge
schärfer zu erfassen. Auch im übrigen stehen die Leistungen der Chemie
seit der Mitte des 18. Jahrhunderts mit der großen Tat *Lavoisiers* in
solch inniger Verknüpfung, daß wir es vorziehen, Verbrennung und Atmung
im Zusammenhange mit *Lavoisiers* chemischen Ansichten zu betrachten.

*Lavoisier* hat sich auch um die Messung der Verbrennungswärme und der
spezifischen Wärme Verdienste erworben, indem er in Gemeinschaft mit
*Laplace* ein sehr zweckmäßiges Eiskalorimeter konstruierte[97] und mit
diesem wertvolle Untersuchungen anstellte. Zunächst definieren beide
Forscher den Begriff der spezifischen Wärme recht klar in folgenden
Worten: »Wenn man zwei Substanzen von gleicher Masse und gleicher
Temperatur voraussetzt, so ist die Wärmemenge, die erforderlich ist,
um ihre Temperatur um 1° zu erhöhen, dennoch nicht für beide Körper
dieselbe. Wenn man als Einheit diejenige Wärmemenge nimmt, welche
die Temperatur der Gewichtseinheit Wasser um 1° erhöht, so können
alle anderen Wärmemengen, die sich auf verschiedene Stoffe beziehen,
in Teilen dieser Einheit ausgedrückt werden. Unter dem Ausdruck
spezifische Wärme ist dieses Verhältnis der Wärmemengen zu verstehen.«

Für ihre Untersuchung bedienten sich *Laplace* und *Lavoisier* des von
*Black* herrührenden Verfahrens der Eisschmelzung. Der Grundgedanke
dieses Verfahrens ist folgender: Im Innern einer Hohlkugel aus Eis von
0 Grad Temperatur befinde sich ein Körper, der auf irgend einen Grad
erhitzt ist. Die äußere Wärme kann in den Hohlraum einer solchen Kugel
nicht eindringen. Die Wärme des Körpers dagegen kann sich nicht nach
außen zerstreuen, sondern sie wird auf die innere Fläche der Höhlung
beschränkt bleiben, von der sie so lange das Eis abschmelzen wird, bis
die Temperatur des Körpers auf diejenige des Eises heruntergegangen ist.

Will man die spezifische Wärme eines festen Körpers kennen lernen,
so wird man also seine Temperatur um eine gewisse Anzahl von Graden
erhöhen, ihn dann in das Innere der Eiskugel bringen und ihn darin
lassen, bis seine Temperatur auf 0° gesunken ist. Dann wird man das
Wasser sammeln, das sich infolge der Wärmeabgabe des Körpers gebildet
hat. Diese Wassermenge, dividiert durch das Produkt aus der Masse des
Körpers und der Anzahl von Graden, die seine ursprüngliche Temperatur
angibt, wird seiner spezifischen Wärme proportional sein[98].

[Illustration: Abb. 11. *Lavoisiers* Eiskalorimeter.]

Auch die bei chemischen Vorgängen auftretenden Wärmemengen haben
*Lavoisier* und *Laplace* mit ihrem Apparat gemessen. Um die Wärmemenge
kennen zu lernen, die bei der Verbindung mehrerer Substanzen erzeugt
wird, wurden sie sämtlich ebenso wie die Gefäße, in denen sie
eingeschlossen waren, auf 0° abgekühlt. Ihre Mischung wurde dann
sofort in das Innere der Eiskugel gebracht und darin gelassen, bis
die Temperatur der Mischung wieder 0° war. Die Wassermenge, die
bei diesem Versuche gesammelt wurde, ist das Maß für die bei der
Verbindung entwickelte Wärme. Die Bestimmung der Wärmemengen, die bei
der Verbrennung und der Atmung erzeugt werden, verursachte nicht mehr
Schwierigkeiten. Man verbrannte die Körper im Innern der Eiskugel
und ließ die Tiere innerhalb derselben atmen. Da aber die Erneuerung
der Luft bei diesen Operationen unumgänglich nötig ist, so wurde
eine Verbindung zwischen dem Innern der Kugel und der umgebenden
Atmosphäre hergestellt. Damit ferner die Einführung der neuen Luft
keinen merklichen Fehler veranlaßte, mußte man diese Versuche bei einer
Temperatur von 0° machen oder mindestens die Luft, die man einführte,
auf diese Temperatur abkühlen.

Bei der Ausführung der Versuche wurde die Eiskugel durch einen
zweckmäßigeren Apparat ersetzt, dessen senkrechter Schnitt in Abb. 11
dargestellt ist. Der Hohlraum des Apparates ist in drei Teile geteilt.
Die innere Höhlung besteht aus einem Eisendrahtgeflecht. In diese
Höhlung bringt man die Körper, welche dem Versuche unterworfen werden
sollen. Die obere Öffnung kann vermittelst eines Deckels geschlossen
werden. Er ist in Abb. 11, HJ besonders dargestellt. Dieser Deckel
ist oben offen; sein Boden wird durch ein Netz von Eisendraht gebildet.
Der mittlere Raum *bbbb* des Kalorimeters ist dazu bestimmt, das Eis
aufzunehmen, das den inneren Raum umgeben und durch die Wärme der dem
Versuche unterworfenen Körper geschmolzen werden soll. Dieses Eis wird
getragen und zurückgehalten durch einen Rost *mm*, unter dem sich ein
Sieb befindet. In dem Maße, wie das Eis geschmolzen wird, läuft das
Wasser durch den Rost und das Sieb, gelangt sodann in den Kegel *ccd*
und die Röhre *xy*; endlich sammelt es sich in dem Gefäße P, das unter
den Apparat gestellt wird. Die äußere Höhlung *aaaa* ist dazu bestimmt,
dasjenige Eis aufzunehmen, welches den Einfluß der von außen kommenden
Wärme abhalten soll. Das durch das Schmelzen dieses Eises entstandene
Wasser fließt durch die Röhre ST zur Seite ab. Der ganze Apparat wird
mit dem Deckel FG (Abb. 11) bedeckt.

Um den Apparat in Gebrauch zu nehmen, füllt man die mittlere Höhlung
und den Deckel HJ der mittleren Höhlung mit gestoßenem Eis, ebenso
die äußere Höhlung und den Deckel FG des ganzen Apparates. Man
läßt darauf das Eis der mittleren Höhlung abtropfen. Dann öffnet
man den Apparat, um den Körper, mit dem man experimentieren will,
hineinzubringen und schließt ihn sofort wieder. Man wartet, bis der
Körper vollkommen abgekühlt ist und der Apparat gut abgetropft hat.
Dann wägt man das aufgesammelte Wasser; sein Gewicht ist ein genaues
Maß der von dem Körper abgegebenen Wärme.

Weit größere Schwierigkeiten bereitete den beiden Forschern die
Ermittlung der spezifischen Wärme von Gasen. Doch scheuten sie auch
vor dieser Aufgabe nicht zurück. Sie ließen bestimmte Mengen der zu
untersuchenden Gase durch ihr Eiskalorimeter strömen und bestimmten die
Temperatur vor dem Eintritt und nach dem Ausströmen, sowie die Menge
des geschmolzenen Eises. Damit waren zwar die Daten für eine Berechnung
gegeben, doch erhielt man sehr ungenaue Ergebnisse[99].

Zum Schlusse seien einige der von *Lavoisier* und *Laplace* gefundenen
spezifischen Wärmen mitgeteilt unter Angabe der heute als richtig
geltenden Werte in Klammern:

  Gewöhnliches Wasser        1      (1)
  Eisen                      0,109  (0,113)
  Quecksilber                0,029  (0,033)
  Blei                       0,028  (0,031)
  Schwefel                   0,208  (0,202)

Desgleichen seien die Ergebnisse einiger Versuche zur Bestimmung der
Verbrennungswärme angegeben:

Mengen des geschmolzenen Eises durch die Verbrennung von

  1 Pfund Phosphor                          100 Pfund
  1   "   Faulbaumkohle                      96   "
  1   "   Olivenöl                          148   "

Die Abweichung von späteren Bestimmungen ist hier eine bedeutende,
so entwickelt 1 kg Phosphor 5747 Kalorien und liefert demnach nur
5747/80 = 71,8 kg Wasser, während nach *Lavoisier* und *Laplace* 1 Teil
Phosphor bei seiner Verbrennung 100 Teile Schmelzwasser liefern soll.

Von *Lavoisier* und *Laplace* rühren auch die ersten genauen Messungen
der Ausdehnungskoeffizienten fester Körper her. Sie benutzten
bei ihren Versuchen ein Fernrohr, das von den sich beim Erwärmen
ausdehnenden Körpern gedreht wurde. Als Stützpunkte für die letzteren
gebrauchten sie Pfeiler aus Stein, deren Form durch die Wärme nicht
merklich verändert wird.

Grundlegend auf dem Gebiete der Wärmelehre waren auch die
Untersuchungen *Blagdens* über die Gesetze der Überkaltung und der
Gefrierpunktserniedrigung. *Blagden*[100] veröffentlichte seine
Arbeiten über diesen Gegenstand im Jahre 1788. Die erste dieser
Arbeiten bringt eine Anzahl wichtiger Versuche über die Abkühlung
des Wassers bis unter seinen Gefrierpunkt. *Blagden* zeigte, daß das
Wasser, dessen Gefrierpunkt bei 32° Fahrenheit liegt, unter Umständen
erst bei 24°, ja selbst bei 21° F in den festen Zustand übergeht. Die
Überkaltung war auch möglich, wenn man dem Wasser Salze beimengte,
die an sich schon den Gefrierpunkt herabsetzen. Eine Kochsalzlösung,
deren Gefrierpunkt 28° F betrug, wurde auf 18½° abgekühlt. Erst bei
weiterer Entziehung von Wärme wurde sie fest. Eine Salpeterlösung mit
dem Gefrierpunkt 27° F wurde bis auf 16°, also 11° unter den neuen
Gefrierpunkt »überkaltet«. Das merkwürdige Phänomen der Überkaltung
hatte die Aufmerksamkeit einzelner Physiker schon vor *Blagden* erregt,
keiner hat es aber so sorgfältig untersucht wie dieser. Eingehend
befaßt er sich mit den Bedingungen der Überkaltung und der Ursache
des plötzlichen Erstarrens überkalteter Flüssigkeiten. Rieb *Blagden*
mit einem Glasstab an der Innenwand des Gefäßes, in welchem sich
überkaltetes Wasser befand, so wurde das Wasser, das andere Bewegungen
wohl vertrug, zum Erstarren gebracht. Überraschend war der Versuch, bei
dem überkaltetes Wasser mit einem noch so winzigen Eisstück berührt
wurde. Es trat sofortiges Gefrieren ein, indem die Eiskristalle von
der Stelle aus, wo sich das Eisstückchen befand, durch die ganze Masse
anschossen. Gleichzeitig erwärmte sich die ganze Masse bis zum normalen
Gefrierpunkt des Wassers[101].

Durch den beschriebenen Versuch erklärte sich auch die Erscheinung, daß
die Überkaltung sicherer gelingt, wenn man das Gefäß leicht mit Papier
bedeckt. *Blagden* nahm an, daß winzige erstarrte Wasserteilchen bei
Frostwetter in der Luft schweben und auf das sich abkühlende Wasser
fallen, dessen Erstarrung sie dann bewirken, während diese Teilchen im
anderen Falle von dem Papier zurückgehalten werden.

Als zweite Ursache, welche den Gefrierpunkt von Flüssigkeiten
herabsetzt, hatte man den Zusatz von Salzen und Säuren erkannt. Die
erste quantitative Untersuchung dieses Verhaltens rührt gleichfalls von
*Blagden* her[102]. Für die erste Versuchsreihe diente das Kochsalz.
Es ergab sich, daß das Salz den Gefrierpunkt nach dem einfachen
Verhältnis, in welchem es zu dem Wasser der Lösung steht, erniedrigt.
Man hat vorgeschlagen, dieses Gesetz das *Blagden*sche zu nennen[103].

Weitere Versuchsreihen lieferten Salpeter, Salmiak, Glaubersalz
und weinsaures Natrium-Kalium. Für alle entsprach die
Gefrierpunktserniedrigung dem einfachen Verhältnisse von Salz zu
Wasser[104]. Setzte *Blagden* Säuren, Alkalien oder Alkohol zum Wasser,
so ließ sich keine solch einfache Beziehung nachweisen, doch schienen
ihm gleiche Zutaten dieser Flüssigkeiten den Gefrierpunkt des Wassers
in einem zunehmenden Verhältnis zu erniedrigen.

*Blagdens* Untersuchung über diesen Gegenstand geriet zunächst ganz in
Vergessenheit; man wurde auf sie erst wieder aufmerksam, als man in der
neuesten Zeit in der Gefrierpunktserniedrigung, welche Salze und auch
indifferente organische Stoffe bewirken, ein Mittel zur Bestimmung des
Molekulargewichtes kennen lernte. Vorahnend bemerkt schon *Blagden*,
man möge doch Untersuchungen wie die seine nicht für unwichtig halten,
da man auf diesem Wege zu einer Kenntnis des inneren Gefüges gelangen
werde, auf dem die Eigenschaften des Körpers beruhen.




4. Die Naturbeschreibung unter der Herrschaft des künstlichen Systems.


Wir haben an die Spitze dieses in seinem ersten Teile vornehmlich
die Entwicklung während der zweiten Hälfte des 18. Jahrhunderts
schildernden Bandes die großen Fortschritte der Physik gestellt. Die
nächsten Abschnitte sollen zeigen, wie sich die übrigen Wissenszweige
entwickelt und sich wechselseitig befruchtet haben. Dabei tritt
besonders in die Erscheinung, daß der Einfluß der physikalischen
Lehren und vor allem der physikalischen Forschungsweise sich in immer
höherem Maße auf die übrigen Disziplinen ausdehnt. Die Physik wurde
das gemeinsame Band, das sie alle umschlang. Durch die Ausdehnung
ihres quantitativen Verfahrens auf das Gebiet der stofflichen
Veränderungen nahm die Chemie eine ganz neue Gestalt an. Gleichzeitig
mit ihr wurde die Mineralogie auf neue Grundlagen gestellt. Auch
die Lebenserscheinungen suchte man nach physikalischer Methode
zu erforschen. Wenn auch die Zoologen und die Botaniker des 18.
Jahrhunderts ihre Hauptaufgabe noch in einer auf das Äußere gerichteten
Beschreibung und in der Systematik der Tiere und der Pflanzen
erblickten, so fehlte es doch nicht an Untersuchungen, in den inneren
Bau und die Verrichtungen der Organe einzudringen.

Durch das genauere Studium der Pflanzen- und der Tierwelt Europas,
sowie der übrigen Weltteile war das Material, welches der Systematik
zu Gebote stand, schon im Beginn des 18. Jahrhunderts kaum mehr zu
bewältigen. Die Bearbeitung dieses Materials wurde immer schwieriger,
weil eine klare, auf scharfer Gliederung beruhende Nomenklatur noch
nicht geschaffen war und die bisherigen Versuche zur Aufstellung
eines umfassenden Systems sich stets als unzureichend erwiesen
hatten. Der Mann, der zur rechten Zeit erschien und nach den beiden
angegebenen Richtungen Abhilfe schuf, war der schwedische Naturforscher
*Linné*. *Karl von Linné* wurde am 23. Mai des Jahres 1707 in dem
Dorfe Råshult in Småland geboren. Sein Vater, ein Pfarrer, besaß für
Gartenbau und Pflanzenkunde eine große Liebhaberei, die sich auf den
Sohn übertrug. Als der junge *Linné* in einem benachbarten Städtchen
die Schule besuchte, botanisierte er, anstatt seinen nächstliegenden
Pflichten nachzukommen. Darüber erzürnte der Vater und gab ihn einem
Schuhmacher in die Lehre. Ein Arzt, der *Linnés* botanische Neigungen
unterstützte, vermochte jedoch den Vater zu versöhnen. *Linné*
erhielt die Erlaubnis, sich dem Studium der Medizin zu widmen. Er
bezog die Universität Lund, die er später mit Upsala vertauschte. Da
*Linné* in ärmlichen Verhältnissen lebte, war er gezwungen, seinen
Unterhalt durch Abschreiben und Unterricht zu verdienen. In Upsala
nahm sich schließlich der Professor der Botanik *Rudbeck* seiner an.
Er übertrug ihm die Aufsicht über den botanischen Garten, sowie die
Stellvertretung bei seinen Vorlesungen. Im Jahre 1732 erhielt *Linné*
den Auftrag, die nördlichsten Teile Schwedens zu durchforschen. Nachdem
er von seiner während des Sommers 1732 unternommenen Lapplandreise
zurückgekehrt war, beabsichtigte er, in Upsala Vorlesungen über
Botanik zu halten. Eifersüchtige Nebenbuhler wußten indes sein
Vorhaben durch den Einspruch, daß er noch nicht promoviert sei, zu
verhindern. Da es damals Brauch war, den Doktorhut im Auslande zu
erwerben, ging *Linné* zu diesem Zwecke im Jahre 1735 nach Holland.
Dort wurde er mit *Clifford* bekannt, der in Harlem einen Garten besaß
und *Linnés* Rat und Hilfe in botanischen Dingen zu schätzen wußte.
In Holland gab *Linné* im Jahre 1735 neben einem größeren Werk über
den *Clifford*schen Garten eine kleine, in Tabellenform verfaßte
Schrift heraus, die er »Systema naturae« nannte. Dieses Büchlein,
das die Früchte seiner bisherigen, sich über alle drei Naturreiche
erstreckenden Bemühungen um die Systematik enthielt, wurde später
wiederholt von neuem aufgelegt und wuchs dabei zu einem mehrbändigen
Werke an[105].

*Linnés* »System der Natur« erregte durch seine Übersichtlichkeit und
Klarheit sofort große Bewunderung. Es war in seinem ganzen Umfange
auf die Sexualität der Pflanzen begründet. Mit der Sexualtheorie
war *Linné*, wie er selbst hervorhebt, durch die Engländer bekannt
geworden. Letztere hatten ihrerseits die Anregung aus Deutschland
empfangen.

Bald nach 1735 erschienen *Linnés* Schriften, in denen er
seine Grundsätze für die Bestimmung und Benennung der Pflanzen
entwickelte[106]. Unter Berücksichtigung aller wesentlichen Merkmale
bestimmte er mit großer Schärfe die Charaktere von nahezu 1000
Gattungen. Nachdem *Linné* Reisen nach England und nach Frankreich
unternommen hatte -- in Paris ernannte man ihn zum korrespondierenden
Mitgliede der Akademie der Wissenschaften -- kehrte er nach Stockholm
zurück. Hier nahm man ihn mit großen Ehrenbezeugungen auf. *Linné*,
der sich zunächst dem ärztlichen Beruf zuwandte, wurde Leibarzt
des Königs und Präsident der Akademie der Wissenschaften. Im Jahre
1741 siedelte er nach dem nahen Upsala über. Während der beiden
Jahrzehnte, die *Linné* dort als anregender Lehrer und unermüdlicher
Forscher zubrachte, erlebte die Naturbeschreibung ihre Glanzperiode.
Der botanische Garten wurde in seinem Geiste erneuert und mit einem
naturhistorischen Museum verbunden. Im Jahre 1746 gab *Linné* ein Werk
über die Tierwelt Schwedens heraus, einige Jahre später erschien seine
allgemeine Botanik[107], das botanische Hauptwerk *Linnés*. 1762 wurde
*Linné* in den Adelsstand erhoben. Seit dieser Zeit nannte er sich *von
Linné*, während sein Name ursprünglich *Linnaeus* lautete. Er starb am
10. Januar 1778[108].

*Linnés* Verdienst bestand nicht in epochemachenden Entdeckungen, die
späteren Geschlechtern unmittelbare Anregung zu weiterem Forschen
gegeben hätten, sondern er erblickte seine Aufgabe vornehmlich in
der systematischen Bearbeitung des gesamten, von seinen Vorgängern
übermittelten naturgeschichtlichen Wissens. Hierin hat er Bedeutendes
geleistet und sich einer Mühe unterzogen, deren Bewältigung im
Interesse des weiteren Fortschritts lag. Daß seine Nachfolger das
System überschätzten und die Einordnung der neu beschriebenen Formen
für die hauptsächlichste Aufgabe der Wissenschaft hielten, darf man dem
Begründer dieses Systems nicht zur Last legen. In der Botanik brachte
*Linné* die seit *Caesalpin* auf die Aufstellung eines künstlichen
Systems gerichteten Bestrebungen zum Abschluß. Die Kenntnis von der
Sexualität der Pflanzen, auf welcher seine Einteilung fußte, verdankte
er vor allem den Untersuchungen des Deutschen *Camerarius*[109],
wie auch seine binäre Nomenklatur auf den Vorgang anderer Botaniker
(*Jungius* und *Ray*) zurückzuführen ist.

Der sogenannte Schlüssel, nach dem *Linné* in seinem System das ganze
Pflanzenreich in Klassen einteilte, ist folgender:

  =A. Pflanzen mit Blüten.=

  Aa. *Mit lauter Zwitterblüten.*

  aa. Mit freien Staubfäden.

  aaa. Mit Staubfäden von unbestimmter Länge.

  1. Klasse mit einem Staubfaden        *Monandria*[110].

  2.   "     "  zwei  Staubfäden              *Diandria*.

  3.   "     "  drei      "                  *Triandria*.

  4.   "     "  vier      "                 *Tetrandria*.

  5.   "     "  fünf      "                 *Pentandria*.

  6.   "     "  sechs     "                  *Hexandria*.

  7.   "     "  sieben    "                 *Heptandria*.

  8.   "     "  acht      "                  *Octandria*.

  9.   "     "  neun      "                 *Enneandria*.

  10.  "     "  zehn      "                  *Decandria*.

  11.  "     "  12-19     "                *Dodecandria*.

  12. Klasse mit 20 oder mehr Staubfäden,
  die nicht auf dem
  Fruchtboden, sondern auf der
  inneren Seite des Kelches sitzen          *Icosandria*.

  13. Klasse mit 20 oder mehr Staubfäden,
  die auf dem Fruchtboden
  sitzen                                    *Polyandria*.

  abb. Mit Staubfäden von bestimmter
  Verschiedenheit in der Länge.

  14. Klasse, Pflanzen mit vier Staubfäden,
  von denen zwei nebeneinander
  stehende länger und
  zwei kürzer sind                           *Didynamia*.

  15. Klasse, Pflanzen mit sechs Staubfäden,
  von denen vier länger,
  zwei einander gegenüberstehende
  aber kürzer sind                   *Tetradynamia*[111].

  ab. Mit verwachsenen Staubfäden oder
  verwachsenen Staubbeuteln.

  16. Klasse, Pflanzen mit Staubfäden,
  die unten zusammengewachsen
  sind                                     *Monadelphia*.

  17. Klasse, Pflanzen, deren Staubfäden
  zu zwei Bündeln verwachsen
  sind                                      *Diadelphia*.

  18. Klasse, Pflanzen, deren Staubfäden
  zu drei oder mehr Bündeln
  verwachsen sind                    *Polyadelphia*[112].

  19. Klasse, Pflanzen, deren Staubbeutel
  zu einem Zylinder zusammengewachsen
  sind                                 *Syngenesia*[113].

  20. Klasse, Pflanzen, deren Staubfäden
  mit den Griffeln verwachsen
  sind                                  *Gynandria*[114].

  Ab. *Mit getrennten Geschlechtern.*

  21. Klasse, männliche und weibliche
  Blüten befinden sich an
  einer Pflanze                               *Monoecia*.

  22. Klasse, männliche und weibliche
  Blüten befinden sich auf
  verschiedenen Pflanzen                  *Dioecia*[115].

  23. Klasse, außer den Zwitterblumen
  befinden sich noch männliche
  oder weibliche Blüten oder
  beide zugleich an einer oder
  an verschiedenen Pflanzen             *Polygamia*[116].

  =B. Pflanzen, bei denen weder Staubfäden noch Stempel,
  welche bei den übrigen Pflanzen wesentliche Teile
  der Blüte sind, in die Augen fallen.=

  24. Klasse                          *Cryptogamia*[117].

*Linnés* System fand anfangs viel Widerspruch. Entweder wurde die
Sexualität der Pflanzen trotz aller unzweifelhaften Beweise geleugnet,
oder man erhob den Einwand, daß »die neue Lehre zu unzüchtigen Gedanken
reize«. Deutschlands großer Systematiker *Gleditsch*, der im Auftrage
der Akademie zu Berlin den dortigen botanischen Garten gründete, mußte
sich alle Mühe geben, um den Einwurf, daß die Lehre von der Befruchtung
der Pflanzen unsittlich sei, zu widerlegen[118].

Zu der Folgerichtigkeit, mit der *Linné* sein System durchführte,
gesellte sich die umfassendste Kenntnis einheimischer und fremder
Pflanzen. Seine Übersicht[119] der Arten enthielt 7300 Nummern und
wurde neun Jahre später um weitere 1500 Nummern vermehrt. Am wenigsten
gründlich durchforschte *Linné* die Pflanzen, welche der Kleinheit
ihrer Organe wegen den Gebrauch von Vergrößerungsgläsern notwendig
machten, wie die Doldengewächse und die Kryptogamen.

*Linné* selbst war dem physiologischen Experiment, sowie der Anwendung
des Mikroskopes wenig zugetan. Sehr selten begegnen wir bei ihm
dem Bestreben, Erscheinungen auf ihre Ursachen zurückzuführen.
Er begnügte sich damit, alles gehörig zu klassifizieren. Der
mikroskopischen Forschung war das gesamte 18. Jahrhundert wenig
hold. *Grews* und *Malpighis* epochemachende Untersuchungen über den
inneren Bau der Pflanzen wurden nicht fortgesetzt. Ja, es fehlte
sogar nicht an gewichtigen Stimmen, welche die bisherigen Ergebnisse
der Pflanzenanatomie als unrichtig und trügerisch zu verdächtigen
suchten[120].

*Linnés* Art, etwas durch logisches Zergliedern klarzustellen, ohne die
Natur selbst hinreichend zu befragen, erinnert häufig an *Aristoteles*.
Daß sein Pflanzensystem in erster Linie auf die Erfüllung eines
praktischen Bedürfnisses hinauslief und keine naturgemäße Gruppierung
ergab, wußte *Linné* sehr wohl, während es seine Nachbeter später
gänzlich vergessen zu haben schienen und in dem von *Linné*
geschaffenen System die Krönung des naturgeschichtlichen Lehrgebäudes
erblickten.

In späteren Jahren hat sich *Linné* auch dem natürlichen System
zugewandt. Schon in seiner Philosophie der Botanik[121] verlangte er,
»die Fragmente der natürlichen Methode fleißig aufzusuchen«. Dies sei
das erste und letzte, was man in der Botanik erstreben müsse, denn die
Natur mache keine Sprünge. Ja, noch früher, nämlich im Jahre 1738[122],
stellte *Linné* als Grundsatz eines natürlichen Systems die Forderung
auf, sämtliche Teile der Pflanzen, insbesondere aber die Frucht, den
Samen, die Lage des Embryos usw. systematisch zu verwerten. Auch muß
anerkannt werden, daß *Linné* mit dem Wort natürliche Verwandtschaft
einen besseren Begriff verband als die meisten seiner Vorgänger. Besaß
dieser Begriff bei *Linné* zwar ebensowenig eine reale Bedeutung wie
bei den übrigen Systematikern des 18. Jahrhunderts, so paßt sich
seine Vorstellung der späteren Theorie der Abstammung der Arten doch
weit besser an. Während nämlich der Satz, daß die Natur keine Sprünge
mache, die meisten dazu verleitete, sich die organische Schöpfung als
eine einzige aufsteigende Reihe vorzustellen, dachte sich *Linné* die
Verwandtschaft der Formen unter dem Bilde eines vielmaschigen Netzes.
»Alle Pflanzen,« sagt er, »zeigen eine Verwandtschaft nach allen
Seiten.«

*Linné* selbst hat ein Verzeichnis derjenigen Gruppen aufgestellt,
die er als natürliche betrachtete. Der erste Versuch, von der
Erfassung solcher Gruppen zur systematischen Gliederung des gesamten
Pflanzenreiches zu gelangen, ging von den Franzosen aus. Die
schwedischen, deutschen und englischen Botaniker dagegen verfolgten die
von *Linné* eingeschlagene Richtung bis zur Einseitigkeit und suchten
ihren Ruhm in der Kenntnis einer möglichst großen Zahl von Arten. Erst
mit der Aufstellung des natürlichen Systems durch die beiden *Jussieu*
und *Decandolle* wurde die Grundlage für den weiteren Fortschritt
geschaffen.

Wie auf dem botanischen, so war auch auf zoologischem Gebiete *Linnés*
Wirken fast ausschließlich nach der beschreibenden und systematischen
Seite gerichtet. Sein Tiersystem entsprach indes weit mehr der
natürlichen Verwandtschaft, als dies hinsichtlich seiner Gruppierung
der Pflanzen der Fall war. Die Einteilung der niederen Tiere, deren
innerer Bau erst in der nächsten Periode eingehender studiert wurde,
fußte jedoch noch auf ganz oberflächlichen Ähnlichkeiten. Das gesamte
Tierreich zerfiel nach *Linné* in sechs Klassen, von denen nur
diejenigen der Säugetiere und der Vögel ihren Wert und Umfang auch
heute noch besitzen. Die Amphibien wurden noch mit den Reptilien zu
einer Gruppe vereinigt. Die vierte Klasse umfaßte die Fische. Die
Insekten bildeten die fünfte Klasse. Sie zerfielen in die noch heute
geltenden Ordnungen, während die letzte Klasse der Würmer alles das
umfaßte, was *Linné* anderweitig nicht unterzubringen vermochte.
Hier finden wir z. B. die Weichtiere mit den Aufgußtierchen und die
Eingeweidewürmer mit den Pflanzentieren vereinigt. Über die animalische
Natur der letzteren ist *Linné* noch nicht völlig im klaren. Er
bezeichnet sie als Pflanzen mit tierisch belebten Blüten. Mancher
Widerspruch erhob sich gegen seinen Schritt, den Menschen als besondere
Gattung an die Spitze des Systems zu stellen und ihn mit den höheren
Affen zur Ordnung der Primaten zu vereinen. Man muß jedoch anerkennen,
daß dieser Schritt die Naturgeschichte des Menschen als besonderen
Wissenszweig angebahnt hat, so daß *Blumenbach*, als er die neuere
Anthropologie begründete, nur der Auffassung *Linnés* zu folgen
brauchte.

Von besonderer Wichtigkeit für die Systematik war die von *Linné*
herrührende strenge Durchführung der binären Nomenklatur. Anstatt
weitschweifiger Definitionen, die man neu entdeckten Formen beilegte,
erhielt jede Art zwei der lateinischen Sprache entnommene Namen, von
denen der erste die Zugehörigkeit zu einer bestimmten Gattung, der
zweite dagegen, meist in Form eines Eigenschaftsworts hinzutretend,
die Art bezeichnete. Letztere erschien *Linné* als der durchaus
unveränderliche Ausgangspunkt seines Systems. »Tot numeramus
species, quot creavit ab initio infinitum ens« lautet sein bekannter
Ausspruch, »wir zählen soviel Arten, wie Gott im Anbeginn erschaffen
hat«. Diese Ansicht, welche die Beziehungen im anatomischen Bau der
Lebewesen völlig unerklärt läßt und die Worte Verwandtschaft und
Zusammengehörigkeit nur im bildlichen Sinne anzuwenden gestattet,
erstarkte in der Folge zu einem Dogma, das nicht nur die Lehre von den
heute lebenden Formen, sondern auch die Paläontologie bis zum Beginn
des 19. Jahrhunderts vollständig beherrschte und erst in der zweiten
Hälfte des letzteren zu Fall gebracht wurde.

*Linnés* Bemühen, alles zu systematisieren, erstreckte sich auch
auf das Mineralreich. Da er jedoch auch hier in erster Linie die
äußere Beschaffenheit ins Auge faßte, so war der Erfolg nur gering.
Eigentümliche Ansichten, die sich später als zum Teil begründet
erwiesen, entwickelte *Linné* in seiner Abhandlung über das Anwachsen
der Erde[123]. Danach bildeten sich die Schichten nicht aus zerriebenem
Urgestein, sondern sie sind Erzeugnisse der Lebewelt. Das Kalkgebirge
ist nach *Linné* aus Muscheln und Korallen entstanden, während die
Pflanzen tonige Ablagerungen, die später zu Schiefer erstarrten,
gebildet haben sollten.




5. Die Ausdehnung der physikalischen Methoden auf das Gebiet der
Pflanzenphysiologie.


Wenn auch auf dem Gebiete der Botanik während des 18. Jahrhunderts die
systematische Richtung überwog, so fällt doch in diesen Zeitraum die
Begründung einiger wichtigen Zweige der Pflanzenphysiologie, um deren
weiteren Ausbau man sich dann allerdings zunächst so wenig kümmerte wie
um die Fortsetzung der pflanzenanatomischen Arbeiten eines *Grew* und
*Malpighi*. Es sind dies die Arbeiten von *Hales* über die Bewegung
des Pflanzensaftes und die Aufdeckung der Beziehungen zwischen Blumen
und Insekten durch *Konrad Sprengel*, dessen Forschungen erst in
neuerer Zeit, seit *Darwin* demselben Gegenstande seine Aufmerksamkeit
zuwandte, zur vollen Würdigung gelangt sind.

Auch an Versuchen einen gewissen Einblick in den Vorgang der Ernährung
der Pflanze zu erhalten, hat es im 17. und 18. Jahrhundert nicht
gefehlt. Solche Versuche wurden schon dadurch veranlaßt, daß sich
*Aristoteles* über die Ernährung der Pflanzen geäußert hatte. Seine
Meinung ging dahin, daß die Pflanzen ihre Nahrung fertig aus der Erde
aufnähmen und daher auch keine Exkremente von sich gäben[124]. Da die
neuere Naturwissenschaft die Haltlosigkeit derartiger, aus allgemeinen
philosophischen Gründen entwickelter Urteile in zahlreichen Fällen
nachgewiesen hatte, so wandte sie das Hilfsmittel, das ihr in allen
diesen Fällen zum Siege verholfen, das experimentelle Verfahren
nämlich, auch auf diese Frage an.

Einer der ersten, der, wenn auch auf Grund nur mangelhafter
chemischer und anatomischer Kenntnisse, die Frage der Ernährung der
Pflanze vom naturwissenschaftlichen Standpunkte in Angriff nahm, war
*Mariotte*. Wir haben ihn an anderer Stelle als einen der Begründer
der Physik der Gase kennen gelernt[125]. *Mariotte* war, wie alle
Gegner der aristotelischen Art der Naturerklärung, Anhänger der
Korpuskulartheorie. Diese nahm bei ihren Erklärungsversuchen die
Bewegung kleinster Teilchen oder Korpuskeln zu Hilfe. Die Ursache der
Bewegung erblickte sie in anziehenden und abstoßenden Kräften.

*Mariotte* hat seine Ansichten im Jahre 1679 zusammengefaßt[126]. Nach
ihm nimmt die Pflanze aus dem Boden gewisse Stoffe -- »Prinzipien«
sagt *Mariotte* -- auf. Solche Stoffe sind Salz, Salpeter, Schwefel,
Wasser und Erden. Auch die Luftteilchen spielen nach *Mariotte* bei der
Ernährung der Pflanze eine Rolle. Sie werden durch den Blitz verbrannt
und mit dem Wasser dem Boden zugeführt. Erst viel spätere Forschungen
haben bewiesen, daß diese Ansichten im allgemeinen das Richtige trafen.
Eigentliche pflanzenchemische Versuche vermochte *Mariotte* nämlich
noch nicht anzustellen. Um die Irrigkeit der aristotelischen Meinungen
darzutun, waren solche auch nicht einmal nötig. Daß die Pflanzen die
Bestandteile, aus denen sie sich zusammensetzen, nicht fertig aus dem
Boden aufnehmen, beweist nach *Mariotte* schon die Tatsache, daß sich
in derselben Handvoll Erde tausende von Pflanzen aufziehen lassen, die
alle in ihrer chemischen Zusammensetzung Besonderheiten darbieten. Auch
daß sich auf einen Stamm die verschiedensten Pfropfreiser aufpflanzen
lassen, und daß diese gleichfalls aus offenbar doch ein und demselben,
aus dem Boden eintretenden Saft Erzeugnisse der verschiedensten
chemischen Art hervorbringen, beweist, wie *Mariotte* ganz richtig
hervorhebt, daß sich aus den verschiedenen Prinzipien die pflanzlichen
Substanzen durch passende Vereinigung aufbauen.

Zu ähnlichen Anschauungen gelangte *Chr. Wolf*, der die
*Leibniz*sche Philosophie fortsetzte und durch seine Bemühungen, die
Korpuskulartheorie zur Erklärung der Naturerscheinungen zu verwerten,
auch auf die Entwicklung der Chemie anregend gewirkt hat[127]. *Wolf*
gab im Jahre 1723 eine allgemeine Naturlehre[128] heraus. In diesem
Buche gibt er eine zusammenhängende Darstellung der Lehre von der
Ernährung der Pflanzen. Auch *Wolf* vertritt die Ansicht, daß die
Pflanze die in sie eintretenden Stoffe chemisch verändere. Dies wird
daraus geschlossen, daß jede Pflanze eigenartige chemische Bestandteile
(»ihr besonderes Öl«) enthält. Die Pflanze entnimmt nach *Wolf* ihre
Nährstoffe nicht nur dem Boden, sondern auch der Luft.

Im ganzen genommen bemerken wir also im 17. und in der ersten
Hälfte des 18. Jahrhunderts zwar einen erheblichen Fortschritt
gegen *Aristoteles* und van *Helmont*. Es fehlte aber noch an einer
genügenden chemischen Grundlage, um einen wirklichen Einblick in diesen
Teil des pflanzlichen Lebens zu gewinnen.

Mit weit besserem Erfolge ließen sich die physikalischen
Forschungsmittel auf die Probleme der Pflanzenphysiologie anwenden. Die
Physik hatte während des 17. Jahrhunderts die glänzendste Periode ihrer
Entwicklung gehabt. Sie bediente sich auf allen ihren Gebieten der
quantitativen Untersuchungsweise. Letztere zuerst auf die Erscheinungen
des pflanzlichen Lebens angewandt zu haben, ist das große Verdienst von
*Hales*.

*Stephan Hales* wurde am 17. September 1677 in der Nähe von Kent
geboren. Er studierte in Cambridge Theologie. Gleichzeitig betrieb er
mit großer Vorliebe Mathematik und Naturwissenschaften. Die Zeit, die
ihm sein Pfarramt übrig ließ, verwandte er auf die Verwirklichung eines
hohen Zieles, nämlich der Ausdehnung der physikalischen Forschungs-
und Betrachtungsweise auf das Gebiet der Lebensvorgänge. Im Jahre 1718
wurde *Hales* Mitglied der Royal Society; er starb am 4. Januar 1761.

In seinem Hauptwerke, der Statik der Gewächse[129], versuchte *Hales*,
auf Grund der bis dahin gewonnenen mechanischen und chemischen
Kenntnisse, durch Versuche eine Einsicht in den Lebensprozeß der
Pflanze zu gewinnen. *Harveys* Entdeckung des Blutkreislaufes
hatte die Frage angeregt, ob im Pflanzenkörper ein entsprechender
Vorgang stattfinde. Diese Frage ist es, welche *Hales* durch seine
Versuche zu entscheiden suchte. Wie in der Physiologie des Tieres die
Flüssigkeiten, deren Geschwindigkeiten, die Kräfte, welche auf sie
wirken, sowie die Menge trockener und flüssiger Nahrung die größte
Rolle spielen, so erhält, wie *Hales* des näheren ausführt, die
Mechanik auch das Leben der Pflanzen und bringt deren Wachstum zuwege.
Die Ähnlichkeit zwischen Pflanzen und Tieren sei so groß, daß, wenn
man beide nach gleicher Methode untersuche, wichtige Entdeckungen
zu erhoffen seien. Das Verfahren, das *Hales* zum erstenmale auf
das Studium der Pflanzen anwendet, besteht in Zählen, Messen und
Wägen. Der Einfluß der Physik war es, der sich auf immer weitere
Gebiete erstreckte. »Durch Zählen und Messen«, sagt *Hales* in seinem
Hauptwerk, »hat der große *Newton* die Regeln, nach denen die Gestirne
ihren Lauf beschreiben, zu bestimmen vermocht. Der allweise Schöpfer
hat sich nämlich die Richtschnur gesetzt, alles nach Zahl, Maß und
Gewicht zu erschaffen. Damit nun auch wir seine Werke ergründen
können, kommt es auf Zählen, Messen und Wägen an. Man geht dadurch den
vernünftigsten und sichersten Weg. Und der so ungemein große Erfolg,
den dieses Verfahren gezeitigt hat, muß uns anreizen, es anzuwenden.«

*Hales'* Untersuchungen befassen sich zunächst mit der Feststellung
der Flüssigkeitsmenge, die von den Pflanzen aus dem Boden aufgenommen
und durch die Blätter wieder abgedunstet wird. Eine 3½ Fuß hohe
Sonnenblume wurde in einen Topf gepflanzt, der durch eine Bleiplatte
nach Möglichkeit gegen Verdunstung geschützt war. Durch diese Platte
führte ein Rohr, das zum Nachfüllen von Wasser diente. Der infolge
der Transpiration eintretende Gewichtsverlust betrug für die zwölf
Stunden von morgens bis abends an heißen Tagen 1 Pfund 14 Unzen,
während der Verlust desselben Topfes, nachdem die Pflanze abgeschnitten
und der Stumpf verklebt war, unter im übrigen gleichen Umständen nur
zwei Unzen[130] betrug. In einer warmen, trockenen Nacht betrug die
Ausdünstung der Sonnenblume drei Unzen; wenn Tau auftrat, unterblieb
sie ganz.

Darauf stellte sich *Hales* die Aufgabe, die gesamte, oberhalb und
unterhalb des Bodens befindliche Fläche der Sonnenblume zu messen.
Zunächst wurden sämtliche Blätter abgeschnitten und der Größe nach in
Gruppen geordnet. Sodann wurde ein Drahtnetz mit Maschen von bekannter
Größe auf die einem jeden Haufen entnommenen Blätter gelegt und durch
Abzählen der deckenden Maschen die Oberfläche bestimmt. Auf diese
Weise fand *Hales* die Gesamtgröße der abdunstenden Fläche gleich 5616
Quadratzoll, während er die Oberfläche der Wurzeln zu 2286 Quadratzoll
und deren Gesamtlänge zu 1448 Fuß ermittelte. Innerhalb zwölf Stunden
ging durch den Stamm eine Flüssigkeitsmenge von 34 Kubikzoll. Der Stamm
besaß einen Quadratzoll Querschnitt. Dies ergab unter der Annahme,
daß der Stamm sich wie ein hohles Rohr verhält, für den aufsteigenden
Saft eine Geschwindigkeit von 34 Zoll. Die wahre Geschwindigkeit
mußte, wie *Hales* bemerkte, viel größer sein, da der Raum des Stammes
zum größten Teil mit fester Materie ausgefüllt ist. *Hales* fand,
daß der immergrüne Zitronenbaum viel weniger transpiriert als die
Sonnenblume, der Weinstock und andere Pflanzen, die ihre Blätter im
Winter verlieren. Spätere Versuche, die sich auf zwölf immergrüne Bäume
erstreckten, bestätigten die am Zitronenbaum gemachte Erfahrung[131].

Von besonderem Interesse ist es, daß *Hales* das Ergebnis seiner mit
den Pflanzen angestellten Versuche fortgesetzt mit den an Tieren und
Menschen gemachten Beobachtungen verglich. So ergaben die Berechnungen,
die er an seine Arbeit über die Transpiration der Sonnenblume
anknüpfte, daß diese Pflanze in derselben Zeit unter Berücksichtigung
des Körpergewichts 17mal so viel Flüssigkeit aufnimmt und abgibt wie
der Mensch. Diesen Unterschied sieht *Hales* mit Recht darin begründet,
daß die Flüssigkeit, welche die Pflanzen aus dem Boden einsaugen, nicht
soviel Nährsubstanz enthält wie der Saft, der aus dem Verdauungskanal
in den Körper des Tieres übergeht[132].

[Illustration: Abb. 12. Der Wurzel Ziehen oder Saugen (*Hales*, Statik
der Gewächse, Tab. III, Fig. X).]

Da die Bewegung des Pflanzensaftes nicht wie bei den Tieren durch ein
besonderes Triebwerk hervorgerufen wird und, wie *Hales* vermutete,
nur nach einer Richtung vor sich geht, jedenfalls aber nicht in einem
Kreislauf innerhalb der Gefäße besteht, so suchte er zunächst die Kraft
ausfindig zu machen, durch welche die Pflanzen Flüssigkeiten in sich
ziehen. Neben einem vollbeblätterten Baum wurde eine Grube hergestellt.
Ein kräftiger Wurzelast wurde abgeschnitten, mit einer Röhre versehen
und in ein mit Quecksilber gefülltes Becken getaucht (siehe Abb.
12). Die Wurzel zog alsdann mit solcher Kraft, daß das Quecksilber
in der Röhre bis zu einer beträchtlichen Höhe emporstieg[133]. Die
gleiche Wirkung äußerte ein transpirierender Ast, wenn man das mit
seinem abgeschnittenen Ende verbundene Rohr in Quecksilber tauchte.
So wurde, um eins der vielen Beispiele zu erwähnen, ein frischer
Zweig eines jungen Apfelbaums mit einer Röhre verbunden; diese wurde
sodann mit Wasser gefüllt und in Quecksilber getaucht. Letzteres
stieg in 7 Minuten um 12 Zoll (Abb. 13). In anderen Fällen wurde das
Quecksilber jedoch nur wenig gehoben, sodaß *Hales* selbst das infolge
der Transpiration ausgeübte Saugen der Zweige allein zur Erklärung
der Wasserbewegung größerer Pflanzen für nicht ausreichend erachtete.
Er nahm daher als weitere bewegende Kräfte die Kapillarität und den
Wurzeldruck, den er durch viele Experimente messend verfolgt hat, in
Anspruch.

Die Erscheinung birgt indes selbst für die heutige Pflanzenphysiologie
noch manches Rätsel. *Hales* schließt seine Untersuchung mit den
Worten: »Die Pflanzen ziehen durch ihre kleinen Haarröhrchen die
Feuchtigkeit so stark an, wie wir es gesehen haben. Die Feuchtigkeit
verfliegt durch die Transpiration. Diese bewirkt, daß die Saftgefäße
leer werden und infolgedessen neue Nahrung an sich ziehen.« Seine
Ansicht, daß es sich bei diesem Vorgang nur um physikalische Kräfte
handele, suchte er durch Versuche mit anorganischen, porösen Substanzen
zu stützen. So wurde z. B. eine lange Glasröhre mit Mennige gefüllt
und in derselben Weise wie die Wurzel mit Wasser und Quecksilber in
Verbindung gesetzt. Auch in diesem Falle stieg nicht nur das Wasser
in die poröse Masse empor, sondern das Quecksilber folgte bis zu
einer Höhe von 8 Zoll. Nachdem man später die saugende Wirkung und
die Kapillarität als unzureichend erkannt hatte, um das Wasser zu
nennenswerter Höhe emporzuschaffen, hat man den Sitz der anziehenden
Kräfte wohl in die Zellwand oder in den Zellinhalt verlegt, ohne daß
bisher eine nach jeder Richtung befriedigende Erklärung des in Frage
stehenden Vorgangs gelungen wäre.

[Illustration: Abb. 13. *Hales'* Versuch über das Saugen eines
transpirierenden Zweiges.]

Die meisterhaften Untersuchungen eines *Hales* haben auch für die
Aufhellung einer zweiten Reihe von Erscheinungen Grundlagen geschaffen,
auf denen die Pflanzenphysiologie noch heute fußt. Es sind dies die
unter dem Namen des Blutens[134] oder Tränens bekannten Vorgänge,
welche durch den Wurzeldruck veranlaßt werden. *Hales* schnitt einen
Weinstock 7 Zoll über der Erde ab. Der übriggebliebene Stumpf, Abb. 14
c, besaß keine Äste, er war 4 bis 5 Jahre alt und 3/4 Zoll dick. An der
Spitze dieses Stumpfes befestigte *Hales* vermittelst der Hülse b eine
gläserne Röhre *bf* von 7 Fuß Länge und 1/4 Zoll Durchmesser. Die Fuge
b dichtete er mit einer Masse aus Wachs und Terpentin, die er mit einer
nassen Blase gut zuband. Er fügte dann eine zweite Röhre *fg* an die
erste und fügte an die zweite noch eine dritte *ga*, so daß alle drei
ein Rohr von 25 Fuß Länge bildeten.

Zunächst sog der Stumpf Wasser ein. Bald darauf drang aber Saft aus
dem Weinstock und die Flüssigkeit hatte nach wenigen Tagen eine Höhe
von mehr als 20 Fuß erreicht, so daß *Hales* auf den Gedanken kam, den
erzeugten Druck durch das soviel schwerere Quecksilber zu messen.

Zu diesem Zwecke schnitt er einen Weinstock, bei a in Abb. 14, einige
Fuß über der Erde ab. Der Stumpf *ab* besaß keine Zweige und war etwa
einen Zoll dick. Daran befestigte er die Röhre *ayz* und goß in diese
Quecksilber. Noch an demselben Tage stieg das Quecksilber bis z und
stand 15 Zoll höher als im Schenkel x.

[Illustration: Abb. 14. Das Steigen des Pflanzensaftes in einer 25 Fuß
langen Röhre (*Hales'* Statik der Gewächse, Tab. IV, Fig. 17).]

Einige Tage später betrug die Höhe des Quecksilbers 32½ Zoll. Sie
würde noch mehr betragen haben, wenn mehr Quecksilber in der Röhre
gewesen wäre. Die Versuche wurden im April angestellt. Im Verlauf
des Monats Mai nahm die Kraft des Saftes nach und nach ab. Als die
Quecksilberhöhe 32½ Zoll betrug, war diese Kraft dem Drucke einer
36 Fuß 5 Zoll hohen Wassersäule gleich. Bei einem anderen derartigen
Versuch hob diese Kraft des Saftes das Quecksilber auf 38 Zoll, was dem
Drucke einer 43 Fuß 3 Zoll hohen Wassersäule entsprach.

*Hales* wies darauf nach, daß diese Kraft etwa fünfmal so groß ist
wie der Druck des Blutes in einer Pulsader des Pferdes und siebenmal
größer als der Blutdruck beim Hunde. Den Druck des Blutes ermittelte
er dadurch, daß er die Tiere lebend auf dem Rücken festband und eine
große Pulsader öffnete. Darauf verband er diese Ader mit einem Glasrohr
von 10 Fuß Länge und 1/8 Zoll Durchmesser. In diesem Rohr stieg das
Blut eines Pferdes 8 Fuß 3 Zoll, dasjenige eines kleinen Hundes dagegen
6½ Fuß hoch empor.

Die Ansicht, daß in der Pflanze ein Kreislauf der Flüssigkeit wie in
dem Gefäßsystem der Tiere stattfinde, suchte *Hales* gleichfalls durch
Versuche zu widerlegen. So brachte er an transpirierenden Pflanzen oder
Ästen geeignete Einschnitte übereinander an, die sämtlich bis zum Marke
gingen und nach den vier Himmelsgegenden gerichtet waren. »Obgleich
auf solche Weise dem Safte wiederholt der gerade Weg benommen war,
sagt *Hales*, ging dennoch eine erhebliche Menge Feuchtigkeit durch
den transpirierenden Ast hindurch. Auch wurde die obere Fläche der
Einschnitte nicht etwa feucht, was doch bei einem Kreislauf des Saftes
hätte eintreten müssen.«

[Illustration: Abb. 15. Die Bestimmung des Wurzeldruckes mittelst des
Quecksilbermanometers (*Hales*, Statik der Gewächse, Tab. IV, Fig. 18).]

*Hales* dehnte seine Messungen von der Pflanze ausgehend auf den
Boden aus. Er entnahm dem Boden Proben aus verschiedener Tiefe
und bestimmte seinen Feuchtigkeitsgehalt. Ferner bestimmte er die
Ausdünstung des Bodens ihrer Größe nach und verglich die gewonnenen
Zahlen mit der Verdunstung des Wassers. Wenn auch die erhaltenen Werte
noch mit manchen Fehlern behaftet, die Versuche zum Teil roh und die
Versuchsbedingungen nicht sämtlich bekannt waren, so verdient es doch
die größte Anerkennung, daß uns hier zum ersten Male das Streben
begegnet, mit wissenschaftlicher Gründlichkeit ein bisher gänzlich
unbekanntes Gebiet der Forschung zu erschließen. *Hales* wird daher mit
Recht als der eigentliche Vater der Pflanzenphysiologie betrachtet. Er
hat nicht nur den Flüssigkeitsverbrauch, sondern auch den Gaswechsel
der Pflanze nach wissenschaftlichem Verfahren zu erforschen gesucht und
zwar mit solchem Erfolge, daß wir ihm auch einen wesentlichen Anteil
an der Begründung der neueren Chemie zusprechen müssen. Ist es doch
*Hales*, dem diese Wissenschaft eins ihrer wichtigsten Hilfsmittel, die
pneumatische Wanne nämlich, sowie wertvolle Untersuchungen über die
Atmung und die Verbrennung verdankt. Allerdings wurden die Ergebnisse
seines Forschens dadurch sehr getrübt, daß er noch nicht imstande war,
die Gasarten zu unterscheiden. Für *Hales* war noch jeder elastisch
flüssige Stoff, sei es, daß er durch Destillation, durch Gärung
oder bei der Lösung entstand, durch verschiedenartige Beimengungen
verunreinigte Luft. Schon früher hatte man bemerkt, daß Pflanzenteile,
die sich längere Zeit unter einer mit Wasser gefüllten Glocke
befinden, Gas entwickeln. Hieraus schloß *Hales*, daß die Luft an der
Zusammensetzung der Pflanzen teilnimmt. Daß sie das Holz durchdringt,
wies er vermittelst der Luftpumpe nach, auch erwähnt er die von *Grew*
beschriebenen Dunstlöcher (Spaltöffnungen) und ihre Ähnlichkeit mit
den Schweißporen. Durch diese Dunstlöcher dringe die zur Ernährung der
Pflanze nötige Luft in den Stamm und die Blätter ein.

[Illustration: Abb. 16. *Hales'* Versuche über die trockene
Destillation mit Benutzung der pneumatischen Wanne (*Hales*, Statik,
Tafel IX, Fig. 38).]

Um das Gas zu untersuchen, das die Pflanzen bei ihrer Zersetzung
liefern, bediente *Hales* sich gläserner Gefäße, die mit Wasser gefüllt
und in größeren Behältern umgestülpt wurden (s. Abb. 16). Diese unter
dem Namen der pneumatischen Wanne bekannte Vorrichtung hat in der Folge
das Studium der Gase außerordentlich gefördert. Bei der trockenen
Destillation von 398 Gran Erbsen erhielt *Hales* 396 Kubikzoll Gas, das
sich an einem Licht entzündete. In einem zweiten Versuch gab ein halber
Kubikzoll oder 135 Gran von dem Holz einer Eiche 128 Kubikzoll Gas. Das
entstandene Gas nahm einen bedeutend größeren Raum ein. Es hatte sich
aus einem Viertel des angewandten Holzes gebildet[135].

Sehr wichtig ist, daß *Hales* seinen Apparat auch auf die Untersuchung
der Steinkohle anwandte. Durch die trockene Destillation von 158 Gran
Steinkohle erhielt er 180 Kubikzoll brennbare Luft. *Hales* war wohl
der Erste, der auf solche Weise die experimentelle Grundlage für die
Fabrikation des Leuchtgases schuf. An eine praktische Verwertung seines
Ergebnisses hat man erst hundert Jahre später gedacht.

Daß *Hales* nicht nur Pflanzenphysiologe war, geht aus seinen oben
erwähnten Versuchen über die Größe des Blutdruckes hervor. *Hales*
ermittelte, daß der Druck des Blutes in den größeren Arterien den
Blutdruck in den großen Venen um viele Male (nach seinen Bestimmungen
10 bis 12mal) übertrifft. Er maß ferner die Kraft, mit der die Lunge
bei der Atmung sich ausdehnt, an einem der Vivisektion unterworfenen
Hunde[136]. Er bestimmte den Durchmesser der Lungenbläschen und
berechnete daraus für die Lunge die innere Gesamtfläche, die er viele
Male größer als die Oberfläche des betreffenden Tieres fand. An seine
Versuche über die Atmung knüpfte er ferner hygienische Winke über
die Heizung und die Ventilation der Wohnräume an. Er konstruierte
sogar einen Ventilator, um Abhilfe für die ungesunden Zustände
herbeizuführen, welche damals auf den englischen Kriegsschiffen
herrschten[137]. *Hales* wurde von dem Gedanken geleitet, daß seine
Untersuchungen insbesondere dem Ackerbau Nutzen gewähren möchten. Es
ist ohne Zweifel ein Ausfluß baconischer Philosophie, wenn er sein
Werk, durchdrungen von der Bedeutung seiner Entdeckungen, mit den
Worten schließt: »Wenn doch diejenigen, die ihre Zeit und ihr Vermögen
damit verschwenden daß sie, einer leeren Einbildung folgend, alles in
Gold verwandeln wollen, an der Erforschung dieser Vorgänge arbeiteten,
so würden sie, anstatt Wind zu ernten, die Lorbeeren erlangen, mit
denen nützliche Entdeckungen belohnt werden.« Wichtig ist, wie
*Hales* seine wenn auch noch unvollkommene Erkenntnis, daß die Luft
in die Bildung des Pflanzenkörpers eingeht und dabei ihre Elastizität
verliert, durch das Studium chemischer Vorgänge zu erläutern und
zu unterstützen sucht. So begegnet uns bei ihm schon jener für die
spätere Analyse der Atmosphäre wichtige Versuch, daß Phosphor in
einer abgeschlossenen Luftmenge verbrannt und eine dabei eintretende
Raumverminderung nachgewiesen wird. Von diesem Versuche und den
ähnlichen Versuchen *Guerickes*[138] bis zur Entdeckung der Tatsache,
daß die von dem Phosphor gebundene Luft zu der übrig bleibenden
Luftmenge stets in einem bestimmten Verhältnis steht, die Luft also
aus *zwei* Gemengteilen zusammengesetzt ist, war nur noch ein Schritt.
Auch daß Blei bei seiner Umwandlung in Mennige Luft verschlucke, die
sich mit dem Blei vereinige und zur Schwere der Mennige beitrage, führt
*Hales* als Beispiel an. Ja, er erzeugt diese Luft auch durch Erhitzen
in seiner Retorte wieder, stellt also schon denselben Versuch an, der
*Priestley* später zur Entdeckung des Sauerstoffs und *Lavoisier* zur
richtigen Deutung des Verbrennungsprozesses geführt hat. *Hales* besaß
somit, wie *Black* und andere Zeitgenossen, schon die experimentelle
Grundlage für diese Deutung. Dennoch konnte man sich von den älteren
Vorstellungen nicht frei machen. Das Verschwinden der Luft war für
*Hales* nicht so wesentlich wie die vermeintliche Aufnahme aus dem
Feuer herrührender Teilchen.

Nach ihrer chemischen Seite ließ sich die Pflanzenphysiologie erst
fördern, nachdem die Chemie selbst erhebliche Fortschritte gemacht
hatte. Dies geschah durch die Arbeiten *Priestleys*, *Scheeles* und
*Lavoisiers* im Verlauf der zweiten Hälfte des 18. Jahrhunderts.
Auf diese Arbeiten fußten *Ingen-Housz* und *de Saussure*, die wir
in einem späteren Abschnitt als die eigentlichen Begründer der
Ernährungsphysiologie kennen lernen werden.




6. Der Ausbau der im 17. Jahrhundert begründeten Sexualtheorie.


Außer den im vorigen Abschnitte geschilderten Schritten zur Begründung
der Ernährungsphysiologie zeitigte das 18. Jahrhundert auf botanischem
Gebiete auch hervorragende Arbeiten, welche den weiteren Ausbau der von
*Camerarius* geschaffenen Sexualtheorie bezweckten. Es sind dies die
Bastardierungsversuche *Kölreuters*, welche das Wesen der pflanzlichen
Sexualität in das hellste Licht stellten, und *Sprengels* Nachweis der
wichtigen Rolle, welche die Insekten bei der Befruchtung spielen.

Zwischen dem Erscheinen der Schrift des *Camerarius* über das
Geschlecht der Pflanzen (1694) und dem Werk *Kölreuters* über den
gleichen Gegenstand liegt ein Zeitraum von etwa siebzig Jahren.
Innerhalb dieses ausgedehnten Zeitraums wurde zwar für und gegen
die neue Lehre viel gestritten, jedoch nur selten der allein den
Fortschritt bedingende Weg des Versuches weiter verfolgt. So schreibt
*Leibniz* 1701, die Blüten hätten offenbar die genaueste Beziehung zur
Fortpflanzung, und es sei von großem Nutzen in der Fortpflanzungsweise
Unterschiede aufzufinden. *Leibniz* mit seiner Vielgeschäftigkeit war
indessen nicht der Mann, um mühevolle, zeitraubende Versuche nach der
erwähnten Richtung anzustellen.

Erwähnenswert für diesen Zeitraum sind die Versuche *Bradleys*[139],
der zuerst mit Zwitterblüten experimentierte. *Bradley* pflanzte zwölf
Tulpen und sorgte dafür, daß sich in der Nachbarschaft keine Tulpen
befanden. Er beseitigte darauf die Staubgefäße dieser Pflanzen, bevor
sie sich öffneten. Der Erfolg bestand darin, daß keine von den zwölf
Pflanzen Samen entwickelte.

Ein weiterer Fortschritt in der Erkenntnis der Sexualität der Pflanzen
war es, daß man wenn auch zunächst vereinzelte Wahrnehmungen über die
Bestäubung durch Insekten machte. Man[140] bemerkte z. B. bei einer
Wiederholung des soeben erwähnten Versuches, daß Bienen von einem
benachbarten Tulpenbeet Blütenstaub auf die der Staubgefäße beraubten
Blüten übertrugen, und daß letztere dann reife Samen bildeten. Daneben
beschäftigte man sich mit der Frage, wie der Pollen die Entstehung des
von der Narbe oft so weit entfernten Samens bewirke. Man kam jedoch
hierüber zu keinem Ergebnis.

Das Beste, was in dem Zeitraum zwischen *Camerarius* und *Kölreuter*
über die Sexualität der Pflanzen veröffentlicht wurde, ist wohl
die Abhandlung von *Gleditsch* vom Jahre 1749[141]. Die Berliner
Akademie der Wissenschaften ließ seit dem Beginn der ihr so günstigen
Regierung Friedrichs des Großen der Botanik ihre besondere Förderung
angedeihen. Ihr Mitglied *Gleditsch* schuf in Jahrzehnte währender,
unermüdlicher Arbeit einen botanischen Garten, der als ein Muster
für derartige Unternehmungen gelten konnte. Es wurden Vorlesungen
über Forstwissenschaft eingerichtet und in einem von *Gleditsch*
verfaßten Werk entstand das erste wissenschaftliche Lehrbuch für diese
Disziplin. In gleicher Weise war man in Preußen unter der Führung
von *Gleditsch* auch für die Landwirtschaft tätig. Man bemühte sich
nicht nur, die Methoden zu verbessern, sondern war auch auf den Anbau
neuer Nutzpflanzen bedacht. Es ist erklärlich, daß unter solchen
Verhältnissen in Preußen auch die wissenschaftliche Botanik manchen
Fortschritt aufwies. Besonders war es wieder *Gleditsch*, der zu
Versuchen mit Pflanzen riet und zahlreiche Pflanzenversuche selbst
anstellte. An dieser Stelle sind vor allem die sich über Jahre und
zahlreiche Arten erstreckenden Versuche hervorzuheben, über die
*Gleditsch* in der erwähnten Abhandlung berichtet. Er wählte als
Versuchsobjekte die diözischen Bäume. Am bekanntesten ist seine
Befruchtung einer Palme des Berliner botanischen Gartens durch den
Pollen eines in Leipzig wachsenden männlichen Exemplars derselben Art
geworden. *Gleditsch* bringt hierüber folgenden Bericht. Die Berliner
Palme sei achtzig Jahre alt und weiblich; sie habe niemals Früchte
getragen, auch habe es in Berlin keinen männlichen Baum derselben
Art gegeben, wohl aber in Leipzig. *Gleditsch* ließ sich darauf die
Staubgefäßblüten aus Leipzig kommen und streute deren Pollen auf die
in Berlin blühende weibliche Pflanze. Das Ergebnis war der deutlichste
Beweis für die Richtigkeit der Lehre von der Sexualität der Pflanzen.
Der bis dahin völlig sterile Baum setzte nämlich Früchte an, die im
Winter reiften und im darauf folgenden Frühjahr keimten.

In den Jahrzehnten, die zwischen *Camerarius* und dem großen Vollender
seines Werkes, *Kölreuter*, liegen, schuf *Linné* sein Pflanzensystem.
Letzteres gründete sich zwar auf die Zahl und die Beschaffenheit der
Staubgefäße und der Stempel, hat aber im Grunde genommen mit der
Feststellung der Sexualität selbst nichts zu tun. Auf mikroskopische
und experimentelle Forschungen, die hier allein entscheidend sind, hat
*Linné* zufolge seiner ganzen Richtung wenig Gewicht gelegt.

Mit der Entwicklung der Vorstellungen über die Sexualität der Pflanzen
haben wir uns an anderen Stellen[142] wiederholt beschäftigt. Die Frage
war nur auf experimentellem Wege zu lösen, und die Versuche, sie zu
entscheiden, mehrten sich, nachdem die Entdeckung der Samenfäden[143]
das Interesse für das Wesen des geschlechtlichen Vorganges auf das
höchste gesteigert hatte. Im Anschluß an diese Entdeckung hatte
*Leeuwenhoek* die Lehre aufgestellt, das bewegliche männliche Element
sei der eigentliche Kernpunkt, aus dem sich der neue Organismus
entwickle. Für die Botaniker erhob sich infolgedessen die Frage, wie
dieses Element durch den Griffel in die Höhlung des Fruchtknotens
gelange. In dem Bestreben, den Befruchtungsvorgang zu erforschen,
wandte man sich auch mit Eifer den blütenlosen Pflanzen zu. In
Deutschland wurde insbesondere die Naturgeschichte der Algen, Flechten
und Moose gefördert[144].

Ein neuer großer Fortschritt in der Enträtselung dieser Fragen erfolgte
durch *Kölreuter*. Ist zur Erzeugung von keimfähigen Samen eine Wirkung
des Pollens auf den Stempel erforderlich, die sich auf eine zunächst
nicht näher zu erklärende Weise der Samenknospe mitteilt, so mußte
sich die Frage erheben, welchen Anteil das männliche und das weibliche
Element an dem Zustandekommen eines neuen Pflanzenindividuums besitzen.
Da letzteres bei normaler Befruchtung den elterlichen Pflanzen
gleicht, so war diese Frage nur durch die Übertragung des Pollens einer
Pflanzenart auf die Narbe einer zweiten Art zu entscheiden, wie es
schon *Camerarius* in Vorschlag gebracht hatte. Gelang dieser Versuch,
so erwuchs daraus zugleich auch für die Richtigkeit der Sexualtheorie
eine neue Bestätigung. Der erste, der auf diesem Wege Erfolg hatte
und die Grundlage für alle in der gleichen Richtung sich bewegenden
Arbeiten schuf, war der erwähnte *Kölreuter*[145]. *Kölreuters*
Werk erhebt sich über alle früheren und gleichzeitigen botanischen
Schriften. Es stellt eine mit großem Scharfsinn und außerordentlicher
Mühe geschaffene, im Geiste modern wissenschaftlicher Forschung
geschriebene Abhandlung dar, auf der alle späteren Untersuchungen über
Sexualität und Bastardbildung fußen.

*Kölreuter* geht von dem Bau des Pollens und den Veränderungen aus,
die mit dem Pollen nach der Bestäubung vor sich gehen. Trotz der
damals noch unentwickelten, den feineren Strukturverhältnissen nicht
gewachsenen mikroskopischen Technik sah er, daß das Pollenkorn eine
äußere dicke Haut und ein dünneres, darunter liegendes, ungleich
schwächeres Häutchen besitzt. Das Innere erkannte er als eine körnige,
im reifen Zustande gleichmäßige, flüssige und durchsichtige Masse
(Protoplasma). Er bemerkte ferner die Stacheln und das Aufspringen der
äußeren Haut, sah die Deckel, die sich von den in ihr entstehenden
Löchern abheben, ja er sah endlich die innere Haut als Ausstülpung aus
diesen Löchern hervortreten, beobachtete somit wenigstens den Beginn
der Pollenschlauchbildung. Weiter vermochte *Kölreuter* den Vorgang
nicht zu verfolgen. Der gewonnene Einblick war also nur unvollständig.
Da *Kölreuter* trotzdem, losgelöst von der Erfahrung, weiterschritt,
so konnte die von ihm geschaffene Theorie des Befruchtungsvorganges
das Wesen des letzteren nicht aufhellen. Nach *Kölreuter* findet die
Befruchtung schon auf der Narbe statt, indem sich die dort befindliche
Flüssigkeit, die er für den weiblichen Zeugungstoff hielt, mit der
öligen, männlichen Flüssigkeit des Pollenkorns vermische. Diese
Mischung werde von der Narbe und dem Griffel aufgesogen und gelange
dadurch in den Fruchtknoten, um dort in den Samenanlagen die Keimlinge
zu erzeugen.

Den Schleier von diesem für das Verständnis der organischen Welt
grundlegenden Vorgang zu lüften, gelang erst den vereinten, mühevollen
Anstrengungen zahlreicher Forscher des 19. Jahrhunderts.

Die weiteren Untersuchungen *Kölreuters* befaßten sich mit der Frage,
wie viel Pollenkörner zur Befruchtung nötig seien. Er wies nach, daß
ein einziges Pollenkorn genügt, um einen einsamigen Fruchtknoten
zu befruchten. Daraus schloß *Kölreuter*, daß die Zahl der für die
Befruchtung nötigen Staubkörner im Verhältnis zu den in der Blüte
vorhandenen Staubkörnern sehr gering sei. Er bewies dies durch
folgenden Versuch. In einer Blüte von Hibiscus venetianus zählte
*Kölreuter* 4863 Pollenkörner. Die Samenkapsel dieser Pflanze enthält
aber bei der vollkommenen natürlichen Befruchtung nur etwa 30 Samen. Um
letztere zu erzeugen, waren 50-60 Staubkörner erforderlich. Übertrug
*Kölreuter* die zehnfache Menge auf die Narbe der Pflanze, so erhielt
er deswegen nicht mehr und auch nicht etwa vollkommenere Samen. Man
sieht, es waren ins kleinste gehende und dennoch für das Verständnis
des Befruchtungsvorganges höchst wichtige Versuche, die wir *Kölreuter*
verdanken.

*Kölreuter* erörtert darauf die Möglichkeit, daß der Pollen der
einen Art auf die Narbe der anderen gelange, erklärt aber als echter
Naturforscher sofort, daß über den Erfolg einer solch widernatürlichen
Vermischung nur der Versuch entscheiden könne. Von vornherein nimmt
*Kölreuter* an, daß diese Vermischung etwas Außergewöhnliches sei.
Die Natur, meint er, die jederzeit auch bei scheinbarer Unordnung die
schönste Ordnung beobachte, habe dieser Verwirrung bei den Tieren außer
durch andere Mittel besonders durch die natürlichen Triebe vorgebeugt.
Man müsse daher annehmen, daß die Natur bei den Pflanzen, bei denen
der Wind und die Insekten zu einer widernatürlichen Vermischung häufig
Gelegenheit gäben, den Wirkungen dieser Vermischung durch ebenso
sichere Mittel ihre Kraft zu benehmen gewußt habe. Am ehesten werde
diese Vermischung in den botanischen Gärten vorkommen können, besonders
wenn die Pflanzen dort so geordnet wären, daß die ähnlichsten am
meisten benachbart seien -- bei einer Gruppierung nach dem natürlichen
System würden wir heute sagen.

Die erste Bastardierung gelang nach vielen vergeblichen Versuchen
im Jahre 1760 an zwei Tabaksarten. »Weil ich schon lange von dem
Geschlecht der Pflanzen überzeugt war,« sagt *Kölreuter*[146] darüber,
»und an der Möglichkeit einer Bastarderzeugung niemals gezweifelt
hatte, so ließ ich mich durch nichts abhalten, Versuche darüber
anzustellen, in der Hoffnung, daß ich vielleicht einmal so glücklich
sein würde, eine Bastardpflanze zu Wege zu bringen. Ich habe es endlich
auch bei der Nicotiana paniculata und der Nicotiana rustica soweit
gebracht, daß ich mit dem Pollen der ersteren den Stempel der anderen
befruchtet, vollkommene Samen erhalten und aus diesen noch in demselben
Jahre junge Pflanzen gezogen habe.«

Da *Kölreuter* diesen Versuch bei vielen Blumen zu verschiedenen
Zeiten und mit aller nur möglichen Vorsicht angestellt und jedesmal
vollkommenen Samen erhalten hatte, waren jeder Irrtum und die
Möglichkeit eines Versehens ausgeschlossen. Einen weiteren Beweis, daß
die künstliche Bastardierung gelungen sei, brachte die Aussaat der
durch jene Versuche erhaltenen Samen.

*Kölreuter* bemerkte nämlich zu seiner größten Genugtuung, daß die aus
dem Samen des Bastards gezogenen Pflanzen nicht nur in der Ausbreitung
ihrer Äste und der Farbe der Blumen, sondern auch bezüglich fast
aller zur Blume gehörenden Teile die Mitte zwischen beiden Stammarten
innehielten. Dieses Ergebnis war mit der im 18. Jahrhundert von vielen
gehegten, unter dem Namen der Evolutionstheorie bekannten Lehre, daß
die Embryonen fertig in den weiblichen Organen vorhanden seien und
es zu ihrer Belebung nur eines Anstoßes durch den Pollen oder Samen
bedürfe, wie auch *Kölreuter* hervorhebt, ganz unvereinbar. Durch seine
Versuche, meint er mit Recht, sei die alte aristotelische Lehre von der
Erzeugung durch zweierlei Zeugungsstoff vollkommen bestätigt.

In einem Punkte zeigte der Bastard jedoch ein bemerkenswertes
Verhalten. Seine Staubgefäße waren auffallend klein und enthielten
weniger Blütenstaub. Dieser war auch nicht mit Flüssigkeit gefüllt,
sondern bestand aus leeren Bälgen, die eine Befruchtung nicht
hervorzurufen vermochten. »Es ist also«, ruft *Kölreuter* aus[147],
»diese Pflanze im eigentlichen Sinne ein wahrer und, soviel mir
bekannt, der erste botanische Maulesel, der auf künstlichem Wege
hervorgebracht worden ist.« Obgleich der Bastardtabak durch seinen
eigenen Staub nicht befruchtet werden konnte, gelang es doch, ihn mit
dem Pollen seiner Stammarten, sei es die Vater- oder die Mutterpflanze,
zu befruchten. In beiden Fällen erhielt *Kölreuter* vollkommene
Samen, wenn auch in einer ungleich geringeren Zahl als bei den nicht
bastardierten Pflanzen durch »eine der Ordnung der Natur gemäße
Befruchtung« erzeugt werden.

Das Nächstliegende war nun, den Versuch sozusagen umzukehren und
die Narbe von Nicotiana paniculata mit dem Pollen der Nicotiana
rustica zu bestäuben. Zwar fand auch dieses Mal eine Befruchtung
statt; doch waren die erhaltenen Samen kleiner als die natürlichen, und
von sechzig dieser künstlich erhaltenen Samen ging nicht einer auf.
Indessen übertrafen sie die unbefruchteten Samen, welche man von einer
Blume erhält, die überhaupt keinen Pollen empfangen hat, bei weitem.
*Kölreuter* schloß daraus, daß in ihnen trotz ihrer Unfruchtbarkeit
doch etwas von einer Befruchtung und etwas von einem darauf erfolgten
Wachstum vor sich gegangen sein müsse.

Daß Pflanzenbastarde möglich seien, hatte *Linné* aus »philosophischen
Gründen« angenommen, ohne je ein Experiment nach dieser Richtung zu
machen. So leitete er eine Veronikaart von zwei anderen Arten derselben
Pflanze ab, nur weil alle drei Formen in demselben Gebiet vorkamen.
Die Gattung Saponaria sollte durch Bestäubung mit dem Pollen einer
Gentiana, eine Actaeaart, mit Rhus toxicodendron Bastardformen
liefern. Diesen vagen Vermutungen *Linnés* gegenüber wies *Kölreuter*
durch zahlreiche Versuche nach, daß Bastardpflanzen sich nicht so
leicht erzeugen lassen und daß die Bastardierung eine weit größere
Ähnlichkeit der betreffenden Arten voraussetzt, als man bisher wohl
angenommen hatte. Bei vielen Pflanzen ergab sich trotz ihrer nahen
Verwandtschaft bei *Kölreuters* Bastardierungsversuchen nicht der
geringste Erfolg.

Auf die epochemachende Veröffentlichung *Kölreuters* von 1761 folgte
die zweite Abhandlung im Jahre 1763. Sie brachte eine Fülle von
neuem, die erste Mitteilung ergänzenden Material. Von 60 Samen des
Bastards von Nicotiana paniculata (♀) und Nicotiana rustica
(♂), die *Kölreuter* ausgesät hatte, war, wie 1761 erwähnt, kein
einziger aufgegangen[148]. Eine Wiederholung brachte ein teilweises
Gelingen. *Kölreuter* erhielt nämlich von vier Kapseln, deren Samen
er zu verschiedener Zeit gesät hatte, acht Pflanzen, eine Zahl, die
allerdings im Verhältnis zur Zahl der in den vier Kapseln befindlichen
Samenkörner nur gering war.

Grundlegend waren auch die Versuche, die Bastarde durch wiederholte
Bestäubung mit dem Blütenstaub der väterlichen Urform in diese
zurückzuführen. Wurde die Narbe eines Bastards von Nicot. rustica ♀
und Nicot. panic. ♂ dem Pollen von Nicotiana rustica ♂ bestäubt, so
näherte sich die aus dieser Vermischung hervorgehende Generation wieder
der Nicotiana rustica; und diese Annäherung trat bei einer weiteren
durch abermalige Bestäubung mit dem Pollen von Nicotiana rustica
erzeugten Generation noch mehr in die Erscheinung.

Weitere Bastarde rief *Kölreuter* innerhalb der Gattungen Dianthus,
Hyoscyamus, Verbascum, Mattiola und anderen ins Leben. Ferner
gelang ihm die Erzeugung von zusammengesetzten, d. h. aus drei oder
mehr Arten hervorgegangenen Bastarden. So erfolgte die Vermischung von
drei Nicotianaarten nach folgendem Schema:

  Nicot. rustica ♀ }
  Nicot. panic.  ♂ } ♀ }
     Nicot. panic.   ♂ } ♀
          Nicot. glut.   ♂

Zu den merkwürdigsten Versuchen gehört *Kölreuters* Erzeugung von
Bastarden höheren Grades oder die »gänzlich vollbrachte Verwandlung
einer natürlichen Pflanzenart in eine andere«. So gelingt die
Verwandlung der Nicotiana rustica in Nicotiana paniculata nach
folgendem Schema:

  Nicot. rustica ♀ }
  Nicot. panic.  ♂ } ♀ }
     Nicot. panic.   ♂ } ♀ }
         Nicot. panic.   ♂ } ♀ }
             Nicot. panic.   ♂ } ♀

Es wurde also durch vier Generationen, ausgehend von Nicotiana
rustica, zur Bestäubung stets wieder der Pollen von Nicotiana
paniculata benutzt. Das Ergebnis war, daß die vierte so erzeugte
Generation in allen Eigenschaften Pflanzen der Nicotiana paniculata
waren. Um gänzlich verwandelt zu werden, mußten einige Pflanzen
wohl einige Grade mehr durchlaufen. Bei anderen wiederum ließ sich
die völlige Umwandlung schon in der zweiten oder dritten Generation
erreichen. Ähnlich verhielt es sich mit der Zurückführung einer bereits
verwandelten Art in die ursprüngliche Mutterpflanze. Die Ergebnisse
waren so wunderbar, daß *Kölreuter* selbst sagt, die Möglichkeit
solcher Vorgänge würde ihm zu Beginn seiner Versuche nicht einmal im
Traume eingefallen sein.

Daß die Bastardbildung in der Natur keinen solchen Umfang besitzt,
als man nach diesen Versuchen vermuten sollte, hat, wie *Kölreuter*
gleichfalls experimentell nachwies, seinen guten Grund. Kommt nämlich
fremder und von derselben Art herrührender Blütenstaub auf die Narbe,
so wirkt auch bei naher Verwandtschaft nur der letztere. Trotzdem
ist, wie neuere Forschungen[149] dargetan haben, die Bastardbildung
vielleicht eins der Mittel, die zur Entstehung neuer Arten führen.
Wenn auch durch den Wind und durch die Insekten zu jeder Zeit und
aller Orten Verwechslungen des Pollens bewirkt werden, so hat, wie
*Kölreuter* sich ausdrückt, der Schöpfer »durch ein in die Natur
gelegtes Gesetz, das wir nicht genug bewundern können, doch jeder zu
besorgenden Unordnung und Verwirrung vorgebeugt. Dies Gesetz besteht
darin, daß wenn eigener und fremder Samenstaub etwa zu gleicher Zeit
auf die Narbe kommen, der eigene männliche Staub nur allein angenommen,
der fremde hingegen gänzlich von der Befruchtung ausgeschlossen wird«.

Durchdrungen von der Bedeutung dieser Ergebnisse meint *Kölreuter*,
man habe die Verwandlung der Metalle ineinander seit uralten Zeiten
für möglich gehalten, es sei aber keinem Menschen eingefallen, eine
Pflanze in eine andere oder ein Tier in ein anderes zu verwandeln,
vermutlich weil man dies für schwieriger angesehen. Dennoch habe er
das letztere Problem in wenig Jahren gelöst, während man seit vielen
Jahrhunderten die Metallverwandlung vergeblich zu bewerkstelligen
suche. *Kölreuter* kam auch auf den Gedanken, das gleiche Problem auf
die Tierwelt zu übertragen. Auch hier, meinte er, werde sich aller
Wahrscheinlichkeit nach die Verwandlung auf die gleichen Gesetze
gründen und sich ebenso gewiß wie bei den Pflanzen bewerkstelligen
lassen. »Warum sollte man,« ruft er aus, »einen Kanarienvogel nicht in
einen Hänfling verwandeln können.« Wenn man erwäge, daß durch seine
Bastardierungen die Umwandlung einer Pflanzenart in eine zweite von
wesentlich anderem Aussehen gelungen sei, so dürfe man etwas Ähnliches
in der Tierwelt nicht für unmöglich halten. Unter Anspielung auf
*Ovids* »Metamorphosen« bemerkt *Kölreuter*, daß die ihm gelungenen
Umwandlungen den Vorzug besäßen, nicht nur in der Einbildung eines
Dichters, sondern in der Wirklichkeit zu bestehen.

Mit der künstlichen Züchtung von Bastarden aus verschiedenen
Tierarten hat sich zuerst eingehender der italienische Physiologe
*Spallanzani*[150] beschäftigt. Seine Versuche erstreckten sich
besonders auf Amphibien und Insekten. Dabei bediente sich *Spallanzani*
des Hilfsmittels der künstlichen Befruchtung.

Wir haben bei *Kölreuters* Arbeiten etwas länger verweilt, weil sie zu
den besten und lehrreichsten physiologischen Versuchen zählen. Seine
Schrift wird nie veralten[151]. Sie mutet uns an, als ob sie unserer
Zeit gehört und bildet die Grundlage alles dessen, was wir über die
Sexualität der Pflanzen wissen. Mehr beiläufig machte *Kölreuter*
einige sehr wichtige Beobachtungen, die er jedoch nicht weiter
verfolgte. Sie bildeten vielmehr den Ausgangspunkt für die Erschließung
weiter neuer Gebiete durch *Sprengel* und spätere Forscher. So erkannte
*Kölreuter* die Dichogamie von Epilobium, die Reizbewegungen gewisser
Staubgefäße und Narben, sowie an Verbascum die Tatsache, daß der
Blütenstaub nicht befruchtend auf dieselbe Blüte wirkt. Das Seltsamste,
sagt er bei der Schilderung der Sexualvorgänge von Verbascum, sei ihm
gewesen, daß sich die Blüte durch ihren eigenen Staub nicht befruchten
ließ. Zuerst wollte er nicht an die Richtigkeit seiner Beobachtung
glauben. Fortgesetzte Versuche bestätigten sie jedoch. »Ich halte mich
aber,« sagt er, »da ich keinen sicheren Grund davon zu geben weiß,
nicht länger dabei auf.«

Die Entdeckung, daß der Pollen nicht nur durch den Wind, sondern auch
durch Insekten auf die Narben übertragen wird, während diese Tiere
dem in den Blüten enthaltenen Nektar nachgehen, rührt gleichfalls von
*Kölreuter* her. »Bei allen Kürbisgewächsen, Schwertlilien und nicht
wenigen Malvenarten,« sagt er[152], »geschieht die Bestäubung allein
durch Insekten. Ich erstaunte, als ich diese Entdeckung an einer der
genannten Pflanzen machte und sah, daß die Natur eine so wichtige
Sache wie die Fortpflanzung einem bloßen Ungefähr, einem glücklichen
Zufall überlassen habe. Mein Erstaunen verwandelte sich aber bei
fortgesetzter Beobachtung in die Bewunderung eines dem ersten Anschein
nach zufälligen, in der Tat aber sichersten Mittels, dessen sich hier
der weise Schöpfer bei der Fortpflanzung bedient.«

»Zwar verrieten,« fährt er fort, »die Bewegungen der Insekten nicht die
Absicht, die Bestäubung zu verrichten, obgleich sie nicht nur für die
Blumen, sondern auch für die Erhaltung jener Tiere die allerwichtigste
Handlung ist.« *Kölreuter* erkannte, daß zahlreiche Blumen einen
zuckerhaltigen Saft, den Nektar, absondern und daß diesem der Besuch
der Insekten gilt.

Von besonderem Interesse ist *Kölreuters* Aufhellung des
Zusammenwirkens von Tier und Pflanze bei der Mistel[153]. Die
Bestäubung der weiblichen Misteln, sie mögen nun mit den männlichen
auf einem Baume stehen oder in großer Entfernung auf anderen Bäumen
wachsen, geschieht nach *Kölreuter* allein durch Insekten und zwar
durch gewisse Fliegen, die eine in den männlichen wie auch in den
weiblichen Blüten befindliche süße Flüssigkeit aufsuchen. Ziehe man
die Beschaffenheit und die Menge des Blütenstaubes in Betracht,
so müsse man einsehen, daß man hier die Bestäubung durch den Wind
vergebens erwarten müßte. Wie die Befruchtung von Insekten, so hänge
die Verbreitung der Samen der Mistel von Vögeln ab. Es liege hier also
der bis dahin ganz unbekannte Fall vor, daß das Bestehen einer Pflanze
an die Existenz von zwei ganz verschiedenen Tierklassen geknüpft sei.
Andererseits sei die Erhaltung der in Betracht kommenden Insekten und
Vögel wieder auf das Dasein der Mistel gegründet, ein Beispiel, »woraus
die genaue und notwendige Verbindung aller Dinge untereinander sattsam
erhelle«.

Die Entdeckung *Kölreuters* über die Beziehungen zwischen Blumen
und Insekten weiter verfolgt und im einzelnen den Nachweis des
Zusammenwirkens der Tier- und Pflanzenwelt erbracht zu haben, ist das
große Verdienst *Sprengels*, von dem mit Recht behauptet wurde[154],
daß er an Kühnheit des Gedankens und an Genialität des Forschens weit
über *Camerarius*, ja selbst über *Kölreuter* hinausragte. Leider
hatte dies zur Folge, daß er von seinen Zeitgenossen und Epigonen noch
weniger verstanden wurde als jene Männer.

*Christian Konrad Sprengel* wurde im Jahre 1750 als der Sohn eines
Geistlichen in Brandenburg a. d. H. geboren. Nachdem er Theologie
und Philologie studiert hatte, wurde er zunächst Lehrer in Berlin
und darauf in Spandau (1780) Rektor einer Schule. *Sprengel* widmete
sich der Botanik mit solchem Eifer, daß ihm schließlich von seiten
des ihm vorgesetzten kirchlichen Superintendenten und der Spandauer
Bürgerschaft Widerwärtigkeiten erwuchsen. Der Superintendent als
Inspektor der Schule konnte es *Sprengel* nicht verzeihen, daß er
am Sonntag botanische Exkursionen machte und darüber die Predigt
versäumte. Im Jahre 1794, ein Jahr nach der Herausgabe seines Werkes,
schied er daher aus dem Amte.

Die zeitgenössischen Botaniker vermochten die Ergebnisse der Arbeiten
*Sprengels* nicht zu würdigen. Sein Buch fand nur geringen Beifall.
Dies bewog ihn leider, seine Forschungen ganz aufzugeben und sich
wieder der Philologie zu widmen. Einsam, verkannt und verarmt starb er
am 7. April des Jahres 1816. *Sprengels* Werk, sowie sein Name gerieten
in Vergessenheit, bis kein geringerer als *Darwin*, dessen Forschungen
auf die Beziehungen zwischen Blumen und Insekten ein neues Licht
geworfen haben, wieder auf *Sprengel* und dessen »eigentümliches Buch
mit dem sonderbaren Titel« aufmerksam machte[155].

Daß Blütenstaub auf die Narbe gelangen muß, wenn sich aus dem
Fruchtknoten eine mit keimfähigen Samenkörnern gefüllte Samenkapsel
bilden soll, war durch frühere Forschungen nachgewiesen. *Sprengel*
blieb der Nachweis vorbehalten, »daß die Befruchtung des Fruchtknotens
der Endzweck ist, auf den sich der ganze Aufbau der Saftblume bezieht
und aus dem er sich völlig erklären läßt«[156]. Über den Vorgang der
Befruchtung selbst konnten erst die mikroskopischen Untersuchungen des
19. Jahrhunderts Aufschluß bringen[157]. Auch die Mikroskopiker jener
Zeit, wie *Ledermüller*[158], bemühten sich vergeblich, die Vorgänge,
die nach der Bestäubung der Blüten eintreten und zur Befruchtung
führen, zu verfolgen. »Ich habe mir,« sagt *Ledermüller*[159], »alle
Mühe gegeben, Öffnungen auf der Narbe zu sehen, in welche die Körner
des Blütenstaubes kommen möchten, allein ich habe solche nicht
entdecken können. Ich glaube daher, daß nicht der Staub selbst,
sondern vielmehr die in seinen Körnern eingeschlossene Substanz die
Befruchtung veranlaßt.« Jedoch ist *Ledermüller* wohl bekannt, daß
sich in manchen Fällen in dem Griffel ein Kanal nachweisen läßt[160].
Er erwähnt auch, daß von anderer Seite ein Eindringen des Staubes
in diesen Kanal behauptet und der Befruchtungsvorgang in dieser
Erscheinung erblickt werde.

*Sprengel* glaubte, daß ein aus den Pollenkörnern hervorschwitzendes Öl
die befruchtende Substanz sei. Wenn der Staub auf die Narbe gekommen
ist, meint *Sprengel*, so dringt zwar nicht er selbst, da er viel zu
grob sei, wohl aber das feine, befruchtende Wesen, welches er enthält,
durch die Narbe hindurch in das Innere des Fruchtknotens und wirkt dort
auf die Samenanlagen. Wegen der Ähnlichkeit dieser Befruchtungsart
mit derjenigen im Tierreich nenne man mit Recht die Staubgefäße den
männlichen, den Stempel dagegen den weiblichen Befruchtungsteil. Und es
sei leicht einzusehen, daß dieses die wesentlichsten Teile der Blume
seien. Die Klarstellung dieser Verhältnisse blieb jedoch, wie schon
erwähnt, dem 19. Jahrhundert vorbehalten.

[Illustration: Abb. 17. Die Blüte des Sumpfstorchschnabels. (Aus
*Sprengel*, das entdeckte Geheimnis der Natur.)]

Auf die Anpassung der Blüten an die Bestäubung durch Insekten wurde
*Sprengel* besonders durch das Studium der Nektar absondernden
Organe geführt. Als er im Sommer des Jahres 1787 die Blume des
Waldstorchschnabels (Geranium silvaticum) aufmerksam betrachtete,
fand er, daß der unterste Teil ihrer Kronenblätter auf der inneren
Seite und an den beiden Rändern mit feinen Haaren versehen ist. Unter
diesen Haaren erblickte er fünf Drüsen und fünf von diesen Drüsen
abgesonderte Safttröpfchen, die, wie er erkannte, gewissen Insekten
zur Nahrung dienen. *Sprengel* schloß, daß durch die Haare dafür
gesorgt sei, daß der Saft nicht vom Regen verdorben werde. Da die
Blume des Storchschnabels aufrecht steht und ziemlich groß ist, so
könne es vorkommen, daß Regentropfen in sie hineinfallen. Es könne
aber kein Tropfen zu einem Safttröpfchen gelangen und sich mit ihm
vermischen, weil jeder Tropfen von den Haaren, die sich darüber
befinden, aufgehalten werde. Ein Insekt dagegen werde durch diese Haare
nicht daran gehindert, zu den Safttröpfchen zu gelangen. Dies war
das Ergebnis von *Sprengels* Untersuchung des Sumpfstorchschnabels.
Ähnliche Beobachtungen stellte er an anderen Saftblumen an. Er fand sie
alle so eingerichtet, daß zwar die Insekten leicht zum Saft gelangen
können, der Regen ihn aber nicht verderben kann. *Sprengel* schloß
daraus, daß der Saft um der Insekten willen abgesondert werde, und daß
der Saft, damit die Insekten ihn rein und unverdorben genießen könnten,
gegen den Regen gesichert sei. Daß die Haare nicht immer als Schutz
gegen Regen dienen, sondern in manchen Fällen auch die Aufgabe haben,
unberufene Gäste von den Blumen fern zu halten, ist *Sprengel* noch
entgangen.

Später untersuchte *Sprengel* das Vergißmeinnicht (Myosotis
palustris). Er fand, daß auch bei dieser Blume der Saft gegen den
Regen völlig gesichert ist. Zugleich fiel ihm der gelbe Ring auf,
welcher die Öffnung der Kronenröhre umgibt und gegen die blaue Farbe
des Kronensaums so schön absticht. Sollte wohl, dachte er, dieser
Umstand sich auch auf die Insekten beziehen und die Natur diesen Ring
deshalb so auffallend gefärbt haben, damit er den Insekten den Weg
zum Safthalter zeige? *Sprengel* untersuchte mit Rücksicht auf diese
Annahme andere Blumen. Er erkannte, daß sich solche Flecken, Figuren,
Linien oder Tüpfel von besonderer Farbe dort zeigen, wo sich der
Eingang zum Safthalter befindet. Nun schloß er: »Wenn die Krone wegen
der Insekten an einer besonderen Stelle besonders gefärbt ist, so ist
sie überhaupt der Insekten wegen gefärbt; und wenn jene besondere
Farbe eines Teiles der Krone dazu dient, daß ein Insekt, das sich auf
die Blume gesetzt hat, den rechten Weg zum Saft leicht finden kann,
so dient die Farbe der Krone dazu, daß die Blumen den Insekten als
Saftbehältnisse schon von weitem in die Augen fallen.«

Als *Sprengel* einige Arten der Iris untersuchte, fand er, daß ihre
Blumen gar nicht anders befruchtet werden können als durch Insekten. Er
untersuchte, ob auch andere Blumen so gebaut seien und überzeugte sich,
daß viele, ja vielleicht alle Saftblumen, von den Insekten, die sich
von dem Safte nähren, befruchtet werden. »Dann wäre«, sagt er, »diese
Ernährung der Insekten zwar in Ansehung ihrer selbst Endzweck, in
Ansehung der Blumen aber nur das Mittel zu deren Befruchtung.«

Ferner entdeckte *Sprengel*, daß die Staubgefäße sich mitunter früher
entwickeln als die Stempel, eine Beobachtung, die er zum ersten
Male am schmalblättrigen Weidenröschen (Epilobium angustifolium)
machte. Das Gegenteil lernte er an der gemeinen Wolfsmilch (Euphorbia
Cyparissias) kennen. Er fand, daß bei dieser Pflanze zunächst der
Griffel aus der Blume hervorragt, während von den Staubgefäßen noch
nichts zu sehen ist. Die Staubgefäße befinden sich während dieses
Zustandes noch am Grunde der Krone und enthalten noch nicht einmal
fertig gebildeten Staub. Nach einigen Tagen strecken sie sich und
versenden ihren Staub. Wenn die Insekten in eine ältere Blume
hineinkriechen, so streifen sie diesen Staub ab. Besuchen sie dann eine
jüngere Blume, so gelangt der Staub dort auf die Narbe und übt seine
befruchtende Wirkung aus[161].

Die als Dichogamie bezeichnete ungleichzeitige Entwicklung der
Staubgefäße und der Stempel ist, wie auch alle späteren Forschungen
dargetan haben, das gewöhnlichste und einfachste Mittel, um die
Selbstbefruchtung einer Zwitterblume zu verhindern. Öffnen sich
die Staubbeutel, wenn die Narben noch unentwickelt sind, so heißt
die Pflanze protandrisch. Wird die Narbe vor der Verstäubung
empfängnisfähig, so kann sie nur den Blütenstaub älterer Blumen
empfangen. Die Pflanze wird dann protogynisch genannt. Auf die im
vorstehenden kurz geschilderten Hauptentdeckungen *Sprengels* gründete
er die Theorie, daß der ganze Bau der Saftblumen in allen ihren
Einzelheiten der Bestäubung durch Insekten angepaßt sei.

Von Interesse sind auch *Sprengels* Ausführungen über seine von dem
Herkommen völlig abweichende Art des botanischen Studiums. Wer sich
Blumen vom Felde hole und sie auf dem Zimmer untersuche, der werde
nicht den Plan der Natur im Bau der Blumen entdecken. Man müsse die
Pflanzen vielmehr an ihrem Standort untersuchen und darauf achten, ob
sie von Insekten und von welchen Insekten sie besucht werden, wie sich
die Insekten verhalten, ob sie die Staubbeutel oder die Narbe berühren.
Kurz, man müsse die Natur auf der Tat zu ertappen suchen.

Wie *Sprengel* eine der bekanntesten Anpassungen solcher Art im
einzelnen aufdeckt, zeigt seine Untersuchung der Osterluzzei
(Aristolochia Clematitis), einer in Gebirgswäldern häufig
vorkommenden protogynischen Pflanze. *Sprengel* hatte fast jedesmal
kleine Fliegen in dem Kessel (Abb. 18, k) der aufrecht stehenden Krone
A gefunden, während in dem Kessel einer herabhängenden Krone (B)
keine einzige Fliege war. *Sprengel* glaubte zuerst, das Innere der
Krone sei glatt, so daß die Insekten, wenn die Blume sich nach unten
kehrt, herausfielen. Als diese Vermutung indessen nicht bestätigt
wurde, schnitt er die Krone auf. Da sah er, »daß die Röhre der
aufrechtstehenden Blume mit steifen, fadenförmigen Haaren besetzt
ist. Diese Haare sind mit ihrer Spitze nicht der Öffnung der Krone,
sondern dem Kessel zugekehrt und bilden eine kleine Reuse, durch
welche die Fliegen zwar leicht in den Kessel hinein, aber nicht wieder
herauskriechen können. In der herabhängenden Blume sind dagegen die
Haare verwelkt. Hierdurch war also das Gefängnis geöffnet worden, und
die Fliegen hatten nicht gesäumt, sich wieder ins Freie zu begeben.«

[Illustration: Abb. 18. Blüte der Osterluzzei. A vor und B nach der
Bestäubung[162].]

*Sprengel* zeigte, daß die Blume der Aristolochia drei verschiedene
Zustände durchläuft. Nachdem sie eine bestimmte Größe erlangt und sich
geöffnet hat, scheint sie zwar zu blühen, sie ist aber trotzdem nicht
fähig, befruchtet zu werden, weil zunächst weder ein Staubgefäß seine
gehörige Reife noch die Narbe ihre völlige Ausbildung erhalten haben.
Während dieses Zustandes fängt die Blume eine Anzahl Fliegen ein,
von denen sie im zweiten Stadium ihrer Entwicklung befruchtet wird.
Sobald die Natur diesen Endzweck erreicht hat, versetzt sie die Blume
in den dritten Zustand. Die Blume kehrt sich nämlich um, die kleine
Reuse verschwindet, und die Fliegen erhalten ihre Freiheit wieder. Daß
bei der Osterluzzei Fremdbestäubung stattfindet, indem die befreiten,
mit dem Pollen bedeckten Insekten die früher als die Staubbeutel sich
entfaltende Narbe einer jüngeren Blume bestäuben, hat *Sprengel*
übersehen. Im übrigen war er der erste, der bei anderen Pflanzen auf
die Fremdbestäubung aufmerksam gemacht und die Dichogamie als das
sicherste Mittel zur Erreichung der Fremdbestäubung nachgewiesen
hat. »Da viele Blumen«, sagt er, »getrennten Geschlechtes und viele
Zwitterblumen dichogam sind, so scheint die Natur es nicht haben zu
wollen, daß irgend eine Blume durch ihren eigenen Staub befruchtet
wird«[163].

Von den wunderbaren Einrichtungen, die *Sprengel* auf jenen Zweck
zurückführte, seien noch diejenigen erwähnt, welche die Blüten der
Berberitze, des Wiesensalbeis (siehe Abb. 19) und der Orchideen
aufweisen.

Bei Berberis beschreibt *Sprengel* das Verhalten der Staubgefäße, die
sich bei der Berührung durch ein Insekt gegen den Stempel bewegen.
Allerdings glaubte er, daß dieses Verhalten auf eine Selbstbestäubung
hindeute, während tatsächlich das die Blüte besuchende Insekt durch
die reizbaren Staubfäden mit Blütenstaub bedeckt wird und ihn auf eine
andere Blüte überträgt.

[Illustration: Abb. 19. *Sprengels* Abbildung der Befruchtung einer
Salbeiblüte (Salvia pratensis). 18. Die Blume in natürlicher
Stellung. 24. Die Blume wird von einer Hummel besucht, bestäubt und
dadurch befruchtet. Dabei wird das Insekt, indem es die Staubgefäße
herabdrückt und mit dem Rücken streift, von neuem mit Blütenstaub
beladen, den es auf eine andere Narbe bringt[164].]

Den Blütenbau und die Bestäubungseinrichtungen der Orchideen
untersuchte *Sprengel* zuerst eingehend am breitblättrigen Knabenkraut
(Orchis latifolia). Er wies nach, daß die Staubkölbchen, gegen Regen
geschützt, in zwei Fächern verborgen sind. Daran, daß sie von selbst
aus diesen Fächern herausfallen oder daß der Wind sie herauswehen
könne, sei nicht zu denken. Führte *Sprengel* einen Grashalm in die
Orchideenblüte ein, so sah er voll Verwunderung, daß sich auf diese
Weise ein Kölbchen herausholen ließ. »Eine Anthere,« sagt er, »ist es
zwar, einen Staubbeutel kann man es aber nicht nennen, da das Kölbchen
nicht eine Haut um sich hat, sondern aus lauter Staub besteht.«
Den Bestäubungsvorgang selbst hat *Sprengel* nicht beobachtet. Er
nahm an, daß Fliegen ihn vollzögen, während es sich in der Tat um
Fremdbestäubung durch Bienen handelt.

Daß die Bienen und andere Insekten, indem sie ihrer Nahrung nachgehen,
zugleich, ohne es zu wollen und zu wissen, die Blumen befruchten und
dadurch den Grund zu ihrer und ihrer Nachkommen zukünftiger Erhaltung
legen, erklärt *Sprengel* mit Recht als eine der bewundernswürdigsten
Veranstaltungen der Natur.

Was andere Insekten anbetrifft, so gebührt *Sprengel* auch das
Verdienst, zuerst auf die Beziehungen zwischen Ameisen und Pflanzen
aufmerksam gemacht zu haben. Wir können ihn als den Entdecker der heute
als Myrmekophylie bezeichneten Erscheinung betrachten. *Sprengel*
beschrieb sie an der Zaunwicke (Vicia sepium). Er beobachtete,
daß diese Pflanze nicht nur in ihren Blumen, sondern auch in ihren
Blattwinkeln Saft bereitet und daß die großen Waldameisen diesem Saft
nachgehen. Deshalb finde man den Saft nur selten, wenn man die Pflanzen
an ihrem Standorte untersuche. Nehme man aber einige Stengel mit nach
Hause und stelle man sie in Wasser, so seien nach einigen Tagen die
Blattwinkel voll Saft.

Eine auf das Dogma von der Konstanz der Arten gegründete Botanik wußte
zu all diesen merkwürdigen Ergebnissen keine Stellung zu nehmen. Man
zog es daher vor, sie mit Stillschweigen zu übergehen. Erst als man
jenes Dogma aufgegeben, wurde das Interesse an blütenbiologischen
Untersuchungen, welche der Lehre von der allmählichen Entwicklung der
Arten eine wesentliche Stütze verliehen haben, von neuem lebendig.

Auch an den Pflanzen, welche durch den Wind befruchtet werden,
stellte *Sprengel* Untersuchungen an. So wies er darauf hin, daß bei
den Windblütern bei weitem mehr Staub bereitet werden müsse, als
zur Befruchtung nötig sei. Denn der Wind wehe nicht jederzeit den
Staub gerade auf die weiblichen Blütenteile zu und bringe auch nicht
jedes Stäubchen gerade auf eine Blume, die noch nicht befruchtet
sei. Auch wasche der Regen nicht nur viel Staub von den Staubbeuteln
ab, da letztere dem Regen bei dergleichen Blumen sehr ausgesetzt
seien, sondern er schlage auch den schon abgeflogenen und in der Luft
befindlichen Staub nieder. Als Beispiel führt *Sprengel* die Kiefer an,
die so viel Staub verstreue, daß es während ihrer Blütezeit, wie das
Volk sage, zuweilen Schwefel regne.




7. Fortschritte der Zoologie im 18. Jahrhundert.


Auch hinsichtlich der Zoologie muß die Zeit, die wir zu schildern
suchen, als eine Periode des Überwiegens der Systematik bezeichnet
werden. Doch mehren sich die Bestrebungen, in den Bau, die Lebensweise
und die Entwicklung insbesondere der niederen Tiere einzudringen.
Während z. B. noch die Systematiker des 17. Jahrhunderts, darunter
Männer wie *Ray*[165], die Korallen für Pflanzen hielten, taucht in
den zwanziger Jahren des 18. Jahrhunderts zum erstenmal die Ansicht
auf, daß die vermeintlichen Blüten der Polypenstöcke Tiere und die
Hartteile, welche Veranlassung zu der Bezeichnung »steinerne Pflanzen«
gegeben hatten, deren Absonderungsprodukte seien, eine Ansicht, der
freilich die Zoologen jener Zeit mit Spott begegneten. Selbst *Linné*
war noch im Zweifel, ob er sich für die animalische Natur der Zoophyten
(Pflanzentiere) entscheiden sollte.

Der erste, der mit den triftigsten Gründen für die richtige Auffassung
dieser Lebewesen eintrat, war der Franzose *Peyssonnel*. Er stellte in
den zwanziger Jahren des 18. Jahrhunderts an den Küsten Südfrankreichs
und Nordafrikas genaue Untersuchungen an lebenden Polypenstöcken an und
zeigte, daß alle Lebensäußerungen an den vermeintlichen Blüten mit der
Annahme, daß es sich hier um Pflanzen handle, unvereinbar seien.

Ein helles Licht verbreiteten über diesen Gegenstand etwa 20 Jahre
später die Arbeiten *Trembleys* (1710-1784), mit deren Erscheinen *K.
E. von Baer* eine neue Epoche der Physiologie beginnen ließ. *Trembley*
stellte seine Untersuchungen an einem den Korallentieren und Schwämmen
nahe verwandten Geschöpf unserer Binnengewässer, dem Süßwasserpolypen,
an. Einige der von ihm erhaltenen Ergebnisse, und zwar diejenigen, die
sich auf das außerordentliche Reproduktionsvermögen dieses Tieres
beziehen, mögen hier Erwähnung finden.

Wurde ein Süßwasserpolyp querdurch in zwei, drei oder mehr Teile
zerschnitten, so entstand aus jedem Teile nach kurzer Zeit ein
vollständiger, neuer Polyp. Die einer, auf beiden Seiten offenen Röhre
gleichenden mittleren Stücke schlossen sich an dem einen Ende, während
die gegenüber befindliche Öffnung zur Mundöffnung wurde und alsbald
wieder mit einem Kranz von neuentstandenen Fangarmen umgeben war. Wurde
ein Polyp der Länge nach halbiert, so erhielt man zwei Hautlappen.
Diese verwandelten sich sofort in Röhren, indem die Ränder sich
zusammenlegten und verwuchsen, so daß aus den Polypenhälften wieder
vollständige Tiere wurden.

[Illustration: Abb. 20. Der Süßwasserpolyp mit Knospen (c) auf einer
Wasserpflanze.]

Darauf schlitzte *Trembley* einen Polypen auf, breitete ihn aus
und zerhackte ihn in viele kleine Stücke. Alle diese Stücke, sie
mochten Arme haben oder nicht, wurden wieder vollkommene Polypen. Das
wunderbarste Experiment bestand darin, daß *Trembley* den Polypen
wie einen Handschuhfinger umstülpte. Dieser Versuch möge mit den
Worten *Trembleys* geschildert werden: »Ich beginne damit, daß ich
dem Polypen, den ich umkehren will, einen Wurm zu fressen gebe. Hat
er diesen verschluckt, so drücke ich den Polypen am hinteren Ende
und treibe dadurch den Wurm aus dem Magen nach dem Maule zu, bis ein
Stück des Wurmes herauskommt. Dann nehme ich eine ziemlich dicke,
stumpfe Schweinsborste, bringe sie an das hintere Ende des Polypen
und drücke sie gegen den Magen, der hier leer und sehr erweitert ist.
Hierauf drücke ich die Schweinsborste immer weiter voran; je weiter
sie eindringt, um so mehr kehrt sich der Polyp um. Kommt die Borste
bis an den Wurm, der das Maul des Polypen offen hält, so drückt sie
diesen entweder heraus oder sie geht daneben aus dem Maule heraus
und ist jetzt von dem hinteren Teile des Polypen bedeckt, der auf
diese Weise umgekehrt ist. Es erübrigt nichts weiter, als ihn von der
Schweinsborste abzustreifen.

Sobald dies geschehen ist, verschließt sich der Mund. Später kehren
sich die Lippen nach außen, als wenn sich der Polyp wieder umkrempeln
und in seinen vorigen Zustand zurückkehren wollte. Dies versucht er
auch in der Tat, und oft glückt es ihm. Meine Hauptaufgabe war daher,
den Polypen umgekehrt zu erhalten, um zu sehen, ob er auch in diesem
Zustande leben kann. Ein sicheres Mittel besteht darin, daß man das
umgekrempelte Tier dicht hinter dem Kopfe mit einer Schweinsborste
durchstößt. Ich habe dies mit umgewendeten Polypen getan, ohne daß es
sie am Fressen und an ihrer Vermehrung gehindert hätte.«

In der geschilderten Weise wurde durch *Trembley* die experimentelle
Forschungsweise auf ein Gebiet übertragen, das sich kaum der
deskriptiven Behandlung erschlossen hatte. Ein Forscher der neueren
Zeit, dem der Süßwasserpolyp den Stoff zu einer ausgezeichneten
Monographie geboten hat[166], rühmt von *Trembley*, daß alle
Nachfolger seine Untersuchungen kaum in ihrer Vollständigkeit zu
wiederholen vermocht hätten. Nur der später erfolgte Nachweis einer
geschlechtlichen Fortpflanzung dieser Tiere ist als ein wesentlicher
Fortschritt zu betrachten. *Trembley* hat wohl die Eier und Samen
bereitenden Organe wahrgenommen, ohne jedoch ihre Bedeutung zu
erkennen. Den Vorgang der Knospung (siehe Abb. 20) hatte schon
*Leeuwenhoek*[167] am Süßwasserpolypen beobachtet.

Das durch *Trembleys* Versuche erschlossene Studium der Regeneration
wurde von *Spallanzani* auf höhere Tiere ausgedehnt. (*Spallanzani*,
Über die Wiedererzeugung verloren gegangener Teile und über die
Zeugung.) Der italienische Forscher zeigte am Wassersalamander, daß
auch dieses Geschöpf ein ganz außerordentliches Regenerationsvermögen
besitzt. Wurden die Augen, der Unterkiefer oder die Gliedmaßen
abgetrennt, so entstanden sie binnen kurzem in ursprünglicher Form
von neuem. Diese Regeneration trat wiederholt ein, wenn die neu
entstandenen Organe nochmals wieder entfernt wurden.

Das durch *Leeuwenhoek* erschlossene Gebiet der mikroskopischen
Durchforschung von Aufgüssen oder »Infusionen« wurde während des 18.
Jahrhunderts mehr von Liebhabern der Mikroskopie, die daran ihr »Gemüt
ergötzen« wollten, als von eigentlichen Zoologen angebaut. Trotzdem
wurde hierdurch die Formenkenntnis, sowie das Wissen von dem Leben
der niederen Tiere außerordentlich bereichert. So entstanden die
»Mikroskopischen Gemüts- und Augenergötzungen« *Ledermüllers*[168],
ein reichillustriertes Werk, das sich gleich den »Arcana naturae«
*Leeuwenhoeks*, ohne ein bestimmtes Ziel allem zuwendet, was die
Wißbegierde des dilettantischen Mikroskopikers reizt. Dennoch birgt
*Ledermüllers* Buch die Kunde von mancher wichtigen Entdeckung.
In buntem Wechsel führen uns seine Tafeln Schimmelbildungen,
Kristallisationen, Kleisterälchen, Haare, Schweißporen, Würmer,
Stacheln, Zangen usw. vor. Auch die Nerven werden untersucht.
*Ledermüller* (1719-1769) nennt sie »erschreckliche Folterwerkzeuge
für den Menschen« und widerlegt die Ansicht, daß sie hohl seien.
Wie *Ledermüller* berichtet, beschäftigte sich im Jahre 1727 auch
die Petersburger Akademie mit dem Bau der Nerven. Sie dehnte ihre
Untersuchung sogar auf den Elefanten aus und fand, daß die Nerven
dieses Tieres weder hohl noch erheblich dicker seien als diejenigen der
übrigen Säugetiere.

Ein besonderes Interesse wandte *Ledermüller* den Aufgußtierchen zu,
denen er den Namen Infusorien beilegte. Abbildung 21 ist die Wiedergabe
einer Tafel seines Werkes[169], auf der er einige von ihm als
Schalmeientierchen (i, k), Deckeltierchen (y, w, x), Glockentierlein
(l) bezeichnete, den Gattungen Stentor und Vorticella angehörende
Infusorienarten zur Darstellung brachte.

*Ledermüllers* »Gemüts- und Augenergötzungen« sind die
»Insektenbelustigungen« *Rosenhofs* an die Seite zu stellen. *Rösel
von Rosenhof* (1705-1759) war seines Zeichens Kupferstecher. Er lebte
in Nürnberg und widmete sich wie *Swammerdam* mit großer Ausdauer der
Erforschung des Baues und der Lebensweise der kleinsten Organismen,
insbesondere der Insekten. *Rosenhof* wurde dabei, wie manche
Naturforscher des 18. Jahrhunderts, von dem Bestreben geleitet, in
den Wundern, die uns gerade die niedere Lebewelt in so reichem Maße
enthüllt, einen Beweis für die Weisheit und Güte des Schöpfers zu
finden.

Während die Mehrzahl der Zoologen sich bei dem Studium der Insekten auf
die Beschreibung des Äußeren beschränkte und nur den Zweck verfolgte,
jeder Art den ihr zukommenden Platz im System und in der Sammlung
anzuweisen, hat *Rösel*, wie vor ihm *Réaumur*, seine Beobachtungen
besonders auf die Entwicklung und die Lebensverhältnisse der Insekten
gerichtet. Sein Werk ist daher für alle nachfolgenden Generationen
eine der wichtigsten Fundgruben über das behandelte Gebiet geworden.
Es führt den Titel »Monatlich herausgegebene Insektenbelustigung« und
erschien seit 1746. Was den Wert des vier starke Bände umfassenden
Werkes besonders erhöht, sind die zahlreichen, ihm beigefügten, in
Farbendruck hergestellten Kupfertafeln. Sie geben die Insekten in
einer selbst heute an Naturtreue kaum übertroffenen Ausführung wieder.

[Illustration: Abb. 21. *Ledermüllers* Abbildung von Aufgußtierchen.]

*Rösel* lieferte ferner eine Naturgeschichte der Frösche. Auch dieses
Werk zeichnet sich weniger durch das Neue, das es über den Bau dieser
Gruppe bringt, als durch die Fülle feiner Beobachtungen über die
Entwicklung und die Lebensweise aus.

*Trembleys* Arbeit über den Süßwasserpolypen regte *Rosenhof* zu einer
Nachprüfung an. Er bestätigte nicht nur *Trembleys* Beobachtungen,
sondern er förderte auch viel Neues über die verschiedenen Polypenarten
zutage und stellte es in prächtigen Tafeln dar. *Rösel* betitelt den
betreffenden Abschnitt seines Werkes »Historie der Polypen und anderer
kleiner Wasserinsekten«[170]. Er macht darin auch Mitteilungen über
die Naiden. Das sind im süßen Wasser lebende Würmer, an denen *Rösel*
beobachtete, daß sie nicht nur durch Zerschneiden vermehrt werden
können, sondern daß sie sich sogar durch eigene Teilung vervielfältigen.

[Illustration: Abb. 22. *Rösel von Rosenhofs* Darstellung der Bewegung
und der Teilung einer Amöbe. (Gezeichnet nach Tafel 101 des III. Teiles
seiner Insektenbelustigungen.)]

Ferner finden wir bei ihm wohl eine der ersten Schilderungen der
amöboiden Bewegung, die wir hier mit den zugehörigen Abbildungen (Abb.
22) wiedergeben wollen. *Rösel* beschreibt eine Amöbe unter dem Namen
Proteus mit etwa folgenden Worten: »Mein Proteus ist ein sehr kleines
Tier. Es begibt sich sehr langsam von einer Stelle zur anderen, wobei
es fortwährend seine Gestalt verändert. Ich beobachtete die Tierchen
in größerer Anzahl unter dem zusammengesetzten Mikroskop und bemühte
mich, an ihnen eine gewisse Gestalt wahrzunehmen oder etwas an ihnen zu
sehen, was einem Kopf, einem Schwanz oder Gliedmaßen gliche, ohne daß
mir dies indessen gelungen wäre. Endlich betrachtete ich eins dieser
Tiere allein und habe daran folgendes bemerkt: Das Tier besteht aus
lauter ungleich großen Körnern. Nachdem es eine Zeitlang einer Kugel
geglichen hatte, stellte es sich mir in der Form der mit C bezeichneten
Figur dar, sah also einem Kleeblatt ähnlich. Kaum war aber eine halbe
Minute verflossen, so sah es wie in D aus. Bald darauf wurde es länger,
wie E zeigt. Diese Verlängerung dauerte so lange, daß es aussah, als
wollte sich das Tier in zwei Teile teilen. Dies geschah auch wirklich
nicht lange danach, indem sich die beiden Teile F und F bei G trennten.
Nun hatte ich statt des einen Tieres deren zwei, von denen jedes bald
wieder eine andere Gestalt annahm, wie H und I zeigen[171].«

Auch die Frage nach der Entstehung der kleinsten Lebewesen wurde damals
lebhaft erörtert. Während von der einen Seite die von *Swammerdam* und
*Redi* hinsichtlich der Insekten widerlegte Urzeugung zur Erklärung des
so rätselhaften Auftretens der Infusorien wieder in Anspruch genommen
wurde, nahm *Spallanzani* (1729-1799) eine Fortpflanzung durch Eier
und Keime an. Diese sollten sich in den zur Herstellung des Aufgusses
benutzten Stoffen befinden[172]. Da ein Nachweis dieser Keime aber
äußerst schwierig war, so konnte die Lehre von der Urzeugung, zumal
sie in *Buffon* einen angesehenen und eifrigen Vertreter fand, sich
bis ins 19. Jahrhundert hinein erhalten. Ihre endgültige Beseitigung
erfolgte erst durch die Experimente *Pasteurs*. Die an anderer Stelle
wiedergegebene Abhandlung dieses Forschers ist auch geeignet, den Leser
mit dem im 18. Jahrhundert zwischen *Spallanzani* und seinen Gegnern
geführten Streit bekannt zu machen[173].

Für die niedersten Pflanzen, wie die Pilze und Flechten, hatte
*Caesalpin*[174] gleichfalls Urzeugung angenommen. »Manche Pflanzen«,
sagt *Caesalpin*, »haben überhaupt keinen Samen, sie entstehen nur
durch Fäulnis und sind gewissermaßen ein Mittelding zwischen den
Pflanzen und der unbelebten Natur.« *Jungius*, der aufgeklärteste
Botaniker des 17. Jahrhunderts[175], auf den sich *Linné* ganz
besonders stützte, bezweifelt dies jedoch, während *Linné* meinte,
daß »auch bei den untersten Stufen der Gewächse Blumen und Früchte
vorhanden seien, obgleich sie ihrer Kleinheit wegen nicht deutlich
wahrgenommen werden«. Aus dieser Ansicht erklärt sich die von *Linné*
für die niederen Pflanzen angewandte Bezeichnung »Kryptogamen«
(Verborgenblütige). Die Einsicht in diejenigen Vorgänge, welche die
Fortpflanzung der Kryptogamen ausmachen, blieb gleichfalls der neuesten
Periode vorbehalten.

Neben der Lehre von der Urzeugung wurde das Gebiet der Biologie während
des 18. Jahrhunderts noch durch eine zweite Irrlehre verdunkelt, die
uns heute fast noch sonderbarer anmutet. Es ist die von *Harvey*
ausgehende und von dem großen Anatomen und Physiologen *Albrecht von
Haller* gestützte Evolutions- oder Einschachtelungstheorie. Das Studium
der Befruchtung und der Entwicklung hatte die Frage nach der Erklärung
dieser Vorgänge angeregt. So nahm *Harvey* an, das Ei enthalte die
vollständige Anlage desjenigen Wesens, welches daraus hervorgeht.
Dadurch kamen wieder Philosophen und Naturkundige des 18. Jahrhunderts
auf den Gedanken, daß folgerichtig nach der Lehre *Harveys* das Ei auch
das nächstfolgende, sowie alle späteren Geschlechter enthalten müsse.
Diese Einschachtelungstheorie, gegen welche vor allem auch die von
*Kölreuter* bei seinen Bastardierungsversuchen erhaltenen Ergebnisse
sprachen, wurde durch *Wolff* in seiner Theoria generationis vom
Jahre 1759 vollständig widerlegt[176]. Mit *Wolff* beginnt die neuere
Entwicklungsgeschichte, die den Vorgang der Entstehung als ein
Werden oder einen Wachstumsprozeß betrachtet und ihn teils aus der
Stammesgeschichte, teils aus mechanischen Ursachen zu erklären sucht.

*Kaspar Friedrich Wolff* wurde im Jahre 1733 in Berlin geboren. Als
junger Mediziner wandte er sich mit großer Vorliebe der Anatomie
und der Botanik zu. In Halle geriet er unter den Einfluß der
Philosophie des Leibnizianers *Christian Wolf*. So kam es, daß er
bei seinen naturwissenschaftlichen Untersuchungen sich mitunter
allzusehr von vorgefaßten Meinungen leiten ließ und häufig aus
unzulänglichen, ungenauen Beobachtungen zuweitgehende philosophische
Verallgemeinerungen zog. Da *Wolff* in Preußen nicht die gehoffte
Anerkennung fand -- er wurde bei der Besetzung von Lehrstühlen mehrfach
übergangen --, so folgte er im Jahre 1766, wie es auch *Euler* getan,
einem Rufe an die Petersburger Akademie der Wissenschaften. *Wolff*
blieb auch dort mit anatomischen und entwicklungsgeschichtlichen
Arbeiten beschäftigt. Hervorzuheben ist seine Untersuchung über die
Entwicklung des Darmes. Nach einem zurückgezogenen, der Wissenschaft
gewidmeten Leben starb *Wolff* in Petersburg im Jahre 1794.

*Wolffs* Theoria generationis geht von der Untersuchung der Pflanze
aus, um auf diese Weise »die Richtschnur klarzulegen, an die man sich
bei der Behandlung der viel schwierigeren zoologischen Verhältnisse zu
halten hat«. *Wolffs* Untersuchungen über den Bau und die Entwicklung
der Pflanze sind für die Geschichte der Pflanzenanatomie von nicht
geringer Bedeutung. Es war das erste Mal, daß nach der Begründung
dieses Wissenszweiges durch *Malpighi* und *Grew* sich wieder jemand
eingehender mit diesem Gegenstand beschäftigte. Waren die Ergebnisse
*Wolffs* auch noch sehr ungenau und fehlerhaft, so sicherten dennoch
manche von den Verallgemeinerungen, die er an sie knüpfte, seiner
Arbeit eine nachhaltige Wirkung. Vor allem wurde durch *Wolff* die
Frage nach der Entstehung des zelligen Baues der Pflanze angeregt,
wenn auch die Lösung, die er selbst zu bieten suchte, unrichtig war.
*Wolff* nahm nämlich an, die Pflanzensubstanz in der Vegetationsspitze
sei zunächst gallertartig. In dieser Gallerte sollten sich kleine
Bläschen ausscheiden. Diese sollten sich in der Weise vergrößern, daß
die zwischen den Bläschen befindliche Zwischensubstanz später als ein
Maschwerk von Zellwänden erscheine. Das Wachstum geschehe durch die
Ausdehnung der Bläschen und dadurch, daß neue Bläschen zwischen den
alten entständen und sich gleichfalls vergrößerten. *Wolff* bemerkte
ganz richtig, daß Fasern und Gefäße nicht etwa schon in der Anlage
vorhanden sind. Die jungen Pflanzenteile seien aus gleichartigen
Bläschen zusammengesetzt. Mitunter beständen sie aber aus einer
gleichförmigen Substanz ohne alle Bläschen. Auf dieser letzteren
irrtümlichen Beobachtung beruht seine unrichtige Theorie von der
Zellenbildung, nach welcher die Zellen etwa so entstehen würden, wie
die Hohlräume des Brotes in dem ursprünglich zusammenhängenden Teig,
allerdings mit dem Unterschiede, daß die Hohlräume in der Pflanze nicht
leer, sondern mit dem in ihnen sich ansammelnden Nahrungssaft erfüllt
sein würden. Von letzterem sagt er, daß er »durch die Substanz der
Bläschen hindurchkrieche«, ja daß er »die feste Pflanzensubstanz ebenso
leicht durchdringen könne, wie dies mit Hilfe der Gefäße geschehe«.
Er nimmt also für die Erklärung der Saftbewegung in der Pflanze
das Verhalten zur Hilfe, das wir heute als Diffusion bezeichnen.
Ähnlich wie die Zellen aus der Vergrößerung eines ruhenden Tropfens
Nahrungssaft hervorgehen sollen, läßt *Wolff* die Gefäße durch die
Fortbewegung eines solchen Tropfens durch die ursprünglich gleichartige
Grundsubstanz entstehen. »Ein Flüssigkeitstropfen«, sagt *Wolff*[177],
»der durch die feste Substanz hindurch fortschreitet und sich seinen
Weg selbst bahnt, kann nicht eine kugelförmige Spur zurücklassen; er
bildet vielmehr einen Kanal, der -- nach *Wolffs* Annahme -- infolge
einer Erstarrungsfähigkeit des Nährsaftes erhalten bleibt.« Diese
Erstarrungsfähigkeit des Nährsaftes wird nicht nur der pflanzlichen,
sondern auch der tierischen Substanz zugeschrieben. Diese Fähigkeit,
zusammen mit einer »wesentlichen Kraft«, wie *Wolff* sein formgebendes
Prinzip nennt, sollte nun den Vorgang der Entwicklung organischer Wesen
erklären. Die »wesentliche Kraft« ist nach ihm jene Kraft, durch welche
die Flüssigkeiten im Organismus verteilt und ausgeschieden werden.
»Die wesentliche Kraft«, sagt er, »und die Erstarrungsfähigkeit des
Nährsaftes sind ein hinreichendes Prinzip jeder Entwicklung, sowohl bei
den Pflanzen als auch bei den Tieren.«

Aus dieser Übereinstimmung zwischen den beiden Naturreichen folgerte
*Wolff* fast ein Jahrhundert, bevor *Schwann* den zelligen Bau der
Lebewesen als allgemeines Prinzip erkannte, daß sich in den Tieren wie
in den Pflanzen nicht nur Zellgewebe finde, sondern daß es sich auch
auf dem gleichen Wege entwickle. Wenn *Wolff* auch über den Vorgang
der Bildung von Zellgewebe, wie wir sahen, noch nicht zu richtigen
Vorstellungen gelangt war, so hebt er doch zutreffend hervor, daß das
Zellgewebe der Tiere »ebenso gebildet wird, wie das Zellgewebe und die
Bläschenstruktur bei Pflanzen[178]«.

Als typisches Beispiel hebt *Wolff*, wie es auch später von *Schwann*
geschehen, die Knochen hervor. »Ihr innerer Bau, sagt er, ist zellig
und entsteht ebenso wie das übrige Zellgewebe«.

Bei der Untersuchung des tierischen Organismus kommt es *Wolff* vor
allem darauf an, die Ansicht der Evolutionisten zu widerlegen, daß die
Organe ursprünglich vorhanden und nur wegen ihrer unendlichen Kleinheit
verborgen seien. Eine Widerlegung dieser Ansicht erblickt *Wolff* mit
Recht schon darin, daß die Teilchen, welche alle tierischen Organe bei
ihrer ersten Anlage zusammensetzen, Kügelchen sind, die man schon mit
einem Mikroskop von mittlerer Vergrößerungskraft unterscheiden könne.
»Wie kann man nun behaupten«, ruft er aus, »einen Körper wegen seiner
Kleinheit nicht sehen zu können, wenn doch die Teile, aus denen er sich
zusammensetzt, sehr wohl zu unterscheiden sind?«

[Illustration: Abb. 23. *Wolffs* Abbildung eines Embryos.]

Die nebenstehende Abbildung aus *Wolffs* Theoria generationis zeigt
einen Embryo nach 36stündiger Bebrütung. Man erkennt die Teile des
Gehirns, die Augen mit den Sehnerven, das Rückenmark (h), das Herz (k),
die vorderen schon recht deutlichen (f) und die hinteren noch in der
Absonderung begriffenen Wirbel (e und d). Die ernährenden Teile gehen
aus dem Ei, dessen Dotter durch die Wärme aufgelöst und zerstört werde,
in den Embryo über. Dazu, sagt *Wolff*, gehört wie bei den Pflanzen
eine die Nährsäfte bewegende »wesentliche Kraft«. Daß diese Kraft und
diese Flüssigkeitsbewegung auch im erwachsenen Körper tätig sei, dafür
spreche z. B. das Wachstum der Nägel und der Haare. Zu dieser Kraft
tritt dann nach *Wolff* als zweites, die Formgebung bedingendes Prinzip
die Erstarrungsfähigkeit der jungen gallertigen Gewebe, eine Fähigkeit,
die allerdings bei den Tieren geringer sei als bei den Pflanzen.

Die Gefäßbildung im Embryo läßt *Wolff* in ähnlicher Weise wie die
Entstehung der Gefäße in den Pflanzen vor sich gehen. Die bewegten
Flüssigkeiten bahnen sich dort Wege, wo sie einen geringeren Widerstand
finden. Die erste Anlage des Hauptstammes aller Gefäße, des Herzens,
zeigt uns *Wolffs* nebenstehende, der Theoria generationis
entnommene Abbildung (Abb. 24 c). Sie läßt uns auch die erste Anlage
der Gliedmaßen erkennen. Als plumpe Höcker (r) heben sie sich aus der
übrigen Masse hervor. Und zwar bestehen auch sie aus einer Substanz,
die *Wolff* als zellig bezeichnet. Anfangs sind die Gliedmaßen ohne
Gefäße. Letztere wachsen aus der zuerst entstehenden Hauptader oder
Aorta in die Gliedmaßen hinein.

Daß die Nieren erst entstehen, nachdem sich die Wirbelsäule gebildet
hat, wird von *Wolff* besonders hervorgehoben. Er zeigt, daß die Nieren
aus einem zelligen Gewebe hervorgehen, das erst am dritten Tage der
Entwicklung unter der Wirbelsäule erscheint. Daß dieses Gewebe zunächst
keine Spur von einem Organ enthält, ließ sich leicht feststellen, da es
vollkommen durchsichtig ist.

Durch all diese Beobachtungen war die insbesondere von
*Haller* vertretene, indessen auch von *Leibniz* gebilligte
Einschachtelungstheorie vollkommen widerlegt. Der einzige Weg, auf
dem dies geschehen konnte, war der von *Wolff* betretene. Er wandte
sich behufs Entscheidung der Streitfragen an die Natur selbst und
untersuchte zum ersten Male genauer die Anlagen der einzelnen Organe
im Embryo hinsichtlich ihrer Form und der Zeit ihres Entstehens.
Das Ergebnis war, daß die Teile des Organismus weder präformiert
sind, noch sich gleichzeitig entwickeln, sondern daß sie aus einer
gleichartigen, zelligen Substanz nacheinander hervorgehen. Trotz
zahlreicher Beobachtungsfehler, die *Wolff* im einzelnen gemacht hat,
war damit für alle späteren entwicklungsgeschichtlichen Forschungen
die Grundlage gewonnen. *Wolff* ist somit der Begründer der modernen
Entwicklungsgeschichte. Das ist und bleibt sein unsterblicher
Ruhmestitel.

Auch der Gedanke der Metamorphose der Pflanze rührt von *Wolff* her.
Das Nähere hierüber, sowie die Fortbildung, welche dieser Gedanke bei
*Goethe* und anderen fand, bleibt späterer Erörterung vorbehalten.

[Illustration: Abb. 24. *Wolffs* Darstellung der Entstehung des Herzens
und der Gliedmaßen.]

Die Frage nach den Vorgängen der Zeugung und der Entwicklung war zwar
eine hervorragend wichtige, es war aber nur eine unter den vielen
die Physiologie im 18. Jahrhundert beschäftigenden Fragen. Hat dieser
Zeitraum doch den größten Physiologen in *Haller* hervorgebracht, um
dessen Forschergestalt sich alles gruppieren läßt, was die weitere
Entwicklung der Physiologie in dem erwähnten Zeitraum anbetrifft.

*Albrecht von Haller* wurde am 16. Oktober 1708 in Bern geboren. Er
verwaiste frühzeitig und wuchs bei einem Arzte auf, dem er seine
Neigung für die Naturwissenschaften und ihre Anwendung auf das Gebiet
der Heilkunde verdankte. *Haller* studierte in Tübingen Anatomie und
Botanik, worin ihn *Camerarius* unterwies. Später hielt er sich in
Leyden, wo *Boerhave* auf ihn einwirkte, sowie in London und in Paris
auf. Nachdem *Haller* in Basel und in Bern Vorlesungen über Anatomie
gehalten, siedelte er 1736 nach Göttingen über. Dort entfaltete er eine
einzigartige Wirksamkeit. 1753 kehrte er in seine Heimatstadt zurück,
wo er am 12. Dezember 1777 starb. In Göttingen hielt *Haller* an der
neu gegründeten Universität Vorlesungen über Botanik, Anatomie und
Chirurgie, begründete eine anatomische Sammlung und einen botanischen
Garten, dessen Leitung er übernahm. Er rief die Göttinger Königliche
Gesellschaft der Wissenschaften ins Leben und zog viele Schüler an sich
heran, welche die Wissenschaft in der von ihm eingeschlagenen Richtung
weiterführten.

*Haller* wurde stets von dem Gedanken geleitet, daß die Anatomie als
die wichtigste Grundlage der Physiologie zu betrachten sei, und zwar
nicht nur die Anatomie des Menschen, sondern nicht minder diejenige der
Tiere.

Ferner gab er dem Experiment am lebenden Tiere eine Ausdehnung, wie sie
vor ihm nicht bestand. »So grausam das Verfahren der Vivisektion auch
erscheint«, sagt *Haller*, »so darf man doch nicht außer acht lassen,
daß es der Physiologie mehr Nutzen schafft als alle übrigen Methoden
und daß ein einziges derartiges Experiment oft die aus der Arbeit von
Jahren entstandenen Irrtümer beseitigt hat.«

*Haller* lieferte, durchdrungen von dem Gedanken, daß man mit dem
Bau eines Organismus bekannt sein muß, wenn man seine Verrichtungen
erforschen will, viele wertvolle Beiträge zur vergleichenden Anatomie.
Über den Wert dieser Wissenschaft für die physiologische Forschung sagt
er: »Täglich mache ich die Erfahrung, daß man über die Tätigkeit der
meisten Organe des lebenden Körpers kein Urteil fällen kann, wenn man
sich nicht über den Bau des betreffenden Organs vollkommene Klarheit
verschafft hat und zwar nicht nur durch eine Untersuchung am Menschen,
sondern auch durch eine solche an verschiedenen Vierfüßlern, Vögeln,
Fischen, ja oft auch an niederen Tieren«.

Das wichtigste allgemeine Ergebnis dieser Forschungen war *Hallers*
Lehre von der Reizbarkeit und der Empfindung (der Irritabilität und der
Sensibilität). Er betrachtete sie als besondere, mit physikalischen
Kräften nicht zu verwechselnde Fähigkeiten der belebten Substanz. Wir
erinnern uns, daß *Borelli* die Tätigkeit der Muskeln einer Elastizität
dieser Organe zugeschrieben hatte. *Haller* dagegen erklärte die
Fähigkeit sich zusammenzuziehen als eine den Muskeln innewohnende
Eigenschaft und nannte diese Organe reizbar oder irritabel. Der
gewöhnliche Reiz, welcher die Verkürzung der Muskeln bewirkt, gehe zwar
von den Nerven aus, doch könnten an dessen Stelle auch andere Reize
treten. Letztere können, wie *Haller* zeigte, noch eine Kontraktion des
Muskels hervorrufen, wenn die Verbindung des letzteren mit dem Nerven
unterbrochen ist, ein offenbar für seine Lehre günstiges Experiment.

Wie die Irritabilität ausschließlich an die Muskeln gebunden ist, so
ist die Sensibilität nur in den Nerven anzutreffen. Sie vermittelt
die Veränderungen, welche äußere Reize hervorrufen, dem Bewußtsein.
Wie das geschieht, blieb zunächst unerklärt. *Haller* war indessen
geneigt, ein feines, in den Nerven sich bewegendes Fluidum nach dem
Vorgange *Malpighis*[179] anzunehmen. Selbst *Kant* huldigte dieser
ziemlich grob materialistischen Anschauung von dem Zustandekommen
der Empfindungen[180]. Die weit zutreffendere Vorstellung, daß die
Tätigkeit der Nerven in einer vibrierenden Bewegung bestehe, vermochte
*Haller* nicht anzuerkennen. Trotzdem ist in seiner Darstellung von der
Sensibilität dieser Organe die später von *Johannes Müller* ausführlich
entwickelte Lehre von den spezifischen Energien der Sinnesorgane schon
im Keime enthalten. Besonders zeigt sich dies in der Darstellung,
die *Haller* von der Physiologie des Auges gab. Danach rufen die vom
Gegenstande kommenden Lichtstrahlen ein Bild auf der Netzhaut hervor,
das eine Reizung des Sehnerven veranlaßt. Was wir empfinden, ist
nicht der Gegenstand selbst, sondern der Eindruck, den dieser auf den
Sehnerven ausübt. Es folgt daraus, daß die Empfindungen und die darauf
sich aufbauenden Vorstellungen subjektiver Art sind. Trotzdem denkt
*Haller* nicht daran, das Vorhandensein der Außenwelt zu leugnen. Die
Erfahrung ist es, der nach ihm die Aufgabe zufällt, aus dem subjektiven
Eindruck ein Urteil über die Natur der wahrgenommenen Gegenstände
zu bilden. Mit dieser Lehre stimmten die Beobachtungen überein, daß
auch mechanische Reize aller Art eine Lichtempfindung hervorzurufen
vermögen. Daß die Netzhaut der Sitz der Lichtempfindung sei, war,
wie wir erfuhren, von *Mariotte* auf Grund seines Versuches über den
blinden Fleck[181] angezweifelt worden. *Haller* hielt jedoch an der
früheren, schon von *Kepler* begründeten Ansicht fest. Er hob mit Recht
hervor, daß die Aderhaut, die nach *Mariotte* das Sehen vermitteln
sollte, keine Nerven enthält. Dagegen sei die Netzhaut ein Geflecht
von Nervenfasern, welchen im ganzen Organismus die Vermittlung der
Empfindungen zukomme.

Die besonderen Leistungen *Hallers* betreffen die Physiologie des
Gefäßsystems und des Stimmorgans. Sie sind in seinem Meisterwerke, den
Elementa physiologiae corporis humani, das 1757 und in den folgenden
Jahren erschien, niedergelegt worden[182].

*Haller* erforschte besonders den Klappenapparat des Herzens und
die Bewegungen dieses Organes und seines flüssigen Inhalts. Seine
Untersuchung betraf ferner die Bewegung und die Geschwindigkeit des
Blutes in den Arterien, sowie den Einfluß, den die Wandungen der
letzteren auf den Blutstrom ausüben, und vieles andere mehr.

Hervorzuheben sind die Versuche, die beweisen sollten, daß der
Pulsschlag im ganzen arteriellen System gleichzeitig erfolgt. An diese
Versuche hat später *E. H. Weber* seine Anwendung der Wellenlehre auf
die Lehre vom Kreislauf des Blutes angeknüpft und gefunden, daß die von
*Haller* behauptete völlige Gleichzeitigkeit nicht besteht. Doch ergab
sich, daß der Zeitunterschied nur den Bruchteil einer Sekunde ausmacht.
*Haller* begründete seine Ansicht folgendermaßen: »Wenn man bei einem
Menschen die rechte Hand auf die Gegend legt, wo das Herz liegt, und
die linke an die Schläfenarterie oder an die Kniekehlenarterie bringt,
so wird man finden, daß das Herz in dem nämlichen Augenblick gegen
die Rippen stößt, in welchem es in allen genannten Arterien den Puls
hervorbringt«[183].

Zu erwähnen sind auch die Versuche *Hallers*, welche darin bestanden,
Stoffe in den Blutstrom einzuführen, um deren physiologische und
therapeutische Wirkung zu untersuchen. Dieses unter dem Namen
Gefäßinfusion bekannte Verfahren kam zwar schon im 17. Jahrhundert
infolge der Entdeckung des Blutkreislaufes auf. Es wurde aber zuerst
durch *Haller* und einen seiner Schüler auf zahlreiche Chemikalien
(Pflanzengifte, Säuren, Arsenverbindungen, Kupfersalze usw.) ausgedehnt
und schließlich von den Ärzten jener Zeit mit sehr ungünstigem Erfolge,
wie sich begreifen läßt, zu therapeutischen Zwecken angewandt. Immerhin
ist das Verfahren erwähnenswert, weil die in neuerer Zeit mit besserem
Erfolge geübte subkutane Injektion darauf zurückzuführen ist.

Sehr eingehend und stets auf vergleichend anatomischer und
physikalischer Grundlage fußend, untersuchte *Haller* den Kehlkopf
und die Erzeugung der Stimme. Er wies nicht nur, wie es schon vor ihm
geschehen, auf die Rolle der Stimmbänder hin, sondern er stellte vor
allem auch fest, welche Aufgaben die einzelnen Kehlkopfknorpel, sowie
die Mund- und die Nasenhöhle bei der Stimmbildung zu erfüllen haben.

Nicht so glücklich wie auf dem Gebiete der Physiologie war *Hallers*
Wirken auf demjenigen der Entwicklungsgeschichte. Hier ist er unter
den Verteidigern der sonderbaren, auf *Harvey* zurückgehenden Lehre
von der Evolution[184] zu nennen, nach welcher jedes neu entstehende
Wesen als im Keime vorgebildet (präformiert) gedacht wurde. Obgleich
schon 1759 *Caspar Friedrich Wolff* die Lehre von der Epigenesis,
d. h. der folgeweisen Entwicklung der Organe aus einfacheren Teilen
(Zellen und Zellschichten) an Stelle der Evolutionstheorie setzte, fand
letztere durch die Autorität *Hallers* eine solche Stütze, daß *Wolffs*
Anschauungen dagegen nicht aufkommen konnten. Sie gerieten fast in
Vergessenheit und gelangten erst ein halbes Jahrhundert später zur
Anerkennung, nachdem für die Entwicklungsgeschichte durch *Meckel*, *v.
Baer* und andere Forscher eine neue Aera angebrochen war.

Trotz dieses ablehnenden Verhaltens *Wolff* gegenüber hat *Haller* sich
um die Entwicklungsgeschichte des Gefäßsystems und der Knochen bemüht
und hierüber einige verdienstvolle Abhandlungen geschrieben (Sur la
formation du coeur dans le poulet. 1758).

Die Anatomie hatte während des 17. Jahrhunderts in Holland, wo
*Swammerdam* und *Boerhave* wirkten, einen bedeutenden Aufschwung
genommen. Sie erlebte im 18. Jahrhundert auch in Deutschland eine
kräftige Förderung. Vor allem ist hier *Lieberkühn* als derjenige
zu nennen, der die anatomische Kunst von Holland nach Deutschland
verpflanzte. *Lieberkühn*, ein Schüler *Boerhaves*, kam 1740
nach Berlin und wurde dort Mitglied der Preußischen Akademie der
Wissenschaften. Vergeblich waren die Bemühungen dieser Gesellschaft,
auch den großen Physiologen *Albrecht von Haller* zu gewinnen und
so Berlin zum Mittelpunkt der medizinischen Wissenschaften zu
machen. *Lieberkühn* war nicht nur ein eifriger Präparator, sondern
er lehrte die Deutschen auch mit Hilfe des Mikroskops den feineren
Bau der tierischen Gewebe untersuchen. Er verstand es meisterhaft,
die Methode der Gefäßinjektion zu handhaben. Die bedeutendste
Entdeckung *Lieberkühns* war diejenige der Darmzotten, jener winzigen
Ausstülpungen der Darmwandung, die man später wohl als die inneren
Wurzeln des Tieres bezeichnet hat[185].

*Lieberkühns* Schüler und sein Nachfolger in der Preußischen Akademie
war *Johann Friedrich Meckel*, der Ältere, dem die Nervenanatomie
manche Entdeckung verdankt. Die Familie *Meckel* nahm auf dem Gebiete
der Anatomie durch mehrere Generationen eine führende Stellung ein.
Vor allem war es *Johann Friedrich Meckel* der Jüngere, der auf den
Vorarbeiten seines Vaters und seines Großvaters fußend zu Beginn des
19. Jahrhunderts der vergleichenden Anatomie in Deutschland eine
Heimstätte bereitete. Dabei vermochte er sich auf eine von seinem
Großvater begründete und von seinem Vater unter Aufwendung bedeutender
Mittel erweiterte Sammlung zu stützen, die zu den ersten des 18.
Jahrhunderts zählte.




8. Die neuere Mathematik und ihre Beziehungen zu den
Naturwissenschaften.


Das 18. Jahrhundert war auf den Gebieten der Astronomie und der Physik
vorzugsweise mit der Lösung der aus der *Newton*-*Huygens*periode
übernommenen Probleme beschäftigt. Fast ausschließlich in das
18. Jahrhundert fiel auch der Aufschwung, den die Lehre von der
Reibungselektrizität nahm. Hier waren die beiden vorangehenden
Perioden kaum über die seit alters bekannten einfachsten Wahrnehmungen
hinausgekommen. Auf dem Gebiete der Chemie wurde durch zahlreiche
Beobachtungen die große Tat vorbereitet, welche dieser Wissenschaft
im Beginn der neuesten Zeit ein gänzlich verändertes Aussehen geben
sollte, während in der Zoologie und in der Botanik die systematische
Richtung überwog und nur hin und wieder das experimentelle Verfahren
zum Durchbruch kam. Daß dieses Verfahren auf allen Gebieten Platz
greift und daß man es überall mit der mathematischen Behandlungsweise
zu verknüpfen sucht, kennzeichnet die gegen das Ende des 18.
Jahrhunderts beginnende Periode in der Entwicklung der Wissenschaften,
deren Betrachtung wir uns jetzt zuwenden.

Daß sich die Natur aus der Mechanik der Atome erklären lasse, galt
den meisten Forschern als ausgemacht. Die atomistisch-mechanische
Behandlungsweise fand ihren weitgehendsten Ausdruck durch *Laplace*.
»Ein Geist«, sagt er, »der für einen gegebenen Augenblick alle
Kräfte kennt, welche die Natur beleben und die gegenseitige Lage der
Wesen, aus denen sie besteht und diese Angaben der mathematischen
Analyse unterwirft, könnte in dieselbe Formel die Bewegungen der
größten Weltkörper und des leichtesten Atoms einbegreifen. Zukunft
und Vergangenheit wären seinem Blicke gegenwärtig.« Der menschliche
Verstand, fügt *Laplace* hinzu, biete in der Vollendung, die er der
Astronomie gegeben, ein schwaches Abbild eines solchen Geistes dar.

Für Deutschland ging die Anregung, die Mathematik auf die gesamte
Naturlehre anzuwenden, besonders auf *Leibniz* und seinen Schüler
*Wolf*[186] zurück. Während der ersten Hälfte des 18. Jahrhunderts war
die *Leibniz-Wolf*sche Philosophie die herrschende. In ihr wurzelt auch
die darauf folgende Zeit der Aufklärung, mit der in Deutschland wie in
Frankreich die Hauptzweige der bisherigen Entwicklung der Philosophie,
der idealistische und der realistische nämlich, zu einem gewissen
Abschluß kamen, indem sie beide in eine verflachende Popularphilosophie
ausmündeten.

In dem Bestreben, die Naturerscheinungen auf Bewegungen zurückzuführen
und sie auf diese Weise der mathematischen und der mechanischen
Erklärung zugänglich zu machen, hatte das 17. Jahrhundert die alte
Lehre von der atomistischen Zusammensetzung als Korpuskulartheorie
zu neuem Leben erweckt. Die Korpuskeln oder Partikeln spielten
für die Erklärung der physikalischen Vorgänge eine große Rolle.
Angeregt durch Christian *Wolf* versuchte *Lomonossow* die
Korpuskulartheorie auf die Chemie auszudehnen, um dadurch auch diese
Wissenschaft der mathematischen Behandlungsweise zugänglich zu
machen. *Lomonossows*[187] Gedankengang war etwa der folgende: Alle
Änderungen kommen nach der Lehre *Wolfs* durch Bewegungen zustande.
Das gilt auch von den Änderungen der zusammengesetzten Körper,
der chemischen Verbindungen, wie wir heute sagen würden. Mit den
Bewegungen befaßt sich die Mechanik. Folglich müssen die Änderungen der
zusammengesetzten Körper, d. h. die chemischen Vorgänge, mechanisch
erklärt werden können. Nur so lasse sich die Chemie zu einer exakten
Wissenschaft machen. Des weiteren fordert *Lomonossow*, die chemischen
Veränderungen auf Grund der Versuche und Gesetze der Physik zu erklären
und damit einen neuen Wissenszweig zu schaffen, den er schon als
»physikalische Chemie« bezeichnet. Es blieb aber bei der Aufstellung
von Forderungen und Zielen, von deren Verwirklichung die Wissenschaft
noch weit entfernt war. Immerhin hat *Lomonossow* das Verdienst, jene
Forderungen erhoben und jene Ziele erkannt und ausgesprochen zu haben.
Auch auf dem Gebiete der Wärmelehre und der Oxydationsvorgänge war
*Lomonossow* ein Vorläufer derjenigen Männer, die hier die neueren
Grundlagen schufen[188]. Die Bestrebungen, die Mathematik auf die
Chemie auszudehnen, ruhten jetzt nicht mehr. Und gerade im Herzen
Deutschlands, wo *Wolf* gelehrt und *Lomonossow* studiert hatte,
zeitigten diese Bestrebungen die ersten Früchte, indem *Wenzel* und
*Richter* die Anfänge der Stöchiometrie schufen. Daß diesen Männern
das ein halbes Jahrhundert früher gesteckte Ziel vorschwebte, leuchtet
schon ans den Titeln ihrer stöchiometrischen Schriften hervor[189].

Die Vorstellung von der atomistischen und molekularen Konstitution der
Materie gewann noch größere Bedeutung, nachdem sie *Dalton* um 1800
zu einer wohlbegründeten Theorie ausgestaltet hatte. Auf Grund dieser
Theorie suchte man jetzt unter der Annahme von molekularen Fernkräften,
für welche das *Newton*sche Gravitationsgesetz ein Analogon darbot, die
Naturerscheinungen der mathematischen Analyse zu unterwerfen. Das Ziel
indessen, das *Laplace* und seinen Zeitgenossen vorschwebte, und das
in der Forderung gipfelte, aus möglichst wenigen Voraussetzungen den
Gesamtverlauf der Naturerscheinungen mechanisch zu erklären, hat sich
nicht verwirklichen lassen. An seine Stelle setzte die neuere Mechanik,
um mit den Worten *Kirchhoffs* zu reden, die bescheidenere Aufgabe, den
Ablauf der Vorgänge auf die einfachste Weise möglichst vollständig zu
beschreiben.

Die Mathematik hatte sich bis zum Beginn des 19. Jahrhunderts Hand in
Hand mit den Naturwissenschaften entwickelt. *Descartes*, *Galilei*,
*Kepler*, *Newton*, *Leibniz*, sie alle hatten auf beiden Gebieten
Hervorragendes geleistet, weil sie von dem Gedanken des innigen
Zusammenhanges beider Wissenschaften durchdrungen waren. Zwar tauchten
auch mathematische Probleme auf, die zunächst außer Beziehung zur
realen Welt zu stehen schienen. Und sie wurden von den Mathematikern
darum nicht etwa hintangesetzt. Doch kannte man jene im 19. Jahrhundert
lange herrschende Richtung, die sich so stolz als »reine Mathematik«
bezeichnete und schließlich jede Fühlung mit der Wirklichkeit verlor,
weder im 17. noch im 18. Jahrhundert. Wir haben in einem früheren
Abschnitt erfahren, wie *Bernoulli*, *Lagrange* und *Euler* die
Infinitesimalrechnung zu einem der allerwichtigsten Hilfsmittel,
sozusagen zum Handwerkszeug des Naturforschers, ausgestalteten. Um die
Wende des 18. zum 19. Jahrhundert erlangen zwei neue mathematische
Zweige für die Naturwissenschaften und ganz besonders für ihre
Anwendungen eine ähnliche Bedeutung. Es sind das die darstellende und
die projektivische Geometrie. In ihren Anfängen reichen beide zwar in
weit frühere Perioden zurück.

Die darstellende Geometrie, deren Aufgabe es ist, Raumgebilde in der
Ebene darzustellen und aus diesen Darstellungen mit vollkommener
Genauigkeit wieder zu rekonstruieren, wird gewöhnlich als eine
Schöpfung von *Monge* betrachtet. Man darf aber nicht vergessen, daß
die Benutzung von Grund- und Aufrißzeichnungen so alt ist, wie die
Baukunst. Papyrusfunde haben bewiesen, daß die Ägypter für ihre Bauten
derartige Zeichnungen anfertigten. Und *Vitruvius* gibt in seinem
zur Zeit des Augustus entstandenen Werke über die Architektur eine
ausführliche Darstellung des von den römischen Baumeistern geübten
Grundriß- und Aufrißverfahrens. Seine Weiterentwicklung erfuhr dieses
aus unmittelbaren Bedürfnissen entstandene Wissen nicht am Schreibtisch
des Gelehrten, sondern an den Stätten der Praxis, vor allem in den
Bauhütten des Mittelalters. Die wunderbaren architektonischen Werke
jener Zeit konnten nur entstehen, wenn ihre Schöpfer Aufgaben der
darstellenden Geometrie, wie sie besonders für den Schnitt der Gewölbe
in Betracht kamen, zu lösen vermochten. Ohne Zweifel wurde manche der
erforderlichen Konstruktionen empirisch gefunden und verwendet, ohne
daß man den mathematischen Beweis für ihre Richtigkeit erbracht hätte.
Dies geht z. B. auch daraus hervor, daß manche Schriften des 16. und
17. Jahrhunderts für die Baukunst wichtige Konstruktionen mitteilen,
ohne auch nur den Versuch eines Beweises zu machen.

Ein nicht minder großes Interesse an der Entwicklung des Verfahrens,
körperliche Gebilde in der Ebene richtig darzustellen, besaßen die
Maler. Es kann daher nicht Wunder nehmen, daß das erste deutsche Buch
über diesen Gegenstand von einem Maler und zwar von unserem großen
*Albrecht Dürer* herstammt. Er verdient deshalb nicht minder als
Lionardo da Vinci einen Platz in der Geschichte der Wissenschaften.

*Dürers* Schrift erschien 1525; sie führt den Titel: »Underweysung
der messung mit dem zirckel und richtscheyt in Linien, ebenen und
gantzen corporen.« Die Bedeutung dieser Schrift besteht weniger
in den Konstruktionen, die sie lehrt, als in der Forderung, die
perspektivische Grundlage eines Bildes nicht wie bisher aus freier
Hand zu fertigen, wobei grobe Fehler ganz unvermeidlich seien, sondern
die perspektivische Zeichnung nach mathematischen Vorschriften zu
machen. *Dürer* ist dadurch zum Begründer der Lehre von der Perspektive
geworden.

*Monge* dagegen gebührt das große Verdienst, die im Verlaufe einer
langen Entwicklung entstandenen Ansätze, von denen hier nur einige
Erwähnung finden konnten, nicht nur vermehrt, sondern zu einem, auf
strenge Beweisführung gegründeten, wissenschaftlichen Lehrgebäude, der
heutigen deskriptiven oder darstellenden Geometrie, ausgestaltet zu
haben.

In dem äußeren wie dem inneren Leben von *Monge* spiegeln sich die
geistigen, politischen und kulturellen Zustände seiner Ära, des
Zeitalters der französischen Revolution, die bald zu einer europäischen
werden sollte, mit besonderer Deutlichkeit wieder.

*Gaspard Monge* ging aus dem durch die Revolution erst zur Geltung
gelangenden dritten Stand, der in geistiger Beziehung bald der erste
werden sollte, hervor. *Monge* wurde 1746 in einem burgundischen
Städtchen als der Sohn eines armen Handwerkers geboren, der
sich die größten Entbehrungen auferlegte, um seinen Söhnen eine
wissenschaftliche Ausbildung zu geben. Mit 16 Jahren wirkte *Monge*
schon als Lehrer der Physik in Lyon. Später lehrte er an einer Schule
für Militäringenieure Baukonstruktionslehre. Aus der Beschäftigung
mit diesem Gegenstande schuf *Monge* in dem Bestreben, die teils
umständlichen, teils noch empirischen älteren Methoden zu vereinfachen
und wissenschaftlich zu begründen, seit 1770 etwa seine darstellende
Geometrie. Veröffentlicht hat *Monge* sein Lebenswerk erst 1798[190],
weil ihm, solange er an der Militärschule wirkte, die Geheimhaltung
seines genialen Lehrganges zur Pflicht gemacht worden war.

*Monge* gehörte, wenn er politisch auch weniger hervortrat, zu den
großen Männern der französischen Revolution. Der Konvent ernannte ihn
zum Leiter der Geschützgießereien. In dieser Stellung verfaßte er ein
Werk über die Anfertigung von Kanonen. Während der Schreckensherrschaft
wurde er in den Anklagezustand gesetzt. Er floh daher ins Ausland,
kehrte aber bald nach Frankreich zurück und fand Gelegenheit, bei
der Gründung der École polytechnique, dem großartigen Vorbilde
für die technischen Schulen des 19. Jahrhunderts, einen maßgebenden
Einfluß auf die Gestaltung des gewerblichen Unterrichtswesens[191]
auszuüben. Die damals von *Monge* erhobenen Forderungen, nämlich
naturwissenschaftlicher Unterricht, Übung der Schüler im Gebrauch
wissenschaftlicher Instrumente, Pflege des wissenschaftlich begründeten
Zeichnens, Anwendung der darstellenden Geometrie auf die Bau- und
Maschinenkonstruktionslehre, sind für die Folge die wichtigsten
Grundlagen geblieben, auf denen allein die moderne Technik zu der sie
heute auszeichnenden Vollendung emporwachsen konnte.

Aus dem späteren Leben von *Monge* verdient noch Erwähnung, daß er
neben *Berthollet* der hervorragendste Gelehrte war, der sich an
*Napoleons* Expedition nach Ägypten beteiligte. *Napoleon*, welcher
die Bedeutung der exakten Wissenschaften wie kein anderer Herrscher
zu würdigen verstand, überhäufte *Monge* mit Ehren. Auch während des
Kaiserreichs war *Monge* an der École polytechnique als Lehrer tätig.
Nach der Rückkehr der Bourbonen wurde er seiner Ämter entsetzt. Er
verfiel infolgedessen in geistige Umnachtung, von der ihn jedoch ein
baldiger Tod im Jahre 1818 erlöste.

Unter den mathematischen und mechanischen Schriften, die wir *Monge*
verdanken, nimmt seine »Darstellende Geometrie«, durch welche er diese
Disziplin wissenschaftlich begründete, die erste Stelle ein. Ihre
Aufgabe ist nach *Monge* eine doppelte. Einmal gilt es, alle Gebilde
von drei Dimensionen auf Gebilde von zwei Dimensionen, die sich auf dem
Zeichenblatte darstellen lassen, zurückzuführen. Zweitens lehrt die
darstellende Geometrie aus der Zeichnung alle Beziehungen ableiten,
die aus der Gestalt und der gegenseitigen Lage der in der Ebene
dargestellten Raumgebilde entspringen.

Die von *Monge* zur Lösung dieser Aufgaben angewandte
Projektionsmethode geht von der Voraussetzung aus, daß die Lage
eines Punktes im Raume mathematisch bestimmt ist, wenn man seine
Projektionen auf zwei zu einander senkrechten Ebenen kennt. Unter der
Projektion eines Punktes auf eine Ebene versteht *Monge* den Fußpunkt
des von dem Punkte auf die Ebene gefällten Lotes. Sehr übersichtlich
wurde das Projektionsverfahren vor allem dadurch gemacht, daß *Monge*
sich die vertikale Ebene um ihre Schnittlinie mit der horizontalen
Ebene gedreht denkt, bis sie mit der letzteren zusammenfällt. Die
vertikale Ebene wird also mit den Projektionen, welche sie enthält,
auf demselben Blatt gezeichnet, das für die horizontale Projektion
dient. Beide Ebenen sind nur durch eine Schnittlinie (Projektionsachse)
getrennt. Und man muß sich stets daran erinnern, daß die vertikale
Ebene um diese Schnittlinie wie um ein Scharnier um 90 Grad gedreht
werden muß, um in ihre eigentliche Stellung zu kommen. Dieser
treffliche Grundgedanke bot eine Menge von Vereinfachungen und
Vorteilen. So erkennt man ohne weiteres, daß die beiden Projektionen
jedes Punktes in ein- und derselben, senkrecht zur Schnittlinie
gezogenen Geraden liegen, daß eine Ebene durch ihre beiden Schnitte
mit den Projektionsebenen (ihren Spuren) vollständig bestimmt ist, und
daß diese Spuren die Schnittlinie der beiden Projektionsebenen (die
Projektionsachse) in ein- und demselben Punkte treffen.

Auf das Werk von *Monge* noch weiter einzugehen, verbietet sich von
selbst. Es trägt die einzelnen Aufgaben über die Darstellung ebener
und krummer Flächen, ihrer Schnitte, der wichtigsten Körper und ihrer
Durchdringungen nach Umfang und Form in der noch heute üblichen Weise
vor. Eine Weiterentwicklung hat die darstellende Geometrie erst in der
neuesten Zeit durch ihre innigere Verknüpfung mit der von *Poncelet*
und *Steiner* begründeten neueren synthetischen Geometrie erfahren.

Die ersten Untersuchungen, durch welche die neuere synthetische
Geometrie vorbereitet wurde, reichen bis ins 17. Jahrhundert zurück.
Sie rühren von zwei Zeitgenossen und Landsleuten des *Descartes*, von
*Desargues* und von *Pascal*, her. *Desargues*[192] zeigte in seiner
Schrift »Über die Tatsachen, zu welchen der Schnitt eines Kegels durch
eine Ebene Veranlassung gibt,« daß für die Kegelschnitte eine zu den
allgemeinsten Sätzen führende Betrachtungsweise möglich ist. Denkt man
sich das Auge in der Spitze des Kegels, so erscheint ein elliptischer
Schnitt in dieser Perspektive in der Form eines Kreises. *Desargues*
stellte sich die Aufgabe, aus den Eigenschaften dieses Kreises die
Eigenschaften der Kegelschnitte durch eine Art perspektivischer
Beweisführung abzuleiten und gelangte so zuerst zu Sätzen, die für alle
Arten der Kegelschnitte gelten. Einer dieser für alle Kegelschnitte
gültigen Sätze wird noch heute als der Satz von *Desargues*
bezeichnet[193].

Unter seinen Zeitgenossen wurde *Desargues* wohl nur von *Pascal*
verstanden. *Desargues* Satz vom Sehnenviereck fügte *Pascal* den
Satz vom *Pascal*schen Sechseck hinzu. Dieser besagt von jedem einem
Kegelschnitte einbeschriebenen Sechseck, daß die drei Punkte, in
welchen sich je zwei gegenüberliegende Seiten schneiden, auf einer
geraden Linie liegen. Auch dieser Satz wurde zunächst für den Kreis
bewiesen. Aus dem perspektivischen Zusammenhange zwischen dem Kreis und
den Kegelschnitten wurde dann erst seine Verallgemeinerung abgeleitet.

Der weitere Ausbau der perspektivischen, oder, wie sie auch wohl
genannt wird, der projektiven Geometrie erfolgte im 19. Jahrhundert.
Die erste systematische Zusammenfassung rührt wieder von einem
Franzosen und zwar von *Poncelet* her, einem der genialsten Vertreter
der angewandten Mathematik.

*Jean Victor Poncelet* wurde 1788 als Sohn armer Eltern in Metz
geboren. Er starb 1867. Als Zögling der École polytechnique genoß er
den Unterricht eines Ampère, Fourier, Légendre und anderer Zierden der
Wissenschaft, mit denen Frankreich um die Wende zum 19. Jahrhundert so
reich gesegnet war. Als Genieoffizier nahm *Poncelet* an dem Feldzuge
gegen Rußland teil. Er fiel in die Hände der Russen, und es folgten
zwei Jahre Kriegsgefangenschaft. Diese unfreiwillige Muße füllte
*Poncelet* damit aus, daß er die Grundzüge seines Verfahrens zu einem
der bedeutendsten mathematischen Werke, dem »Traité des propriétés
projectives des figures« entwickelte[194]. Durch dieses Buch ist
*Poncelet* der Schöpfer der neueren synthetischen oder projektivischen
Geometrie geworden. Dem Grundgedanken der neuen Betrachtungsweise sind
wir schon im 17. Jahrhundert begegnet[195]. Sie unterscheidet sich von
dem Verfahren der darstellenden Geometrie[196], das *Monge* ausbildete,
in folgendem. Während *Monge* die Gebilde vermittelst paralleler
Linien auf zwei zu einander senkrechte Ebenen projiziert, betrachtet
*Poncelet* ihr perspektivisches Bild. Ein solches entsteht, wenn man
von dem betrachtenden, als Punkt gedachten Auge aus Strahlen nach den
Punkten des zu untersuchenden Gebildes zieht und in den Weg dieser
Strahlen eine Fläche, in der Regel eine Ebene, bringt. Die Punkte, in
welchen die Strahlen jene Ebene schneiden, bilden das perspektivische
Bild. Aus diesem ergeben sich die Eigenschaften der zu untersuchenden
und verwandter Gebilde oft mit überraschender Einfachheit. Zudem ist
das Verfahren *Poncelets* in solchem Grade rein geometrisch, d. h.
es verzichtet so gänzlich auf alle besonderen Hilfsmittel, daß es in
dieser Hinsicht alle anderen Methoden übertrifft. Während wir uns in
der analytischen Geometrie der Koordinaten und des Kalküls und in der
darstellenden Geometrie des Auf- und Grundrisses bedienen, operiert
*Poncelet* lediglich mit den Objekten selbst.

Nach der Veröffentlichung seiner projektivischen Geometrie war
*Poncelet* als Lehrer der technischen Wissenschaften in seiner
Vaterstadt und später in Paris tätig. Dieser Umstand und die Angriffe,
die seine mathematischen Arbeiten aus kleinlichen Beweggründen
erfuhren, bewogen ihn, sich vorwiegend mit angewandter Mathematik zu
beschäftigen. Auch auf diesem Gebiete reihen sich seine Leistungen
den höchsten an. Was *Poncelet* in der Hydromechanik und in der
Maschinentheorie geschaffen, wird noch heute zu den »Grundsäulen«
dieser Wissenszweige gerechnet[197]. Erwähnt sei nur, daß *Poncelet*
die Wasserräder verbesserte (*Poncelet*rad) und das Kilogrammmeter als
Einheit für die mechanische Arbeit, deren Äquivalenz mit der lebendigen
Kraft er besonders hervorhob, einführte.

Zehn Jahre nach dem Erscheinen der projektivischen Geometrie
*Poncelets* fand diese Wissenschaft in Deutschland die hervorragendste
Förderung durch *Steiners* »Systematische Entwicklung der Abhängigkeit
geometrischer Gestalten voneinander«[198].

*Jakob Steiner* wurde 1796 als Sohn eines armen Bauern in der Nähe
von Solothurn geboren[199]. Er empfing den ersten Unterricht in einer
Dorfschule und besuchte darauf Pestalozzis Erziehungsanstalt. Hier,
sowie in Heidelberg, wo *Steiner* drei Jahre seinen Lebensunterhalt
durch Privatstunden erwarb, fand er für seine wissenschaftliche
Richtung kaum irgend welche Anregung. Er war vielmehr auf seinem
Gebiete, da es in Deutschland dafür zu jener Zeit kaum einen Vertreter
gab, vorwiegend Autodidakt. Nachdem *Steiner* Heidelberg verlassen,
wirkte er als Lehrer an einer Erziehungsanstalt in Berlin. Dort wurde
er durch einen Zufall mit *Alexander von Humboldt* bekannt. Einer
der schönsten Züge *Humboldts* bestand darin, daß er junge Talente
sozusagen entdeckte und sie vermöge der hervorragenden Stellung, in die
ihn Geburt und Verdienst gewiesen, neidlos förderte. *Steiner* wurde
durch Vermittlung *Humboldts* an der Berliner Gewerbeschule angestellt,
an der auch der Chemiker *Wöhler* wirkte. Später erhielt *Steiner*
auf die Empfehlung *Humboldts* und *Jacobis* hin eine Professur an
der Berliner Universität. Durch das Zusammenwirken von *Steiner* mit
*Crelle* und dem in den zwanziger Jahren gleichfalls in Berlin lebenden
nordischen Mathematiker *Abel* entstand 1826 Deutschlands bedeutendste
mathematische Zeitschrift, das *Crelle*sche Journal für reine und
angewandte Mathematik.

Zu den ersten Beiträgen *Steiners* für diese Zeitschrift gehört seine
unter dem Titel »Einige geometrische Betrachtungen« veröffentlichte
Abhandlung vom Jahre 1826[200]. In dieser Abhandlung beschäftigt
sich *Steiner*, angeregt durch das *Malfatti*sche Problem, besonders
mit Kreisberührungsaufgaben. Auf den Inhalt kann hier nicht näher
eingegangen werden. Erwähnung verdient jedoch *Steiners* von ihm
selbst geschilderte Art, wissenschaftlich zu arbeiten. *Steiner* sagt
nämlich, er pflege über eine Aufgabe oder einen Gegenstand sich nicht
eher aus den Schriften anderer zu unterrichten, bis er eine Auflösung
oder einen Weg durch eigenes Nachdenken gefunden habe. Erst dann
vergleiche er seine Resultate mit den schon vorhandenen[201]. Es ist
das zwar nicht ein Verfahren für jedermann. Es ist aber dasjenige, das
am sichersten den Fortschritt der Wissenschaft verbürgt.

In einer zweiten Abhandlung löst *Steiner* die Aufgabe, einzig mit
Hilfe eines Lineals ohne Anwendung des Zirkels alle geometrischen
Konstruktionen auszuführen, wenn nur irgend ein fester Hilfskreis
gegeben ist. Die ältere Geometrie benötigte nämlich für die Mehrzahl
ihrer Aufgaben des Lineals und des Zirkels. Die betreffende
Abhandlung[202] *Steiners* bringt die Lehre von den harmonischen
Strahlen und Punkten, von den harmonischen Eigenschaften des Kreises,
den Ähnlichkeitspunkten, Potenzen von Kreisen und schließlich die
Lösung aller geometrischen Aufgaben mittelst des Lineals, wenn ein
fester Kreis gegeben ist.

Wir gelangen endlich zu dem für die neuere Geometrie grundlegend
gewordenen Hauptwerk *Steiners*, seiner »Systematischen Entwicklung
der Abhängigkeit geometrischer Gestalten voneinander«[203]. Das Werk
läßt sich als der erste Versuch bezeichnen, die Geometrie von einem
Keime aus nach allen Richtungen organisch zu entwickeln[204], sodaß an
Stelle des Heeres von auseinander gerissenen Eigentümlichkeiten eine
umfassende und klare Übersicht gewonnen wurde.

Auf dem bisher üblichen Wege gelangte man wohl zu einer Sammlung
scharfsinniger Kunststücke, aber nicht zu einem innerlich
zusammenhängenden Ganzen. Durch die Aneignung der Grundbeziehungen,
so lauten *Steiners* Ausführungen über das Ziel seines Unternehmens,
mache man sich zum Herrn des ganzen Gegenstandes. »Es tritt Ordnung
in dem Chaos ein, und man sieht, wie alle Teile naturgemäß ineinander
greifen und zu wohlbegrenzten Gruppen sich vereinigen. Der Kern der
Sache besteht darin, daß die Abhängigkeit der Gestalten voneinander
und die Art und Weise aufgedeckt wird, wie ihre Eigenschaften von den
einfacheren Figuren zu den zusammengesetzteren sich fortpflanzen.
Eigenschaften der Figuren, wie die konjugierten Durchmesser der
Kegelschnitte und das mystische Sechseck und Sechsseit[205], von deren
Vorhandensein man sich sonst durch künstliche Beweise überzeugen mußte,
und die, wenn sie gefunden waren, als etwas Wunderbares dastanden,
zeigen sich nun als notwendige Folgen der unscheinbarsten Eigenschaften
der aufgefundenen Grundelemente.«

Wenn wir es uns auch versagen müssen, *Steiners* »Systematische
Entwicklung« im einzelnen zu erörtern, so wollen wir doch bei seiner
Behandlung der Kegelschnitte, jenes Gebietes, das die Mathematiker
seit der Zeit des *Menächmos* und des *Apollonios* bis auf den
heutigen Tag beschäftigt, noch etwas verweilen. Erst bei der
Erzeugung der Kegelschnitte durch projektivische Gebilde ergaben sich
fundamentale Sätze, d. h. Sätze, die so umfassend sind, daß die übrigen
Eigenschaften der Kegelschnitte klar aus ihnen folgen. *Steiner*
folgerte z. B. aus seinen Fundamentalsätzen[206], daß durch fünf
beliebige Tangenten oder durch irgend fünf Punkte in einer Ebene ein
Kegelschnitt bestimmt ist. Fünf beliebige Gerade in einer Ebene können
also stets von einem, aber auch nur von einem einzigen Kegelschnitt
berührt werden. Oder auch: Fünf beliebige Punkte in einer Ebene liegen
jedesmal in einem, aber auch nur in einem einzigen Kegelschnitte.

In ganz neuer Beleuchtung und der Eigenschaft des Wunderbaren
entkleidet erschienen nun auch die Sätze vom *Pascal*schen und
*Brianchon*schen Sechseck. Zahlreiche Mathematiker hatten Beweise für
diese Sätze beigebracht und die Lehre von den Kegelschnitten in mehr
oder minder umfassender Weise darauf zu begründen versucht. *Pascals*
Satz lautet, daß bei jedem einem Kegelschnitt umschriebenen Sechseck
die Linien, welche die gegenüber liegenden Ecken verbinden, in einem
Punkte zusammentreffen. Der Satz von *Brianchon* besagt, daß bei jedem
einem Kegelschnitte eingeschriebenen Sechseck die drei Schnittpunkte
der gegenüber liegenden Seiten in einer geraden Linie liegen.
*Steiner* zeigte, daß beide Sätze nicht die eigentliche Grundlage für
die Untersuchung der Kegelschnitte bilden, sondern daß sie zugleich mit
vielen anderen Eigenschaften aus einer umfassenderen Quelle, nämlich
aus der Beziehung projektivischer Gebilde fließen.

Von der Behandlung der Kegelschnitte nach projektivischer Methode
wendet sich *Steiner* zur Erzeugung projektivischer Raumgebilde[207].
Die Untersuchung dreht sich besonders um die Eigenschaften der
Paraboloide und der Hyperboloide.

Konnten *Steiners* Verdienste um die neueste Entwicklung der Geometrie
hier auch nur angedeutet werden, so geht aus dem Gesagten doch
hervor, daß durch ihn die Lehre von den Kegelschnitten, die wir ihrer
Beziehungen zur Naturwissenschaft und zur Technik wegen an manchen
Stellen dieses Werkes in Betracht gezogen haben, im wesentlichen und
auf allgemeinster Grundlage zum Abschluß kam. »Was seitdem noch in
dieser Beziehung geleistet worden ist, beschränkt sich auf die weitere
Durcharbeitung und die formale Vollendung«[208].

Trotz dieser großen Erfolge der projektivischen Geometrie wurde die
analytische Behandlung geometrischer Probleme keineswegs gänzlich
beiseite geschoben. Wie die synthetische, so gewann auch die
analytische Geometrie in der Neuzeit einen erhöhten Standpunkt.
Dies geschah besonders durch *Plückers* »System der analytischen
Geometrie«[209]. *Plückers* Verfahren bedeutet eine Loslösung von den
zwei oder drei Achsen, auf die bisher die Flächen- oder die Raumgebilde
bezogen wurden. Anstatt der Koordinaten führte er lineare Funktionen
ein, welche den Strahlenbüscheln *Steiners* entsprechen. Die neueren
Methoden der synthetischen und der analytischen Geometrie laufen daher,
weil man sich auf beiden Gebieten beweglicher Elemente an Stelle der
bisher üblichen festliegenden Grundgebilde bedient, auf eine Annäherung
hinaus, die zu einer immer größeren, wechselseitigen Durchdringung und
Befruchtung geführt hat[210].

Die Erkenntnis, daß gewisse Axiome der gewöhnlichen (Euklidischen)
Geometrie sich nicht beweisen lassen, führte im Verlaufe des 19.
Jahrhunderts zu einer neuen, nichteuklidischen Geometrie. Eine der
ersten, früher nie angezweifelten Grundlagen der elementaren Geometrie
ist das Parallelenaxiom. Es besagt, daß man durch einen Punkt außerhalb
einer Geraden in der durch den Punkt und die Gerade festgelegten Ebene
nur eine einzige Gerade ziehen kann, welche die erste Gerade nicht
schneidet.

Bezweifelt man das Parallelenaxiom, so wankt auch der Satz, daß die
Summe der Winkel eines Dreiecks gleich zwei Rechten ist. Kurz, die
wichtigsten Grundlagen der Geometrie scheinen mit einer gewissen
Unsicherheit behaftet zu sein, die eben daraus entspringt, daß man
das Parallelenaxiom nicht beweisen kann. *Gauß* sprach daher, weil
er die Unzulänglichkeit der zur Sicherstellung des Parallelenaxioms
unternommenen Beweise erkannte, den Gedanken aus, daß es für die reine
Mathematik von großem Wert sein müsse, eine Geometrie zu schaffen,
die sich nicht auf jenes Axiom stützt. Was *Gauß* nur angedeutet,
führte *Lobatschefskij*[211] aus. Er schuf in seiner Pangeometrie eine
neue umfassendere Lehre, welche die gewöhnliche Geometrie als einen
besonderen Fall, der unserer Auffassung vom Raume am vollkommensten
entspricht, in sich einschließt[212]. Näher auf dieses Gebiet
einzugehen, liegt nicht im Rahmen dieses Werkes, das die Mathematik
nur insofern berücksichtigen kann, als sie die Entwicklung der
Naturwissenschaften beeinflußt hat.

Das Ergebnis seiner Untersuchungen veröffentlichte *Lobatschefskij*
1856. Sein Urteil über die Bedeutung der nichteuklidischen Geometrie
geht dahin, daß sie, auch wenn sie in der Natur keine Geltung hat,
doch in unserer Vorstellung bestehen und ein neues weites Feld für
mathematische Untersuchungen erschließen kann.

Nachdem wir einen Blick auf die Entwicklung geworfen, welche die
Geometrie in ihrer jüngsten Phase genommen hat, wollen wir in aller
Kürze auch einige wichtige Fortschritte des Kalküls erörtern. Seit
dem frühen Altertum beschäftigten sich die Mathematiker mit der Lehre
von den Gleichungen. Das Eindringen in ihre Probleme war besonders
mühselig und setzte alle Kräfte in Bewegung. Wie lange dauerte es,
bis man das Wesen der negativen Wurzeln und vor allem den Zusammenhang
der Wurzeln mit den Koeffizienten erkannt hatte. Erst die Mathematiker
des 18. Jahrhunderts (*Euler*, *Lagrange* 1772, *Gauß* 1799) bewiesen,
daß jede Gleichung sich in soviel reelle oder imaginäre Faktoren
auflösen läßt, als ihr Grad anzeigt. Trotzdem vermochten selbst *Euler*
und *Lagrange* es nicht, Gleichungen aufzulösen, welche den vierten
Grad überschreiten. Schon *Gauß* äußerte daher die Ansicht, daß die
allgemeine Gleichung fünften Grades wahrscheinlich nicht lösbar
sei. Den Beweis für diese Tatsache brachte der große norwegische
Mathematiker *Abel*, mit dessen Bedeutung für die neueste Entwicklung
des Kalküls wir uns zunächst zu beschäftigen haben.

*Niels Henrik Abel* wurde 1802 als der Sohn eines norwegischen
Dorfpfarrers geboren. Er studierte in Christiania Mathematik und wurde
seiner ungewöhnlichen Begabung wegen von der norwegischen Regierung
mit einem Stipendium bedacht, um seine Studien in Deutschland und in
Frankreich fortzusetzen. In Berlin gehörte *Abel* nebst *Steiner* zu
den ersten Mitarbeitern des neu gegründeten *Crelle*schen Journals für
die reine und angewandte Mathematik[213]. *Abel* starb mit 26 Jahren an
einem Lungenleiden. Seine Berufung an die Berliner Universität traf ihn
nicht mehr lebend an.

Von *Abels* Arbeiten verdient zunächst eine Untersuchung über die
binomische Reihe Erwähnung[214]. *Abel* untersuchte diese Reihe zuerst
für komplexe Werte und summierte sie für diese. Seine Arbeit ist für
das Gebiet der unendlichen Reihen ein Muster exakter Beweisführung
geworden.

Wichtiger als die erwähnte Arbeit ist *Abels* Nachweis, daß eine
algebraische Gleichung von höherem als dem vierten Grade sich nicht
allgemein auflösen läßt[215]. Einige Jahre später zeigte *Abel*, daß
es trotzdem für jeden Grad eine besondere Klasse von Gleichungen
gibt, deren algebraische Auflösung möglich ist. Die Auflösung dieser
Gleichungen, die man später als »*Abel*sche Gleichungen« bezeichnet
hat, ist dadurch möglich, daß zwischen ihren Wurzeln gewisse
Beziehungen bestehen[216].

Von dem großen Verdienst endlich, das sich *Abel* um die Mitbegründung
der Theorie der elliptischen Funktionen erworben hat, wird an anderer
Stelle die Rede sein. Hier gilt es zunächst, die weitere Entwicklung
der Lehre von den Gleichungen zu verfolgen. Diese Entwicklung ist
insbesondere den französischen Mathematikern *Fourier* und *Sturm* zu
danken.

Mit *Fouriers* Verdiensten um die mathematische Physik werden wir
uns an anderer Stelle beschäftigen. Hier haben wir es nur mit seiner
wichtigsten rein mathematischen Schrift zu tun, die 1831 unter dem
Titel »Die Auflösung der bestimmten Gleichungen« erschien[217].
*Fourier* lehrte darin die reellen Wurzeln finden, die zwischen
zwei beliebigen Werten von x liegen, und verbesserte *Newtons*
Berechnungsmethode wesentlich. An sein Theorem über die Bestimmung
von Intervallen für die reellen Wurzeln einer Gleichung knüpfte
*Charles Sturm* an (geboren 1803 in Genf, Professor an der École
polytechnique. Er starb 1855). Seine Abhandlung über die Auflösung der
numerischen Gleichungen (1835) zeigte, wie sich vermittelst des nach
ihm benannten Theorems auf die einfachste Weise die Anzahl der reellen
Wurzeln erkennen und ihre Begrenzung finden läßt. Sie bedeutet deshalb
den hervorragendsten Fortschritt in dem Verfahren der numerischen
Auflösung algebraischer Gleichungen mit reellen Koeffizienten[218].

Als das hervorragendste mathematische Hilfsmittel der Naturwissenschaft
erwies sich auch im 19. Jahrhundert in stetig wachsendem Maße die
Differential- und Integralrechnung. Unter den zahlreichen Arbeiten,
welche diese mathematische Disziplin während des ersten Zeitraums des
19. Jahrhunderts förderten, verdienen die Abhandlungen von *Pfaff* und
von *Cauchy* besondere Erwähnung.

*Pfaff*[219] löste zuerst das Integrationsproblem der partiellen
Differentialgleichungen, um welches *Euler* und *Lagrange* sich
vergeblich bemüht hatten, in voller Allgemeinheit[220]. *Euler*
vermochte nicht einmal für den einfachsten Fall, der mit der partiellen
Differentialgleichung erster Ordnung mit zwei Veränderlichen gegeben
ist, zu einer allgemeinen Theorie zu gelangen. *Lagrange* war zwar
bis zur Integration solcher Gleichungen vorgedrungen; er hatte
sich indessen auf den Fall beschränken müssen, daß die partiellen
Differentialquotienten, falls mehr als drei Veränderliche in Betracht
kommen, darin nur linearisch auftreten.

Auch um die Reihenlehre, die Kombinationslehre und die Anwendung der
letzteren auf die Probleme der höheren Analysis hat sich *Pfaff*
verdient gemacht. Seine neue Summationsmethode für unendliche Reihen
(1788) besteht darin, daß er die Glieder der unendlichen Reihe, deren
Summe gesucht wird, wieder in unendliche Reihen verwandelt und deren
Glieder so verbindet, daß neue summierbare Reihen entstehen.

Unabhängig von *Pfaff* fand auch der französische Mathematiker *Cauchy*
eine allgemeine Methode, um die partiellen Differentialgleichungen
erster Ordnung zu integrieren, »welches auch die Zahl der unabhängigen
Veränderlichen sein möge«[221]. *Augustin Louis Cauchy* wurde 1789
in Paris geboren. Er wurde Zögling der »École polytechnique« und
zeichnete sich schon als Knabe, ähnlich *Pascal* und *Clairaut*,
durch eine solch hervorragende mathematische Beanlagung aus, daß
sogar der große *Lagrange* auf ihn aufmerksam wurde. Später wirkte
*Cauchy* als Lehrer an der »École polytechnique«. Er starb nach
manchen, durch politische Ereignisse hervorgerufenen Wechselfällen im
Jahre 1857. Unter den mathematischen Abhandlungen *Cauchys* verdient
diejenige vom Jahre 1825 besondere Erwähnung, da er darin »den Grad
der Allgemeinheit« feststellte, den ein bestimmtes Integral zwischen
imaginären Grenzen zuläßt und die Zahl der Werte, die es annehmen kann,
ermittelte[222]. In welchem Maße die mathematischen Untersuchungen
*Cauchys* durch ihn und andere der theoretischen Physik, vor allem der
Optik, zugute gekommen sind, wird an anderer Stelle gezeigt werden.

Für die Entwicklung der höheren Analysis war ferner die Neugestaltung
der Theorie der elliptischen Funktionen von der größten Wichtigkeit.
Sie erfolgte durch *Abel*, dessen Verdienste um die Theorie der Reihen
und der Gleichungen wir schon kennen lernten, und durch den großen
deutschen Mathematiker *Jacobi*.

*Karl Gustav Jacobi* wurde 1804 in Potsdam geboren. Er widmete sich
zunächst unter *Böckh* der klassischen Philologie, entschied sich aber,
angeregt durch die Werke von *Euler*, *Lagrange*, *Laplace* und *Gauß*
bald darauf für das Studium der Mathematik. Mit 21 Jahren wurde er
Dozent für dieses Fach an der Berliner Universität. Dann wirkte er in
Königsberg, um schließlich nach Berlin zurückzukehren, wo er schon 1851
starb.

*Jacobis* erste Untersuchungen betrafen die elliptischen Funktionen. Im
Jahre 1829 erschien sein großes Hauptwerk über diesen Gegenstand[223].
Das Werk hat ihm die Hälfte des großen Preises eingetragen, den die
Pariser Akademie für den bedeutendsten Fortschritt auf diesem Gebiete
ausgesetzt hatte[224].

Die ersten Anfänge der Theorie der elliptischen Funktionen begegnen uns
bei *Euler*. Dieser suchte einen rechnerischen Ausdruck für den Bogen
einer Ellipse zu gewinnen und wurde dabei durch folgende Überlegung
geleitet. Da der Kreis ein besonderer Fall der Ellipse ist, so läßt
sich der Bogen der letzteren vielleicht durch allgemeinere Funktionen
ausdrücken, welche die Kreisfunktionen als besonderen Fall in sich
einschließen. Das Problem wurde von *Legendre* wieder aufgenommen
und weiter geführt. Er war es, der zuerst den Ausdruck »elliptische
Funktionen« gebrauchte. Allerdings bezeichnete er, abweichend vom
heutigen Gebrauch, mit diesem Ausdruck die Integrale, welche die
Bogen der Ellipse und der Hyperbel ausdrücken. *Legendre* widmete
diesem Gegenstande die Arbeit von Jahrzehnten und veröffentlichte das
Ergebnis, als ihm eine weitere Fortbildung nicht möglich schien, in
seiner zusammenfassenden Arbeit vom Jahre 1827[225]. Kaum war dies
geschehen, da mußte *Legendre* gestehen, daß seine eigenen Forschungen
durch *Abel* und *Jacobi* weit überholt worden seien. »Nachdem ich
mich«, so schrieb *Legendre*, »eine lange Reihe von Jahren mit der
Theorie der elliptischen Funktionen befaßt, für welche der unsterbliche
*Euler* das Fundament geschaffen, glaubte ich die Ergebnisse in einem
umfangreichen Werke herausgeben zu müssen. Kaum ist aber der Titel
dieses Werkes bekannt geworden, und schon zeigt es sich, daß zwei
junge Mathematiker, *Jacobi* und *Abel*, die Theorie der elliptischen
Funktionen durch neue Untersuchungen beträchtlich vervollkommnet haben.«

Unabhängig voneinander waren *Abel* und *Jacobi* auf den Gedanken
gekommen, in diese Theorie das Imaginäre einzuführen. Dadurch wurden
alle Rätsel der älteren Theorie gelöst und die elliptischen Funktionen
gleichzeitig zu den Kreisfunktionen und den Exponentialgrößen in nahe
Beziehung gesetzt.

*Jacobi* drang aber noch tiefer in das Wesen der elliptischen
Funktionen ein und erkannte, daß sie als Folgerungen gewisser
Funktionen aufgefaßt werden können, die man seitdem als
Theta-Funktionen bezeichnet hat. Während ferner die elliptischen
Funktionen als die Umkehrungen der elliptischen Integrale nur zwei
Perioden zulassen, schuf *Jacobi* später die Theorie der mehrfach
periodischen Funktionen, welche als die Umkehrungsfunktionen der
algebraischen Integrale auftreten. Die Abhandlung, in welcher die
Natur dieser neuen Funktionen im hellsten Lichte erscheint, wurde
neuerdings in deutscher Sprache zugänglich gemacht[226]. Um die
Darstellung der vierfach periodischen Funktionen haben sich unter den
deutschen Mathematikern später noch *Göpel* und *Rosenhain* besondere
Verdienste erworben. Auch ihre Abhandlungen erschienen als Teile der
*Ostwald*schen Sammlung in deutscher Übersetzung[227].

Von den neu entdeckten Funktionen haben besonders die elliptischen und
die durch *Legendre* eingeführten Kugelfunktionen der mathematischen
Physik und der theoretischen Astronomie wertvolle Dienste geleistet.
Um den weiteren Ausbau der höheren Analysis und ihre Anwendung auf
das abstrakte Gebiet der Zahlentheorie, nicht minder aber auf die
wichtigsten Probleme der mathematischen Physik hat sich der deutsche
Mathematiker *Lejeune-Dirichlet* die größten Verdienste erworben.

*Gustav Peter Lejeune-Dirichlet* wurde 1805 in Düren geboren[228].
Anknüpfend an die Disquisitiones arithmeticae von *Gauß* verstand er
es, die Zahlentheorie mit der Infinitesimalrechnung in Beziehung zu
setzen und beide bis dahin getrennten Zweige der Mathematik vermöge der
Durchführung dieses Gedankens zu bereichern. Einige Anwendungen dieser
Methode veröffentlichte er in den Jahren 1839 und 1840. Die betreffende
Abhandlung[229] bringt eine Frage, mit welcher sich schon *Lagrange*,
*Legendre* und *Gauß* befaßten, zur Lösung, die Frage nämlich nach dem
Zusammenhang zwischen der Anzahl der quadratischen Formen und einer
gegebenen Determinante.

In einer anderen, der *Ostwald*schen Sammlung einverleibten Abhandlung
unternimmt *Dirichlet* die Darstellung ganz willkürlicher Funktionen
durch Sinus- und Cosinusreihen[230]. Zu dieser für die Entwicklung der
mathematischen Physik sehr wertvollen Untersuchung war *Dirichlet*
dadurch gelangt, daß *Fourier*, mit dem der deutsche Forscher während
eines längeren Studiums in Paris in enge Fühlung trat, durch seine
analytischen Beiträge zur Wärmelehre auf trigonometrische Reihen
geführt worden war.

Nach dem Erfolge, den *Dirichlet* durch seine Untersuchung der
*Fourier*schen Reihen errungen, stellte er mit Vorliebe sein
mathematisches Können in den Dienst der theoretischen Physik. Er
erfand eine besondere Integrationsmethode zur leichteren Bewältigung
der bestimmten Integrale und wandte diese neue Methode auf
Attraktionsprobleme an.

Die betreffende Abhandlung erschien 1839 und wurde neuerdings durch
*Ostwalds* Klassiker zugänglicher gemacht[231]. Nachdem *Riemann*
gezeigt hatte, wie durch die von ihm vorgeschlagene Transformation die
schwierigsten Integrationen vereinfacht werden, wählte *Dirichlet* das
so oft von früheren Mathematikern (*Laplace*, *Gauß* u. a.) behandelte
Beispiel der Attraktion der Ellipsoide. Während bis dahin das Problem
des äußeren und des inneren Punktes unabhängig voneinander und mit
verschiedenen Mitteln behandelt worden waren, zeigte *Dirichlet*, daß
das Problem eine gleichförmige Behandlung zuläßt. Außerdem ist sein
Verfahren nicht auf die Voraussetzung beschränkt, daß die Attraktion
dem Quadrat der Entfernung umgekehrt proportional ist, sondern es
bleibt auch für jede andere ganze oder gebrochene Potenz der Entfernung
anwendbar. Endlich braucht auch die Dichtigkeit der anziehenden Masse
nicht als konstant vorausgesetzt zu werden, sondern sie kann auch durch
irgend eine rationale ganze Funktion der drei Koordinaten ausgedrückt
sein. Indem *Dirichlet* ferner die Wirkung der nach dem Gesetze
*Newtons* wirkenden Kräfte von neuem der höheren Analysis unterwarf,
förderte er gleichzeitig die Potentialtheorie[232].

Im Anschluß an *Dirichlet* hat sich besonders *Riemann* mit der
Darstellung von Funktionen durch trigonometrische Reihen und dem Ausbau
der Potentialtheorie beschäftigt[233]. Die Gestaltung, welche die
Funktionenlehre durch *Riemann* erlangte, indem er die komplexe, d. h.
aus einem reellen und einem imaginären Teile bestehende Veränderliche,
einführte, hat der höheren Analysis in ihrer Anwendung auf die
Naturwissenschaften während der zweiten Hälfte des 19. Jahrhunderts
Ziel und Richtung gegeben.




9. Die wissenschaftliche Chemie von ihrer Begründung durch *Boyle* bis
zu ihrer Erneuerung durch *Lavoisier*.


Eine Reihe von Jahrzehnten war seit der Begründung der neueren Physik
verflossen, ehe die Chemie ihr mittelalterliches Gewand abstreifte und
unter der Führung von *Boyle* einem rein wissenschaftlichen Ziele,
nämlich der Erforschung der Zusammensetzung der Körper, nachzustreben
begann. *Boyle* hatte den Begriff des chemischen Elementes aufgestellt
und der analytischen Chemie eine sichere Grundlage gegeben. Auch
hatte er sowohl das experimentelle Studium als auch die Erklärung
der Verbrennungserscheinungen in Angriff genommen. Während der
erste Teil dieser Aufgabe durch *Boyle* und seine Nachfolger sehr
gefördert und ein großes, auf den Vorgang der Verbrennung bezügliches
Tatsachenmaterial herbeigeschafft wurde, blieb das gesamte von *Boyle*
bis *Lavoisier* reichende Zeitalter bezüglich aller Erklärungsversuche
in dem Banne der von *Stahl* begründeten Phlogistontheorie befangen.
Selbst als *Lavoisier* seine antiphlogistische Lehre bis in ihre
Einzelheiten ausgeführt hatte, vermochten jene Männer, auf die er sich
besonders stützte, wie *Priestley* und *Scheele*, der älteren Theorie,
die sie bei ihren großen Entdeckungen geleitet, nicht zu entsagen.
Mit *Dalton*, *Berzelius* und *Gay-Lussac* trat indes ein neues
Geschlecht von Forschern auf den Schauplatz. Indem diese an *Lavoisier*
anknüpften, begann für die Chemie das Zeitalter der quantitativen
Untersuchungen. Dadurch wurden die Beziehungen zur Physik immer engere,
was sich auch darin aussprach, daß die Mehrzahl der damaligen Forscher
auf beiden Gebieten hervorragende Leistungen aufzuweisen hatten. Die
Chemie erhielt somit in dieser, den letzten Teil des 18. und den Beginn
des 19. Jahrhunderts umfassenden Periode im wesentlichen ihre heutige
Richtung und Gestalt.

Die Einsicht in den Vorgang der Verbrennung wurde erst dadurch
ermöglicht, daß *Priestley* die Erforschung der Gase in die Hand
nahm und *Scheele* die Zusammensetzung der atmosphärischen Luft aus
zwei Bestandteilen nachwies. Bis zur Zeit *van Helmonts* hatte man
die Gasarten, von denen insbesondere der Wasserstoff, sowie das
Kohlendioxyd bekannt geworden waren, noch nicht unter sich und von der
atmosphärischen Luft unterschieden, sondern jeden gasförmigen Körper
mit der Luft identifiziert und die beobachteten Verschiedenheiten auf
Beimengungen zurückgeführt. Ein erfolgreiches Studium der Gase begann
erst mit der von *Hales* herrührenden Erfindung der pneumatischen
Wanne und der Verwendung des Quecksilbers als Absperrflüssigkeit. Das
letztgenannte Verfahren ermöglichte *Priestley* die Entdeckung der im
Wasser löslichen Gasarten, wie des Ammoniaks und des Chlorwasserstoffs.
Klare Ansichten über die chemische Natur der Gase kamen jedoch erst
mit *Lavoisier* auf, welcher Sauerstoff und Wasserstoff als Elemente
ansprach.

*Joseph Priestley*, auf dessen Untersuchungen *Lavoisier* ganz
besonders die neuere Chemie begründete, wurde im Jahre 1733 in der Nähe
von Leeds geboren. Er studierte Theologie. Infolge seiner Stellung
zur englischen Kirche und seines exzentrischen Wesens führte er ein
unstätes Leben. Er wirkte bald als Prediger, bald als Schul- oder
Hauslehrer und siedelte endlich nach Nordamerika über, wo er 1804
starb. Trotzdem *Priestley* eine gründliche naturwissenschaftliche
Vorbildung fehlte, hat er mit großem Erfolge das schwierige Gebiet
der pneumatischen Chemie eigentlich erst erschlossen. *Priestley*
glich nämlich den erwähnten Mangel dadurch aus, daß er ein ganz
außergewöhnliches Geschick zum Experimentieren besaß. Die Ergebnisse
seiner mühevollen, auf die Gase bezüglichen Untersuchungen legte er
in einer Anzahl seit dem Jahre 1772 veröffentlichter Abhandlungen
nieder, die zum Teil zu einem größeren Werke[234] vereinigt wurden.
Zunächst befaßt sich *Priestley* in diesen Schriften mit dem von ihm
als fixe Luft bezeichneten Kohlendioxyd[235]. Er entnimmt dieses Gas,
das sich bei der Gärung bildet, den Brauereien, oder er stellt es durch
Übergießen von Kreide mit Säuren her. Die Untersuchungen *Priestleys*
betreffen auch die Löslichkeit des Kohlendioxyds im Wasser.
Gleichzeitig gibt er Anweisung über die durch Sättigen des Wassers mit
Kohlendioxyd zu bewerkstelligende Gewinnung künstlicher Säuerlinge.
Von der praktischen Verwertbarkeit der Ergebnisse wissenschaftlichen
Forschens war *Priestley* tief durchdrungen. »Da wir selbst Teile des
Systems sind,« heißt es in seiner Naturlehre, »so ergibt sich, daß,
je vollkommener unsere Kenntnisse von den Naturgesetzen sind, wir um
so mehr Gewalt über die Natur haben, und daß wir um so geschickter
sind, solche Einrichtungen in der Welt zu treffen, die uns am meisten
zusagen. Wenn die Wissenschaft wie bisher immer größere Fortschritte
macht, so wird das menschliche Geschlecht nach einigen Jahrhunderten
uns ebenso sehr übertreffen, wie wir jetzt die Wilden übertreffen, denn
die Natur ist unerschöpflich, sie gleicht einer Erzgrube, in der sich
immer neue Anbrüche zeigen[236].«

Auf das Vorhandensein von »fixer Luft« in der Atmosphäre hatten
schon *Black*[237], sowie der schwedische Naturforscher *Bergman*
hingewiesen. Beide machten darauf aufmerksam, daß sich Kalkwasser an
der Luft mit einer weißen, festen Masse bedeckt, aus der sich durch
Übergießen mit Säure die »fixe Luft« wieder freimachen läßt[238].

*Priestleys* weitere Bemühungen liefen insbesondere darauf hinaus, die
Säuren in Luftarten zu verwandeln. So erzeugte er aus Schwefelsäure die
»vitriolsaure Luft« (SO_{2}) und aus Salpetersäure »die salpetersaure
Luft« (NO). Er bemerkte, daß letztere sich mit Sauerstoff unter
Verminderung des Gesamtvolumens verbindet, und gründete hierauf
ein Verfahren, die atmosphärische Luft zu analysieren. *Priestley*
wies ferner nach, daß die beim Zusammenbringen von Kochsalz und
Schwefelsäure auftretenden Dämpfe aus einer in Wasser außerordentlich
löslichen Luftart bestehen. Es gelang ihm, dieses salzsaure Gas (HCl),
wie auch die beim Zusammenbringen von Salmiak und Kalk auftretende
»laugenartige Luft« (NH_{3}) über Quecksilber aufzufangen. Auch das
Stickoxydul oder Lachgas (N_{2}O) und das Kohlenmonoxyd (CO) wurden von
*Priestley* dargestellt. Am folgenreichsten war die ihm im Jahre 1771
gelungene Entdeckung des Sauerstoffs, den *Priestley* durch Erhitzen
von rotem Quecksilberoxyd bereitete. Den Ruhm dieser Entdeckung hat er
allerdings, wie wir gleich sehen werden, mit *Scheele* zu teilen[239].

Bevor sich *Priestley* seinen Arbeiten über die Gase zuwandte, befaßte
er sich insbesondere mit elektrischen Versuchen. Sein Buch über die
Geschichte und die Lehre von der Elektrizität[240] hatte großen Anklang
gefunden und ihm die Mitgliedschaft der Royal Society eingetragen.
Es ist nun von Interesse zu sehen, wie *Priestley* seine auf diesem
Gebiete erworbenen Kenntnisse bei der experimentellen Erforschung der
Gase verwertet. So schloß er atmosphärische Luft in eine Glasröhre
über Wasser ein und ließ den Funken wiederholt hindurchschlagen. Dabei
zeigte es sich, daß sich das Luftvolumen verminderte. War das in der
Röhre befindliche Wasser mit Lackmus blau gefärbt, so nahm es eine
rote Farbe an[241]. Das umgekehrte Verhalten zeigte Ammoniak oder
»laugenhaftes Gas« (NH_{3}). Unter der fortgesetzten Einwirkung des
elektrischen Funkens vergrößerte es nämlich sein Volumen. *Priestley*
nahm auch wahr, daß hierbei eine tiefgreifende chemische Veränderung
mit dem Ammoniakgas vor sich geht. »Vorher wurde es,« so berichtet er,
»vom Wasser leicht verschluckt. Mit »elektrischer Materie« überladen,
scheint es keine Verwandtschaft mehr zum Wasser zu haben. Es ist in
eine eigene Art »zündbare Luft« verwandelt«[242]. Auch die Analyse
von Gasen durch Detonation (Verpuffung) rührt von *Priestley* her.
Brennbare Gase oder Gasgemenge mischte er über Quecksilber mit
Sauerstoff. Durch den elektrischen Funken wurde dann eine Verpuffung
herbeigeführt und darauf der Rückstand untersucht. So fand *Priestley*,
daß diejenige zündbare Luft, die man erhält, wenn man Alkoholdampf
durch eine glühende Röhre leitet oder Holz der trockenen Destillation
unterwirft, nach dem Verpuffen mit Sauerstoff einen Rückstand von
fixer Luft (CO_{2}) hinterläßt[243], während dies beim Detonieren der
aus Eisen und Schwefelsäure hergestellten »zündbaren Luft« (H) nicht
der Fall ist. All diese Errungenschaften eines ganz hervorragenden
experimentellen Geschicks sind für die Entwicklung der Chemie von
größter Bedeutung gewesen. Doch kleidet *Priestley* seine Ergebnisse
noch in das Gewand der phlogistischen Theorie. Die Verbrennung besteht
bei ihm in einem Entweichen von Phlogiston. Letzteres wird nach
*Priestleys* Meinung von den die Verbrennung unterhaltenden Luftarten
aufgenommen und zwar um so energischer, je weniger diese Luftarten
selbst an Phlogiston besitzen. Sauerstoff unterhält die Verbrennung am
besten, weil er gar kein Phlogiston enthält. *Priestley* nennt dieses
Gas deshalb »dephlogistisierte Luft.« Wasserstoff ist dagegen reines
Phlogiston, da es besonders geeignet ist, die erhitzten Metalloxyde
in Metalle zurückzuverwandeln. Die atmosphärische Luft stellt sich
nach dieser Theorie als ein Gemenge von »dephlogistisierter« (O) und
»phlogistischer« Luft (N) dar. Durch die bei der Verbrennung vor sich
gehende Zufuhr von Phlogiston verwandelt sich die atmosphärische
Luft ganz in phlogistische. Auf den Widerspruch, der darin liegt,
daß bei der Verbrennung die atmosphärische Luft ihrem Volumen,
sowie ihrem Gewichte nach vermindert wird, ist *Priestley* nicht
eingegangen. Auch die Entdeckung, daß bei der Vereinigung von reinem
Phlogiston (H) mit reiner dephlogistisierter Luft (O) keine Spur von
phlogistischer Luft (N), sondern Wasser auftritt, ließ ihn an der
eingewurzelten Theorie nicht irre werden. Auf den nahe liegenden
Gedanken, das Gewicht des vermeintlich zugeführten Phlogistons in den
aus Metallkalk entstandenen Metallen zu ermitteln, einen Gedanken,
dessen Ausführung auf einen weiteren Widerspruch geführt haben würde,
ist *Priestley* zwar gekommen. Wie er sagt, ist er jedoch außer stande
gewesen, die Frage, ob das Metalloxyd bei seiner Umwandlung in Metall
schwerer oder leichter wird, zu entscheiden, da immer eine teilweise
Sublimation stattgefunden habe. Er verfolgt die Sache daher trotz ihrer
ausschlaggebenden Bedeutung nicht weiter, sondern entscheidet sie
im Sinne der von ihm vertretenen Lehre. An ihm, sowie an *Scheele*,
der gleichfalls das gesamte zur Aufstellung der wahren chemischen
Theorie erforderliche Material in den Händen hielt, erwies sich recht
eigentlich die Wahrheit des Wortes von *Laplace*, daß die Entdeckungen
in der richtigen Verknüpfung derjenigen Ideen bestehen, die zueinander
passen.

Während sich *Priestley* wesentlich auf die Erforschung der Gase
beschränkte, erfuhren zur selben Zeit sämtliche Teile der Chemie eine
Bereicherung durch *Scheele*, wie sie kaum jemals wieder in solchem
Maße von einem einzigen Manne ausging. *Scheele* war seiner Abstammung
und Sprache nach ein Deutscher, wenn ihn auch die Schweden mit gleichem
Rechte als den Ihrigen betrachten und seine Verdienste vor einer Reihe
von Jahren durch die feierliche Begehung seines hundertundfünfzigsten
Geburtstages und die Errichtung eines Standbildes gewürdigt haben. Wie
aus den von *Nordenskjöld* herausgegebenen[244], an *Gahn*, *Bergman*
und andere gerichteten Briefen *Scheeles* hervorgeht, hat sich dieser
in seinen Briefen und in seinen Laboratoriumsnotizen der deutschen
Sprache bedient. Eine Ausnahme bilden nur die Briefe, welche an
Personen gerichtet sind, bei denen *Scheele* die Kenntnis des Deutschen
nicht voraussetzen konnte.

*Karl Wilhelm Scheele* wurde am 9. Dezember 1742 in dem damals
schwedischen Stralsund geboren. Im 14. Lebensjahre widmete er sich
der Apothekerlaufbahn. Nachdem er in mehreren schwedischen Städten
seine Lehr- und Gehilfenjahre zugebracht und während dieser Zeit durch
unermüdliches Experimentieren zu den hauptsächlichsten Ergebnissen
seiner Forschertätigkeit gelangt war, übernahm er 1775 eine eigene
Apotheke[245]. Er starb am 21. Mai des Jahres 1786.

Über seine auf den Sauerstoff und die atmosphärische Luft bezüglichen
Entdeckungen hat *Scheele* in einer wichtigen Schrift berichtet, die
*Ostwald* als 58. Bändchen seiner Klassiker herausgegeben hat. Sie
führt den Titel »Chemische Abhandlung von der Luft und dem Feuer« und
erschien im Jahre 1777. Die Versuche, welche *Scheele* darin mitteilt,
wurden jedoch schon in der Zeit von 1768-1773 angestellt. Aus
*Scheeles* vor kurzem veröffentlichten Briefwechsel[246] geht, hervor,
daß er schon im Jahre 1770 mit der Darstellung von Chlorwasserstoff,
Ammoniak und Stickoxyd bekannt war.

*Scheele* beginnt seine Abhandlung mit den Worten: »Die Körper
geschickt in ihre Bestandteile zu zerlegen, ihre Eigenschaften zu
entdecken und die Körper auf verschiedene Art zusammenzusetzen, ist der
Hauptzweck der Chemie.« Die meisten Schwierigkeiten und Widersprüche
habe indessen die Erklärung der Verbrennung hervorgerufen. Er habe
daher von allen bisherigen Erklärungen abgesehen und eine Menge von
Versuchen angestellt, um die Verbrennungserscheinungen so viel wie
möglich zu ergründen. Dabei habe sich herausgestellt, daß man ohne eine
genaue Untersuchung der Luft über die Erscheinungen, welche das Feuer
darbietet, kein wahres Urteil fällen könne.

Nachdem *Scheele* die Eigenschaften, welche die Luft von den anderen
Gasen unterscheidet, genau gekennzeichnet hatte, stellte er eine Reihe
von Versuchen an, die alle beweisen sollten, daß die Luft aus zwei
verschiedenen Gasen zusammengesetzt ist.

Sein Verfahren bestand darin, daß er ein bestimmtes Quantum Luft mit
einem Stoff behandelte, welcher den einen Teil der Luft absorbierte.
Dabei zeigte es sich, daß der andere Teil stets in der gleichen Menge
und mit denselben Eigenschaften zurückblieb. So schloß er eine Lösung
von Schwefelleber[247] in eine leere Flasche ein, drehte diese um und
setzte den Hals in ein kleines Gefäß mit Wasser. In dieser Stellung
beließ er die Flasche 14 Tage. Darauf öffnete er sie umgekehrt unter
Wasser. Sogleich drang das Wasser in die Flasche ein; und es zeigte
sich, daß vier Teile von 20 Teilen Luft absorbiert waren. Annähernd
dieselbe Volumverminderung trat ein, als *Scheele* den Versuch
unter Anwendung von Phosphor, Eisenfeile oder einer geeigneten
Eisenverbindung an Stelle der Schwefelleber wiederholte.

Auch bei der Verbrennung von Wasserstoff in einer abgeschlossenen
Luftmenge (s. Abb. 25) fand eine Raumverminderung um 1/5 statt. Die
zurückbleibende Luftart unterhielt die Verbrennung nicht.

[Illustration: Abb. 25. *Scheele* analysiert die Luft.]

[Illustration: Abb. 26. *Scheeles* Darstellung von Sauerstoff.]

Zur Herstellung von Sauerstoff wandte *Scheele* folgendes Verfahren
an. Er mischte konzentrierte Schwefelsäure mit fein zerriebenem
Braunstein. Diese Mischung wurde in einer kleinen Retorte erhitzt. Zum
Auffangen des Gases diente eine luftleere Blase. Sobald der Boden der
Retorte glühte, ging eine Luftart über, welche die Blase nach und nach
ausdehnte. *Scheele* füllte ein Glas mit dieser Luftart und brachte
ein kleines angezündetes Licht hinein. »Kaum war dies geschehen, so
fing das Licht an, mit einer großen Flamme zu brennen, wobei es einen
so hellen Schein von sich gab, daß es die Augen blendete.« Mischte
*Scheele* das aus dem Braunstein hergestellte Gas[248] mit derjenigen
Luft, in welcher das Feuer bei den obigen Versuchen nicht mehr brennen
wollte, so erhielt er eine Luft, die der gewöhnlichen in allen Stücken
gleich war. Den Sauerstoff nannte er Feuerluft. Die andere Luftart, die
zur Unterhaltung der Verbrennung ungeeignet ist, bezeichnete er mit den
Namen »verdorbene Luft.« Später wurde sie Stickstoff genannt.

Auch beim Erhitzen von Salpeter in einer gläsernen Retorte wurde
die Blase von einem Gase ausgedehnt, das sich als reine »Feuerluft«
erwies. *Scheele* wiederholte darauf die Versuche, die er zuerst mit
Schwefelleber, Phosphor usw. und gewöhnlicher Luft angestellt hatte,
unter Anwendung von »Feuerluft.« Es zeigte sich, daß jetzt kein
Rückstand blieb, sondern das gesamte Gas absorbiert wurde. Mischte
er aber die verdorbene Luft mit Feuerluft, und brachte er ein Stück
Phosphor in diese Luftmischung, so wurde auch nur der auf die Feuerluft
entfallende Teil absorbiert.

All diese Versuche bewiesen somit, daß die Feuerluft das Gas ist,
vermittelst dessen das Feuer in der atmosphärischen Luft unterhalten
wird. »Sie ist darin«, sagt *Scheele*, »nur mit einer Luftart
vermischt, die zum Brennbaren gar keine Anziehung zu haben scheint; und
diese ist es, welche der sonst zu schnellen und heftigen Entzündung
etwas Hinderung in den Weg legt.«

Den Sauerstoff stellte er nicht nur durch Erhitzen eines Gemenges
von Braunstein und Schwefelsäure, sowie aus Salpeter her, sondern er
bereitete ihn auch durch Glühen leicht zersetzbarer Oxyde, wie des
Goldoxyds und des roten Quecksilberoxyds, dessen sich auch *Priestley*
bediente[249].

*Scheeles* Arbeit über den Braunstein lehrte außer dem Sauerstoff noch
Mangan, Chlor und Baryterde (BaO) kennen. Letztere war in den von ihm
untersuchten Braunsteinsorten als Beimengung enthalten. Eine Lösung
von Baryterde benutzte er, wie es noch heute geschieht, zum Nachweise
der Schwefelsäure, während man sich vorher zu diesem Zwecke der viel
weniger geeigneten Kalklösung bedient hatte.

*Scheele* und *Bergman* gelang ferner die Aufschließung der Silikate,
indem sie diese im Mineralreich eine so große Bedeutung beanspruchenden
Verbindungen durch Zusammenschmelzen mit kohlensaurem Alkali in den
löslichen Zustand überführten. Die Untersuchungen über die Silikate
lehrten auch den Unterschied zwischen löslicher und unlöslicher
Kieselsäure kennen. Große Verdienste erwarb sich *Scheele* auch um den
Nachweis der Magnesium-, der Kupfer- und der Quecksilberverbindungen.
Diese Fülle von Einzelbeobachtungen wußte *Scheeles* Freund *Bergman*
jedoch besser systematisch zu verwerten als jener, sodaß *Bergman*
besonders das Verdienst davontrug, die Grundlagen der qualitativen
Analyse geschaffen zu haben. Nicht minder eifrig widmete sich *Scheele*
dem Studium der Gase, von denen manche, deren Auffindung man wohl
*Priestley* und anderen zugeschrieben hat, schon ihm bekannt waren.
Es sind vor allem außer dem Sauerstoff, dem Stickstoff und dem
Kohlendioxyd noch Chlorwasserstoff, Schwefelwasserstoff, Ammoniak und
Stickoxyd, auf die sich *Scheeles* Untersuchungen erstrecken. Zum
Auffangen der Gase bediente er sich nicht wie *Hales* und *Priestley*
einer Wanne, sondern er brachte die Entwicklungsflasche mit tierischen
Blasen in Verbindung, die er zuvor durch Zusammendrücken luftleer
gemacht hatte. An solchen Blasen entdeckte *Scheele* die Erscheinung
der Gasdiffusion. »Sind die Blasen oder auch nur die sie umgebende Luft
feucht,« sagt *Scheele* bei der Beschreibung seines Apparats[250], »so
dringen die darin befindlichen Gase in wenigen Tagen gänzlich durch die
Blasen. Sind letztere und die Luft dagegen trocken, so geschieht dies
nicht.«

Ferner machte *Scheele* die Entdeckung, daß die beiden Bestandteile
der Luft, die er als Feuerluft und als verdorbene Luft bezeichnete, in
sehr verschiedenem Grade in Wasser löslich sind. Das Wasser habe die
besondere Eigenschaft, die Bestandteile der Luft zu trennen, indem es
die Feuerluft leichter aufnehme. Letztere sei den im Wasser lebenden
Tieren unentbehrlich. Der Lebensprozeß dieser Tiere beruhe darauf,
daß sie die Feuerluft verbrauchten und Luftsäure (CO_{2}) abschieden.
Das ausgeschiedene Gas würde jedoch in die Atmosphäre abgedünstet und
das Wasser dadurch befähigt, von neuem Feuerluft aufzulösen und sie
den Tieren zuzuführen[251]. Zu dieser in den Grundzügen zutreffenden
Darstellung war *Scheele* durch eine Reihe von Versuchen gelangt.
Leider beziehen sich diese Versuche, wie es *Scheeles* Art war,
vorwiegend auf den qualitativen Verlauf des Vorganges. *Scheele* würde
sonst wahrscheinlich bezüglich der Bedeutung der »Feuerluft« zu den
gleichen Ergebnissen wie *Lavoisier* gelangt sein.

Nicht minder bedeutend als das bisher Erwähnte waren *Scheeles*
Verdienste um die vor ihm kaum als Wissenszweig bestehende organische
Chemie. Aus den sauren Pflanzensäften erhielt er durch Zusatz von Kalk-
oder Bleilösung Niederschläge, die er als die Salze gewisser Säuren
erkannte. Durch Zersetzen dieser Niederschläge mittelst Schwefelsäure
gelang ihm die Herstellung der wichtigsten organischen Verbindungen,
wie der Wein-, der Zitronen-, der Äpfel- und der Oxalsäure. Letztere
stellte er nicht nur aus dem Sauerklee, sondern auch durch die
Einwirkung von Salpetersäure auf Zucker her. Die Untersuchung von
Harnsteinen führte ihn zur Auffindung der Harnsäure. Die Milchsäure war
zwar schon vor ihm bekannt; auf *Scheele* ist indessen die genauere
Kenntnis dieser Verbindung zurückzuführen.

Die Zersetzung von Blutlaugensalz durch Schwefelsäure führte ihn
im Jahre 1782 zur Entdeckung der Blausäure. Er widmete ihr eine
mustergültige Untersuchung, die ihm einen ziemlich klaren Einblick
in die Zusammensetzung dieser Verbindung erschloß. Auch auf das
seit alters bekannte Verhalten der Fette gegen die Alkalien warfen
seine Arbeiten das erste Licht. Es gelang ihm, aus Olivenöl durch
die Einwirkung von Bleioxyd das von ihm »Ölsüß« genannte Glyzerin
abzuscheiden.

Alles dies sind Ergebnisse, die, wie wir sehen werden, für die
Arbeiten späterer Forscher grundlegend gewesen sind. Der Umstand,
daß die Untersuchungen unter dem Einfluß der Phlogistontheorie
geführt wurden, ist durchaus nicht imstande, den Wert dieser
Untersuchungen zu beeinträchtigen, zumal *Scheele* wie kein anderer
der antiphlogistischen Lehre den Boden bereiten half. Gipfelt doch
dasjenige, was er von der Luft und dem Feuer geschrieben, in der klaren
Erkenntnis, daß die Luft aus zwei verschiedenen Gasen zusammengesetzt
ist, von denen nur der Sauerstoff, den er als »Feuerluft« bezeichnet,
die Verbrennung und alle der Verbrennung analogen Vorgänge unterhält.
*Scheele* lehrte ferner, wie wir sahen, die Mittel kennen, um der
Luft diesen wirksamen Bestandteil zu entziehen; er fand, daß das
zurückbleibende Gas etwa vier Fünftel der gesamten Luft ausmacht.
Letztere stellte er durch Mischen der beiden Bestandteile mit allen
ihren Eigenschaften wieder her.

Daß dem Meister der chemischen Experimentierkunst auch manche Ausbeute
auf dem Gebiete der Physik zuteil wurde, läßt sich denken. *Scheeles*
mehr gelegentliche Beobachtungen über die Löslichkeit und die Diffusion
der Gase fanden schon Erwähnung. Zu systematischen Untersuchungen über
die Wärme und das Licht führten ihn seine Bemühungen, den chemischen
Vorgang der Verbrennung aufzuhellen. So gehört *Scheele* zu den ersten
Naturforschern, die zu einer klaren Unterscheidung der Körperwärme
und der strahlenden Wärme gelangten[252]. Nach *Scheele* ist die im
Ofen aufsteigende und dem Ofen mitgeteilte Wärme von der in den Raum
gestrahlten wohl zu unterscheiden. Letztere entferne sich in geraden
Linien von ihrem Erzeugungspunkte und werde von poliertem Metall so
zurückgeworfen, daß der Eintrittswinkel dem Austrittswinkel gleich sei.
Diese strahlende Wärme werde von der Luft nicht absorbiert und durch
Luftströmungen nicht abgelenkt, sie stimme also in mancher Hinsicht mit
dem Lichte überein. Daß die strahlende Wärme sich leicht in Körperwärme
verwandeln lasse, indem sie sich mit gewissen Körpern vereinige,
erkenne man an einem mit Ruß überzogenen, metallenen Hohlspiegel.

*Scheele* war auch einer der ersten, welcher der chemischen Wirkung des
Lichtes seine Aufmerksamkeit zuwandte. Die älteste Beobachtung über
die Lichtempfindlichkeit der Silber enthaltenden Niederschläge machte
1727 der Professor der Medizin *J. H. Schulze*[253] in Halle. *Scheele*
experimentierte mit reinem Chlorsilber und wies nach, daß dieses im
Sonnenlichte zu Silber reduziert wird. Die Beobachtung, daß die das
weiße Licht zusammensetzenden Strahlen auf Silbersalze verschieden
wirken, rührt gleichfalls von *Scheele* her. Seinen hierauf bezüglichen
wichtigen Versuch, in dem man die Anfänge der Spektralphotographie
erblicken kann, beschreibt er mit folgenden Worten: »Man setze ein
gläsernes Prisma vor das Fenster und lasse das gebrochene Licht auf die
Erde fallen. In dieses farbige Licht bringe man ein Stück Papier, das
mit Chlorsilber überzogen ist. Diese Verbindung wird in der violetten
Farbe weit eher als in den anderen schwarz werden.«

Die Reduktion bestand nach der Auffassung der Phlogistiker
bekanntlich[254] in einer Zuführung von Phlogiston. Um die reduzierende
Wirkung des Lichtes zu erklären, schrieb *Scheele* auch diesem einen
Gehalt an Phlogiston zu. Das Phlogiston ist für ihn ein Element, das
unter Herbeiführung wichtiger Veränderungen von einem Körper in den
anderen übergeht. Auch mit der »Feuerluft« geht das Phlogiston nach
*Scheeles* Auffassung eine Verbindung ein. Aus dieser Vereinigung
läßt *Scheele* das Licht und die Wärme hervorgehen. Beide Kräfte faßt
er noch als etwas durchaus Stoffliches auf. Das Phlogiston wurde
dadurch noch unbegreiflicher, daß man seine Darstellung für unmöglich
erklärte. Es sollte sich nämlich von keinem Körper scheiden, wenn nicht
ein anderer Körper zugegen sei, der es sofort aufnehme.

Gegen den Ausgang des phlogistischen Zeitalters wurde der Versuch
wieder aufgenommen, das Wesen der chemischen Vorgänge aus einer
Kraft zu erklären, die man seit alters als Affinität oder chemische
Verwandtschaft bezeichnet hat. Dies geschah vor allem seit etwa 1775
durch den schwedischen Chemiker und Mineralogen *Bergman*, dessen
Ansichten bis zum Beginn des 19. Jahrhunderts die herrschenden blieben.
*Bergman* nahm an, daß je zwei beliebige Stoffe eine Anziehung
zueinander äußern müßten, die ihrer Größe nach bestimmbar sei. Zu
ein und demselben Stoffe besitzen danach verschiedene Stoffe eine
größere oder geringere Anziehung. »Wenn man«, sagt *Bergman*, »auf
eine Verbindung AB einen dritten Stoff C wirken läßt, welcher B aus
der Verbindung ausscheidet und an Stelle von B mit A in Verbindung
tritt, so erhält man statt AB eine neue Verbindung AC.« Um
daher die Verwandtschaft zweier Stoffe B und C gegen einen dritten
A zu bestimmen, sei es nur nötig, zu untersuchen, ob einer dieser
Stoffe den anderen aus seiner Verbindung mit dem dritten ausscheide.
*Bergmans* ganze Vorstellungsart beruht auf der Annahme, daß die
Affinität eine unveränderliche Kraft sei, derart, daß ein Stoff, der
aus einer Verbindung durch einen anderen ausgeschieden wird, nicht
wieder umgekehrt durch den verdrängten Stoff ausgeschieden werden
könne. Durch eine große Zahl genauer, auch abgesehen von theoretischen
Erwägungen wertvoller Versuche gelangte *Bergman* zur Aufstellung von
nicht weniger als 59 Verwandtschaftstafeln. Eine dieser Tafeln möge als
Beispiel hier Platz finden.


Kali

  in der Lösung:         beim Zusammenschmelzen:

  Schwefelsäure               Phosphorsäure
  Salpetersäure               Borsäure
  Salzsäure                   Arsensäure
  Phosphorsäure               Schwefelsäure
  Arsensäure                  Salpetersäure
  Essigsäure                  Salzsäure
  Borsäure                    Essigsäure.
  Schweflige Säure
  Kohlensäure

Das Kali besitzt danach bei gewöhnlicher Temperatur die größte
Anziehung zur Schwefelsäure. Letztere ist infolgedessen imstande,
alle übrigen Säuren aus ihrer Verbindung mit Kali abzuscheiden.
Mit der Gegenüberstellung der beiden Reihen wollte *Bergman* keine
Abhängigkeit der Affinität von der Temperatur zum Ausdruck bringen. Die
Verwandtschaftsgrade sind zwar, wie die zweite Reihe erkennen läßt,
andere, wenn man die Körper nicht durch Lösungsmittel, sondern durch
Wärmezufuhr flüssig macht, sie ändern sich aber nach *Bergman* nicht
allmählich, sondern sind innerhalb jeder Gruppe, d. h. unter gleichen
Bedingungen konstant, vor allem, so nahm *Bergman* an, sind sie von der
Menge der chemisch aufeinander wirkenden Stoffe unabhängig.

*Bergman* führte auch den Begriff der doppelten Wahlverwandtschaft[255]
ein. Doch waren Erscheinungen, die unter diesen Begriff fallen,
schon weit früher bekannt und richtig gedeutet worden[256]. Seine
Bemühungen, die Größe der Verwandtschaft ihrem absoluten Werte nach zu
bestimmen, d. h. sie ziffernmäßig auszudrücken, wurden von ihm selbst
als fruchtlos aufgegeben. Die doppelte Verwandtschaft, die Erscheinung
nämlich, daß zwei Verbindungen sich gegenseitig nach dem Schema AB + CD
= AC + BD zersetzen, untersuchte *Bergman* für zahlreiche Einzelfälle.
Nach seiner Lehre wird sie dadurch bedingt, daß die Summe der zwischen
A und C oder B und D wirkenden Anziehungen größer ist als die Summe
der zwischen A und B, beziehungsweise C und D wirkenden chemischen
Kräfte. Letztere betrachtete er ihrem Wesen nach als identisch mit der
allgemeinen Anziehung oder der Schwerkraft. Sie sollte nur durch die
Gestalt und die Größe der Moleküle beeinflußt sein und infolgedessen
als chemische Anziehung von wechselnder, indessen für die einzelnen
Elemente gleichbleibender Stärke in die Erscheinung treten.

Nach dem Sturz der Phlogistontheorie wurde auch *Bergmans*
Verwandtschaftslehre einer Revision unterzogen. Dies geschah durch
*Berthollet*, mit dessen Ansichten über die Affinität und deren
Ursachen wir uns in einem späteren Abschnitt beschäftigen werden.

*Bergman* verdient nicht nur als Theoretiker, sondern auch als
Entdecker neuer wichtiger Tatsachen und Methoden Beachtung. Zunächst
einiges über seinen Lebensgang. *Tobern Bergman* wurde 1735 in einem
kleinen Orte Westgothlands geboren. Er studierte in Upsala unter
*Linnés* Einfluß sämtliche Zweige der Naturwissenschaften. Im Jahre
1767 erhielt er dort die Professur für Chemie, ohne bis dahin Arbeiten
über dies Gebiet veröffentlicht zu haben. Von diesem Zeitpunkte an
bis zu seinem durch Überanstrengung allzu früh herbeigeführten Tode
(1784) hat *Bergman* die Chemie durch eine große Reihe wichtiger
Untersuchungen gefördert. Sein Ruf drang auch ins Ausland. *Friedrich
der Große* bemühte sich, *Bergman* für die Berliner Akademie zu
gewinnen. Letzterer lehnte jedoch ab.

Den Anfängen der Analyse auf nassem Wege, bei der man den zu
untersuchenden Stoff zunächst in Lösung bringt, sind wir im 17.
Jahrhundert bei *Boyle* begegnet. Dem 18. Jahrhundert, und zwar
vornehmlich *Bergman*, blieb es vorbehalten, dies Verfahren zu
einem wissenschaftlichen Hilfsmittel ersten Ranges auszubilden. Er
gestaltete die Analyse auf nassem Wege im wesentlichen in der Weise,
wie man sie noch heute handhabt. Insbesondere wandte er sie auf die
Untersuchung von Mineralien an[257]. Vermochte er eine Substanz nicht
in Wasser zu lösen, so setzte er sie in fein gepulvertem Zustande
der Wirkung von Salz-, Salpeter- oder Schwefelsäure aus. Für die
wenigen Fälle, in welchen diese Mittel versagten, erfand *Bergman* die
Methode des Aufschließens. Sie besteht darin, daß man die Substanz
vor dem Hinzusetzen von Säuren mit kohlensaurem Alkali (Pottasche)
zusammenschmilzt. Erst durch diesen wichtigen Fortschritt in der Kunst
der Analyse wurde es möglich, in die Zusammensetzung der Silikate
einzudringen.

Eine andere wichtige Neuerung ist der Grundsatz, daß die Analyse nicht
die Bestandteile der zu untersuchenden Substanz völlig zu isolieren
hat, sondern daß es genügt, die Bestandteile in leicht kenntliche,
ihrer Zusammensetzung nach bekannte Verbindungen überzuführen. So
bestimmte *Bergman* Kohlensäure durch Kalkwasser, Schwefelsäure
durch Chlorbarium, manche Metalle nach der Fällung mit Alkali oder
kohlensaurem Alkali in der Form von Hydroxyden oder Karbonaten, die
Metallkalke als kohlensaure Salze usw. Endlich hat *Bergman* das
Verdienst, unter Anwendung des Lösungsverfahrens die quantitative
Analyse begründet zu haben. Unabhängig von *Lavoisier*, dem oft allein
die Begründung der quantitativen chemischen Untersuchung zugeschrieben
wird, hat *Bergman* von der Wage schon eine ausgedehnte Anwendung
gemacht. Daß jene ersten, von *Bergman* ausgeführten quantitativen
Analysen zum Teil recht ungenau waren, darf nicht Wunder nehmen. So
fand er erhebliche Mengen von Wasser in Mineralien, die chemisch
gebundenes Wasser garnicht enthalten, z. B. im Kalkspat (11%) und
im Witherit (28%). Offenbar rührte dies daher, daß *Bergman* die zu
untersuchende Substanz noch nicht genügend von der ihr in wechselndem
Verhältnis beigemengten Feuchtigkeit befreite.

Einige seiner Analysen weisen indes schon einen ziemlichen Grad von
Genauigkeit auf. So fand er für Kristallsoda und Gips folgende Werte:

        Soda                          Gips
  Basis  20 (statt 21,8)        Basis  32 (statt 32,9)
  Säure  16 (  "   15,4)        Säure  46 (  "   46,3)
  Wasser 64 (  "   62,8)        Wasser 22 (  "   20,8)
        ----------------             -----------------
        100        (100)              100        (100)

Die Ergebnisse der meisten von *Bergman* angestellten Mineralanalysen
weichen jedoch von den richtigen Werten so sehr ab, daß sie wertlos
sind und man in ihnen nur *Bergmans* Bemühen achten muß, als erster
sich mit so schwierigen Aufgaben, wie sie die quantitative Analyse der
Mineralien darbietet, befaßt zu haben.

Wir haben *Bergmans* Verdienste um die Chemie im allgemeinen kennen
gelernt. Einige seiner Einzeluntersuchungen dürfen aber auch nicht
unerwähnt bleiben, weil man ihnen die ersten wichtigen Aufschlüsse
verdankt. Sie betreffen den Salzgehalt der Mineralwässer und des
Meeres, sowie die chemische Zusammensetzung der drei Eisensorten,
Schmiedeeisen, Gußeisen und Stahl.

Zur Untersuchung der Mineralwässer[258] benutzte *Bergman* eine große
Zahl von Reagentien. Er zeigte, daß Blutlaugensalz daraus Eisen als
blauen, Kupfer als braunen und Mangan als weißen Niederschlag fällt,
daß Kalk durch Oxalsäure, Chlor durch Silberlösung, Schwefelsäure
durch Chlorbarium ausgefällt werden. Er suchte die Bestandteile
der Mineralwässer in unlösliche Verbindungen überzuführen, trennte
verschiedene Salze durch Zusatz von Weingeist usw.

*Bergman* untersuchte ferner zuerst den Salzgehalt des Seewassers
unter dem Gesichtspunkte, daß er es verschiedenen Tiefen entnahm und
den Gehalt verglich. Neben Kochsalz fand er auch Chlormagnesium und
Calciumsulfat als Bestandteile des Meerwassers.

Grundlegend für das Verständnis der Eisenarten war seine vergleichende
Untersuchung von Schmiedeeisen, Stahl und Gußeisen. Er behandelte
je eine Probe dieser drei Eisensorten mit Säure und fand, daß
Schmiedeeisen am meisten, Stahl weniger und Gußeisen am wenigsten
Wasserstoff freimacht. Daraus schloß er, daß Schmiedeeisen das reinste
und Gußeisen das am wenigsten reine Eisen ist, während Stahl eine
mittlere Stelle einnimmt. In Übereinstimmung hiermit hinterblieb
denn auch beim Lösen von Schmiedeeisen der geringste, beim Lösen von
Gußeisen der größte Rückstand. Letzteren erkannte er als Graphit. Er
faßte dementsprechend die Eisenarten ganz richtig als Vereinigungen
von Eisen mit mehr oder weniger Kohlenstoff auf. *Bergman* wies
ferner nach, daß die sogenannte »Kaltbrüchigkeit« des Eisens von
einem Phosphorgehalt herrührt[259]. Es ist bemerkenswert, daß die
Entphosphorung des Eisens durch Zusatz von Kalk, ein Verfahren, auf dem
der heute in so großartigem Maßstabe eingeführte Thomasprozeß beruht,
schon um jene Zeit in Schweden in Vorschlag gebracht wurde[260].




10. Der Eintritt der Chemie in das Zeitalter der quantitativen
Untersuchungsweise.


Eins der größten Ereignisse in der Entwicklung der Chemie war
die den Beginn einer neuen Epoche bedeutende Aufklärung des
Verbrennungsprozesses durch *Lavoisier*. Zwar hatte *John Mayow* schon
im 17. Jahrhundert die Verbrennung der Metalle ganz richtig als einen
unter Gewichtszunahme erfolgenden Hinzutritt eines Bestandteiles der
Luft zu dem Metall betrachtet. *Mayows* Versuchen und Ausführungen
fehlte jedoch noch die durchschlagende Beweiskraft, wie sie nur auf
quantitativer Grundlage erwachsen konnte. Auch fanden seine Arbeiten
nicht die verdiente Beachtung, ja sie waren in dem Zeitraum, der
uns jetzt beschäftigt, fast in Vergessenheit geraten, obgleich die
Erklärung des Verbrennungsprozesses gerade der Angelpunkt blieb, um den
sich seitdem die chemische Forschung gedreht hatte.

Daß *Scheele* nicht zum Verständnis der von ihm so musterhaft
durchforschten Erscheinungen hindurchdrang, lag daran, daß auch er
nicht in genügendem Maße die quantitativen Beziehungen, die zwischen
ihnen obwalten, berücksichtigte. Sobald dies geschah, mußte bei der
Stufe, auf welche die Chemie durch ihn und *Priestley* gelangt war,
der Schleier, der die Wahrheit verhüllte, mit einem Male fallen. Es
bedurfte hierzu keiner neuen Entdeckung, sondern nur der folgerichtigen
Anwendung des Messens und des Wägens auf den bekannt gewordenen Verlauf
der Erscheinungen. Diesen wichtigen Schritt getan zu haben, ist das
unbestreitbare, große Verdienst des Franzosen *Lavoisier*.

Die Verschiedenheit in dem Verfahren *Lavoisiers* und *Scheeles* tritt
am deutlichsten hervor, wo wir beide Forscher mit der Untersuchung
desselben Gegenstandes beschäftigt finden. Während des 17. Jahrhunderts
hatte sich besonders auf Grund eines durch *van Helmont* bekannt
gegebenen Versuches[261] die Meinung gebildet, daß sich Wasser in
feste, erdige Stoffe verwandeln lasse. Im 18. Jahrhundert waren Zweifel
hiergegen laut geworden. Sowohl *Scheele*, wie auch *Lavoisier* ließen
es sich angelegen sein, die Entscheidung auf dem Wege des Experiments
herbeizuführen. »Ich goß«, sagt ersterer[262], »ein halbes Lot
destilliertes Schneewasser in einen gläsernen Kolben, der mit einem
dünnen, eine Elle langen Halse versehen war, und verschloß ihn mit
einem genau passenden Kork. Darauf hing ich diesen Kolben über einer
brennenden Lampe auf und unterhielt das Wasser zwölf Tage und Nächte
in beständigem Kochen. Als es zwei Tage gekocht, hatte es ein etwas
weißliches Aussehen erhalten. Nach sechs Tagen war es wie Milch, und
am zwölften Tage schien es schon dick zu sein.« Der Kolben zeigte
sich auf seiner inneren Fläche, soweit das kochende Wasser gestanden
hatte, korrodiert. Und die das Wasser trübende, zum Teil darin gelöste
Substanz enthielt, wie die qualitative Untersuchung ergab, die
Bestandteile, welche das Glas zusammensetzen, nämlich Alkali, Kalk und
Kieselsäure. »Konnte ich«, fährt *Scheele* fort, »wohl länger zweifeln,
daß das Wasser durch das beständige Kochen das Glas zersetzen kann?
Die Erde, die ich erhielt, war von nichts weniger als aus dem Wasser
entstanden.«

Ganz anders verfährt *Lavoisier*[263] und gelangt dennoch zu dem
gleichen Ergebnis. Ihm würde die qualitative Analyse der im Wasser
befindlichen Stoffe große Schwierigkeiten bereitet haben. *Lavoisier*
bedarf einer solchen aber auch garnicht, sondern er entscheidet die
Frage auf rein quantitativem Wege. Er bringt Wasser in ein Glasgefäß,
wägt und verschließt es und erhält den Inhalt etwa 100 Tage auf
Siedewärme. Darauf zeigt es sich, daß das entleerte Gefäß gerade so
viel an Gewicht verloren hat, wie die von dem Wasser gelösten und nach
dem Verdampfen zurückbleibenden Stoffe wiegen.

Wie in diesem Falle, so verfuhr *Lavoisier* bei allen Untersuchungen.
Die qualitative Seite der von ihm studierten Vorgänge war meist durch
die Arbeiten der Phlogistiker genügend bekannt geworden. Durch die
Genauigkeit seiner Messungen und Wägungen, sowie durch die logische
Schärfe der daran sich anschließenden Folgerungen verstand es
*Lavoisier*, das verknüpfende Band zu finden und ein chemisches System,
sowie eine Nomenklatur zu schaffen, welche die Einreihung und die
Beschreibung aller bekannten und der später entdeckten Erscheinungen
leicht ermöglichten.

*Antoine Laurent Lavoisier* wurde am 26. August des Jahres
1743 zu Paris geboren. Sein Vater, welcher durch den Handel zu
bedeutendem Vermögen gelangt war, besaß ein großes Interesse für die
Naturwissenschaften und ließ seinen Sohn durch ausgezeichnete Gelehrte
darin unterrichten. Insbesondere fesselte den jungen *Lavoisier*, der
auch eine vorzügliche mathematische Ausbildung erhielt, die Chemie in
ihrer Anwendung auf das praktische Leben. Kaum 20 Jahre alt, löste er
eine von der französischen Regierung gestellte technische Aufgabe.
Großmütig überließ er den ihm zugefallenen Preis seinen Mitbewerbern,
um diesen die ihnen erwachsenen Unkosten zu ersetzen, und begnügte sich
mit der gleichfalls an den Preis geknüpften Denkmünze. Mit 25 Jahren
(1768) wurde *Lavoisier* Mitglied der Akademie der Wissenschaften.
Bald darauf erhielt er die Stelle eines Generalpächters. Die hohen
Einkünfte, die damit verbunden waren, verwandte er auf seine,
bedeutende Mittel erfordernden Experimentalarbeiten. Später übertrug
man ihm die Verwaltung der Salpeter- und der Pulverfabriken, eine
Stellung für die *Lavoisier* seiner chemischen Kenntnisse und seines
Scharfblickes in allen praktischen Dingen wegen hervorragend geeignet
war.

Der wichtigste Vorläufer *Lavoisiers* war *Mayow*. Wir haben uns mit
seinen Versuchen und Anschauungen schon an früherer Stelle eingehend
beschäftigt (Bd. II, S. 190). Eine Untersuchung der Gewichtszunahme,
welche die Metalle beim Verkalken erfahren, rührt von dem französischen
Arzt *Jean Rey* († 1645) her. Die Abhandlung *Reys* erschien im Jahre
1630[264]. *Rey* wurde zu seiner Untersuchung durch eine Mitteilung
eines Apothekers angeregt. Letzterer hatte das Zinn, das er in einem
eisernen Kessel schmelzen und verkalken wollte, vorher gewogen. Nachdem
sich alles Zinn in den weißen Kalk verwandelt hatte, wog er die Masse
wieder und fand zu seinem Erstaunen, daß sie erheblich mehr wog als
das in den Kessel geschüttete Zinn. Er wandte sich deshalb an *Rey*
mit der Bitte um eine Erklärung dieser merkwürdigen Tatsache. *Rey*
erkannte wohl, daß die Luft bei der Verkalkung eine Rolle spielt.
Er schrieb der Luft Schwere zu, bevor *Torricelli* und *Guericke*
ihre grundlegenden Versuche über den Druck und das Gewicht der Luft
angestellt hatten. Trotzdem kam *Rey* noch nicht auf den Gedanken, daß
die Verkalkung in der Vereinigung der Luft mit dem Metall besteht. Er
ist vielmehr der Ansicht, »die Luft vermische sich mit dem Kalk und
hänge nun fest an dessen kleinsten Teilchen«[265].

*Lavoisier* hatte bei *Boyle* gelesen, daß Blei und Zinn, wenn man
sie in mit Luft gefüllten, verschlossenen Gefäßen erhitzt, unter
Zunahme ihres Gewichtes in die entsprechenden Metallkalke übergehen.
Da sich diese Erscheinung mit der herrschenden Theorie garnicht
vereinigen ließ, faßte *Lavoisier* den Entschluß, die Verkalkung durch
Versuche und deren vorurteilsfreie Deutung auf ihre wahre Ursache
zurückzuführen. Er brachte eine abgewogene Menge Zinn in eine Retorte,
verschloß sie vollkommen und erhitzte, bis das Zinn verkalkt war.
Wurde die Retorte nach dem Erkalten von neuem gewogen, so zeigte es
sich, daß ihr Gewicht dasselbe geblieben. Die Annahme *Boyles*, die
Verkalkung bestehe darin, daß ein hypothetischer Stoff die Wände
der Retorte durchdringe und mit dem Metall eine Verbindung eingehe,
erwies sich somit als unhaltbar. Nach dieser Feststellung wurde die
Retorte geöffnet; es drang Luft in sie hinein, und die Retorte besaß
infolgedessen jetzt ein größeres Gewicht. Die entstandene Zinnasche
wurde nun gewogen und es zeigte sich, daß der Zuwachs an Gewicht,
den die Retorte durch das Eindringen der Luft erfuhr, genau so
groß war, wie diejenige Zunahme, die vorher das Zinn innerhalb der
Retorte erfahren hatte. Diese Versuche ließen für die Verkalkung der
Metalle keine andere Deutung zu, als daß sich diese Stoffe unter
entsprechender Vermehrung ihres Gewichtes mit der Luft verbinden. Im
Jahre 1772 berichtete *Lavoisier* der Akademie über diese Ergebnisse.
Die gewonnene Erkenntnis mußte jedoch unzulänglich bleiben, solange
*Lavoisier* die Zusammensetzung der Atmosphäre nicht bekannt war. Erst
als *Priestley* 1774 bei einem Besuche in Paris *Lavoisier* mit dem
Sauerstoff und dessen Darstellung aus rotem Quecksilberoxyd vertraut
gemacht hatte, war dem französischen Forscher der Schlüssel zum vollen
Verständnis seiner Versuche gegeben.

Bald darauf erschien denn auch die Arbeit *Lavoisiers*, die das Wesen
der Verbrennung und der Reduktion in das klarste Licht stellte.
Die Verbrennung, welcher die Verkalkung der Metalle analog ist,
besteht danach in der Vereinigung des brennbaren Körpers mit dem
einen, die Verbrennung unterhaltenden Bestandteil der Luft, der
»dephlogistisierten« oder »Feuerluft« der früheren Chemiker, die
*Lavoisier* zunächst als »reine Luft« und später, nachdem er ihre
Bedeutung für die Bildung der Säuren erkannt hatte, als Sauerstoff
bezeichnete.

»Die Chemie gibt«, sagt *Lavoisier* bei der Schilderung seiner
Versuche, »im allgemeinen zwei Mittel an die Hand, die Zusammensetzung
einer Substanz zu bestimmen, die Synthese und die Analyse. Man darf
sich nicht eher zufrieden geben, bis man diese beiden Arten der Prüfung
hat vereinigen können. Diesen Vorteil bietet die Untersuchung der
atmosphärischen Luft; sie läßt sich zerlegen und wieder zusammensetzen.«

[Illustration: Abb. 27. Kolben zur Analyse der atmosphärischen Luft.

(*Lavoisier*, Oeuvres. Tome I, Pl. II, Fig. 14.)]

[Illustration: Abb. 28. Die Analyse der atmosphärischen Luft durch
Erhitzen von Quecksilber in einer abgeschlossenen Luftmenge.

(*Lavoisier*, Oeuvres, Tome I, Pl. IV, Fig. 2.)]

*Lavoisier* nahm einen langhalsigen Kolben (Abb. 27) von etwa 36
Kubikzoll Inhalt. Er bog ihn in der Weise, daß er in einen Ofen MMNN
gelegt werden konnte, während das Ende E unter der Glocke FG in eine
Quecksilberwanne RR mündete (Abb. 28). In diesen Kolben brachte er 4
Unzen sehr reines Quecksilber. Darauf führte er einen Heber unter die
Glocke FG und sog, bis sich das Quecksilber bis LL gehoben hatte.
Er bezeichnete dieses Niveau sorgfältig und beobachtete genau den
Barometerstand und die Temperatur.

Nachdem diese Vorbereitungen getroffen waren, zündete *Lavoisier* in
dem Ofen ein Feuer an und erhitzte das Quecksilber ununterbrochen zwölf
Tage lang bis zu seinem Siedepunkte.

Während des ersten Tages ereignete sich nichts Bemerkenswertes. Am
zweiten Tage sah er, wie auf der Oberfläche des Quecksilbers kleine
rote Flecken auftraten. Sie nahmen bis zum fünften Tage an Zahl und
Größe zu. Darauf hörten sie auf zu wachsen und verblieben in demselben
Zustande. Sobald die Verkalkung des Quecksilbers keinen Fortschritt
mehr machte, ließ *Lavoisier* das Feuer ausgehen und die Gefäße
erkalten. Das Volumen der gesamten Luft, die sich in dem Kolben und
unter der Glocke befand, betrug, auf einen Druck von 28 Zoll und 10°
Temperatur reduziert, vor dem Versuche fünfzig Kubikzoll. Nach der
Beendigung des Versuches waren unter den gleichen Temperatur- und
Druckverhältnissen nur noch 42-43 Kubikzoll vorhanden. Es hatte demnach
eine Verminderung des Volumens um etwa 1/6 stattgefunden. *Lavoisier*
sammelte darauf die rote Masse, die sich gebildet hatte, sorgfältig und
befreite sie, so viel wie möglich, vom Quecksilber. Ihr Gewicht betrug
45 Gran[266].

Die Luft, welche nach diesem Versuch zurückblieb und durch die
Verkalkung des Quecksilbers auf 5/6 ihres ursprünglichen Volumens
vermindert war, erwies sich weder zur Atmung, noch zur Verbrennung
mehr geeignet. Tiere, die man hineinbrachte, starben nach wenigen
Augenblicken, und ein Licht erlosch darin sofort.

Darauf brachte *Lavoisier* die 45 Gran der entstandenen roten
Substanz in ein kleines Glasgefäß. Letzteres setzte er mit einem zum
Auffangen etwaiger flüssiger und gasförmiger Produkte geeigneten
Apparat in Verbindung. Als er das Gefäß erhitzte, begann der rote
Körper an Umfang zu verlieren und in wenigen Minuten war er ganz
verschwunden. Gleichzeitig hatten sich in dem kleinen Rezipienten
41½ Gran flüssiges Quecksilber verdichtet, und unter der Glocke
waren 7-8 Kubikzoll eines Gases aufgetreten, das viel besser als die
atmosphärische Luft die Verbrennung und Atmung zu unterhalten imstande
war.

»Diesem Gas«, sagt *Lavoisier*, »das *Priestley*, *Scheele* und ich
fast gleichzeitig entdeckten, will ich den Namen Sauerstoff geben,
weil es eine seiner wichtigsten Eigenschaften ist, Säuren zu bilden,
indem es sich mit den meisten Substanzen vereinigt. Beim Nachdenken
über die Umstände dieses Versuches erkennt man, daß das Quecksilber,
indem es sich verkalkt, den respirablen Teil der Luft aufnimmt, und daß
der Teil der Luft, der übrig bleibt, unfähig ist, die Verbrennung und
die Atmung zu unterhalten. Die atmosphärische Luft ist also aus zwei
Gasen von verschiedener, man möchte fast sagen entgegengesetzter, Natur
zusammengesetzt.«

Die Probe auf diese wichtige Entdeckung machte *Lavoisier* in folgender
Weise: Er vereinigte die beiden Gase wieder in dem aufgefundenen
Verhältnis (42 : 8) und erhielt auf diese Weise ein Gas, das in jeder
Hinsicht mit der atmosphärischen Luft übereinstimmt und in demselben
Maße wie diese geeignet ist, die Verbrennung, die Atmung und die
Verkalkung der Metalle zu unterhalten.

Erhitzte *Lavoisier* die rote Quecksilberasche nicht für sich, sondern
unter Zusatz von Kohle, so bildete sich an Stelle von Sauerstoff
»fixe Luft«. Letztere, so folgerte *Lavoisier*, kann also nur in der
Vereinigung von Kohlenstoff und Sauerstoff bestehen. Dieser Schluß
findet eine weitere Bestätigung, indem *Lavoisier* beim Verbrennen
von Holzkohle in Sauerstoff gleichfalls »fixe Luft« (CO_{2}) erhält.
Dasselbe Gas trat auf, als er anstatt Holzkohle Diamant nahm, der
vermittelst großer Brennspiegel in einem mit Sauerstoff gefüllten
Glasgefäß entzündet wurde. Erst durch diese Abänderung des etwa 100
Jahre früher in Florenz gemachten Versuches war das Wesen jenes
merkwürdigen Minerals erkannt; der Diamant war danach nichts als
kristallisierter Kohlenstoff. Eine andere merkwürdige Erscheinung, die
man mit dem Florentiner Versuch gar nicht in Einklang bringen konnte,
die Erscheinung nämlich, daß der Diamant, in Kohlenpulver verpackt,
der größten Hitze ausgesetzt werden kann, ohne sich zu verändern,
fand jetzt gleichfalls ihre Erklärung. Der Diamant ist eben eine
unschmelzbare Substanz, welche durch die Hitze nicht etwa als solche
verflüchtigt wird, sondern sich nur bei Gegenwart von Sauerstoff in
eine gasförmige Verbindung, in »fixe Luft« oder Kohlendioxyd verwandelt.

In einer die Verkalkung betreffenden, an *Boyle* anknüpfenden
quantitativen Arbeit vom Jahre 1772 hatte *Lavoisier* seine
Untersuchung auch auf Phosphor und Schwefel ausgedehnt und für diese
Körper eine analoge, mit ihrer Verbrennung Hand in Hand gehende
Vermehrung des Gewichtes festgestellt. Was lag näher, als diese
Vermehrung gleichfalls auf eine Vereinigung mit dem Sauerstoff
zurückzuführen? *Lavoisier* brachte deshalb in eine durch Quecksilber
abgesperrte Luftmenge Phosphor, den er zum Teil verbrannte. Nach
Beendigung dieser Verbrennung ließ sich der übrige Phosphor schmelzen
und ins Sieden bringen, ohne daß wieder eine Entzündung eingetreten
wäre. Letztere erfolgte erst, wenn von neuem Luft unter die Glocke
gelangt war.

[Illustration: Abb. 29. Die Verbrennung von Phosphor unter einer
Glasglocke.

(*Lavoisier*, Oeuvres. Tome I. Pl. IV, Fig. 3).]

Die Verbrennung des Phosphors in reinem Sauerstoff bewerkstelligte
*Lavoisier* folgendermaßen: Er füllte eine Glasglocke von etwa 6 Litern
Inhalt mit Sauerstoff und brachte 61½ Gran Phosphor hinein. Das
Quecksilber stand in der Glocke auf der Höhe EF. Darauf entzündete
*Lavoisier* den Phosphor mit einem gebogenen, erhitzten Eisen. Die
Verbrennung vollzog sich sehr rasch unter bedeutender Entwicklung von
Wärme und Licht. Im ersten Augenblicke fand infolge der Erwärmung
eine beträchtliche Ausdehnung des Sauerstoffes statt; bald aber stieg
das Quecksilber über sein früheres Niveau hinaus, und es trat eine
beträchtliche Abnahme ein. Gleichzeitig bedeckte sich das ganze Innere
der Glocke mit weißen Flocken.

Die Menge des Sauerstoffs betrug unter Berücksichtigung aller
Korrekturen zu Beginn des Versuches 162 Kubikzoll; am Ende desselben
waren nur noch 23¼ Kubikzoll vorhanden; die absorbierte Menge
betrug also 138¾ Kubikzoll oder 69,375 Gran. Der Phosphor war nicht
gänzlich verbrannt, es verblieben in dem Schälchen einige Stücke,
die gewaschen wurden, um sie von den entstandenen weißen Flocken zu
trennen. Sie ergaben getrocknet ein Gewicht von etwa 16¼ Gran.

Die Menge des verbrannten Phosphors ergab sich demnach gleich 45
Gran. Bei diesem Versuch hatten sich also 45 Gran Phosphor mit
69,375 Gran Sauerstoff verbunden. Da nichts Wägbares durch das Glas
entweichen konnte, so mußte das Gewicht der Substanz, welche bei dieser
Verbrennung entstanden war und sich in weißen Flocken abgesetzt hatte,
gleich der Summe der Gewichte des Sauerstoffs und des Phosphors sein,
also gleich 114,375 Gran.

Diese Beispiele zeigen uns, wie *Lavoisier* bestrebt war, jeden Vorgang
qualitativ und quantitativ zu verfolgen. Die erhaltenen Ergebnisse
weichen allerdings oft von den heutigen Werten nicht unbeträchtlich
ab. Über die qualitative Seite des zuletzt geschilderten Vorgangs
berichtet *Lavoisier* folgendes: »Der Phosphor verwandelt sich infolge
seiner Verbrennung, mag sie in gewöhnlicher Luft oder in Sauerstoff
stattfinden, wie erwähnt, in eine weiße, flockige Substanz und erhält
ganz neue Eigenschaften. Er wird nicht nur löslich in Wasser, während
er vorher darin unlöslich war, sondern er zieht auch die in der Luft
enthaltene Feuchtigkeit erstaunlich schnell an und wird zu einer
Flüssigkeit von viel größerem spezifischem Gewicht als Wasser. Vor
seiner Verbrennung ist der Phosphor fast geschmacklos; durch seine
Vereinigung mit Sauerstoff nimmt er einen stark sauren Geschmack an. Er
geht endlich aus der Klasse der brennbaren Substanzen in diejenige der
unverbrennlichen über und wird das, was man eine Säure nennt.«

Da sich bei der Vereinigung von Phosphor und Schwefel mit Sauerstoff
die Anhydride von Phosphorsäure und schwefliger Säure bilden,
von denen das letztere durch weitere Oxydation und Zutritt von
Wasser in Schwefelsäure übergeht, so wurde das bisher als reine
Luft bezeichnete Gas von *Lavoisier* als säurebildendes Prinzip
angesprochen. Diese Ansicht, welche später, als man in der Salz- und
in der Blausäure sauerstofffreie Verbindungen kennen lernte, eine
wesentliche Einschränkung erfuhr, fand durch *Lavoisiers* Untersuchung
der Salpetersäure[267] eine wesentliche Stütze. *Lavoisier* löste
eine abgewogene Menge Quecksilber in Salpetersäure (HNO_{3}) auf;
dabei entwickelte sich das von *Priestley* als Salpeterluft (NO_{2})
bezeichnete Gas. Wurde die nach dem Eindampfen erhaltene Verbindung
(Hg[NO_{3}]_{2}) erhitzt, so fand eine weitere Entwicklung von
Salpeterluft statt, und es blieb rotes Quecksilberoxyd zurück[268],
das beim Glühen in Sauerstoff und ein der angewandten Menge gleiches
Quantum Quecksilber zerfiel. Da das Quecksilber völlig wieder
erhalten wurde, konnten der Sauerstoff und die Salpeterluft nur
der Salpetersäure entstammen. Durch die Vereinigung dieser beiden
Gase mit Wasser gelang es *Lavoisier*, auch die Salpetersäure
wiederherzustellen und so durch die Synthese seinen Schlüssen doppeltes
Gewicht zu verleihen.

Völlig aufgeklärt wurde die chemische Natur der Salpetersäure durch
das Hinzutreten einer wichtigen, von dem Phlogistiker *Cavendish*
herrührenden Entdeckung. Ausgehend von *Priestleys* Beobachtung, daß
die Luft durch fortgesetzte Einwirkung des elektrischen Funkens eine
chemische Veränderung erleidet, zeigte *Cavendish*, daß sich hierbei
die Gemengteile der Luft zu Salpetersäure verbinden[269]. Durch diesen
synthetischen Versuch und die von *Lavoisier* herrührende Analyse
war die hinsichtlich der Salpetersäure gestellte Aufgabe gelöst. Daß
der durch Sättigen von Salpetersäure mit Alkali erhaltene Salpeter
gleichfalls Sauerstoff enthält, wies *Lavoisier* dadurch nach, daß sich
beim Erhitzen von Salpeter mit Kohle fixe Luft (CO_{2}) entwickelt.

Wie die Verbrennung, so wurde durch die neue Theorie auch die Atmung
in das rechte Licht gestellt. Sie besteht nach *Lavoisier* in der
Verbindung von Sauerstoff mit den Bestandteilen der organischen
Substanz. Wie bei der Verbrennung, so wird auch hierbei Wärme frei.
In dem wesentlichsten Erzeugnis der Atmung, dem Kohlendioxyd, stammt
der Kohlenstoff aus dem Organismus, der Sauerstoff dagegen aus der
Atmosphäre. Die Analogie zwischen beiden Vorgängen wird von *Lavoisier*
ferner daraus erschlossen, daß er Kohlendioxyd und Wasser auch bei
der Verbrennung organischer Substanzen, wie Alkohol, Öl und Wachs,
erhielt. Indem *Lavoisier* aus der Menge des entstandenen Kohlendioxyds
und Wassers den Kohlenstoff- und Wasserstoffgehalt der verbrannten
Substanzen ermittelte, wurde er zum Begründer der Elementaranalyse.

Den Vorgang der Gärung faßte *Lavoisier* ganz richtig auf als den
Zerfall einer ternären, d. h. einer aus drei Elementen (C, H und O)
bestehenden organischen Verbindung, des Zuckers nämlich, in den eine
relativ geringere Menge Sauerstoff enthaltenden Alkohol und das binäre,
an Sauerstoff reiche Kohlendioxyd. Ließe sich eine Vereinigung des
Alkohols mit dem Kohlendioxyd bewirken, so müßte sich, wie *Lavoisier*
ganz richtig ausführt, wieder Zucker ergeben.

Sein weiteres Bemühen war darauf gerichtet, für die von ihm
untersuchten Substanzen das Gewichtsverhältnis ihrer Bestandteile
festzustellen. So bestimmte er die quantitative Zusammensetzung des
Kohlendioxyds, indem er eine abgewogene Menge Kohle vermittelst Mennige
oxydierte. Aus dem Gewichtsverlust, den die Mennige dabei erlitt,
berechnete er für Kohlendioxyd 72,1% Sauerstoff, ein Ergebnis, das dem
wahren Wert (72,7%) ziemlich nahe kommt.

Zu Beginn der 80er Jahre des 18. Jahrhunderts gelangte *Lavoisier*
durch seine eigenen und die von *Cavendish* geführten Untersuchungen
auch über die Natur des Wassers vollkommen ins reine. *Cavendish*
hatte 1781 den Nachweis geliefert, daß sich bei der Vereinigung von
Wasserstoff und Sauerstoff ausschließlich Wasser bildet, wobei sich
100 Raumteile Sauerstoff mit 201,5 Raumteilen Wasserstoff verbinden
sollten. Erst viel später erkannte man, daß in Wahrheit das einfache
Verhältnis 100 : 200 obwaltet. Auf die Synthese ließ *Lavoisier* die
Analyse des Wassers folgen, indem er Dampf durch eine Röhre leitete, in
der sich glühendes Eisen befand. Bei diesem Versuche wurde das Eisen
unter Freiwerden von Wasserstoff oxydiert. Die Zersetzung von 100
Gewichtsteilen Wasser ergab eine durch den Sauerstoff des letzteren
bewirkte Zunahme des Eisens um 85 Teile, während 15 Teile Wasserstoff
aufgefangen wurden, ein Resultat, das von der Wahrheit erheblich
abwich, da spätere Versuche für die Elemente des Wassers das Verhältnis
89 : 11 ergeben haben.

In der Mitte der 80er Jahre stand die antiphlogistische Theorie,
deren Entwicklung wir in vorstehendem kennen gelernt haben, in
ihren Grundzügen vollendet da. Einige Jahre später erfuhr sie durch
*Lavoisier* eine lichtvolle Darstellung in seinem Lehrbuch der Chemie,
dem die im vorstehenden mitgeteilten Proben seiner Experimentierkunst
entnommen sind.

Alles Bemühen, die Phlogistontheorie zu retten, war vergeblich; sie
wurde mit *Scheele* und *Priestley* zu Grabe getragen. Indes sollte
*Lavoisier* die allgemeine Anerkennung der neuen Lehre nicht mehr
erleben[270]. Das Jahr, in welchem sein soeben erwähntes Lehrbuch
erschien, war auch das Geburtsjahr der französischen Revolution. Die
konstituierende Nationalversammlung hatte noch *Lavoisiers* Dienste
in Anspruch genommen. Während der Schreckenszeit erinnerte man sich
aber der einflußreichen Stellung, die er unter dem Königtum bekleidet
hatte, und verurteilte ihn auf die nichtige Anklage hin, daß die von
ihm verwaltete Regie den Tabak verschlechtert habe, zum Tode. Als ein
Freund den Mut besaß, den Richtern gegenüber *Lavoisiers* Verdienste
um die Wissenschaft hervorzuheben, erhielt er die den tollen Geist
des Aufruhrs kennzeichnende Antwort: »Nous n'avons plus besoin des
savants.« So starb denn *Lavoisier* gefaßt und ruhig am 8. Mai des
Jahres 1794.

Der Einfluß, welchen die von ihm geschaffenen Lehren und Methoden
ausgeübt haben, ist ein gewaltiger gewesen. Die Chemie trat jetzt
der Astronomie und der Physik, die gleichfalls ihr Emporblühen der
Befolgung des quantitativen Verfahrens verdankten, als ebenbürtig an
die Seite. Mit dem Auftreten *Lavoisiers* gelangte ferner ein Grundsatz
zu allgemeiner Anerkennung, der für das quantitative Verfahren eine
unerläßliche Vorbedingung bildet. Es ist dies der Satz, daß bei
chemischen Vorgängen nichts entsteht und nichts vergeht, sondern daß
die Summe der in den Prozeß eintretenden Stoffe eine unveränderliche
Größe ist. Gegen diesen Satz, der fast selbstverständlich zu sein
scheint und dennoch das Ergebnis der Erfahrung ist, wurde sogar noch
von hervorragenden Chemikern des 18. Jahrhunderts gefehlt[271].

Mit gleicher Schärfe erfaßte *Lavoisier* den von *Boyle* herrührenden
Begriff des chemischen Elementes. Er versteht darunter jede Substanz,
die nicht in einfachere zerlegt werden kann. Als Elemente in diesem
Sinne gelten ihm die damals allein bekannten schweren Metalle und
die als Metalloide bezeichneten Grundstoffe, nämlich Sauerstoff,
Wasserstoff, Stickstoff, Kohlenstoff, Schwefel und Phosphor. Die
Alkalien und die Erden hätten der gegebenen Erklärung gemäß zwar auch
als Elemente betrachtet werden müssen, doch spricht *Lavoisier* schon
die Vermutung aus, daß diese in mancher Hinsicht den Metallkalken
ähnlichen Stoffe Verbindungen bisher unbekannter Metalle mit Sauerstoff
seien, eine Vermutung, welche durch die späteren elektrochemischen
Forschungen eine glänzende Bestätigung erhalten sollte.

*Lavoisier* stand mit seinen Ansichten lange allein. Zuerst neigten
sich seiner Lehre bedeutende Physiker und Mathematiker zu, unter
denen vor allem *Laplace* zu nennen ist. Es fehlte diesen Männern
jedoch auf dem Gebiete der Chemie die erforderliche Autorität,
um den neuen, umwälzenden Anschauungen zum Siege zu verhelfen.
Der erste hervorragende Vertreter dieser Wissenschaft, der sich
zur antiphlogistischen Theorie bekannte, war *Berthollet*. Seine
Untersuchungen über die chemische Verwandtschaft sind für die spätere
Entwicklung der physikalischen Chemie von großer Wichtigkeit gewesen.

*Berthollets* Leben ist mehr als dasjenige irgend eines anderen
Forschers mit den großen politischen und wirtschaftlichen Umwälzungen
verknüpft gewesen, die Frankreich im Revolutionszeitalter erfuhr. Eine
Schilderung dieser Gelehrtenlaufbahn läßt erkennen, in welchem Grade
der gewaltige Aufschwung und die Entfaltung aller Volkskräfte des
damaligen Frankreichs mit dem Emporblühen der Experimentalwissenschaft
und der Technik Hand in Hand gingen.

*Claude Louis Berthollet* wurde 1748 in Savoyen geboren. Er widmete
sich zunächst dem Studium der Medizin und wurde 1772 in Paris Leibarzt
des Herzogs von Orleans. In dieser Stellung fand er Muße, sich
eingehend mit chemischen Untersuchungen zu beschäftigen. Letztere
betrafen wie diejenigen *Lavoisiers* die Rolle der atmosphärischen
Luft und trugen *Berthollet* im Jahre 1780 die Mitgliedschaft der
Akademie der Wissenschaften ein. Bald darauf übertrug ihm die Regierung
die technische Aufsicht über ihre Färbereien. Die Folge davon war,
daß diese Betriebe mit vielen Verbesserungen versehen wurden, die
*Berthollet* in einem Werke zusammenfassend dargestellt hat. Zu diesen
Verbesserungen gehörte, um eine der bekanntesten zu erwähnen, die
Anwendung des Chlors als Bleichmittel.

Eine ganz hervorragende Tätigkeit auf dem Gebiete der technischen
Chemie entfaltete *Berthollet*, als sein Vaterland infolge des
Ausbruchs der Revolutionskriege vom Auslande abgeschnitten und ganz auf
seine eigenen Hilfsquellen angewiesen war. Insbesondere waren es die
Stahlbereitung und die Salpeterfabrikation, die unter *Berthollets*
Führung einen großen Aufschwung nahmen. Die Revolutionsstürme würden
*Berthollet* wie *Lavoisier* vernichtet haben, wenn ihn die damaligen
Machthaber nicht für unentbehrlich gehalten hätten. *Berthollet* wurde
im Jahre 1792 zum Leiter des Münzwesens und bald darauf zum Mitglied
einer Kommission ernannt, der es oblag, die Wohlfahrt des Landes durch
die Pflege der Gewerbe und der Landwirtschaft zu heben. Gleichzeitig
wurde *Berthollet* zum Lehrer der Chemie an die École normale berufen.

Nach der Eroberung Italiens sandte das Direktorium *Berthollet*
dorthin, um unter den wissenschaftlichen Werken jenes Landes diejenigen
auszusuchen, die nach Paris gesandt werden sollten. Bei dieser
Gelegenheit wurde *Berthollet* mit Napoleon bekannt, der gleich
Friedrich dem Großen den exakten Wissenschaften im wohlverstandenen
eigenen Interesse stets eine rege Anteilnahme und Förderung angedeihen
ließ. *Berthollet* hat Napoleon Vorträge über Chemie gehalten und ihn
auf seinem Zuge nach Ägypten begleitet. Trotz aller Gunstbezeugungen,
mit denen Napoleon nach seiner Krönung den großen Forscher überhäufte,
erniedrigte sich dieser niemals zum schmeichlerischen Höfling, sondern
bewahrte sich die biedere und furchtlose Ehrenhaftigkeit, die ihn auch
während der wildesten Erregung der Revolutionszeit nicht verlassen
hatte. Nach dem Sturze des Kaisers zog sich *Berthollet* auf einen
Landsitz in dem nahe bei Paris gelegenen Arcueil zurück. Dieser kleine
Ort hat dadurch in der Geschichte der Wissenschaften einen Namen
erhalten, daß sich dort um *Berthollet* die hervorragendsten Gelehrten
des Landes zu einer wissenschaftlichen Gesellschaft, der Société
d'Arcueil, vereinigten. In den Abhandlungen dieser Gesellschaft[272]
ist manche hervorragende Experimentaluntersuchung jener Zeit
veröffentlicht worden. *Berthollet* starb im Jahre 1822.

Daß *Berthollet* der erste Chemiker war, welcher der antiphlogistischen
Lehre beipflichtete, wurde schon hervorgehoben. Seine eigenen Arbeiten
hatten ihn im Beginn der achtziger Jahre des 18. Jahrhunderts zu
der Erkenntnis geführt, daß Phosphor, Arsen und Schwefel sich unter
Gewichtszunahme mit Sauerstoff zu Säuren verbinden. *Berthollet*
war es auch, welcher die chemische Natur des Ammoniaks, des
Schwefelwasserstoffs und der Blausäure durch grundlegende Versuche
erschloß. Nachdem *Priestley* nachgewiesen, daß das Ammoniakgas
unter der Einwirkung elektrischer Entladungen sein Volum vergrößert,
bestimmte *Berthollet* jene Volumvergrößerung (es findet bekanntlich
eine Verdopplung des Volumens statt). Er wies nach, daß sich dabei
das Ammoniak in Wasserstoff und Stickstoff spaltet. Dieses Ergebnis
hat später *Gay-Lussac* verwertet, als er die Volumverhältnisse
untersuchte, nach denen die Gase sich zu chemischen Verbindungen
vereinigen[273]. Auch für *Gay-Lussacs* Untersuchung über die
Cyanverbindungen hat *Berthollet* die Grundlage geschaffen, indem er
feststellte, daß die Blausäure (HCN) nur aus Kohlenstoff, Stickstoff
und Wasserstoff zusammengesetzt ist. Daß Schwefelwasserstoff (H_{2}S)
nur aus Schwefel und Wasserstoff besteht und nicht, wie man vorher
angenommen, auch Sauerstoff enthält, wurde gleichfalls von *Berthollet*
entdeckt. Seine Arbeiten über das Chlor, die wir an anderer Stelle als
die Vorarbeiten zu *Davys* Theorie der Wasserstoffsäuren zu betrachten
haben, führten ihn zur Entdeckung des Kaliumchlorats (KClO_{3}) und der
diesem Salz zugrunde liegenden Säure.

Nicht minder wie die Experimentalchemie und die chemische Technik wurde
die theoretische Chemie durch *Berthollet* gefördert. Hier waren es vor
allem seine umfangreichen Untersuchungen über das Wesen der chemischen
Verwandtschaft, die seinen Ruhm begründeten.

Die früheren Bemühungen, zu einiger Klarheit über die Affinität oder
chemische Verwandtschaft zu gelangen, führten zu keinem Ergebnis,
weil man die bei den chemischen Vorgängen obwaltenden physikalischen
Bedingungen nicht berücksichtigte. Gegen diese Einseitigkeit bedeuten
*Berthollets* »Untersuchungen über die Gesetze der Verwandtschaft«[274]
trotz der Mängel und Unrichtigkeiten, welche dieser Arbeit anhaften,
einen erfolgreichen Protest. »Sollen wir«, beginnt *Berthollet*, »zu
einer wohlbegründeten Theorie der Verwandtschaft und dadurch zu einer
Erklärung der chemischen Erscheinungen gelangen, so werden wir alle
Umstände, welche auf diese Erscheinungen Einfluß haben, in Erwägung
ziehen müssen.«

Bis sich *Berthollet* mit diesem Gegenstande beschäftigte, galten
die seit 1775 auf zahlreiche Versuche gegründeten Ansichten
*Bergmans*[275], nach denen die Affinität als eine konstante, von
äußeren Bedingungen wenig beeinflußte Größe betrachtet wurde.
Demgegenüber bestand das Ziel der *Berthollet*schen Untersuchung darin
zu beweisen, »daß die Wahlverwandtschaften nicht als absolute Kräfte
wirken«. Man müsse, fügt *Berthollet* hinzu, wenn man die Wirksamkeit
zweier Stoffe vergleichen wolle, sowohl auf die Verwandtschaftskraft
als auch auf die Menge sehen. Daß *Berthollet* gerade auf die
Bedeutung des letzteren Faktors ein solch großes Gewicht legte, daß
er schließlich auch zu unrichtigen Folgerungen sich verleiten ließ,
wird aus seiner Erklärung der Affinität begreiflich. Er betrachtete
sie nämlich als identisch mit der Schwerkraft. Und wie diese durch die
Massen bestimmt sei, so müsse auch die *chemische* Anziehung als ein
besonderer Fall jener allgemeinen Kraft von den Massen der aufeinander
wirkenden Stoffe abhängig sein. Die allgemeine Anziehung wirke bei
den chemischen Umsetzungen anders wie zwischen entfernten Massen,
weil sie im ersteren Falle durch die Gestalt und vor allem durch den
Zusammenhang der Teilchen, ihr Verhalten zu Lösungsmitteln, ihre
Flüchtigkeit usw. bedingt werde.

Den zuletzt erwähnten Einfluß, die Flüchtigkeit nämlich, erörtert
*Berthollet* in durchaus zutreffender Weise. Wenn ein Stoff, so führt
er aus, im Augenblicke seiner Abscheidung aus einer Verbindung in den
flüchtigen Zustand übergehe, so trage der in Gasform entwichene Teil
nicht mehr zum Widerstande bei; er wirke daher nicht mehr durch seine
Masse. Der wirkende Stoff könne dann eine vollständige Zersetzung
hervorrufen. Man brauche daher nicht mehr davon anzuwenden, als gerade
zu der Verbindung, in die er übergeführt werden solle, nötig sei. Ein
Beispiel biete die leicht flüchtige Kohlensäure, wenn sie mit irgend
einer Basis verbunden sei, und ihr eine andere, weniger flüchtige Säure
entgegengesetzt werde. Diese andere Säure sei imstande, selbst wenn sie
eine schwächere Verwandtschaft gegen die Basis besitze, die Kohlensäure
aus ihrer Verbindung abzuscheiden.

Die frühere Klassifikation der Verwandtschaften, die auf der
Voraussetzung beruhte, daß eine Säure die andere nur durch die als eine
absolute Kraft wirkende Verwandtschaft ausscheide, wurde durch die
Betonung dieses neuen Gesichtspunktes erheblich ins Wanken gebracht,
zumal als zweites bestimmendes Moment für chemische Umsetzungen durch
*Berthollet* die Löslichkeit oder die Unlöslichkeit der entstehenden
Verbindungen erkannt wurde. Wie sich *Berthollet* die Rolle der
Schwerlöslichkeit -- Kohäsion lautet sein Ausdruck -- dachte, möge
folgende Betrachtung lehren.

Wirkt auf eine Verbindung *ab*, z. B. schwefelsaures Natrium, ein Stoff
*c*, der imstande ist, mit einem Bestandteil jener Verbindung einen
unlöslichen Körper zu bilden, z. B. Barium in irgend einer löslichen
Verbindung, so wird *ab* durch *c* vollkommen zersetzt, und es bildet
sich in unserem Falle Bariumsulfat, weil diese Verbindung unlöslich
ist, niederfällt und damit in ähnlicher Weise aus dem Bereich der
Affinitätswirkungen ausscheidet, wie es andere Verbindungen infolge
ihrer Flüchtigkeit tun. Daß *c* sich mit dem Bestandteil *a* der Verbindung
*ab* in Form eines Niederschlags *ac* abscheidet, beweist somit
durchaus noch nicht, daß *c* eine größere Affinität zu *a* besitzt als *b*.
Wirkten die Affinitäten allein, so würde sich *c* auf *a* und *b* verteilen.
Der Teil von *c*, der sich mit *a* verbindet, scheidet aber infolge seiner
Unlöslichkeit jedesmal aus, so daß endlich *a* völlig an *c* gebunden wird,
wenn letzteres im Überschusse wirkt. Wenn also in einem Stoffe dadurch,
daß er sich mit einem anderen in einem bestimmten Verhältnis verbindet,
ein Bestreben in den Zustand der Festigkeit überzugehen entsteht, so
wird durch eben dieses Bestreben notwendig eine Abscheidung jener
Verbindung unabhängig von dem Spiel der Affinitäten bewirkt.

Den Einfluß derartiger physikalischer Verhältnisse, wie sie in der
Flüchtigkeit und im Verhalten zu Lösungsmitteln gegeben sind, bei der
Betrachtung der Verwandtschaftserscheinungen zuerst gewürdigt zu haben,
ist das bleibende Verdienst *Berthollets*.

Auch der Wirkung der Wärme wird in durchaus zutreffender Weise
Rechnung getragen, ohne daß die theoretischen Ansichten *Berthollets*
über die Natur der Wärme hierbei von Belang wären. Ein Beispiel möge
dies dartun. Vergegenwärtigen wir uns die oben[276] mitgeteilte
Verwandtschaftstafel *Bergmans*, so besitzt danach die Phosphorsäure
zum Kali, wenn die Umsetzung auf nassem Wege vor sich geht, eine
geringere Affinität als Schwefelsäure, während die Schwefelsäure in
ihrer Verwandtschaft zum Kali der Phosphorsäure nachsteht, wenn die
Reaktion auf trockenem Wege, d. h. beim Schmelzfluß, erfolgt. Diese
Verschiedenheit des Verhaltens führt *Berthollet* vollkommen richtig
auf die Flüchtigkeit der einen und die Feuerbeständigkeit der anderen
Säure zurück. »Es ist,« sagt er, »eine Wirkung der Wärme, daß alle
feuerbeständigen Säuren diejenigen, die flüchtig sind, bei hinlänglich
erhöhter Temperatur aus ihren Verbindungen austreiben. Und da sie
untereinander in Ansehung dieser Eigenschaft sehr verschieden sind,
so sind gewisse Säuren in Ansehung auf einige Säuren als beständig,
in bezug auf andere dagegen als flüchtig zu betrachten.« Eine solche
Mittelstellung nimmt z. B. die Schwefelsäure ein. Sie scheidet bei
mittlerer Temperatur Salzsäure und Salpetersäure aus ihren Salzen aus,
während sie selbst bei höherer Wärme aus ihren Verbindungen durch
Phosphorsäure befreit wird. Und zwar geschieht dies, wie *Berthollet*
hinzufügt, unabhängig von dem Grade der Verwandtschaft. Letztere wird
am vollkommensten dann wirken, wenn sich kein Stoff durch Fällung oder
durch die Annahme des gasförmigen Zustandes der chemischen Reaktion
entzieht, nämlich dann, wenn die entstehenden Verbindungen in Lösung
bleiben. Mischt man z. B. schwefelsaures Kalium mit einer Basis, so
wird sich der Säurerest, wenn alles gelöst bleibt, im Verhältnis der
wirkenden Affinitäten, aber auch im Verhältnis der wirkenden Mengen
auf die Metalle verteilen. Oder, ein ähnlicher Fall, setzen wir zu
gelöstem schwefelsaurem Kalium Salpetersäure, so wird ebenfalls, wenn
alles gelöst bleibt, nach dem Gesetz der chemischen Massen, d. h. des
Faktors, der sich aus der Affinität und der Menge des wirkenden Stoffes
ergibt, eine Verteilung des einen Stoffes auf die beiden anderen
stattfinden. »Wenn zwei Basen«, so lautet *Berthollets* Ausdruck für
den ersten Fall, »auf eine Säure wirken, so verteilt sich die Säure im
Verhältnis der chemischen Kräfte der Basen«[277].

Durch übertriebene Betonung dieser Prinzipien, die *Berthollet* in
seinem großen Werke über die chemische Statik weiter ausführte, kam
er zu der irrigen Ansicht, daß zwei Stoffe sich auch nach stetig
sich ändernden Verhältnissen verbinden. Der sich hieraus ergebende
Widerspruch mit der von *Dalton* und *Proust* bald darauf begründeten
Lehre von den festen und multiplen Proportionen wird an anderer Stelle
erörtert werden.

*Berthollets* großes Verdienst bleibt der Nachweis der Massenwirkung,
d. h. der Tatsache, daß der Verlauf einer Reaktion nicht allein durch
die Natur der Stoffe bestimmt wird, sondern auch durch die bei einer
Reaktion obwaltenden Mengenverhältnisse, durch die mitunter geradezu
Umkehrungen von Reaktionen herbeigeführt werden. »Der Umstand«,
bemerkt *Berthollet* bei der Erläuterung derartiger Fälle, »der
beweist, daß die chemischen Wirkungen ebensowohl von der Menge als
von der Verwandtschaft der Stoffe abhängen, ist dieser, daß man, um
entgegengesetzte Resultate zu erhalten, oft nur die Quantität der
Stoffe zu ändern braucht.«

Eine wichtige Rolle spielte zu Beginn des antiphlogistischen Zeitalters
der Kampf der Meinungen über die chemische Natur des Chlors. *Scheele*
hatte diesen merkwürdigen Stoff entdeckt, als er Salzsäure auf
Braunstein wirken ließ. Er bezeichnete das Chlor vom Standpunkte
der Phlogistontheorie als »dephlogistisierte Salzsäure«. *Scheele*
nahm nämlich an, die Salzsäure enthalte »Phlogiston«. Und dieser
hypothetische Stoff[278] sollte der Salzsäure durch den Braunstein
entzogen werden. Durch *Lavoisier* wurden die Vorgänge der Oxydation
und der Reduktion ihrem eigentlichen Wesen nach erkannt. *Lavoisier*
hielt den Sauerstoff für das säurebildende Prinzip. Wie die Säuren
des Phosphors, des Schwefels und anderer Radikale oder Elemente, so
sollte auch die Salzsäure eine Verbindung des Sauerstoffs mit einem dem
Phosphor oder Schwefel entsprechenden Radikal (radical muriatique)
sein.

Einige Versuche schienen darauf hinzudeuten, daß auch das Chlor eine
Sauerstoffverbindung sei. So hatte *Berthollet* die Abscheidung von
Sauerstoff unter gleichzeitiger Bildung von Salzsäure beobachtet,
als er in Wasser gelöstes Chlor dem Sonnenlichte aussetzte. Dieser
Versuch wurde als eine Zerlegung des Chlors in Sauerstoff und Salzsäure
gedeutet. Chlor erschien somit als ein höheres Oxyd des Radikals der
Salzsäure. Aus diesem Grunde wurde das Chlor als oxydierte Salzsäure
bezeichnet.

Den Nachweis, daß Chlor keinen Sauerstoff enthält, sondern ein
Grundstoff ist, führten erst *Gay-Lussac*[279] im Jahre 1808 und *Davy*
1809. Als *Gay-Lussac* aus dem Chlor durch Reduktion mittelst Phosphor
Salzsäure abzuspalten suchte, traten weder das Oxyd des Phosphors noch
Salzsäure in die Erscheinung. Das Chlor verband sich vielmehr mit dem
Phosphor zu einer neuen, als Chlorphosphor bezeichneten Substanz.
Ähnlich verhielt sich, wie *Davy* nachwies, das reine Chlor gegen
Metalle. Wurden z. B. Zinn und Chlor zusammengebracht, so verschwanden
beide, und es entstand eine helle Flüssigkeit (Chlorzinn, SnCl_{4}).
Für die elementare Natur des Chlors sprach auch der Umstand, daß sich
das Chlor nicht veränderte, wenn man es in Gefäßen, auf die es chemisch
nicht zu wirken vermochte, einer sehr hohen Temperatur aussetzte.
Die Schwierigkeit, über die chemische Natur des Chlors ins reine
zu kommen, war dadurch hervorgerufen worden, daß man mit Chlor bei
Gegenwart von Wasser experimentiert hatte. Sobald man wasserfreie
Reagenzien benutzte, trat bei Versuchen mit Chlor auch keine Salzsäure
auf. Die irrtümliche Bezeichnung »oxydierte Salzsäure« mußte also
in Fortfall kommen. Sie wurde von *Davy* durch den Namen Chlor (von
χλωρός, grün) ersetzt[280].




11. Die Aufstellung der atomistischen Hypothese und ihre experimentelle
Begründung.


Als *Lavoisier* und *Cavendish* die Mengenverhältnisse, nach denen die
Elemente zu chemischen Verbindungen zusammentreten, in den Bereich
ihrer Untersuchung zogen, machten sie schon stillschweigend die
Voraussetzung, daß diese Verhältnisse für scharf charakterisierte
Verbindungen unveränderliche Größen seien. Das Quantitative konnte ja
nur dann die Grundlage für die weitere Entwicklung der Chemie abgeben,
wenn es die Bedeutung eines Naturgesetzes besaß. Demnach mußte die
erste Aufgabe eines neuen Zeitalters in dem Nachweis bestehen, daß
dies der Fall sei. Daran knüpfte sich dann weiter der Versuch einer
ursächlichen Erklärung der chemischen Vorgänge und der bei diesen
auftretenden Gesetzmäßigkeiten.

Um den Nachweis des Gesetzes von der Konstanz der Gewichtsverhältnisse
hat sich der Franzose *Proust*[281] sehr verdient gemacht. Ihm gelang
es, die entgegengesetzte, von seinem Landsmann *Berthollet*[282]
vertretene Ansicht, daß die Elemente in veränderlichen, von äußeren
Umständen abhängenden Verhältnissen sich verbinden, nach langem
Streite und auf Grund zahlreicher Analysen zu widerlegen. Die Ansicht
*Berthollets*, daß zwischen zwei Verbindungen, wie sie z. B. Schwefel
und Eisen (FeS, FeS_{2}) oder Zinn und Sauerstoff (SnO, SNO_{2})
bilden, alle Übergänge möglich seien, ließ *Proust* nicht gelten.
Er führte diesen Irrtum darauf zurück, daß *Berthollet* anstatt der
vermeintlichen Übergangsstadien Gemenge jener Verbindungen in der
Hand gehabt habe, und lieferte den Nachweis, daß, wenn zwischen
zwei Elementen mehrere Verbindungen bestehen, die Änderung in der
Zusammensetzung nicht allmählich, sondern sprungweise erfolgt. Geht
z. B. Zinnoxydul, das 11,9% Sauerstoff enthält, durch weitere Aufnahme
dieses Elementes in Zinnoxyd über, so erfolgt dieser Übergang durch
einen Sprung auf eine andere bestimmte Menge Sauerstoff, nämlich
auf 21,3%. Dasselbe Verhalten zeigten auch Metalle, die sich in
mehreren Verhältnissen mit Schwefel verbinden. *Proust* dehnte seine
Untersuchung auch auf die Verbindungen von Kupfer, Eisen, Nickel,
Antimon, Gold, Silber, Quecksilber, sowie auf die organischen
Substanzen aus. Für alle in Betracht gezogenen Fälle ergab sich
das Vorhandensein jener von ihm behaupteten Gesetzmäßigkeit. Für
die Vereinigung von Säuren und Basen unter Bildung von Salzen war
die Konstanz der Gewichtsverhältnisse schon vor *Proust* durch den
deutschen Chemiker *Richter* nachgewiesen worden; doch war die Arbeit
dieses Mannes insbesondere ihrer dunklen Ausdrucksweise wegen zunächst
fast unbeachtet geblieben. Die ersten Versuche, durch die Analyse
eines Stoffes das Verhältnis seiner Bestandteile zu ermitteln, gingen
wahrscheinlich von der alten philosophischen Ansicht aus, daß alles
nach Maß und Gewicht geordnet sei. Die früheste wissenschaftliche
Arbeit, die sich mit dem Nachweise bestimmter Verhältnisse beschäftigt,
rührt von *Wenzel*[283] her. Sie erschien 1777 unter dem Titel
»Lehre von der Verwandtschaft der Körper« und befaßte sich mit den
Gewichtsverhältnissen, nach denen sich Säuren und Basen zu Salzen
vereinigen. An *Wenzels* Untersuchungen knüpfte *Richter* an. Bei
*Wenzel* findet sich auch schon das Massenwirkungsgesetz angedeutet. In
diesem Punkte erscheint er als der Vorläufer *Berthollets*[284]. Erst
später, als *Berzelius* die Gewichtsverhältnisse der Atome bestimmte,
zeigte sich die grundlegende Bedeutung der Untersuchungen *Wenzels* und
*Richters*.

*Jeremias Benjamin Richter* wurde 1762 in Schlesien geboren[285].
Er wirkte zuerst als Bergwerksbeamter in Breslau und darauf als
Angestellter der Königlichen Porzellanmanufaktur in Berlin. Die
Eigenart *Richters* besteht darin, daß fast alle seine Arbeiten auf
eine Anwendung der Mathematik auf die Chemie abzielen. Dies spricht
sich schon in dem Titel seiner Erstlingsarbeit aus[286]. *Richter*
ging so weit, daß er die Chemie für einen Teil der angewandten
Mathematik erklärte. Sein Hauptwerk führt den Titel »Stöchiometrie oder
Meßkunst chymischer Elemente«[287]. Es erschien 1792-1802.

*Richters* Verdienst besteht darin, daß er für die Säuren und die
Basen den Äquivalentbegriff schuf. Der Gang seiner Untersuchung war
der folgende. Er bestimmte die Gewichtsmengen der ihm bekannten
Basen, welche ein und dieselbe Menge, z. B. 1000 Gewichtsteile,
Schwefelsäure gerade neutralisieren. Die erhaltenen Werte nannte er die
Neutralitätsreihe der Basen. Diese Werte mögen für einige Basen, nach
*Richters* Angaben auf 1000 Teile Schwefelsäure berechnet, hier folgen.
Sie sind in hohem Grade ungenau und nur dadurch von Wert, daß sie die
erste Tafel der Äquivalentgewichte darstellen:

  Ammoniak  672
  Kalk      793
  Natron    859
  Kali     1605
  usw.

Das Zweite war, daß *Richter* eine ähnliche »Neutralitätsreihe« der
ihm bekannten Säuren mit Bezug auf eine bestimmte Menge einer Basis
ermittelte. Sei die Basis Kalk, von dem nach ihm 793 Gewichtsteile
durch 1000 Gewichtsteile Schwefelsäure neutralisiert werden, so ergeben
sich für einige der übrigen bekannten Säuren folgende Äquivalente für
die zugrunde liegende Basis:

  Kohlensäure     577
  Salpetersäure  1405
  Oxalsäure       755
  Schwefelsäure  1000
  usw.

Den Wert solcher Tafeln erblickte *Richter* darin, daß sie die
Zusammensetzung aller aus der Verbindung je einer Basis mit je einer
Säure entstehenden neutralen Salze zu berechnen gestatten, wenn nur die
Äquivalente der Basen und der Säuren in den beiden Tafeln enthalten
sind. So würde z. B. salpetersaurer Kalk die Basis und die Säure im
Verhältnis 793 : 1405 enthalten, da 1000 Gewichtsteile Schwefelsäure,
die 793 Teile Kalk sättigen, 1405 Teilen Salpetersäure äquivalent sind.

Eine Fortsetzung und Erweiterung fanden die stöchiometrischen
Untersuchungen durch *Dalton*, mit dessen Hauptwerk, dem »Neuen System
der chemischen Wissenschaft« wir uns jetzt näher befassen müssen.

*John Dalton* wurde im Jahre 1766[288] als Sohn eines armen englischen
Webers geboren. Nachdem er die Schule verlassen hatte, erteilte er
in seinem Heimatsorte Elementarunterricht. Es gelang ihm, sich so
weit fortzubilden, daß er mit 27 Jahren eine Stelle als Lehrer der
Mathematik und der Physik am »New College« in Manchester einnehmen
konnte. Später gab er diese Stelle auf und erwarb sich seinen
Unterhalt, indem er in den größeren Städten Englands Vorlesungen über
die Fortschritte der Naturwissenschaften hielt. Äußere Ehren hat
*Dalton* nicht gesucht. Selbst als sein Ruhm weit über die Grenzen
des Vaterlandes hinaus gedrungen war, blieb er der bescheidene
Privatgelehrte, der in dem Forschen nach der Wahrheit seine größte
Befriedigung fand. *Dalton* war Mitglied der Royal Society. Als das
Alter herannahte, wurde ihm vom Könige eine kleine Pension ausgesetzt.
*Dalton* starb im Jahre 1844 in Manchester.

*Proust* hatte bei seinen Analysen der verschiedenen Oxydations-
und Schwefelungsstufen eines und desselben Elementes die Ergebnisse
in Prozenten angegeben. Vergleicht man die so erhaltenen Zahlen, z.
B. für die oben erwähnten Oxyde des Zinns[289] (11,9% und 21,3%),
so lassen sie keine einfache Beziehung erkennen. *Dalton*, welcher
den Nachweis der konstanten Gewichtsverhältnisse insbesondere auf
gasförmige Verbindungen auszudehnen suchte, kam auf den glücklichen
Gedanken, die Zusammensetzung für gleiche Gewichtsmengen des mit
Sauerstoff verbundenen Elementes zu berechnen. Dann ergeben sich z.
B. für die Oxyde des Zinns, auf 100 Gewichtsteile dieses Elementes
berechnet, 13,5, bezw. 27 Gewichtsteile Sauerstoff, oder für die Oxyde
des Stickstoffs, mit welchen *Dalton* sich vorzugsweise beschäftigte,
auf 14 Gewichtsteile Stickstoff 8, 16, 24, 32, 40 Gewichtsteile
Sauerstoff. Indem *Dalton* diese Mengen verglich, entdeckte er eins
der wichtigsten Gesetze der Chemie. Es zeigte sich nämlich, daß die
Gewichtsmengen Sauerstoff, die mit einer bestimmten Menge Zinn oder
Stickstoff zu Oxyden zusammentreten, unter sich in einem einfachen
Verhältnis stehen. Diese Gewichte verhalten sich nämlich wie die Zahlen
1, 2, 3, 4, 5. Oder die in die höheren Oxydationsstufen eingehenden
Mengen sind einfache Multipla derjenigen Menge, die in der niedersten
Oxydationsstufe enthalten ist. *Dalton* hat diese Untersuchungen,
die um 1802 stattfanden, mit demselben Erfolge auf die Oxyde des
Kohlenstoffs, sowie auf die Verbindungen des Kohlenstoffs mit
Wasserstoff ausgedehnt. Von den Kohlenstoffverbindungen analysierte
er das kurz vorher[290] entdeckte Äthylen (C_{2}H_{4}) und das
Grubengas (CH_{4}). Er fand, daß sich darin die mit der gleichen Menge
Kohlenstoff verbundenen Wasserstoffmengen wie 1 : 2 verhalten.

Damit war trotz der großen Mängel, welche der analytischen Chemie
und ihren Ergebnissen um 1800 noch anhafteten, durch *Dalton* das
zweite Fundamentalgesetz der Chemie entdeckt, das alle späteren
Untersuchungen nur bestätigen konnten. Dies »Gesetz von den multiplen
Proportionen« besagt, daß verschiedene Mengen eines Elementes (in dem
letzten Beispiel Wasserstoff), die sich mit der gleich bleibenden Menge
eines anderen (in dem letzten Beispiel Kohlenstoff) zu chemischen
Verbindungen vereinigen, unter sich einfache Multipla sind.

An die Entdeckung wichtiger Gesetze hat sich jederzeit das Bemühen
geknüpft, eine Vorstellung über die Natur der Dinge zu gewinnen, die
mit den entdeckten Regeln so weit in Einklang steht, daß letztere als
eine notwendige Folge jener Vorstellung erscheinen. Diesen wichtigen
Schritt auf der Bahn der Erkenntnis an die Auffindung des Gesetzes von
den Multiplen angeschlossen zu haben, ist gleichfalls das Verdienst
*Daltons*, welcher dadurch eine der Grundlagen aller seitherigen
naturwissenschaftlichen Betrachtung schuf.

»Schon die Beobachtungen über die verschiedenen Aggregatszustände,«
sagt *Dalton*, »müssen zu dem Schlusse führen, daß alle Körper aus
einer ungeheuren Anzahl von äußerst kleinen Teilchen oder Atomen
bestehen, die miteinander durch eine je nach den Umständen stärkere
oder schwächere Anziehungskraft verbunden sind.«

Ob die letzten Teilchen eines Stoffes, z. B. des Wassers, alle gleich
sind, d. h. von derselben Gestalt, demselben Gewicht usw., ist dann
die zweite Frage. Man habe indessen, meint *Dalton*, keinen Grund,
eine Verschiedenheit dieser Teile anzunehmen. Bestände eine solche
z. B. beim Wasser, so müßte sie gleicherweise in den Elementen, die
das Wasser bilden, hervortreten. Wären einige Wasserteilchen leichter
als andere, und würde ein Teil der Flüssigkeit bei irgend einer
Gelegenheit aus solchen leichteren Teilchen gebildet, so müßte dies
das spezifische Gewicht des Wassers beeinflussen, ein Umstand, der
indessen nicht bekannt sei. Ähnlich verhalte es sich mit jeder anderen
Verbindung. Daraus müsse man schließen, daß die letzten Teilchen aller
homogenen Stoffe in Gewicht, Gestalt usw. völlig gleich sind. Die
Zahl dieser Teilchen könne aber keine unendliche, sondern sie müsse
in einem gegebenen Volumen eine begrenzte sein, wie auch in einem
gegebenen Teile des Weltalls die Zahl der Gestirne nicht unbegrenzt
sein könne. Die chemische Synthese und Analyse besteht nach *Dalton*
in einer Trennung und Wiedervereinigung der Atome. Neuerschaffung
oder Zerstörung eines Stoffes sind unmöglich. »Wir können,« sagt
*Dalton*, »ebensowohl versuchen, einen neuen Planeten dem Sonnensystem
einzuverleiben oder einen vorhandenen zu vernichten, als ein Atom
Wasserstoff zu erschaffen oder zu zerstören. Alle Änderungen, die wir
hervorbringen können, bestehen in der Trennung von Atomen, die vorher
verbunden und in der Vereinigung solcher, die vorher getrennt waren.«

Aus diesen Betrachtungen ergibt sich die Aufgabe, das Gewicht der Atome
zu bestimmen. Atomgewichte nach ihrer absoluten Größe zu ermitteln,
war *Dalton* zwar nicht in der Lage; wohl aber versuchte er auf Grund
gewisser Annahmen die verhältnismäßige Schwere der kleinsten Teilchen
festzustellen. Gibt es z. B. zwischen zwei Stoffen nur eine chemische
Verbindung, so besteht die einfachste Annahme darin, daß sie sich
durch Aneinanderlagerung von je einem Atom des einen und je einem
Atom des anderen Elementes gebildet habe. In diesem Falle würde das
Mengenverhältnis mit dem relativen Gewicht der Atome übereinstimmen.
Nach *Dalton* trifft jene Voraussetzung z. B. für Wasser und
Ammoniak zu; es war nämlich damals nur eine Wasserstoffverbindung
des Sauerstoffs, sowie des Stickstoffs bekannt. Unter der Annahme,
daß diese Verbindungen sich durch Aneinanderlagerung von je zwei
Teilchen der betreffenden Elemente bilden, ergab sich das Atomgewicht
des Sauerstoffs = 7 und dasjenige des Stickstoffs = 5. Genauere
Analysen würden die Werte 8 und 4,6 geliefert haben. Wir bezeichnen
diese Mengen, die einem Gewichtsteil Wasserstoff entsprechen, als
Äquivalentgewichte. Sie ergeben erst mit der Valenz der betreffenden
Elemente multipliziert die Atomgewichte. So ist das Atomgewicht des
zweiwertigen Sauerstoffs 16 (2 × 8) und dasjenige des dreiwertigen
Stickstoffs 14 (3 × 4,6).

Wie das Gesetz von der Konstanz der Gewichtsverhältnisse, so erscheint
auch das Gesetz von den multiplen Proportionen als eine Folge der
atomistischen Hypothese. Gibt es nämlich zwischen zwei Elementen
mehrere Verbindungen, so wird man annehmen dürfen, daß sich je ein
Atom des ersten Elementes mit je einem, zwei, drei Atomen des zweiten
vereinigt. Die zweite Verbindung muß dann, weil ja die Atome unter
sich gleich schwer sind, in bezug auf die unverändert gebliebene Menge
des ersten Elementes die zweifache, die dritte Verbindung dagegen die
dreifache Gewichtsmenge des zweiten Elementes besitzen. So ist das
Kohlenoxyd eine binäre Verbindung, die aus einem Atom Sauerstoff und
einem Atom Kohlenstoff besteht. Die ternäre[291] Kohlensäure dagegen
besteht aus einem Atom Kohlenstoff und zwei Atomen Sauerstoff, da mit
der gleichen Gewichtsmenge des ersten die doppelte Menge des zweiten
Elementes verbunden ist.

Ein weiterer Fortschritt bestand darin, daß *Dalton* Symbole in die
Chemie einführte. So bezeichnete er z. B. Wasserstoff mit ⊙, Sauerstoff
mit ⃝, Schwefel mit ⊕; Schwefelsäureanhydrid bekam das Zeichen
⃝/⊕/⃝⃝, da jedes seiner Teilchen aus einem Atom Schwefel und drei
Atomen Sauerstoff zusammengesetzt ist. Die heutige Bezeichnungsweise,
Wasserstoff = H, Sauerstoff = O, Schwefel = S, Schwefelsäureanhydrid =
SO_{3} rührt von *Berzelius* her.

Die von *Dalton* ermittelten Atomgewichte waren noch sehr ungenau.
Einige der wichtigsten sind:

  Atomgewicht von    nach *Dalton*   richtiger Wert

  Sauerstoff                7                8 (16)
  Natrium                  21               23
  Kalium                   35               39
  Silber                  100              108

Für Natron und Kali, die *Dalton* in seiner Atomgewichtstafel noch als
Elemente aufzählte, ergaben sich aus ihren Verbindungen mit Säuren
die Zahlen 28 und 42. Nach *Davys* Entdeckung sind Natron und Kali
Metalloxyde[292]. Natron mußte daher als eine Verbindung von einem Atom
Metall (21) mit einem Atom Sauerstoff (7) angesehen werden, während
Kali aus einem Atom Metall (35) und einem Atom Sauerstoff (7) bestand.

Das Gesetz von den multiplen Proportionen wurde fast zur selben
Zeit, als *Dalton* seine Theorie begründete, auch von dem Engländer
*Wollaston* an den Salzen der Oxalsäure nachgewiesen. Daß sich die
Oxal- oder die Kleesäure, die wir als zweibasische Säure kennen

  (COOH)
  (|   ),
  (COOH)

mit einigen Basen in verschiedenen Verhältnissen verbindet, war
schon bekannt. *Wollaston*[293] stellte sich die Aufgabe, die mit
der gleichen Menge Basis sich verbindenden Säuremengen zu ermitteln
und durch die Ausdehnung seiner Untersuchung auf zahlreiche Fälle
festzustellen, ob sich in den ermittelten Zahlenverhältnissen eine
Regelmäßigkeit, ein Gesetz, kundgibt. *Wollastons* Befunde bejahten
diese Frage. Er wies z. B. nach, daß sich die Mengen Kleesäure, die
sich mit der in allen drei Fällen gleichen Menge Kali verbinden, genau
wie 1 : 2 : 4 verhalten[294].

Die Abhandlung, in der *Wollaston* über seine Versuche berichtet,
ist auch deshalb von großem Interesse, weil uns darin schon an
der Wiege der Atomtheorie die Frage nach der räumlichen Anordnung
der Atome begegnet, eine Frage, die später in den Mittelpunkt der
chemischen Spekulation gerückt wurde. *Wollaston* macht nämlich bei
der Besprechung des übersauren oxalsauren Kaliums, bei dem auf ein
Äquivalent Kali vier Äquivalente Säure kommen, folgende Bemerkung. Wenn
auf ein Atom der einen Art (das Wort Atom wurde damals auch für die
kleinsten Teile der Verbindungen gebraucht) vier Atome der anderen Art
kämen, so könne stabiles Gleichgewicht eintreten, wenn das erste Atom
die Mitte und die vier anderen die Ecken eines regulären Tetraeders
bildeten. *Wollaston* schuf also genau dieselbe Vorstellung, nach der
sich der Begründer der Stereochemie, *van't Hoff*, im Grubengase die
vier Wasserstoffatome um das vierwertige Kohlenstoffatom gruppiert
dachte.

*Wollaston* ist jedoch vorsichtig genug, die von ihm ersonnene
geometrische Anordnung der Grundbestandteile einer Verbindung als ganz
hypothetisch hinzustellen. Ihre Bestätigung oder Ablehnung sei erst von
späteren Beobachtungen zu erwarten. Ja, es sei vielleicht zu kühn, zu
hoffen, daß die geometrische Anordnung der Atome jemals bekannt sein
werde.

Nachdem die atomistische Hypothese Geltung gefunden, bestand die
nächste Aufgabe der Experimentalchemie in einer möglichst genauen
Bestimmung der Äquivalente. Eine solche mußte nicht nur für die Analyse
von der größten Wichtigkeit sein, sondern auch die Grundlage für alle
weiteren Spekulationen bilden. Galt es doch, die Frage zu entscheiden,
ob die erhaltenen Zahlen die wahren relativen Gewichte der Atome seien
und ob ferner, dies vorausgesetzt, sich einfache Beziehungen zwischen
den Atomgewichten ergeben würden.

Spekulationen, die sich nicht auf eine hinreichend sichere Grundlage
stützen, haben sich fast immer als übereilt erwiesen. Dies lehrt
auch die weitere Entwicklung der Atomtheorie. Vergleicht man die
von *Dalton* 1803 veröffentlichte Tabelle mit der später in seinem
»neuen Systeme« mitgeteilten, so muß auffallen, daß die hier gegebenen
Atomgewichte durchweg ganze Zahlen sind, während die Tabelle vom
Jahre 1803, abgesehen von dem als Einheit geltenden Atomgewicht des
Wasserstoffs, solche überhaupt nicht enthält.

So lauten seine Verhältniszahlen:

                      1803       1808

  für Wasserstoff      1          1
   "  Stickstoff       4,2        5
   "  Kohlenstoff      4,3        5
   "  Sauerstoff       5,5        7
   "  Phosphor         7,2        9

Diesen Abrundungen wurde durch den Engländer *Prout*, der sich um die
Experimentalchemie kaum verdient gemacht hat, eine reale Bedeutung
beigelegt. *Prout* nahm an, daß die wahren Atomgewichte ganze Zahlen
und daß die Abweichungen, welche die Analyse ergibt, auf Fehler
zurückzuführen seien. Auf Grund dieser irrigen Voraussetzung, die
lediglich aus der weitgehenden Unsicherheit der analytischen Ergebnisse
entsprang, führte *Prout* sämtliche Elemente auf den Wasserstoff
als Urmaterie zurück. Die Atome der Grundstoffe sollten sich durch
Aneinanderlagern einer verschieden großen Zahl von Wasserstoffatomen
gebildet haben, woraus dann notwendig folgen würde, daß die
Atomgewichte einfache Multipla desjenigen von Wasserstoff sind. Diese
Hypothese *Prouts*, in der man zuerst das wahre Grundgesetz der Chemie
erblicken wollte, ließ sich mit den späteren Ergebnissen der Analyse
jedoch nicht vereinigen. Sie hat aber das Gute im Gefolge gehabt, daß
sie zu immer schärferen Bestimmungen der Atomgewichte anregte. Der
Mann, der sich dieser Aufgabe besonders unterzog, weil er erkannt
hatte, daß über den Wert oder Unwert einer Hypothese nur die Tatsachen
entscheiden können, war *Berzelius*.

*Johann Jakob Berzelius*[295] wurde am 29. August des Jahres 1779 als
Sohn eines Lehrers in Schweden geboren. Er studierte unter manchen
Entbehrungen in Upsala Medizin und Chemie. Seine ersten Arbeiten
betrafen die Analyse einer Heilquelle und die Wirkung der damals soeben
entdeckten galvanischen Elektrizität auf chemische Verbindungen. Seit
dem Jahre 1807 bekleidete *Berzelius* eine Lehrstelle für Chemie und
Pharmazie an der medizinischen Schule in Stockholm. Einige Jahre später
wurde er zum Präsidenten der dortigen Akademie der Wissenschaften
ernannt. *Berzelius*[296] hat wie kein anderer ausländischer Forscher
die Entwicklung der Chemie in Deutschland beeinflußt. *Mitscherlich*,
*Heinrich* und *Gustav Rose*, *Magnus*, *Wöhler* und viele andere
haben in seinem Laboratorium gearbeitet und zwar zu einer Zeit, als
wissenschaftliche Werkstätten in Deutschland noch kaum anzutreffen
waren. Selbst in dem Laboratorium, das *Berzelius* eingerichtet hatte,
waren die zum Forschen nötigen Hilfsmittel noch so unvollkommen
und spärlich, daß man kaum begreift, wie *Berzelius* zu der ihm
nachzurühmenden Genauigkeit seiner Ergebnisse gelangen konnte. Mit
den deutschen Forschern blieb *Berzelius* in engster persönlicher und
wissenschaftlicher Fühlung. Davon zeugen seine wiederholten Besuche
in Deutschland und vor allem der ausgedehnte Briefwechsel, den er mit
*Wöhler* unterhielt[297].

*Berzelius* starb am 7. August des Jahres 1848. Seine Verdienste um
die gesamte Chemie und um die Mineralogie sind ganz hervorragend. Sie
müssen aber zum größten Teil an anderer Stelle betrachtet werden.
Hier fesselt nur seine Mitarbeit an dem Ausbau der Atomtheorie, in
deren experimenteller Begründung *Berzelius* seine wichtigste Aufgabe
erblickte. »Ich überzeugte mich bald durch neue Versuche,« sagt
er[298], »daß *Daltons* Zahlen die Genauigkeit fehlte, die für die
praktische Anwendung seiner Theorie erforderlich war. Ich erkannte, daß
zuerst die Atomgewichte einer möglichst großen Zahl von Grundstoffen,
vor allem der gewöhnlichen, mit möglichster Genauigkeit ermittelt
werden müßten. Ohne eine solche Arbeit konnte auf die Morgenröte kein
Tag folgen. Es war dies damals der wichtigste Gegenstand der chemischen
Forschung, und ich widmete mich ihm in rastloser Arbeit. Nach
zehnjährigen Mühen konnte ich im Jahre 1818 eine Tabelle herausgeben,
die nach meinen Versuchen berechnete Atomgewichte und Angaben über die
Zusammensetzung von etwa 2000 Verbindungen enthält.«

Einige Werte aus dieser Tabelle mögen dem Leser einen Begriff von der
Genauigkeit der *Berzelius*schen Untersuchungen geben[299].

  Kohlenstoff 12,12 (11,97),
  Sauerstoff  16,00 (15,96),
  Schwefel    32,3  (31,98),
  Stickstoff  14,18 (14,00),
  Chlor       35,47 (35,4),
  Blei       207,4  (207),
  Kupfer      63,4  (63,3).

Es möge hier in aller Kürze gezeigt werden, wie *Berzelius* die
Gewichtsverhältnisse und das Gesetz von den multiplen Proportionen
an den drei Oxyden des Bleis nachwies. 10 g Blei wurden in reiner
Salpetersäure aufgelöst[300]. Die Lösung wurde in einen abgewogenen
Kolben gegossen und eingedampft. Der Rückstand wurde geglüht. Es
entstanden 10,78 g Bleioxyd[301]. Es würden somit 100 Teile Blei, um
sich in Bleiglätte (Bleioxyd) zu verwandeln, 7,8 Teile Sauerstoff
aufnehmen. Für die Mennige ergab ein umständliches Verfahren, daß sie
aus 100 Teilen Blei und 11,07 Teilen Sauerstoff zusammengesetzt ist.
Durch Behandeln von Mennige mit Salpetersäure stellte *Berzelius*
eine dritte Bleiverbindung, das braune Bleioxyd, her[302]. Fünf
Gramm braunes Bleioxyd, das durch Auswaschen von allem anhängenden
salpetersauren Blei befreit und getrocknet war, wurde in einem
gewogenen Platintiegel geglüht. Es verlor dadurch 0,325 g Sauerstoff.
Die rückständigen 4,675 g gelbes Oxyd hinterließen beim Auflösen in
Essig schwefelsaures Blei und Kieselerde, die geglüht 0,13 g wogen.
Die übrigen 4,545 g gelbes Oxyd enthielten 0,33 g Sauerstoff oder bis
auf 0,005 g das nämliche, was das braune Oxyd durch Glühen verloren
hatte. Es nehmen also 100 Teile Blei, um sich in braunes Oxyd zu
verwandeln, doppelt so viel Sauerstoff auf, als sich im gelben Bleioxyd
befindet[303].

Auf die Erforschung der Gewichtsverhältnisse und der darin sich
aussprechenden Gesetzmäßigkeiten wurde *Berzelius*, bevor er mit
*Daltons* Theorie bekannt geworden war, schon durch das Studium der
halb vergessenen Schriften des deutschen Chemikers *Richter* geführt.
*Richter* hatte um 1790 die Lehre von den chemischen Proportionen
durch seine an früherer Stelle[304] erwähnten Untersuchungen über
die Gewichtsverhältnisse, nach denen Säuren und Basen in Verbindung
treten, begründet. *Berzelius* erkannte die Wichtigkeit dieser Arbeit
und bemühte sich, durch die möglichst genaue Analyse einiger Salze die
Zusammensetzung anderer Salze, die aus den ersteren hergestellt werden
können, abzuleiten. Er hatte nämlich im Anschluß an *Richter* gezeigt,
daß für alle Salze derselben Säure das Verhältnis der in der Basis und
in der Säure enthaltenen Sauerstoffmengen konstant ist[305].

Für die atomistische Auffassung wichtig war auch der von *Berzelius*
geführte Nachweis, daß das schwefelsaure Eisen (FeSO_{4}) die Elemente
Schwefel und Eisen genau in dem gleichen Verhältnis enthält, in welchem
sie das Schwefeleisen (FeS) zusammensetzen.

Das wichtigste Ergebnis der Untersuchungen von *Berzelius*, die mit
zahlreichen Verbesserungen der bestehenden Methoden, sowie mit der
Erfindung mancher neuen analytischen Methode Hand in Hand gingen,
war die durchgängige Bestätigung des Gesetzes von den multiplen
Proportionen und der Nachweis, daß die *Prout*sche Hypothese sich
nicht mit den Tatsachen vereinigen läßt.

Durch das in vorstehendem betrachtete Lebenswerk eines *Lavoisier*,
*Dalton* und *Berzelius*, sowie die Bemühungen zahlreicher anderen
Forscher hatte die Chemie im Verlauf von wenigen Jahrzehnten eine neue
Gestalt und eine sichere Grundlage für ihre Fortentwicklung gewonnen;
sie war der Physik als ebenbürtig an die Seite getreten. Auch hatten
die Beziehungen zwischen diesen beiden Wissenschaften eine stete
Vermehrung gefunden, insbesondere seitdem man die Elektrizität als
chemisch wirksame Kraft kennen gelernt hatte. Bevor wir den weiteren
Verlauf der chemisch-physikalischen Forschung betrachten, ist es
deshalb erforderlich, die mit der Begründung des antiphlogistischen
Systems und der Aufstellung der Atomtheorie zusammenfallende großartige
Erweiterung, welche die Elektrizitätslehre durch *Galvani* und *Volta*
erfuhr, ins Auge zu fassen.




12. Die Entdeckung der galvanischen Elektrizität.


Neben der seit alters bekannten Elektrizitätserregung durch
Reiben hatte das 18. Jahrhundert das Auftreten von Elektrizität
durch Wärmezufuhr, sowie infolge atmosphärischer Vorgänge kennen
gelernt[306]; auch hatte man die elektrische Natur der von dem
Zitterrochen ausgehenden Wirkung entdeckt. Zu diesen vier Arten
gesellte sich jetzt eine fünfte, die Berührungs- oder die galvanische
Elektrizität, mit der man gegen den Schluß des 18. Jahrhunderts bekannt
wurde, während der Ausbau der Lehre vom Galvanismus wohl als die
wichtigste Tat des 19. Jahrhunderts anzusehen ist.

Daß die bloße Berührung zweier Metalle eine eigentümliche, später
als elektrisch erkannte Wirkung hervorruft, wurde zum erstenmal um
das Jahr 1750 von einem Deutschen namens *Sulzer*[307] beobachtet.
Dieser brachte die Spitze seiner Zunge zwischen ein Stück Blei und
ein Stück Silber, die sich mit ihren Rändern berührten. Dabei nahm
er eine prickelnde, an den Geschmack des Eisenvitriols erinnernde
Empfindung wahr, die Blei oder Silber für sich nicht hervorzubringen
vermögen[308]. Es sei doch nicht wahrscheinlich, meint *Sulzer*, daß
bei der Berührung jener beiden Metalle eine Auflösung vor sich gehe.
Man müsse vielmehr schließen, daß diese Vereinigung eine zitternde
Bewegung der Teilchen verursache, welche die Nerven der Zunge anrege
und dadurch den erwähnten Geschmack hervorbringe.

Später wurde der Versuch in folgender Weise abgeändert. Man nahm einen
Becher aus Zinn oder Zink, stellte ihn auf einen silbernen Fuß und
füllte ihn mit Wasser. Wenn nun jemand die Spitze der Zunge ans Wasser
brachte, fand er es völlig geschmacklos, solange er den silbernen Fuß
nicht berührte. Sobald er diesen aber zwischen die benetzten Hände
preßte, empfand die Zunge einen deutlichen Geschmack.

[Illustration: Abb. 30. *Galvanis* Versuche an Froschschenkeln.]

Da die Beobachtung *Sulzers* ganz vereinzelt blieb, ging es ihr,
wie es in solchen Fällen meist zu gehen pflegt, sie wurde nicht
beachtet und schließlich vergessen, bis die weitere Entwicklung der
Wissenschaft ein Zurückgreifen auf jene Entdeckung erforderlich
machte. Die eigentliche Erforschung der Berührungselektrizität beginnt
mit der zufällig gemachten Beobachtung, daß ein frisch präparierter
Froschschenkel jedesmal in Zuckungen gerät, wenn in seiner Nähe eine
elektrische Entladung stattfindet. *Galvani* hatte jenes Verhalten
des Froschschenkels um das Jahr 1780 kennen gelernt. Daß an toten
Tieren Zuckungen der Muskeln unter dem unmittelbaren Einfluß von
elektrischen Entladungen eintreten, war zwar längst bekannt; auch
hatte man bemerkt, daß ein Zitterrochen leblose Fische zu Bewegungen
veranlaßt. Was *Galvanis* Erstaunen hervorrief, war indes der Umstand,
daß jene Zuckungen eintraten, ohne daß eine Verbindung zwischen der
Elektrisiermaschine und dem Froschpräparat vorhanden war.

*Galvani* präparierte einen Frosch, wie es in Abb. 30 Fig. 2
dargestellt ist, und legte ihn auf einen Tisch, auf dem eine
Elektrisiermaschine stand. Als darauf die eine von den Personen, die
ihm zur Hand gingen, mit der Spitze eines Messers die Schenkelnerven
DD des Frosches zufällig ganz leicht berührte, zogen sich alle
Muskeln an den Gelenken derartig zusammen, als wären sie von heftigen
Krämpfen befallen. Dies geschah, während dem Konduktor der Maschine ein
Funke entlockt wurde.

Wir haben es in dieser Erscheinung noch nicht mit einer Wirkung
der Berührungselektrizität zu tun, sondern mit einem sogenannten
Rückschlag. Ein solcher besteht darin, daß die infolge des Ladens
der Maschine in dem Schenkel stattfindende elektrische Verteilung in
dem Augenblicke des Entladens eine Änderung erfährt. Die elektrische
Verteilung, sowie ihr Ausgleich tritt bei größerer Entfernung von dem
Konduktor der Elektrisiermaschine nur dann in hinreichendem Maße ein,
wenn der Schenkel mit der Erde in leitender Verbindung steht, was bei
dem Versuch *Galvanis* durch eine anfangs zufällige, nachher jedoch
absichtlich herbeigeführte Berührung des Schenkels mit einem leitenden
Gegenstand bewirkt wurde (s. Abbildung 30). Das Erstaunen, in das
*Galvani* über seine Beobachtung geriet, ist der erste Schritt zu einer
fast endlosen Reihe der wichtigsten Entdeckungen gewesen. »Ich wurde«,
sagt er, »von einem unglaublichen Eifer entflammt, dasjenige ans Licht
zu ziehen, was hinter dieser Erscheinung verborgen war[309].« Bevor
wir jedoch *Galvani* auf seinem Wege folgen, wollen wir uns einige
Augenblicke mit dem Leben dieses Mannes beschäftigen, dessen Glück und
Verdienst der Wissenschaft ein neues, großes Gebiet erschließen sollte.

*Aloisio Galvani* wurde am 9. September 1737 in Bologna geboren. Er
studierte an der Universität seiner Vaterstadt Medizin und heiratete
die Tochter eines der dortigen Professoren, der legendenhafte Berichte
einen hervorragenden, wenn nicht gar den Hauptanteil an der Entdeckung
des Galvanismus zugeschrieben haben[310]. Die ersten wissenschaftlichen
Arbeiten *Galvanis* betrafen das Gebiet der Anatomie. Seit dem Jahre
1775 sehen wir ihn in Bologna eine Professur für dieses Fach bekleiden.
Seine Versuche über die Wirkung der Elektrizität auf Froschschenkel
begannen im Jahre 1780. *Galvani* führte darüber zunächst nur ein
Tagebuch. Erst ein Jahrzehnt später vereinigte er die Ergebnisse seiner
Untersuchungen zu einer Abhandlung über die Wirkung der Elektrizität
auf die Muskelbewegung[311].

Nachdem *Galvani* die Wirkung des Entladens auf einen in der Nähe der
Elektrisiermaschine befindlichen Froschschenkel nachgewiesen, suchte
er festzustellen, ob sich das gleiche, ihm zunächst ganz unerklärliche
Phänomen auch durch den Einfluß der atmosphärischen Elektrizität
hervorrufen lasse. Die hierauf bezüglichen Versuche sind im zweiten
Teile jener Abhandlung vom Jahre 1791 beschrieben. Die präparierten
Frösche, sowie Schenkel von Warmblütern wurden bei einem Gewitter
an den Nerven aufgehängt, während ein Eisendraht die Füße mit der
Erde verband. Die erwartete Wirkung blieb nicht aus. In demselben
Augenblick, in welchem der Schein eines Blitzes das Auge traf, gerieten
die Muskeln in lebhafte Zuckungen.

»Nachdem wir die Kräfte der Gewitterelektrizität kennen gelernt
hatten, brannte unser Herz vor Begierde, auch die Macht der täglichen
ruhigen Elektrizität der Atmosphäre zu erforschen.« Mit diesen
Worten beginnt *Galvani* den dritten Teil seiner Schrift, in dem wir
mit den Erscheinungen der nach ihm benannten, ganz neuen Art der
Elektrizitätserregung vertraut gemacht werden.

Da *Galvani* bemerkt hatte, daß präparierte Frösche, die an einem
Eisengitter an Messinghaken aufgehängt waren, nicht nur beim Gewitter,
sondern auch bei heiterem Himmel gelegentlich in Zuckungen verfielen,
so meinte er, die Ursache dieser Zuckungen sei in Veränderungen der
atmosphärischen Elektrizität zu suchen. Deshalb beobachtete er zu
verschiedenen Stunden des Tages passend hergerichtete Tiere. Aber nur
selten trat eine Bewegung in den Muskeln ein. Schließlich drückte er,
des Wartens müde, die Haken, die in dem Rückenmark befestigt waren,
gegen das eiserne Gitter. Dabei beobachtete er häufig Zuckungen, die er
zunächst der atmosphärischen Elektrizität zuzuschreiben geneigt war.

Als er das Tier in das geschlossene Zimmer gebracht, auf eine
Eisenplatte gelegt und den im Rückenmark befindlichen Messinghaken
gegen die Eisenplatte zu gedrückt hatte, bemerkte er die gleichen
Zuckungen.

Jetzt erkannte er, daß es sich hier um ein ganz neues, unerwartetes
Phänomen handelt, das mit den Änderungen der atmosphärischen
Elektrizität in gar keinem Zusammenhange steht. *Galvani* änderte
darauf den Versuch in der Weise ab, daß er den Frosch auf eine die
Elektrizität nicht leitende Glasplatte legte und den Messinghaken
mit den Füßen des Tieres verband. Bestand die Verbindung aus einem
Metall, so traten Zuckungen ein, während sie bei Anwendung einer
nicht leitenden Substanz ausblieben. Mit den von *Galvani* ersonnenen
Abänderungen dieses Fundamentalversuches macht uns die dritte Figur
seiner Abhandlung (Abb. 31) bekannt.

Von besonderem Interesse ist das elektrische Froschpendel, das
*Galvani* in der Figur 11 (s. S. 194) abbildet und folgendermaßen
beschreibt: »Der Frosch wird an einem Beine in die Höhe gehalten, so
daß der in dem Rückenmark befestigte Haken eine Silberplatte berührt,
das andere Bein aber frei auf der Platte gleiten kann. Sowie dies Bein
die Platte berührt, werden die Muskeln zusammengezogen, wodurch sich
das Bein hebt. Bald aber erschlaffen die Muskeln von selbst, das Bein
sinkt und kommt wieder mit der Platte in Berührung. Infolgedessen wird
es wieder hochgehoben und fährt so fort, sich zu heben und zu senken,
so daß es einem elektrischen Pendel gleicht.« Die Platte dient dabei
gewissermaßen als Bogen, der den Kreislauf der Elektrizität ermöglicht,
wenn das Bein auf die Platte niederfällt, für den Kreislauf aber nicht
mehr vorhanden ist, wenn das Bein sich von der Platte entfernt hat.

Für die merkwürdige Erscheinung selbst gab es nur zwei Erklärungen.
Entweder war sie in dem Wesen des tierischen Organismus begründet,
oder es handelte sich um einen auf die Berührung der Metalle
zurückzuführenden elektrischen Vorgang, bei dem der Froschschenkel
nur die Rolle eines empfindlichen Elektroskopes spielt. *Galvani*
entschied sich für die erstere Ansicht, indem er die beschriebenen
Erscheinungen als Betätigungen einer tierischen Elektrizität
auffaßte. Diese sollte vom Gehirn aus durch die Nerven dem Muskel
zufließen. Letzteren verglich er mit der Leydener Flasche, indem er
sich vorstellte, daß die Oberfläche und das Innere eines Muskels
entgegengesetzt geladen seien. Brachte man demgemäß den Nerven, als den
Konduktor dieser Flasche, mit der Oberfläche eines Muskels, die dem
äußeren Belag entsprechen sollte, in leitende Verbindung, so fand eine
Entladung statt, als deren Folge die Zusammenziehung der Muskelsubstanz
aufgefaßt wurde.

[Illustration: Abb. 31. Zuckungen der Froschschenkel bei der Berührung
mit verschiedenartigen Metallen. (Aus *Galvanis* Abhandlung über die
Kräfte der Elektrizität.)

  Fig. 9.  _A_ Stanniolblatt über der Wirbelsäule des präparierten
           Frosches.
           _BB_ Die Tierschenkel.
           _C_ Ein anderes Metallblatt aus Messing.
           _D_ Ein eherner mit Silber überzogener Bogen.
           _F_ Glasplatte, auf welcher das Tier liegt.

  Fig. 10. _AA_ Zwei Bogen, die in den Zylinder B aus Glas oder Harz
           gesteckt sind.
           _C_ Ein mit dem Rückenmark verbundener Haken.

  Fig. 11. Ein präparierter Frosch, der an einem Bein aufgehängt wird,
           während das andere samt dem mit dem Rückgrat verbundenen Haken
           die Fläche der silbernen Kapsel E berührt.

  Fig. 12. _FF_ Zwei Metallbögen, der eine aus Kupfer, der andere aus
           Silber.

  Fig. 13. _GG_ Metallkonduktoren, von denen der eine mit der oberen, der
           andere mit der unteren Belegung des Quadrates in Verbindung
           steht.
           _H_ Nerven, die so über den Rand des Quadrates hingestreckt
           sind, daß sie zugleich mit dem Rückenmark die untere Belegung
           berühren.

  Fig. 14. _K_ Eine mit verschiedenen Flüssigkeiten anzufüllende Glasröhre.

  Fig. 15. Schenkel, voneinander getrennt.

  Fig. 16. Schenkel, voneinander getrennt, samt dem in zwei Teile
           gespaltenen Rückgrat.

]

Natürlich erregten *Galvanis* Versuche und seine Lehre, die zunächst
allgemeine Anerkennung fand, das größte Aufsehen. »Der Sturm, den
das Erscheinen von *Galvanis* Abhandlung in der Welt der Physiker,
der Physiologen und Ärzte erregte«, sagt ein hervorragender
Geschichtsschreiber des Galvanismus[312], »kann nur mit demjenigen
verglichen werden, der zur selben Zeit am politischen Horizont Europas
heraufzog. Wo es Frösche gab und wo sich zwei Stücke ungleichartigen
Metalls erschwingen ließen, wollte jedermann sich von der wunderbaren
Wiederbelebung der verstümmelten Gliedmaßen durch den Augenschein
überzeugen.«

*Galvanis* wissenschaftliche Tätigkeit hatte mit dem Erscheinen
seiner »Abhandlung über die Kräfte der Elektrizität« ihren Höhepunkt
erreicht. Die Führung auf dem neu erschlossenen Gebiete übernahm jetzt
*Alessandro Volta*, während sich *Galvani* darauf beschränkte, seine
Theorie gegen die ihr von *Volta* bereiteten Angriffe zu verteidigen.
Die letzten Lebensjahre verbrachte *Galvani* in einem Zustande tiefster
Niedergeschlagenheit, den der Tod der Gattin und die Amtsentsetzung
herbeigeführt hatten. Letztere erfolgte, weil *Galvani* sich weigerte,
den bei der Gründung der cisalpinischen Republik von ihm geforderten,
seiner Überzeugung zuwiderlaufenden Eid zu leisten. Er starb am 4.
Dezember 1798. Die Erfindung der *Volta*schen Säule, welche den
gänzlichen Untergang der älteren Theorie herbeiführte, sollte er nicht
mehr erleben.

*Alessandro Volta* wurde am 18. Februar 1745 zu Como geboren. Fast
30 Jahre alt, wurde er Professor der Physik an dem Gymnasium seiner
Vaterstadt. In derselben Eigenschaft berief man ihn fünf Jahre später
an die Universität Padua, wo er bis zum Jahre 1819 wirkte. Die letzte
Zeit seines Lebens verbrachte *Volta* in der Zurückgezogenheit; er
starb am 5. März des Jahres 1827 in Como.

Als *Galvanis* berühmte Abhandlung erschien, hatte *Volta*, der während
der ersten Zeit seiner wissenschaftlichen Laufbahn mit Vorliebe das
Verhalten der Gase untersuchte, sich schon hervorragende Verdienste
um die Elektrizitätslehre erworben. In dem Kondensator, den er mit
dem Strohhalmelektrometer verband, hatte er ein Mittel zum Nachweis
geringer Elektrizitätsmengen ersonnen[313], das bei der späteren
Untersuchung der kontaktelektrischen Phänomene von größtem Werte sein
sollte. Die Royal Society hatte ihn dafür zu ihrem Mitgliede ernannt
und ihn durch die Verleihung einer Medaille ausgezeichnet.

Über sein Elektrometer macht *Volta* folgende Angaben. Es sei von
großer Bedeutung, daß man die früheren Elektrometer ändere und an
Stelle der feinen Metalldrähte zwei sehr feine und trockene Strohhalme
von etwa 2 Zoll Länge anwende, die man mittelst kleiner Ringe sehr
beweglich aufhängen müsse. Diese Halme müßten sich im unelektrischen
Zustande ihrer ganzen Länge nach berühren.

Anfangs war auch *Volta* von der Richtigkeit der Ansichten *Galvanis*
überzeugt. Die Zuckungen, meinte er, müßten von dem Mißverhältnis
herrühren, das zwischen der Elektrizität des Muskels und jener des
Nerven bestehe. Die metallische Verbindung habe nur die Aufgabe,
das Gleichgewicht wiederherzustellen. Einige Jahre später erkannte
er jedoch, daß von einem Vergleich des Muskels mit der Leydener
Flasche nicht die Rede sein könne. Der Froschschenkel geriet nämlich
auch in Zuckungen, wenn ein elektrischer Ausgleich lediglich durch
den Nerven hindurch erfolgte und die Muskeln gänzlich außerhalb
des leitenden Kreises blieben. Ähnlich wie bei dem von *Sulzer*
herrührenden Versuch[314] gelang es *Volta*, durch Anlegen von zwei
verschiedenartigen Metallstücken an Mund und Auge nicht nur eine
Geschmackserregung, sondern auch Lichtempfindung hervorzurufen.

Diesen fundamentalen Versuch, der bewies, daß der Einfluß einer
elektrischen Entladung nicht nur Zuckungen, sondern auch eine Erregung
der Empfindungsnerven hervorrufen kann, stellte *Volta* folgendermaßen
an. Ein breites Stück Zinnfolie wurde auf die Zungenspitze gelegt.
Auf den Rücken der Zunge wurde eine Silbermünze gebracht. Beide
Metalle brachte *Volta* vermittelst eines Kupferdrahtes in Verbindung.
Er empfand dann einen stark sauren Geschmack. Wenn der Kupferdraht
vermieden wurde und nur Silber und Zinn zur Anwendung kamen, war das
Ergebnis dasselbe. *Volta* erzielte dies[315], indem er keine Münze,
sondern einen silbernen Löffel nahm, diesen auf den Rücken der Zunge
legte und mit dem Stiel das Stanniolblatt, das auf der Zungenspitze
lag, berührte.

Daß sich eine Lichtempfindung durch galvanische Elektrizität
hervorrufen läßt, wies *Volta* nach, indem er den Schließungsbogen
aus verschiedenen Metallen mit der Stirn und dem Gaumen in Berührung
brachte. Das Auge empfand dann im Augenblicke der Berührung einen
hellen Schein.

Auf diese Weise gewann in *Volta* die Vorstellung immer mehr an Raum,
daß man es in den Metallen nicht mit bloßen Leitern, sondern mit
den eigentlichen Erregern der Elektrizität zu tun habe. Im Anschluß
an die Schilderung der soeben erwähnten physiologischen Versuche
gelangte *Volta* daher um 1792 zu einer Änderung seiner ursprünglichen
Ansichten[316]. Es sei klar, meinte er, daß bei diesen Versuchen
die Nerven nur erregt würden und daß die Ursache des elektrischen
Stromes, der diese Erregung veranlasse, in den Metallen selbst zu
suchen sei. »Sie sind«, sagt er, »im eigentlichen Sinne die Erreger der
Elektrizität, während die Nerven selbst passiv sind.« Zur selben Zeit
machte *Volta* die wichtige Entdeckung, daß die Kohle bei galvanischen
Versuchen an Stelle eines Metalles gebraucht werden kann. »Ich habe«,
sagte er[317], »gefunden, daß Holzkohle, die schon früher als ein guter
Leiter bekannt war, wenig oder gar nicht den Metallen nachsteht und
sich auch darin wie diese verhält, daß sie ein Erreger der Elektrizität
ist.«

In einer Schrift vom Jahre 1794 bekennt sich *Volta* offen als Gegner
der Lehre von der tierischen Elektrizität. Er braucht für die hierher
gehörigen Erscheinungen fortan das Wort metallische Elektrizität. Die
ganze Wirkung rühre von den Metallen her, die irgend einen feuchten
Körper berühren. Die Elektrizität werde dadurch in einen Kreislauf
gebracht. Gehe der Strom durch Nerven, die noch einen Rest von Leben
besäßen, so würden die den Nerven gehorchenden Muskeln dadurch in
Zuckungen versetzt. Diese Bewegungen und die beschriebenen Geschmacks-
und Lichtempfindungen fand *Volta* bei seinem unausgesetzten,
mühevollen Forschen je nach der Natur der angewandten Metalle sehr
verschieden. Die Wirkungen waren um so lebhafter, je weiter die Metalle
in folgender, von *Volta* 1799 aufgestellten Reihe[318] voneinander
abstehen:

  Zink,
  Zinn,
  Blei,
  Eisen,
  Kupfer,
  Platin,
  Gold,
  Silber,
  Graphit,
  Holzkohle.

Diese erste Spannungsreihe wurde bald darauf um zahlreiche Glieder
vermehrt, indem auch Mineralien, wie Schwefelkies, Bleiglanz,
Kupferkies, in sie eingefügt wurden.

*Volta* suchte darauf der Mitwirkung von Nerv und Muskel gänzlich zu
entraten. Er brachte die Metalle mit allen möglichen feuchten Stoffen,
wie Papier, Tuch usw. in Berührung. Um den hierbei eintretenden
elektrischen Ausgleich, der sich bisher in den Zuckungen der Muskeln
geltend gemacht hatte, unzweifelhaft darzutun, bediente er sich
eines Kondensators, mit dem sich die geringsten Elektrizitätsmengen
nachweisen ließen.

Auf die Konstruktion des als elektrischer Ansammlungsapparat dienenden
Kondensators war *Volta* durch fortgesetzte Untersuchungen am
Elektrophor gekommen. Schon in seiner ersten Schrift vom Jahre 1769
befaßte er sich mit der elektrischen Anziehung. In einer Abhandlung
vom Jahre 1771 beschreibt er unter dem Namen elettroforo perpetuo den
Apparat, der auch heute noch in derselben Ausführung als Elektrophor
bekannt ist. Er besteht aus einer Metallschale, aus dem Kuchen, d. i.
eine Scheibe von nichtleitender Substanz (Harz, Pech) und aus einer
an isolierenden seidenen Schnüren befestigten Metallplatte (Abb. 33).
Um den Kuchen zu erhalten, schmolz *Volta* drei Teile Terpentin, zwei
Teile Harz und einen Teil Wachs zusammen. Wie die Elektrisiermaschinen,
so erreichten auch die Elektrophore im 18. Jahrhundert riesige Ausmaße
(bis zu 7 Fuß Durchmesser). Die Wirkungsweise des Elektrophors
besteht darin, daß die dem Kuchen mitgeteilte Elektrizität durch
Influenz auf den Deckel wirkt und daß die abgestoßene Elektrizität des
letzteren durch kurze Berührung entfernt wird. In seiner Wirkungsweise
stimmt, wie *Wilke* dargetan[319], somit das Elektrophor mit der
*Franklin*schen Tafel überein[320].

[Illustration: Abb. 32. *Voltas* Kondensator.]

[Illustration: Abb. 33. *Voltas* Elektrophor.]

Ausgehend vom Elektrophor gelangte *Volta* im Jahre 1782
zur Konstruktion des von ihm als Kondensator bezeichneten
Ansammlungsapparats. Der Kondensator ist im Grunde genommen ein
Elektrophor mit äußerst dünner Harzschicht an Stelle des bislang
gebrauchten dicken Harzkuchens. Wurde auf diese dünne Harzschicht
ein Deckel gelegt und dieser dann mit einer sehr schwachen
Elektrizitätsquelle, z. B. einer schon entladenen Flasche in Berührung
gebracht, an welcher durch andere Mittel keine Elektrizität mehr
nachgewiesen werden konnte, so war der Deckel nach dem Abheben deutlich
elektrisch geworden. Aus diesem Grunde bezeichnete *Volta* den neuen
Apparat als Kondensator. Es war von Wichtigkeit, die Harzschicht vor
Beginn jedes Versuches wieder vollständig zu entladen. Bei der Lösung
dieser Aufgabe entdeckte schon *Volta* eine wichtige Beziehung zwischen
der Elektrizität und dem Lichte. Er fand nämlich, daß die Entladung
sich rasch und vollständig bewirken ließ, wenn er die Harzschicht in
die Sonne stellte[321].

Aus den Bemühungen *Voltas* ging der Kondensator schließlich in der
Form hervor, wie er noch heute gebraucht wird. Es wurden nämlich zwei
gleiche Metallplatten, von denen die eine direkt mit dem Elektroskop
verbunden ist, mit einer möglichst gleichmäßigen, dünnen Firnisschicht
überzogen (Abb. 32). Die Wirkung dieses Apparates ergibt sich aus den
von *Aepinus* und *Wilke* entdeckten Influenzgesetzen. Der oberen
Platte wird z. B. positive Elektrizität mitgeteilt. Legt man sie dann
auf die untere Platte, von welcher sie durch die doppelte Firnisschicht
getrennt ist, so wird sich auf dem der oberen Platte zugewandten Teile
der unteren Platte negative, auf dem abgewandten positive Elektrizität
befinden. Letztere wird abgeleitet. Hebt man dann die obere, auch wohl
Kollektor genannte Platte ab, so breitet sich die negative Elektrizität
über die ganze untere Scheibe, die Kondensatorscheibe, aus. Durch
häufigere Wiederholung dieses Verfahrens läßt sich die Ansammlung der
negativen Elektrizität auf der unteren Platte und die Wirkung auf das
mit dieser Platte verbundene Elektroskop erheblich steigern.

Erst diese Vorversuche setzten *Volta* in den Stand, seinen berühmten
Fundamentalversuch der Kontaktelektrizität anzustellen. Letzterer
bestand darin, daß man das Auftreten entgegengesetzter Elektrizitäten
durch die bloße Berührung zweier Metalle bewirkte, ohne dazu einer
feuchten Zwischensubstanz, sei letztere animalisch oder nicht, zu
bedürfen. *Volta* beschreibt diesen Versuch, zu dem er nichts weiter
benötigte als Platten von verschiedenen Metallen mit isolierenden
Handhaben, einen Kondensator und ein Elektrometer mit Streifen vom
feinsten Blattgold, mit folgenden Worten[322]: »Bringt man die
miteinander in Berührung gewesenen Platten an das sehr empfindliche
Elektrometer, so werden die Goldblättchen etwas auseinandergehen und
dadurch einige Elektrizität anzeigen, die positiv oder negativ sein
wird, je nach der Natur des Metalles, das man untersucht, und des
anderen, mit dem dieses vorher in Berührung stand.« Nahm *Volta* z. B.
eine Zink- und eine Kupferscheibe, so erwies sich nach der Berührung
erstere als positiv, letztere als negativ elektrisch. Brachte man das
Kupfer mit Zinn oder Eisen zusammen, so wurde es gleichfalls, indes
in weit geringerem Maße, negativ elektrisch, während das Zinn und
das Eisen sich wie das Zink in dem ersten Versuch verhielten. Wurden
endlich Gold oder Silber mit Kupfer berührt, so wurde das letztere
diesmal positiv, Gold und Silber dagegen wurden negativ elektrisch.

*Volta* beschreibt seinen Fundamentalversuch in einem Brief vom Jahre
1797[323]. Eine solch beträchtliche Elektrizität durch einfache
Berührung verschiedener Metalle zu erhalten, fügt *Volta* hinzu, sei
gewiß etwas Bewundernswürdiges und alle Sachverständigen, denen er
seinen Versuch gezeigt habe, seien erstaunt darüber.

Welcher Art die Elektrizität der verschiedenen Metalle nach der
Berührung ist, findet *Volta*, indem er dem Elektrometer, dem er die
Elektrizität mitgeteilt hat, eine geriebene Glas- und eine geriebene
Harzstange nähert und darauf achtet, ob die Divergenz der Goldblättchen
zu- oder abnimmt. Wurden z. B. Zink und Kupfer in Berührung gebracht,
so war nach der Trennung das Zink positiv, denn bei Annäherung der
positiven Glasstange nahm die Divergenz des Pendel zu, während sie sich
bei Annäherung der mit negativer Elektrizität geladenen Harzstange
verminderte.

Indem *Volta* auf solche Weise seinen Fundamentalversuch vielfach
abänderte, gelangte er zur Aufstellung der folgenden elektrischen
Spannungsreihe:

  +
  Zink
  Blei
  Zinn
  Eisen
  Kupfer
  Silber
  Gold
  Graphit
  -

Diese Reihe enthält Graphit und die bekanntesten Metalle in einer
solchen Anordnung, daß jedes vorhergehende Glied, mit einem der
nachfolgenden in Berührung gebracht, positiv elektrisch wird, während
das spätere Glied stets den negativ elektrischen Zustand annimmt. Dabei
stellte sich beim Messen mit dem Strohhalmelektrometer heraus, daß der
elektrische Unterschied zwischen je zwei Gliedern dieser Reihe um so
größer ist, je weiter die Glieder voneinander entfernt sind. So ergaben
sich[324] für die ersten vier Glieder der Reihe folgende Differenzen:

  Zink | Blei  = 5
  Blei | Zinn  = 1
  Zinn | Eisen = 3

Für Zink | Eisen erhielt man den Wert 9 (= 5 + 1 + 3). Damit war das
Gesetz gefunden, daß der elektrische Unterschied für zwei Glieder der
Spannungsreihe gleich der Summe der Unterschiede aller dazwischen
liegenden Glieder ist, so daß in einer geschlossenen Kette von
Metallen, in der z. B. Zink mit Blei, dieses mit Zinn, dieses mit Eisen
und das letztere wieder mit Zink verbunden wird, die elektrischen
Unterschiede sich ausgleichen und die Spannung infolgedessen Null ist.

*Volta* hatte auf Grund dieser Versuche angenommen, daß die erregende
Kraft ausschließlich an der Berührungsstelle der Metalle ihren
Sitz habe und die animalischen oder andere Feuchtigkeiten nur als
Leiter dienen. Weitere Versuche belehrten ihn jedoch, daß auch bei
der Berührung zwischen Metall und Flüssigkeit eine erregende oder
elektromotorische Kraft auftritt. Isolierte Platten von Silber, Zinn,
Zink usw. wurden mit feuchtem Holz, Papier oder feuchten Ziegeln in
Berührung gebracht. Nach dem Abheben erwiesen sich die Metallplatten
als negativ elektrisch. Die Metalle wurden Elektromotoren erster, die
Flüssigkeiten, die sich nicht in die Spannungsreihe eingliedern lassen,
Elektromotoren oder Leiter zweiter Klasse genannt.

»Die Berührung verschiedener Leiter«, sagt *Volta* in einem Schreiben
vom Jahre 1796[325], »die ich trockne Leiter oder Leiter der ersten
Klasse nenne, mit feuchten oder Leitern der zweiten Klasse erregt
das elektrische Fluidum und gibt ihm einen gewissen Antrieb. Fragen
Sie noch nicht, wie dies geschieht; es ist vorläufig genug, daß es
geschieht und daß es sich um ein allgemeines Verhalten handelt.«

*Volta* zeigte, daß in einem nur aus Elektromotoren erster Klasse
bestehenden Kreise keine Bewegung der Elektrizitäten, kein Strom
entsteht. Er zeigte ferner, daß ein solcher hervorgerufen wird, wenn
zwei Elektromotoren erster Klasse mit einem feuchten Leiter der zweiten
Klasse und unter sich, entweder unmittelbar oder vermittelst eines
dritten Leiters, in Verbindung stehen und auf diese Weise einen Kreis
von Leitern bilden. Eine derartige Vereinigung wurde ein galvanisches
Element genannt. Die Wirkung des letzteren vervielfältigte *Volta*,
indem er eine größere Anzahl solcher Elemente zu seiner Säule verband.

[Illustration: Abb. 34. *Voltas* erste Säule.]

[Illustration: Abb. 35. *Voltas* aus zwei Teilen zusammengesetzte
Säule.]

Den ersten Bericht über diese, an Wichtigkeit von keiner anderen
übertroffene Erfindung erstattete *Volta* im Jahre 1800[326]. Er teilte
darin mit, daß es ihm im Verfolg seiner Versuche über die Erzeugung von
Elektrizität durch bloße Berührung gelungen sei, einen neuen Apparat
herzurichten. Dieser habe in sehr schwachem Maße die Wirkung der
Leydener Flasche, andererseits übertreffe er die letztere darin, daß
er nicht vorher mit fremder Elektrizität geladen werden müsse, sondern
jedesmal wirke, wenn man ihn in geeigneter Weise berühre. Der Apparat
besitze seiner Wirkung und auch seiner Einrichtung nach eine gewisse
Ähnlichkeit mit dem elektrischen Organ des Zitterrochens. Abb. 34 zeigt
die erste Säule *Voltas*. Ihre Herstellung wird mit folgenden Worten
beschrieben[327]: »Dreißig, vierzig, sechzig oder mehr Stücke Silber,
von denen jedes auf ein Stück Zink gelegt wird, und die gleiche Anzahl
mit Salzwasser oder Lauge getränkter Tuchstücke, diese Stücke zwischen
jede Verbindung der beiden Metalle geschaltet, eine derartige Folge der
drei Leiter in stets gleicher Anordnung: das ist alles, woraus der neue
Apparat besteht.« Außer der leichten Erschütterung, die man erhielt,
wenn man die oberste Platte berührte und die andere Hand in das Gefäß
b tauchte und so den Stromkreis schloß, ließ sich auch eine Wirkung
dieses Apparates auf die Geschmacks-, Gesichts- und die Gehörnerven
nachweisen.

[Illustration: Abb. 36. *Voltas* Becherapparat.]

Bei einer größeren Zahl von Platten war *Volta* gezwungen, entweder die
Säule mit Stützen zu umgeben oder sie, wie es Abb. 35 zeigt, in mehrere
Teile zu zerlegen. Eine Säule besaß nämlich die Unvollkommenheit, daß
die Metallstücke durch ihr Gewicht die Tuchscheiben auspreßten, so daß
die darin enthaltene Flüssigkeit schließlich die ganze Säule überzog
und unwirksam machte. *Volta* war daher auf eine Anordnung bedacht,
welche diesen Übelstand vermeidet: Er stellte eine Reihe von Bechern
auf, die aus einem nichtmetallischen Stoff wie Holz, Ton oder Glas
bestanden. Diese Becher füllte er zur Hälfte mit Salzwasser oder Lauge.
Dann setzte er sie sämtlich in Verbindung, so daß sie eine Art Kette
bildeten. Dies geschah vermittelst einer gleichen Zahl metallischer
Bögen. Der Teil A, der in einen der Becher tauchte, war aus Kupfer
oder aus versilbertem Kupfer hergestellt, während der andere Teil Z,
der in den folgenden Becher tauchte, aus Zinn oder aus Zink bestand.
Die beiden Metalle wurden an irgend einer Stelle oberhalb des Teiles,
der in die Flüssigkeit tauchte, zusammengelötet. Damit die letztere
mit einer hinreichend großen Fläche der Metalle in Berührung kam, gab
*Volta* den Metallen die Form von Platten.

»Eine Folge von 30, 40 oder 60 dieser auf solche Weise verbundenen
Becher,« sagt *Volta*, »die entweder in einer geraden Linie oder in
einer beliebigen Kurve angeordnet sein können: das ist alles, woraus
dieser neue Apparat besteht. Im Prinzip und in Anbetracht der ihn
bildenden Substanzen stimmt er mit dem oben beschriebenen Säulenapparat
überein.«

Um eine Erschütterung zu erhalten, genügte es, die eine Hand in einen
der Becher und einen Finger der anderen Hand in einen zweiten Becher
zu tauchen. Die Erschütterung war um so stärker, je weiter die beiden
Becher von einander entfernt waren. *Volta* erhielt folglich den
stärksten Schlag, wenn er das erste und das letzte Glied der Kette
berührte.

Die Wirkungen, die ein aus 40 oder 50 Plattenpaaren hergestellter
Apparat hervorrief, beschränkten sich nicht auf Erschütterungen. Der
Apparat erregte auch die Organe des Geschmacks-, des Gesichts-, des
Gehör- und des eigentlichen Gefühlssinnes und rief in ihnen die einem
jeden entsprechenden Empfindungen hervor, eine Tatsache, die für die
Physiologie der Sinnesorgane von der größten Bedeutung war und später
*Johannes Müller* zur Aufstellung seiner Lehre von den spezifischen
Energien dieser Organe geführt hat.

Die Wirkungen auf die Haut schildert *Volta* mit folgenden Worten: »Ich
fühle in dem Augenblicke, in welchem der leitende Kreis geschlossen
wird, an der berührten Stelle der Haut und ein wenig darüber hinaus
einen Schlag und einen Stich, die schnell vorübergehen und sich so
oft wiederholen, wie man den Kreis öffnet und schließt. Wenn dieser
Wechsel häufig stattfindet, so ruft er ein sehr unangenehmes Prickeln
und Stechen hervor. Bleibt jedoch die Verbindung bestehen, so fühlt
man einige Augenblicke nichts mehr; darauf entsteht aber in dem von
dem Drahtende berührten Körperteil eine andere Empfindung, nämlich
ein scharfer, ohne Erschütterung auftretender Schmerz, der sich auf
die berührte Stelle beschränkt, ein Brennen, das nicht nur andauert,
sondern immer stärker und schließlich unerträglich wird und das erst
aufhört, wenn man den Kreis unterbricht. Welch ein augenscheinlicher
Beweis dafür, daß der elektrische Strom andauert, solange die leitenden
Substanzen in Verbindung stehen, und daß erst, wenn wir diese
Verbindung aufheben, der Strom unterbrochen wird. Daß das elektrische
Fluidum unaufhörlich kreist, kann paradox erscheinen und unerklärlich
sein. Nichtsdestoweniger ist es tatsächlich so; es läßt sich sozusagen
mit den Händen greifen.«

Die Erfindung der *Volta*schen Säule erregte nicht nur in England,
sondern auch in Frankreich das größte Aufsehen. Auf Veranlassung
des ersten Konsuls erschien *Volta* in Paris, wo er im November des
Jahres 1801 einen Vortrag hielt. Die hervorragendsten französischen
Gelehrten bildeten darauf einen Ausschuß, der Bericht erstatten
mußte[328]. Napoleon ließ für *Volta* eine goldene Medaille prägen und
stiftete einen Ehrenpreis für die besten Arbeiten auf dem Gebiete der
galvanischen Elektrizität.

Daß die beiden Pole der Säule eine anziehende Wirkung ausüben, bewies
der Deutsche *Ritter* auf folgende Weise. Er verband die Pole der Säule
mit zwei Drähten. An den Drahtenden befestigte er Goldplattstreifen und
näherte sie einander. Die Streifen zogen sich darauf gegenseitig an,
bis sie sich schließlich berührten und so die Kette schlossen[329].

Bevor wir uns mit den chemischen, thermischen und dynamischen Wirkungen
der von *Galvani* und *Volta* entdeckten Naturkraft näher befassen,
wollen wir die weitere Entwicklung der galvanischen Ketten, für welche
*Voltas* Apparat das Vorbild gewesen ist, verfolgen.

Von Verbesserungen und Entdeckungen, die bald nach ihrer Erfindung
an der *Volta*schen Säule in rascher Folge gemacht wurden, sind vor
allem folgende erwähnenswert. Um die Berührung der Metallplatten
vollständiger zu machen, lötete man sie zusammen[330]. Daß die
physiologische Wirkung der Säule proportional der Anzahl der Platten
sei, hatte schon *Volta* nachgewiesen; *Nicholson* fand dies auch
für die chemische Wirkung bestätigt. Es lag nahe, den Einfluß des
Durchmessers der Platten auf die Art der Wirkung zu untersuchen. Das
Ergebnis war, daß eine Vergrößerung des Plattendurchmessers die Funken
intensiver machte. Eine Säule von fünf großen Platten gab stärkere
Funken als eine solche von 80 kleinen, dagegen war die physiologische
Wirkung der fünf Platten sehr gering[331]. Der Zusammenhang der
thermischen Wirkung des galvanischen Stromes mit der Zahl und Größe
der Platten wurde eingehend im Jahre 1805 untersucht[332]. Man fand,
daß große Platten leichter Drähte zum Erglühen bringen. Während z.
B. eine Säule von 400 Plattenpaaren von 4 Zoll Durchmesser nur einen
Eisendraht von 2 Zoll Länge zum Erglühen brachte, war eine zweite Säule
von nur 100 Paaren, die aber einen Durchmesser von 8 Zoll besaßen,
imstande, ein 32 Zoll langes Stück desselben Eisendrahtes glühend zu
machen. Unter einen gemeinsamen Gesichtspunkt gebracht wurden diese
Erscheinungen erst weit später durch das Gesetz von *Ohm* über den
Zusammenhang der Stromstärke mit der elektromotorischen Kraft und dem
Widerstande.

Einen Vorläufer besaß *Ohm* in *Ritter*[333], der schon 1805 zu dem
Ergebnis gelangte, daß »der Effekt der Säule bei gleicher Spannung
von der Summe der Leitung in der Säule und dem schließenden Bogen
abhänge«[334]. Bezeichnen wir die Spannung (elektromotorische Kraft)
mit E, den Effekt (Intensität) mit i und den inneren und äußeren
Leitungswiderstand mit W und w, so drückt das *Ohm*sche Gesetz die
Beziehung zwischen den genannten Größen durch die Formel i = E/(W+w)
aus, und diese Beziehung finden wir in dem von *Ritter* ausgesprochenen
Satze angedeutet.

Nachdem *Volta* seinen Fundamentalversuch angestellt hatte, lag der
Gedanke nahe, eine galvanische Säule ohne Flüssigkeit zu konstruieren
und dadurch der Kontaktheorie gegenüber der chemischen Erklärungsweise
eine größere Stütze zu verleihen. Dieser Gedanke führte *Behrens* zur
Konstruktion des Säulenelektroskops und *Zamboni* zur Herstellung der
Trockensäule.

*Behrens* brachte ein isoliert aufgehängtes Goldblättchen zwischen
die entgegengesetzten Pole zweier aus Goldpapier und Stanniol
aufgeschichteten gleichen Säulen. Da die anziehenden Kräfte gleich
stark waren, befand sich das isolierte Goldblättchen zunächst in
senkrechter Lage. Wurde dem Knopfe, an welchem das Goldblättchen hing,
ein elektrisierter Körper genähert, so wurde es entweder vom positiven
Pole der einen oder vom negativen Pole der anderen Säule angezogen, je
nachdem der genäherte Körper positiv oder negativ war[335].

Zweckmäßiger ist die Einrichtung, die später *Rieß*[336] dem
Säulenelektroskop gegeben hat. *Rieß* benutzte nur eine aus Gold-
und Silberpapier geschichtete Säule, deren Pole mit zwei einander
gegenüberstehenden Metallplatten in Verbindung stehen. Die
Elektrizitäten dieser Platten (Abb. 37) sind gleich stark. Zwischen
den Platten hängt das isolierte Goldblättchen. Wird diesem nur die
geringste Spur Elektrizität mitgeteilt, so wird es sich nach der einen
oder der anderen Platte bewegen und dadurch nicht nur die Elektrizität
selbst, sondern auch ihre Art anzeigen.

[Illustration: Abb. 37. Das Säulenelektroskop.]

Unabhängig von *Behrens*, dessen Erfindung zunächst wenig Beachtung
fand, konstruierte der Italiener *Zamboni* Trockensäulen aus Gold- und
Silberpapierscheiben, die er tausendfach übereinander aufschichtete.
Sie gaben ihm Funken von einem halben Zoll Länge[337]. *Zamboni*
suchte mit Hilfe seiner Säule eine Art Perpetuum mobile herzustellen.
Hatte *Behrens* zwischen zwei Trockensäulen einen Goldblattstreifen
aufgehängt, so brachte *Zamboni* zwischen den entgegengesetzten Polen
DD seiner Säulen (s. Abb. 38) eine Magnetnadel *ccc* an. Das obere
Ende dieser Nadel wurde von DD abwechselnd angezogen und wieder
abgestoßen, so daß die Nadel fortwährend hin und her pendelte.

Die Erfindung der Trockensäulen schien zunächst den Sieg der
Kontakttheorie zu bedeuten, bis 1807 durch *Erman* gezeigt wurde, daß
die Trockensäule ihre Wirkung einbüßt, wenn sie in völlig trockene Luft
gebracht wird, so daß das hygroskopische Papier seine Feuchtigkeit
verliert. Brachte man die Säule aus dem Chlorkalziumtrockenapparat,
dessen sich *Erman*[338] bediente, wieder in gewöhnliche Luft, so wurde
sie wieder wirksam.

Kehren wir zur eigentlichen galvanischen Säule zurück. Schon das Jahr
1802 brachte eine weitere grundlegende Entdeckung. Jemand brachte die
Platindrähte eines Wasserzersetzungsapparats, nachdem durch letzteren
eine Zeitlang der Strom geschickt war, an die Zunge. Der Apparat
wirkte jetzt wie ein galvanisches Element, da sich die bekannte
Geschmacksempfindung einstellte. Man hatte die Polarisation und den
durch sie hervorgerufenen Polarisationsstrom entdeckt[339].

[Illustration: Abb. 38. *Zambonis* Trockensäule.]

Eine der soeben erwähnten ganz analoge Beobachtung machte der schon
wiederholt genannte *Ritter*. Er hatte eine Säule ausschließlich aus
Silber und angefeuchteten Tuchscheiben ohne Zuhilfenahme eines zweiten
Metalles zusammengesetzt. Diese Säule gab natürlich zunächst keinen
Strom. Nachdem er sie aber einige Zeit der Wirkung einer *Volta*schen
Säule ausgesetzt und die Verbindung darauf gelöst hatte, gab die
vorerwähnte nur ein Metall enthaltende »Ladungssäule« einen Strom.
*Ritter* glaubte zuerst eine neue Art von Kondensator erfunden zu
haben, bis *Volta*[340] nachwies, daß man es hier nicht mit einer
bloßen Ansammlung von Elektrizität, sondern mit einer chemischen
Zersetzung des Wassers zu tun habe. Infolgedessen überziehe sich jede
Silberplatte mit einer Wasserstoffschicht auf der dem positiven Pole
zugekehrten und mit einer Sauerstoffschicht auf der dem negativen Pole
zugekehrten Seite. Eine solche aus zwei gasförmigen Flüssigkeiten und
einem Metall bestehende Säule wirke so lange, bis das zersetzte Wasser
sich zurückgebildet habe. Die Ladungssäule *Ritters* ist somit die
erste Form des Akkumulators und *Volta* hatte mit vorstehenden Worten
das Prinzip der Polarisation, das später *Planté* zur Konstruktion der
sekundären Elemente oder Akkumulatoren führte, ganz richtig dargestellt.

*Ritter* fand auch, daß durch Einschalten einer Ladungssäule der
Strom der *Volta*schen Säule rasch geschwächt wird, eine Erscheinung,
welche daher rührt, daß der von der Ladungssäule ausgehende Strom
dem Ladestrom der *Volta*schen Säule entgegengesetzt ist. Man
erkannte, daß aus demselben Grunde, d. h. infolge des Auftretens
von Zersetzungsprodukten, die *Volta*sche Säule geschwächt werden
muß, selbst wenn sie gar nicht mit einer »Ladungssäule« oder einem
Wasserzersetzungsapparat in Verbindung steht. Das Bestreben, hier
Abhilfe zu schaffen, führte zur Konstruktion der »konstanten Elemente«.




13. Die Begründung der Elektrochemie.


Wie bei so vielen großen Entdeckungen wurden auch bezüglich der
chemischen Wirkung der galvanischen Elektrizität die ersten
Beobachtungen gemacht, ohne daß man ihnen gleich die verdiente
Bedeutung beigelegt und sie weiter verfolgt hätte. So wurde schon
im Jahre 1795 darauf hingewiesen, daß, wenn Zink und Silber in
Wasser tauchen, das Zink von einer Oxydschicht überzogen wird[341].
*A. v. Humboldt* wiederholte diesen Versuch und sah am Silber
Blasen aufsteigen, die aus Wasserstoff bestanden[342]. Übrigens war
*Humboldt* ein Hauptgegner *Voltas*. *Humboldt* gab 1797-1799 ein
Werk über die tierische Elektrizität heraus, das er »Versuche über
die gereizte Nerven- und Muskelfaser« betitelte. Darin vertrat er
die Ansicht, die galvanischen Erscheinungen würden durch ein Fluidum
hervorgerufen, das in den tierischen Organen angehäuft sei. Ob dieses
Fluidum, wie *Galvani* angenommen, elektrischer Natur sei, hielt
*Humboldt* sogar noch für zweifelhaft. Eine bessere Aufnahme fanden
die Forschungsergebnisse *Galvanis* und *Voltas* jenseits des Kanals.
Sobald die Kunde von der Erfindung der *Volta*schen Säule nach England
gelangt war, beeilten sich die dortigen Physiker, *Voltas* Apparat
zusammenzustellen und damit zu experimentieren. Dabei richtete sich
ihre Aufmerksamkeit auf die von *Volta* übersehenen, vielleicht auch
in seiner Voreingenommenheit für die von ihm begründete Kontakttheorie
nicht genügend beachteten chemischen Vorgänge.

Der erste, der in England eine Säule nach *Voltas* Angaben
zusammensetzte, war *Carlisle*[343]. Um eine bessere Berührung des
Schließungsdrahtes mit der oberen Platte zu bewerkstelligen, hatte
*Carlisle* die letztere mit einem Tropfen Wasser angefeuchtet. Dabei
bemerkte er, daß sich um den Draht herum Gasbläschen bildeten. Um diese
Erscheinung genauer zu verfolgen, führte *Carlisle* in Gemeinschaft
mit *Nicholson*[344] im Mai des Jahres 1800 den galvanischen Strom
unter Anwendung von zwei Messingdrähten durch eine mit Wasser gefüllte
Röhre[345]. Der Abstand zwischen den Enden der Drähte betrug 1¾
Zoll. Sogleich erhob sich an dem mit dem Silber verbundenen Drahte ein
Strom kleiner Gasblasen, während die Spitze des anderen Drahtes anlief.
Jenes Gas wurde als Wasserstoff erkannt. Der Sauerstoff des Wassers
hatte sich dagegen mit der Substanz desjenigen Drahtes verbunden,
der zum Zink führte, und ein Anlaufen des Endes verursacht. Als man
anstatt der Messingdrähte solche aus Platin wählte, einem Metall,
mit dem der Sauerstoff sich nicht direkt verbindet, gelang es, beide
Gase als solche aus dem Wasser abzuscheiden. Dieses war die erste,
vollständige und deutliche, mit Hilfe des galvanischen Stromes bewirkte
Zerlegung einer chemischen Verbindung, deren zusammengesetzte Natur
man allerdings schon vorher erkannt hatte. Zwar besaßen *Carlisle* und
*Nicholson* in *von Humboldt* und einigen anderen Vorläufer, die schon
auf gewisse Erscheinungen hingewiesen hatten, die offenbar chemische
Wirkungen des Stromes waren. Ja, es tauchte schon vor der Erfindung der
*Volta*schen Säule die Ansicht auf, daß vielleicht chemische Änderungen
nicht die Folge, sondern die Ursache der Elektrizitätsentwicklung
sein möchten[346]. Dennoch gebührt den beiden englischen Forschern
das Verdienst, die Zerlegung des Wassers durch den galvanischen Strom
zum ersten Male durch eine planvolle und ergebnisreiche Untersuchung
dargetan zu haben. Nichts lag daher näher, als das neue Hilfsmittel auf
Stoffe bislang unbekannter chemischer Zusammensetzung anzuwenden, ein
Weg, den wir wenige Jahre nach der Anstellung der soeben beschriebenen
ersten Elektrolyse mit dem größten Erfolge den Engländer *Davy*
beschreiten sehen. Wie *Nicholson* und *Carlisle* in *v. Humboldt*, so
besaß *Davy* auf diesem Gebiete einen Vorläufer in dem schon erwähnten
Deutschen *Ritter*[347]. Im September des Jahres 1800[348] teilte
dieser mit, daß er mit einer aus 64 Plattenpaaren bestehenden Säule
nicht nur Wasser, sondern auch Kupfervitriol unter Abscheidung von
Kupfer zersetzt habe. *Ritter* ließ den Strom auch auf Ammoniak wirken.
Er gelangte schließlich zu der Ansicht, es gebe keine Flüssigkeit, die
nicht durch den galvanischen Strom zersetzt werden könne.

Es ist für uns Deutsche ruhmvoll, daß bei uns so oft in aller Stille
und Verborgenheit die Erschließung neuer Wissensgebiete stattgefunden
hat. Es ist dagegen eine fast beschämende, indessen aus den früheren
Zuständen und dem Nationalcharakter erklärliche Tatsache, daß der
weitere Ausbau der erschlossenen Gebiete und die praktische Verwertung
der gewonnenen Kenntnisse, sowie infolgedessen häufig genug auch
der Ruhm der Entdeckung dem Auslande vorbehalten blieb. Im Beginn
des 19. Jahrhunderts herrschte zudem eine die empirische Forschung
unterschätzende Naturphilosophie in Deutschland, in deren Banden sich
*Ritter* und in seinen jüngeren Jahren auch *von Humboldt* befand. Sie
hat der Naturforschung auf deutschem Boden mehr geschadet, als es in
Frankreich die Wirren der französischen Revolution vermocht haben. Von
beiden Hemmnissen blieben die Forscher Englands verschont. Und so sehen
wir hier *Davy* mit Entdeckungen auf dem neuen Gebiete hervortreten,
welche denjenigen *Voltas* nicht nachstehen.

*Humphry Davy* wurde am 17. Dezember 1778 in Cornwall geboren[349].
In ärmlichen Verhältnissen aufgewachsen -- sein Vater sorgte für
sich und die Seinen durch Herstellung von Holzschnitten -- wurde der
junge *Davy* Gehilfe bei einem Chirurgen. Diesem mußte er auch bei
der Herstellung von Arzneien zur Hand gehen. Auf solche Weise wurde
in ihm ein Interesse an chemischen Vorgängen erweckt, das für seine
spätere Laufbahn bestimmend werden sollte. Im Alter von 20 Jahren
erhielt *Davy* eine Anstellung an einem Institut, das man in Bristol
zu dem Zweck ins Leben gerufen hatte, um die Wirkungen gasförmiger
Körper auf den Organismus zu prüfen[350]. *Davy* machte hier die
Beobachtung, daß das von *Priestley* um 1772 entdeckte Stickoxydul
(Lachgas) berauschend und betäubend wirkt[351]. Ferner stellte er
Versuche über die physiologischen Wirkungen von Wasserstoff und
Kohlendioxyd an und gelangte dadurch in den Ruf eines vorzüglichen
Experimentators. Infolgedessen wurde *Davy*, bald nachdem die Kunde
von *Voltas* Entdeckungen nach England gekommen war, als Professor
der Chemie an die Royal Institution nach London berufen und zum
Mitglied der Royal Society gewählt. Hier sehen wir ihn während
des ersten Jahrzehnts des 19. Jahrhunderts eine außerordentliche
Wirksamkeit entfalten, durch die er der Lehre vom Galvanismus
eine neue Richtung gab. Nur die hervorragende, gleichzeitig das
physikalische, wie das chemische Gebiet umfassende Forschertätigkeit
eines *Davy* war imstande, die zahlreichen Irrtümer, welche jener
Lehre infolge unrichtiger Auslegung der beobachteten elektrochemischen
Vorgänge anhafteten, zu beseitigen. Der Elektrizität wurde damals
alles Mögliche und Unmögliche zugeschrieben. Hielten es doch viele
für ausgemacht, daß aus reinem Wasser und dem elektrischen Fluidum
Salpetersäure, Salzsäure, Natron oder gar eine besondere elektrische
Säure entstehen könne. *Davy* lieferte den Nachweis, daß in solchen
Fällen das Wasser Verunreinigungen enthielt, durch deren Zersetzung
die genannten Verbindungen entstanden waren, oder daß in anderen
Fällen unter dem Einfluß der Elektrizität Bestandteile des Gefäßes
an das Wasser abgegeben und zersetzt wurden[352]. Er zeigte ferner,
daß chemisch reines Wasser sich durch die Elektrizität einzig und
allein in Sauerstoff und Wasserstoff zersetzt[353]. Darauf folgten
eine Anzahl Versuche über »Das Hinüberführen gewisser Bestandteile
der Körper durch Elektrizität,« ein Vorgang, den man später als das
Wandern der Ionen bezeichnet und durch die Annahme von freien, positiv
oder negativ geladenen Ionen erklärt hat. *Davy* spricht das Ergebnis
dieser Versuche etwa folgendermaßen aus: Wasserstoff und die Metalle
würden von den negativ elektrischen Metallflächen angezogen, von den
positiv elektrischen dagegen zurückgestoßen. Dagegen würden Sauerstoff
und die Säuren (die Säurereste würden wir heute sagen) von den
positiven Metallflächen angezogen, von den negativen abgestoßen. Diese
anziehenden und zurückstoßenden Kräfte seien energisch genug, um die
Wirkung der Wahlverwandtschaft zu zerstören.

Die Schwierigkeit, daß die Bestandteile der Verbindungen an den weit
voneinander entfernten Elektroden jeder für sich in die Erscheinung
treten, erklärt *Davy*, indem er das Wasser als Beispiel wählt, auf
folgende Weise. Da der Wasserstoff von der positiven Metallfläche
(die Bezeichnung Elektrode hat erst *Faraday* eingeführt) und der
Sauerstoff von der negativen Fläche abgestoßen würden, so müsse in
der Mitte des flüssigen Leiters eine Verbindung der zurückgestoßenen
Stoffe vor sich gehen, oder -- ein Gedanke, den später[354] *Grothuss*
wieder aufgenommen -- es finde eine Reihe von Zersetzungen und
Wiedervereinigungen von der einen Metallfläche bis zur anderen statt.

Über eine Entdeckung von weittragendster Bedeutung berichtete *Davy*
der Royal Society im Jahre 1807. Schon *Lavoisier* hatte die
Vermutung ausgesprochen, daß man in den Alkalien und den Erden den
Metallkalken ähnliche Verbindungen des Sauerstoffs mit bis dahin
unbekannten Elementen zu erblicken habe. Alkali war auch die Substanz,
die aus der Wand des Glasgefäßes in das Wasser überging, wenn letzteres
in einem solchen der Elektrolyse unterworfen wurde. Was lag daher
näher, als die zersetzende Kraft des galvanischen Stromes auf das
Alkali selbst wirken zu lassen, um so das Dunkel, welches die chemische
Natur dieser Verbindung einhüllte, zu lichten!

*Davy* versuchte zuerst Kali und Natron in ihren wässerigen,
bei gewöhnlicher Temperatur gesättigten Lösungen mit Hilfe der
stärksten galvanischen Apparate, die ihm zu Gebote standen, zu
zerlegen. Bei aller Intensität der Wirkung wurde jedoch das Wasser
allein angegriffen, und unter großer Hitze und heftigem Aufbrausen
entwickelten sich nur Wasserstoff und Sauerstoff. *Davy* schmolz daher
bei seinen späteren Versuchen das Kali und das Natron, indem er sie in
einen Platinlöffel legte und die Elektrizität zugleich als Schmelzungs-
und Zersetzungsmittel wirken ließ.

Das Kali, das er durch Glühen vollkommen getrocknet hatte, leitet
zwar die Elektrizität nicht. Es wird aber schon leitend durch ein
wenig Feuchtigkeit, welche den festen Zustand des Kalis nicht merklich
ändert. In diesem Zustande wird es durch eine energische elektrische
Einwirkung geschmolzen und zersetzt. *Davy* nahm ein kleines Stück
reines Kali, ließ es einige Sekunden mit der Atmosphäre in Berührung,
wodurch es an der Oberfläche durch Wasseranziehung leitend wurde,
legte es auf eine isolierte Platinscheibe, die mit dem negativen Ende
einer Batterie von 250 Plattenpaaren verbunden war, und berührte die
Oberfläche des Kali mit dem positiven Platindrahte. Sogleich zeigte
sich eine sehr lebhafte Wirkung. Das Kali begann zu schmelzen. An der
oberen Fläche sah *Davy* ein heftiges Aufbrausen. An der unteren oder
negativen Fläche war keine Gasentwicklung wahrzunehmen. Doch entdeckte
*Davy* dort kleine Kügelchen, die einen sehr lebhaften Metallglanz
hatten und völlig wie Quecksilber aussahen. Eine Menge von Versuchen
bewiesen ihm alsbald, daß diese Kügelchen die Substanz waren, nach der
er suchte, nämlich ein brennbarer Körper eigentümlicher Art, und zwar
das dem Kali zugrunde liegende Metall. *Davy* fand, daß die Gegenwart
von Platin ohne Einfluß auf das Resultat ist, und daß dieses Metall
nur die Elektrizität zuführt, welche die Zersetzung bewirken soll. Es
entstand nämlich immer dieselbe Substanz, er mochte den Stromkreis
durch Stücke Kupfer, Silber, Gold, Graphit oder Kohle schließen. Natron
gab ähnliche Resultate wie das Kali, wenn man es auf dieselbe Art
behandelte.

Bei allen Zersetzungen chemischer Verbindungen, welche *Davy* früher
untersucht hatte, waren stets die brennbaren Elemente am negativen
Pole entbunden worden, während der Sauerstoff am positiven Pole
zum Vorschein kam oder dort in Verbindung trat. Es war daher ein
naheliegender Gedanke, daß bei der Einwirkung der Elektrizität auf die
Alkalien die neuen Substanzen auf ganz ähnliche Weise erzeugt werden.

*Davy*[355] stellte deshalb in einem durch Quecksilber abgesperrten
Apparat mehrere Versuche an, bei denen die äußere Luft ausgeschlossen
war. Diese Versuche bewiesen, daß sich die Sache in der Tat so verhält.
Als er nämlich festes Kali oder Natron, die so viel Feuchtigkeit
eingesogen hatten, daß sie die Elektrizität leiteten, in Glasröhren
einschloß, die mit Platindrähten versehen waren, und den Strom
hindurchleitete, dann entstanden die neuen Substanzen an der negativen
Metallspitze. Das Gas, das sich gleichzeitig an der positiven
Metallspitze entwickelte, war reiner Sauerstoff. Am negativen Pole
erschien gar kein Gas, außer wenn Wasser in größerer Menge vorhanden
war. Dann wurde nämlich durch die Einwirkung des entstandenen Kaliums
auf das Wasser Wasserstoff entwickelt.

Um den Beweis, daß die Alkalien nur durch die Vereinigung von
Sauerstoff mit den entdeckten Metallen entstanden sind, zu einem
einwandfreien zu erheben, schloß *Davy* an seine durch das neue
Hilfsmittel vollzogene Analyse (Elektrolyse) die Synthese der Alkalien
an. In besonders dazu hergerichteten, durch Quecksilber abgesperrten
Glasröhren wurden einige Kügelchen Kalium mit Sauerstoff in Berührung
gebracht. Sie verschluckten augenblicklich den Sauerstoff und überzogen
sich mit einer Rinde von Kaliumoxyd. Der Grundstoff des Natrons, das
Element Natrium, verhielt sich ähnlich und lieferte wieder Natron.
Wurden die aus Kali und aus Natron erhaltenen Elemente in einer
gegebenen Menge Sauerstoff erhitzt, so verbrannten sie schnell mit
weißer, glänzender Flamme und die metallischen Kügelchen verwandelten
sich in eine feste, weiße Masse, die aus Kali oder aus Natron bestand,
je nachdem man Kalium oder Natrium zu dem Versuch genommen hatte.
Dabei wurde Sauerstoff verschluckt. Die Oxyde, die bei dem Versuche
entstanden, übertrafen an Gewicht dasjenige der verbrannten Substanzen
bedeutend.

Diese Tatsachen berechtigten *Davy* anzunehmen, daß Kali und Natron aus
Sauerstoff und zwei eigentümlichen Grundstoffen bestehen. Die Affinität
der Alkalimetalle zu Sauerstoff erwies sich als so groß, daß *Davy* die
entdeckten Elemente nur unter Steinöl aufbewahren konnte. Wasser wurde
von ihnen so heftig unter Entwicklung von Wasserstoff zersetzt, daß die
geringe Menge Wasser, welche im Alkohol und im Äther nach sorgfältiger
Reinigung dieser Flüssigkeiten noch enthalten ist, zerstört wurde[356].

Metalloxyde, die man mit Kalium erhitzte, wurden ihres Sauerstoffs
beraubt (reduziert). Als *Davy* ein wenig Eisenoxyd mit Kalium
erwärmte, erfolgte eine lebhafte Einwirkung. Es entstand Kali neben
Teilchen eines grauen Metalls, das sich als Eisen erwies. Bleioxyd
und Zinnoxyd wurden noch schneller reduziert. War Kalium im Überfluß
vorhanden, so verband sich das entstehende Metall mit dem Kalium zu
einer Legierung. Das chemische Verhalten des Natriums fand *Davy* im
ganzen dem des Kaliums ähnlich, doch zeigten sich charakteristische
Verschiedenheiten.

*Davy* kam nach Abschluß dieser Untersuchung sofort auf die Vermutung,
daß die alkalischen Erden, wie Baryt und Strontian, Verbindungen
derselben Art wie die Alkalien seien, d. h. metallische Grundstoffe
von hoher Brennbarkeit verbunden mit Sauerstoff[357]. Wie Baryt und
Strontian, so besitzen auch Kalk, Magnesia, Tonerde und Kieselerde
manche Ähnlichkeit mit den Alkalien[358]. Man durfte deshalb hoffen,
daß auch diese widerspenstigen Stoffe der Einwirkung mächtiger
Batterien nicht widerstehen und daß sich ihre Bestandteile mit Hilfe
der neuen Methode abscheiden lassen würden[359].

Die Verwandtschaftskräfte der neuen Metalle, die in den Alkalien
enthalten sind, führten zu einer nicht zu ermessenden Menge von
Versuchen. Diese Metalle wurden mächtige Agentien für die chemische
Analyse. Und da sie an Verwandtschaft zum Sauerstoff alle bekannten
Stoffe übertrafen, so konnten sie bei manchen Zerlegungen die
Elektrizität ersetzen. So wurden, wie wir später sehen werden, die
Grundstoffe der Kieselerde und der Tonerde, das Silizium und das
Aluminium nämlich, zuerst durch die Einwirkung der Alkalimetalle
aus ihren Verbindungen abgeschieden. Die Gewinnung des Aluminiums
vermittelst des galvanischen Stromes erfolgte erst später.

Die Elektrolyse von Kalk, Baryt, Strontian und Magnesia gelang, ganz
wie *Davy* es vorausgesehen. Schon ein Jahr nach der Entdeckung der
Alkalimetalle konnte er den staunenden Zeitgenossen von diesem neuen
Erfolg berichten.

Vor allem hatten die Untersuchungen *Davys* das wichtige Ergebnis,
daß die Bedeutung, welche der Sauerstoff als Bestandteil chemischer
Verbindungen beansprucht, in einem ganz anderen Umfange erkannt
wurde. Hatte *Lavoisier* dieses Element als das säurebildende Prinzip
angesprochen, so konnte man es jetzt mit der gleichen Berechtigung als
ganz wesentlich für das Zustandekommen der Alkalien hinstellen. *Davy*
erklärte infolgedessen am Schluß seiner Untersuchung: »Sauerstoff ist
in allen wahren Alkalien vorhanden. Denselben Stoff, den die Franzosen
als das Prinzip der Azidität charakterisieren, kann man daher auch
das Prinzip der Alkalisierung nennen.« Nach den heutigen Anschauungen
werden bekanntlich die basischen Eigenschaften durch das Vorhandensein
der Hydroxylgruppe OH bedingt.

Es ist begreiflich, daß *Davy*, nachdem er diese neue Rolle des
Sauerstoffs erkannt hatte, sich auch dem flüchtigen Alkali, dem
Ammoniak, zuwandte. Hier begegnete ihm nun der Irrtum, daß er den
Sauerstoff, den er in dem Ammoniakgas (NH_{3}) vorhanden glaubte,
auch wirklich fand, obgleich dies Element in dem völlig reinen, gut
getrockneten Ammoniakgase fehlt. Indessen macht bekanntlich auch hier
der Sauerstoff das Wesen der Alkalinität aus, indem das Ammoniakgas
sich mit dem Wasserstoff und der Hydroxylgruppe des Wassers erst zur
eigentlichen Basis verbindet (NH_{3} + HOH = NH_{4} . OH). *Davy* faßte
das Verhältnis des Ammoniaks zu den fixen Alkalien auch ganz richtig
auf, indem er sagte, es würde zu letzteren wohl in derselben Beziehung
stehen wie die Pflanzensäuren mit zusammengesetztem Radikal zu den
mineralischen Säuren von einfacherer Zusammensetzung. Dem Kalium würde
also nach dieser noch heute geltenden Auffassung die Gruppe NH_{4}
entsprechen.

Selten ist die Chemie mit einer solchen Fülle neuer Tatsachen
bereichert worden, wie es innerhalb eines so kurzen Zeitraumes durch
die Ergebnisse der elektrochemischen Untersuchungen *Davys* geschah.
In dem galvanischen Strom hatte man das gewaltigste Agens für die
chemische Analyse kennen gelernt. Neben der zersetzenden Wirkung der
*Volta*schen Säule wandte sich das Interesse in steigendem Maße auch
den innerhalb der Säule zwischen den Metallen und den angewandten
Flüssigkeiten vor sich gehenden chemischen Veränderungen zu. Während
man letztere zuerst als etwas Nebensächliches betrachtet hatte, begann
man jetzt in dem innerhalb der Kette sich abspielenden chemischen
Vorgang die Ursache des elektrischen Stromes zu erblicken.

Zwar erkannte schon *Davy*, daß nicht *jeder* chemische Vorgang
elektromotorisch wirksam ist. Wurde Eisen in Sauerstoff verbrannt,
während das Metall mit einem Elektrometer verbunden war, so erhielt
letzteres während des Prozesses keine Spur von Ladung. Salpeter
und Holzkohle wirkten, während sie unter Verpuffung zur Verbindung
gebracht wurden, ebensowenig auf das Elektrometer. Auch bei der
Verbindung von festem Alkali und Schwefelsäure machte sich kein
Auftreten von Elektrizität bemerkbar[360]. Trotzdem suchte *Davy* die
chemische Verwandtschaft auf elektrische Anziehungen und Abstoßungen
zurückzuführen, so daß wir ihn als den Begründer einer elektrischen
Theorie der chemischen Verbindungen betrachten müssen, einer
Theorie, die ihren weiteren Ausbau durch *Berzelius* erfuhr und nach
der Aufnahme mancher Verbesserungen die Grundlage für die neueren
Anschauungen geworden ist.

Ursprünglich war *Davy* Anhänger der rein chemischen Theorie, während
er später gleichzeitig der Kontakttheorie Rechnung zu tragen suchte.
Er nahm nämlich an, daß die Atome bei ihrer Berührung entgegengesetzt
elektrisch würden und sich infolgedessen anzögen, während nach
*Berzelius* eine verschiedenartige elektrische Ladung den Atomen
ursprünglich eigen ist und sich bei ihrer Verbindung ausgleicht. »Alle
Körper die sich chemisch miteinander verbinden,« so führt *Davy* seine
Ansicht des näheren aus, »geben bei ihrer Berührung entgegengesetzte
elektrische Zustände. Angenommen die kleinsten elementaren Teilchen
können sich frei bewegen, so werden sie sich deshalb infolge ihrer
bei der Berührung auftretenden elektrischen Kräfte anziehen müssen.«
*Davy* meint, der Zusammenhang der Elektrizität mit der chemischen
Verwandtschaft liege also ziemlich klar zutage. Man dürfe vielleicht
annehmen, daß beide im Grunde genommen dasselbe seien. Daraus erklärt
sich das Problem, das *Davy* aufwirft, nämlich »eine Stufenleiter der
elektrischen Kräfte der Körper aufzufinden, wie sie den Graden der
Verwandtschaft entsprechen[361].« Auch dieser Gedanke *Davys* ist in
der Folge, nachdem man eine Untersuchung der Beziehungen zwischen dem
elektrischen und dem chemischen Potential in Angriff genommen, von
großer Tragweite gewesen[362].

Auch die Wärme- und die Lichtwirkung der galvanischen Elektrizität
konnten, als man die Zahl der Platten vergrößerte, nicht verborgen
bleiben. Daß beim Öffnen und Schließen des galvanischen Stromes
mehr oder minder kräftige Funken auftreten, gehörte zu den ersten
Beobachtungen, die man an den neuen Apparaten machte. Als *Davy* den
Strom seiner aus einigen hundert Plattenpaaren zusammengesetzten
Batterie durch Alkali leitete, war die Wärmewirkung groß genug, um
letzteres zu schmelzen. Und als derselbe Forscher später eine Batterie
von 2000 Elementen benutzte, zeigte sich an der Unterbrechungsstelle,
zumal bei Anwendung von Kohlenspitzen, ein äußerst blendendes
Licht, das jedoch erst in der neueren Zeit, seitdem man billigere
Elektrizitätsquellen kennen gelernt hatte, als Bogenlicht zu
Beleuchtungszwecken Verwendung finden konnte. Es ist nicht ganz
zutreffend, *Davy* als den Entdecker des Bogenlichtes zu bezeichnen.
Dem Öffnungsfunken hatte sich schon länger das Interesse der Physiker
zugewandt. Man hatte sein Zustandekommen aus dem Auftreten erglühender,
abgerissener Metallteilchen erklärt und auch den einen Pol mit einem
Kohlenstift verbunden, um dadurch stärkere Funken zu erhalten. Der
erste, der zwei Kohlenstifte anwandte und so im Jahre 1820 ein Licht
erzielte, das die Augen der Zuschauer blendete, war *de la Rive*.
*Davy* machte seinen Versuch erst ein Jahr später bekannt[363]. Und es
ist nicht einmal sicher, ob er unabhängig von *de la Rive*, der mit
380 Elementen experimentierte, auf den Gedanken gekommen ist, zwei
Kohlenspitzen zu verwenden.

Als *Davy* die Kohlenspitzen nach der Unterbrechung des Stromes
untersuchte, fand er, daß die mit dem positiven Pol verbundene Spitze
ausgehöhlt, der gegenüberstehende Kohlenstift dagegen zugespitzt
erschien. Es hatte somit eine Wanderung der Kohlenteilchen vom
positiven zum negativen Pole stattgefunden. Dies zeigte sich noch
deutlicher, als *Davy* die Verbrennung der hinüberwandernden Teilchen
dadurch aufhob, daß er den Lichtbogen im luftleeren Raum entstehen ließ.

Viele Entdeckungen *Davys* sind dem praktischen Leben zugute gekommen.
Während seine Sicherheitslampe die Zahl der in den Kohlengruben
stattfindenden Unglücksfälle erheblich verringerte, zeigte später
das von ihm entdeckte Kalium dem in dunkler Nacht ins Meer gespülten
Schiffer den Weg zur Rettung[364]. Zu erwähnen sind auch *Davys*
Untersuchungen über das Leitungsvermögen. Er zeigte, daß dieses mit
steigender Temperatur abnimmt und daß die schlechten Leiter leichter
erglühen als die besseren. Um dies in augenfälliger Weise darzutun,
verfertigte *Davy* eine Kette, deren Glieder abwechselnd aus Silber-
und aus Platindraht bestanden. Leitete er durch diese Kette einen
elektrischen Strom von zunehmender Stärke, so konnte er bewirken,
daß die Platinstücke glühten, während das Silber kalt blieb, ein
Experiment, das noch heute zu den beliebtesten Vorlesungsversuchen
gehört.

Nach ihrem Leitungsvermögen ordnete *Davy*, mit dem schlechtesten
Leiter beginnend, die bekannten Metalle in folgende Reihe: Eisen,
Platin, Zinn, Zink, Gold, Kupfer, Silber. Daß das Leitungsvermögen
nicht von der Größe der Oberfläche, sondern von der Größe des
Querschnitts abhängt, bewies er auf folgende Weise. Er ließ einen
zylindrischen Draht, dessen Leitfähigkeit er geprüft hatte, zu einem
Bande auswalzen. Obgleich die Oberfläche dadurch sechsmal so groß
geworden war, besaß der Draht noch dasselbe Leitungsvermögen. Endlich
ging aus *Davys* Untersuchung noch hervor, daß das Leitungsvermögen der
Länge des eingeschalteten Drahtes umgekehrt proportional ist.

Für *Davys* unvergleichliche Leistungen ist ihm reiche Anerkennung
zuteil geworden. Napoleon verlieh, obgleich er damals mit England
im Kriege lag, dem genialen Manne einen jener Preise, die er für
hervorragende Arbeiten auf dem Gebiete der galvanischen Elektrizität
gestiftet hatte. In seinem Vaterlande wurde *Davy* geadelt und zum
Präsidenten der Royal Society gewählt, ein Amt, das er bekleidete,
bis zunehmende Schwäche des Körpers ihn zum Rücktritt zwang. Auf einer
zur Wiederherstellung der Gesundheit unternommenen Reise verschlimmerte
sich sein Leiden. Er starb in Genf am 29. Mai des Jahres 1829[365].




14. Die Erforschung der elektromagnetischen und der elektrodynamischen
Grunderscheinungen.


Die ersten Beobachtungen, die auf eine Beziehung zwischen der
galvanischen Elektrizität und dem Magnetismus hindeuteten, wurden
gleichfalls von *Davy* gemacht. Er fand nämlich, daß der zwischen
den Kohleelektroden erzeugte Lichtbogen durch die Pole eines starken
Magneten angezogen und abgestoßen wird, ja sogar in eine Drehung
versetzt werden kann[366]. Besonders schön gelang dieser Versuch, wenn
der Bogen sich im luftverdünnten Raum befand und darin auf eine Länge
von 3-4 Zoll gebracht war. Es lag nahe, nun auch umgekehrt die Wirkung
eines Stromes auf einen beweglich angebrachten Magneten nachzuweisen.
Dies gelang dem dänischen Physiker *Oersted*.

*Hans Christian Oersted* wurde am 14. August des Jahres 1777 auf
Langeland geboren. Er war zunächst wie sein Vater Apotheker. Später
wurde er Professor der Physik an der Universität zu Kopenhagen.
*Oersted* befaßte sich besonders mit chemischen Versuchen. So stellte
er zuerst Chloraluminium her und ermöglichte dadurch *Wöhler* die
Darstellung des metallischen Aluminiums[367]. *Oersted* starb in
Kopenhagen im Jahre 1851. Seine so überaus wichtige Entdeckung des
Elektromagnetismus datiert vom 21. Juli 1820. Sie ging aus Versuchen
hervor, welche *Oersted* anstellte, um die schon lange geahnte
Beziehung zwischen den beiden so geheimnisvollen Naturkräften
nachzuweisen. Die Erzählung, daß sein Diener das Schwanken der Nadel
zufällig bemerkt und ihn darauf aufmerksam gemacht habe, ist unter die
wissenschaftlichen Legenden zu verweisen.

In einer 1820 an die hervorragendsten Physiker und Gesellschaften
gesandten kurzen Mitteilung[368] berichtet *Oersted* über seine
Versuche und deren Ergebnisse. Er brachte ein geradliniges Stück eines
vom galvanischen Strom durchflossenen Drahtes in horizontaler Lage über
eine gewöhnliche Magnetnadel, so daß der Draht der Nadel parallel war.
Die Magnetnadel kam dann in Bewegung; und zwar wich ihr Nordpol, wenn
er zum negativen Pole des galvanischen Apparates zeigte, nach Westen
ab. War die Entfernung des Drahtes von der Magnetnadel nicht mehr
als 5/4 Zoll, so betrug diese Abweichung ungefähr 45°. Bei größerer
Entfernung nahmen die Winkel ab. Auch war die Abweichung verschieden je
nach der Stärke des galvanischen Apparates.

Die Natur des Metalles hatte auf den Erfolg keinen Einfluß. *Oersted*
hat Drähte aus Platin, Gold, Silber, Messing und Eisen, ferner Zinn-
und Bleistreifen, sowie Quecksilber mit gleichem Erfolge angewandt.
Der stromdurchflossene Draht wirkte auf die Magnetnadel durch Glas,
Metalle, Holz, Wasser und Harz, durch Tongefäße und durch Steine
hindurch. Als *Oersted* zwischen den Leiter und die Nadel eine
Glastafel, eine Metallplatte oder ein Brett gebracht hatte, blieb
der Erfolg nicht aus. Selbst alle drei Substanzen vereinigt schienen
die Wirkung kaum zu schwächen; ebensowenig ein irdenes Gefäß, selbst
wenn es voll Wasser war. Die erwähnten Wirkungen traten sogar ein,
als *Oersted* eine Magnetnadel anwandte, die sich in einer mit Wasser
gefüllten Messingbüchse befand.

Wenn der Leiter in einer horizontalen Ebene unter der Magnetnadel
angebracht war, so gingen alle angegebenen Wirkungen nach
entgegengesetzter Richtung vor sich. Drehte er den Leiter in der
horizontalen Ebene, so daß er allmählich immer größere Winkel mit dem
magnetischen Meridian machte, so wurde die Abweichung der Magnetnadel
vom magnetischen Meridian vermehrt, wenn das Drehen des Drahtes der
Lage der Magnetnadel zu gerichtet war. Die Abweichung nahm dagegen ab,
wenn die Drehung von der Magnetnadel fort erfolgte. Hiervon ausgehend
verfertigte *Pouillet* im Jahre 1837 die zur Messung der Stromstärke
dienende Sinusboussole. Bei diesem Apparat wird der Leiter so
lange gedreht, bis er mit der Nadel wieder in eine Ebene fällt. Die
Stromstärke ist dann dem Sinus des Drehungswinkels proportional.

*Oersted* folgerte aus seinen Versuchen, daß der Strom »nicht in dem
Draht eingeschlossen ist, sondern sich zugleich in dem umgebenden Raum
weithin ausbreitet«.

Die Kunde von *Oersteds* großer Entdeckung nahm, weil *Oersted*
allen namhaften Physikern seine Abhandlung zugehen ließ, sofort die
wissenschaftliche Welt in Anspruch. Überall wurden seine Versuche
nachgeprüft, bestätigt und durch neue Entdeckungen vervollständigt.
So fand *Gay-Lussac* sofort, daß der Strom den Magneten nicht nur
ablenkt, sondern eine vorher unmagnetische Stahlnadel in einen Magneten
verwandelt. Die magnetisierende Wirkung zeigte sich besonders, wenn
die Nadel in eine vom galvanischen Strom durchflossene Drahtspirale
gebracht wurde. *Gay-Lussac* wurde dadurch auf den Gedanken gebracht,
daß der stromdurchflossene Leiter selbst als ein Magnet betrachtet
werden könne. Infolgedessen entdeckte er die anziehende Wirkung, welche
der Leiter auf Eisenfeilspäne ausübt. Die gleiche Entdeckung machte
unabhängig von *Gay-Lussac* der deutsche Physiker *Seebeck*.

Besonders durch die Arbeiten *Seebecks* fanden diejenigen *Oersteds*
ihre Fortsetzung. *Seebeck* gab noch im Jahre der *Oersted*schen
Entdeckung und im darauffolgenden Jahre 1821 seine Versuche »über den
Magnetismus der galvanischen Kette« bekannt[369].

Thomas Johann *Seebeck*, dessen Hauptverdienst die später zu
besprechende Entdeckung der Thermoelektrizität ist, wurde am 9. April
1770 in Reval, wo sein Vater Kaufmann war, geboren. *Seebeck* studierte
Medizin und lebte von 1802 bis 1810 in Jena, wo er auch mit *Goethe* in
wissenschaftlichem Verkehr stand. Nachdem *Seebeck* zum Mitglied der
Preußischen Akademie der Wissenschaften ernannt war, siedelte er nach
Berlin über. Er starb am 10. Dezember des Jahres 1831.

In *Seebecks* Arbeit »Über den Magnetismus der galvanischen Kette«
wurde die magnetische Wirkung, die sich *Oersted* in der Umgebung des
Stromleiters gezeigt hatte, eingehender untersucht. Das magnetische
Feld oder, wie *Seebeck* sich ausdrückte, »die magnetische Atmosphäre«,
wurde besonders durch die so bekannt gewordenen Versuche mit
Eisenfeilspänen nachgewiesen und, wie es später *Faraday* tat, durch
Kraftlinien dargestellt.

*Seebeck* zeigte, wie seine nebenstehende Abbildung erläutert, (s. Abb.
39), daß sich Eisenfeilspäne um lotrecht gestellte Schließungsdrähte
kreisförmig ordnen. Er fand, daß die Späne konzentrische Kreise bilden,
und zwar Kreise von desto größerem Durchmesser, je stärker die Spannung
ist. Über und unter horizontal liegenden Stromleitern ordneten sich
dagegen die Feilspäne in parallelen, senkrecht zur Längsrichtung
stehenden Linien. Diese Feilstaub-Figuren bildeten sich am leichtesten
um Stäbe von einigen Linien Durchmesser, minder deutlich an dünnen
Drähten.

[Illustration: Abb. 39. Der Nachweis des magnetischen Feldes.]

[Illustration: Abb. 40. Der Nachweis der magnetischen Kraftlinien.]

Auch die Beeinflussung der Kraftlinien des einen Leiters durch einen
benachbarten Leiter wies *Seebeck* zum ersten Male nach. Er bediente
sich dazu zweier stromdurchflossener Stahlbänder, deren Querschnitt in
der nebenstehenden, von ihm herrührenden Zeichnung durch die beiden
dicken Striche angedeutet ist[370]. Um diese Anordnung zu erhalten,
brauchte er nur ein längeres Stahlband zu biegen und durch die beiden
parallel zu einander verlaufenden Schenkel des Bogens den Strom zu
senden. Waren die Schenkel dieses Bogens erheblich von einander
entfernt, so ordnete sich der Eisenstaub um jeden Schenkel kreisförmig.
Wurden sie jedoch einander genähert, so änderte sich der Verlauf der
»magnetischen Linien«. Sie nahmen das in der Abbildung 40 dargestellte
Aussehen an.

Fast gleichzeitig mit dem französischen Physiker *Arago*, dem die
Priorität gebührt, beobachtete *Seebeck* Erscheinungen, die man
zunächst den bisherigen Forschungsergebnissen nicht anzugliedern
vermochte und die erst in der neuen, durch *Faradays* Entdeckung der
Induktion herbeigeführten Epoche der Elektrizitätslehre ihre Erklärung
fanden. Es handelte sich um Vorgänge, die man später mit dem Worte
»Dämpfung« bezeichnet hat. Am 9. Juni 1825 veröffentlichte *Seebeck*
eine Abhandlung, in der das Theorem der Dämpfung folgenden klaren
Ausdruck fand:

1. Die Pendelschwingungen eines Magnetstabes werden durch benachbarte
Metallmassen ebenso gehemmt, als wenn eine dichtere Luft den Stab
umgäbe.

2. Schwingt eine Kupfermasse über oder zwischen den Polen eines
Magneten pendelförmig, so wird sie früher eine Verminderung der
Schwingungsweite erleiden als eine frei schwebende Kupfermasse.

Auch die Versuche *Seebecks* über Stromverzweigung gehören zu den
ersten auf diesem Gebiete.

Einer Wirkung des Stromes auf den Magneten, wie sie *Oersted* entdeckt
hatte, mußte nach dem von *Newton* ausgesprochenen Grundgesetz eine
gleichgroße Gegenwirkung des Magneten auf den Strom entsprechen. Von
diesem Gedanken geleitet, bemühte sich der französische Physiker
*Ampère* eine Beziehung zwischen der Elektrizität und dem Magnetismus
nachzuweisen.

André-Marie *Ampère* wurde am 20. Januar 1775 in Lyon geboren, wo
sein Vater Kaufmann war. *Ampère* verriet schon frühzeitig eine ganz
hervorragende mathematisch-naturwissenschaftliche Befähigung. Mit elf
Jahren beherrschte er die Elementarmathematik, und als zwölfjähriger
Knabe wurde er mit der Differentialrechnung bekannt. Später vertiefte
er sich in die Werke von *Lagrange*, *Euler* und *Bernoulli*.

Eine jähe Unterbrechung erlitt dieser so vielversprechende Studiengang
durch die französische Revolution. *Ampères* Vater wurde ein Opfer
der auch in Lyon errichteten, in zahllosen politischen Morden ihre
Betätigung suchenden Schreckensherrschaft. Dies Ereignis machte auf den
jungen *Ampère* einen solch niederschmetternden Eindruck, daß er ein
volles Jahr in dumpfer Verzweiflung dahinbrütete. Erst als *Rousseaus*
Briefe über die Botanik[371] in seine Hände gerieten, belebte sich sein
Sinn für die Wissenschaft aufs Neue.

Im Jahre 1802 veröffentlichte *Ampère* Betrachtungen über
die mathematische Theorie des Spiels. Die Schrift lenkte die
Aufmerksamkeit des großen Astronomen und Geodäten *Delambre* auf ihn
und hatte seine Anstellung in Lyon, wo *Ampère* am Lyceum Mathematik
zu lehren hatte, und später (1805) seine Berufung nach Paris zur
Folge. Hier hatte *Ampère* an der polytechnischen Schule Differential-
und Integralrechnung zu lehren. Gleichzeitig befaßte er sich mit den
Problemen der Naturwissenschaften und der Philosophie.

Die Anregung, sich sehr eingebend und fast ausschließlich mit der
Erforschung der elektrischen Erscheinungen zu beschäftigen, empfing
*Ampère* durch *Oersteds* Entdeckung der Wirkung des Stromes auf
den Magneten. Im Herbst des Jahres 1820, bald nach Empfang der
*Oersted*schen Mitteilung, prüfte *Ampère* *Oersteds* Versuche
nach. Und eine Woche später konnte er schon mit wichtigen eigenen
Entdeckungen hervortreten, die er in seiner berühmten, für das Gebiet
der Elektrodynamik grundlegend gewordenen Abhandlung desselben Jahres
veröffentlichte[372].

In dieser Abhandlung führte *Ampère* die wichtige, seitdem allgemein
üblich gewordene Bestimmung ein, *als Richtung des Stromes diejenige
der strömenden positiven Elektrizität zu betrachten*. Dann folgt seine
bekannte Regel, nach welcher die Richtung des Stromes aus der Ablenkung
der Nadel sich mit Leichtigkeit bestimmen läßt. Sie lautet: *»Man denke
sich in den elektrischen Strom versetzt, sodaß dessen Richtung von den
Füßen zum Kopfe geht und habe das Gesicht der Nadel zugekehrt, dann ist
der Pol der Nadel, der nach Norden zeigt, stets durch die ausgestreckte
linke Hand gegeben.«* (*Ampères Schwimmerregel*[373]).

Um den Einfluß eines Magneten auf den Strom nachzuweisen, kam *Ampère*
auf den Gedanken, den Stromleiter beweglich zu machen. Dies gelang
in der in Abb. 41 angegebenen Weise, eine Abbildung, die wir dem von
*Ampère* und *Babinet* im Jahre 1822 gegebenen Bericht[374] über
*Ampères* Entdeckungen entnehmen. Dieser Bericht wurde auch der
nachfolgenden Darstellung der *Ampère*schen Forschungsergebnisse zu
Grunde gelegt. Der Stromleiter wurde, wie die Abbildung 41 zeigt,
dadurch leicht beweglich gemacht, daß man ihn in die Form eines
Quadrats oder Rechtecks (DFGM) brachte. An beide Enden des Drahtes
wurden bei A und B senkrechte Stahlspitzen angelötet. Diese Spitzen
tauchen in die etwas Quecksilber enthaltenden Näpfchen neben A und B.
Der Strom tritt bei der mit dem positiven Ende der Säule verbundenen
Kapsel Z in den Apparat ein, durchfließt den gebogenen Schaft ZA und
gelangt in die Kapsel A, in welcher das Quecksilber die Verbindung mit
dem beweglichen Drahtbügel herstellt. Dieser wird dann in der Richtung
ADFGMB durchflossen. In dem mit Quecksilber gefüllten Napfe B verläßt
der Strom den Bügel und geht durch einen zweiten gebogenen Schaft Q zu
der Kapsel C, die mit dem negativen Ende der Säule in Verbindung steht.

[Illustration: Abb. 41. *Ampères* beweglicher Stromleiter[375].]

[Illustration: Abb. 42. *Ampères* Vorrichtung zum Aufhängen seines
beweglichen Stromleiters[376].]

Mit Hilfe dieser sinnreichen Vorrichtung zeigte *Ampère* folgendes:
Ließ er einen Magneten auf den beweglichen Leiter wirken, so fand er,
daß der Leiter nach einigen Schwingungen in einer Lage zur Ruhe kommt,
in welcher er mit der Verbindungslinie der Pole einen rechten Winkel
bildet. Dabei bemerkte *Ampère*, daß sich der Südpol des Magneten nach
Einnahme der Ruhelage stets zur Linken des Stromes befindet.

[Illustration: Abb. 43. *Ampères* Apparat zum Nachweis, daß sich ein
Stromleiter senkrecht zur Inklinationsnadel einstellt[377].]

*Ampère* zeigte darauf, daß infolgedessen der Leiter, wenn nur der
Erdmagnetismus auf ihn wirkt, eine Stellung einnimmt, in welcher
seine Ebene den magnetischen Meridian senkrecht schneidet[378]. Diese
Entdeckung erregte ein Aufsehen wie wenig andere[379]. *Ampère*
beschreibt sie mit folgenden Worten: »Hängt man in der in Abbildung
41 dargestellten Weise einen beweglichen Leiter auf, ohne daß in der
Nähe dieses Leiters ein anderer Teil des Stromkreises sich befindet.
(Wir müssen uns also in der Abbildung 41 das Drahtstück CILB, das
auf den beweglichen Bügel einen richtenden Einfluß ausübt, entfernt
denken), verbindet man hierauf die Kapseln C und Z mit den Polen der
galvanischen Batterie, so sieht man den Bügel sich drehen, bis seine
Ebene zu derjenigen des magnetischen Meridians NS senkrecht steht
und der Strom in dem unteren Teil des Leiters, also in FG, von Ost
nach West gerichtet ist, das Südende der Magnetnadel also zur Linken
liegt.« Ließ *Ampère* den Strom in umgekehrter Richtung durch den Bügel
gehen, so drehte sich dieser um einen Halbkreis zurück, um endlich
nach einigen Schwingungen sich wieder senkrecht zur Richtung NS
einzustellen.

Eine der Neigung der Magnetnadel entsprechende Wirkung rief *Ampère*
durch den in nebenstehender Abbildung 43 wiedergegebenen Apparat
hervor. Der rechteckig gebogene Leiter ABCDEF, der durch einen
Holzkörper VIZ daran gehindert wird, daß er sich biegt, wurde so
angebracht, daß er sich um eine horizontale Achse XY drehen kann. Die
Teile des Leiters waren so abgeglichen, daß in jeder Lage Gleichgewicht
vorhanden war. Die Achse XY wurde dann senkrecht zum magnetischen
Meridian gestellt und der Strom durch das Rechteck geleitet. Letzteres
kam in Bewegung, nahm aber endlich eine Ruhelage ein, in welcher seine
Ebene zur Richtung der Inklinationsnadel senkrecht stand.

Fast noch merkwürdiger als diese Resultate war der von *Ampère* kurze
Zeit nach der Entdeckung *Oersteds* erbrachte Nachweis, daß zwei
galvanische Ströme anziehend oder abstoßend auf einander wirken, je
nachdem sie gleich oder entgegengesetzt gerichtet sind.

Wie durch einen Magneten und durch den Erdmagnetismus so wurde
nämlich auch durch einen benachbarten Strom der bewegliche Leiter in
Drehung versetzt. Die zum Nachweis dieses Verhaltens erforderliche
Versuchsanordnung zeigt uns Abbildung 41. Nachdem der Strom den
rechteckigen Bügel durchlaufen hat, wird er von C aus über IL
parallel zur Seite DF des Bügels abwärts geführt. Durch die
parallelen Metalldrähte IL und DF laufen somit gleichgerichtete
elektrische Ströme. Und es zeigt sich, daß zwischen ihnen Anziehung
stattfindet. Der Bügel dreht sich nämlich solange, bis die Seite DF
dem Drahtstück IL möglichst nahe gekommen ist. Wird der Bügel um 180°
gedreht, so daß das Stück MG, in welchem der Strom von unten nach
oben fließt, sich dem in entgegengesetzter Richtung durchflossenen
Leiter IL gegenüber befindet, so erfolgt Abstoßung.

Kurz gefaßt lautet das so wichtige, von *Ampère* gefundene Grundgesetz
der Elektrodynamik: *Zwei parallel und gleichgerichtete Ströme ziehen
einander an, während zwei parallel und entgegengesetzt gerichtete
Ströme einander abstoßen.*

Die im ersteren Falle auftretenden anziehenden Kräfte zeigten sich als
so beträchtlich, daß zwei von gleichgerichteten Strömen durchflossene
Drahtstücke, zur Berührung gebracht, fest aneinander hafteten.

*Ampère* wurde anfangs entgegengehalten, daß es sich hier um die längst
bekannten Erscheinungen der Anziehung und Abstoßung elektrisierter
Körper handle. Diesen Einwurf vermochte *Ampère* indessen schon durch
den Hinweis zu entkräften, daß sich entgegengesetzt elektrisierte
Körper anziehen, während sich entgegengesetzt gerichtete Ströme
abstoßen.

Wenn wir die in den vorstehenden Abschnitten in aller Kürze und
mit Fortlassung zahlreicher Abänderungen und Nebenergebnisse
dargestellten großen Entdeckungen *Ampères* überblicken, müssen wir
anerkennen, daß hier eine Reihe von sinnvollen, logisch verknüpften
und grundlegenden Versuchen vorliegt, wie sie vorher kaum und nachher
nur selten uns wieder begegnen. Mit Recht hat man daher *Ampères*
Fundamentaluntersuchung über den Zusammenhang zwischen den magnetischen
und den elektrischen Erscheinungen als eins der hervorragendsten Muster
einer wissenschaftlichen Untersuchung bezeichnet[380].

Nach der experimentellen Erforschung der elektrodynamischen
Grunderscheinungen galt es, auch hier einen mathematischen Ausdruck für
die dabei obwaltenden quantitativen Beziehungen zu finden, ähnlich wie
es *Coulomb* für das Gebiet der statischen Elektrizität getan hatte.
Diese Aufgabe löste *Ampère* mit Hilfe des analytischen Kalküls. Er
ging dabei von zwei kleinen, irgendwo im Raume liegenden Stromelementen
aus, deren Länge er gleich *ds* und *ds^1* setzte, während mit i und
i^1 die bezüglichen Intensitäten der Ströme bezeichnet wurden. Die
anziehende oder abstoßende Kraft wurde proportional der Intensität und
der Länge der Stromelemente angenommen.

Den Abstand nannte *Ampère* r und setzte voraus, daß die Anziehung
oder Abstoßung im umgekehrten Verhältnis zu r oder einer Potenz von r
erfolge. Die weitere Untersuchung ergab, daß es sich nur um die zweite
Potenz handeln konnte. Der erste Ausdruck des von *Ampère* gesuchten
elektrodynamischen Grundgesetzes[381] lautete somit für die Wirkung w,
welche die Stromelemente aufeinander ausüben:

      (i · i^1 · ds, ds^1)
  w = ------------------------------ .
                 r^2

Dabei galt als Voraussetzung, daß die Stromelemente parallel gerichtet
sind. Für beliebig gerichtete Stromelemente ergab die Ableitung als
elektrodynamisches Grundgesetz für die Wechselwirkung der Elemente in
der Verbindungslinie ihrer Mittelpunkte

      i · i^1 · ds · ds^1 (    d^2r          dr    dr )
  w = ------------------- (r --------- - 1/2 -- · ----)
               r^2        (  ds · ds^1       ds   ds^1)

An dieses von *Ampère* gefundene Gesetz anknüpfend, hat, wie wir
sehen werden, später *Weber* den allgemeinsten Ausdruck für das
elektrodynamische Grundgesetz abgeleitet. Bezüglich der Ableitung des
*Ampère*schen Gesetzes muß auf die Originalabhandlung oder auf ein
Handbuch der Physik verwiesen werden[382].

Wir sahen, zu welcher Fülle von Beobachtungen und Folgerungen der
Kunstgriff dem Stromleiter die Form eines leicht beweglichen Bügels
zu geben, *Ampère* geführt hat. Es war nun ein naheliegender, sehr
fruchtbarer Gedanke, der sich *Ampère* fast aufdrängen mußte, an Stelle
des nur eine Windung darstellenden rechteckigen oder kreisförmigen
Bügels einen vielfach gewundenen beweglichen Leiter, den Schraubendraht
oder nach *Ampères* Bezeichnung das Solenoid, in die experimentelle
Physik einzuführen.

Die von ihm entdeckten Beziehungen zwischen der Elektrizität und dem
Magnetismus führten *Ampère* zu der Auffassung, die Teilchen eines
Magneten seien von galvanischen Strömen umflossen und das Magnetisieren
sei nichts weiter als ein Parallelmachen jener molekularen Ströme.
Ein dieser Auffassung entsprechendes Bild des Magneten gibt *Ampères*
Solenoid, jene beweglich aufgehängte, vom Strom durchflossene
Drahtspirale. Letztere stellt sich den von *Ampère* entdeckten
Gesetzen zufolge so ein, daß ihre Achse mit dem magnetischen Meridian
zusammenfällt.

Um das weitere Verhalten der Solenoide kennen zu lernen, galt es, die
Wirkung des Erdmagnetismus auszuschalten. Dies erreichte *Ampère* durch
die in umstehender Abbildung 44 dargestellte Versuchsanordnung. Der
Leiter ABCDEF ist ein einziger Draht, der mit seinen Enden A und F
in der bekannten *Ampère*schen Aufhängevorrichtung angebracht werden
kann. Von A ist der Draht nach der Mitte einer Röhre geführt und dann
um diese nach links gewunden. Nach einigen größeren Windungen wird
der Draht durch die Röhre nach dem rechten Ende D und von hier in
entgegengesetzt verlaufenden Windungen nach der Mitte und schließlich
nach F zurückgeführt. Infolge dieser Anordnung der Windungen sucht der
Erdmagnetismus ein derartiges Solenoid entgegengesetzt zu drehen und
kann ihm folglich keine Bewegung mitteilen.

Dies Solenoid verhielt sich einem Magneten gegenüber genau so wie ein
zweiter Magnet. Wurde ein und derselbe Pol des Magneten nacheinander
den beiden Enden des Solenoids genähert, so zog er das eine Ende an,
während er das andere abstieß. Wurde die Spirale befestigt und ein
beweglicher Magnet herangebracht, so fand gleichfalls Anziehung und
Abstoßung statt.

Versuche mit zwei Solenoiden ergaben, daß ihre Pole den
elektrodynamischen Gesetzen zufolge eine abstoßende oder anziehende
Wirkung äußern, je nachdem das Kreisen der Ströme an den gegenüber
befindlichen Enden in entgegengesetzter oder in gleicher Richtung
erfolgt. Ein vorübergeführter Strom lenkte eine solche Spirale nach
der von *Ampère* aufgestellten Schwimmerregel ab. Kurz, das Solenoid
verhielt sich, wie *Ampère* zur Bekräftigung seiner Theorie zeigen
wollte, in jeder Hinsicht wie ein wahrer Magnet.

[Illustration: Abb. 44. *Ampères* von dem Einfluß des Erdmagnetismus
befreites Solenoid[383].]

[Illustration: Abb. 45. *Ampères* astatische Magnetnadel[384].]

Wie *Ampère* den Erdmagnetismus bei der Konstruktion seiner Solenoide
auszuschalten vermochte (siehe Abb. 44), so gelang es ihm durch eine
ähnliche geschickte Anordnung diese Kraft bei der Magnetnadel auf
ein sehr kleines Maß zurückzuführen und der Nadel dadurch einen sehr
hohen Grad von Empfindlichkeit gegenüber dem elektrischen Strome
zu verleihen. *Ampère* verband nämlich, wie es die seiner Schrift
entnommene Abbildung 45 zeigt, zwei gleiche, getrennte und annähernd
gleich starke Magnetnadeln in der Weise, daß die gleichnamigen Pole
entgegengesetzt gerichtet waren. So wurde die richtende Kraft der Erde
auf die eine Nadel durch die entgegengesetzte Wirkung, welche diese
Kraft auf die andere Nadel ausübt, nahezu aufgehoben[385].

Bestand die Ursache des Magnetismus, wie *Ampère* annahm, in
elektrischen Strömen, welche den Magneten senkrecht zur magnetischen
Achse umkreisen, so mußte der Erdmagnetismus aus der gleichen Ursache
erklärt werden. *Ampère* setzte deshalb ein Strömen der Elektrizität
um die Erde voraus. Aus dem Verhalten der Solenoide zum Erdmagnetismus
mußte man schließen, daß der Erdstrom von Ost nach West gerichtet und
somit der Bewegung der Erde entgegengesetzt sei. *Ampère* zweifelte
nicht daran, daß der Erdstrom und somit der Erdmagnetismus mit
dieser Bewegung und der dadurch bewirkten periodischen Erwärmung
der Erdhälften durch die Sonne in Beziehung zu setzen sei. Da zwei
Körper von ein und derselben Natur, verschieden erwärmt, galvanisch
aufeinander wirken, sei es wahrscheinlich, daß die Ströme der
Erdkugel von der Erwärmung durch die Sonne herrührten[386]. Zu
ähnlichen Anschauungen gelangte auch *Seebeck*, der Entdecker der
Thermoelektrizität. Außer der Erwärmung durch die Sonne nahm *Ampère*
auch eine galvanische Wirkung der verschiedenartigen Stoffe, aus denen
die Erde besteht, zur Erklärung des Erdstroms in Anspruch.

Zur selben Zeit, als *Ampère* seine epochemachenden Untersuchungen
anstellte, erfuhr die Lehre vom Elektromagnetismus auch manche
Bereicherung durch *Arago*.

*Dominique François Jean Arago*, einer der vielseitigsten französischen
Gelehrten, wurde am 26. Februar 1786 in der Nähe von Perpignan geboren.
Er studierte in Paris, wurde Professor der Mathematik und Geodäsie
an der dortigen polytechnischen Schule und gab mit *Gay-Lussac* die
Annales de Chimie et de Physique heraus. Er starb in Paris am 2.
Oktober 1853.

*Arago* hat sich auf den Gebieten der Astronomie, der Optik und des
Elektromagnetismus die hervorragendsten Verdienste erworben.

So rührt von ihm das Verfahren her, Stahlnadeln dauernd zu
magnetisieren, indem man sie in eine vom Strom durchflossene
Drahtspule (Solenoid) einschließt. Um diese Wirkung auf Stahlnadeln zu
erzielen, bedurfte es, wie *Arago* des weiteren zeigte, nicht einmal
der dauernden Wirkung des galvanischen Stromes, sondern es genügte die
einmalige, momentan erfolgende Entladung einer *Leydener* Flasche.

Als *Arago* dem Schließungsdrahte einer Batterie Eisenfeilspäne
näherte, entdeckte er eine weitere elektromagnetische Wirkung, welche
darin bestand, daß die Eisenfeilspäne vom Drahte angezogen wurden.
Diese Beobachtungen führten *Arago* zu der auch *Seebeck*[387]
beherrschenden Vorstellung, daß ein vom Strom durchflossener Leiter
selbst ein Magnet sei. Die wichtigsten, zum Teil in Gemeinschaft mit
*Gay-Lussac* gemachten Entdeckungen über die magnetisierende Wirkung
des Stromes veröffentlichte *Arago* im Jahre 1820[388].

Einige Jahre später entdeckte *Arago* eine merkwürdige, zunächst ganz
unerklärliche Erscheinung, die er als Rotationsmagnetismus bezeichnete.
*Arago* fand nämlich, daß eine schwingende Magnetnadel über einer
Metallfläche viel schneller zur Ruhe kommt als über einem Nichtleiter,
wie Glas oder Marmor. Befand sich die Magnetnadel in der Ruhelage und
setzte er dann die Metallscheibe in Drehung, so erfolgte eine Ablenkung
der Nadel im Sinne der Rotation. Ja, die Nadel, konnte schließlich mit
zur Rotation gebracht werden. Auch zeigte es sich, daß der Magnet je
nach seiner Lage von der rotierenden Scheibe abgestoßen oder angezogen
wurde[389]. Diese Versuche *Aragos* blieben unerklärt, bis *Faraday*
sie als Ausgangspunkt zur Erforschung der Induktionserscheinungen
benutzte[390].




15. Die Entdeckung der Thermoelektrizität.


[Illustration: Abb. 46. Die Entdeckung der Thermoelektrizität.]

Kaum hatte man sich mit den hauptsächlichsten Wirkungen des
galvanischen Stromes vertraut gemacht, als man auch schon eine neue
Art der Elektrizitätserregung kennen lernte. Fast zur selben Zeit
als *Oersted* und *Ampère* ihre grundlegenden Versuche machten,
entdeckte der deutsche Physiker *Seebeck* die Stromerzeugung durch
ungleichmäßige Erwärmung eines aus verschiedenen Metallen bestehenden
Kreises. *Seebeck*[391] war auf den Gedanken gekommen, ob auch zwei
Metalle für sich, ohne die Mitwirkung eines feuchten Leiters einen
Strom hervorrufen könnten. Als *Seebeck* eine Wismutscheibe (Abb.
46 B) unmittelbar auf eine Kupferscheibe K legte und beide Scheiben
zwischen die Enden *ab* eines im magnetischen Meridian liegenden,
spiralförmig gewundenen Kupferstreifens brachte, zeigte die in
der Spirale befindliche Magnetnadel (*ns*) bei der Schließung des
Kreises eine deutliche Ablenkung. Dies war ein Beweis, daß hierbei
ein elektrischer Ausgleich stattfand. Die Wirkung war am stärksten,
wenn die Schließung unmittelbar mit der Hand bewirkt wurde; sie blieb
dagegen aus, wenn man sich beim Zusammendrücken einer Glasstange oder
eines längeren Holzstückes bediente, während sich noch eine schwache
Wirkung zeigte, wenn man dünne Zwischenkörper anwandte[392]. Es fiel
aber jede Wirkung auf die Magnetnadel weg, wenn *Seebeck* die Enden
der Spirale mit einer zwei Fuß langen Glas-, Holz- oder Metallstange
auf die Wismutscheibe niederdrückte. Nach diesen Beobachtungen mußte
sich der Gedanke aufdrängen, daß nur die Wärme die sich der berührten
Stelle von der Hand mitteilt, die Ursache jenes durch den Ausschlag
der Nadel sich verratenden elektrischen Ausgleichs ist. Danach war zu
erwarten, daß ein höherer Grad der Temperatur als derjenige, welcher
den Metallen durch die Berührung mitgeteilt wurde, auch eine größere
Wirkung hervorrufen werde. Der Versuch bestätigte dies. Wurden Wismut-
oder Antimonscheiben an dem einen Ende erwärmt und dann mit der Spirale
in Berührung gebracht, so war die Abweichung der Nadel viel bedeutender
als bei den früheren Versuchen.

Künstliche Abkühlung eines der beiden Berührungspunkte ergab denselben
Erfolg. Eine Wismutstange, deren Ende in einer Mischung von Salz
und Schnee abgekühlt wurde, während das andere Ende die gewöhnliche
Temperatur besaß, verhielt sich in Verbindung mit der Kupferspirale
ganz so, als wenn der Temperaturunterschied beider Enden durch
Erwärmung hervorgerufen worden wäre. Der Ausschlag der Nadel betrug
beim Schließen des Kreises dreißig Grad.

[Illustration: Abb. 47. *Seebecks* Thermoelement.]

Die Wirkung dieser metallischen Ketten war um so stärker, je größer der
Temperaturunterschied an den Berührungspunkten der verschiedenartigen
Metalle war. Wurde ein Blatt Papier oder eine Haut zwischen die beiden
Metalle geschoben, z. B. zwischen Antimon und Kupfer in a (Abb. 47),
während der Berührungspunkt b mit einer Weingeistlampe erwärmt wurde,
so zeigte sich gar keine Wirkung auf die Magnetnadel *ns*. Unmittelbare
Berührung der Metalle war demnach eine wesentliche Bedingung, um
Elektrizität durch Temperaturdifferenz zu erzeugen. Je vollkommener
*Seebeck* diese Verbindung herstellte, desto stärker zeigte sich die
Wirkung. Apparate, in welchen Stäbe von Antimon und Wismut durch Lötung
verbunden waren, zeigten bei gleicher Temperaturdifferenz eine weit
stärkere Ablenkung der Nadel als solche, in denen sich die Metalle nur
äußerlich berührten.

Auch gelegentlich der Entdeckung der Thermoelektrizität ergab es sich,
daß die Entdeckung neuer Wirkungen und Beziehungen in der Regel
zunächst in ihrer Tragweite überschätzt wird. So glaubte *Seebeck*
den Erdmagnetismus aus der durch vulkanische Wärme hervorgerufenen
ungleichen Erwärmung der Erdkugel erklären zu können. Eine Verwendung
fanden die Thermoströme nach zwei Richtungen, nämlich als Stromquelle
und zum Messen der Temperaturen.

Da die innige Berührung der Metalle neben dem Vorhandensein eines
Temperaturunterschieds die wesentliche Bedingung des Gelingens
war, hatte *Seebeck* seine Stäbe zusammengelötet und so das erste
Thermoelement geschaffen. War dieses zunächst auch nicht geeignet,
einen ergiebigen Strom zu liefern, so wurde es doch im Jahre 1834 in
den Händen *Nobilis*, der eine Anzahl solcher Elemente zur Thermosäule
vereinigte, zu einem brauchbaren Instrument, um Wärmestrahlungen
nachzuweisen und durch den Ausschlag eines empfindlichen Galvanometers
zu messen. Ein solches erhielt *Nobili*, als er nach dem Vorgang
*Ampères* zwei Nadeln von nahezu gleicher magnetischer Stärke zu einem
astatischen Nadelpaare verband[393]. Mit dieser unter dem Namen des
Thermomultiplikators bekannten Vereinigung beider Apparate hat später
*Melloni* seine Versuche über die Wärmestrahlung angestellt[394].
Zum Messen der Körperwärme wurde seit 1840 etwa ein Thermoelement
aus schwerer schmelzbaren Metallen, gewöhnlich Eisen und Neusilber,
gebraucht, dessen Lötstelle man in den Körper steckte.

Eine andere Verwertung der Thermoströme suchte schon *Seebeck*
anzubahnen, indem er aus mehreren, hintereinander geschalteten
Elementen eine thermoelektrische Säule konstruierte. Doch fand er, daß
die erhaltene Stromstärke nicht proportional der Anzahl der erwärmten
Berührungsstellen wuchs. Es schien vielmehr ein Teil verloren zu
gehen. Seitdem sind viele Thermosäulen konstruiert worden, so die von
*Noë* aus Neusilberdrähten und Stäben einer Zinkantimonlegierung und
neuerdings diejenige von *Gülcher*, der Antimon und Kupfer verwendet.
Zur Erzeugung starker Ströme haben sich alle ersonnenen Einrichtungen
jedoch nicht brauchbar erwiesen. Sie haben vor den galvanischen
Elementen nur die bequemere Handhabung und eine größere Beständigkeit
voraus.

Vergegenwärtigen wir uns noch einmal den Inhalt der letzten Abschnitte,
so finden wir, daß zu Beginn der zwanziger Jahre des 19. Jahrhunderts
die wesentlichsten Gebiete der Elektrizitätslehre mit Ausnahme der
Induktion erschlossen waren. Die Entdeckung der letzteren sollte der
unvergleichlichen Experimentierkunst eines *Faraday* vorbehalten
bleiben, mit dessen grundlegenden Arbeiten wir uns im nächsten Bande
beschäftigen werden.




16. Der insbesondere durch Laplace und Herschel bewirkte Aufschwung der
Astronomie.


Eine so weitgehende Umgestaltung, beziehungsweise Erschließung neuer
Gebiete, wie sie die Chemie und die Physik erfuhren, hat die Astronomie
um die Wende des 18. zum 19. Jahrhundert nicht aufzuweisen. Ihr
Lehrgebäude war durch die Arbeiten des 17. und des 18. Jahrhunderts
so festbegründet, daß es sich im wesentlichen nur noch um den Ausbau
im einzelnen und späterhin um eine Anwendung der physikalischen und
chemischen Forschungsergebnisse auf kosmische Erscheinungen handeln
konnte.

Die Hauptvertreter der Astronomie waren gegen das Ende des 18. und
zu Beginn des 19. Jahrhunderts *Laplace* und *Herschel*. Während der
erstere seine Untersuchungen vorwiegend auf unser Planetensystem
beschränkte und hier das Erbe *Newtons* vervielfältigte, hat
*Herschel*, wie *Humboldt* sich einmal ausdrückt[395], das Senkblei
zuerst in die Tiefen des Himmels geworfen. Wir werden ihn als den
eigentlichen Begründer der Astronomie der Fixsterne kennen lernen.

*Pierre Simon Laplace* wurde am 28. März 1749 in einer kleinen Stadt
der Normandie[396] als der Sohn eines armen Landmannes geboren. Die
außerordentliche Begabung, die *Laplace* auszeichnete, leuchtet schon
daraus hervor, daß er von seinem 18. bis zur Vollendung des 20.
Lebensjahres mehrere Abhandlungen aus dem Gebiete der Integralrechnung
veröffentlichte, die ihm den Ruf eines bedeutenden Mathematikers
eintrugen.

*Laplace* wurde infolgedessen zum Lehrer der Mathematik ernannt. Als
solcher wirkte er zunächst in seiner Vaterstadt; bald darauf berief
man ihn an die Militärschule zu Paris. Seit dieser Zeit stellte
*Laplace* seine außerordentliche mathematische Befähigung vorzugsweise
in den Dienst der theoretischen Astronomie, die erst durch seine
Untersuchungen in den Stand gesetzt wurde, eine befriedigende Erklärung
der in unserem Planetensystem auftretenden säkularen Änderungen zu
geben. Während manche Astronomen schon geneigt waren, gewisser, bei
der Bewegung der Planeten in die Erscheinung tretender Umstände wegen
eine nur annähernde Gültigkeit des *Newton*schen Gravitationsgesetzes
anzunehmen, lieferte *Laplace*, der sich dabei auf die Vorarbeiten
*Eulers* stützen konnte, den Nachweis, daß, unter dem Gesichtspunkte
des Problems von den drei Körpern, jene scheinbaren Abweichungen von
der Regel letztere erst vollauf bestätigen. *Newton* selbst hatte
nämlich nur die Bewegung eines Planeten um seinen Zentralkörper
untersucht und gezeigt, daß sie in einem Kegelschnitte erfolgen muß.
Das Problem der drei Körper war damit gegeben, daß bei dem Umlauf
des Mondes um die Erde der Einfluß der Sonne in Rechnung zu stellen
ist, um zu einer Übereinstimmung zwischen Theorie und Beobachtung zu
gelangen. Diese Untersuchung hatte schon *Euler* beschäftigt und ihn
zu Ergebnissen geführt, die später den von *Tobias Mayer* entworfenen
Mondtafeln als Unterlage dienten[397]. Das Hauptverdienst von *Laplace*
bestand darin, daß er das Problem von den drei Körpern auch auf die
Planeten und die Kometen ausdehnte und eine Theorie der Störungen,
d. h. der Abweichungen, welche diese Himmelskörper durch ihre
wechselseitige Anziehung erfahren, lieferte. Die strenge Lösung des
Problems der drei Körper, die auch heute noch die Kräfte der höheren
Analysis übersteigt, vermochte *Laplace* jedoch nicht zu geben.

Eine seiner frühesten Abhandlungen aus dem Bereich der theoretischen
Astronomie lieferte den wichtigen Nachweis, daß die mittlere Entfernung
der Planeten von der Sonne zwar Änderungen erleidet, im Mittel jedoch
konstant ist. Bald darauf wurde *Laplace*, kaum 24 Jahre alt, zum
Mitglied der Akademie der Wissenschaften gewählt. Nachdem er ein
Lehramt an der École normale erhalten, sehen wir ihn an den großen
Aufgaben, mit denen sich damals die französische Nation trotz der
politischen Gärung beschäftigte, den hervorragendsten Anteil nehmen. So
gehörte *Laplace* der aus dem Schoße der Akademie gewählten Kommission
für Maß und Gewicht an. Diese erhielt von der Nationalversammlung im
Jahre 1790 den Auftrag, eine unveränderliche Grundlage für ein neues
Maß- und Gewichtssystem in Vorschlag zu bringen. Die Bemühungen, das
schon von *Huygens* hierfür in Aussicht genommene Sekundenpendel zu
wählen, wurden durch *Laplace* gekreuzt. Letzterer, der offenbar
eine neue Gradmessung wünschte, bestimmte die Kommission, von dem
Meridianquadranten auszugehen. Die Akademie brachte daher im Jahre 1791
den zehnmillionsten Teil dieses Quadranten als Meter in Vorschlag.

Unter dem Vorsitz von *Laplace* wurde die École polytechnique,
eine der hervorragendsten Pflanzstätten der Wissenschaft und Technik
umgestaltet. Napoleon übertrug *Laplace*, den er sehr schätzte, sogar
das Ministerium des Innern und erhob ihn in den Grafenstand. Auch nach
der Restauration wurde *Laplace* mit Ehren überhäuft. Er schied am 5.
März des Jahres 1827 mit den Worten aus dem Leben: »Was wir wissen, ist
wenig, aber was wir nicht wissen, ist ungeheuer viel.«

Von den Schriften dieses größten Astronomen, den Frankreich
hervorgebracht, wurde später auf öffentliche Kosten eine Ausgabe
veranstaltet[398]. Die ersten fünf Bände enthalten das von 1799
bis 1825 erschienene Hauptwerk von *Laplace*, die »Mécanique
céleste«. Ein hervorragender Geschichtsschreiber der Astronomie[399]
bezeichnet es als »eine unendlich ausgedehnte und bereicherte
Ausgabe von *Newtons* Prinzipien«. Nach einer Ableitung der aus dem
Gravitationsgesetze folgenden allgemeinen Gleichungen für die Bewegung
der Himmelskörper entwickelte *Laplace* in diesem Werke seine schon
erwähnte Theorie der Störungen. Hierbei boten ihm die Beobachtungen an
den großen Planeten Saturn und Jupiter, deren Ungleichheiten er auf den
Einfluß, den diese Himmelskörper aufeinander ausüben, zurückführte,
sowie die Beobachtungen an den Jupitermonden die willkommenste
Unterlage für seine theoretischen Erwägungen.

Da die Jupitertrabanten mit ihrem Zentralkörper ein Ganzes ausmachen,
das dem Planetensystem sehr ähnlich ist, die Umläufe hier aber in
verhältnismäßig kurzer Zeit erfolgen, so ließen diese *Laplace* in
einem kurzen Zeitraume alle jene großen Veränderungen erkennen, die
sich im Planetensystem im Verlaufe von Jahrhunderten abspielen. War
*Newton* noch geneigt, die trotz aller gegenseitigen Störungen
im Sonnensystem offenbar vorhandene Stabilität auf übernatürliche
Einflüsse zurückzuführen, so gelang es *Laplace*, diese Stabilität als
eine Notwendigkeit nachzuweisen und damit die der Gravitationsmechanik
gestellte Aufgabe erst endgültig zu lösen[400].

Auch das Problem der Gezeiten, für das *Newton* die erste, indes in
mancher Hinsicht mit den Tatsachen noch nicht im Einklang stehende
theoretische Ableitung gegeben hatte, wurde durch *Laplace* zu einem
gewissen Abschluß gebracht. Dabei stand ihm in den über mehrere Jahre
sich erstreckenden täglichen Beobachtungen, die auf Veranlassung der
Akademie der Wissenschaften in den französischen Häfen, insbesondere in
Brest, stattgefunden hatten, ein vortreffliches Material zur Verfügung,
das er unter Anwendung der zur Zeit *Newtons* noch nicht entwickelten
Prinzipien der Hydrodynamik bearbeitete. Es gelang ihm, Linien gleicher
Flutzeit, die sogenannten Isorachien, zu ermitteln. Eine befriedigende
Theorie der Gezeiten vermochte jedoch erst die vereinte Arbeit
zahlreicher Beobachter und Theoretiker der neueren Zeit zu geben.

Einige Jahre vor dem Erscheinen der Mécanique céleste suchte
*Laplace* die Ergebnisse der astronomischen Forschung in allgemein
verständlicher Weise weiteren Kreisen zugänglich zu machen. So
entstand seine »Darstellung des Weltsystems«, ein Buch, in dem er
unter anderem seine Ansichten von der Bildung der Welt aus einem
chaotischen Urnebel entwickelte. Zunächst setzt *Laplace* auseinander,
daß die Glieder des Planetensystems, obgleich sie selbständig sind,
dennoch sehr merkwürdige Beziehungen zu einander aufweisen, die uns
über den Ursprung des Systems aufklären können. Man bemerke nämlich,
daß sämtliche Planeten fast in derselben Ebene von West nach Ost um
die Sonne kreisen. Die Monde bewegten sich ferner um die Planeten
im gleichen Sinne und fast in derselben Ebene wie die letzteren.
Endlich drehten sich Sonne, Planeten und Monde sämtlich in einerlei
Richtung um ihre Achse, und zwar geschehe dies fast in der Ebene ihrer
Umlaufsbewegungen. Eine solch außergewöhnliche Erscheinung könne kein
Spiel des Zufalls sein; sie deute auf eine gemeinsame Ursache hin.
*Buffon* hatte zur Erklärung dieser merkwürdigen Gesetzmäßigkeiten
angenommen, daß ein Komet in seinem Falle auf die Sonne einen Strom
Materie von dieser losgerissen habe, der sich dann zu größeren
und kleineren, von der Sonne verschieden weit abstehenden Kugeln
zusammengeballt hätte. Diese Hypothese erklärt nach *Laplace* indessen
nur eine der erwähnten Erscheinungen. Denn es sei einleuchtend, daß
alle auf solche Weise entstandenen Körper sich ungefähr in derjenigen
Ebene bewegen müßten, welche durch den Mittelpunkt der Sonne und den
Weg des materiellen Stromes gehe, der jene Körper erzeugt habe. Die
anderen Erscheinungen können, wie *Laplace* ausführt, aus der Hypothese
*Buffons* nicht erklärt werden. Ja, die geringe Exzentrizität der
Planetenbahnen spricht geradezu gegen diese Hypothese. Denn nach der
Theorie der Zentralkräfte wird ein Körper, der sich um die Sonne bewegt
und dabei ihre Oberfläche streift, bei jedem seiner Umläufe dahin
zurückkehren müssen. Wären also die Planeten ursprünglich von der
Sonne losgerissen worden, so würden sie die Sonne nach jedem Umlauf
berühren. Ihre Bahnen wären also nicht nahezu kreisförmig, sondern
stark exzentrisch.

Eine Ursache, welche die Bewegungen der Planeten und der Monde
veranlaßte, mußte sich, welches auch ihre Natur war, auf alle diese
Körper erstrecken. In Anbetracht der gewaltigen Zwischenräume, welche
die Planeten trennen, kann diese Ursache, so führt *Laplace* aus, nur
in einem Fluidum von ungeheurer Ausdehnung bestanden haben. Sollte
dieses Fluidum den Planeten fast kreisförmige, gleich gerichtete
Bewegungen um die Sonne verleihen, so mußte es die Sonne wie eine
Atmosphäre umgeben. Durch diese Überlegungen wurde *Laplace* zu der
Annahme geführt, daß die Sonnenatmosphäre sich uranfänglich über
sämtliche Planetenbahnen hinaus erstreckt habe und allmählich bis auf
ihren jetzigen Umfang zusammengeschrumpft sei.

Die große Exzentrizität der Kometenbahnen führte *Laplace* zu
demselben Ergebnis. Die Kometen sind nach ihm Weltkörper, die sich
zu jener Zeit, als die Bildung der Planeten vor sich ging, außerhalb
jenes Fluidums befanden. Die Bahnen der Kometen sind so verschieden,
als wären diese Körper aufs Geratewohl geschleudert worden, weil
eben die Sonnenatmosphäre keinen Einfluß auf ihre Bewegungen haben
konnte. Um zu erklären, wie die Sonnenatmosphäre den Umlauf und
die Rotation der Planeten hervorrief, nahm *Laplace* an, daß die
Planeten an den aufeinander folgenden Grenzen jener Atmosphäre durch
die Verdichtung derjenigen Zonen entstanden seien, die sich in der
Äquatorebene infolge von Abkühlung und Zusammenziehung bilden mußten.
Die Monde sollten auf ähnliche Weise aus der Atmosphäre der Planeten
hervorgegangen sein. Die beobachteten Erscheinungen erklärten sich also
sämtlich ungezwungen aus dieser Annahme, welche durch die Saturnringe
eine weitere Stütze erhielt.

Ein Versuch, auf deduktivem Wege zu einer Vorstellung von dem
Weltbildungsprozesse, insbesondere der Entstehung unseres
Planetensystems zu gelangen, wurde schon mehrere Jahrzehnte vor
*Laplace* in Deutschland durch *Immanuel Kant* (1724-1804) gemacht.
In seiner »allgemeinen Naturgeschichte und Theorie des Himmels[401]«,
vom Jahre 1755 nimmt *Kant* als Urzustand die feinste Verteilung der
Materie durch den ganzen Weltraum an, weshalb man seine Ansicht auch
als Nebularhypothese bezeichnet hat. Infolge der Gravitation bildeten
sich dann Zentralkörper. Die benachbarte Materie verdichtete sich
gleichfalls um besondere Bildungsmittelpunkte und näherte sich, durch
die allgemeine Anziehung getrieben, dem Zentrum. Gäbe es nur Anziehung,
so müßte eine Vereinigung des Zentralkörpers mit den um besondere
Punkte sich anhäufenden Massen stattgefunden haben. Unter dem Einfluß
einer der Materie gleichfalls innewohnenden abstoßenden Kraft wurden
die herabsinkenden Massen indessen abgelenkt. Der Fall schlug in eine
Wirbelbewegung um, woraus nach *Kant* die Tatsache ihre Erklärung
findet, daß sämtliche Planeten in nahezu einer Ebene und in derselben
Richtung um die Sonne kreisen.

In Wahrheit ist die erste Ursache der Rotation durch *Kants* Annahme
nicht erklärt. *Laplace* gesteht die Unzulänglichkeit seiner Hypothese
in diesem Punkte zu. Er gibt für das Zustandekommen der Rotation keine
Erklärung, sondern geht von einem in Drehung begriffenen Gasball aus,
gelangt aber, wie wir sahen, im wesentlichen zu demselben Ergebnis wie
*Kant*.

*Kant* selbst war zu seinen Spekulationen durch die Schrift des
Engländers *Wright* angeregt worden[402]. Auf diesen ist wohl die
Beobachtung zurückzuführen, daß die Fixsterne nicht ohne Gesetz
zerstreut, sondern auf eine Ebene zu beziehen sind. *Wright* sagt
nämlich: »Die Sterne stehen um so dichter, je mehr wir uns der
Milchstraße nähern, so daß von den 2000 Sternen, die das unbewaffnete
Auge wahrnimmt, der größte Teil in einer nicht gar breiten Zone, deren
Mitte die Milchstraße bildet, angetroffen wird.« Auch *Lambert* hat,
wie wir an anderer Stelle schon erwähnten, diesen Gedanken weiter
ausgeführt und begründet[403]. Eine wertvolle Stütze erhielt *Kants*
Theorie dadurch, daß gewisse Ableitungen, die *Kant* anstellte, durch
spätere Beobachtungen bestätigt wurden. Das schönste Beispiel ist
*Kants* Berechnung der Rotation der Saturnringe[404]. *Kant* nahm
an, daß die Materie dieser Ringe sich von dem Äquator des Planeten
losgelöst habe und infolgedessen auch eine rotierende Bewegung
besitze. Seine Berechnung ergab für den inneren Rand des Ringes
eine Rotationsdauer von »etwa zehn Stunden«. Nach den Beobachtungen
*Herschels*, die 34 Jahre später angestellt wurden, ergab sich für die
Rotationszeit der Wert von 10½ Stunden. Die Ansicht *Kants*, daß
die Ringe des Saturn aus einer Häufung einzelner Teilchen bestehen,
haben gleichfalls spätere teils analytische, teils photometrische
Untersuchungen bestätigt. Auch die Vorstellung, daß das Zodiakallicht
auf einen die Sonne umgebenden und von ihr erleuchteten Ring von
kosmischem Staub zurückzuführen sei, hat *Kant* in Anlehnung an seine
Betrachtungen über den Saturnring entwickelt[405].

*Kant* erörtert auch die Frage, ob die Achsendrehung der Weltkörper
durch irgend welche Umstände vermindert oder ganz aufgezehrt werden
könne. Sollte z. B., meint er, der Mond sich nicht früher schneller
um seine Achse gedreht haben und durch irgend welche Ursachen seine
Bewegung auf das jetzige Maß herabgemindert worden sein[406]. Eine
nähere Untersuchung dieses Problems hat *Kant* zu der Annahme geführt,
daß die Flutwelle eine solche hemmende Wirkung ausübe. *Kant* ist
auch darin bahnbrechend und glücklich gewesen. Er zeigte, daß die
Rotation der Erde eine Verlangsamung erfahren müsse, weil sich unser
Planet unter den durch Mond und Sonne erzeugten Flutwellen wie in
einem Friktionshemmschuh bewege. Die Rotation des Mondes sei so sehr
vermindert und habe sich schließlich dem Umlauf dieses Weltkörpers um
die Erde vollkommen angepaßt, weil die Erdwirkung, die auf dem Monde
eine Flut erzeugte, 3600 mal so groß sei als diejenige, welche der
Mond auf die Gewässer der Erde ausübt. Diese Annahmen *Kants* sind
durch spätere, streng mathematische Ableitungen bestätigt worden[407].
So stellte sich denn *Kants* Hypothese als ein zwar kühner, aber doch
glücklicher Griff dar, weil sich nach allen Seiten Wechselbeziehungen
und Bestätigungen ergaben[408].

Am Schlusse seiner Abhandlung wendet sich *Kant* noch gegen die
religiösen Bedenken, die vielleicht gegen seine Ansichten geltend
gemacht werden könnten. Seien doch viele der Meinung, es heiße Gott
die Regierung der Welt streitig machen, wenn man den Ursprung des
Geschehens in den Naturkräften suche. Wenn die Ordnung der Welt, so
betont demgegenüber *Kant*, aus allgemeinen Naturgesetzen herfließen
konnte, so ist die ganze Natur notwendig eine Wirkung der höchsten
Weisheit. *Kant* zieht indessen aus seiner Lehre nicht die letzten
Folgerungen. Er beschränkt nämlich die mechanische Naturerklärung auf
die Vorgänge der unorganischen Welt und hält sie für die Erklärung auch
des einfachsten Organismus nicht für ausreichend. Die Ausdehnung der
mechanischen Naturerklärung auf das gesamte Geschehen wurde besonders
im 19. Jahrhundert versucht, ohne jedoch in das Verhältnis der Psyche
zur Materie einen befriedigenden Einblick vermitteln zu können.

Mit dem Ausbau der Theorie ging eine beträchtliche Erweiterung der
Kenntnis des Planetensystems Hand in Hand. Schon *Kepler* hatte auf
den verhältnismäßig großen Abstand hingewiesen, der sich zwischen den
Bahnen des Mars und des Jupiter befindet. Angeregt durch Spekulationen,
die darauf abzielten, eine die Abstände der Planeten beherrschende
Gesetzmäßigkeit zu finden, begann man mit dem Jahre 1800 den Tierkreis
nach kleineren Wandelsternen zu durchsuchen. Den ersten Erfolg nach
dieser Richtung hatte *Piazzi*[409] zu verzeichnen.

Dieser Astronom beobachtete anfangs Januar 1801 einen Stern 8. Größe,
der sich im Stier befand. Als er den Stern an den nächsten Abenden
von neuem aufsuchte, zeigte es sich, daß er seine Stellung zu den
benachbarten Sternen verändert hatte, also offenbar ein Planet war.
Das neue Gestirn erhielt den Namen »Ceres«. Es wurde, nachdem *Piazzi*
es aus den Augen verloren, *Gauß* aber seine Stellung wieder berechnet
hatte, von neuem durch *Olbers* entdeckt und in die Lücke zwischen Mars
und Jupiter verwiesen. Dasselbe geschah mit einem zweiten, von *Olbers*
aufgefundenen Planeten, der Pallas. An diese reihten sich noch 1804
die Juno und 1807 die Vesta. Damit war der Anfang zur Entdeckung eines
zwischen Mars und Jupiter befindlichen Planetenoidenringes gemacht,
dessen Glieder, wie man nach der Anfertigung genauerer, die Sterne bis
zur neunten Größe umfassender Himmelskarten erkannte, nach hunderten
zählen.

Eine andere Erweiterung der Kenntnis vom Planetensystem erfolgte
durch den zweiten großen Vertreter, den die Astronomie in dieser
Periode hatte, durch *Wilhelm Herschel*. Diese Erweiterung bestand
in der Entdeckung des Uranus. Da *Herschel* wie kein anderer den
Blick über die Grenzen des Planetensystems hinaus gerichtet hat und
damit zum eigentlichen Begründer der Fixsternastronomie geworden ist,
wollen wir uns mit seinem außergewöhnlichen Lebenslauf und seinen
wissenschaftlichen Taten etwas eingehender beschäftigen.

*Friedrich Wilhelm Herschel* wurde am 15. November 1738 in Hannover
geboren. Sein Vater war ein armer, mit zahlreichen Nachkommen
gesegneter Musiker, der eine große Bewunderung für die Astronomie an
den Tag legte. *Herschels* Schwester, deren Aufzeichnungen[410] wir
fast alles verdanken, was über die Jugend des großen Astronomen bekannt
geworden ist, erzählt, der Vater habe sie und ihre Geschwister in
einer klaren Nacht auf die Straße geführt, um sie mit den schönsten
Sternbildern bekannt zu machen. Auch sei er ihrem Bruder Wilhelm bei
seinen Studien an die Hand gegangen.

Letzterer war gleichfalls zum Musiker bestimmt. Ein lebhaftes Interesse
für die Theorie seiner Kunst veranlaßte ihn, sich eingehend mit der
Mathematik zu befassen. Fünfzehn Jahre alt, wurde Wilhelm Mitglied
der Kapelle eines Regiments, mit dem er bald darauf[411] nach England
ging. Nachdem er seinen Dienst aufgegeben, bekleidete er eine
Organistenstelle in Bath, wohin ihm seine Schwester Karoline folgte.
Letztere hing mit schwärmerischer Bewunderung an dem Bruder und half
ihm als treue Mitarbeiterin den Ruhm gewinnen, der seinen Namen später
verherrlichen sollte. Trotzdem *Herschel* durch seine Stellung in
Bath sehr in Anspruch genommen war, fand er doch Zeit zur Fortsetzung
seiner Studien. Der Umstand, daß der Mann, der auf musiktheoretischem
Gebiete[412] sein Lieblingsschriftsteller war, auch ein Werk über Optik
geschrieben, im Verein mit den Anregungen, die er in seiner Jugendzeit
empfangen, führten *Herschel* dazu, daß er sich mit immer größerem
Eifer und Verständnis der Astronomie zuwandte. »Als ich mit dieser
Wissenschaft bekannt wurde«, schrieb er später[413], »faßte ich den
Entschluß, nichts auf Treu und Glauben anzunehmen, sondern alles, was
andere vor mir erblickt hatten, mit meinen eigenen Augen zu sehen.«
Da indessen die Kosten der Anschaffung eines Fernrohres zu bedeutend
waren, beschloß *Herschel*, selbst ein solches anzufertigen. Nach
vielen Mühen brachte er im 37. Jahre seines Lebens ein Spiegelteleskop
zu stande, mit dem man den Saturnring erblicken konnte. *Herschels*
Fleiß verdoppelte sich jetzt; sein ganzer Stolz bestand darin,
Teleskope zu liefern, von denen immer eins das andere übertraf.

Einige kleinere astronomische Abhandlungen waren schon aus seiner Feder
hervorgegangen, als er mit einem Schlage durch die Entdeckung eines
neuen, jenseits des Saturn umlaufenden Planeten zum berühmten Manne
wurde. Diese Entdeckung des Uranus erfolgte am 13. Mai des Jahres
1781. Es war ein astronomisches Ereignis, dem sich nichts Ähnliches
zur Seite stellen ließ. König Georg III., der eine Sternwarte besaß,
ernannte *Herschel*, nachdem er dessen Teleskop gesehen und nachdem
sich herausgestellt hatte, daß es die besten Instrumente übertraf, zum
königlichen Astronomen.

*Herschel* gab jetzt seine Stellung als Musiker auf und verließ Bath
im Jahre 1782, um sich ausschließlich der Erforschung des Himmels
zu widmen. Mit reichen Mitteln -- der König stellte 4000 Pfund zur
Verfügung -- wurde ein Riesenteleskop geschaffen, dessen Bau mehrere
Jahre (1785-1789) in Anspruch nahm. Die Konstruktion, die *Herschel*
hierbei wählte, war eine eigenartige (siehe Abb. 48). Das neue
Instrument besaß nämlich nur einen Spiegel, der beiläufig etwa 2000
Pfund wog und einen Durchmesser von 4 Fuß besaß. Dieser Spiegel M war
gegen die Achse des Instruments ein wenig geneigt, so daß das Bild
*ab* am unteren Rande der Öffnung entstand und dort durch das Okular
betrachtet werden konnte. Allerdings ging hierbei ein Teil des Lichtes
verloren, da der Beobachter von vorn in das Rohr hineinschauen mußte.
Doch war dieser Verlust bei genügendem Durchmesser des Spiegels nicht
so beträchtlich, um die Konstruktion in Frage zu stellen.

[Illustration: Abb. 48. Schema des von *Herschel* konstruierten
Spiegelteleskops.]

Bis zu seinem am 25. August des Jahres 1822 erfolgten Tode blieb
*Herschel* auf der in der Nähe von Windsor errichteten Sternwarte
unermüdlich mit der Durchmusterung des Himmels beschäftigt. Diese
Arbeitsstätte verließ er nur, um von Zeit zu Zeit der Royal Society
über die Ergebnisse seiner Forschungen, denen wir uns jetzt zuwenden
wollen, zu berichten.

Zunächst reihte sich an die Auffindung des Uranus noch manche
wertvolle, unser Planetensystem betreffende Beobachtung. So entdeckte
*Herschel* mehrere Trabanten dieses Hauptplaneten, sowie den ersten und
den zweiten Mond des Saturn. Für diesen Planeten hatte *Huygens* zuerst
das Vorhandensein eines Trabanten, und zwar des sechsten, nachgewiesen.
Die gleichfalls von *Huygens* entdeckten weißen Flecke an den Marspolen
fand *Herschel* abhängig von den Jahreszeiten des Mars, für den er
eine an irdische Verhältnisse erinnernde Beschaffenheit nachzuweisen
suchte[414]. Während schon *Cassini* imstande war, die Rotationszeit
des Jupiter aus der Beobachtung gewisser Flecken dieses Planeten zu
ermitteln, gelang erst *Herschel* die Lösung der gleichen Aufgabe für
den Saturn[415].

[Illustration: Abb. 49. Der von *Herschel* in den Jahren 1785-1789
erbaute vierzigfüßige Reflektor[416].]

Zum Zentralkörper unseres Systems übergehend, suchte *Herschel* sowohl
dessen physische Natur als dessen Bewegung und Stellung im Weltraum zu
bestimmen. Seine Theorie über die Beschaffenheit des Sonnenkörpers,
welche er auf die Beobachtung der Flecken gründete, hat jedoch die
Mitte des 19. Jahrhunderts nicht überlebt. *Herschel* verließ nämlich
die alte, heute wieder als richtig geltende Ansicht, daß wir es in
der Sonne mit einem Körper von sehr hoher Temperatur zu tun haben.
Er nahm an, daß sie aus einem festen, nicht leuchtenden, vielleicht
bewohnbaren Kern bestehe, der von einer durchsichtigen Atmosphäre
und einer darüber befindlichen lichtspendenden Photosphäre umgeben
sei. *Herschels* Theorie gemäß entsteht ein Sonnenfleck, indem jene
Photosphäre infolge aufsteigender Dämpfe zerreißt und der dunkle Körper
der Sonne zum Vorschein kommt.

Da es gelungen war, an den Fixsternen eine Eigenbewegung nachzuweisen,
so lag der Gedanke nahe, daß auch unsere Sonne mit all' ihren
Planeten, Monden und Kometen eine nach einem bestimmten Punkte
des Himmels gerichtete Bewegung besitze. Eine solche würde ein
scheinbares Auseinanderweichen der in der Richtung dieser Bewegung
befindlichen Fixsterne, sowie ein Zusammenrücken der Sterne in der
Nähe des entgegengesetzten Himmelspunktes zur Folge haben. Es gelang
*Herschel*[417], derartige Veränderungen, die ein Fortschreiten
des Sonnensystems erkennen lassen und sich mit den wirklichen
Eigenbewegungen der Fixsterne kombinieren, nachzuweisen. Der von ihm
ermittelte Punkt, dem sich die Sonne nähert, liegt im Sternbilde des
Herkules. Obgleich die Größe der Sonnenbewegung wahrscheinlich mehrere
tausend Meilen in der Stunde beträgt, werden doch noch lange Zeiträume
verfließen, bis der vielleicht um einen weit entfernten Schwerpunkt
erfolgende Umlauf unseres Zentralkörpers erkannt sein wird.

Eng verknüpft mit dem Problem der Sonnenbewegung ist der gleichfalls
von *Herschel* erbrachte Nachweis, daß die von den früheren Astronomen
für nur scheinbar benachbart gehaltenen Doppelsterne, wirklich
zusammengehören und binäre Systeme bilden. *Herschel* hat nicht
weniger als 846 Doppelsterne katalogisiert. Spätere Forschungen haben
ergeben, daß die Bewegung innerhalb solcher binären Systeme nach dem
Gravitationsgesetz erfolgt, das damit erst als das wahre Weltgesetz
erkannt war.

Bislang hatte man die Fixsterne wenigstens so betrachtet, als ob sie
über die Fläche einer Kugel verteilt wären. Seit *Herschel* beginnt
die Astronomie sich mit der räumlichen Verteilung dieser Weltkörper zu
beschäftigen. Schon vor ihm hatte die Milchstraße und die Anordnung
der außerhalb der Milchstraße befindlichen Sterne das Nachdenken
eines *Kant*[418] erregt. Jedoch erst *Herschel* setzte an die Stelle
bloßer Vermutungen den auf systematisch angestellten Beobachtungen,
seinen sogenannten Aichungen, gegründeten Nachweis, daß die deutlich
sichtbaren Sterne samt der Milchstraße -- ein Komplex von etwa 20
Millionen Weltkörpern -- einen linsenförmigen Haufen bilden und daß die
Sonne sich etwas außerhalb der Mitte jenes Haufens befindet. Diesen
Nachweis lieferte er in einer »Über den Bau des Himmels« betitelten
Schrift[419].

*Messiers* etwa 100 Nummern enthaltendes Verzeichnis von Nebelflecken
und Sternhaufen veranlaßte *Herschel*, sein zwanzigfüßiges
Spiegelteleskop von 12 Zoll Öffnung auf diese Himmelskörper zu richten.
Dabei sah er zu seiner größten Freude, daß die meisten Nebelflecken der
Stärke seines Instrumentes unterlagen und in Sterne aufgelöst wurden.
Es ergab sich, daß sie entweder nichts als lauter Sterne sind. Oder
sie enthielten wenigstens Sterne. Den in *Messiers* Verzeichnis[420]
erwähnten »Nebelfleck ohne Stern«, der sich nahe dem Haupthaar der
Berenice befindet, erblickte *Herschel* als einen Haufen dicht
gedrängter Sterne. »Es ist dies«, sagt *Herschel*, »einer der schönsten
Gegenstände, die ich mich erinnere, am Himmel gesehen zu haben. Der
Haufen erscheint unter der Gestalt einer Kugel aus kleinen, in einen
einzigen Lichtglanz zusammengedrängten Sternen samt einer Anzahl, die
ringsum stehen und in der Hauptmasse deutlich zu unterscheiden sind«
(siehe Abbildung 50).

[Illustration: Abb. 50. *Herschels* Abbildung eines Nebelfleckes[421].]

Als *Herschel* seine Beobachtungen begann, vermutete er, daß manche
Nebelflecken noch unentdeckt geblieben seien. Er gab sich daher der
Hoffnung hin, zu den von *Messier* verzeichneten 100 Sternhaufen und
Nebelflecken eine schätzbare Zugabe liefern zu können. Der Erfolg
bewies, daß seine Erwartungen begründet waren. Während *Halley* nur
sechs Nebel kannte und *Messiers* Verzeichnis, wie erwähnt, nur etwa
100 Nummern enthielt, wurden in den Jahren 1786 bis 1802 von *Herschel*
nahezu 2500 Nebelflecke katalogisiert, beschrieben und gezeichnet. Eine
Fortsetzung dieser Studien verdanken wir *Herschels* Sohn John, der auf
einer Expedition nach dem Kap der guten Hoffnung[422] eine fast ebenso
große Zahl von Nebelflecken am südlichen Himmel entdeckte.

[Illustration: Abb 51. *Herschels* Ableitung der Gestalt der
Milchstraße[423].]

Die mühevollen Studien über die Nebelflecken führten *Herschel* zu der
Erkenntnis, daß auch die Milchstraße nichts anderes als eine Schicht
von Fixsternen ist, innerhalb deren sich die Sonne, wenn auch nicht
genau im Mittelpunkte, befindet. Es läßt sich dies nach *Herschel*
aus der Gestalt der Milchstraße entnehmen, die sich in einem größten
Kreise um den gesamten Himmel ziehen muß, wenn sich die Sonne innerhalb
dieser Sternenschicht befindet. Nehmen wir mit *Herschel* an, eine
Anzahl Sterne sei zwischen zwei, in einem gegebenen Abstande einander
parallel laufenden, weit ausgedehnten Ebenen angeordnet, so wird
ein Beobachter, der sich irgendwo innerhalb einer solchen Schicht
befindet, sämtliche zu ihr gehörigen Sterne in einem großen Kreise
sehen. Letzterer wird nach Maßgabe der Anhäufung der Sterne sich mehr
oder weniger hell zeigen, während es scheinen wird, als ob die übrigen
Gegenden des Himmels nur mit Sternbildern bestreut wären. So würde
ein Auge bei S (siehe Abb. 51) innerhalb der Schicht *ab* die in der
Richtung des Verlaufes der Schicht befindlichen Sterne als einen hellen
Kreis ABCD sehen, während die Sterne an den Seiten *mv*, *nw* über
den übrigen Teil des Himmels bei MVNW zerstreut erscheinen würden.

Stände der Beobachter irgendwo außerhalb der Schicht, so würde die
Schicht die Gestalt einer Scheibe annehmen, die nach Maßgabe der
Entfernung des Beobachters mehr oder weniger groß sein würde. Und nähme
dieser Abstand über alles Maß zu, so müßte die ganze Sternenschicht
zuletzt in einen lichten Fleck zusammenschrumpfen.

Nehmen wir nun weiter mit *Herschel* an, daß eine kleinere Schicht
aus der ersteren nach einer bestimmten Richtung hin ausläuft und
gleichfalls von zwei parallelen Ebenen, die sich ins Unbestimmte
ausdehnen, eingeschlossen ist. Befindet sich der Beobachter in der
großen Schicht irgendwo in der Nähe der Abzweigung, dann wird diese
zweite Schicht nicht einen Kreis darstellen, sondern wie ein lichter
Zweig erscheinen, der von dem Kreise ausgeht und in einer gewissen
Entfernung wieder zu ihm zurückkehrt. So werden in Abb. 51 die Sterne
in der kleinen Schicht *pq* in einem hellen Bogen PRRP gesehen
werden, der nach der Absonderung vom Kreise sich mit ihm wieder
vereinigt.

Aus dem Bilde, das uns die Milchstraße bietet, folgerte *Herschel*
deshalb, daß sich die Sonne in einer großen Fixsternschicht nicht fern
von der Stelle befinde, von der eine kleinere Schicht als ein Zweig der
größeren ausläuft.

Anfangs hielt *Herschel* sämtliche Nebelflecke für Sternhaufen. Als er
jedoch auch deutliche Sterne entdeckte, die von einem Nebel umgeben
sind, der offenbar zu dem Sterne in Beziehung steht, nahm er an, daß
es sich hier um leuchtende Gasmassen handele, die auch, ohne einen
Stern zu umschließen, existieren und der Urstoff für die Bildung neuer
Himmelskörper seien. Dementsprechend glaubte er, in dem Zustande, den
uns der Fixsternhimmel gegenwärtig darbietet, sämtliche Stufen des
Weltbildungsprozesses nachweisen zu können. Spätere, insbesondere
spektroskopische Forschungen haben die Richtigkeit dieser kühnen
Schlüsse dargetan.

Die Betrachtungen, welche *Herschel* über die Abmessungen des mit
seinem Teleskop durchforschten Raumes anstellte, lieferten den
Nachweis, daß das Licht, um von den entferntesten Objekten des Himmels
zu uns zu gelangen, viele tausend Jahre gebraucht, so daß unsere
Teleskope nicht allein den Raum, sondern auch die Zeit durchdringen.
Anknüpfend an die von *Herschel* erhaltenen Ergebnisse konnte deshalb
*Humboldt*[424] wohl sagen, daß das Licht der fernsten Weltkörper das
älteste sinnliche Zeugnis von dem Dasein der Materie sei.

Als zur Jahrhundertfeier der Uranusentdeckung eine Biographie
*Herschels*[425] erschien, wurde darin mit Recht hervorgehoben, daß
an *Herschels* Ansicht über den Bau des Himmels nur wenig zu ändern
gewesen sei. »Jede astronomische Entdeckung«, heißt es dort[426], »und
jede gut beobachtete physikalische Tatsache gibt Material für die
Ausarbeitung der Einzelheiten oder für die Verbesserung untergeordneter
Punkte dieser Ansicht. Als wissenschaftliche Auffassung ist sie
vielleicht die großartigste, die jemals der menschliche Geist gewonnen
hat.«

Den Ansichten, die fast gleichzeitig *Herschel* und *Laplace* und vor
ihnen schon *Kant* über die Entstehung der Welt entwickelten, ist der
Gedanke gemeinsam, daß die Gestirne, die sich die früheren Zeitalter
aus ganz besonderem Stoff gebildet dachten, in materieller Hinsicht
untereinander und von der Erde nicht wesentlich verschieden sind.
Dieses Ergebnis einer denkenden Naturbetrachtung sollte nicht nur durch
die spätere spektroskopische Untersuchung, sondern auch durch die noch
im Zeitalter von *Herschel* und *Laplace* erfolgte richtige Deutung der
Meteoriten ihre Bestätigung finden.

Nachrichten über vom Himmel gefallene Stein- und Eisenmassen reichen
bis ins graue Altertum zurück, ohne daß dadurch bis gegen das 18.
Jahrhundert das wissenschaftliche Interesse rege geworden wäre. Um
die Mitte jenes Zeitabschnitts waren zwei auffallende Tatsachen zu
verzeichnen. Der Sibirien bereisende deutsche Naturforscher *Pallas*
entdeckte 1749 in der Nähe des Jenissei eine 1600 Pfund schwere
Eisenmasse, deren Beschaffenheit darauf hinwies, daß man es in ihr
mit einem Naturerzeugnis zu tun habe[427]. Ferner hatte in Agram im
Jahre 1751 einer der am besten beglaubigten Meteoreisenfälle[428]
stattgefunden. Das dort gefallene Stück war ausgegraben und dem Wiener
Naturalienkabinet einverleibt worden. Der Leiter dieses Instituts wies
jedoch die Meinung, daß die Masse überhaupt gefallen sei, mit Spott
zurück. Seiner Ansicht nach sollte sich das Eisen unter dem Einfluß
der atmosphärischen Elektrizität aus Bestandteilen des Bodens gebildet
haben.

In einer 1794 erschienenen Abhandlung wagte es der deutsche Physiker
*Chladni*, im Gegensatz zu allen gelehrten Zeitgenossen, für die
Feuerkugeln einen kosmischen Ursprung zu behaupten und die von
*Pallas*[429] entdeckte und ähnliche Eisenmassen als den Stoff solcher
niedergefallenen Feuerkugeln in Anspruch zu nehmen.

*Chladni* wies zunächst auf folgende, gut beobachteten und
wissenschaftlich erörterten Meteorsteinfälle des 18. Jahrhunderts hin.

Am 17. Mai 1719 erschien eine Feuerkugel in England[430]; sie durchlief
300 Meilen in einer Minute und zersprang mit einem Getöse, bei welchem
Türen, Fenster und ganze Häuser erschüttert wurden.

Am 11. November 1761 sah man eine Feuerkugel[431] in Frankreich; sie
zersprang mit heftigem Getöse in viele kleine Stücke; manche Personen
glaubten Feuer neben sich gesehen zu haben. Ein Stück ist[432] in ein
Haus gefallen und hat dieses entzündet.

Am 23. Juli 1762 wurde eine Feuerkugel, die *Silberschlag* in seiner
»Theorie der am 23. Juli 1762 erschienenen Feuerkugel, Magdeburg 1764«
beschrieb[433], ungefähr senkrecht über der Gegend zwischen Leipzig
und Zeitz in Gestalt eines kleinen Sternes sichtbar. Sie nahm an
scheinbarer Größe zu, ging über Wittenberg und Potsdam und zersprang
einige Meilen hinter Potsdam mit einem lauten Knall. Ihr Licht ist sehr
weiß gewesen und hat einen Umfang von wenigstens 60 deutschen Meilen
erleuchtet. Die Höhe war im Beginn der Beobachtung etwa 19 und beim
Zerspringen über 4 Meilen.

*Chladni* wies die früheren Erklärungsarten, nach denen man es in den
Meteoren mit elektrischen Entladungen, mit brennbaren gasförmigen
Anhäufungen, kurz mit Erscheinungen irdischen Ursprungs zu tun hätte,
als unvereinbar mit den von ihm zusammengestellten Befunden zurück.
Nach *Chladnis* heute keinen Widerspruch mehr findenden Meinung
sind unzählige kleine Massen, die zu keinem größeren Weltkörper in
unmittelbarer Beziehung stehen, im Weltraume zerstreut. Sie bewegen
sich, durch Wurfkräfte oder Anziehung getrieben, so lange fort, bis
sie der Erde oder einem anderen Weltkörper nahekommen und, von ihrer
Anziehungskraft ergriffen, darauf niederfallen. Bei ihrer schnellen
Bewegung muß infolge der heftigen Reibung mit der Atmosphäre eine sehr
starke Hitze erzeugt werden, wodurch sie in Gluthitze geraten und
Dämpfe im Innern entwickeln, welche die Masse zum Zerspringen bringen.

Die Frage, wie diese Massen entstanden oder in einen solch isolierten
Zustand gekommen sind, wäre, meint *Chladni*, dasselbe wie die Frage
nach der Entstehung der Weltkörper. Man müsse doch entweder annehmen,
daß die Weltkörper, abgesehen von Revolutionen auf ihrer Oberfläche,
immer das gewesen sind und sein werden, was sie jetzt sind, oder daß es
Kräfte gäbe, die imstande seien, Weltkörper und ganze Weltsysteme zu
bilden, zu zerstören und aus ihrem Stoffe wieder neue hervorzubringen.
Für diese Meinung sprächen wohl mehr Gründe als für die erstere. Ein
solches Entstehen der Weltkörper ließe sich aber wohl nicht anders
denken, als daß entweder materielle Teile, die vorher zerstreut gewesen
sind, sich durch die Anziehungskraft zu großen Massen angehäuft hätten,
oder daß eine Zerstückelung einer größeren Masse stattgefunden habe.

Die isoliert gebliebenen Massen müßten ihre Bewegung durch den Weltraum
fortsetzen, bis sie von der Anziehung eines Weltkörpers ergriffen
würden und die Erscheinungen der Feuerkugeln hervorriefen.

Die gleiche Entstehung nahm *Chladni* für die von *Pallas* und anderen
Reisenden gefundenen Eisenmassen in Anspruch. Eine solche 300 Zentner
schwere Masse war z. B. im südlichen Amerika gefunden worden, und zwar
an einer Stelle, wo in einem Umkreise von 100 Meilen keine Eisenerze,
ja nicht einmal Steine anzutreffen sind.

*Chladni* wies nach, daß diese Eisenmassen weder auf nassem Wege, noch
durch die Wirkung des Blitzes entstanden sein könnten, auch nicht
vulkanischen Ursprungs seien. Es sei merkwürdig, meint er, daß das
Eisen der Hauptbestandteil der bisher gefundenen Meteoriten sei. Man
könne daher vermuten, daß das Eisen hauptsächlich zur Bildung der
Weltkörper beigetragen habe[434]. Auch sei wahrscheinlich, daß die
anderen, in manchen herabgefallenen Massen enthaltenen Stoffe, wie
Schwefel, Kieselerde, Bittererde usw. nicht unserer Erde allein eigen
seien, sondern zu den Stoffen gezählt werden müßten, die sich an der
Bildung der Weltkörper beteiligt hätten[435].

*Chladni* wurde zunächst mit Hohn überschüttet. Die französische
Akademie sprach sich trotz aller gut beglaubigten Fälle dahin aus, daß
die Nachrichten über derartige Naturerscheinungen in das Gebiet der
Fabel zu verweisen seien. Sie wurde indes sehr bald durch die Tatsachen
selbst eines Besseren belehrt. In der Normandie ereignete sich nämlich
am 26. April des Jahres 1803 ein großer Steinfall, der von hunderten
beobachtet und von den Abgesandten der Akademie selbst in seinen
Einzelheiten festgestellt wurde[436]. Die Ausführungen *Chladnis*
wurden darauf allgemein als richtig anerkannt. Ja, man ging jetzt so
weit, daß man sich die Weltkörper durch die Anhäufung von Meteoriten
entstanden dachte[437].

Die chemische Analyse war weit genug fortgeschritten, um an den
Meteoriten unter der Voraussetzung ihres kosmischen Ursprungs den
Nachweis zu führen, daß außerhalb der Erde befindlicher Weltstoff
in seiner elementaren Zusammensetzung mit der irdischen Materie
übereinstimmt. So entdeckte man[438], daß das Meteoreisen stets
mehr oder weniger Nickel (bis zu 35%) enthält, und lernte den
Gehalt an diesem Metall, sowie die beim Anätzen auftretenden
*Widmannstätten*schen Figuren (von *Widmannstätten* 1808 entdeckt;
er druckte mit den geätzten Flächen die Figuren naturgetreu ab)[439]
als besondere Eigentümlichkeit des Meteoreisens kennen. Nachdem
man neben Nickel auch Kobalt und Kupfer darin aufgefunden hatte,
wurden durch eine Arbeit, die *Berzelius* über die Meteoriten
veröffentlichte, sechs neue Elemente in ihnen nachgewiesen; es waren
dies Phosphor, Kohlenstoff, Silizium, Magnesium, Zinn und Mangan.
Spätere Untersuchungen haben die Zahl der Bestandteile, die sämtlich
mit irdischen Grundstoffen übereinstimmen, noch vermehrt.

Was *Chladni* für die Meteoriten leistete, gelang zwei anderen
Deutschen namens *Benzenberg*[440] und *Brandes*[441] hinsichtlich der
Sternschnuppen. Durch gleichzeitig an verschiedenen Orten angestellte
Beobachtungen gelang es ihnen, auch für diese Phänomene, die man bis
dahin auf schweflige Dünste oder brennbare Gase zurückgeführt hatte,
einen kosmischen Ursprung nachzuweisen. *Benzenberg* und *Brandes*
beobachteten Sternschnuppenfälle von den Endpunkten einer 27000 Pariser
Fuß langen Standlinie. Indem sie den Ort und die Zeit des Verschwindens
genau anmerkten, vermochten sie in vielen Fällen die Identität der
beobachteten Erscheinungen nachzuweisen und aus den gewonnenen Daten
planetarische Geschwindigkeiten, sowie auf einen kosmischen Ursprung
hinweisende Höhen zu ermitteln[442].

War es in der vorhergehenden Periode durch *Bradleys* Entdeckung der
Aberration gelungen, einen sinnlichen Beweis für die Bewegung der Erde
um die Sonne zu erbringen, so vermochte *Benzenberg* einen solchen
Nachweis auch für die Rotation zu führen. Bekanntlich lautete einer
der Scheingründe gegen die koppernikanische Weltansicht dahin, ein
frei fallender Körper müsse, weil die Erde sich unter ihm fortbewege,
einen westlich von seinem Ausgangspunkt gelegenen Ort treffen.
*Newton* wies im Jahre 1679 darauf hin, daß bei dem freien Fall
infolge des Beharrungsvermögens und der größeren Geschwindigkeit in
tangentialer Richtung, welche der Körper zu Beginn der Fallbewegung
besitzt, im Gegenteil eine östliche Abweichung zu erwarten sei. Die
Royal Society beschloß durch genaue Fallversuche *Newtons* Annahme
auf ihre Richtigkeit zu prüfen. Da man jedoch mit zu geringen Höhen
experimentierte, verlief die Angelegenheit ergebnislos. Es dauerte
länger als ein Jahrhundert, bis neue Untersuchungen und zwar mit
besserem Erfolge angestellt wurden. Dies geschah durch *Guglielmini* in
Bologna in einem Turme, der schon den Fallversuchen *Ricciolis*[443]
gedient hatte.

*Guglielmini*[444] wählte diesen Turm, weil sein Inneres für derartige
Versuche wie gemacht war und sich darin Fallhöhen von 240 Par. Fuß
erreichen ließen. Die Versuche erforderten manche Vorsichtsmaßregel,
da jeder Luftzug, sowie Erschütterungen des Gebäudes oder der Kugel
selbst im Augenblicke des Loslassens ausgeschlossen sein mußten.
*Guglielminis* Versuche, über welche *Benzenberg* eingehend berichtet,
sind zwar ein schöner Beweis unermüdlicher Ausdauer, sie ließen auch
deutlich eine östliche Abweichung erkennen, trotzdem waren sie noch
nicht so frei von Fehlern, daß sie eine genügende Übereinstimmung
zwischen der Theorie und der Beobachtung erkennen ließen. Mit großer
Spannung sah die gelehrte Welt einer endgültigen Entscheidung der von
*Guglielmini* wieder angeregten, Jahrhunderte alten Frage entgegen.
Diese Entscheidung brachten unabhängig voneinander zwei deutsche
Physiker *Benzenberg* und *Reich*.

Den Nachweis der von der Theorie geforderten Abweichung führte
*Benzenberg* durch seine 1802 im Michaelisturm zu Hamburg, sowie in
einem rheinischen Kohlenschachte angestellten Fallversuche[445]. Bei
einer Höhe von 235, beziehungsweise 262 Fuß ergab sich eine deutliche
Abweichung von mehreren Linien. Die zu dem gleichen Zwecke angestellten
Versuche[446] *Reichs* zeigten bei einer Fallhöhe von 488 Fuß eine
östliche, der Theorie ihrer Größe nach genau entsprechende Abweichung
von 12,6 Linien.

Die Astronomie war in dieser von uns nach *Laplace* und *Herschel*
benannten Periode noch wesentlich Himmelsmechanik. Für ein Studium
der Himmelskörper, das über die Fragen nach der Form, der Verteilung
und der Bewegung hinausging, fehlten noch fast alle physikalischen
und chemischen Grundlagen. Sie erwuchsen erst im 19. Jahrhundert
auf den Gebieten der Wärmelehre und der Optik. Erst nachdem wir auf
diesen Gebieten die weitere Entwicklung verfolgt haben, können wir zur
Astronomie zurückkehren und ihre Ausgestaltung zu einer kosmischen
Physik und Chemie verfolgen.




17. Die Grundlagen der mechanischen Wärmetheorie.


Die Neubegründung der Chemie durch *Lavoisier*, sowie die Entdeckung
der galvanischen Elektrizität und ihrer hauptsächlichsten Wirkungen
waren Umwälzungen und Erweiterungen von solcher Bedeutung, daß sie
wohl imstande waren, eine neue Epoche zu eröffnen. Letztere ist
unter anderem auch dadurch gekennzeichnet, daß die Physik und die
Chemie, seitdem man den Zusammenhang zwischen chemischen Vorgängen
und elektrischen Erscheinungen erkannt hatte, in immer engere Fühlung
traten. Dies hatte eine Fülle von grundlegenden Entdeckungen zur Folge,
die uns in den nächsten Abschnitten beschäftigen sollen, Entdeckungen,
auf denen die um die Mitte des 19. Jahrhunderts entstehende großartige
Konzeption von der Einheit der Kraft, sowie unsere heutigen
Vorstellungen von dem Wesen der Materie in erster Linie beruhen. Im
engsten Anschluß an diesen Fortschritt erwuchsen ferner Theorien, die
sich zu einem bleibenden Besitz der Wissenschaft entwickelt haben.
Diese Theorien betrafen insbesondere die Wärmelehre und die Optik,
Gebiete, auf denen die frühere Lehre von den Imponderabilien durch eine
auf mechanischen Grundlagen fußende Erklärung ersetzt wurde.

Die Vorstellung, daß wir es in der Wärme nicht mit einem Stoff, sondern
mit einer Bewegung der kleinsten Teilchen zu tun haben, begegnet uns
schon im Beginn des 18. Jahrhunderts[447]. Die ersten, für die seit
der Mitte des 19. Jahrhunderts zur Herrschaft gelangende, mechanische
Theorie der Wärme als grundlegend zu betrachtenden Versuche und
Folgerungen gehören indes jener Zeit an, in welcher gegen das Ende des
18. Jahrhunderts der hier geschilderte großartige Aufschwung der Chemie
und der Physik beginnt. Am erfolgreichsten nach dieser Richtung waren
die Bemühungen *Rumfords*[448].

*Rumford* wurde 1753 in Nordamerika geboren. Er stand während des
Befreiungskampfes auf englischer Seite und kam 1776 nach London.
*Rumford* war ein sehr geschickter, wissenschaftlich und praktisch
gleich hervorragender Mensch, der besonders durch sein Bemühen, im
Kriegswesen und im sozialen Leben Neuerungen einzuführen, überall die
Aufmerksamkeit der Machthaber auf sich lenkte. Eine Reihe von Jahren
war *Rumford* in Bayern tätig. Er richtete dort Werkstätten ein,
brachte es bis zum Kriegsminister und wurde schließlich in Anerkennung
seiner Verdienste in den Grafenstand erhoben. 1800 rief er in London
die Royal Institution ins Leben. Einige Jahre später siedelte er nach
Paris über. Dort heiratete er die Witwe *Lavoisiers*, deren Salon den
Sammelpunkt der gelehrten Welt bildete. Von Bonaparte, zu dessen großen
Zügen seine Vorliebe für die Wissenschaft und seine Achtung gegenüber
ihren Vertretern gehören, wurde auch *Rumford* mit Auszeichnung
behandelt. Er starb in Paris im Jahre 1814.

*Rumford* wiederholte zunächst den schon von *Boyle* angestellten,
gegen die Stoffnatur der Wärme gedeuteten Wägungsversuch. Er setzte
zwei Flaschen, die gleiche Mengen Quecksilber und Wasser enthielten,
genau ins Gleichgewicht, während die Temperatur der Umgebung 61°
betrug. Das Ganze wurde dann in ein Zimmer gebracht, das eine
Temperatur von 34° besaß. Obgleich die spezifische Wärme des Wassers
etwa 30mal so groß ist wie diejenige des Quecksilbers, das Wasser also
eine viel größere Wärmemenge abgegeben hatte, zeigte sich nicht der
geringste Ausschlag[449].

Wollte man trotzdem an der stofflichen Beschaffenheit der Wärme
festhalten, so mußte man wenigstens annehmen, daß ein isoliertes System
von Körpern nicht beständig der Umgebung Wärme mitteilen kann, ohne
allmählich erschöpft zu werden. Indem *Rumford* durch den Versuch
bewies, daß durch gegenseitige Reibung zweier Körper unbegrenzte
Wärmemengen erzeugt werden können, entzog er der soeben erwähnten
Voraussetzung von der stofflichen Natur der Wärme den Boden. Über
diesen berühmt gewordenen Versuch berichtet *Rumford* der Royal
Society im Jahre 1798[450]. »Da ich seit kurzem«, beginnt er, »die
Oberaufsicht beim Kanonenbohren im Zeughause zu München hatte, so
überraschte mich der beträchtliche Wärmegrad, den eine Kanone in kurzer
Zeit beim Bohren erhält.« Wäre die spezifische Wärme der Späne eine
geringere als diejenige des zusammenhängenden Metalles, so hätte man
das Auftreten der Wärme auf einen solchen Unterschied der Kapazitäten
zurückführen können. Der Versuch ergab jedoch, daß Stücke und feine
Spänchen eines Metalles dieselbe spezifische Wärme besitzen. Brachte
man nämlich gleiche Mengen der Spänchen und der Stücke, welche auf
die Temperatur des kochenden Wassers erhitzt waren, in gleiche Mengen
kalten Wassers, so erfuhr das letztere in beiden Fällen dieselbe
Temperaturerhöhung.

[Illustration: Abb. 52. Die für *Rumfords* Versuch hergerichtete und in
die Bohrmaschine gespannte Kanone. Die Stange w verbindet die Kanone
mit dem Göpel.]

Da chemische Vorgänge, sowie irgend welche Zuleitung von Wärme bei den
Bohrversuchen ausgeschlossen waren, so blieb nichts anderes übrig, als
die Ursache der Wärmeentwicklung in der Bewegung zu erblicken. Die
weiteren Versuche bezweckten den Nachweis, daß diese Wärmequelle nicht
versiegt, solange die Bewegung dauert. Hieran schloß sich schon das
erste Aufdämmern der Erkenntnis, daß einem gewissen Aufwand an Arbeit
eine bestimmte Menge erzeugter Wärme entspricht. *Rumford* ließ nämlich
einen aus Kanonenmetall bestehenden Zylinder von 112,13 Pfund Gewicht
in einem Kasten (Abb. 53) rotieren, der 18,77 Pfund Wasser enthielt.
Wurde die Drehung, bei der ein stumpfer eiserner Bohrer m n gegen das
Metall gepreßt wurde, durch die Kraft eines Pferdes bewerkstelligt,
so kochte das Wasser nach 2 Stunden und 30 Minuten. »Die Überraschung
und das Staunen der Umstehenden, solch eine Wassermasse ohne Feuer
zum Kochen gebracht zu sehen, war über alle Beschreibung groß«, heißt
es in dem Berichte *Rumfords*[451]. Die Rechnung ergab, daß die ganze
Menge der erzeugten Wärme, die sich auf das Wasser und die Metallstücke
verteilte, hinreichend war, um 26,58 Pfund eiskalten Wassers zum Sieden
zu bringen, ungerechnet diejenige Wärme, die während des Versuches
verloren ging. Diese Wärmemenge entspricht nach *Rumford* einer
Pferdekraft. Da nach *Watt* die letztere imstande ist, 33 000 Pfund in
der Minute einen Fuß hoch zu heben, so würde eine weitere Berechnung
gezeigt haben, daß diejenige Wärme, die ein Pfund Wasser um 1° erwärmt,
einer mechanischen Leistung von 1034 Fußpfund entspricht. Spätere,
genauere Untersuchungen, welche der Engländer *Joule* anstellte,
haben für dieses Äquivalent den Wert von 772 Fußpfund ergeben. Der
beträchtliche Unterschied wird daraus erklärlich, daß *Rumford* die
Verluste nicht in Rechnung zog, und daß bezüglich des Arbeitsaufwandes
nur eine rohe Annäherung an die von *Watt* als eine Pferdekraft
bestimmte Größe vorlag.

[Illustration: Abb. 53. Der vor der Mündung der Kanone angebrachte
hölzerne Kasten. Der stumpfe Bohrer m n wird gegen den Boden des
ausgebohrten hohlen Zylinders gepreßt, welcher durch einen kurzen Hals
mit dem Ende der Kanone verbunden ist.

Die Abbildungen 52 und 53 sind der unten erwähnten Abhandlung
*Rumfords* entnommen.]

Von gleicher Beweiskraft für die Immaterialität der Wärme wie der
*Rumford*sche Versuch war ein von *Davy* angestelltes Experiment. In
seinen 1799 veröffentlichten[452] »Untersuchungen über Wärme, Licht
und Atmung« teilte dieser Forscher mit, daß er bei 29° Fahrenheit,
also einer unter dem Gefrierpunkt liegenden Temperatur, zwei an Stäben
befestigte Eisstücke durch gegenseitige Reibung zum Schmelzen gebracht
habe[453]. Obgleich die Wärmekapazität des Schmelzwassers größer
ist als diejenige von Eis, zeigte das erhaltene Wasser dennoch eine
Temperatur von 35° Fahrenheit. Auch *Davy* schloß hieraus, daß die
Wärme kein Stoff, sondern eine unmittelbare Folge der Bewegung sei.
Er dachte sich die Materie von zwei Kräften, der Anziehung und der
Abstoßung, beherrscht. Die Erscheinungen der Wärme rühren nach *Davy*,
dessen Vorstellungen sich im wesentlichen mit den heute geltenden
Anschauungen decken, von einer besonderen Bewegung der Körperteilchen
her. Alle festen Körper werden durch heftiges Reiben ausgedehnt, indem
ihre Teilchen in schwingende Bewegung kommen und sich voneinander
entfernen. Die verschiedenen Aggregatszustände werden gleichfalls ganz
im Sinne der neueren Physik aus dem Verhältnis zwischen Anziehung und
Abstoßung erklärt. Je nachdem die erstere oder die letztere überwiegt
oder beide nahezu gleich sind, ist der Körper fest, gasförmig oder
flüssig. Die Abstoßung kann durch chemische Vorgänge oder durch
Mitteilung des Bewegungszustandes benachbarter Körper erregt werden. In
letzterem Falle ist die Bewegungsgröße, die der eine Körper gewinnt,
genau gleich derjenigen, welche der andere verliert.

*Davy* gehört zu jenen Vorläufern von *Mayer*, *Joule* und *Helmholtz*,
die von der Allgemeingültigkeit des Prinzips von der Erhaltung
der Kraft schon eine deutliche Ahnung hatten. Dafür zeugt auch
sein Ausspruch: »Es läßt sich keine erhabenere Vorstellung von den
Bewegungen der Materie gewinnen, als daß die verschiedenen Arten der
Bewegung sich fortwährend ineinander umwandeln.«

*Rumford* und *Davy* waren jedoch ihrer Zeit vorausgeeilt. Die von
ihnen entwickelte Lehre sollte erst um die Mitte des 19. Jahrhunderts
durch die zuerst genannten Männer erneuert und fortentwickelt werden.

Die weitere Entwicklung der Prinzipien der Thermodynamik knüpft
besonders an Entdeckungen an, die man über das Verhalten der Gase bei
Temperatur- und Volumenveränderungen und über die Beziehungen zwischen
beiden machte.

Gegen das Ende des 18. Jahrhunderts wurden die Physiker darauf
aufmerksam, daß zusammengepreßte Luft bei ihrer Ausdehnung sich
abkühlt. Man entdeckte diese Tatsache, als man die Luft aus einer
Windbüchse gegen ein Thermometer strömen ließ und dabei ein Fallen des
Quecksilbers beobachtete[454]. Auch glaubte man hieraus die niedrige
Temperatur auf hohen Bergen erklären zu können. Dies war allerdings
in dieser Allgemeinheit ein Fehlschluß, da die Abkühlung nur im
Augenblicke der Verdünnung und im Zusammenhange mit einer mechanischen
Leistung auftritt, mit diesem mechanischen Vorgange also in engster
Beziehung steht. Verdünnte Luft ist also nicht etwa an sich kälter
als dichtere. Dagegen hat die Meteorologie die Temperaturänderungen
aufsteigender und niedersinkender Luftmassen zur Erklärung mancher
Witterungserscheinung verwerten können. Ein welch wesentlicher Faktor
mit der neuen Erkenntnis gewonnen war, läßt sich daraus ermessen, daß
die Abkühlung für trockene aufsteigende Luft bei 100 Metern Steighöhe
sich schon auf einen Grad beläuft. Niedersinkende Luft erfährt eine
entsprechende Temperaturzunahme, und diese Wärmeschwankungen sind
wieder für den relativen Feuchtigkeitsgehalt der Luft bedingend.

Systematische Untersuchungen über die bei der Verdünnung und der
Ausdehnung der Luft eintretenden Wärmeschwankungen stellte zuerst
*Dalton*[455] an, doch war er weit davon entfernt, sie auf ihre wahre
Ursache zurückzuführen. Er glaubte nämlich, dichtere Luft besitze
eine geringere Wärmekapazität als verdünnte. Eine solche Annahme
mußte auf den sonderbaren Schluß führen, daß dem Vakuum die größte
Wärmekapazität zukomme. Um dieselbe Zeit, als *Dalton* seine Versuche
bekannt gab, wurde die gelehrte Welt in hohem Grade durch die
Entdeckung überrascht, daß durch eine plötzliche Verdichtung der Luft
Stoffe, wie der Zündschwamm, auf die Entzündungstemperatur gebracht
werden können[456]. Die Annahme *Daltons*, daß diese Erscheinung auf
eine Änderung der Wärmekapazität zurückzuführen sei, wurde durch einen
entscheidenden Versuch *Gay-Lussacs* widerlegt. Nebenbei bemerkt,
hatte man bei den Versuchen *Rumfords* auch zuerst an eine Änderung
der Wärmekapazität gedacht[457]. *Gay-Lussac* stellte den erwähnten
Versuch in folgender Weise an. Der Behälter A sei mit einem Gas
gefüllt, B sei evakuiert. Stellt man nun zwischen beiden Behältern
eine Verbindung her, so verdoppelt das Gas sein Volumen. *Gay-Lussac*
erwartete, eine Abkühlung eintreten zu sehen und war überrascht, daß
im ganzen keine Temperaturveränderung stattfand[458]. Der nach B
überströmende Teil des Gases wurde nämlich um ebenso viel erwärmt, wie
der in A zurückbleibende abgekühlt wurde. Die spezifische Wärme oder
die Wärmekapazität konnte sich also durch die Volumvergrößerung nicht
geändert haben.

[Illustration: Abb. 54. *Gay-Lussacs* Versuch zur Thermodynamik der
Gase.]

Da die Ausdehnung eines Gases unter Wärmeverbrauch vor sich geht, so
mußte man mehr Wärme zuführen, um das Gas auf eine bestimmte Temperatur
zu erhitzen, wenn die Erwärmung unter gleichzeitiger Ausdehnung
erfolgte, als wenn sie bei konstantem Volumen vor sich ging. In
letzterem Falle nahm mit der Erwähnung der Druck des eingeschlossenen
Gases zu.

Es galt nun zu untersuchen, ob sich für diese zunächst nur nach ihrer
qualitativen Natur erkannte Eigenart der Gase auch eine quantitative
Beziehung finden läßt, d. h. ob der Wärmeverbrauch bei konstantem Druck
und einer entsprechenden Ausdehnung des Gases und der Wärmeverbrauch
bei konstantem Volumen in einem bestimmten Verhältnis stehen. Ohne
hier näher auf den Gang der Untersuchung einzugehen, sei bemerkt,
daß man dies Verhältnis der spezifischen Wärme bei konstantem Druck
zur spezifischen Wärme bei konstantem Volumen gleich etwa 1,4 : 1
ermittelte. So erhielt man für die damals als permanent betrachteten
Gase folgende Werte:

  Sauerstoff      1,415
  Stickstoff      1,420
  Wasserstoff     1,405
  Luft            1,421

Die übrigen Gase zeigten für dieses Verhältnis etwas niedrigere Werte,
z. B.

  Kohlendioxyd      1,340
  Kohlenmonoxyd     1,423
  Stickoxyd         1,343

Es gelang erst einer späteren Periode, den Mehrbedarf an Wärme mit
der Arbeit in Beziehung zu bringen, welche das Gas leistet, wenn es
sich unter konstantem Druck ausdehnt. Wir werden sehen, wie *Robert
Mayer* aus dem Wert 1,421 das Wärmeäquivalent berechnete. Die weitere
Entwicklung der Thermodynamik wurde bis *Mayer* am meisten dadurch
gehindert, daß man an der alten Stofftheorie festhielt. Man dachte
sich die ihr Volumen »ändernden Körper« ähnlich einem Schwamm, der
beim Zusammenpressen den Wärmestoff von sich gibt und ihn bei seiner
Ausdehnung wieder aufsaugt[459]. Auch *Carnot*, mit dessen Verdiensten
um die Begründung der Thermodynamik wir uns in einem späteren Abschnitt
beschäftigen werden, hielt an der Stofftheorie fest, vermittelte aber
durch seine Arbeit den Übergang zu der durch *Mayer*, *Joule* und
*Helmholtz* gewonnenen Einsicht in die Umwandlungsfähigkeit von Wärme
und Arbeit.




18. Fortschritte der Optik und Sieg der Wellentheorie.


Daß die Teile des Spektrums nicht nur hinsichtlich der Wärmewirkung,
wie *Herschel* nachgewiesen, sondern auch hinsichtlich des chemischen
Verhaltens große Unterschiede zeigen, war schon durch *Scheele*
nachgewiesen worden. Dieser brachte in das Spektrum ein Stück Papier,
das er mit Chlorsilber überzogen hatte. Von dieser Substanz wußte man,
daß sie am Lichte allmählich geschwärzt wird. *Scheele* bemerkte[460],
daß das Chlorsilber im Violett weit eher schwarz wird als in den
anderen Farben. Dieser einfache Versuch läßt sich als der Anfang
der heute so hoch entwickelten Spektralphotographie betrachten. Die
Analogie des von *Scheele* erhaltenen Befundes mit den Ergebnissen
*Herschels* trat noch deutlicher hervor, als 1801 das Vorkommen von
chemisch wirksamen Strahlen über das Violett hinaus nachgewiesen
wurde[461]. Auch in diesem Falle ergab sich, daß das Maximum der
Wirkung jenseits des sichtbaren Teiles gelegen ist, da die Zersetzung
des Chlorsilbers hier energischer als im Violett selbst vor sich geht.
Die ultravioletten Strahlen wurden daher seit der Zeit auch wohl als
chemische Strahlen bezeichnet.

Wieder ein Jahr später (1802) wurde die Kenntnis von der Beschaffenheit
des Spektrums um eine Entdeckung von der allergrößten Tragweite
bereichert. Der Engländer *Wollaston*[462], der sich gleichfalls
um den Nachweis der ultravioletten Strahlen verdient gemacht hat,
bemerkte, daß das hinter einem feinen Spalt erzeugte Sonnenspektrum vom
zahlreichen dunklen Linien durchzogen ist[463]. Wie diese Entdeckung
von *Fraunhofer* erneuert und zur Grundlage der Spektralanalyse gemacht
wurde, soll in einem späteren Abschnitt gezeigt werden.

In diesem Zeitraum, in welchem die Optik um so manchen wichtigen
Fortschritt bereichert wurde, sollte auch der alte, an die Namen
*Newton* und *Huygens* sich knüpfende Streit über das Wesen des Lichtes
zu gunsten der von letzterem vertretenen Theorie entschieden und damit
in die Lehre von den Imponderabilien eine zweite Bresche gelegt werden.
Der erste Angriff auf die Emanationstheorie erfolgte im Vaterlande
*Newtons* durch *Young*[464], welcher die von *Hooke* begonnene und von
*Newton* fortgesetzte Untersuchung der Farben dünner Blättchen wieder
aufnahm.

Jene Folge von hellen und dunklen Streifen oder Ringen, die *Newton* im
gleichartigen Lichte beobachtet hatte, ohne dafür eine Erklärung finden
zu können, die mehr als eine bloße Umschreibung war, führte *Young* auf
das Zusammentreffen der von der ersten und zweiten begrenzenden Fläche
zurückgeworfenen Strahlen zurück. Er bezeichnete diese Erscheinung
mit dem noch jetzt dafür gebräuchlichen Namen als Interferenz und
suchte darzutun, daß ein Hinzufügen von Licht zu Licht in ähnlicher
Weise Dunkelheit zur Folge haben könne, wie durch das Zusammentreffen
von gleichen aber entgegengesetzten Bewegungen, z. B. Schwingungen
verschiedener Phase, Ruhe entsteht.

*Young* gelang sogar der Nachweis, daß die Interferenz sich auch auf
den unsichtbaren, ultravioletten Teil des Spektrums erstreckt. Er
erreichte dies durch folgende Versuchsanordnung[465]. Der ultraviolette
Teil des Spektrums wurde auf eine dünne, zur Erzeugung der farbigen
Ringe geeignete Schicht geworfen und von den begrenzenden Flächen
so reflektiert, daß der unsichtbare Reflex auf ein mit Silberlösung
getränktes Papier fiel. Nach einiger Zeit entstanden auf letzterem
die bekannten dunklen Ringe. Das dieser Erscheinung zugrunde liegende
Prinzip der Interferenz sprach *Young* in folgenden Worten aus[466]:
»Wenn zwei Wellen verschiedenen Ursprungs sich in gleicher oder in
nahezu gleicher Richtung fortpflanzen, so besteht ihre Gesamtwirkung in
der Vereinigung der einer jeden entsprechenden Bewegung.«

Die Bewegungen, welche das Licht zur Folge haben, geschehen nach
*Young* in einem dünnen, außerordentlich elastischen Äther, der das
Weltall erfüllt. Die Verschiedenheit der Farben erklärt *Young* aus
der Häufigkeit der Schwingungen, welche durch jene Bewegung des Äthers
in der Netzhaut erzeugt werden. Letztere denkt er sich aus drei
verschiedenartigen, die Empfindung der drei Grundfarben vermittelnden
Nervenelementen zusammengesetzt. Die Erregung der einen Art von Fasern
soll demgemäß die Empfindung Rot, die der zweiten die Empfindung Grün
zur Folge haben, während die dritte Art vorzugsweise durch das violette
Licht gereizt werden soll. So wird z. B. homogenes rotes Licht die
rotempfindenden Nervenfasern stark erregen, während es auf die beiden
anderen Arten nur eine schwache Wirkung ausübt. Werden alle drei Arten
in gleicher Stärke getroffen, so entsteht der Eindruck Weiß. Diese
Lehre *Youngs* wurde später von *Helmholtz* wieder aufgenommen und
eingehender begründet[467].

Wie das Licht so wird auch die strahlende Wärme nach *Young* auf die
Bewegung des Äthers zurückgeführt. Nach ihm unterscheiden sich die
Wärmeschwingungen einzig durch ihre Länge und die ihnen zukommende
Schwingungszahl von den Lichtschwingungen. Die wesentlichste Schwäche
der von *Young* entwickelten Lehre bestand in der schon von *Huygens*
gemachten Annahme, die schwingende Bewegung erfolge longitudinal,
d. h. in der Fortpflanzungsrichtung. Daß eine solche Annahme die
ursprüngliche war, ist begreiflich, da man zu einer Wellentheorie des
Lichtes gelangte, indem man die Licht- und die Schallerscheinungen als
analoge Vorgänge betrachtete. Der Schall war aber schon längst auf
longitudinale Schwingungen der Luftteilchen zurückgeführt.

Jene Schwäche der von *Young* entwickelten Lehre trat besonders
zutage, als *Malus* die Polarisation durch Reflexion entdeckte. Wird
ein Lichtstrahl reflektiert oder gebrochen, so werden bekanntlich
seine physikalischen Eigenschaften im allgemeinen nicht geändert,
sondern er verhält sich geradeso, als ob er von dem leuchtenden Körper
käme. Bei der Brechung findet zwar in der Regel eine Zerlegung des
zusammengesetzten Lichtes statt, doch besitzt jede der erhaltenen
Komponenten ihre konstante Eigenschaft, was schon *Newton* dadurch
nachwies, daß er aus diesen Komponenten den weißen Strahl in seiner
früheren Beschaffenheit wieder zusammensetzte. Von dieser Eigenschaft
des gewöhnlichen Lichtes gänzlich abweichend ist dagegen, wie auch
*Newton* erkannte, das Verhalten eines Lichtstrahls, welcher die zu
*Newtons* Zeiten an dem Kalkspat entdeckte Doppelbrechung erlitten hat.
Die erhaltenen Strahlen gehen nämlich bei einer bestimmten Lage durch
einen zweiten Kalkspatkristall hindurch, ohne wieder zerlegt zu werden,
während bei einer anderen Lage des zweiten Kristalles eine nochmalige
Teilung stattfindet. Hieran knüpfte *Newton* die Bemerkung, ein solcher
Lichtstrahl möge wohl verschiedene Seiten besitzen, die mit voneinander
abweichenden Eigenschaften begabt seien[468].

Nahezu ein Jahrhundert sollte es dauern, bis ein Zufall lehrte, daß
derartiges polarisiertes Licht keine vereinzelte, nur an gewissen
Mineralien auftretende Erscheinung ist. Es war im Jahre 1808, als der
französische Physiker *Malus*[469] eines Tages durch einen isländischen
Doppelspat nach den von der untergehenden Sonne beleuchteten Fenstern
des Palais du Luxembourg blickte. *Malus* drehte den Kristall und
nahm dabei zu seinem Erstaunen wahr, daß die Bilder, welche dieser
lieferte, abwechselnd ihre Stärke veränderten. Zuerst dachte er an
eine Beeinflussung des Sonnenlichtes bei seinem Durchgang durch
die Atmosphäre. Später erkannte er jedoch, daß in diesem Falle
die Reflexion die einzige Ursache der Polarisation des Lichtes
ist[470]. *Malus* fand, daß unter einem bestimmten, von der Natur des
reflektierten Stoffes abhängigen Winkel die Polarisation in solchem
Grade stattfindet, daß von den Doppelbildern, welche der Kalkspat
liefert, das eine bei einer gewissen Lage des Kalkspats verschwindet.
Diese Versuche vermochte *Young* aus seiner Lehre infolge der erwähnten
Schwäche nicht zu erklären, worüber *Malus*, ein unerschütterlicher
Anhänger der Emissionstheorie, große Freude empfand[471].

Die endgültige Beseitigung dieser Theorie gelang erst dem Franzosen
*Fresnel*[472]. *Fresnel* begann seine optischen Untersuchungen im
Jahre 1815. Noch im selben Jahre veröffentlichte er eine Arbeit,
die mit einem Preise gekrönt wurde. Sie handelte von der Beugung
des Lichtes[473]. Schon in dieser Abhandlung erklärte *Fresnel* die
bei der Beugung auftretenden Fransen aus der Undulationstheorie des
Lichtes. »Man begreift leicht«, heißt es in jener Schrift, »daß die
Schwingungen zweier Lichtstrahlen, die sich unter einem sehr kleinen
Winkel kreuzen, einander aufheben können. Und zwar geschieht dies, wenn
die Knoten des einen Strahles mit den Schwingungsbäuchen des anderen
zusammenfallen.« Aus der in diesen Worten ausgesprochenen Theorie
der Interferenz erklärte *Fresnel* auch die Farben dünner Blättchen.
Von ausschlaggebender Bedeutung waren seine Interferenzversuche mit
polarisiertem Licht. Sie zeigten, daß zwei polarisierte Strahlen
nur dann interferieren, wenn ihre Polarisationsebenen parallel zu
einander sind. Lagen die Polarisationsebenen senkrecht zu einander,
so traten keine Interferenzerscheinungen ein. Dies Verhalten war mit
der Annahme longitudinaler Schwingungen des Äthers nicht vereinbar. Es
läßt sich aber leicht begreifen, wenn man voraussetzt, daß das Licht
in transversalen Ätherschwingungen besteht. Unter die
ser Annahme
können nämlich benachbarte Strahlen, wenn ihre Schwingungen in zwei
zueinander senkrecht stehenden Ebenen erfolgen, sich nicht gegenseitig
beeinflussen. Zu der Theorie, daß das Licht in transversalen
Schwingungen des Äthers bestehe, gelangte *Fresnel* um 1820. In
ihren allgemeinen Grundzügen hat er diese Theorie im Jahre 1823
entwickelt[474].

In der Fassung, welche *Fresnel* der Undulationstheorie verliehen,
ist sie in den Besitz der Wissenschaft übergegangen. Ihre Herrschaft
erschien um so mehr gesichert, als es gelang, nicht nur die später
entdeckten Erscheinungen aus dieser Theorie zu deuten, sondern sogar
Vorgänge zu beschreiben, deren Stattfinden erst spätere Versuche
dargetan haben[475].

Die von *Young* und *Fresnel* entwickelten theoretischen Anschauungen
erhielten eine wertvolle Stütze durch die analytischen Untersuchungen
über die Wellenbewegung, welche der bedeutende französische
Mathematiker *Cauchy* anstellte. Schon im Jahre 1815 hatte dieser
für eine Arbeit über die »Theorie der Wellen« den großen Preis der
Akademie erhalten. Seit dem Jahre 1829 hat er zahlreiche Beiträge zur
Befestigung der Wellentheorie des Lichtes geliefert. Bis dahin war
es nicht gelungen, die Dispersion aus dieser Theorie zu folgern. Den
Grund erkannte *Fresnel* darin, daß der Einfluß der Körpermoleküle auf
den Äther noch zu berücksichtigen blieb. *Cauchy* gelang es, diese
Lücke auszufüllen und damit den Schlußstein in die Undulationstheorie
zu fügen. Indem er das Verhältnis der Wellenlänge zum Abstand der
Ätherteilchen berücksichtigte, gelangte er zu einem Ausdruck für die
Geschwindigkeit des Lichtes, der für verschiedenfarbiges Licht eine
verschieden große Brechung ergab. *Cauchy* setzte bei seiner Ableitung
voraus, daß das Licht sich in optisch dichteren Mitteln mit geringerer
Geschwindigkeit fortpflanze. *Foucaults* experimenteller Nachweis,
daß dies wirklich zutrifft[476], sowie *Fraunhofers* Messungen der
Wellenlängen[477] haben *Cauchys* Annahme bestätigt und somit zur
weiteren Befestigung der theoretischen Optik beigetragen.

Während der ersten Hälfte des 19. Jahrhunderts begann sich der
umgestaltende Einfluß, den die Dampfkraft auf die Entwicklung des
Verkehrs und der Gewerbe gewinnen sollte, mehr und mehr geltend zu
machen. Es kann daher nicht Wunder nehmen, daß sich die Physiker mit
der bewegenden Kraft der Wärme eingehender beschäftigten. So entstanden
im Beginn der zwanziger Jahre *Carnots* epochemachende Betrachtungen
über die bewegende Kraft des Feuers[478], in denen dieser Forscher als
ein Vorläufer von *R. Mayer*, *Joule* und *Helmholtz*, den Begründern
der mechanischen Wärmetheorie, erscheint.

*Sadi Carnot* wurde 1796 in Paris als Sohn des großen Revolutionsmannes
geboren. Er war Zögling der École polytechnique und gehörte später
der Armee als Genieoffizier an. Die Abhandlung, welche uns beschäftigt,
ist die einzige abgerundete Arbeit, die *Carnot* veröffentlicht hat.
Er starb in noch jugendlichem Alter (1832). *Carnot* machte darauf
aufmerksam, daß die Erzeugung von Bewegung bei den Wärmemaschinen stets
an eine Wiederherstellung des Gleichgewichts der Wärme gebunden ist, d.
h. an einen Übergang der Wärme von einem Körper mit mehr oder weniger
erhöhter Temperatur auf einen anderen, dessen Temperatur niedriger ist.
Bei einer in Tätigkeit befindlichen Dampfmaschine z. B. durchdringt
die in der Feuerung durch Verbrennung entwickelte Wärme die Wände des
Kessels und erzeugt den Dampf; dieser nimmt die Wärme mit sich, führt
sie zum Zylinder, wo sie irgend einen Dienst tut und von dort in den
Kondensator. In letzter Linie bemächtigt sich daher das kalte Wasser
des Kondensators der durch die Verbrennung erzeugten Wärme.

»Überall, wo ein Temperaturunterschied besteht,« sagt *Carnot*, »und wo
daher die Wiederherstellung des Gleichgewichts der Wärme eintritt, kann
auch die Erzeugung von bewegender Kraft stattfinden. Der Wasserdampf
ist ein Mittel, aber er ist nicht das einzige; alle Stoffe können zu
diesem Zwecke benutzt werden. Alle sind fähig, Zusammenziehung und
Ausdehnung durch den Wechsel von Kälte und Wärme zu erfahren. Bei
diesen Volumänderungen vermögen die Körper bestimmte Widerstände zu
überwinden und auf diese Weise bewegende Kraft zu entwickeln. Ein
fester Körper, beispielsweise ein Metallstab, vermehrt und vermindert
seine Länge, wenn er abwechselnd erwärmt und abgekühlt wird, und vermag
Körper zu bewegen, die an seinen Enden befestigt sind. Eine gasförmige
Flüssigkeit kann durch Temperaturänderungen erhebliche Änderungen des
Volumens erfahren. Wenn sie sich in einem mit einem Kolben versehenen
Zylinder befindet, kann sie ausgedehnte Bewegungen hervorbringen.
Die Dämpfe aller Stoffe vermögen denselben Dienst zu leisten wie der
Wasserdampf.«

Aber, auch umgekehrt sei es stets möglich, wo man eine Bewegung
anwende, Temperaturunterschiede entstehen zu lassen. So seien der Stoß
und die Reibung Mittel, die Temperatur der Körper zu erhöhen. Bei dem
geschilderten Ausgleich dachte *Carnot* zunächst nur an eine Bewegung
der Wärme, deren materielle Natur er noch voraussetzte. Er hat jedoch,
wie aus seinem Nachlaß hervorgeht[479], später die Annahme einer
Konstanz der Wärme aufgegeben und sogar das mechanische Wärmeäquivalent
ziemlich genau bestimmt[480]. Zu den Grundlagen der mechanischen
Wärmetheorie gehört vor allem *Carnots* Konzeption des Kreisprozesses.
*Carnot* geht von der Tatsache aus, daß die Temperatur eines Gases
zunimmt, wenn es zusammengedrückt wird, daß sie dagegen fällt, wenn man
das Gas rasch ausdehnt. Will man daher ein Gas nach dem Zusammendrücken
auf seine ursprüngliche Temperatur zurückführen, so muß man ihm Wärme
entziehen. Ebenso kann man bei der Ausdehnung eines Gases seine
Temperaturerniedrigung vermeiden, wenn man ihm eine bestimmte Menge
Wärme zuführt.

[Illustration: Abb. 55. *Carnots* Erläuterung des Kreisprozesses.]

An diese Tatsachen knüpft *Carnot* folgende Überlegung, die man ein
Gedankenexperiment nennen kann[481], weil sich die Durchführung in
der Wirklichkeit nur annäherungsweise bewerkstelligen läßt. A sei
ein Körper von der Temperatur t_{1}. Die Temperatur eines zweiten
Körpers B, der von A durch einen nichtleitenden Stoff getrennt ist,
sei niedriger und zwar gleich t_{2}. In dem Zylinder *abgh* befinde
sich eine elastische Flüssigkeit, z. B. Luft und ein beweglicher Kolben
*cd*. Man stelle sich nun mit *Carnot* folgende Reihe von Veränderungen
vor:

1. Der Zylinder, dessen Wand ab die Wärme leicht durchlassen soll,
befinde sich auf dem wärmeren Körper A. Das eingeschlossene Gas nimmt
infolgedessen die Temperatur t_{1} an, die wir A zugeschrieben haben,
und der Kolben erhebt sich aus seiner Anfangsstellung *cd* bis zur
Stellung *ef*. Infolge der Wärmezufuhr, welche das Gas dabei von A
empfängt, behält dieses trotz der Ausdehnung die Temperatur t_{1}.

2. Der Zylinder wird jetzt von A entfernt, so daß ihm keine Wärme mehr
zugeführt wird. Dehnt sich das Gas nun weiter aus, so sinkt bei dieser
Volumverminderung seine Temperatur. Sie möge auf t_{2}, d. i. die
Temperatur des kälteren Körpers B, gesunken sein, wenn der Kolben die
Stellung *gh* einnimmt.

3. Der Zylinder wird auf B gebracht und das Gas, das ja bei der
Kolbenstellung *gh* die Temperatur von B besitzt, zusammengedrückt. Die
so erzeugte Wärme wird dabei sofort von B, dessen Temperatur konstant
t_{2} bleiben soll, aufgenommen. Voraussetzung ist, wenn sich die
Temperatur von A und B trotz Abgabe und Zufuhr von Wärme nicht ändern
soll, daß beide Körper eine ungeheure Wärmekapazität haben.

4. Hat der Kolben die Stellung *cd* erreicht, so entfernt man den
Zylinder von B und komprimiert ohne Wärmeabgabe weiter. Die Temperatur
der eingeschlossenen Luft wird jetzt steigen und es möge der Kolben die
Stellung *ik* angenommen haben, wenn die Temperatur des Gases wieder
gleich derjenigen von A, nämlich gleich t_{1}, ist.

Damit ist der Kreislauf abgeschlossen. Denn bringen wir jetzt den
Zylinder auf A, so können die beschriebenen Vorgänge in vollkommen
gleicher Weise sich, so oft wir wollen, wiederholen. Der beschriebene
Kreisprozeß kann aber auch umgekehrt werden, indem man auf d zunächst
c, dann b und endlich wieder a folgen läßt. Bei dieser Umkehrung wird
aber eben soviel »bewegende Kraft« (Arbeit) verbraucht, als bei dem
Ablauf der Vorgänge in der zuerst geschilderten Folge (a, b, c, d)
gewonnen wurde.

Fast zur selben Zeit, als *Rumford* und *Davy* ihre über die Natur
der Körperwärme entscheidenden Versuche anstellten, wurde auch
die Lehre von der strahlenden Wärme, die man schon länger von der
körperlichen unterschieden hatte[482], um eine wichtige Entdeckung
bereichert. *Wilhelm Herschel* bediente sich bei der Beobachtung der
Sonne verschiedenartig gefärbter Gläser. Dabei fiel ihm auf, daß
hinter gewissen Gläsern, die weniger Licht durchlassen, mitunter eine
stärkere Wärmeempfindung stattfand, als hinter anderen helleren[483],
so daß die erwärmende Kraft durchaus nicht von der Stärke des
Lichtes abzuhängen schien. Um die Frage zu entscheiden, ob die
Wärme etwa ungleichmäßig über die verschiedenen Strahlengattungen
verteilt sei, erzeugte *Herschel* das Sonnenspektrum und brachte ein
Thermometer mit geschwärzter Kugel in die verschiedenen Farben, die
er nacheinander durch eine Öffnung fallen ließ. Ein zweites, etwas
entferntes Thermometer zeigte die Wärme der umgebenden Luft an[484].
*Herschel* verglich dann die Temperaturerhöhung, welche das Thermometer
in gleichen Zeiträumen in den verschiedenen Teilen des Spektrums
erfuhr. In derselben Zeit, in der es unter im übrigen gleichen
Verhältnissen im violetten Teil des Spektrums um 2° stieg, betrug die
Zunahme im Grün 3¼° und im Rot, wo sie am größten war, 6-7/8°.
*Herschel* setzte diese Untersuchung fort und konnte schon einen Monat
später[485] das merkwürdige Ergebnis mitteilen, daß ein ultraroter
Teil des Spektrums bestehe, der aus unsichtbaren, Wärme spendenden
Strahlen zusammengesetzt ist. Ja, es ergab sich, daß das Maximum der
Wärmewirkung innerhalb dieser unsichtbaren Region liegt.




19. Die Chemie und die Physik treten in engere Wechselbeziehungen.


Sehr viele von den Errungenschaften, die auf chemischem und
physikalischem Gebiete zu Beginn der neueren Zeit gewonnen wurden,
knüpfen sich an den Namen *Gay-Lussacs*, so daß es gerechtfertigt
erscheint, diese Forschergestalt unter den vielen, die sich um den
Ausbau und die Verknüpfung der genannten Wissenszweige verdient gemacht
haben, besonders hervortreten zu lassen.

*Louis Joseph Gay-Lussac* wurde am 6. September 1778 in einer
kleinen Stadt[486] des mittleren Frankreichs geboren. Da er zu den
ausgezeichnetsten Schülern der École polytechnique gehörte, wählte
ihn der Chemiker *Berthollet* zu seinem Gehilfen. Die ersten Lorbeeren,
die sich *Gay-Lussac* auf dem Felde der Wissenschaft verdiente, hatte
er einem eigentümlichen Umstande zu verdanken. Durch die alltägliche
Beobachtung, daß der Rauch unter dem Einfluß warmer Luft im Kamin
emporsteigt, waren die Gebrüder *Montgolfier* auf den Gedanken
gekommen, eine Papierhülle durch ein darunter befindliches Feuer zum
Emporsteigen zu bringen. Ihrem berühmt gewordenen Versuch vom Jahre
1783, bei dem sich eine derartige Hülle von 22000 Kubikfuß Rauminhalt
durch ein darunter befindliches Strohfeuer auf eine Höhe von etwa 2000
Metern erhob, waren zahlreiche, von mehr oder weniger Erfolg begleitete
Aufstiege gefolgt. Der Physiker *Charles* war noch in demselben Jahre
zur Füllung der Ballons mit Wasserstoff übergegangen. Trotzdem blieb
eine Luftreise bei dem Fehlen der heutigen Sicherheitsvorrichtungen
zunächst ein sehr gewagtes Unternehmen. Als sich die Pariser
Akademie im Anfang des 19. Jahrhunderts entschloß, Aufstiege zu
wissenschaftlichen Zwecken zu veranstalten, galt es daher, einige
jüngere, beherzte Forscher zu gewinnen. Die Wahl fiel auf *Gay-Lussac*
und *Biot*, die im Sommer des Jahres 1804 einen gemeinschaftlichen
Aufstieg unternahmen, dem bald darauf eine von *Gay-Lussac* allein
ausgeführte Luftreise folgte. In der von dem letzteren erreichten Höhe
von 7000 Metern betrug die Temperatur -9,5°, während zur selben Zeit
in Paris ein im Schatten befindliches Thermometer +27,5° zeigte. Die
atmosphärische Luft war nach den Analysen *Gay-Lussacs* in den oberen
Schichten der Atmosphäre von derselben Zusammensetzung wie in der Nähe
der Erdoberfläche. Auch wies *Gay-Lussac* nach, daß die Luft nicht
etwa in größeren Höhen einen Gehalt von dem so leichten Wasserstoffgas
besitze, wie einige Physiker zur Erklärung des Gewitters, das in
Knallgasexplosionen bestehen sollte, angenommen hatten. Insbesondere
war die Aufmerksamkeit *Gay-Lussacs* auf das Verhalten gerichtet,
welches die Magnetnadel in größerer Entfernung vom Erdboden zeigt. Die
angestellten Schwingungsbeobachtungen ergaben, daß ein Höhenunterschied
von mehreren tausend Metern die magnetische Kraft nicht merklich
beeinflußt. »*Biots* und *Gay-Lussacs* Luftfahrten«, schrieb später
*Arago*[487], »werden im Andenken der Menschen fortleben als die
ersten derartigen Unternehmungen, die behufs Lösung wissenschaftlicher
Aufgaben mit entschiedenem Erfolge ausgeführt wurden«.

Die Analyse der atmosphärischen Luft und die Zuverlässigkeit der
hierfür benutzten Mittel waren zu der Zeit, als *Gay-Lussac* seine
Tätigkeit begann, viel umstritten. Insbesondere war der Glaube
verbreitet, daß der Gehalt an Sauerstoff schwankend und für die Güte
der Luft bestimmend sei. Die zur Ermittlung des Sauerstoffgehaltes
ersonnenen Apparate wurden daher Eudiometer (Luftgütemesser) genannt.
Das erste Eudiometer rührt von *Priestley* her. Es beruhte auf dem
Verhalten von Stickoxyd gegen Sauerstoff[488] und wurde von *Fontana*
(1774) verbessert. Weit bessere Ergebnisse erhielt man bei dem von
*Lavoisier* in Vorschlag gebrachten Verfahren[489]. Es besteht
darin, daß eine gemessene Luftmenge über Quecksilber abgesperrt
und mit Phosphor in Berührung gebracht wird. Durch die langsame
Oxydation dieser Substanz wird der Sauerstoff völlig gebunden, und
die Luft erleidet eine entsprechende Volumverminderung. Aber selbst
*Lavoisiers* Versuchsfehler waren noch so groß, daß er für den
Sauerstoffgehalt Schwankungen von 18 auf 25% annahm. Im wesentlichen
auf dem gleichen Prinzip beruht das von *Volta* vorgeschlagene
Eudiometer. Die zu untersuchende Luft wird mit Wasserstoff
zusammengebracht. Ist dieses Gas in hinreichender Menge vorhanden, so
reißt es bei der durch einen elektrischen Funken bewirkten Explosion
des Gasgemisches den gesamten Sauerstoff der Luft an sich und verbindet
sich damit zu Wasser.

Auch *Alexander von Humboldt* beschäftigte sich mit eudiometrischen
Bestimmungen. Nachdem er in Paris mit *Gay-Lussac* bekannt geworden
war, schlossen beide, ihrer außerordentlichen Leistungen wegen
gefeierten Männer ein enges Freundschaftsbündnis. Die schönste
Frucht desselben war eine gemeinsame, im Jahre 1805 veröffentlichte
Arbeit über die eudiometrischen Mittel und über das Verhältnis der
Bestandteile der Atmosphäre[490]. Diese Arbeit ergab, daß *Voltas*
Eudiometer das schätzbarste Instrument für die Analyse der Luft
ist. Ein wichtiges Nebenergebnis war der Nachweis, daß sich der
Sauerstoff mit dem Wasserstoff nach dem unveränderlichen und einfachen
Volumverhältnis 1 : 2 verbindet. Nach den früheren Versuchen von
*Cavendish* schien dies Verhältnis kein einfaches zu sein.

Während sich der vielseitige *von Humboldt* neuen Aufgaben zuwandte,
vertiefte sich *Gay-Lussac* in das Studium der Gase, über deren
chemisches und physikalisches Verhalten wir ihm eine Fülle von
Entdeckungen verdanken. Seine erste Arbeit über diesen Gegenstand war
im Jahre 1802 auf *Berthollets* Anregung entstanden. Diese Arbeit
handelte von der Ausdehnung gas- und dampfförmiger Körper[491] und
lieferte den nicht nur in praktischer Hinsicht, sondern auch für die
Theorie sehr wichtigen Nachweis, daß »alle Gasarten und Dämpfe bei
derselben Temperaturerhöhung, unter im übrigen gleichen Umständen,
in gleichem Grade ausgedehnt werden.« *Gay-Lussacs* Untersuchung
erstreckte sich auf Sauerstoff, Wasserstoff, Stickstoff, Ammoniak,
Schwefeldioxyd Kohlendioxyd und Ätherdampf. Nach seinen Messungen
beträgt die Volumzunahme dieser Gase bei einer Temperaturerhöhung
von 0 auf 100 Grad 0,375 des ursprünglichen Volumens. Durch spätere
Bestimmungen ist dieser Ausdehnungskoeffizient zu 0,366 (oder für eine
Temperatursteigerung von 0° auf 1° zu 0,00366 = 1/273) ermittelt worden.

*Gay-Lussacs* Untersuchung über die Ausdehnung der Gase war älteren
Untersuchungen gegenüber besonders deshalb ein großer Fortschritt, weil
er die gasförmigen Körper, an denen er Messungen anstellen wollte,
vorher vermittelst Chlorkalzium trocknete und damit eine wesentliche
Fehlerquelle beseitigte. Daß *Gay-Lussacs* Bestimmung dennoch mit einem
nicht unerheblichen Fehler behaftet blieb, ist darauf zurückzuführen,
daß das Trocknen der Gefäße und der Gase noch in nicht genügendem Maße
stattfand.

Das von *Gay-Lussac* beim Messen des Ausdehnungskoeffizienten
eingeschlagene Verfahren wird aus der beistehenden, seiner Abhandlung
entnommenen Abbildung ersichtlich. Der Ballon D wird über Quecksilber
mit dem zu untersuchenden Gase gefüllt. Der ganze, in Abb. 57
dargestellte Apparat wird in ein Wasserbad getaucht und auf 100°
erhitzt. Dabei entweicht ein Teil des Gases durch das zweimal gebogene
Rohr B, dessen Öffnung durch Quecksilber gesperrt ist. Hat der Ballon
die Temperatur des siedenden Wassers angenommen, so wird die Glasröhre
B entfernt und das Wasserbad auf die Temperatur des schmelzenden
Eises abgekühlt. Das Quecksilber steigt dann, entsprechend der
Zusammenziehung des Gases, den graduierten Hals des Ballons hinauf. Man
erhält so die Größe des Luftvolumens, das durch die Erwärmung aus dem
Ballon von bekanntem Inhalt entwichen ist.

[Illustration: Abb. 56. Apparat *Gay-Lussacs* zur Bestimmung des
Ausdehnungskoeffizienten der Gase.]

Bei den Versuchen *Gay-Lussacs* dehnten sich die nachstehend
aufgeführten vier Gase beim Erhitzen von 0° auf 100° in folgender Weise
aus:

      100 Teile                  dehnen sich aus um

  Atmosphärische Luft               37,5  Teile
  Wasserstoff                       37,52   "
  Sauerstoff                        37,49   "
  Stickstoff                        37,49   "

Um zu untersuchen, ob der Ausdehnungskoeffizient der Dämpfe derselbe
sei, erwärmte *Gay-Lussac* Ätherdampf von 60° auf 100°. Er hatte die
Genugtuung wahrzunehmen, daß sowohl beim Expandieren als auch bei
der Raumverminderung durch Abkühlung der Ätherdampf gleichen Schritt
mit der atmosphärischen Luft hielt, die er in einem zweiten Apparate
denselben Bedingungen ausgesetzt hatte.

Aus seinen Versuchen schloß *Gay-Lussac*, daß die Ausdehnung der Gase
und der Dämpfe nicht auf der besonderen Natur der Stoffe, sondern
lediglich darauf beruht, daß diese Körper sich im elastisch-flüssigen
Zustande befinden[492].

In dieser Untersuchung *Gay-Lussacs* findet sich keine Angabe darüber,
ob auch die Ausdehnung des Glasgefäßes bei der Berechnung der
Ergebnisse berücksichtigt wurde. In einer zweiten Untersuchung ist dies
geschehen. Trotzdem weicht der gefundene Koeffizient (0,375) für die
Erwärmung von 0° auf 100°, der fast vierzig Jahre in Geltung blieb,
nicht unerheblich von dem wahren Werte (0,365) ab[493].

Das Freundschaftsbündnis zwischen *Gay-Lussac* und *Alexander von
Humboldt* wurde zu einem besonders vertrauten durch eine gemeinsame,
im Jahre 1805 unternommene Reise nach Italien. Von Rom, für dessen
Kunstschätze sich ihnen im Verkehr mit einem *Rauch* und einem
*Thorwaldsen* der Sinn erschloß, machten die Freunde in Begleitung
des Geologen *Leopold von Buch* einen Abstecher nach Neapel, wo sie
Zeugen eines großartigen, von einem furchtbaren Erdbeben begleiteten
Ausbruch des Vesuvs wurden. Auch in chemischer Hinsicht war diese Reise
nicht ohne Ausbeute. So machte *Gay-Lussac* in Neapel die Beobachtung,
daß die im Wasser gelöste Luft einen weit größeren Sauerstoffgehalt
(etwa 30%) als die atmosphärische Luft (21%) besitzt[494]. Nachdem
die Reisenden vor dem Verlassen des italienischen Bodens noch *Volta*
aufgesucht hatten, trafen sie in Berlin ein, wo beide im Hause *von
Humboldts* den Winter verlebten. Nach Paris zurückgekehrt, beschäftigte
sich *Gay-Lussac* zunächst mit der Frage, ob seine Vermutung zutreffend
sei, daß nicht nur Wasserstoff und Sauerstoff, sondern auch die übrigen
Gasarten sich nach einfachen Raumverhältnissen miteinander verbinden.

*Gay-Lussac* wählte zunächst salzsaures Gas und verband es mit
Ammoniakgas. Es sättigten 100 Maß salzsaures Gas genau 100 Maß
Ammoniakgas, und das entstehende Salz war vollkommen neutral[495].
Brachte er kohlensaures Gas mit Ammoniak zusammen, so verbanden sich
mit 100 Maß kohlensaurem Gas genau 200 Maß Ammoniakgas. Es ergab sich
ferner, daß Schwefelsäureanhydrid auf 100 Maß schwefligsaures Gas 50
Maß Sauerstoffgas enthält, daß somit auch die beiden zuletzt genannten
Gase sich nach einem einfachen Verhältnis verbinden[496].

Bei einem anderen Versuch vereinigten sich 50 Maß Sauerstoffgas mit 100
Maß gasförmigem Kohlenstoffoxyd. Beide Gasarten verschwanden völlig,
und es fanden sich an ihrer Stelle 100 Maß kohlensaures Gas. Schon vor
*Gay-Lussac* hatte *Berthollet* gezeigt, daß im Ammoniak auf 100 Maß
Stickstoff genau 300 Maß Wasserstoff kommen.

Nach diesen Beweisen war es offenbar, daß zwei Gasarten, die auf
einander chemisch einwirken, sich in den allereinfachsten Verhältnissen
verbinden. In den untersuchten Fällen geschieht dies nach den
Verhältnissen 1 : 1 oder 1 : 2 oder 1 : 3, während sich kein einfaches
Verhältnis zwischen den Elementen einer Verbindung zeigt, wenn man auf
die Gewichte sieht.

Weitere Versuche ließen erkennen, daß die Gasarten sich nicht bloß
mit einander nach sehr einfachen Verhältnissen verbinden, sondern
daß die Raumverminderung, die sie bei der Vereinigung erleiden, auch
immer in einem sehr einfachen Verhältnisse zu dem Volumen steht,
das die Gase vor ihrer Vereinigung einnahmen[497]. So hatte schon
*Berthollet* gefunden, daß 100 Maß gasförmiges Kohlenstoffoxyd, wenn
sie sich mit 50 Maß Sauerstoff verbinden, dabei 100 Maß kohlensaures
Gas geben[498]. Beide Gasarten ziehen sich also bei ihrer Verbindung
um einen Raum zusammen, der gerade so groß ist wie derjenige, den das
hinzugefügte Sauerstoffgas vorher besaß. Auch der Wasserdampf, der
sich durch das Zusammentreten von zwei Raumteilen Wasserstoff und
einem Raumteil Sauerstoff bildete, nahm unter gleichen Druck- und
Temperaturbedingungen 2 Volumina ein, so daß bei seiner Entstehung
eine Verdichtung von 3 auf 2 stattfindet, während sich bei der Bildung
von Ammoniak eine Zusammenziehung von 2 auf 1 nachweisen läßt. Dieses
von *Gay-Lussac* entdeckte Volumgesetz ist die Grundlage für die
Avogadrosche Hypothese und damit für die weitere Entwicklung der
theoretischen Chemie geworden[499].

Wir kommen jetzt zu den hervorragenden Untersuchungen, durch welche
*Gay-Lussac* die anorganische, die technische und die organische Chemie
gefördert hat.

Als die Kunde von der Entdeckung der Alkalimetalle nach Frankreich
gekommen war, stellte Napoleon der polytechnischen Schule die Mittel
zur Beschaffung einer gewaltigen Voltaschen Säule zur Verfügung.
Noch bevor diese Säule in Tätigkeit gesetzt werden konnte, gelang es
*Gay-Lussac* in Gemeinschaft mit *Thenard*, Kalium und Natrium durch
Erhitzen von Kali und von Natron mit Eisen, also auf rein chemischem
Wege, ohne Zuhilfenahme der Elektrizität darzustellen[500]. Beide
Forscher veröffentlichten ihr Verfahren im Mai des Jahres 1808.
Anstatt des Eisens nahmen sie auch Kohle, erzielten damit aber ein
weniger günstiges Ergebnis. Besser gelang die Darstellung von Kalium
und Natrium mittelst Kohle, als man kohlensaures Alkali mit Kohle und
Leinöl mischte und dies Gemenge der Glühhitze aussetzte[501].

Als eine der besten Monographien, die je über ein Element geschrieben
wurden, gilt *Gay-Lussacs* mustergültige Abhandlung über das Jod und
die Jodide. *Gay-Lussac* stellte in dieser Abhandlung den Begriff der
Hydrosäure im Gegensatz zur Sauerstoffsäure auf. Das Jod lieferte
nämlich, wie er nachwies, zwei Säuren, die eine in Verbindung mit
Sauerstoff, die zweite in Verbindung mit Wasserstoff. Da die Säuren,
welche das Chlor, das Jod und der Schwefel mit dem Wasserstoff
bilden[502], die Eigenschaften der sauerstoffhaltigen Säuren besitzen,
so mußten beide Arten von Verbindungen in eine Klasse gestellt werden.
Um die Wasserstoffsäuren von den eigentlichen Säuren zu unterscheiden,
bediente sich *Gay-Lussac* der Vorsilbe Hydro. Die sauren Verbindungen
des Wasserstoffs mit dem Chlor und dem Jod erhielten also die Namen
Hydrochlorsäure und Hydrojodsäure. Den sauren Verbindungen des
Sauerstoffs mit denselben Elementen blieb dagegen die Bezeichnung
Chlorsäure und Jodsäure[503] vorbehalten.

Unter den zahlreichen Verbindungen, die *Gay-Lussac* in seiner
Abhandlung über das Jod kennen lehrte, ist besonders das Jodäthyl
hervorzuheben, ein Stoff, der vermöge seiner großen Reaktionsfähigkeit
von großer Bedeutung für die organische Chemie geworden ist.

Von wichtigen Reaktionen, zu denen das Studium des Jods *Gay-Lussac*
geführt hat, verdienen noch folgende erwähnt zu werden. Jod wurde
mit Phosphor zu Jodphosphor verbunden. Letzterer zerfiel unter der
Einwirkung von Wasser in Jodwasserstoff und phosphorige Säure:

  PJ_{3} + 3H_{2}O = H_{3}PO_{3} + 3HJ.

Durch Berührung mit Quecksilber wurde Jodwasserstoff unter Bildung von
Jodquecksilber und Freiwerden von Wasserstoff zersetzt. Dabei ergab
sich die volumetrische Gesetzmäßigkeit, daß der Wasserstoff genau die
Hälfte des Raumes einnahm, den vorher der Jodwasserstoff ausgefüllt
hatte.

Wurde Jodwasserstoff der Rotglühhitze ausgesetzt, so fand eine
teilweise Zersetzung in Jod und Wasserstoff statt. Andererseits gelang
die Synthese von Jodwasserstoff, wenn *Gay-Lussac* das Gemenge von
Jod und Wasserstoff auf Rotglut erhitzte. Diese Beobachtung war eine
der ersten, welche über die Umkehrung einer Reaktion gemacht wurde.
Indessen legte ihr *Gay-Lussac* weiter keine Bedeutung bei.

Die Ähnlichkeit des Jodwasserstoffs mit der Salzsäure ergab sich
auch aus dem Verhalten gegen Metalle. Letztere machten aus beiden
Verbindungen unter Bildung salzartiger Körper Wasserstoff frei. Mit
Ammoniak verband sich Jodwasserstoff unter Entstehung eines dem Salmiak
ähnlichen Stoffes. Die Vereinigung erfolgte nach gleichen Raummengen,
so daß sich nach jeder Richtung eine so weit gehende Analogie zwischen
dem neu entdeckten Jod und dem schon länger bekannten Chlor zeigte,
wie sie bis dahin zwischen zwei Elementen noch nicht nachgewiesen
war. Diese Analogie wurde später auf das 1826 von *Balard* in der
Mutterlauge des Meerwassers aufgefundene Brom ausgedehnt. Der Vergleich
von Chlor, Brom und Jod führte *Döbereiner* später zur Aufstellung
seiner Theorie von den Triaden, d. h. zu der Annahme, daß das System
der Elemente sich in Gruppen von je drei sehr ähnlichen Grundstoffen
gliedern lasse, ein Gedanke, durch den *Döbereiner* zum Begründer einer
Systematik der Elemente und damit zum Vorläufer eines *Mendelejeff* und
*Lothar Meyer* geworden ist[504].

Die Aufdeckung der Analogie zwischen Chlor und Jod hat dahin
mitgewirkt, daß die lange geltende Annahme, das Chlor sei eine
Sauerstoffverbindung[505], allgemein aufgegeben wurde.

Waren ferner die Reaktionen, welche das Jod zu anderen Elementen und
Verbindungen äußerte, zwar denen des Chlors sehr ähnlich, so ging
doch aus der ganzen Untersuchung *Gay-Lussacs* hervor, daß letzteres
Element »mächtiger ist als das Jod«. Um die Dichte des Joddampfes zu
bestimmen, ging *Gay-Lussac* von der Dichte des Jodwasserstoffes aus.
Er ermittelte, indem er das von ihm entdeckte Volumgesetz zugrunde
legte, daß der Dampf des Jods 117mal dichter als Wasserstoff ist, also
von allen Dämpfen, die größte Dichtigkeit besitzt[506].

*Gay-Lussacs* Arbeiten über die Schwefelsäure, um deren fabrikmäßige
Darstellung er sich durch die Einführung des sogenannten
*Gay-Lussac*-Turmes sehr verdient gemacht hat, sowie die durch ihn
erfolgte Begründung des Titrierverfahrens sind auf die Entwicklung der
chemischen Technik von größtem Einfluß gewesen.

Auch die Chemie der organischen Verbindungen erfuhr durch *Gay-Lussac*
eine bedeutende Förderung. Für die Analyse dieser Stoffe, die
vor ihm in den Kinderschuhen stak, brachte er das Kupferoxyd als
Verbrennungsmittel in Anwendung, während seine Arbeit über die
Cyanverbindungen ein Muster für spätere Untersuchungen organischer
Körper gewesen ist[507]. *Gay-Lussac* lieferte in dieser Arbeit
den Nachweis, daß die von *Scheele* aus dem gelben Blutlaugensalz
gewonnene Blausäure (HCN) eine dem Chlorwasserstoff (HCl) entsprechende
Hydrosäure ist, in welcher ein aus Kohlenstoff und Stickstoff
bestehendes Radikal CN, das den Namen Cyan erhielt, an die Stelle von
Chlor tritt. Indem er weiter zeigte, daß dieses Radikal auch in anderen
Verbindungen die Stelle eines Elements vertritt, eröffnete er die Reihe
jener Untersuchungen, die darauf hinausliefen, sämtliche organischen
Verbindungen auf Atomgruppen zurückzuführen. Dieses Bestreben hat dann
später seinen Höhepunkt in der Forschertätigkeit *Liebigs* erreicht,
welcher die organische Chemie als die Chemie der zusammengesetzten
Radikale bezeichnete[508].

Auch der Vorgang der Gärung, auf den die Untersuchungen *Lavoisiers*
das erste Licht geworfen hatten[509], zog *Gay-Lussac* in den Bereich
seiner Forschungen. Er wies nach, daß neben Kohlendioxyd und Alkohol
als wesentliche Produkte der Gärung Glyzerin und Bernsteinsäure
auftreten. Auch versuchte er diesen Vorgang, der später als ein
physiologischer aufgefaßt wurde, in eine chemische Gleichung
einzukleiden.

Wie erwähnt, war *Gay-Lussac* aus der École polytechnique
hervorgegangen, an der er zunächst als Repetent, später (1809) als
Professor der Chemie angestellt wurde. Gleichzeitig bekleidete er an
der Sorbonne die Professur für Physik. Auch im öffentlichen Leben
Frankreichs nahm *Gay-Lussac* eine hervorragende Stelle ein. Er wirkte
in zahlreichen, für gewerbliche oder Verwaltungszwecke ernannten
Kommissionen, in denen er seiner chemischen und physikalischen
Kenntnisse wegen das größte Ansehen genoß, wurde wiederholt zum
Abgeordneten gewählt und endlich zum Pair ernannt. Ein nicht
vollendetes, die Philosophie der Chemie betiteltes Werk ließ er vor
seinem Tode verbrennen.

Am 9. Mai des Jahres 1850 starb *Gay-Lussac*. Sein Leben ist reich an
wissenschaftlichen, durch stete Arbeit erzielten Erfolgen gewesen. Es
konnte aber auch in jeder anderen Hinsicht als vorbildlich gelten.
*Arago*, der in der Akademie *Gay-Lussac* einen Nachruf widmete, schloß
mit dem schönen Lobe: »Er ehrte Frankreich durch seine moralischen
Eigenschaften und diese Akademie durch seine Entdeckungen. Sein Name
wird mit Bewunderung und Hochachtung in allen Ländern genannt werden,
in denen man die Wissenschaften pflegt«[510].

Die Physik der gasförmigen Körper wurde vor allem durch Untersuchungen
über die Absorption der Gase durch Flüssigkeiten gefördert. Zunächst
fand der englische Chemiker *Henry*[511], daß die von einer Flüssigkeit
absorbierte Gasmenge proportional dem Drucke ist, unter dem die
Absorption erfolgt. Voraussetzung ist dabei, daß die Umstände im
übrigen gleich sind und vor allem, daß die Gase und die Flüssigkeiten
nicht chemisch aufeinander wirken[512].

Eine Erweiterung der Untersuchung *Henrys* lieferte *Dalton* mit seiner
Abhandlung »Über die Absorption der Gasarten durch Wasser und andere
Flüssigkeiten«[513]. Diese Schrift ist auch dadurch geschichtlich
interessant, daß sie die erste Atomgewichtstabelle enthält. *Dalton*
suchte nämlich die verschiedene Löslichkeit der Gase aus der von ihm
begründeten Atomtheorie[514] abzuleiten.

Als Kennzeichen, daß ein Gas von einer Flüssigkeit nur absorbiert und
nicht gebunden wird, galt *Dalton* der Umstand, daß es im ersteren
Fall, wenn man den Druck unter Anwendung der Luftpumpe aufhebt, aus der
Flüssigkeit wieder entweicht.

*Dalton* ergänzte *Henrys* Untersuchung dahin, daß er sie auf
Gasgemenge ausdehnte. Wurde z. B. Wasser, das von Luft befreit war, mit
einer Mischung von zwei oder mehr Gasarten geschüttelt, so verschluckte
es von jeder dieser Gasarten soviel, als es von ihnen einzeln bei
derselben Dichtigkeit der Gasart aufgenommen haben würde. Bei den von
*Dalton* behaupteten Gesetzmäßigkeiten handelt es sich jedoch mitunter
um bloße Annäherungen, zum Teil auch um Unrichtigkeiten.

Zum Schluß erhebt *Dalton* die Frage nach der Ursache der für die
verschiedenen Gase so verschiedenen Löslichkeit. Es ist von hohem
Interesse zu sehen, wie *Dalton* diese Frage aus seiner Atomtheorie
zu beantworten sucht. Er habe gefunden, daß das relative Gewicht der
kleinsten Teilchen der Körper sehr verschieden sei. Und nun zeige sich,
daß diejenigen Gasarten, die leichtere Teilchen besäßen, weniger leicht
absorbiert würden. Beides mache es wahrscheinlich, daß die Löslichkeit
mit dem Atomgewicht in einem ursächlichen Zusammenhange stehe.

*Dalton* war auch einer der ersten, der Messungen über die Spannkraft
der Gase und der Dämpfe anstellte. So fand er, daß die Spannkraft
der feuchten Luft gleich derjenigen der trockenen vermehrt um die
Spannkraft des beigemengten Wasserdampfes ist. Auch diese Untersuchung
dehnte *Dalton* auf Gasgemenge aus. Er bemerkte, daß Gase sich
miteinander vollkommen mischen, auch wenn ein leichtes Gas sich über
einem schwereren befindet (Diffusion). Dann zeigte er, daß der Druck
eines Gasgemisches, auf das gleiche Volumen bezogen, der Summe der
von den einzelnen Bestandteilen ausgeübten Spannungen gleich ist.
Voraussetzung ist auch hier wieder, daß nur eine physikalische Mischung
und keine chemische Verbindung stattgefunden hat.

Endlich suchte *Dalton* zu bestimmen, wie die Spannkraft gesättigter
Dämpfe von der Temperatur abhängt. Sein Verfahren ist noch heute im
Gebrauch. Er brachte die in Dampf zu verwandelnde Flüssigkeit in den
leeren Raum über dem Quecksilber eines Barometers. Dann wurde das
Barometer in eine Glasröhre eingeschlossen und darin durch erwärmtes
Wasser auf den gewünschten Wärmegrad gebracht. Die Spannung der
entwickelten Dämpfe wurde durch das Herabsinken der Quecksilbersäule
gemessen. Überstieg die Spannung den Druck einer Atmosphäre, so
benutzte *Dalton* eine Röhre mit einem kürzeren geschlossenen und einem
längeren offenen Schenkel, wie sie *Mariotte* zum Nachweis des von
ihm und *Boyle* entdeckten Gesetzes gebraucht hatte. Die Flüssigkeit,
deren Dampfspannung gemessen werden sollte, wurde in dem kürzeren
geschlossenen Schenkel erhitzt, während in dem längeren die Spannung
durch die von dem Dampf getragene Quecksilbersäule gemessen wurde. Auf
große Genauigkeit konnten die ersten auf diesem Gebiete unternommenen
Untersuchungen zwar keinen Anspruch machen. Sie verdienen aber doch
Erwähnung, weil sie die Grundgedanken aufweisen, die später zu
exakteren Messungen geführt haben.

Am genauesten hat *Dalton* die Beziehung zwischen der Temperatur und
der Spannung des gesättigten Wasserdampfes ermittelt. Er stellte seine
Messungen innerhalb der weiten Grenzen von -40° bis +325° Fahrenheit an
und glaubte auch den Zusammenhang von Temperatur und Spannung auf eine
geometrische Reihe zurückführen zu können. Es hat sich jedoch ergeben,
daß ein einfacher mathematischer Ausdruck für die hier obwaltende
Beziehung nicht vorhanden ist.

*Lavoisier* hatte den Satz aufgestellt, daß der Sauerstoff das Säure
bildende Prinzip sei und daß in den Salzen wie in den Säuren dieses
Element nie fehle. *Lavoisiers* Theorie der Sauerstoffsäuren fand zu
Beginn des 19. Jahrhunderts besonders in *Berzelius* einen Verteidiger.
Durch ihn wurde das dualistische, auf die Ergebnisse der Elektrolyse
sich stützende System der chemischen Verbindungen ins Leben gerufen.
Nach dieser Auffassung erhielt z. B. schwefelsaures Zink die Formel

  ZnO . SO_{3},
   +      -

welche andeuten sollte, daß diese Verbindung aus der Basis ZnO als
positivem und der Schwefelsäure SO_{3} als negativem Bestandteil
zusammengesetzt sei. Was wir heute als Säure bezeichnen und als
einheitliche Verbindung betrachten, wurde als Säurehydrat aufgefaßt,
z. B. galt die Schwefelsäure (H_{2}SO_{4}) als die Vereinigung des
negativen Bestandteils SO_{3} mit dem schwach elektropositiven Wasser

  (SO_{3} . H_{2}O).
     -       +

Letzterem wurde eine Doppelnatur beigelegt, da es den stark positiven
Metalloxyden gegenüber in die Bildung von basischen Hydraten als
negativer Bestandteil eingeht

  (CuO + H_{2}O = CuO . H_{2}O).
                   +     -

Der erste, der *Lavoisiers* Lehre erschütterte, war sein großer
Zeitgenosse *Berthollet*. Er entdeckte, daß die Blausäure (HCN) und
auch der Schwefelwasserstoff (H_{2}S) ausgesprochen die Eigenschaften
von Säuren besitzen und dennoch keinen Sauerstoff enthalten.
*Berthollet* hätte diesen Verbindungen die Salzsäure (HCl) hinzufügen
können, wenn er nicht das Chlor als eine Sauerstoffverbindung
betrachtet hätte[515]. Für diesen die Chemie Jahrzehnte beherrschenden
Irrtum brachte er sogar eine vermeintliche Stütze in der von ihm
unrichtig gedeuteten Beobachtung bei, daß sich aus einer Chlorlösung im
Lichte Sauerstoff entwickelt. *Berthollet* schloß nämlich daraus, daß
das Chlor als höhere Oxydationsstufe dabei in die vermeintlich weniger
Sauerstoff enthaltende Salzsäure und Sauerstoff zerfallen sei, während
doch der Vorgang sich tatsächlich als eine Zerlegung des Wassers
darstellt (2 Cl + H_{2}O = 2 HCl + O). Als dritte Oxydationsstufe
betrachtete man die sehr sauerstoffhaltige Verbindung, die wir heute
als Chlorsäure bezeichnen.

Die erste große Umgestaltung, welche das System *Lavoisiers* erfuhr,
ging von *Davy* aus. Dieser hatte gefunden, daß das Salzsäuregas durch
das von ihm entdeckte Kalium unter Entwicklung von Wasserstoff zersetzt
wird. Dabei entstand Chlorkalium. Weiter zeigte *Davy*, daß aus Chlor
nicht Salzsäure durch Entziehung von Sauerstoff entsteht, sondern
daß sich die Salzsäure aus Chlor nur bildet, wenn dieses Element
auf Wasserstoff oder auf eine Wasserstoff enthaltende Verbindung
wirkt. Diese Tatsachen führten *Davy* zu der Annahme, daß das Chlor
ein Element sei und die Salzsäure in einer Verbindung von Chlor mit
Wasserstoff, die Salze der Salzsäure aber in einer Verbindung von Chlor
mit den betreffenden Metallen bestehen. Bald darauf wies *Gay-Lussac*
ein völlig analoges Verhalten für das Jod und den Jodwasserstoff nach.
*Gay-Lussac* führte, nachdem er auch für die Blausäure dargetan hatte,
daß der Sauerstoff an ihrer Zusammensetzung nicht beteiligt ist, für
die der Salzsäure entsprechend zusammengesetzten Säuren die Bezeichnung
Wasserstoffsäuren ein. Hartnäckig wurde an der alten Lehre von einem
Teile der Chemiker, an deren Spitze *Berzelius* stand, festgehalten.
Endlich um 1820 gab dieser seinen Widerstand auf, weil die Annahme, daß
in den Halogenen und ihren Salzen doch ein, wenn auch experimentell
nicht nachweisbarer Sauerstoffgehalt vorhanden sei, doch zu willkürlich
und gekünstelt schien.

*Gay-Lussac* hatte dem Chlor als analoges Element das Jod zur Seite
gestellt. Im Jahre 1826 entdeckte *Balard* das Brom in der Mutterlauge
des Meerwassers. Er stellte sofort eine ausgedehnte Untersuchung dieses
Elementes an und erkannte, daß es dem Chlor und Jod vollkommen analog
sei. Daß auch das Fluor in diese Gruppe gehört und Fluorwasserstoff
(Flußsäure) dem Chlorwasserstoff entsprechend zusammengesetzt ist,
sprach zuerst *Ampère* aus. Die Bemühungen, das Fluor zu isolieren,
hatten der außerordentlichen Affinität dieses Elementes wegen
zunächst keinen Erfolg. Dieser Versuch, um den sich sowohl *Davy* als
*Gay-Lussac* vergeblich abmühten, gelang erst *Moissan* durch eine
passend ausgeführte elektrolytische Zersetzung der Flußsäure. Immerhin
ist die Erkenntnis der vier Halogene als einer scharf charakterisierten
Gruppe von Elementen schon während der ersten Jahrzehnte des 19.
Jahrhunderts erfolgt. Die Erforschung ihrer Glieder ist für die weitere
Entwicklung der theoretischen nicht minder als der technischen Chemie
von großer Bedeutung gewesen.




20. Fortschritte in der Anwendung der Mathematik auf die
Naturwissenschaften.


Eine ähnliche Förderung und Durchdringung, wie sie die Physik und die
Chemie vor allem durch *Gay-Lussac* erfuhr, vollzog sich zwischen der
Physik und der Mathematik besonders durch *Gauß*.

*Carl Friedrich Gauß* wurde am 30. April 1777 in Braunschweig
geboren. Sein Vater war Baumeister und Kassenverwalter. Er wird als
ein sehr tätiger und willensstarker Mann geschildert. Die Mutter war
fleißig und sorgsam. Sie entstammte gleich dem Vater einer einfachen
Handwerkerfamilie. Trotz aller vortrefflichen Eigenschaften gelang
es den Eltern des frühreifen Knaben nicht, zu einigem Wohlstand zu
gelangen. *Gauß* hätte daher nicht die Gelehrtenlaufbahn einschlagen
können, wenn ihm nicht von seinem 14. Lebensjahre ab die Unterstützung
seines Landesfürsten, des Herzogs Ferdinand von Braunschweig, zu Teil
geworden wäre. Nachdem er das Gymnasium seiner Vaterstadt und das
dortige Collegium Carolinum besucht hatte, bezog er im Jahre 1795
die Universität Göttingen. Ihr ist *Gauß* trotz aller aus Berlin und
Petersburg an ihn herantretenden Verlockungen bis an sein Lebensende
treugeblieben.

Seine Lehrmeister waren vor allem die Werke von *Newton*, *Euler*
und *Lagrange*. In seine von 1795 bis 1798 dauernde Studienzeit
fallen schon einige hervorragende mathematische Entdeckungen. So
fand er bei seiner Beschäftigung mit der Kreisteilung, kaum 18
Jahre alt, die Konstruktion des regelmäßigen Siebzehnecks. Er löste
damit ein Problem, das den Mathematikern seit den Zeiten *Euklids*
Schwierigkeiten bereitet hatte. Eine ähnliche Bereicherung erfuhr die
Algebra durch seine 1799 erschienene Abhandlung über »die Zerlegung
ganzer algebraischer Funktionen in reelle Faktoren ersten oder zweiten
Grades«[516]. Es handelte sich um den Beweis, daß jede Gleichung m ten
Grades, also ein Ausdruck von der Form:

  X^m + Ax^{m-1} + Bx^{m-2} + .... + M = 0

stets m Wurzeln besitzt, oder daß sie, was dasselbe bedeutet, in m
Faktoren (x - α), (x - β), (x - γ) usw. zerlegt werden kann, deren
Produkt der linken Seite des obigen Ausdrucks gleich ist. Dieser
wichtigste Satz der Theorie der algebraischen Gleichungen, auf dem die
ganze höhere Algebra beruht, hatte zwar schon *d'Alembert*, *Euler* und
andere Mathematiker beschäftigt. Der vollkommen strenge Beweis gelang
indes erst *Gauß*.

Zwei Jahre später folgte das arithmetische Hauptwerk des großen
Mathematikers, die Disquisitiones arithmeticae (1801). Dies Werk, das
er seinem hohen Gönner, dem Herzog Ferdinand von Braunschweig widmete,
besitzt für die Zahlentheorie eine geradezu grundlegende Bedeutung.
Einige Abschnitte der Disquisitiones wurden neuerdings in deutscher
Übersetzung herausgegeben[517].

In demselben Jahre, in welchem die Disquisitiones erschienen,
wurde das unvergleichliche Genie eines *Gauß* auf das astronomische
Gebiet gelenkt. Am 1. Januar 1801 hatte *Piazzi* den ersten
Planetoiden entdeckt, den er Ceres nannte. *Piazzi* verfolgte das
neue Gestirn durch einen Bogen von 9 Graden. Dann verschwand es
in der Abenddämmerung, und es war sehr fraglich, ob man es bei
der mangelhaften Kenntnis seiner Bahnelemente wieder auffinden
werde. *Gauß* hörte von dem Problem, und da er sich gerade mit
theoretisch-astronomischen Untersuchungen befaßte, so berechnete er
die Bahn des neuen Planeten nach einer von ihm herrührenden Methode
und sandte sein Ergebnis an eine astronomische Zeitschrift, welche
als Sammelstelle[518] alle ihr eingesandten, die Ceres betreffenden
Berechnungen veröffentlichte. Es war nämlich sehr wichtig, die
Ephemeride dieses Planeten für den Zeitpunkt zu kennen, wenn man
seinen Wiederhervortritt aus den Strahlen der Sonne erwarten durfte.
Die Ephemeride von *Gauß* wurde mit dem wenig schmeichelhaften Zusatz
veröffentlicht, daß die Redaktion auch ihren Abdruck für geboten halte,
weil man eben nicht wissen könne, welche Berechnung die richtige sei.

Man kann sich die Überraschung ausmalen, als die Ceres gerade auf Grund
der Ephemeride von *Gauß*, der den Astronomen noch ganz unbekannt
war, wieder aufgefunden wurde. Jetzt galt es, die Bahnelemente
dieses Planeten zu berichtigen. Und wieder war es *Gauß*, der nach
jedem Bekanntwerden neuer Daten verbesserte Bahnelemente an jene
astronomische Zeitschrift einsandte. Gewiß nicht ohne das Gefühl
einer gewissen Beschämung bemerkte die Redaktion schließlich, *Gauß*
müsse eine völlig neue Methode besitzen, die ihm dasjenige, wozu
sonst eine umfangreiche Rechnung nötig sei, in wenigen Zügen liefere.
Diesmal hatte man das Richtige getroffen. Einmal befand sich *Gauß*
schon damals im Besitze seiner Methode der kleinsten Quadrate, die es
ihm ermöglichte, in einer Reihe von Beobachtungen den der Wahrheit
am nächsten kommenden Wert zu berechnen. Ferner hatte er auch neue
astronomische Methoden gefunden, die es ihm gestatteten, innerhalb
einer Stunde eine Bahnberechnung auszuführen, zu welcher *Euler* noch
drei Tage gebraucht hatte[519]. Zur Veröffentlichung dieser neuen
Methoden schritt *Gauß* erst, nachdem er (1807) zum Professor der
Mathematik und zum Leiter der Sternwarte in Göttingen ernannt war. Die
Veröffentlichung erfolgte unter dem Titel: Theoria motus corporum
coelestium in sectionibus conicis Solem ambientium. Eine deutsche
Bearbeitung dieses Fundamentalwerkes, das *Gauß* übrigens ursprünglich
in deutscher Sprache abgefaßt hat, erschien erst 1865[520]. Mit der
Veröffentlichung der »Theoria motus« begann für die rechnende
Astronomie ein neues Zeitalter. Man verließ allgemein die älteren
Methoden, um diejenigen von *Gauß* in Gebrauch zu nehmen. In der
»Theoria motus« gab *Gauß* auch seine Methode der kleinsten Quadrate
bekannt, in deren Besitz er sich schon, wie er selbst angab, seit
1795 befand. Inzwischen war auch *Légendre* auf die gleiche Methode
gekommen. Er hat sie 1806 in den Worten ausgesprochen[521]: »Sind durch
Beobachtungen mehr Gleichungen gegeben, als Unbekannte zu bestimmen
sind, so sind die richtigsten Werte der letzteren diejenigen, für
welche die Summe der Fehlerquadrate ein Minimum ist.« Von französischer
Seite wurden deshalb Prioritätsansprüche hinsichtlich dieser Methode
erhoben und, wenn das Datum der Veröffentlichung allein darüber zu
entscheiden hätte, gewiß mit Recht. *Gauß* gebührt indessen außer der
selbständigen und seinen eigenen Angaben nach viel früheren Entdeckung
das Verdienst, daß er es war, der diese Methode in einem fundamentalen
Werke[522] wissenschaftlich begründete und die Begriffe schuf, auf
denen alle neueren Arbeiten über diese Methode beruhen.

Von hervorragender Wichtigkeit sind die Abschnitte der
Disquisitiones, welche die Rechnung mit Determinanten betreffen[523].
Die ersten Anfänge dieses wichtigen Hilfsmittels der neueren Mathematik
finden sich schon bei *Leibniz*. *Leibniz* machte zuerst darauf
aufmerksam, daß die Kombinationslehre der Algebra bei der Auflösung
von Gleichungen wertvolle Dienste zu leisten vermöge. Der eigentliche
Begründer der Determinantenlehre war *Cramer*. Er veröffentlichte 1750
eine neue Methode, um mit Hilfe der Permutationsrechnung n Gleichungen
ersten Grades mit n Unbekannten aufzulösen. *Laplace*, sowie *Lagrange*
knüpften an diese Arbeit weitere Untersuchungen an. Der bedeutendste
Fortschritt auf dem neu erschlossenen Gebiete erfolgte jedoch durch
*Gauß*. Von ihm rührt auch der Ausdruck Determinante her. Die neueste
Entwicklung der Determinantenlehre knüpft an *Jacobi* an, doch müssen
wir uns auf die bloße Erwähnung seiner Abhandlungen über diesen
Gegenstand beschränken[524].

Unter den späteren mathematischen Arbeiten von *Gauß* sind besonders
zwei, wenn auch in aller Kürze, zu berücksichtigen, weil sie sich
mit physikalischen Problemen befassen. Es sind dies eine Abhandlung
über die Gestalt von Flüssigkeiten und ein grundlegender Beitrag zur
Entwicklung der für die neuere mathematische Physik so wichtigen
Potentialtheorie.

Die Theorie der Flüssigkeiten hatte *Laplace* in einem Anhange zu
seiner »Mécanique céleste« behandelt. Er hatte angenommen, daß
zwischen den Flüssigkeitsteilen außer der gewöhnlichen Anziehung,
welche dem Quadrate des Abstandes umgekehrt proportional ist, noch
andere anziehende Kräfte wirken. Dieser zweite Teil der Anziehung sei
ganz unmerklich, sobald es sich um meßbare, wenn auch sehr kleine
Abstände handele. Dagegen könne diese zweite, Molekularanziehung
genannte Kraft in unmeßbar kleinen Entfernungen die gewöhnliche
Anziehung bei weitem übertreffen.

*Laplace* hatte unter dieser Voraussetzung die Eigenschaften der
Molekularkräfte der Rechnung unterworfen und war auf diesem Wege
zu einer Erklärung der Kapillarität, sowie der Oberflächenform der
Flüssigkeiten gelangt. Diese Untersuchungen[525], welche *Gauß* zu den
»schönsten Bereicherungen« zählte, welche die Naturwissenschaften dem
großen französischen Mathematiker zu verdanken hätten, waren jedoch in
wesentlichen Punkten unzureichend und unvollständig geblieben. *Gauß*
suchte deshalb von neuem, welche Gleichgewichtsform Flüssigkeiten
annehmen, wenn sie unter dem Einfluß der Schwere und dem Einfluß der
von ihnen selbst und dem Gefäße ausgeübten Molekularkräfte stehen[526].
Er verfuhr dabei wesentlich anders als *Laplace*, indem er sich,
ausgehend von den Grundlagen der Dynamik, des Prinzips der virtuellen
Bewegungen bediente. Aus der auf diesem Wege abgeleiteten Formel
vermochte *Gauß* mit Leichtigkeit das Grundphänomen der Kapillarität
abzuleiten, daß nämlich in zylindrischen Kapillarröhren die Senkung
oder Hebung einer Flüssigkeit dem Durchmesser des Rohres umgekehrt
proportional ist. Das zweite der erwähnten mathematischen Werke zeigt
*Gauß* in engster Beziehung zu einer Theorie, die für die neuere
mathematische Physik mehr wie jede andere grundlegend geworden ist,
Es ist die in ihren Anfängen bis in die siebziger Jahre des 18.
Jahrhunderts zurückreichende Potentialtheorie. Damit der hervorragende
Anteil, den *Gauß* an der Schöpfung dieser Theorie genommen, gewürdigt
werden kann, ist es nötig, in aller Kürze auf die Arbeiten seiner
Vorgänger zurückzugreifen.

Der Ausgangspunkt für die Entwicklung der erwähnten neuen
mathematischen Disziplin ist *Newtons* Gravitationsgesetz. Mit der
Auffindung dieses Gesetzes war nämlich eine Reihe von Problemen
gegeben, die für die Weiterentwicklung der Mathematik eine treibende
Kraft bedeuteten. Das Gravitationsgesetz, nach welchem die Anziehung
durch den Ausdruck (m · m')/r^2 bestimmt ist, galt zunächst für zwei
materielle Punkte oder für zwei materielle Systeme, deren Ausdehnung
gegenüber der sie trennenden Entfernung nicht in Betracht kommt.
Solche Systeme ließen sich so betrachten, als ob ihre Massen in den
beiden Schwerpunkten vereinigt wären und von diesen Punkten in der
Richtung der Verbindungslinie wirkten. Sobald man aber die Körper als
materielle Systeme auffaßte, bei denen jeder der unendlich vielen
Teile dem *Newton*schen Gesetze gemäß auf andere materielle Systeme
oder, um den einfacheren Fall vorwegzunehmen, auf einen materiellen
Punkt wirkt, so war damit eine Fülle von Problemen, im wesentlichen
mathematischer Art, gegeben, die mit den bisherigen Hilfsmitteln
nicht gelöst werden konnten. Es bedurfte der Einführung einer für die
Attraktionsrechnung charakteristischen Funktion, die sich auf die
Summe oder das Integral sämtlicher wirkenden Massenteilchen beziehen
mußte und die man später als das Potential der Massen bezeichnet hat.
Vor allem galt es, die Anziehung von Ellipsoiden -- denn mit solchen
und nicht mit Kugeln hatte es die Astronomie zu tun -- auf einen
materiellen Punkt zu bestimmen. *Newton* beharrte auch hier bei seinem
synthetisch-geometrischen Verfahren und fand z. B., daß eine von zwei
ähnlichen, konzentrischen Ellipsoiden begrenzte homogene Schale auf
einen beliebigen, in ihrem Innern befindlichen Punkt keine Anziehung
ausübt.

Ein Fortschritt in der Lösung derartiger Probleme[527] erfolgte
indessen erst, als *Lagrange* das analytische Verfahren auf die
zahlreichen, aus dem Attraktionsgesetz entspringenden Aufgaben
anwandte. *Lagrange* suchte einen allgemeinen Ausdruck für die Kraft,
mit der ein beliebig gestalteter Körper einen beliebig gelegenen
Punkt anzieht. Er zeigte, daß die Anziehung, die ein aus einzelnen
materiellen Punkten bestehendes System ausübt, sich in Komponenten
zerlegen läßt, die sich als die partiellen Differentialquotienten
einer Funktion darstellen lassen[528]. Gleichzeitig führte er, um
die Lösung der Attraktionsaufgaben zu erleichtern, nach dem Vorgange
*Bernoullis*, Polarkoordinaten ein. Das Ergebnis dieser Bemühungen
war, daß *Lagrange* die meisten der bis dahin bekannt gewordenen Sätze
über die Attraktion analytisch zu beweisen vermochte. Auf *Lagrange*
folgt *Laplace*. Er wandte die von *Lagrange* aufgestellte Funktion
zuerst auf zusammenhängende Massen an und löste in seiner Théorie
des attractions des sphéroides et de la figure des planètes[529] das
vielumworbene Ellipsenproblem, indem er die Anziehung dreiachsiger
Ellipsoide auf einen außerhalb gelegenen Punkt bestimmte. *Laplace*
gelangte zu einer Gleichung für die zweiten partiellen Derivierten der
von *Lagrange* entdeckten und von *Laplace* mit dem noch jetzt üblichen
Buchstaben V bezeichneten Funktion. Dieser noch heute als *Laplace*sche
Gleichung bezeichnete Ausdruck lautet:

  δ^2V/δx^2 + δ^2V/δy^2 + δ^2V/δz^2 = 0.

In ungeahntem Maße wuchs die Bedeutung des von *Lagrange* und *Laplace*
geschaffenen Algorithmus, als *Coulomb* nachgewiesen hatte, daß auch
die magnetischen und die elektrischen Anziehungen dem *Newton*schen
Gravitationsgesetz entsprechend vor sich gehen. Ein Versuch, die
Analyse unter Anwendung des Potentialbegriffes auf die Elektrizität und
den Magnetismus anzuwenden, rührt von dem Engländer *Green* (1793-1841)
her[530]. Dieser Versuch datiert vom Jahre 1828. Vorangegangen war
nur *Poisson*, der in einer analytischen Untersuchung die Verteilung
der Elektrizität an der Oberfläche leitender Körper bestimmt und die
Herrschaft der Analysis auch auf das Gebiet des Magnetismus auszudehnen
versucht hatte. An diese Arbeiten *Poissons* und an die von *Laplace*
gewonnene Differentialgleichung zweiter Ordnung, deren Wichtigkeit
für alle nach dem *Newton*schen Gesetze wirkenden Kräfte er erkannte,
knüpfte *Green* an. Ihn beseelte der Wunsch, eine Kraft von solch
allgemeiner Wirksamkeit wie die Elektrizität, soweit wie möglich, der
Rechnung zu unterwerfen. Dazu bediente er sich der Analysis, einmal, um
die »außerordentliche Macht dieses wunderbaren Gedankenwerkzeugs« zu
offenbaren; dann aber auch, um diese Macht zu vergrößern.

*Green* gebrauchte den Ausdruck Potentialfunktion für jene Funktion,
die *Laplace* mit V bezeichnete und die *Gauß* später Potential genannt
hat. Fast alle anziehenden und abstoßenden Kräfte sind nach *Green*
so geartet, daß folgende Beziehung stattfindet: Wirkt ein Körper auf
einen materiellen Punkt, so kann die auf diesen Punkt in einer gewissen
Richtung wirkende Kraft durch einen partiellen Differentialquotienten
einer gewissen Funktion der Koordinaten, welche die Lage des Punktes im
Raume darstellen, ausgedrückt werden. Die Betrachtung dieser Funktion
ist für viele Untersuchungen von großer Bedeutung, deshalb wurde sie
von *Green* mit einem besonderen Namen bezeichnet[531].

*Green* geht von der *Laplace*schen Gleichung

  δ^2V/δx^2 + δ^2V/δy^2 + δ^2V/δz^2 = 0

aus. Sie gilt für jeden außerhalb des Körpers liegenden Punkt, dessen
Koordinaten x, y, z sind. *Green* führt für diese Gleichung das kürzere
Symbol δV = 0 ein und zeigt zunächst, daß für einen Punkt im Innern
des Körpers die Gleichung δV + 4πρ = 0 besteht, δV somit den Wert -4πρ
annimmt. Dabei ist unter ρ die elektrische Dichtigkeit im Punkte p zu
verstehen. Die *Laplace*sche Gleichung für einen äußeren Punkt stellte
sich danach nur als einen speziellen Fall der neuen Gleichung δV +
4πρ = 0 dar, da ρ für einen äußeren Punkt = 0 wird. Beim Durchgange
durch die Oberfläche macht somit die Potentialfunktion einen Sprung
um 4πρ. Das Ergebnis der *Green*schen Untersuchung gipfelt darin,
daß sich die elektrische Dichtigkeit aus der Potentialfunktion und
letztere aus jener berechnen läßt. Nachdem *Green* die allgemeinsten
Grundlehren der Elektrizitätstheorie und im Zusammenhange damit
wichtige funktionstheoretische Sätze[532] entwickelt hatte, ging er
zu einigen besonderen Fällen über. Die erste Anwendung betraf die
*Leydener* Flasche. Es ergab sich folgendes: Grenzt man durch eine
geschlossene Kurve ein Stück der inneren Belegung ab, und schneidet man
ferner ein korrespondierendes Stück aus der äußeren Belegung heraus,
indem man längs der ganzen Kurve Normalen errichtet, so ist die Summe
der Ladungen auf diesen korrespondierenden Flächenstücken gleich Null.
Die Flächenstücke haben nämlich gleiche und entgegengesetzte Ladungen,
die sich gegenseitig genau neutralisieren[533].

Mit den experimentell gefundenen Tatsachen vollkommen übereinstimmende
Ergebnisse erhielt *Green* ferner, als er seine Theorie auf die
Influenzerscheinungen anwandte. *Green* betrachtet zunächst den Fall,
daß eine vollkommen leitende, hohle Schale von irgend welcher Form und
Dicke der Wirkung beliebiger, außerhalb befindlicher, elektrischer
Körper ausgesetzt ist. In der Schale wird dann ein elektrischer
Zustand induziert, dessen Wirkung auf einen im Innern befindlichen,
mit Elektrizität geladenen Punkt, wie *Green* berechnet, gleich Null
ist[534].

*Green* betrachtet dann den Fall, daß zwei Kugeln von verschiedenem
Radius durch einen dünnen langen Draht verbunden werden. Er untersucht
das Verhältnis ihrer Ladungen beim Gleichgewicht. Die Rechnung ergibt,
daß sich die mittleren elektrischen Dichtigkeiten umgekehrt wie die
Radien der Kugeln verhalten. Läßt man den Radius der einen Kugel
darauf unendlich klein werden, so hat man den besonderen Fall der
Spitzenwirkung[535].

*Greens* Arbeit hatte ein merkwürdiges Schicksal. Da *Green* in
ländlicher Abgeschiedenheit das Geschäft seines Vaters verwaltete
und der gelehrten Welt unbekannt blieb, so wurden seine Abhandlungen
weder in England noch auf dem Festlande beachtet. Sie gerieten in
Vergessenheit, bis die in ihnen enthaltenen wichtigen Ergebnisse durch
*Gauß* von neuem entdeckt wurden. Erst dann lenkte der Physiker *W.
Thomson*, um seinem Lande die Priorität zu wahren, die Aufmerksamkeit
auf *Greens* Abhandlungen und veröffentlichte die wichtigste von
neuem[536]. Eine deutsche Übersetzung erschien in *Ostwalds*
Klassikern[537].

Die neueste Entwicklung der Potentialtheorie als einer selbständigen
mathematischen Disziplin beginnt im Jahre 1849 mit dem Erscheinen der
grundlegenden Abhandlung von *Gauß*[538]. Dem großen Deutschen gelang
es, nicht nur die wichtigsten von ihm gefundenen Sätze zum ersten Male
streng zu beweisen, sondern die Theorie durch neue wichtige Sätze
in solchem Grade zu bereichern, daß sie für die Physik und für die
Funktionenlehre fortan die größte Bedeutung besaß.

*Gauß* entwickelte in jener Abhandlung allgemeine Sätze, die sowohl
für die Gravitation als auch für die wichtigsten elektrischen und
magnetischen Erscheinungen gelten. In dem Ausdruck (mm')/r^2 bedeuten
also m und m' entweder ponderable Materie oder die Mengen einer
magnetischen oder drittens die Mengen einer elektrischen Flüssigkeit,
die aufeinander eine, sei es anziehende, sei es abstoßende Kraft
ausüben. Ausgeschlossen blieb die Wirkung des galvanischen Stromes auf
das magnetische Fluidum, weil hier die Kraft nicht in der verbindenden
Geraden wirkt und weil ihre Stärke nicht allein von der Entfernung,
sondern auch von einem Winkel abhängt. Ausgeschlossen blieb auch die
Wirkung, welche zwei Stromelemente aufeinander ausüben. Und zwar
geschah dies wegen der Abhängigkeit der Erscheinungen von der Richtung
der Stromelemente, die im übrigen in der verbindenden Geraden und dem
Quadrate der Entfernung umgekehrt proportional aufeinander einwirken.
*Gauß* beschränkt sich also auf die drei zuerst genannten Fälle und
versteht unter Masse nichts weiter als dasjenige, wovon Anziehung oder
Abstoßung ausgeht.

Wirken solche anziehenden oder abstoßenden Kräfte m^0, m', m'' usw. auf
denselben Punkt aus den Entfernungen r^0, r', r'' usw., so existiert
eine Funktion V, die gleich der Summe aller m/r ist. Diese Funktion
nennt *Gauß* das Potential der Massen. Es ist, in Worten ausgedrückt,
die Summe aller wirkenden Massenteilchen, jedes durch seine Entfernung
von jenem Punkte dividiert. Aus ihr lassen sich die Komponenten der
ganzen auf den Punkt wirkenden Kraft ableiten. Diese Kraft p ist
gegeben durch den Ausdruck:

  p = √ ((δdV/δx)^2 + (δV/δy)^2 + (δV/δz)^2).

*Gauß* führte darauf einen Begriff ein, der in seinen und den späteren
Untersuchungen für die Potentialtheorie von der größten Bedeutung
wurde. Er dachte sich durch alle Punkte, in denen das Potential ein und
denselben Wert hat, eine Fläche gelegt. Eine solche Fläche scheidet den
Raum, in welchem das Potential kleiner ist von demjenigen, wo es größer
ist als der in jener Fläche herrschende Wert. Die Richtung der Kraft
wird ferner in jedem Punkte einer solchen »Gleichgewichtsfläche« gegen
die Fläche selbst normal sein. Die von *Gauß* als Gleichgewichtsflächen
bezeichneten Flächen konstanten Potentials werden heute als
»Niveauflächen« und die senkrecht zu einer Folge solcher Flächen
stehenden Linien (die orthogonalen Trajektorien) als »Kraftlinien«
bezeichnet.

*Gauß* zeigte auch, daß für alle Punkte des Raumes, die außerhalb
der wirkenden Massen liegen, die *Laplace*sche Gleichung gilt. Liegt
ein Punkt von der Dichte k im Innern des Körpers, so ergab sich in
Übereinstimmung mit *Green*, daß der *Laplace*sche Ausdruck die Form
-4πk annimmt. Bis dahin bietet *Gauß* also wenig Neues, doch sind seine
Ableitungen bekannter Sätze einfacher und strenger als die früheren.

Unter den vielen neuen Sätzen, die *Gauß* entdeckte, ist einer
der wichtigsten derjenige, den man den Satz von der äquivalenten
Massentransportation genannt hat. Er lautet: Anstatt einer beliebigen
gegebenen Massenverteilung D, die entweder bloß auf den inneren von
einer geschlossenen Fläche S begrenzten Raum beschränkt ist oder bloß
auf den äußeren Raum, läßt sich eine Massenverteilung E bloß auf die
Fläche selbst substituieren. Dies hat zur Folge, daß die Wirkung von
E der Wirkung von D gleich wird in allen Punkten des äußeren Raumes
für den ersten Fall oder in allen Punkten des inneren Raumes für den
zweiten. Von diesem Satze hat *Gauß*, wie wir sogleich des näheren
sehen werden, in seiner berühmten Abhandlung über die Intensität des
Erdmagnetismus eine Anwendung gemacht.

Wir gelangen damit zu einer neuen Phase in der wissenschaftlichen
Entwicklung des großen Forschers. Durch *Alexander von Humboldt* war
*Gauß* mit dem Physiker *Wilhelm Weber* bekannt geworden. Nachdem
*Gauß* bewirkt hatte, daß *Weber* nach Göttingen berufen wurde,
entstand zwischen beiden Männern ein ähnliches Verhältnis, wie es
später zwischen *Kirchhoff* und *Bunsen* geherrscht hat.

*Gauß* und *Weber* nahmen gemeinsam, ihren Fähigkeiten entsprechend
und sich dadurch gegenseitig ergänzend, ein Gebiet in Angriff, das
der wissenschaftlichen Bearbeitung noch wenig erschlossen war. Es
war das Gebiet des Erdmagnetismus. Existierten doch für diese Kraft
damals weder geeignete Meßapparate, noch zusammenhängende, planmäßig an
verschiedenen Orten angestellte Beobachtungen. Eine Änderung wurde erst
durch das Vorgehen von *Gauß* und *Weber* herbeigeführt. In Göttingen
entstand das erste magnetische Observatorium. Im Verein mit *Humboldt*
vermochten *Gauß* und *Weber* nicht nur die deutschen, sondern auch
die auswärtigen Regierungen für die Sache zu gewinnen. Infolgedessen
wurde ein magnetischer Verein gegründet und ein Netz von Observatorien,
die sämtlich nach dem Vorbilde der Göttinger Anstalt errichtet waren,
über die ganze Erde ausgebreitet. Die Übereinstimmung ging so weit, daß
nicht nur mit den Apparaten und nach den Angaben von *Gauß* beobachtet
wurde, sondern daß man sich auf allen Observatorien der Göttinger Zeit
bediente und sämtliche Beobachtungsergebnisse nach Göttingen sandte, wo
sie von 1836-1841 als »Resultate aus den Beobachtungen des magnetischen
Vereins« veröffentlicht wurden. Auf diese Resultate baute *Gauß* seine
allgemeine Theorie des Erdmagnetismus[539] auf. Es wurde zum ersten
Male das magnetische Moment der Erde nach absolutem Maße bestimmt
und für die Lehre vom Erdmagnetismus das geschaffen, was *Newton*
in seinen »Prinzipien« für die Gravitationstheorie geleistet hatte.
Ferner erschien auf Grund der vom magnetischen Verein gesammelten
Beobachtungen im Jahre 1840 ein »Atlas des Erdmagnetismus.«

Die theoretische Grundlage für die sämtlichen, ein Jahrzehnt
umfassenden und so viele Kräfte beanspruchenden erdmagnetischen
Untersuchungen hat *Gauß* in seiner Abhandlung über die Intensität der
erdmagnetischen Kraft geschaffen. Für die Messungen selbst schuf er in
seinem Bifilarmagnetometer das geeignetste Werkzeug.

Die Abhandlung erschien im Jahre 1832. Sie besitzt nicht nur für das
Gebiet des Magnetismus, sondern, da sie die Grundzüge des absoluten
Maßsystems enthält, für die gesamte Physik eine solch außerordentliche
Bedeutung, daß wir uns etwas eingehender mit ihrem Inhalt beschäftigen
müssen[540].

Zur vollständigen Bestimmung der erdmagnetischen Kraft an einem
gegebenen Orte sind drei Elemente erforderlich, die Deklination, die
Inklination und die Stärke (Intensität). Die größte Aufmerksamkeit
hatte man ihrer Bedeutung für die Schiffahrt wegen der Deklination
geschenkt; geringere Beachtung hatte die Inklination gefunden. Auf
die Stärke des Erdmagnetismus als drittes, zunächst übersehenes
Element, wurde besonders von *Alexander v. Humboldt* hingewiesen.
Dieser hatte auf seinen Reisen festgestellt, daß ein und dieselbe
Magnetnadel an verschiedenen Orten schneller oder langsamer schwingt.
Er hatte daraus geschlossen, daß die Intensität der die Schwingungen
veranlassenden erdmagnetischen Kraft bald größer, bald geringer sei
und im allgemeinen mit der Annäherung gegen die magnetischen Pole
zunehme. Das von *Humboldt* vorgeschlagene Verfahren gestattete aber
nur relative Messungen und war außerdem mit manchen Fehlerquellen
behaftet. Infolgedessen konnte es auf wissenschaftliche Zuverlässigkeit
keinen Anspruch machen. Die Anzahl der Schwingungen, die eine Nadel
macht, hängt nämlich nicht nur von der erdmagnetischen Kraft, sondern
ebensosehr von dem magnetischen Zustand der Nadel und endlich auch von
dem jeder Nadel zukommenden Trägheitsmomente ab. Wählte man zu den
Schwingungsversuchen auch dieselbe Nadel, um Verschiedenheiten des
Trägheitsmomentes auszuschließen, so konnte doch bei längeren Reisen
die magnetische Kraft der Nadel eine Schwächung erfahren. Dieser
Umstand würde auch ohne eine Verminderung der Kraft des Erdmagnetismus
eine Verlangsamung der Schwingungen herbeiführen und zu falschen
Schlüssen Anlaß geben. Endlich ließ sich vermuten, daß nicht nur die
Deklination und die Inklination, sondern daß auch die Intensität für
ein und denselben Ort langsame Änderungen erfährt. Offenbar verlor,
sobald es sich um diese Frage handelte, das *Humboldt*sche Verfahren
jede Gültigkeit.

*Gauß* mußte daher, nachdem er diese Mängel der vergleichenden Methode
erkannt hatte, an ihre Stelle eine neue setzen. Und zwar galt es, sich
von den zufälligen Verschiedenheiten der Nadeln unabhängig zu machen
und die Intensität des Erdmagnetismus auf feststehende Einheiten
zurückzuführen. *Gauß* verfuhr dabei nach folgenden Gesichtspunkten.
Die Anzahl der Schwingungen, die eine Nadel in einer gegebenen
Zeit ausführt, hängt von drei Größen ab, nämlich von der Stärke
des Erdmagnetismus, von dem Moment des in der Nadel enthaltenen
freien Magnetismus und endlich von ihrem Trägheitsmomente. Besaß der
schwingende Körper eine bestimmte Form und war er in seiner Masse
überall von gleicher Beschaffenheit, so ließ sich das Trägheitsmoment
nach bekannten Methoden berechnen. *Gauß* zog es jedoch vor, das
Trägheitsmoment auf empirischem Wege zu bestimmen. Und zwar geschah
dies, indem er die Nadel unter der Wirkung ein und derselben Kraft
einmal im belasteten und dann im unbelasteten Zustande schwingen ließ.
Die Verzögerung in der Schwingungsdauer, welche eine bekannte Last
in einer bestimmten Entfernung von der Achse hervorrief, gab ihm ein
Mittel an die Hand, das Trägheitsmoment der Nadel aufs genaueste zu
bestimmen, auch wenn diese mit einer verwickelten Zurüstung, z. B.
einem Spiegel zum Ablesen der Schwingungen, versehen war.

Größere Schwierigkeiten bot die Bestimmung des magnetischen Moments
der Nadel. Sie ließen sich nur durch die Einführung des absoluten
Maßsystems bewältigen. *Gauß* bediente sich hierbei der bekannten
Vorstellung von den magnetischen Flüssigkeiten. Der hypothetische
Charakter einer solchen Annahme hatte auf den Gang und die Ergebnisse
seiner Untersuchung keinen Einfluß. Die magnetischen Flüssigkeiten
lassen sich nur an ihren Wirkungen erkennen und messen. Diese Wirkungen
sind bewegende Kräfte, die einer bestimmten Masse eine gewisse
Beschleunigung erteilen. Als Grundeinheiten für Länge, Masse und Zeit
wählte *Gauß* das Millimeter, das Milligramm und die Sekunde[541].
*Gauß* dehnte das für die Mechanik auf solche Grundeinheiten schon vor
ihm aufgebaute System zum ersten Male auf magnetische Messungen aus. Er
tat dies, indem er als Einheit der magnetischen Flüssigkeit diejenige
Menge definierte, deren abstoßende Wirkung auf eine andere, ihr
gleiche, in der Einheit der Entfernung befindliche Menge magnetischer
Flüssigkeit gleich 1 ist, d. h. gleich der Wirkung der beschleunigenden
Kraft 1 auf die Masse 1. Sind die Magnetismen verschiedenartig,
so tritt unter im übrigen gleichen Verhältnissen an Stelle der
Abstoßung eine gleich große Anziehung. Daß für diese Wirkungen der von
*Coulomb* gefundene Ausdruck (mm')/r^2 gilt, wurde von *Gauß* zunächst
vorausgesetzt, später aber durch seine Beobachtungen selbst bestätigt.

Für die Beurteilung des magnetischen Zustandes der Nadel war das
von *Gauß* in seinen »allgemeinen Lehrsätzen« bewiesene Theorem
der Massentransportation[542] ausschlaggebend. Es lautet in seiner
Anwendung auf das in Frage stehende Gebiet: Wie auch immer die
Verteilung des freien Magnetismus innerhalb eines Körpers sich
verhalten mag, stets kann man an deren Stelle eine andere Verteilung
an der Oberfläche des Körpers setzen, die auf ein außerhalb gelegenes
Element magnetischer Flüssigkeit vollständig dieselben Kräfte ausübt
wie jene vorhandene Verteilung.

Es galt, nach der Festsetzung der magnetischen Einheit die Intensität
des Erdmagnetismus durch diejenige bewegende Kraft auszudrücken, welche
der Erdmagnetismus auf jene Einheit ausübt. Man konnte sich dabei auf
die Bestimmung der Horizontalintensität beschränken. Dividierte man
diese durch den Cosinus der Inklination, so erhielt man den gesuchten
vollen Wert für die Kraft des Erdmagnetismus.

Zu seinem Ziele gelangte *Gauß* durch folgenden Kunstgriff: Er
verglich[543] die Wirkung des Erdmagnetismus auf eine bewegliche Nadel
mit derjenigen Wirkung, die eine zweite Nadel auf die erste im Zustande
der Bewegung oder im Zustande des Gleichgewichts hervorruft.

Als Wert der Intensität der horizontalen magnetischen Kraft ergab sich
z. B. für Göttingen und für den 18. September des Jahres 1832

  T = 1,7821.

Das bedeutet in Worten: Sie war für einen mit der Einheit des freien
Magnetismus versehenen Magnetstab gleich dem Drucke, den 1,7821
Krafteinheiten an einem Hebelarme von einem Millimeter Länge bewirken.
Unter Krafteinheit ist nach dem von *Gauß* aufgestellten absoluten
Maßsystem diejenige Kraft zu verstehen, welche der Masse eines
Milligramms in der Sekunde die Geschwindigkeit von einem Millimeter
erteilt.

Um die ganze Intensität zu finden, war der gefundene Wert von 1,7821
Krafteinheiten noch durch den Cosinus der Inklination zu dividieren.
Letztere betrug im Sommer des Jahres 1832 in Göttingen 68°22'52''.

Die auf Anregung von *Gauß* und *Weber* über alle Erdteile ausgedehnten
Messungen der erdmagnetischen Kraft lieferten das allgemeine Ergebnis,
daß diese Kraft mit der Annäherung gegen die Pole zunimmt und in der
Nähe der magnetischen Pole etwa 1,5mal so groß ist wie am magnetischen
Äquator. Auch zeigte sich, wie zu erwarten war, daß die Intensität
an ein und demselben Orte wie die Deklination und die Inklination
täglichen und säkularen Schwankungen unterworfen ist.

Mit Recht sagt *Gauß* am Schlusse seiner Abhandlung, indem er die
*Ampère*sche Theorie des Magnetismus streift, welche Auffassung man
auch künftig von den magnetischen Erscheinungen hegen werde, sie müsse
zu demselben Ergebnis führen, zu dem er mit Hilfe der Theorie von den
magnetischen Flüssigkeiten gelangt sei. »Was auf Grund dieser Theorie«,
mit diesen Worten schließt er, »in der vorliegenden Abhandlung
entwickelt wurde, kann nur in der Form, nicht aber im Wesen geändert
werden«.

Ein Wort sei noch den technischen Schwierigkeiten gewidmet, die *Gauß*
und *Weber* bei der Durchführung ihrer erdmagnetischen Messungen
zu überwinden hatten. Vor allem mußten sich ihre Bemühungen darauf
richten, daß sie die Schwingungszeiten und die Richtungen der Nadeln
weit genauer bestimmten, als es bisher geschehen war. Sie erfanden
daher die bei erdmagnetischen Messungen zuerst erprobte Methode der
Winkelmessung mit Spiegel, Skala und Fernrohr, eine Methode, welche
für die moderne Beobachtungskunst von bleibendem, unvergleichlich
hohem Wert geworden ist. Ferner galt es, die zur Anwendung kommenden
Meßapparate vor jedem Luftzug und vor allem vor der Einwirkung von
Eisen zu schützen. Bei dem Bau von magnetischen Observatorien wurde
deshalb dem Vorschlag von *Gauß* und *Weber* entsprochen und jede
Verwendung von Eisen ausgeschlossen. Auf diese Weise gelang es ihnen,
ihren Messungen, wie *Gauß* sich ausdrückt, die Schärfe astronomischer
Beobachtungen zu geben.

Endlich sei noch einiges über den von *Gauß* für die Ausführung seiner
Versuche geschaffenen Apparat, das Magnetometer, gesagt. Es besteht
aus einem hängenden Magnetstabe (s. Abb. 57) und einem Fernrohr zum
Beobachten der Schwingungen. Der Magnetstab ist mit einem Spiegel (a)
versehen, der genau senkrecht zur Achse angebracht ist. Dem Spiegel
gegenüber befindet sich in einiger Entfernung von dem Magneten das
Fernrohr, dessen optische Achse gegen die Mitte des Spiegels gerichtet
ist. Unter dem Fernrohr ist eine Skala (SS) angebracht. Sie bildet
mit dem magnetischen Meridian einen rechten Winkel, ist also parallel
zum horizontalen Durchmesser des Spiegels gerichtet. Der Mittelpunkt
jener Skala und die optische Achse des Fernrohrs liegen in derselben
Vertikalebene. Die Skala ist ferner so angebracht, daß ihre Teilpunkte
durch den Spiegel in das Fernrohr geworfen werden.

[Illustration: Abb. 57. Das von *Gauß* zum Messen der erdmagnetischen
Kraft erfundene Magnetometer.]

Der Gebrauch dieses Apparates ist hiernach leicht verständlich. Man
versetzt den Magneten durch Annäherung eines zweiten Magneten in
kleine Schwingungen. In dem Fernrohr erscheinen dann nacheinander die
Teilstriche der Skala. Die Dauer einer Schwingung ergibt sich, wenn
man die Zeit bestimmt, die bis zum Wiedererscheinen eines bestimmten
Teilstrichs im Fadenkreuz des Fernrohrs verfließt.

Neben der Astronomie und der Physik gibt es noch ein drittes Gebiet,
welches durch das mathematische Genie von *Gauß* in hohem Grade
gefördert wurde. Es ist die der Astronomie so nahe verwandte Geodäsie.
*Gauß* wurde dieser Wissenschaft durch folgende Veranlassung zugeführt.
Der ihm befreundete dänische Astronom *Schumacher* (1780 in Holstein
geboren, also der Stammeszugehörigkeit nach ein Deutscher) hatte im
Auftrage seiner Regierung eine Triangulation von Schleswig-Holstein
vorgenommen. Man beschloß nun in Hannover die Fortsetzung dieses
Unternehmens von Altona bis zu den südlichen Grenzen des Königreiches
und beauftragte *Gauß* mit der Ausführung dieser gewaltigen, den
Zeitraum von 24 Jahren in Anspruch nehmenden Arbeit, der sich *Gauß*
von 1821-1827 fast ausschließlich widmete. Das Ergebnis war ein
Verzeichnis von nicht weniger als 2578 festgelegten Punkten. Wichtiger
als dieser praktische, nur einem kleinen Lande erwiesene Dienst war
die Förderung, welche die Geodäsie durch die mit dieser Vermessung
verknüpfte Bereicherung an neuen Methoden erfuhr. *Gauß* selbst bemerkt
in dieser Hinsicht, daß er nicht nur in bezug auf die Art, wie die
Messungen angestellt wurden, sondern noch mehr in bezug auf ihre
nachherige Verarbeitung und mathematische Behandlung Wege eingeschlagen
habe, die von den sonst gebräuchlichen erheblich abwichen[544].

Zunächst ist hervorzuheben, daß *Gauß* seine Methode der kleinsten
Quadrate für geodätische Zwecke in die Form brachte, in der sie seitdem
in der Geodäsie allgemein angewandt wird.

Mit den Aufgaben der höheren Geodäsie hängen zwei wichtige
mathematische Abhandlungen zusammen, die *Gauß* in den zwanziger
Jahren des 19. Jahrhunderts veröffentlichte. Die erste dieser
Abhandlungen steht mit der Kartenprojektion in enger Beziehung. Sie
wurde durch eine von der königlichen Gesellschaft der Wissenschaften zu
Kopenhagen im Jahre 1822 gestellte Preisaufgabe veranlaßt und enthält
die allgemeine Lösung folgender Aufgabe: Die Teile einer gegebenen
Fläche sind auf einer anderen gegebenen Fläche so abzubilden, daß
die Abbildung dem Abgebildeten in den kleinsten Teilen ähnlich wird.
Diese für die Kartographie grundlegende Aufgabe hatte sich schon
*Lambert* gestellt[545]. Er hatte sich jedoch auf die Kugeloberfläche
und die Ebene beschränkt und eine allgemeine Lösung nicht zu geben
vermocht. Sie blieb den großen Mathematikern *Lagrange* und *Gauß*
vorbehalten[546]. Die geforderte Art der Abbildung hat *Gauß* als
»konform« (neuerdings sagt man »winkeltreu«) bezeichnet. Nachdem *Gauß*
die allgemeine Auflösung des Problems gegeben, betrachtet er einige
besondere Fälle. Er untersucht die konforme Abbildung von ebenen
Flächenstücken aufeinander und zeigt, wie man eine Karte, die in den
Einzelheiten gut, im ganzen aber etwas verzerrt ist, in eine bessere
verwandeln kann, wenn man die richtige Lage einer Anzahl von Punkten
kennt. Es folgen die Darstellung eines Kegels, einer Kugel und eines
Rotationsellipsoids in der Ebene. Den Schluß bildet die Darstellung
des Rotationsellipsoids auf einer Kugelfläche. Durch diese Ableitungen
von konformen Abbildungen wurden die umständlichen Rechnungen auf dem
Erdsphäroid weit einfacher gestaltet als es bei den bisherigen Methoden
möglich war.

In einem, wenn auch weniger engen Zusammenhange mit den Aufgaben der
höheren Geodäsie steht die von *Gauß* im Jahre 1827 herausgegebene
Flächentheorie[547]. *Gauß* beschäftigt sich in dieser Abhandlung
besonders mit der Krümmung der Flächen. Er führt vor allem den Begriff
des Krümmungsmaßes ein, indem er die Teile der krummen Fläche mit dem
entsprechenden Oberflächenstück einer festen Hilfskugel vergleicht. Es
ist leicht ersichtlich, daß letzteres Stück um so kleiner sein wird,
je weniger das entsprechende Stück der krummen Fläche von der Ebene
abweicht. Außer dem Krümmungsmaß betrachtet *Gauß* in der erwähnten
Abhandlung die Konstruktion von Figuren auf krummen Flächen, die
Winkel und den Flächeninhalt solcher Figuren, die Verbindung von
Flächenpunkten durch kürzeste Linien usw., alles Aufgaben, die für
die Geodäsie von der größten Bedeutung sind. Insbesondere gilt dies
von der Untersuchung der durch kürzeste Linien gebildeten Dreiecke,
durch welche die sphärische Trigonometrie gefördert wurde. Solche
Linien hat man geodätische Linien und die aus ihnen gebildeten
Dreiecke geodätische Dreiecke genannt. Von den *Gauß*schen Sätzen über
geodätische Linien und Dreiecke sind vor allem folgende wichtig: Wenn
auf einer krummen Fläche von einem Punkte aus ein System geodätischer
Linien von gleicher Länge gezogen wird, so steht die ihre Endpunkte
verbindende Linie zu allen Linien des Systems senkrecht[548]. Zieht man
auf einer krummen Fläche eine beliebige Linie und läßt man von dieser
Linie unter rechten Winkeln und nach derselben Seite hin ein System
geodätischer Linien von gleicher Länge ausgehen. so schneidet die
Kurve, welche ihre Endpunkte verbindet, sämtliche geodätische Linien
rechtwinklig[549].

Besondere Erwähnung verdient auch der Satz, daß der Überschuß der
Summe der Winkel eines aus geodätischen Linien gebildeten Dreiecks
über zwei Rechte der Gesamtkrümmung des Dreiecks gleich ist[550].
Für eine ganze Reihe weiterer geodätischer Untersuchungen ist der am
Schlusse der Abhandlung geführte Vergleich der geodätischen Dreiecke
mit geradlinigen Dreiecken von gleicher Seitenlänge grundlegend gewesen.

Die beiden soeben nach Ziel und Inhalt kurz charakterisierten
Abhandlungen über die konforme Abbildung von Flächen (Kartenprojektion)
und die Linien und Stücke krummer Flächen (geodätische Linien und
Dreiecke) können als Bruchstücke eines größeren Werkes betrachtet
werden, das *Gauß* über die Geodäsie zu schreiben gedachte. Dies Werk
sollte nach Art des von ihm geschaffenen astronomischen Hauptwerkes,
der Theoria motus corporum coelestium vom Jahre 1809, die gesamten
Grundlagen der Geodäsie entwickeln und die Triangulation des
Königsreichs Hannover als großes Beispiel, an welchem die Theorien
erläutert werden sollten, enthalten. Leider ist dieser Plan nicht zur
Ausführung gekommen. Trotzdem sind die Verdienste, die sich *Gauß*
um die Entwicklung der Geodäsie erworben, unübertroffen. Durch ihn
wurde diese Wissenschaft, die bisher nicht viel mehr als gewöhnliche
Feldmeßkunst gewesen, der Astronomie im Range gleichgestellt. So
wurde z. B. bei jener Triangulation das sphärische Dreieck, dessen
Fläche sich auf 53 Quadratmeilen belief, mit einer solchen Genauigkeit
gemessen, daß die wirkliche Winkelsumme von der berechneten nur um zwei
Zehntel Sekunden abwich[551]. Um Dreiecke von solcher Größe ausmessen
zu können, schuf *Gauß* in dem Heliotrop einen neuen geodätischen
Apparat. Seine Konstruktion stützt sich auf einen katoptrischen Satz,
der aus Abb. 58 leicht ersichtlich ist. Er lautet: Wenn von einem
genügend weit entfernten, leuchtenden Punkte ein Strahl SA auf zwei
zu einander senkrecht stehende Spiegel (MN und PQ) fällt, so wird
er nach entgegengesetzten Richtungen AC und AB reflektiert[552].

Eine solche Spiegelkombination brachte *Gauß* vor seinem bei
Vermessungen dienenden Fernrohr an. Die Kombination wurde so gedreht,
daß der eine Strahl, z. B. AC, in die Achse des Fernrohrs gelangte.
In diesem Falle wurde der andere Strahl AB nach dem Orte hingeworfen,
nach dem das Fernrohr gerichtet war und konnte dort zur Einstellung
eines zweiten Fernrohrs benutzt werden. Natürlich mußten in dem
Spiegelapparat geeignete Öffnungen freigelassen werden, durch welche
die Achse des Fernrohrs hindurchging. *Gauß* erfand das Heliotrop im
Jahre 1821. Er konnte es also für die vorzunehmende Triangulation
sofort zur Verfügung stellen.

[Illustration: Abb. 58. Das dem *Gauß'*schen Heliotrop zu Grunde
liegende Gesetz.]

Nicht nur die Meßkunst, sondern auch das praktische Rechnen erfuhr
durch *Gauß* eine wesentliche Förderung. Dies geschah dadurch, daß
er Tafeln zur bequemen Berechnung der Logarithmen von Summen oder
Differenzen zweier Größen, die selbst nur durch ihre Logarithmen
gegeben sind, herausgab. *Gauß* wandte sich auch gegen den zwecklosen
Gebrauch vielstelliger Logarithmentafeln. Es kamen zehn-, vierzehn-,
selbst zwanzigstellige vor. *Gauß* sprach sich für den Gebrauch von
fünfstelligen Tafeln aus, weil die Fälle, wo sie ausreichen, häufig,
ja die häufigsten seien und so scharfe Rechnungen, welche den Gebrauch
vielstelliger Tafeln rechtfertigen würden, in der Praxis des Astronomen
nicht vorkämen.

Von *Gauß* hat man gesagt, er habe lange auf einsamer Höhe gewandelt.
Es lag das daran, daß er es nicht verstand, die Ergebnisse seiner
Forschungen zum Allgemeingut zu machen. Seiner wissenschaftlichen
Tätigkeit gegenüber trat bei ihm das akademische Lehramt sehr zurück.
Er besaß nur wenige Schüler, da ihm nur wenige zu folgen vermochten.
Auch seine Schriften wurden von den zeitgenössischen Fachleuten
zu wenig beachtet; ferner blieben wichtige Entdeckungen mitunter
Jahrzehnte in seinem Schreibpult vergraben. Dieser sonderbare Egoismus
in wissenschaftlichen Dingen -- wohl die einzige Schattenseite des
Geistesriesen -- ging so weit, daß er wiederholt erklärte, er stelle
seine Untersuchungen nur seiner selbst wegen an, und es sei für ihn
von untergeordneter Bedeutung, ob seine Arbeiten zur Belehrung anderer
später im Druck erschienen[553]. *Gauß* veröffentlichte nichts, was er
nicht zum Abschluß gebracht hatte. Daher erscheint jede seiner Arbeiten
als ein vollendetes Kunstwerk, an welchem man von den Zurüstungen und
Hilfsmitteln, die zu dem Aufbau führten, nichts mehr bemerkt. Dieser
Umstand hat das Studium der *Gauß*schen Schriften sehr erschwert. Als
man einst dem Verfasser den Vorwurf allzu großer Schwierigkeit machte,
erklärte er, man dürfe dem fertigen Gebäude nichts mehr vom Baugerüst
ansehen. Mit Recht ist ihm darauf erwidert worden, daß man doch
wenigstens eine Tür zu sehen wünsche, um hineinzugelangen.

Im Jahre 1855 verschied *Gauß*. Eine zur Erinnerung an ihn vom König
gestiftete Denkmünze trägt die Inschrift: Dem Könige der Mathematiker.
Nach seinem Tode sind die Werke von *Gauß* dadurch zugänglicher
geworden, daß sie von vielen Seiten kommentiert wurden. Sie erschienen
von 1863-1874 in einer Gesamtausgabe[554]. Wir verlassen *Gauß* mit
einigen Worten eines Nachrufs den ihm einer der bedeutendsten unter den
neueren Mathematikern[555] gewidmet hat: »Unter allen Werken von *Gauß*
ist keins, das nicht in dem betreffenden Fache einen wesentlichen
Fortschritt durch neue Methoden und neue Ergebnisse begründete.
Sie sind Meisterwerke, welche den Stempel der Mustergültigkeit an
sich tragen. Dies bürgt dafür, daß sie für alle Zeiten nicht nur
geschichtlichen Wert besitzen, sondern auch künftigen Geschlechtern als
Grundlage jedes tieferen Studiums und als reiche Fundgrube fruchtbarer
Gedanken dienen werden«.

Die letzten Abschnitte ließen uns erkennen, in welch außerordentlichem
Maße der mathematische Genius die Astronomie, die Physik und die
Geodäsie zu befruchten vermochte. Der Einfluß der Mathematik auf die
Naturwissenschaften ist seit den Zeiten eines *Gauß* nicht geringer
geworden, wenn es auch kaum noch einen Mathematiker gab, der sich
in gleicher Weise neben dem Ausbau seines Forschungsgebietes der
Verknüpfung der Mathematik mit anderen Wissenszweigen gewidmet hätte.
Selbst *Helmholtz*, der unter den neueren am meisten an *Gauß*
heranreichte, war doch in erster Linie Physiker, der die Mathematik als
Hilfswissenschaft und weniger ihrer selbst willen betrieb.

Um das Verhältnis der höheren Mathematik zur reinen und angewandten
Naturwissenschaft, wie es sich im 19. Jahrhundert herausgebildet,
kennen zu lernen, richtete sich unser Blick zuerst auf Frankreich.
Hier war es, wo während der Revolutions- und der Kaiserzeit durch eine
Reihe bedeutender Männer die Wechselbeziehung zwischen den genannten
Gebieten am klarsten erkannt und am nachhaltigsten gefördert wurde.
Und zwar geschah dies zu einer Zeit, als Deutschland an bedeutenderen
Mathematikern so arm war, daß *Gauß* nicht verstanden und Vorlesungen
über höhere Mathematik an deutschen Universitäten für unnütz erklärt
und daher nur selten gehalten wurden. Die große Zeit, welche die
Mathematik und die exakten Naturwissenschaften in Frankreich erlebten,
knüpft an die Namen *Laplace*, *Lagrange* und *Lavoisier* an. Wir
lernten den ersten als den Schöpfer der Mécanique céleste, den
zweiten als den Verfasser der Mécanique analytique und *Lavoisier*
als den Begründer der neueren Chemie kennen.

Erst als in den von *Gauß* eröffneten Bahnen Männer wie *Dirichlet*,
sein Nachfolger auf dem Göttinger Lehrstuhl, wie *Jacobi* und *Riemann*
die Mathematik fortsetzten, während in Frankreich ihre Entwicklung
nachließ, gelang es Deutschland, die Führung auf diesem Gebiete zu
erhalten.




21. Die Begründung der physikalischen Erdbeschreibung.


Durch den außerordentlichen Aufschwung, den die gesamten
Naturwissenschaften in der neueren Zeit erfuhren, wurde von den übrigen
Wissenschaften keine in solchem Maße in ihrem Ziel und ihrem Inhalt
umgestaltet wie die Erdkunde. Zwar hatte ihr das Zeitalter der großen
geographischen Entdeckungen einen gewaltigen Anstoß gegeben, sie war
aber im wesentlichen bloße Erdbeschreibung geblieben. Die Geographie
als Lehre von dem inneren Zusammenhange der tellurischen Erscheinungen
und ihrer Abhängigkeit von kosmischen Vorgängen entwickelte sich
erst während der ersten Hälfte des 19. Jahrhunderts. Während dieses
Zeitraumes entstanden als die wichtigsten Grundlagen einer den
Naturwissenschaften ebenbürtigen, in ihrem Geiste und nach ihren
Methoden schaffenden Erdkunde vor allem die tellurische Physik und die
Tier- und Pflanzengeographie. Um die Begründung dieser Wissenszweige
hat sich in jenem Zeitraume kaum jemand solch hervorragende Verdienste
erworben wie *Alexander von Humboldt*.

Die Meteorologie konnte erst zu einer auf allgemeineren Grundlagen
beruhenden Wissenschaft werden, wenn sie ihre Beobachtungen, die
sich bisher im wesentlichen auf Europa beschränkt hatten, über die
gesamte Erde ausdehnte. Und daß dies geschah, ist das Verdienst *von
Humboldts*. Er machte zuerst die tropischen Witterungsverhältnisse zum
Gegenstande eingehender Untersuchung und vertrat die Überzeugung, daß
nicht nur die tropischen, sondern auch die in mittleren und höheren
Breiten sich abspielenden meteorologischen Vorgänge von gesetzmäßig
wirkenden Ursachen, deren Kenntnis sich auf die Dauer der Forschung
nicht entziehen könne, beherrscht seien.

Dadurch, daß *Humboldt* die Isothermen oder die Linien gleicher
Jahrestemperatur einführte, wurde er zu einem der Begründer einer
wissenschaftlichen Klimalehre. Sie verdankt ihm außer jenem Verfahren
der graphischen Darstellung ihrer Elemente[556] auch die wichtigen
Begriffe des Küsten- und Kontinentalklimas, sowie des Höhen- und
Tiefenklimas. *Humboldt* erkannte ferner, daß die Linien gleicher
Sommerwärme (die Isothermen) wesentlich anders als die Linien gleicher
Winterwärme (die Isochimenen) verlaufen[557]. Die weitere Ausgestaltung
dieses Forschungsmittels, das wie eine Offenbarung wirkte, ist vor
allem zwei Deutschen zu verdanken, nämlich *Dove*, der den Begriff
der isanomalen Linien aufstellte und *Berghaus*, der zuerst (1838) in
seinem physikalischen Atlas ein umfangreiches kartographisches Material
zusammenbrachte.

Jetzt erst gelangte man zu einer klaren Erkenntnis der Abhängigkeit des
Klimas von der Verteilung von Wasser und Land, der Richtung und der
Höhe der Gebirge und den vorherrschenden Luft- und Meeresströmungen.
Ihres historischen Wertes wegen verdient die von *Humboldt* entworfene
und seiner Abhandlung vom Jahre 1817 beigegebene, Isothermenkarte
immer noch Beachtung. Daß er die Idee *Halley* verdankt, hat er selbst
mitgeteilt. Es ist gewiß verwunderlich, daß während des langen von
*Halley* bis *Humboldt* reichenden Zeitraums[558] niemand darauf
verfallen ist, *Halleys* so außerordentlich glücklichen und fruchtbaren
Gedanken auf andere Gebiete zu übertragen. Eine Erweiterung des
Verfahrens, die wir *Dove* verdanken, bestand darin, daß er nicht die
Orte gleicher Werte, sondern diejenigen gleicher Abweichung von einem
nach theoretischen Voraussetzungen berechneten Mittel durch seine
Kurven, die Isanomalen, verband und dadurch neue, wertvolle Aufschlüsse
über die Ursachen der Temperaturerniedrigung oder -erhöhung, die
bestimmte Teile der Erdoberfläche aufweisen, erhielt.

Auch auf die ungleiche Verteilung der Wärme in vertikaler Richtung und
die Gesetzmäßigkeiten, welche dieser Erscheinung zugrunde liegen, hat
neben dem Alpenforscher *Saussure* und dem Veranstalter der ersten
wissenschaftlichen Ballonfahrt, *Gay-Lussac*, besonders *Humboldt*
hingewiesen. Nach seinen Angaben[559] findet eine durchschnittliche
Verminderung der mittleren Jahreswärme um 1° C statt, wenn man um etwa
85 Toisen in die Höhe steigt. Doch bestätigte sich andererseits die
schon von *Saussure* ausgesprochene Vermutung, daß der Winter auf Höhen
verhältnismäßig milder ist als in der Ebene.

Die Erklärung der Passate und der Monsune hatte schon *Halley*
beschäftigt. Doch wurde die Lehre von den Luftströmungen erst
eingehender durch *Dove* begründet. *Dove* wies nach, daß der Wind mit
ziemlicher Regelmäßigkeit, von West ausgehend, durch Nord und Ost und
Süd nach West zurückkehrt, während sich auf der südlichen Halbkugel
die entgegengesetzte Drehung zeigt. Etwa ein Vierteljahrhundert später
erkannte man, daß *Doves* Regel nur ein unvollkommener Ausdruck des
barischen Windgesetzes[560] ist. Letzteres spricht die enge Beziehung
zwischen Luftdruck und Luftbewegung folgendermaßen aus: Die Luft
bewegt sich stets von einem Orte höheren nach dem nächstliegenden Orte
niederen Luftdrucks hin. Dabei wird sie auf der nördlichen Halbkugel
nach rechts, auf der südlichen nach links abgelenkt. Jede Luftbewegung,
ob sanft oder heftig, erfolgt danach in der Form einer Spirale
(Zyklone) und zwar ist die Spiralbewegung in der Nähe eines Minimums
derjenigen in der Nähe eines Maximums entgegengesetzt (zyklonal und
antizyklonal). Auf dieser Grundlage hat sich die heutige Meteorologie
mit ihren synoptischen Karten, ihrer Wetterprognose und dem so
wertvollen Sturmwarnungswesen entwickelt.

Außer dem Netz von Stern- und Wetterwarten, mit dem im 19. Jahrhundert
der ganze Erdball überzogen wurde, ist auch der zahlreichen,
während dieses Zeitraums ins Leben gerufenen erdmagnetischen und
seismologischen Observatorien zu gedenken. Welche Verdienste sich um
das Zustandekommen der erdmagnetischen Warten und um die Erforschung
des magnetischen Zustandes der Erde *Gauß* und *von Humboldt* erworben
haben, ist schon an früherer Stelle erwähnt worden[561].

Eine ähnliche zentrale Stellung, wie sie *Gauß* während der ersten
Hälfte des 19. Jahrhunderts für das Gebiet der reinen und der
angewandten Mathematik einnahm, besaß *Alexander von Humboldt* während
dieses Zeitraums für das gesamte weite Gebiet der Naturwissenschaften,
wenn auch die Fortschritte, die wir ihm verdanken, weniger in die Tiefe
gingen, sondern vorzugsweise auf die Verknüpfung der verschiedenen
Wissensgebiete durch gemeinsame Gesichtspunkte und wechselseitige
Durchdringung abzweckten. Dieser Bedeutung *von Humboldts*, der in
seiner Geistesart mehr an *Aristoteles* und *Leibniz* wie an einen
*Newton* und einen *Gauß* erinnert, soll hier eingehender Rechnung
getragen werden.

*Alexander von Humboldt* wurde am 14. September 1769 als Sprößling
eines altadeligen preußischen Geschlechtes in Berlin geboren und dort
und auf dem elterlichen Gute in Tegel gemeinsam mit seinem Bruder
*Wilhelm* durch Privatunterricht vorgebildet. *Alexander von Humboldt*
widmete sich zunächst dem Studium der Verwaltungsfächer, da er den
Traditionen seiner Familie folgen und eine Staatsanstellung bekleiden
sollte. Innere Neigung und der Verkehr mit seinem Freunde *Willdenow*
führten ihn jedoch bald den Naturwissenschaften zu. Mit 19 Jahren
sehen wir ihn schon mit der Abfassung eines größeren botanischen
Werkes beschäftigt[562]. Sein Interesse für die Naturwissenschaften
wurde besonders angefacht, als er die Universität Göttingen bezog,
wo damals die hervorragendsten deutschen Vertreter dieser Fächer
lehrten. Den Einfluß, welchen der Physiker *Lichtenberg*, der Chemiker
*Gmelin* und der Anatom *Blumenbach* dort auf ihn ausgeübt haben,
hat *Humboldt* stets dankbar anerkannt. In Göttingen lernte er auch
*Georg Forster* kennen, der *Cook* auf seiner zweiten Weltumsegelung
begleitet und sich als ein Meister in der Naturschilderung einen Namen
erworben hatte. *Forster*, der eine ganz außergewöhnlich vielseitige
wissenschaftliche Begabung besaß, ist für *Alexander von Humboldt*
vorbildlich gewesen und hat auf seinen ferneren Studien- und Lebensgang
einen entscheidenden Einfluß ausgeübt[563]. In Gemeinschaft mit
*Forster* unternahm *Humboldt* im Sommer 1790 seine erste größere
Reise nach Holland, England und Frankreich. Sie wurde für ihn unter
der Anleitung des Weltumseglers zur Vorschule für seine eigenen
großen Entdeckungsreisen. Diese Reise, auf welcher die Leidenschaft
für das Seewesen und tropische Länder in *Humboldt* erwachte, hat er
oft als ein besonderes Glück bezeichnet[564]. Seine Studien setzte
*Humboldt* zunächst an der Bergakademie zu Freiberg fort, wo er zu
den begeistertsten Schülern des Mineralogen *Werner* zählte, des
Hauptvertreters der später von *Humboldt* und von *L. v. Buch* so
eifrig befehdeten neptunistischen Richtung.

Aus allen Teilen der Welt kamen damals Mineralogen, Geologen und
Bergleute nach Freiberg, um *Werner* zu hören. *Humboldt* fand bei ihm
eine besonders gute Aufnahme, da er sich durch seine »Beobachtungen
über einige Basalte am Rhein« (1790) schon einen Namen gemacht hatte.
Noch drei Jahrzehnte nach dieser Zeit sprach *Humboldt* seinem
verdienten Lehrer in folgenden Worten seine Anerkennung aus: »*Werner*
erkannte mit bewundernswertem Scharfsinn alle Beziehungen, die bei der
Betrachtung der geologischen Formationen beachtet werden müssen. Er
lehrte, was man zu wissen und was man zu beobachten habe. Er hat in
Gegenden, deren Untersuchung ihm nicht vergönnt gewesen, einen Teil
der Entdeckungen vorbereitet. Da nämlich die Formationen unabhängig
sind von dem Wechsel der geographischen Breite und vom Klima, so kann
irgend ein sehr beschränkter Raum der Erdfeste, in welchem die Natur
viele Formationen vereinigt hat, gleich einem wahrhaften Mikrokosmos
im Geiste eines bewährten Beobachters sehr richtige Gedanken über die
Grundwahrheiten der Geologie erwecken«[565]. Nach seinem Fortgange
von Freiberg war *Humboldt* einige Jahre als Bergassessor und als
Bergmeister im Fichtelgebirge tätig. Während dieser Zeit kam er auch
wiederholt mit dem Weimar-Jena-Kreise, dem sein Bruder *Wilhelm* seit
1794 angehörte, in Berührung.

Wie *Wilhelm* zu *Schiller* so trat *Alexander* zu *Goethe* in nähere
Beziehungen. Die Naturwissenschaften waren damals in Weimar Mode.
Alles trieb Mineralogie. Selbst die Damen des Hofes legten sich
naturwissenschaftliche Sammlungen an, und *Goethe* war in seinem
Eifer für Mineralogie und Geognosie kein Berg zu hoch, kein Schacht
zu tief, kein Stollen zu niedrig und keine Höhle labyrinthisch
genug[566]. Auch an *Humboldts* Versuchen über den galvanischen Reiz
der Nerven und Muskelfaser hat sich *Goethe* lebhaft beteiligt. Das
von *Humboldt* über diesen Gegenstand veröffentlichte Werk war zwar
durch manchen Versuch wertvoll, es blieb aber in der Tendenz verfehlt,
da es die Reaktionen der Muskeln nicht als Wirkungen des galvanischen
Stromes, sondern als die Äußerungen einer eigentümlichen Lebenskraft
hinstellte[567].

Auch die Arbeiten *Goethes* über die vergleichende Anatomie,
insbesondere die vergleichende Osteologie, kamen zwischen ihm, der
schon im Jahre 1786 über das Zwischenkieferbein geschrieben, und
*Alexander von Humboldt* zur Sprache. "Meine naturwissenschaftlichen
Arbeiten", schrieb *Goethe* damals, "sind durch *Humboldt* aus ihrem
Winterschlafe geweckt worden". Nach verbürgten Zeugnissen hat der
Dichterfürst es dankbar anerkannt, daß die Gebrüder *Humboldt* mit
ihrem jugendlichen, frischen Streben den größten Einfluß auf ihn
ausgeübt hätten, als er selbst schon begonnen habe, an der Welt müde zu
werden.

Auch *Schiller* kam mit *Alexander von Humboldt* häufiger in
persönliche Berührung. Es ist nun interessant zu sehen, wie sehr seine
Beurteilung des Forschers von derjenigen *Goethes* abwich. Nachdem
er dem Bruder *Wilhelm* alle Anerkennung gespendet, schreibt er über
*Alexander*: »Bei allem ungeheuren Reichtum des Stoffes finde ich
in ihm eine Dürftigkeit des Sinnes, der bei dem Gegenstande, den er
behandelt, das schlimmste Übel ist. Es ist der nackte schneidende
Verstand, der die Natur, die immer unfaßlich und ehrwürdig ist,
schamlos ausgemessen haben will und mit einer Frechheit, die ich
nicht begreife, seine Formeln, die oft nur leere Worte und immer nur
enge Begriffe sind, zu ihrem Maßstabe macht. Kurz, mir scheint er
für seinen Gegenstand ein viel zu grobes Organ und dabei ein viel zu
beschränkter Verstandesmensch zu sein. Er hat keine Einbildungskraft,
und so fehlt ihm nach meinem Urteil das notwendigste Vermögen zu seiner
Wissenschaft, denn die Natur muß angeschaut und empfunden werden in
ihren einzelnsten Erscheinungen wie in ihren höchsten Gesetzen.« Wie
würden die heutige Naturwissenschaft und ihre Vertreter vor diesem von
übertriebenem Idealismus diktierten Urteil *Schillers* wohl bestehen!
Andererseits ist die in Schillers Worten zum Ausdruck kommende,
durchaus subjektive Art, über die Mittel und Ziele der Naturforschung
zu urteilen, durch die gesamte Entwicklung, die Philosophie und
Wissenschaft im 19. Jahrhundert genommen haben, in ihrer Haltlosigkeit
und inneren Unwahrheit dargetan worden. Doch darf nicht vergessen
werden, daß es auch Extreme in der naturwissenschaftlichen Methode
gibt, von denen *Humboldt* sich aber -- und darin besteht das Irrige
des *Schiller*schen Urteils -- weit entfernt hielt, Extreme, vor
denen das idealistische und philosophische Denken ein Recht hat, den
Warnungsruf ertönen zu lassen.

Erwähnt sei noch, daß in späteren Jahren *Goethe* *Alexander von
Humboldt*, als der letztere die Bedeutung des Vulkanismus erkannte,
nicht zu folgen vermochte, sondern an den veralteten neptunistischen
Ansichten festhielt. *Goethe* begegnete den Vertretern der neueren
Geologie nicht nur mit Spott, wovon manche Stellen seiner poetischen
Schöpfungen Zeugnis ablegen[568], sondern fast mit einem Groll, der
erst gegen sein Lebensende einer gewissen Resignation in dieser
wissenschaftlichen Frage Platz machte.

Das bedeutendste Ereignis und gleichzeitig die größte wissenschaftliche
Tat in dem Leben *Alexander von Humboldts* war seine amerikanische
Forschungsreise, die erste große wissenschaftliche Expedition, die für
alle späteren Unternehmungen dieser Art vorbildlich gewesen ist. Nach
jahrelangen Vorbereitungen und vielen Mühen und Enttäuschungen, von
denen wir uns heute, im Zeitalter des Verkehrs, keinen Begriff machen
können, erfolgte *Humboldts* Abreise von Coruña im Juni des Jahres
1799. Sein Reisegefährte war der Botaniker *Bonpland*, ein Schüler
*Jussieus*.

Über die Erfolge dieser Reise hat später einer der Berufensten, der
große Geograph Carl *Ritter*, die Worte geäußert: »Es war, als wäre
eine neue Sonne voll Licht und Wärme im Westen über der Neuen Welt
emporgestiegen, um auf die alte Welt wohltätig zurückzustrahlen«[569].
Eine Reihe von Umständen und Voraussetzungen haben zusammengewirkt,
um *Humboldt* durch seine amerikanische Reise zum Begründer einer
neuen Epoche der physischen Erdbeschreibung, der innigsten Verknüpfung
von Naturwissenschaft und Geographie zu machen. Für eine Vorbereitung
durch vielseitige und eifrige Studien und eine Ausrüstung mit den
besten astronomischen und physikalischen Apparaten war zunächst Sorge
getragen. Dazu gesellte sich das Streben, den zu erforschenden Teil
der Erde als ein Ganzes zum Gegenstande des Studiums zu machen. Es
galt zwar zunächst Einzelheiten zu erforschen, aber ihre Verknüpfung,
die Erkenntnis ihres gesetzmäßigen Zusammenhanges wurde stets als das
höhere Ziel ins Auge gefaßt.

Wir können hier *von Humboldt* nicht auf seinen Kreuz- und Querzügen
durch Süd- und Mittelamerika folgen, da aber seine Reise epochemachend
für alle späteren Expeditionen in das Innere großer Kontinente gewesen
ist, so wollen wir doch in einigen Punkten untersuchen, wie er der
Fülle der ihm gestellten Aufgaben gerecht geworden ist.

Von Coruña ging die Fahrt nach Teneriffa. Dort erfolgte die erste zu
wissenschaftlichen Zwecken unternommene Besteigung eines innerhalb
der subtropischen Zone liegenden Berges. An seinem Fuße wurde ein
Drachenbaum von 45 Fuß Umfang gefunden, den *Humboldt* für einen der
ältesten Bewohner der Erde erklärte. Am Abhange des nur im Winter mit
Schnee bedeckten Piks zeigte sich eine Eishöhle. Der Gipfel selbst
besaß den Charakter einer Solfatara. Ferner unterschied *von Humboldt*
fünf Pflanzenzonen, die sich an dem Pik von seinem mit Weinreben
geschmückten Fuß bis zu dem Gipfel, wo die Flechten an der Zersetzung
der vulkanischen Schlacken arbeiten, wie Stockwerke übereinander
aufbauen.

Den ersten längeren Aufenthalt nahm *Humboldt* in Cumana, das seit
Jahrhunderten als ein Herd der furchtbarsten Erdbeben galt. Erst
zwei Jahre vor seiner Ankunft hatte ein solches die Stadt gänzlich
zerstört. *Humboldt* verwandte mehrere Wochen darauf, die Spuren jenes
furchtbaren Elementarereignisses eingehend zu erforschen. Wenige Monate
nach seiner Ankunft in Cumana fand an diesem Orte ein neues Erdbeben
statt. Es war das erste, das unser Forscher miterlebte. Und von dem
tiefen Eindruck, den es auf ihn machte, legt seine Schilderung Zeugnis
ab[570].

Nicht minder bekannt geworden ist die Schilderung des großen
Sternschnuppenfalls, den *Humboldt* im November des Jahres 1799 in
Cumana beobachtete. Innerhalb weniger Stunden vermochte er tausende von
Sternschnuppen und Feuerkugeln zu zählen.

Im Anfang des Jahres 1800 drangen die Reisenden tiefer in den
südamerikanischen Kontinent ein. Sie erforschten das Stromnetz des
Orinoko, durchstreiften die einförmigen Llanos, die sich an die
Waldregion der großen Ströme anschließen, und stellten Untersuchungen
über den Zitteraal (Gymnotus electricus), dessen Fang *von Humboldt*
so anschaulich schilderte, und über die Reizbarkeit der Mimosen an.

Um die Cordilleren zu erforschen, hielt sich *von Humboldt* lange
Zeit in Quito auf. Von dort unternahm er die berühmte Besteigung des
Chimborazo, der damals für den höchsten Berg der Erde gehalten wurde.
*Von Humboldt* erreichte eine Höhe[571], die vor ihm noch kein Mensch
erklommen hatte.

Nach der Durchforschung Mexikos und einem kurzen Aufenthalt in den
Vereinigten Staaten hielt sich *von Humboldt* fast zwei Jahrzehnte[572]
in Paris auf. Noch länger dauerte die Abfassung des monumentalen
Werkes über seine Reise[573]. Daneben fand *Humboldt* noch Zeit, sich
mit erdmagnetischen und in Gemeinschaft mit *Gay-Lussac* sich mit
eudiometrischen Untersuchungen[574] zu beschäftigen.

Die deutsche Forschung ist zu Beginn des 19. Jahrhunderts von keinem
Lande so sehr wie von Frankreich angeregt und befruchtet worden. Von
dort ist nicht nur in die europäische Staatenentwicklung, sondern
auch für das Gebiet der exakten Forschung der erfrischende Luftzug
gekommen, der die Periode der neuesten Entwicklung einleitete. In
Frankreichs Hauptstadt hatten große Meister der Forschung, wie
*Cuvier*, *Lavoisier*, *Laplace*, *Ampère*, *Gay-Lussac* und viele
andere, diejenige grundlegende Tätigkeit entfaltet, welche den Boden
für die neueste Entwicklung der Naturwissenschaften bereitet hat.
Eine wichtige Rolle bei der Vermittlung zwischen der französischen
und der emporstrebenden deutschen Wissenschaft hat *Alexander von
Humboldt* ausgeübt. Man darf nicht so kleinlich sein und *Humboldt*
daraus den Vorwurf machen, daß in ihm der Patriot hinter dem Forscher
zurückgetreten sei. Die Wissenschaft darf sich nicht hinter nationalen
Grenzen verschanzen. Sie muß das Gute nehmen, wo sie es findet. Wer
ihre Geschichte schreibt, darf das Verdienst des Auslandes gegenüber
dem des eigenen Landes nicht zu verkleinern suchen. Wir müssen
deshalb Frankreich die Anerkennung zollen, daß ohne die Schulung,
welche die deutschen Forscher dort während der ersten Jahrzehnte
des 19. Jahrhunderts erfuhren, Deutschland schwerlich so rasch, wie
es geschehen, in wissenschaftlichen Wettbewerb mit Frankreich hätte
treten, geschweige denn es in der zweiten Hälfte des 19. Jahrhunderts
überflügeln können, wie auch von französischer Seite mitunter neidlos
anerkannt worden ist.

Über den Inhalt des gewaltigen *Humboldt*schen Reisewerkes, an dessen
Abfassung sich viele Kräfte beteiligten, möge noch einiges hier Platz
finden. Es umfaßt sechs Abteilungen, von denen jede aus mehreren Bänden
besteht. Die erste Abteilung (Rélation historique) enthält neben
dem von *Humboldt* selbst verfaßten Reisebericht eine Geschichte der
geographischen Erschließung des neuen Kontinents und einen aus 39
Karten bestehenden Atlas.

Die zweite Abteilung ist der Zoologie und der vergleichenden Anatomie
gewidmet. Bei ihrer Abfassung zählten die Reisenden *Cuvier*,
*Latreille* (für die Insekten) und *Valenciennes* (für die Fische und
die Weichtiere) zu ihren Mitarbeitern.

Die dritte Abteilung behandelt die politische Geographie der spanischen
Besitzungen in Amerika, die sich damals vom 38. Grade nördlicher bis
zum 42. Grade südlicher Breite erstreckten.

Die vierte Abteilung enthält die astronomischen, trigonometrischen
und barometrischen Messungen, während die fünfte die Geologie und die
Pflanzengeographie der erforschten Länder zum Gegenstande hat.

Ausschließlich botanischen Inhalts ist endlich die sechste Abteilung.
Sie enthält eine Übersicht über sämtliche gesammelten Pflanzen
und beschäftigt sich außerdem in monographischer Behandlung mit
den Mimosen, den neu entdeckten Gräsern und der in Südamerika in
zahlreichen Arten vorkommenden tropischen Familie der Melastomeen[575].

Im Jahre 1827 vertauschte von *Humboldt* das ihm so lieb gewordene
Paris auf den dringenden Wunsch seines Königs mit der an geistiger
Bedeutung hinter Paris damals weit zurückstehenden preußischen
Hauptstadt. Jetzt begann für den fast Sechzigjährigen eine neue
Lebensaufgabe, die er durch die Verwirklichung des schon lange
gehegten Planes einer physischen Weltbeschreibung erfüllte. Bevor
sich jedoch von *Humboldt* an die Abfassung seines »Kosmos« begab,
unternahm er im Auftrage des russischen Herrschers, begleitet von
dem Zoologen *Ehrenberg* und dem Mineralogen *Rose* eine kurze, aber
ergebnisreiche Expedition ins asiatische Rußland. *Humboldt* und seine
Begleiter besuchten die Erzlagerstätten des Altai, überschritten die
chinesische Grenze und durchzogen von dort die ungeheure Steppe, um den
südlichen Ural zu erreichen. An die geologische Durchforschung dieses
Gebirgszuges knüpft die berühmt gewordene Voraussage *Humboldts*,
daß der Ural mit seinen Gold- und Platinschätzen ein wahres Dorado
sei[576]. Zahlreiche Beobachtungen wurden auch an den Besuch des
Kaspischen Meeres geknüpft und Material für das von *Cuvier* und
*Valenciennes* bearbeitete große Werk über die Fische gesammelt.

Wir gelangen zu dem reifsten Werke von *Humboldts*, das seinen Namen
populär gemacht hat, dem »Kosmos«, wie er seinen Entwurf einer
physischen Weltbeschreibung nannte. Hervorgegangen ist das Werk
aus Vorlesungen, die er nach seinem Eintreffen in Berlin vor einem
großen Kreise im Beisein des Königs und des Hofes hielt und die als
ein Ereignis des Winters 1827/28 galten. Der Kosmos ist nicht minder
als das große Reisewerk epochemachend nicht nur für die deutsche,
sondern für die Weltliteratur[577] gewesen und wird, wenn auch manche
Einzelheiten veraltet sind oder sich als irrig erwiesen haben, als
Ganzes immer seinen Wert besitzen. Einen solchen besitzt das Werk nicht
nur nach der wissenschaftlichen, sondern auch nach der sprachlichen und
allgemein literarischen Seite. Mag dem heutigen Geschlecht, das die
Natur oft mit zu nüchternem Verstande betrachtet, *Humboldts* Ausdruck
pathetisch und seine Sprache allzu reich an Bildern erscheinen, eins
darf man nicht vergessen: war es doch *Humboldt*, der die Deutschen
wissenschaftliche Dinge in formvollendeter Sprache behandeln
lehrte. Um das zu würdigen, muß man die trostlose Dürre der meisten
früheren naturwissenschaftlichen Schriftsteller und die hohlen, von
unverständlicher Mystik triefenden Phrasen der während des ersten
Viertels des 19. Jahrhunderts den deutschen Geist beherrschenden, ja
knebelnden naturphilosophischen Schule genossen haben.

Auch die Vorlesungen, aus denen der Kosmos entstanden ist, waren in
gewisser Hinsicht epochemachend. Sie stellen nämlich den ersten und
gelungensten Versuch dar, die Kluft, welche die große Masse des Volkes
von der Wissenschaft trennt, zu überbrücken. Etwa tausend Zuhörer aller
Kreise »vom Könige bis zum einfachen Maurer« folgten den Ausführungen
*Humboldts* mit der größten Spannung.

Der Plan zum »Kosmos« entstand in *Humboldt* schon in den neunziger
Jahren des von universellem Streben beherrschten 18. Jahrhunderts,
wahrscheinlich unter der Einwirkung des Weimar-Jena-Kreises[578]. »Am
späten Abend eines vielbewegten Lebens«, so lauten von *Humboldts*
einleitende Worte, »übergebe ich der Öffentlichkeit ein Werk, das
in unbestimmten Umrissen mir ein halbes Jahrhundert vor der Seele
schwebte.«

Den ersten Band bezeichnet er als ein allgemeines Naturgemälde,
das von den fernsten Nebelflecken des Weltraums und den kreisenden
Doppelsternen stufenweise zu der Sternschicht herabsteigt, der unser
Sonnensystem angehört, zu dem luft- und meerumflossenen Erdsphäroid,
seiner Gestaltung, Temperatur und magnetischen Spannung bis zu der
Lebensfülle, die vom Lichte angeregt sich an seiner Oberfläche
entfaltet. Die Aufgabe war dem Umfang nach eine weitgespannte, dem
Ziele nach entsprach sie als ein »Gemälde«, eine »Weltbeschreibung«,
indessen nicht mehr der Forderung des nach tieferer Erkenntnis des
kausalen Zusammenhanges strebenden 19. Jahrhunderts, dessen wichtigste
Aufgabe in der Fortentwicklung der mathematischen Physik und der
Aufstellung des Energieprinzips gelöst wurde.

Was *Humboldt* mit seinem Kosmos leisten wollte, war die Befriedigung
eines Gefühles, das man wohl als Natur-Ästhetik bezeichnet, eines
Gefühls, in dem auch Goethes Naturanschauung wurzelt und dem er an
vielen Stellen seiner Faustdichtung einen solch tiefen und ergreifenden
Ausdruck verliehen hat. Diese Aufgabe hat *Humboldt* mit dem ersten
Bande seines Werkes eigentlich schon gelöst. Wie sehr er sich aber
unter dem Einfluß einer solchen Grundstimmung befunden, gesteht er ein,
wenn er an einer Stelle von *Goethe* sagt: »Wer hat beredter als er
seine Zeitgenossen angeregt, des Weltalls heilige Rätsel zu lösen und
das Bündnis zu erneuern, das im Jugendalter der Menschheit Philosophie,
Naturlehre und Dichtkunst umschlang.«

In dem zweiten Bande stellt sich *Humboldt* eine andere, mit der
physischen Weltbeschreibung allerdings in engem Zusammenhange stehende
Aufgabe. Er gibt darin eine Geschichte der physischen Weltanschauung
und verfolgt durch alle Zeitalter das »Streben der Menschheit, das
Zusammenwirken der Kräfte im Erd- und Himmelsraume zu begreifen.« Die
Arbeit, welche *Humboldt* dadurch für die Begründung einer Geschichte
der Naturwissenschaften geleistet hat, ist eine bedeutende; sie
besitzt auch, wie es bei einer auf zuverlässigen Quellen gegründeten
geschichtlichen Darstellung in der Natur der Sache liegt, vor allen
anderen einen bleibenden Wert. Als die Hauptmomente einer Geschichte
der physischen Weltanschauung stellt *Humboldt* die Kultur der
Hellenen, die vermittelnde Tätigkeit der Araber und die Erfindungen und
Entdeckungen der süd- und westeuropäischen Völker in ein solch klares
Licht, daß seine Darstellung dieser Verhältnisse wertvoll für alle
Zeiten genannt werden muß.

In den weiteren Bänden des »Kosmos« ändert sich der Charakter des
Werkes noch mehr. Es wird daraus erklärlich, daß sich seine Abfassung
über einen Zeitraum von Jahrzehnten erstreckte, innerhalb dessen
die Wissenschaft selbst durch die Entdeckung des Prinzips von der
Erhaltung der Kraft, eine neue Epoche erlebte. *Humboldt* suchte
sich mit der neuen Richtung, in die er sich indessen nicht mehr
einzuleben vermochte, auseinanderzusetzen. Indessen überkam seine
Zeitgenossen und auch ihn selbst immer mehr das Gefühl, daß seine
Art der Weltbetrachtung einer neuen weichen mußte, die als die wahre
Fortsetzung des von *Newton*, *Huygens* und den führenden Geistern des
18. Jahrhunderts geschaffenen Werkes gelten durfte.

Die letzten Bände sind vorwiegend der Astronomie und der Geophysik
gewidmet; sie besitzen einen gelehrten Grundzug und treten in
literarischer Beziehung gegen die ersten Bände, die als Muster für eine
nach Popularität im edelsten Sinne des Wortes strebende Ausdrucksweise
gelten können, sehr zurück. Während *von Humboldt* noch mit der
Abfassung eines fünften Bandes seines Kosmos beschäftigt war, ereilte
den Unermüdlichen, fast Neunzigjährigen, am 21. April 1859 der Tod.

In rein wissenschaftlicher Beziehung liegt *v. Humboldts*
Hauptverdienst auf dem Gebiete der Pflanzengeographie. Er beschränkte
sich nicht auf die floristische Erforschung der von ihm bereisten
Länder. Sein Bestreben ging vielmehr dahin, die Pflanzenwelt in ihrer
Abhängigkeit vom Klima und vom Boden zu verstehen und die allgemeinen
Bedingungen für dieses Verhältnis aufzudecken.

Bevor wir *Humboldts* Verdienst um die Pflanzengeographie würdigen,
müssen wir des Mannes gedenken, dem er hier die meisten Anregungen und
Vorarbeiten zu verdanken hatte. Es war das *Willdenow*[579], ein Neffe
des an früherer Stelle erwähnten *Gleditsch*[580] und sein Nachfolger
in der Leitung des Berliner botanischen Gartens. *Willdenow* war mit
*Humboldt* eng befreundet und hat ihn der Botanik zugeführt. Er ist als
der geistige Urheber *von Humboldts* Schrift »Ideen zu einer Geographie
der Pflanzen« zu betrachten. *Willdenow* hatte die hier *von Humboldt*
behandelten Fragen bereits in seinem Grundriß der Kräuterkunde
aufgeworfen und beleuchtet. Er war es, der die Grenze zwischen der
mitteleuropäischen und der Mittelmeerflora zog und die drei großen
Gebiete unterschied, die wir als boreale, tropische und australische
Flora bezeichnen. Ferner hat schon *Willdenow* die Abhängigkeit der
Pflanzenverbreitung vom Klima, von der Bodenbeschaffenheit und von
der Wandertätigkeit, das was die Wissenschaft als klimatologisches,
als geologisches und als migratorisches Moment zu bezeichnen pflegt,
deutlich hervorgehoben.

Ganz neue Bahnen wurden dadurch erschlossen, daß man die Verbreitung
des Lebens über die Erde aus gesetzmäßig wirkenden Ursachen, und zwar
vor allem aus den herrschenden physischen Bedingungen zu erforschen
strebte. In dieser Hinsicht bahnbrechend gewirkt zu haben, ist wohl
das bedeutendste unter den rein wissenschaftlichen Verdiensten *von
Humboldts*. »Die Ideen zu einer Geographie der Pflanzen« sind die erste
Veröffentlichung nach seiner Rückkehr aus Südamerika. Sie erschienen
(1805) nebst einem Naturgemälde der Tropenländer. Den meisten Stoff
für die neue, bislang kaum dem Namen nach vorhandene Wissenschaft
der Pflanzengeographie sammelte *von Humboldt* auf jener Reise. So
kam es, daß die »Ideen« zum größten Teile am Fuße des Chimborazo
niedergeschrieben wurden.

Der Gedanke, die räumliche Verbreitung der Pflanzen festzustellen,
begegnet uns zwar schon früher. *Von Humboldt* erstrebte aber weit mehr
als dies. Es galt ihm, die Verteilung und die typische Organisation der
Pflanzen im Zusammenhange mit allen gegenwärtig auf die Erdoberfläche
wirkenden Kräften und mit der Geschichte unseres Planeten[581] zu
ergründen.

Was *Humboldt* vorfand, waren nur wenige bescheidene Ansätze. Und
was er zu schaffen vermochte, waren im wesentlichen auch nur die
Grundlinien und die Bezeichnung der Ziele der neuen Wissenschaft, zumal
die Erdgeschichte einen lebensvollen Inhalt erst nach dem Siege der
Entwicklungslehre über das Dogma von der Konstanz der Arten gewinnen
konnte. Das Problem der Entwicklungslehre begegnet uns in *Humboldts*
Worten, die Pflanzengeographie habe zu untersuchen, ob es unter den
zahllosen Gewächsen der Erde gewisse Urformen gäbe. Vielleicht könne
man die Verschiedenheit der Arten als die Wirkung der Ausartung und als
Abweichungen von solchen Urformen betrachten[582].

Zwar, fügt er hinzu, schienen alle Pflanzen und Tiere, welche
gegenwärtig die Erde bewohnen, seit Jahrtausenden ihre
charakteristische Form nicht verloren zu haben. So sei der Ibis, den
man in den ägyptischen Gräbern finde, identisch mit dem, der
gegenwärtig am Ufer des Niles fischt[583]. Andererseits weist
*Humboldt* auf die Veränderungen hin, welche die Erde im Laufe
ihrer, ungeheure Zeiträume umfassenden Geschichte durchgemacht hat
und mit denen Änderungen in der Tier- und Pflanzenwelt Hand in
Hand gehen mußten. Die Geographie der Pflanzen sei deshalb an die
Geologie anzuknüpfen[584], um Licht über die Urgeschichte der Erde zu
verbreiten. Um ein Urteil über die ehemalige Verbindung nahegelegener
Ländermassen zu gewinnen, verwerte die Geologie die Ähnlichkeit in der
Schichtung und Lagerung der Küstengebirge und die Tiefenverhältnisse
der trennenden Meeresabschnitte. Für die Entscheidung dieser Frage
könne aber die Geographie der Pflanzen nicht minder wichtige
Anhaltspunkte liefern. Sie mache es z. B. wahrscheinlich, daß
Südamerika sich vor der Entwicklung organischer Wesen von Afrika
getrennt habe. Durch die Pflanzengeographie geleitet könne man in
das Dunkel eindringen, das den frühesten Zustand unseres Planeten
einhülle. So gelte es zu entscheiden, ob die Erdrinde an vielen Orten
zugleich mit verschiedenen Arten bedeckt worden sei, oder ob alle Keime
sich zuerst in einer Gegend entwickelten und von dort auf schwer zu
ergründenden Wegen nach anderen Weltteilen wanderten.

*Humboldt* erwägt dann die Umstände, durch welche das ursprüngliche
Wohngebiet einer Pflanzenart sich erweitern konnte. Als solche werden
insbesondere die Strömungen der Atmosphäre und des Wassers und der
Transport durch Tiere betrachtet. So groß indessen diese Einflüsse auch
sind, sie verschwinden nach *Humboldt* gegenüber dem Einfluß, den der
Mensch auf die Verbreitung der Gewächse ausübt. »Pflanzen, welche der
Gegenstand des Garten- und des Ackerbaues sind, haben das wandernde
Menschengeschlecht seit den fernsten Jahrhunderten begleitet«[585].
Daher bleibe ihr erstes und ursprüngliches Vaterland oft ein ebenso
rätselhaftes Problem wie das Vaterland der verschiedenen Menschenrassen
selbst. Treffend führt *Humboldt* dann weiter aus, wie der Ackerbau
die Herrschaft fremder eingewanderter Pflanzen über die einheimischen
begründet und letztere nach und nach auf einen immer enger werdenden
Raum zusammengedrängt habe. Für die Tropenwelt dagegen konnte
*Humboldt* damals noch zutreffend sagen, die menschliche Kraft sei zu
schwach, um eine Vegetation zu besiegen, die nichts unbedeckt lasse und
den Boden unseren Augen entziehe.

Zum ersten Male wurde durch *Humboldt* die Aufmerksamkeit der Botaniker
ferner auf diejenigen Erscheinungen der Vegetation gelenkt, welche die
Physiognomie der Landschaft bestimmen. Eine physiognomische Einteilung
der Pflanzen nach der Entwicklungsweise ihrer Vegetationsorgane
begründet zu haben, gilt als eine der wichtigsten Leistungen *von
Humboldts*[586].

Die Physiognomie einer Flora verdient indessen nicht nur eine
ästhetische Würdigung, sondern in ihr spricht sich die innige
Wechselbeziehung zwischen der gesamten Form und den physischen
Bedingungen viel schärfer aus als in den Charakteren, welche der
systematischen Einteilung des Pflanzenreiches zugrunde gelegt werden.

In der zahllosen Menge von Pflanzenarten unterschied *Humboldt* nach
dem erwähnten Gesichtspunkt etwa zwanzig verschiedene Grundgestalten,
auf die man wahrscheinlich alle Arten zurückführen könne. Die
wichtigsten unter diesen Vegetationsformen sind die Bananenform,
die Palmenform, die Formen der Baumfarne, der Nadelhölzer und der
Orchideen. Ferner seien genannt die Mimosenform mit ihren fein
gefiederten Blättern, die Lilienform mit ihren einfachen, zart
gestreiften Blättern, die Kaktusform mit ihren blattlosen, gestachelten
Stämmen und die Grasform. Unter den blütenlosen Pflanzen werden
die Formen der Laubmoose, der Blätterflechten und der Hutschwämme
unterschieden. Mitunter decken sich diese Formen mit großen Abteilungen
des natürlichen Pflanzensystems. Häufiger jedoch begegnet uns der
gleiche, durch das Klima und die Bodenbeschaffenheit bedingte Habitus
bei Pflanzen, die im Bau ihrer Blüten und Früchte weit voneinander
abstehen.

Untersuchungen über die Verteilung der Pflanzen auf verschiedene
Höhengürtel hat zuerst *H. B. de Saussure* in den Alpen angestellt.
Auch fehlte es nicht an dem gelegentlichen Hinweis, daß die Pflanzen
eines Gebirges, z. B. der Pyrenäen, mit den Pflanzen höherer Breiten
manche Ähnlichkeit aufweisen. Als allgemeine Gesetzmäßigkeit wurde
diese Verknüpfung der Höhen mit entfernten, in höherer Breite liegenden
Tiefebenen indes zuerst von *Humboldt* ausgesprochen[587]. Das reiche,
ihm zu Gebote stehende Beobachtungsmaterial setzte ihn auch in den
Stand, für die Tropen die Folge der beim Emporsteigen uns begegnenden
Pflanzengürtel zu bestimmen. Als Beispiel diene uns die Übersicht der
Pflanzenregionen, die *Humboldt* an den Abhängen der Cordillere von
Quito unterschied[588].

Die unterste Region ist diejenige der Palmen und Pisanggewächse. Sie
steigt von der Meeresfläche bis zu einer Höhe von 1000 Metern empor.
Unmittelbar darüber liegt die Region der Baumfarne. Dann folgen die
Region der Eichen (bis 3000 Meter) und diejenige der Alpenkräuter.
Letztere werden zwischen 4100 und 4600 Meter von den alpinen Gräsern,
den letzten Blütenpflanzen abgelöst. Von dort bis zur Schneegrenze
beleben nur Steinflechten die verwitternde Rinde des nackten
Gesteins[589].

Auch in den Anden Mexikos und am Pik von Teneriffa hat *Humboldt* die
Aufeinanderfolge bestimmter Pflanzengürtel nachgewiesen.

Dieser kurze Abriß läßt die großen Verdienste, die sich *Humboldt* um
die Begründung der Pflanzengeographie erworben, zur Genüge erkennen.
Das meiste, was ihn hier beschäftigte, blieb zwar zunächst Problem.
Indessen mit vollem Rechte muß man fragen[590], ob sich nicht
derjenige, der Fragen aufzuwerfen versteht, welche die Arbeit kommender
Geschlechter auf bestimmte fruchtbare Bahnen lenken, ein ebenso großes
Verdienst erwirbt, wie der Forscher, der einzelne wissenschaftliche
Fragen erledigt.

Ähnliches, wie er es in der Aufstellung der Pflanzenregionen geleistet,
hielt *Humboldt* auch auf dem Gebiete der Zoologie für erstrebenswert.
»Es wäre interessant«, sagt er, »in einem Profil die Höhen zu
bestimmen, zu welchen sich die Tiere in den Gebirgsländern erheben.«
Was ihm dabei vorschwebte, war die Abhängigkeit des Tierlebens von
meteorologischen Bedingungen, wie er überhaupt der Zoologie weniger
durch Einzeluntersuchungen als durch den steten Hinweis auf den innigen
Zusammenhang des Tierlebens mit seinen physischen Bedingungen genützt
hat.

Auch auf dem Gebiete der Geologie ist *Humboldts* Verdienst vor allem
in seiner Betonung der allgemeinen Gesichtspunkte zu suchen. Er
verstand es nämlich, die Geologie in ähnlicher Weise mit der Erdkunde
in Verbindung zu setzen, wie es ihm so trefflich für diese Wissenschaft
und die Botanik gelungen war.

Im Beginn seiner wissenschaftlichen Laufbahn stand *Humboldt* ganz
unter dem Einfluß der neptunistischen, von seinem Lehrer *Werner*
gegründeten Geologenschule. Zwischen ihren Anhängern und den
Vulkanisten wurde besonders über die Entstehungsart des Basalts
heftig gestritten. *Humboldts* erste Arbeit betraf gleichfalls diese
Frage[591]. Er glaubte sie in Übereinstimmung mit *Werner* dahin
entscheiden zu müssen, daß nach seinen Beobachtungen an den Basalten in
der Nähe von Linz und Unkel nichts auf vulkanische Wirkungen schließen
lasse.

Etwa ein Jahrzehnt später begann *Humboldt* seine amerikanische Reise,
deren Aufgabe und deren Ergebnisse zum großen Teil auf geologischem
Gebiete lagen. Während der Erforschung der Cordilleren und der
Verarbeitung des reichen, dort gefundenen Materials vollzog sich in
ihm und besonders durch ihn ein völliger Umschwung in den geologischen
Anschauungen. Die Folge war, daß nicht nur für den Basalt, sondern auch
für den Granit, sowie die Trachyte und Porphyre, eine Entstehung auf
feurig flüssigem Wege angenommen wurde. Die feinere mechanische Analyse
des Basalts ergab für dies Gestein trotz seines scheinbar gleichartigen
Aussehens, daß es ein Gemenge von Mineralien und dem Granit in seiner
Zusammensetzung nicht unähnlich ist[592].

Grundlegend für die Lehre vom Vulkanismus war vor allem *Humboldts*
Beobachtung, daß in den Gebirgen Amerikas Trachyte in der Nachbarschaft
von Vulkanen auftreten und diese gleichsam anzukündigen scheinen.
*Humboldt* machte ferner auf den mitunter anzutreffenden allmählichen
Übergang von Trachyt in Gesteine von glasiger und schlackiger
Beschaffenheit aufmerksam. Da letztere (Obsidian, Bimsstein) noch heute
als Erzeugnisse tätiger Vulkane angetroffen werden, so war der Schluß
auf den eruptiven Ursprung der ohne scharfe Grenze in sie übergehenden
Massengesteine wohl berechtigt.

Die Erkenntnis, daß die Eruptivgesteine eine viel größere Verbreitung
besitzen, als man früher geahnt hatte, führte bei *Humboldt* und seinem
Mitarbeiter *L. v. Buch*, zu einer großen Überschätzung der Wirkungen
der Eruptivgesteine. So nahm *von Buch* an, daß die Alpenkette und die
Mehrzahl der übrigen Gebirge durch den Porphyr bei seinem Hervorbrechen
aus dem Erdinnern emporgehoben sei[593]. Selbst der Dolomit sollte
unter der Wirkung vulkanischer Kräfte in der Weise entstanden sein, daß
dampfförmiges Magnesiumoxyd in den Kalkstein eindrang und damit ein
Calcium-Magnesiumkarbonat bildete.

Aus ähnlichen Voraussetzungen erklärte *Humboldt* die Entstehung der
amerikanischen Gebirge. Die Ketten der Anden und Venezuelas sollten
sich über langgestreckten Erdspalten, die Gebirgsgruppen dagegen
über einem Netz von Spalten erhoben haben. Dabei habe ein von innen
nach außen wirkender Druck die starren Massen gehoben und feurig
flüssiges Material emporgepreßt. Die Gebirge erschienen nach dieser
Auffassung als Zeugen großer Katastrophen, als Zeugnisse gewaltiger
Erdrevolutionen. Doch suchte *Humboldt* das Katastrophenartige
dieser etwa die erste Hälfte des 19. Jahrhunderts beherrschenden
Erklärungsweise dadurch zu mildern, daß er auf die verhältnismäßig
geringe Masse des emporgehobenen Materials hinwies. So würden die
Alpen, über das flache Land verteilt, Europa nur um 20 Fuß erhöhen.

Auch die Vulkane, deren reihenförmige Anordnung *Humboldts* Erforschung
des südamerikanischen Kontinents unzweifelhaft dargetan, sollten nach
seiner und *von Buchs* Ansicht durch Erhebung entstehen. Aus der
Anordnung der Vulkane wurde mit Recht auf das Vorhandensein von Spalten
in der Erdkruste geschlossen. Über diesen Spalten entstanden nach der
damals herrschenden Vorstellung die Vulkane aber weniger durch die
Anhäufung von Schlacken und Lavaschichten. Sondern die vulkanische
Tätigkeit sollte »formgebend und gestaltend[594] durch Erhebung des
Bodens« wirken. Durch diese Tätigkeit entstehe eine blasenförmige
Auftreibung des Bodens und endlich durch Sprengung des höchsten
Teiles der »Erhebungskrater«. Die großen Vulkane dachten sich somit
beide Forscher nicht durch Aufschüttung von Schlacken und Anhäufung
von Laven, sondern gewissermaßen aus einem Stück erzeugt. Erst durch
den großen Umschwung, den die Geologie durch *Lyell* und seine
Schüler erfuhr, wurde die Bildung der Vulkane nicht aus plötzlichen
Katastrophen, sondern durch einen allmählichen Aufbau erklärt.

Mit den Vulkanen brachte *Humboldt* die Erscheinung des Erdbebens
in engsten Zusammenhang, insofern er beide auf die gleiche Ursache
zurückführte. Die in der Tiefe eingeschlossenen Dämpfe, denen die
Entstehung und die Ausbrüche der Vulkane zugeschrieben wurden, sollten,
wo sie keinen Ausgang finden, die Erschütterungen hervorrufen. Daher
rührt auch sein auf eine Vorstellung *Strabons* zurückzuführendes Wort,
daß die Vulkane als Sicherheitsventile zu betrachten seien. *Humboldt*
führt als Beispiel einen südamerikanischen Vulkan an, dessen Tätigkeit
plötzlich erlosch, während gleichzeitig in seiner Nachbarschaft eins
der furchtbarsten Erdbeben stattfand.

Haben sich auch manche Anschauungen über die Ursachen geologischer
Vorgänge seit den Zeiten *Humboldts* und *Buchs* geändert, so dürfen
wir doch nicht vergessen, daß diese Männer die wissenschaftliche
Erforschung der Vulkane und der Erdbeben erst in Angriff genommen
haben. Vor *Humboldts* südamerikanischer Reise waren der Vesuv
und der Ätna die einzigen genauer untersuchten Vulkane[595]. Und
hinsichtlich der Erdbeben hatte man weniger an die Erforschung der
geologischen und der physischen Umstände als an die Aufzeichnung
ihrer zerstörenden Wirkungen gedacht. *Humboldt* mit seinem auf
Verallgemeinerung gerichteten Gedankenflug war es vor allem, der die
verschiedenartigsten tellurischen Erscheinungen unter der Bezeichnung
des Vulkanismus als die Ausflüsse ein und derselben Ursache auffassen
lehrte. Sie alle bestanden in der Reaktion des heißen Erdinnern
gegen die Rinde, mochten sie sich nun als bloße Erschütterungen, als
Thermalquellen, Gasexhalationen, Schlamm- oder Vulkanausbrüche geltend
machen. *Humboldt* lehrte all diese Erscheinungen als Abstufungen der
vulkanischen Lebenstätigkeit unseres Planeten auffassen und verstand es
von diesem hohen Gesichtspunkt aus, der Wissenschaft eine solche Fülle
von Einzelbeobachtungen zuzuführen, wie es kaum ein anderer vor und
nach ihm vermocht hat.




22. Die Mineralogie unter dem Einfluß der chemisch-physikalischen
Forschung.


Wir befaßten uns mit der Mineralogie zuletzt im Schlußabschnitt des
vorigen Bandes. Für *Linné* und *Werner* war die Mineralogie in der
Hauptsache Mineralbeschreibung. Gegen das Ende des 18. Jahrhunderts
wandten *Scheele* und *Bergman* ihre Aufmerksamkeit vorzugsweise der
chemischen Zusammensetzung der anorganischen Naturkörper zu. Die
großen Fortschritte der Physik und der Chemie, die wir in den ersten
Abschnitten dieses Bandes kennen lernten, beeinflußten die weitere
Entwicklung der Mineralogie in hohem Grade. Zwar beanspruchte nach wie
vor die Form der Mineralien ein großes Interesse. An die Stelle der
bloßen Beschreibung trat jetzt aber das Bestreben, die verwirrende
Vielheit der Gestalten auf wenige Grundgesetze zurückzuführen.
Gefördert wurde dieses Streben dadurch, daß in dem von *Wollaston*
erfundenen Reflexionsgoniometer (1809) ein Werkzeug[596] zur genauen
Untersuchung auch der kleineren Kristalle entstand.

Von Bedeutung waren auch die Lehren *Hauys*. Nach *Hauy*[597]
hängen das Gefüge und die Form eines Kristalles nur von der Gestalt
der ihn zusammensetzenden Teilchen, sowie von deren Anordnung ab.
Unter den Formen, in denen ein kristallisierter Stoff auftritt,
gibt es nach ihm eine, die als die primitive betrachtet werden muß.
Aus dieser lassen sich sämtliche Gestalten als sekundäre Formen
ableiten. Als primitiv betrachtete *Hauy* die aus der Zertrümmerung
des Kristalls hervorgehende Spaltform, auf deren Unveränderlichkeit
er hinwies. Abb. 59 u. 60 zeigen, wie das Rhombendodekaeder und das
Pentagondodekaeder durch verschiedenartigen Aufbau aus dem Würfel
hervorgehen können[598]. Solche Betrachtungen führten *Hauy* zu der
Entdeckung des die Kristallwelt beherrschenden Grundgesetzes von der
Rationalität der Achsenabschnitte. Nach diesem Gesetz sind die Zahlen,
nach denen die sekundären Formen aus der Grundform abgeleitet werden,
stets rational und sehr einfach, z. B. 2, 3, 3/2 u. s. f. So läuft
bei der am häufigsten vorkommenden Art des Pyramidenwürfels jede der
24 Kristallflächen einer Achse parallel und schneidet die beiden
anderen Achsen im Verhältnis 1 : 2. Die Bezeichnung für diese Form ist
dementsprechend a : 2a: ∞a. Ferner kommen vor die Pyramidenwürfel a :
3a : ∞a und a : 3/2a : ∞a (allgemein a : na : ∞a oder nach *Naumann*scher
Bezeichnungsweise ∞ O n).

[Illustration: Abb. 59. *Hauys* Ableitung des Rhombendodekaeders
(*Hauy*, Traité de minéralogie. V. Pl. VIII).]

[Illustration: Abb. 60. *Hauys* Ableitung des Pentagondodekaeders
(*Hauy*, Traité de minéralogie. V. Pl. VIII.)]

Während der ersten Dezennien des neunzehnten Jahrhunderts vollzog sich
die festere Begründung der Kristallographie. *Weiß* entdeckte das
Gesetz der Hemiedrie, nachdem schon vor ihm die Bemerkung gemacht
worden war[599], das Pentagondodekaeder ((∞ O n)/2, n = 2, 3/2, 3 u.
s. f.) mit seinen 12 Flächen gehe aus dem vierundzwanzigflächigen
Pyramidenwürfel (∞ O n) hervor, wenn »die Gesetze nur zur Hälfte
wirken«.

*Weiß* und *Naumann* schufen fast zur selben Zeit, als *Berzelius*
die chemische Zeichensprache ins Leben rief, jene einfachen, auf
der Annahme von Achsen begründeten Bezeichnungen, die einen klaren
Überblick über die Ergebnisse der kristallographischen Forschung
ermöglichten und noch heute im Gebrauch sind.

Seitdem in der mineralogischen Systematik die besonders durch
*Berzelius*, *Bergman* und *Klaproth* geförderte chemische Richtung
gesiegt hatte, lehrte die mit vielem Eifer betriebene Analyse
zahlreiche neue Mineralien kennen, so daß ihre Zahl sich in dem
Zeitraum von dem Tode *Werners* bis zum Erscheinen der Geschichte der
Mineralogie *v. Kobells* (1817-1864) fast verdreifachte.

Durch das Zusammenwirken von Analyse und Kristallbeschreibung
gelangte man auch zur Entdeckung neuer wichtiger Beziehungen. Zwei
bekannte Mineralien, Kalkspat und Aragonit, die man bis dahin oft
verwechselt hatte, treten, wie *Hauy* nachwies, in Formen auf, die
nicht aufeinander zurückgeführt werden können. Nun zeigte der um die
Mineralanalyse sehr verdiente *Klaproth*[600], der Entdecker der
Zirkon-, Uran- und Titanerde, daß beide Mineralien ihrer chemischen
Natur nach dasselbe, nämlich Kalziumkarbonat, sind. Daß ein und
dieselbe Substanz zwei verschiedene Mineralien bilden könne, wurde
damals von vielen geradezu für unmöglich gehalten. Auch *Hauy*
vermochte eine solche Annahme mit den von ihm entwickelten Ansichten
nicht zu vereinigen. Man dachte daher zunächst, die Verschiedenheit
in der Form und in den physikalischen Eigenschaften von Kalkspat und
Aragonit werde durch Beimengungen hervorgebracht, und frohlockte, als
man in dem Strontium einen regelmäßigen Bestandteil des Aragonits
nachgewiesen zu haben glaubte. Bald darauf fand man jedoch Aragonit
ohne einen Gehalt an Strontium und konnte sich nun nicht länger
sträuben, die neuentdeckte Tatsache, welche man als Dimorphie
bezeichnete, anzuerkennen.

Auch das entgegengesetzte Verhalten, daß zwei Mineralien von
verschiedener Zusammensetzung, wie Kalkspat und Eisenspat, in derselben
Form kristallisieren, wurde beobachtet. *Hauy* glaubte indessen
mathematisch beweisen zu können, daß verschiedene Stoffe, abgesehen
von denjenigen, die regulär kristallisieren, nicht dieselbe Form
besitzen können. Nach ihm sollte sich der Kalkspat unter Beibehaltung
der Gestalt in Eisenspat umwandeln, also eine ähnliche Entstehung
nehmen wie das versteinerte Holz. Daß es sich indessen hier nicht um
Zufälligkeiten handelt, sondern daß die Kristallform enge Beziehungen
zur chemischen Konstitution aufweist, diese Entdeckung und ihre
allseitige Begründung verdanken wir dem genialen *Mitscherlich*, der
auf fast allen Gebieten der Chemie und Mineralogie der Forschung neue
Bahnen gewiesen hat.

*Eilhard Mitscherlich* wurde 1794 in der Nähe von Jever geboren.
Er wandte sich, angeregt durch den Historiker *Schlosser*, der auf
dem Gymnasium zu Jever sein Lehrer war, zunächst der Philologie
und der Geschichte zu. Mehr nebenbei betrieb er das Studium der
Naturwissenschaften. *Mitscherlich* hatte das Glück, auf diesem
Gebiete, wenige Jahre nachdem er es betreten, eine der wichtigsten
Entdeckungen zu machen, die seinem ganzen ferneren Leben Richtung und
Inhalt verliehen hat. Es war die schon erwähnte, später noch genauer
zu besprechende Isomorphie ähnlich zusammengesetzter Mineralien und
Präparate. *Mitscherlich* machte diese Entdeckung im Jahre 1818 in
Berlin, wo bald darauf der große nordische Chemiker *Berzelius*
vorübergehend weilte. Letzterer erkannte sofort die Bedeutung des
jugendlichen Fachgenossen und bewog ihn, in Stockholm in seinem
Laboratorium die in Berlin begonnenen Untersuchungen fortzusetzen.
Im Jahre 1821 kehrte *Mitscherlich* nach Berlin zurück, wo man
den 27jährigen Forscher dadurch zu fesseln wußte, daß man ihm die
Mitgliedschaft der Akademie und die durch *Klaproths* Ableben erledigte
Professur der Chemie übertrug. *Mitscherlich* starb in Berlin im Jahre
1863.

An früheren Beobachtungen, die zu *Mitscherlichs* Lehre von der
Isomorphie hinüberleiten, ist kein Mangel. *Gay-Lussac* hatte gefunden,
daß Kupfervitriol in der Form des Eisenvitriols kristallisiert, wenn
letzterer in geringer Menge der Kupferlösung zugesetzt wird. Ferner
war bekannt, daß im Alaun das Kalium durch Ammonium und durch Natrium
vertreten werden kann. Anknüpfend an diese Erscheinung wies man darauf
hin, daß auch im Mineralreich ein ähnliches Verhältnis vorkommt, das
man mit dem Worte Vikariieren, d. h. sich gegenseitig vertreten,
bezeichnete[601].

Später (1819) zeigte *Mitscherlich*, daß die vikariierenden
Bestandteile der Mineralien von analoger atomistischer Zusammensetzung
sind und daß diese Analogie Gleichheit oder annähernde Gleichheit
der Kristallform bedingt. *Mitscherlich* wies diese von ihm als
Isomorphie bezeichnete Erscheinung besonders an künstlich dargestellten
Verbindungen, z. B. an den Salzen, welche Phosphorsäure und Arsensäure
mit demselben Metalle[602] bilden, nach. Auch Eisensulfat und
Kobaltsulfat, sowie die mit 7 Molekülen Wasser kristallisierenden
Sulfate von Magnesium, Nickel und Zink stimmen nach der Untersuchung
*Mitscherlichs*[603] in ihrer Form vollkommen überein. An den Eisenspat
schlossen sich Zink- und Manganspat als gleichfalls dem Kalkspat
isomorphe Mineralien an. Aus den angeführten Beispielen geht schon
zur Genüge hervor, daß es Verbindungen von ähnlicher chemischer
Zusammensetzung sind, an denen sich Isomorphie beobachten läßt.

Auf die Untersuchung der phosphorsauren und der arsensauren Salze
wurde *Mitscherlich* dadurch geführt, daß *Berzelius* bei der
Untersuchung der Säuren (Säureanhydride) des Phosphors und des
Arsens eine Abweichung von der allgemeinen Regel gefunden hatte. Die
Sauerstoffmengen, mit denen sich beide Elemente zu Säuren verbinden,
verhalten sich nämlich, wie *Berzelius* fand, wie 3 zu 5 (P_{2}O_{3},
P_{2}O_{5}; As_{2}O_{3}, As_{2}O_{5}).

Als *Mitscherlich* im Jahre 1818 im Laboratorium zu Berlin mit der
Nachprüfung dieser Proportionen beschäftigt war und zu diesem Zwecke
auch die Salze der betreffenden Säuren untersuchte, war er überrascht,
zu sehen, daß diese Salze sich in der Form zu gleichen schienen.
*Mitscherlich* war damals mit den Methoden der Kristallographie
noch nicht bekannt. Er bat deshalb *G. Rose*, den später so berühmt
gewordenen Mineralogen, ihm bei der weiteren Untersuchung behilflich
zu sein. In gemeinsamer Arbeit stellten beide darauf fest, daß
phosphorsaure und arsensaure Salze von analoger Zusammensetzung in der
Kristallform übereinstimmen.

*Mitscherlich* kam durch seine Untersuchung zu dem allgemeinen
Ergebnis[604], daß eine gleiche Anzahl von Atomen, wenn sie auf gleiche
Weise verbunden sind, gleiche Kristallform hervorbringen, daß also
die Kristallform nicht auf der Natur der Atome, sondern auf ihrer
Anzahl und Verbindungsweise beruhe. Später erkannte er jedoch, daß
neben der Zahl der elementaren Teilchen deren chemische Natur doch
*mitbestimmend* ist.

»Ich hoffe,« schloß *Mitscherlich* seine berühmte Abhandlung, in
welcher er die Lehre von der Isomorphie begründete, »daß das Studium
der Kristallisation ebenso bestimmt wie die chemische Analyse das
Verhältnis der Bestandteile der Körper angeben wird.« Die Isomorphie
wurde seitdem von *Mitscherlich* und von *Berzelius* auch umgekehrt
dazu benutzt, um eine Übereinstimmung in dem atomistischen Aufbau der
untersuchten Verbindungen nachzuweisen. Demgemäß erblickte *Berzelius*,
welcher die Isomorphie als die wichtigste seit der Aufstellung der
Lehre von den Proportionen gemachte Entdeckung bezeichnete, in den
Mengen der sich entsprechenden Elemente (z. B. Kobalt und Eisen in
ihren Sulfaten), die mit einer bestimmten Menge Sauerstoff verbunden
sind, die relativen Atomgewichte. *Berzelius* wandte das neue
Hilfsmittel auch als Prüfstein für die Zuverlässigkeit seiner eigenen
Atomgewichtsbestimmungen in ausgedehnter Weise an. Das Ergebnis war
sein berichtigtes Atomgewichtssystem vom Jahre 1821.

*Mitscherlich* ist der Nachweis zu verdanken, daß die Dimorphie
gleichfalls künstlich hervorgerufen werden kann und daß sie von den
physikalischen Umständen abhängt, unter denen die Kristallisation
vor sich geht[605]. So erhielt er Schwefel in verschiedenen Formen,
je nachdem dies Element aus einer Lösung oder aus dem Schmelzfluß
erstarrte. Ähnlich wurde später die Dimorphie von Calziumkarbonat
erklärt[606]. Fällt man diese Substanz bei gewöhnlicher Temperatur,
so weist sie die Gestalt des Kalkspats auf, während sich
Aragonitkriställchen bilden, wenn der Niederschlag aus einer heißen
Lösung entsteht.

Eine neue Erweiterung erfuhr die Kristallographie durch *Mitscherlichs*
Entdeckung, daß die Kristallform sich stetig, wenn auch wenig mit der
Temperatur ändert und daß diese Änderung wieder in naher Beziehung
zur Form der Kristalle, insbesondere zur Lage der Achsen steht. Die
Untersuchung ergab im einzelnen folgendes: Die Kristalle des regulären
Systems werden durch die Wärme nach allen Richtungen gleichstark
ausgedehnt. Ihre Winkel wurden daher nicht geändert. Die Kristalle
des hexagonalen Systems zeigen dagegen, wie *Mitscherlich* aus der
Größe der beim Erwärmen eintretenden Winkeländerung bestimmte, in der
Richtung der Hauptachse ein anderes Verhalten wie in der Richtung der
Nebenachsen. Die Kristalle des rhombischen Systems endlich werden
entsprechend der Verschiedenheit ihrer drei Achsen auch nach allen drei
Richtungen von der Wärme in verschiedenem Maße beeinflußt. Durch diese
thermische Untersuchung der Kristalle, welche durch die Prüfung ihres
optischen Verhaltens seitens anderer Forscher eine Ergänzung erfuhr,
wurde eine der Grundlagen für die physikalische Kristallographie
geschaffen.

Auch die so junge, aber erfolgreiche Wissenschaft der Mineralsynthese,
die sich mit der künstlichen Erzeugung von Mineralien beschäftigt,
um die Bedingungen kennen zu lernen, unter denen ihre natürliche
Entstehung vor sich geht, wurde durch *Mitscherlich* mitbegründet[607].
Als ein wichtiges Mittel für die Mineralsynthese erkannte er den
Schmelzfluß. Er wies nach, daß die in den Schlacken vorkommenden
Kristallbildungen häufig mit bekannten Mineralien, wie Glimmer und
Augit, identisch sind.

Hand in Hand mit all diesen Untersuchungen ging eine stete Verbesserung
der Methoden und der Apparate. Unter letzteren ist insbesondere
*Mitscherlichs* Fernrohrgoniometer zu nennen, das an Genauigkeit der
Winkelmessungen das *Wollaston*sche Goniometer erheblich übertraf.

*Mitscherlichs* Arbeiten auf dem Gebiete der reinen Chemie betrafen vor
allem die organischen Verbindungen; sie werden an anderer Stelle zu
behandeln sein. Hier sei jedoch noch seine Untersuchung des Mangans
erwähnt, welche die Mangansäure und die Übermangansäure kennen lehrte.

Die Verdienste *Klaproths* liegen in erster Linie auf dem Gebiete
der Mineralchemie. Wir wollen ihrer hier noch im einzelnen gedenken,
wie wir es soeben hinsichtlich *Mitscherlichs* Arbeiten getan haben.
Das Wirken dieser beiden Männer zeigt am besten, welch hohe Stufe
die chemische und die mineralogische Forschung am Ende des 18. und
während der ersten Dezennien des 19. Jahrhunderts auch in Deutschland
erreicht hatten. Martin Heinrich *Klaproth* wurde 1743 in Wernigerode
geboren. Er ist wie viele große Chemiker der früheren Zeit aus der
pharmazeutischen Laufbahn hervorgegangen. *Klaproth* wirkte in Berlin
als Apotheker und hielt dort Vorlesungen über Chemie. Nach der Gründung
der Berliner Universität im Jahre 1810 wurde ihm die erste Professur
für Chemie an dieser Hochschule übertragen. Gleichzeitig war er
Mitglied der Akademie der Wissenschaften. Er starb in Berlin im Jahre
1817.

*Klaproth* hat für die Mineralchemie fast dieselbe Bedeutung, wie
sie *Lavoisier* für die allgemeine Chemie besitzt. Er eröffnete auf
jenem Gebiete, dem er sich seit dem Jahre 1785 mit unermüdlichem Eifer
widmete, das Zeitalter der quantitativen Untersuchungsweise. Nachdem
die antiphlogistische Theorie in Deutschland bekannt geworden, war
*Klaproth* einer der ersten, der sie einer gründlichen Nachprüfung
unterwarf und seitdem -- es war im Jahre 1792 -- für die Beseitigung
der in Deutschland herrschenden *Stahl*schen Lehre eintrat. Zu den
ersten, die *Klaproth* von der Richtigkeit der *Lavoisier*schen Lehre
zu überzeugen vermochte, gehörte *Alexander von Humboldt*.

An Genauigkeit der Arbeitsweise und Gewissenhaftigkeit kommt unter den
Forschern, die im Beginn des 19. Jahrhunderts die Führung übernahmen,
dem Deutschen *Klaproth* nur der Schwede *Berzelius* gleich. Wie
letzterer durch tausende von sorgfältigen Analysen sichere Grundlagen
für das Gebiet der allgemeinen Chemie zu schaffen wußte, so war
*Klaproth* mit gleichem Erfolge auf der enger begrenzten Domäne
der Mineralchemie tätig. Bei diesen Untersuchungen konnte es nicht
ausbleiben, daß er das Lehrgebäude der allgemeinen Chemie um manche
wichtige Tatsache bereicherte. Hatte er doch das Glück, bei seinen
Untersuchungen seltener Mineralien vier neue Elemente zu entdecken.
»Wenn man bedenkt, wie selten einem Chemiker das Glück zuteil wird,
ein einziges Element aufzufinden, so wird es begreiflich erscheinen,
wie sehr *Klaproths* Entdeckung von vier Elementen seinen Zeitgenossen
imponieren mußte«[608]. Es war im Jahre 1789, als *Klaproth* in der
neuerdings durch die Radiumforschung so bekannt gewordenen Pechblende
ein neues Metall entdeckte. Er nannte es zur Erinnerung an die in
jenen Zeitraum fallende Auffindung des Planeten Uranus Uranium. In
Wahrheit handelte es sich allerdings bei *Klaproths* Arbeit um eine
Sauerstoffverbindung dieses Metalles, dessen Reindarstellung erst im
Jahre 1842 gelang[609]. Im Jahre 1789 entdeckte *Klaproth* in dem
Mineral Zirkon die Zirkonerde. Die Abscheidung des Metalles Zirkonium
gelang *Berzelius* vermittelst einer Methode, welche auf der ganz
außerordentlichen Fähigkeit des Kaliums, die Verbindungen anderer
Metalle zu zersetzen, beruht. Etwas später (1795) entdeckte *Klaproth*
einen neuen Metallkalk in dem Mineral Rutil. Er nannte das dem Kalk
zugrunde liegende Metall Titanium. Aus der Titanverbindung das Metall
abzuscheiden, gelang gleichfalls erst *Berzelius* mit Hilfe der
erwähnten Methode. In dem in Schweden vorkommenden Silikat Cerit fanden
beide Forscher gleichzeitig (1795) die Cererde, die jedoch wieder erst
*Berzelius* als das Oxyd eines Metalls erkannte.

Erwähnenswert sind ferner *Klaproths* Versuche, bei denen er eine
Anzahl von Mineralien der höchsten ihm zu Gebote stehenden Glut des
Porzellanofens aussetzte. Dabei zeigte es sich, daß man gewisse
Stoffe, wie Kalk und Bittererde, bislang nur deshalb für schmelzbar
gehalten hatte, weil sie sich mit der Masse des Schmelztiegels zu
einer in der Weißglut schmelzenden Substanz verbinden. Für mehr als
200 Mineralien hat *Klaproth* die sorgfältigsten Analysen angestellt.
Die betreffenden, in der Literatur zerstreuten Arbeiten wurden zu
einem umfangreichen Werk vereinigt, das er (1795-1810) unter dem
Titel: »Beiträge zur chemischen Kenntnis der Mineralkörper« herausgab.
Damit hat *Klaproth* den Grund zu der Gruppierung der Mineralien nach
chemischen Gesichtspunkten gelegt.

Auch einen wichtigen methodischen Fortschritt verdankt man *Klaproth*.
Vor ihm war es die Gepflogenheit der Analytiker, als Ergebnis ihrer
Untersuchungen korrigierte Werte und nicht die unmittelbar durch den
Versuch gewonnenen Daten mitzuteilen. *Klaproth* dagegen teilte seine
Analysen ohne jede Voreingenommenheit und ohne den Versuch einer
Abrundung mit. Auf diese Weise ließ sich das Gewicht der Bestandteile
mit dem Gesamtgewicht der untersuchten Substanz vergleichen. Verluste
oder Überschüsse waren jedem Fachgenossen ersichtlich und dadurch war
einer Kritik der angewandten Methode die beste Handhabe gegeben. Aus
dieser Kritik -- und das war die günstige Rückwirkung, welche die
Verbesserung der Methode hier wie in allen ähnlichen Fällen auf die
Wissenschaft ausgeübt hat -- entsprangen neue Untersuchungen, die zur
Verbesserung des analytischen Verfahrens, zur Berichtigung von Fehlern,
zu immer neuen Entdeckungen, kurz zur Vertiefung und Vermehrung des
Wissensschatzes führten.

Wie der chemische Aufbau, so wurde auch das physikalische und zwar
insbesondere das optische Verhalten mit der Form der Mineralien in
Beziehung gebracht. Als *Huygens* seine Abhandlung über das Licht
schrieb, war die Doppelbrechung nur am isländischen Kalkspat und am
Quarz bekannt. Später entdeckte man sie auch an anderen Substanzen,
indem man von kleinen Körpern, z. B. von der Spitze einer Nadel, ein
doppeltes Bild erhielt. War der Richtungsunterschied der Strahlen
nur klein, so entging er entweder gänzlich der Beobachtung, oder
das Ergebnis war ein zweifelhaftes. Dies wurde anders, als *Arago*
die chromatische Polarisation auffand[610]. Jetzt genügte es, ein
dünnes Blättchen im polarisierten Licht zu untersuchen, um über die
Beschaffenheit des betreffenden Minerales Aufschluß zu erlangen.

Die Beziehung zwischen der Kristallform und dem optischen Verhalten
konnte seitdem nicht länger verborgen bleiben. Man erkannte, daß
alle regulären Substanzen das Licht einfach brechen, aber durch
Zusammenpressen doppeltbrechend gemacht werden können. Eine derartige
gewaltsame Änderung konnte nur bewirkt haben, daß die Moleküle in der
einen Richtung einander genähert, in einer dazu senkrechten voneinander
entfernt wurden, daraus schloß man, daß die Anordnung der Moleküle die
Ursache des optischen Verhaltens der doppeltbrechenden Kristalle sei.




23. Die Aufstellung eines natürlichen Pflanzensystems.


Wie für die chemisch-physikalische Forschung, so begann auch für die
beschreibenden Naturwissenschaften gegen das Ende des 18. Jahrhunderts
eine neue Zeit. Während der auf *Linné* folgenden Jahrzehnte waren alle
Bemühungen so sehr auf die Ausfeilung des von diesem Manne geschaffenen
Systems gerichtet, daß das eigentliche Ziel der Naturforschung, welches
doch in der Erkenntnis des Zusammenhanges der Erscheinungen besteht,
darüber fast aus dem Auge verloren wurde. Endlich besann man sich,
daß man in dem künstlichen System nichts mehr als ein bloßes Register
besitze und von der Erreichung jenes Zieles noch unendlich weit
entfernt sei. Diese Einsicht begegnet uns zunächst nur in einzelnen
hervorragenden Köpfen. Wie die Neugestaltung der Chemie, so nahm die
Umbildung der beschreibenden Naturwissenschaften ihren Ursprung in
Frankreich, dem Lande, das gleichzeitig mit der größten Entfaltung
seiner Volkskraft den belebendsten Einfluß auf die Wissenschaften
ausgeübt hat.

Die Forderung, daß das System die Verwandtschaft zum Ausdruck bringen
solle, hatte schon *Linné* erhoben. Er bildete bereits eine Anzahl von
Gruppen, die natürlichen Verwandtschaftskreisen entsprachen. Diese
Gruppen umfaßten jedoch nicht das gesamte Pflanzenreich. Sie wurden
von *Linné* ferner nur benannt und aufgezählt. Kurz, das Ganze war
ein bloßer Versuch, der zu einer Fortsetzung in der eingeschlagenen
Richtung ermuntern sollte.

*Linnés* System hatte in Frankreich weniger Eingang gefunden als in
anderen Ländern. In Frankreich waren es besonders *Adanson*, sowie
der ältere und der jüngere *de Jussieu*, welche die Grundlagen des
natürlichen Pflanzensystems schufen.

*Adanson*[611] versuchte, durch eine außerordentlich umfassende
Induktion zu einem Einblick in die natürliche Verwandtschaft zu
gelangen. Er ordnete die Pflanzen zunächst nach der Beschaffenheit
eines Organs und erhielt dadurch ein künstliches System. Dann
gruppierte er die Pflanzen ein zweites Mal, indem er ein anderes Organ
zugrunde legte. Indem er dies oft wiederholte, gelangte er jedesmal
zu einem neuen künstlichen System[612]. Sein leitender Gedanke
war nun der, daß die natürliche Verwandtschaft aus dem Vergleich
dieser künstlichen Systeme hervorleuchten müsse. In je mehr Systemen
nämlich die Arten nahe beieinander ständen, um so größer sei ihre
Verwandtschaft. Bei *Adanson* begegnet uns auch schon die Ansicht, daß
die Arten durchaus nicht unveränderliche Formen seien.

Im engen Anschluß an den von *Linné* herrührenden Versuch stellte
*Bernard de Jussieu* (1699-1777, Professor am Jardin royal in Trianon)
seine Gruppen auf. *Jussieu* dehnte die Einteilung nach natürlichen
Verwandtschaftsverhältnissen, die er auch in den Anpflanzungen des
Jardin royal zum Ausdruck brachte, mit den Kryptogamen beginnend
und daran die Monokotylen, die Dikotylen und endlich die Koniferen
anschließend, über das gesamte Pflanzenreich aus. Sein System umfaßte
14 Klassen. Die erste enthielt sämtliche Kryptogamen, die er als
Akotyledonen bezeichnete. Die Monokotyledonen wurden, je nachdem
die Staubfäden auf dem Blütenboden stehen, mit der Blütenhülle oder
mit dem Fruchtknoten (Orchideen) verwachsen sind, in drei Klassen
eingeteilt. Die Dikotyledonen zerfielen in die großen, nach der
Beschaffenheit der Krone gebildeten Unterabteilungen der Apetalen
(Blumenblattlose), der Monopetalen (Blumenkrone aus einem Stück
bestehend) und der Polypetalen (mit mehreren Kronenblättern). Sie
wurden nach den Stellungsverhältnissen von Blumenkrone, Staubgefäßen
und Fruchtknoten wieder in Klassen eingeteilt. Das System *Bernard
de Jussieus* beruhte auf der Verknüpfung der natürlichen mit einer
künstlichen Anordnung. Es wurde durch seinen Neffen *Antoine Laurent
de Jussieu* weiter ausgebaut. *Antoine Laurent de Jussieu* (1748-1836)
war Professor am Jardin des Plantes zu Paris. Sein Verdienst besteht
darin, daß er die Anzahl der natürlichen Gruppen (Familien) nicht nur
vergrößerte, sondern die jeder Gruppe gemeinschaftlichen Merkmale, die
Familiencharaktere, klar erkannte und scharf hervorhob.

Ihre wertvollste Stütze erhielten die Bemühungen *A. L. de Jussieus*
durch den deutschen Botaniker *Gärtner*, der gleich *Kölreuter* und
*Sprengel* im eigenen Vaterlande kaum verstanden und gewürdigt wurde.

*Joseph Gärtner*[613] hat in dem Bestreben, das natürliche System
begründen zu helfen, die erste wissenschaftliche Morphologie der
Früchte und der Samen geliefert. Die Zahl der von ihm hinsichtlich
dieser Teile genau untersuchten Pflanzengattungen beläuft sich auf
über tausend. Zu den wichtigsten Ergebnissen seiner Arbeit gehört
die Erkenntnis, daß die Sporen der Kryptogamen und die Samen der
Blütenpflanzen grundverschiedene Gebilde sind. Er zeigte, daß die
eigentlichen Samen stets einen Embryo (Keimling) enthalten. Die
Lage dieses Keimlings, die Richtung seiner Wurzel und die Zahl und
Gestalt der Keimblätter machte er zum Gegenstande der eingehendsten
Untersuchung, um auf die gefundenen Besonderheiten dann wieder
Familiencharaktere zu gründen. Dabei verfiel er nie in einseitige
Bevorzugung der von ihm auf diese Weise gefundenen Merkmale, sondern er
betrachtete sie als zwar wichtige, indessen keineswegs als die einzigen
für die natürliche Einteilung der Pflanzenwelt zu verwertenden Mittel.
Erwähnt sei noch, daß bei dieser, im übrigen ganz im Sinne der modernen
Naturwissenschaft geführten Untersuchung, stets nur die fertigen
Gebilde betrachtet wurden und *Gärtner* kaum daran dachte, auch die
Entwicklung der von ihm untersuchten Organe zu verfolgen[614]. Dieser
Weg, auf dem sich die tiefste Einsicht in die verwandtschaftlichen
Beziehungen der Organismen eröffnen sollte, blieb einem späteren
Zeitalter vorbehalten.

*Gärtners* großes Werk mit seinen zahlreichen, sorgfältig ausgeführten
Kupfertafeln, dem er die Arbeit seines Lebens gewidmet, fand in
Frankreich die höchste Anerkennung. Geradezu mit Begeisterung wurde es
von *A. L. de Jussieu* aufgenommen, der bei seinen Untersuchungen über
die Gattungs- und Familiencharaktere sehr oft auf *Gärtners* Werk »Über
die Früchte und Samen der Pflanzen« zurückgriff.

*A. L. de Jussieus* System beginnt mit den Akotyledonen (Kryptogamen),
welche die Gruppen der Pilze, Algen, Moose und Farne umfassen.
Die Monokotyledonen werden nach der Stellung der Staubgefäße zu
dem Fruchtknoten in drei Reihen zerlegt. Sie umfassen insgesamt 16
Familien, von denen wir als die bekanntesten die Gräser, Palmen,
Lilien, Narzissen und Orchideen anführen. Die Dikotyledonen teilt
*Jussieu* zunächst nach der Beschaffenheit der Blumenkrone in die
Hauptgruppen der Apetalen, Monopetalen und Polypetalen, je nachdem die
Kronenblätter fehlen, verwachsen oder frei sind. Nach der Stellung
des Fruchtknotens zur Krone oder den Staubgefäßen zerfallen diese
Hauptgruppen dann wieder in Unterabteilungen.

So gehören die Lippenblüter (Labiatae) mit 14 anderen Familien
zu einer solchen Unterabteilung. Einige von diesen Familien sind
die Nachtschattengewächse, die Rauhblättrigen (Borragineen), die
Windengewächse, die Enziangewächse (Gentianeen) usw. Das Gemeinsame
dieser 15 Familien besteht darin, daß die Krone der Blütenachse
unterhalb des Fruchtknotens eingefügt ist. Gleichzeitig ist die Krone
bei diesen 15 Familien verwachsenblättrig; letztere werden daher mit
anderen Gruppen von Familien zur Abteilung der Verwachsenblättrigen
(Monopetalen) zusammengefaßt. Den Monopetalen gleichwertig sind die
Polypetalen (Vielkronenblättrige) und die Apetalen (Kronenblattlose).
Das System nennt unter den Polypetalen die Doldengewächse
(Umbelliferae), die Hahnenfußgewächse (Ranunculaceae), die
Kreuzblüter (Cruciferae), die Rosengewächse (Rosaceae), die
Schmetterlingsblüter (Papilionaceae) und andere hervorragend wichtige
natürliche Gruppen. Im ganzen umfaßt es 100 solcher Familien, von denen
auf die Vielkronenblättrigen allein fast die Hälfte entfallen. Die
letzte Familie bilden die Coniferen.

Dieses System vom Jahre 1789 hat zwar manche Verbesserung erfahren, ist
aber doch die Grundlage für alle späteren systematischen Anordnungen
geblieben, unter denen diejenige Decandolles in erster Linie
hervorgehoben werden muß.

*Augustin Pyrame Decandolle* wurde 1778 in Genf geboren. Seine
Vorfahren stammten aus Südfrankreich. In Genf wirkten um 1800 eine
Anzahl hervorragender Naturforscher, die sich mit physikalischen und
physiologischen Untersuchungen beschäftigten. Unter ihnen sind vor
allem *de Saussure* und *Senebier* zu nennen. Durch diese Männer
wurde *Decandolle* der Pflanzenphysiologie zugeführt. Ein Jahrzehnt
(1798-1808) verbrachte *Decandolle* in Paris, das damals der glänzende
Mittelpunkt der exakten Naturforschung war. Ihrem Geist und ihrer
Methode konnte sich auch die Botanik nicht länger entziehen. Und
*Decandolle* war es vor allem zu danken, daß sich diese Wandlung nicht
auf die Physiologie beschränkte, sondern sich auch auf die Morphologie
ausdehnte. Von letzterer aus wurde endlich auch die Systematik mit
dem Geiste echter Naturforschung befruchtet, der in Frankreich an
der Schwelle des 19. Jahrhunderts auf so vielen Gebieten und in so
zahlreichen Männern sieghaft und die letzten Spuren der Scholastik
hinwegfegend zum Durchbruch kam.

An *Decandolles* Pariser Aufenthalt schlossen sich botanische Reisen
durch Frankreich und die benachbarten Länder. Die letzten 25 Jahre
seines Lebens verbrachte er wieder in Genf. Er starb dort 1841.

Wir haben in diesem Abschnitt *Decandolles* Verdienste um die
Entwicklung der morphologischen Grundbegriffe und um die Systematik zu
betrachten und werden uns erst an späterer Stelle mit den Ergebnissen
seiner pflanzenphysiologischen Arbeiten beschäftigen.

Die Grundlagen für die heutige Morphologie veröffentlichte
*Decandolle* im Jahre 1813 in seinen »Theoretischen Anfangsgründen
der Botanik«[615]. Eine erweiterte Darstellung unter gleichzeitiger
Berücksichtigung der Pflanzenanatomie erfuhren diese Grundzüge 1827
in der Organographie[616]. Wir wollen der hier folgenden Darstellung
dieses spätere Werk zugrunde legen. *Decandolle* vermehrte die Zahl
der Familien von 100 (*Jussieu*) auf 161 und lieferte in Gemeinschaft
mit einer Anzahl Fachgenossen eine ausführliche Beschreibung aller
bis dahin bekannt gewordenen Pflanzenarten, das großartigste
Unternehmen, welches die botanische Systematik aufzuweisen hat. In
diesem, Prodromus systematis naturalis betitelten Sammelwerk hat
*Decandolle* allein etwa 100 Familien bearbeitet. Das Erscheinen des
Werkes erstreckte sich über eine Reihe von Jahrzehnten (1824-1873). Die
Fortführung übernahm mit dem 8. Bande *Decandolles* Sohn *Alphons*,
dem er sein Herbarium und seine Bibliothek vermacht hatte. Den
Wert dieser umfangreichen systematischen Arbeit erkennt einer der
hervorragendsten Geschichtsschreiber der neueren Botanik mit folgenden
Worten an: »Es ist nicht wohl möglich, von dem in solchen Arbeiten
liegenden Verdienst in Kürze Rechenschaft zu geben. Sie bilden eben die
eigentlich empirische Grundlage der gesamten Botanik, und je besser
und umsichtiger diese gelegt ist, desto größere Sicherheit gewinnt die
ganze Wissenschaft in ihren Fundamenten«[617].

Es gelang *Decandolle* indes ebensowenig wie *Jussieu*, eine scharfe
Bestimmung und richtige Bewertung der Hauptgruppen des Pflanzenreiches
zu geben. Dieses wurde erst dadurch ermöglicht, daß man sich nach dem
Wiederaufleben der lange vernachlässigten mikroskopischen Forschung den
schwer zugänglichen Formverhältnissen der Kryptogamen zuwandte. Jetzt
erst wurde es klar, daß die schon von *Ray* in Vorschlag gebrachte
Gegenüberstellung dieser Gruppe der Gesamtheit der übrigen Pflanzen
gegenüber berechtigt ist und daß die großen Abteilungen, in welche
die Kryptogamen zerfallen, den Monokotyledonen und den Dikotyledonen
gleichwertig sind.

*Decandolles* Mißgriff bestand darin, daß er seine Gruppierung auf das
Vorhandensein und das Fehlen von Gefäßbündeln gründete. So kam es,
daß in seinem System den Monokotylen die Gefäßkryptogamen beigesellt
wurden. Bei diesen beiden Gruppen erblickte er das Gemeinsame in dem
Umstande, daß sie nicht wie die Dikotylen ein am Umfange des Stammes
vor sich gehendes Dickenwachstum aufweisen. Die Dikotylen wurden aus
diesem Grunde als exogen, die beiden anderen Gruppen, für die er
ein im Innern des Stammes vor sich gehendes, wenn auch beschränktes
Dickwachstum annahm, als endogen bezeichnet.

Die größte aller Gruppen des Pflanzenreichs, die Dikotylen, wurde
wieder nach der Beschaffenheit der Blütenhülle (einfach oder doppelt)
in zwei Untergruppen eingeteilt. War das gewählte Merkmal auch ein
künstliches, so waren doch innerhalb dieser Untergruppen Vereinigungen
von Familien (Reihen) möglich, die natürliche Verwandtschaft zu
besitzen schienen.

Den Begriffen »natürliches System« und »natürliche Verwandtschaft«
fehlte indes gänzlich der reale Sinn, den erst die moderne
Abstammungslehre in sie hineintragen konnte. Dazu kam, daß sich
*Decandolle* die Beziehungen der von ihm geschaffenen Gruppen unter
einem Bilde vorstellte, das recht ungeeignet war, den Gedanken an eine
wirkliche, durch Abstammung bedingte Verwandtschaft vorzubereiten oder
gar aufkommen zu lassen. Während man sich vor ihm das System wohl unter
dem Bilde einer geraden Linie vorgestellt hatte, verglich *Decandolle*
es nämlich mit einer geographischen Karte, in welcher die Erdteile den
größten, the Staaten, Provinzen usw. den kleineren Gruppen entsprächen.
Nach diesen Ausführungen stellt sich das von *Decandolle* geschaffene
Pflanzensystem folgendermaßen dar:

  I. *Gefäßpflanzen.*

  1. Exogene Pflanzen (Dikotylen).

  A. mit Kelch und Krone

  α) Kronenblätter frei und über dem Fruchtknoten
  stehend.

  β) Kronenblätter frei und um den Fruchtknoten stehend.

  γ) Kronenblätter verwachsen.

  B. mit einfachem Perigon

  2. Endogene Gefäßpflanzen.

  α) Die Monokotylen.

  β) Die Gefäßkryptogamen.

  II. *Zellenpflanzen.*

  α) Beblätterte Zellenpflanzen (Moose).

  β) Blattlose Zellenpflanzen (Tallophyten).

Die Lehre von der Sexualität der Pflanzen tauchte gegen das Ende des
17. Jahrhunderts auf und errang nach vielem Widerstreit in der ersten
Hälfte des 18. Jahrhunderts allgemeine Anerkennung. Schon in diesem
Zeitraum setzen die Bemühungen ein, die Gültigkeit der Sexualtheorie
auch für die an letzter Stelle genannten Gefäßkryptogamen, Moose
und Tallophyten nachzuweisen. Man suchte Staubgefäße zwischen den
Lamellen der Blätterpilze[618], deutete gewisse Teile der Moose als
Fortpflanzungsorgane und glaubte auch deutliche Anzeichen für die
Sexualität der Tange bemerkt zu haben[619]. Ihre volle Aufklärung fand
die Frage nach der Fortpflanzung der Kryptogamen jedoch erst durch die
erhöhte Leistungsfähigkeit der Mikroskope und die damit Hand in Hand
gehende Ausbildung der mikroskopischen Technik im Verlaufe des 19.
Jahrhunderts.

Das Verständnis für die natürliche Verwandtschaft, die bei *Jussieu*
und *Decandolle* ein bloßer, mit dem Dogma von der Konstanz
der Arten schwer vereinbarer Begriff geblieben war, wurde erst
ermöglicht, als das in den vierziger Jahren beginnende Studium der
Entwicklungsgeschichte im Verein mit der Lehre vom Transformismus dem
Worte »Verwandtschaft« einen neuen Sinn verlieh und das System als das
Endergebnis einer zusammenhängenden, von einem gemeinsamen Ursprung
ausgehenden Folge von Entwicklungsvorgängen erschien.

Auch durch die vergleichende Betrachtung der Formen kam man auf dem
Gebiete der Botanik zu wertvollen Ergebnissen. Während *Jussieu* und
*Decandolle* durch eine solche sich über die Gesamtheit der Arten
erstreckende Betrachtung zur Aufstellung des natürlichen Systems
gelangten, spürten *Wolff* und *Goethe* den Beziehungen zwischen den
einzelnen Organen der Pflanze nach und brachten diese Beziehungen in
ihrer Lehre von der Metamorphose zum Ausdruck. Den Grundgedanken dieser
Lehre hat *Wolff* in folgenden Worten ausgesprochen: »In der ganzen
Pflanze, deren Teile wir beim ersten Anblick als so außerordentlich
mannigfaltig bewundern, sehe ich, nachdem ich alles reiflich erwogen,
schließlich nichts anderes als Blätter und Stengel«.

Die Wurzel faßte *Wolff* als einen Teil, gleichsam als die Fortsetzung,
des Stengels auf und auch die Kotyledonen wurden von ihm als
blattartige Gebilde, nämlich als die ersten und untersten Blätter
gedeutet. Derselbe Gedanke[620] wurde von *Goethe* in seinem »Versuch
über die Metamorphose der Pflanzen« bis ins einzelne ausgeführt[621].

Ein jeder, der das Wachstum der Pflanzen sorgfältig beobachtet, sagt
*Goethe*, werde leicht bemerken, daß gewisse äußere Teile sich
manchmal verwandeln und in die Gestalt der nächstliegenden Teile bald
ganz, bald mehr oder weniger übergehen. So verändere sich z. B. die
einfache Blume in eine gefüllte, wenn sich anstatt der Staubgefäße
Blumenblätter entwickeln. Die Samenlappen lassen sich nur als die
ersten, meist noch sehr einfachen Blätter des ersten Knotens deuten.
Die Ausbildung des Blattes schreitet nach oben von Knoten zu Knoten
fort. Daß die Teile des Kelches dieselben Organe sind, die sich
vorher als Stengelblätter sehen lassen, erkenne man deutlich. Auch
die Verwandtschaft der Krone mit den Stengelblättern lasse sich nicht
verkennen.

Selbst in den Samenbehältern könne man, schließt *Goethe* seine
Betrachtung, ungeachtet ihrer mannigfaltigen Bildung, ihrer besonderen
Bestimmung und Verbindung die Blattgestalt nicht verkennen. »So wäre
z. B. die Hülse ein einfaches, an den Rändern verwachsenes Blatt. Die
zusammengesetzten Gehäuse erklären sich aus mehreren Blättern, die sich
um einen Mittelpunkt vereinigt und ihre Ränder miteinander verbunden
haben.«

Diese Gedanken sind auch noch heute der Ausgangspunkt der
morphologischen Betrachtungsweise, so daß *Goethe*, dessen
naturwissenschaftliche Arbeiten zum Teil erhebliche Schwächen[622]
aufweisen und überhaupt nur unter Berücksichtigung der Eigenart
ihres Verfassers betrachtet werden dürfen, sich hier ein bleibendes
Verdienst erworben hat. *Wolff* und *Goethe* haben den Begriff
»Metamorphose«, wie die gleichzeitig lebenden Systematiker den Begriff
»Verwandtschaft«, zunächst als etwas Bildliches aufgefaßt[623]. Doch
läßt sich nicht verkennen, daß *Goethe* mit seinem intuitiven Denken
später den Transformismus, d. h. die Lehre von dem wirklichen, im Lauf
der Zeit erfolgten Entstehen der einen Form aus der anderen vorahnte.
So heißt es in seiner »Geschichte meines botanischen Studiums«: »Das
Wechselhafte der Pflanzengestalt erweckte bei mir die Vorstellung, die
uns umgebenden Pflanzenformen seien nicht ursprünglich determiniert
und festgestellt, ihnen sei vielmehr eine glückliche Mobilität und
Biegsamkeit verliehen, um in so viele Bedingungen, die über den
Erdkreis auf sie einwirken, sich zu fügen und danach sich bilden und
umbilden zu können.«




24. Die Physiologie der Pflanzen unter dem Einfluß der neueren
chemisch-physikalischen Forschung.


Im Anschluß an die Systematik und die Morphologie der Pflanzen wenden
wir uns jetzt der Physiologie dieser Lebewesen zu. Unter den Forschern,
die sich bemühten, die Abhängigkeit des pflanzlichen Organismus von
physikalischen Kräften darzutun, ist besonders *Knight* zu nennen.
An seinen Namen knüpft sich die Entdeckung der als Geotropismus,
Hydrotropismus und Heliotropismus bekannten Erscheinungen.

*Thomas Andrew Knight* wurde 1759 in einer kleinen Ortschaft des
westlichen Englands geboren. Nachdem er in Oxford studiert hatte,
übernahm er ein kleines Gut und widmete sich dem Gartenbau und der
Landwirtschaft. Im Verkehr mit *Banks*, dem Präsidenten der Royal
Society, und anderen Naturforschern bemerkte *Knight*, daß er bei
seiner engen und steten Fühlung mit der Natur vieles beobachtet habe,
was den zünftigen Forschern bisher entgangen war. *Banks* regte
*Knight* darauf an, seine Untersuchungen in den Abhandlungen der Royal
Society zu veröffentlichen. Die pflanzenphysiologischen Arbeiten
*Knigths* wurden neuerdings ins Deutsche übersetzt[624]. *Knight* starb
im Jahre 1838.

Seine für die Lehre vom Geotropismus grundlegende Arbeit »über die
Richtung der jungen Wurzel und des jungen Stengels bei der Keimung«
erschien im Jahre 1806. Als Ursache der Erscheinung, daß die
Wurzel nach dem Mittelpunkt der Erde, der Stengel dagegen nach der
entgegengesetzten Richtung wächst, hatte man schon vor *Knight* die
Schwerkraft vermutet. Der experimentelle Nachweis hierfür, sagte sich
dieser Forscher, wird sich am sichersten dadurch führen lassen, daß
man die wachsende Pflanze bei Ausschluß der Schwerkraft untersucht. Da
die Schwerkraft eine Wirkung nur hervorrufen kann, wenn der Keimling
in Ruhe bleibt, so wird nach *Knights* Verfahren ihr Einfluß durch
einen steten Wechsel der Lage des keimenden Samens aufgehoben. Den
entscheidenden Versuch stellte *Knight* in folgender Weise an. An
dem Umfang eines senkrecht stehenden Rades befestigte er kleine,
nach der Radachse und nach außen offene Behälter. Diese wurden mit
feuchtem Moos gefüllt. In das Moos jedes Behälters pflanzte er Samen
der Gartenbohne. Das Rad wurde durch ein kleines Wasserwerk 150mal
in der Minute um seine Achse gedreht. Auf diese Weise wurde die Lage
der Samen zum Erdradius so oft gänzlich verändert, daß *Knight*
den Einfluß der Schwerkraft als beseitigt betrachten durfte. Nach
einigen Tagen begannen die Samen zu keimen, und man beobachtete,
daß die Wurzeln, in welcher Richtung sie auch nach der jeweiligen
Lage der Samen hervortraten, ihre Spitzen vom Radkranze in radialer
Richtung nach außen kehrten, während die Stengel in entgegengesetzter
Richtung wuchsen, bis sich schließlich ihre Spitzen im Mittelpunkte
des Rades vereinigten. Wuchsen die Stengel über diesen Punkt hinaus,
so kehrten sich ihre Spitzen bald wieder um, um wieder in der Mitte
des Rades zusammenzutreffen. Die Zentrifugalkraft bestimmte somit die
Wachstumsrichtung genau so, wie es bei den ruhenden Samen durch die
Schwerkraft geschieht.

Zu dieser Erkenntnis gesellte sich später der Nachweis[625], daß die
Wurzeln sich nicht etwa infolge ihres Eigengewichtes nach abwärts
krümmen, da sie eine Last, die größer als ihr Eigengewicht ist, bei
ihrer Krümmung in Bewegung zu setzen vermögen.

Bei einem zweiten Versuch vereinigte *Knight* die Wirkung der
Zentrifugalkraft mit derjenigen der Schwerkraft. Er brachte die
Samen in ähnlicher Weise, wie schon beschrieben, auf dem Kranz eines
diesmal horizontal liegenden Rades an und setzte es in Drehung. Bei
80 Umdrehungen wuchsen die Wurzeln unter einem Winkel von 45° nach
unten, die Stengel dagegen unter dem gleichen Winkel nach oben. Dabei
entfernten die Wurzeln ihre Spitzen von der Radachse, während die
Stengel sich gegen die Achse hinneigten. Steigerte *Knight* die Zahl
der Umdrehungen auf 250, so wichen die Wurzeln und die Stengel um
einen noch viel höheren Betrag (um 80°) von der vertikalen Richtung ab,
die sie in der Ruhelage eingenommen haben würden.

Durch diese Versuche war der Beweis geliefert, daß durch eine bestimmte
äußere Ursache und nicht infolge der inneren Eigenschaft des Organismus
die Pflanzenteile veranlaßt werden, dasjenige Verhalten zu zeigen, das
wir als positiven und negativen Geotropismus bezeichnen.

Als eine weitere Ursache, welche die Richtung und das Wachstum der
Wurzeln beeinflußt, erkannte *Knight* die Feuchtigkeitsunterschiede. Er
zeigte, daß sie diejenigen Reaktionen der Pflanze herbeiführen, die man
heute als Hydrotropismus bezeichnet.

*Knight* ging[626] von folgender Beobachtung aus: Verpflanzt man einen
Baum, der viel Feuchtigkeit nötig hat, in einen Boden, der erst in
einiger Entfernung reichlich Wasser enthält, so wendet sich die Wurzel
dem Wasser zu. Verlangt dagegen ein Baum einer anderen Art trockenen
Boden, so entfernt sich seine Wurzel von dem Wasser. Es hat den
Anschein, als ob die Pflanzen gewissermaßen planmäßige Anstrengungen
machen, um günstige Feuchtigkeitsverhältnisse zu erlangen. Es gehörte
damals, als die Lehre von der Lebenskraft in voller Blüte stand
und man geneigt war, derartige Erscheinungen auf mystische Triebe
und Begierden zurückzuführen, eine gewisse Kühnheit dazu, diese
Erscheinungen aus mechanischen Ursachen erklären zu wollen. Dennoch
versuchte dies *Knight*, überall wohin sein Forschen sich richtete. Er
setzte dadurch das Werk seines großen Landsmannes *Hales*[627] fort,
der ein halbes Jahrhundert vor ihm zuerst den Versuch gemacht hatte,
die experimentelle, mechanische Erklärungsweise in die Physiologie
einzuführen. »Ich wage«, sagte *Knight*, »aus meinen Versuchen zu
schließen, daß die Wurzeln nur durch die unmittelbare Einwirkung der
sie umgebenden Körper, nicht aber durch irgend eine Art von Begierde,
ähnlich derjenigen der Tiere, beeinflußt werden.«

Bemerkenswert war ein Versuch, bei dem die Wurzeln oben mit feuchter
und unten mit trockener Erde in Berührung waren. *Knight* pflanzte
nämlich Bohnen in Töpfe. Nach einiger Zeit kehrte er die Töpfe um
und führte ihnen soviel Wasser durch den Boden zu, daß nur die dem
Boden benachbarte, also jetzt über dem keimenden Samen befindliche
Erde feucht war. Und siehe da, nach wenigen Tagen sandten die Pflanzen
zahlreiche Wurzeln nach aufwärts in die feuchtere Erde hinein, als ob
sie von den Instinkten eines tierischen Wesens geleitet würden. Dem
Einfluß der Schwerkraft war bei diesem Versuche durch die Trockenheit
auf der unteren Seite in ähnlicher Weise entgegengewirkt worden, wie
es bei dem Versuche mit dem horizontalen rotierenden Rade durch die
Zentrifugalkraft geschehen war. Offenbar handelte es sich in dem einen
wie in dem anderen Falle nicht um instinktmäßige Triebe, sondern
um rein mechanische Ursachen. Wie *Knight* des Näheren ausführt,
entwickeln sich die Organe anfangs nach allen Richtungen. Es wachsen
aber nur diejenigen weiter, die günstige Bedingungen finden. So bekommt
es den Anschein, als ob die Wurzeln der einen Pflanze das in der Nähe
befindliche Wasser suchen, diejenigen der anderen dagegen es vermeiden
wollen.

Eine größere Zahl von Versuchen stellte *Knight* über die
Rankenbewegungen der Pflanzen an[628]. Diese Versuche ergaben, daß auch
das Ranken aus reiner Notwendigkeit erfolgt und nicht durch irgend eine
Art von Verstandeskräften bedingt wird. Seine Versuche stellte *Knight*
besonders an der Erbse, dem Epheu, dem gewöhnlichen und dem wilden
Wein an. Die Bewegungen, welche die Ranken machen, werden zunächst
genau beschrieben und dann auf zwei Umstände zurückgeführt. Diese
Umstände sind Besonderheiten im inneren Bau, man könnte dafür auch
sagen eine bestimmte Reizbarkeit, und zweitens die Einwirkung äußerer
Ursachen, unter denen das Licht und der mechanische Druck in erster
Linie zu nennen sind. Nach *Knight* bewirken diese Reize Änderungen in
der Saftverteilung und im Gefolge davon Wachstumsvorgänge. Der Druck,
meint er, der auf die eine Seite einer Ranke ausgeübt wird, verdrängt
wahrscheinlich den Saft, die gedrückte Seite zieht sich infolgedessen
zusammen. Die so entstehende Bewegung wird dadurch noch verstärkt, daß
der Saft, indem er nach den nicht gedrückten Stellen wandert, diese
zu lebhafterem Wachstum veranlaßt. Infolgedessen umschlinge die Ranke
einen dünnen Holz- und Metallstab. Trotz aller Unzulänglichkeit dieser
Erklärung ist sie doch als der erste Versuch einer Zurückführung der
an den Ranken beobachteten Erscheinungen auf mechanische Ursachen
anzuerkennen.

Von Wichtigkeit waren auch *Knights* Versuche über den von ihm
entdeckten negativen Heliotropismus der Ranken des wilden Weins. Diese
Pflanze wurde den Sonnenstrahlen voll ausgesetzt. Außerdem wurde ein
Stück schwarzes Papier auf der einen Seite in der Nähe der Pflanze so
angebracht, daß die Ranken es erreichen konnten. Die Ranken wurden
dann von dem schwarzen Papier sozusagen angezogen. Brachte man das
Papier auf die entgegengesetzte Seite, so folgten die Ranken bald auch
dorthin. Brachte man an Stelle des Papieres eine Glasplatte an, die das
Sonnenlicht so zurückwarf, daß es fortwährend auf die Ranken fiel, so
wandten sie sich von dem Glase fort; und es schien so, als ob sie von
dem Glase zurückgestoßen würden. Für die Haftwurzeln des Epheus wies
*Knight* nach, daß sie nicht nur dem Lichte ausweichen, sondern sich
auch nur an der Schattenseite des Stammes bilden.

Auch dies Verhalten suchte *Knight* auf mechanische Gründe
zurückzuführen, indem er beim negativen Heliotropismus eine Ausdehnung,
beim positiven dagegen eine Zusammenziehung der belichteten
Rindensubstanz annahm. Hier wie überall besteht das Unzulängliche der
von *Knight* begründeten Phytodynamik darin, daß sie auf die innere
Organisation der Pflanze keine genügende Rücksicht nehmen konnte, weil
diese noch zu wenig der Erkenntnis erschlossen war. Besteht doch dieser
Mangel selbst heute noch in solchem Grade, daß die neuere Wissenschaft
an Stelle der Erklärungsversuche *Knights* trotz der Erkenntnis ihrer
Unzulänglichkeit kaum etwas besseres zu setzen gewußt hat.

Von dem Gedanken geleitet, daß das Studium der in den Gewächsen
sich abspielenden Veränderungen am ehesten die Erkenntnis des
Lebensprozesses ermöglichen werde, hatte *Stephan Hales* die ersten
Schritte zur Begründung einer Ernährungsphysiologie der Pflanzen
unternommen. Ein erfolgreiches Eindringen in diesen Gegenstand war
jedoch erst möglich, nachdem die Rolle des Sauerstoffs erkannt und die
Chemie auf eine wissenschaftliche Grundlage erhoben war. Schon vor der
Entdeckung des Sauerstoffes hatte *Priestley* beobachtet, daß die durch
die Atmung oder durch ein brennendes Licht »verdorbene« Luft wieder
»heilsam« gemacht werde, wenn Pflanzen darin wachsen. Das heißt: Luft,
in der ein Licht erlosch, wurde durch die Pflanzen in solchem Grade
verbessert, daß das Licht wieder darin fortbrannte. Im Zusammenhange
mit dieser Tatsache fand *Priestley*, daß die in den Blasen des
Seetangs befindliche Luft sogar »besser« als die atmosphärische
Luft ist. Als ein Anzeichen für die »Güte« der Luft diente ihm
die Zusammenziehung, die sich in seinem Salpetergaseudiometer
einstellte[629].

Der eigentliche Entdecker der Assimilation und der Atmung der Pflanzen
ist der Holländer *Ingenhouß* (1730-1799). Er veröffentlichte im Jahre
1769 eine ausführliche Arbeit[630] über diesen Gegenstand. Darin findet
sich der Nachweis, daß die meisten Pflanzen die »verdorbene Luft«
im Sonnenlichte schnell verbessern, daß sie dagegen zur Nachtzeit
Kohlendioxyd ausscheiden oder die Luft »unrein« machen, wie es damals,
bevor die antiphlogistische Lehre bekannt geworden war, noch hieß. Die
Verbesserung der Luft geht nach *Ingenhouß* jedoch nur von den grünen
Stengeln und Blättern, und zwar besonders von der unteren Seite der
letzteren aus; sie besteht in der Abscheidung von Sauerstoff, welcher
das zur Nachtzeit ausgeatmete Kohlendioxyd (von *Ingenhouß* noch als
schädliche Luft bezeichnet) an Menge mehrere hundert Mal übertrifft.
Hieran schloß sich die Erkenntnis[631], daß der ausgeschiedene
Sauerstoff von der Zersetzung des Kohlendioxyds herrührt, welches
durch die Prozesse der Verbrennung, der Atmung und der Gärung in die
atmosphärische Luft gelangt[632].

Durch andere Versuche wurde dargetan, daß sich die Pflanzen allein
mit Hilfe gasförmiger, flüssiger und in Flüssigkeiten gelöster Stoffe
entwickeln können. Man ließ z. B. Pflanzen zwischen Moos, Baumwolle
oder ausschließlich in Flußwasser wachsen, das eine genügende Menge von
Mineralbestandteilen in Lösung enthielt. Auf solche Weise gelangte man
schon gegen den Ausgang des 18. Jahrhunderts zu einer Kenntnis der
qualitativen Seite der Ernährungsphysiologie.

Nachdem für die Chemie das Zeitalter der quantitativen
Untersuchungsweise gekommen war, galt es, die neue Methode auf
die ihrem qualitativen Verlaufe nach erkannten Vorgänge der
Ernährungsphysiologie anzuwenden. Dies geschah besonders durch
*Saussure*. Wie *Knight* die Phytodynamik, so begründete er die Lehre
von der Ernährung der Pflanzen, für welche *Ingenhouß* und *Senebier*
nur einige sich auf den Gasaustausch erstreckende Vorarbeiten geliefert
hatten.

*Nicolas Théodore de Saussure* war der Sohn des durch seine
Montblanc-Besteigung bekannt gewordenen Alpenforschers *Horace Benedict
de Saussure*. Letzterer bekleidete ein Lehramt in Genf, wo *Théodore*
im Jahre 1767 geboren wurde. *Théodore de Saussure* beteiligte sich
zunächst an den Forschungen seines Vaters. Seit dem Jahre 1797 wandte
er sich pflanzenphysiologischen Untersuchungen zu. Er starb in Genf im
Jahre 1845.

*Saussure* stellte sich die Aufgabe, die Rolle des Wassers, der Luft
und des Humus bei der Ernährung der Gewächse und die Veränderungen
der Atmosphäre durch die Pflanzen genauer zu erforschen. Insbesondere
lenkte sich sein Augenmerk auf die Bedeutung, welche das Kohlendioxyd
für das pflanzliche Leben besitzt.

Er entwickelt sein Programm mit den Worten: »Ich werde Fragen erörtern,
welche durch das Experiment entschieden werden können und verzichte
auf bloße Mutmaßungen, denn die Tatsachen allein führen in der
Naturwissenschaft zur Wahrheit«. Diesem Vorsatz ist *Saussure* treu
geblieben. Stets werden in seiner meisterhaft geführten Untersuchung
die Fragen bestimmt gestellt und ebenso bestimmt beantwortet. Hatten
frühere die Ernährungsvorgänge in den allgemeinsten Grundzügen und
ausschließlich nach der qualitativen Seite untersucht, so war er es,
der zuerst durch quantitative Bestimmungen eine »Bilanz herstellte
zwischen dem, was die Pflanze aufnimmt und dem, was sie abgibt und
daher selbst erwirbt[633].« Durch dies Verfahren gelangte er zu dem
Ergebnis, daß neben dem Kohlenstoff der Luft gleichzeitig die Elemente
des Wassers und gewisse Bestandteile des Bodens sich am Aufbau der
Pflanzensubstanz beteiligen.

Der Gang seiner Untersuchung ist der folgende: Zunächst stellte er
aus kohlensaurem Gas und gewöhnlicher Luft eine künstliche Atmosphäre
her, welche 7½% kohlensaures Gas enthielt. Dieses Luftgemisch wurde
in einen Behälter eingeschlossen und darin sieben Immergrünpflanzen
(Vinca minor L.), von denen jede 20 cm hoch war, untergebracht. Die
Wurzeln dieser Pflanzen tauchten in ein besonderes Gefäß, das 15 ccm
Wasser enthielt. Dieser Apparat wurde sechs Tage hintereinander von 5
bis 11 Uhr morgens den Sonnenstrahlen ausgesetzt. Am siebenten Tage
nahm *Saussure* die Pflanzen heraus. Unter Berücksichtigung aller
Korrekturen hatte sich das Volumen der Atmosphäre nicht verändert. Auch
aus späteren Versuchen hat sich ergeben, daß das Gesamtvolumen einer
Atmosphäre, in welcher die Pflanzen assimilieren, nahezu unverändert
bleibt, da ein dem zersetzten Kohlendioxyd annähernd gleiches Volumen
Sauerstoff ausgeschieden wird, während sich der Gehalt an Stickstoff im
allgemeinen nicht verändert.

Ein vergleichender Versuch zeigte, daß sieben Immergrünpflanzen,
wie sie *Saussure* benutzt hatte, trocken vor der Zersetzung des
kohlensauren Gases, 2,707 g wogen, und daß sie bei der Verkohlung im
geschlossenen Gefäße 528 mg Kohle lieferten. Die Pflanzen, welche
kohlensaures Gas zersetzt hatten, gaben, als sie getrocknet und nach
demselben Verfahren verkohlt wurden, 649 mg Kohle. Die Zersetzung des
kohlensauren Gases ergab also einen Gewinn von 120 mg Kohlenstoff.
*Saussure* ließ dann Immergrünpflanzen, die in kohlensäurefreier
Luft gewachsen waren, verkohlen und fand, daß sich der Gehalt an
Kohle während des Aufenthaltes unter dem Behälter eher vermindert als
vermehrt hatte.

*Saussure* erkannte ferner, daß die Pflanzen, während sie Kohlenstoff
assimilieren, gleichzeitig die Elemente des Wassers aufnehmen,
welches dabei seinen flüssigen Zustand verliert und zur Vermehrung
der Trockensubstanz beiträgt. Zunächst überzeugte er sich davon, daß
100 Gewichtsteile der Pfefferminzpflanze 40,29 Teile Trockensubstanz
enthielten, von denen nach der Verkohlung 10,56 Teile Kohle übrig
blieben. Die 100 Gewichtsteile Pfefferminze wogen, nachdem sie zwei und
einen halben Monat in freier Luft vegetiert hatten, 216 Teile. Zunächst
lehrte diese Gewichtszunahme nichts, da sie vielleicht der Vermehrung
des Vegetationswassers zuzuschreiben war. Durch das Trocknen ging das
Gewicht auf 62 Teile zurück. Die Pflanzen vergrößerten also mit Hilfe
von Luft und Wasser ihre Trockensubstanz um 21,71 Teile. Die 62 Teile
lieferten bei der Verkohlung 15,78 Teile Kohle oder 4,82 Teile mehr
als zuvor. Die übrige Zunahme war auf Rechnung des chemisch gebundenen
Wassers zu setzen.

Von entscheidender Wichtigkeit sind *Saussures* Versuche über das
Verhalten der Pflanzen in den verschiedensten sauerstofffreien Medien
gewesen. Sie führten zu dem Ergebnis, daß die Pflanzen Stickstoff und
Wasserstoff im elementaren Zustande, sowie Kohlenoxydgas nicht zu
assimilieren vermögen.

Die Frage, ob Wasser und Luft als Nahrungsmittel ausreichen und die
vollständige Entwicklung der Pflanzen bewirken können, wurde durch
*Saussures* Versuche entschieden verneint. Die weitere Frage, welche
Elemente oder Verbindungen zum Wasser und zur Luft hinzukommen müssen,
um das erwähnte Ziel zu erreichen, ließ sich nur durch ausgedehnte
Versuche in Nährlösungen entscheiden, ein Forschungsmittel, dessen sich
*Saussure* in ausgedehnterem Maße bediente.

Auch diese Versuche waren von grundlegender Wichtigkeit. Zunächst
wurden den Versuchspflanzen Lösungen dargeboten, die nur je ein
Salz enthielten. Der Gang der Untersuchung und das Ergebnis ist
sehr lehrreich. Jede Lösung bestand aus 40 Kubikzoll Wasser und
enthielt 100 Teile desjenigen Salzes, dessen Verhalten zur Pflanze
(Polygonum persicaria) man prüfen wollte. Der Versuch wurde jedesmal
unterbrochen, wenn die Hälfte der Lösung von der Pflanze aufgenommen
war. Es ergab sich durch die Analyse der zurückgebliebenen Hälfte, daß
Polygonum von den gebotenen 100 Teilen folgende Mengen aufgenommen
hatte:

  Chlorkalium                14,7 Teile,
  Schwefelsaures Natrium     14,4  "
  Chlornatrium               13    "
  Chlorammonium              12    "
  Essigsauren Kalk            8    "
  Salpetersauren Kalk         4    "
  usw.

Andere Pflanzen nahmen die Salze in anderen Mengen auf. Im allgemeinen
bemerkte man, wie in dem hier durch Zahlen belegten Falle, daß das
Wasser viel leichter in die Pflanze eindringt als der darin gelöste
Körper. Blieben doch z. B., wenn 4 Teile salpetersaurer Kalk in die
Pflanze eindrangen, 46 Teile dieses Salzes in der Lösung zurück, deren
Gehalt an Salz sich infolgedessen relativ erheblich steigerte.

*De Saussure* ging auch dazu über, der Pflanze, den natürlichen
Verhältnissen entsprechend, gleichzeitig mehrere Salze in einer Lösung
darzubieten. Auch diesmal stellte er Nährlösungen von ganz bestimmter
Zusammensetzung her und analysierte sie, wenn sie bis zur Hälfte ihres
ursprünglichen Volumens aufgenommen waren. So erhielt er einwandfreie,
vergleichbare Zahlenwerte. Ein Beispiel hier für viele. Enthielt
ein und dieselbe Lösung 100 Teile Chlornatrium neben 100 Teilen
schwefelsaurem Natrium, so nahm Polygonum daraus 22 Teile von ersterem
und 11,7 Teile von dem zweiten Salz auf. Damit war die wichtige, für
alle späteren Untersuchungen dieser Art grundlegende Tatsache erwiesen,
daß eine Pflanze aus einer Lösung von mehreren Stoffen bestimmte Stoffe
bevorzugt. Durch die Veraschung der Versuchspflanzen überzeugte sich
*de Saussure* davon, daß die aus der Lösung verschwundene Salzmenge
wirklich in die Pflanze eingedrungen war. Von zwei Polygonumpflanzen
von genau gleichem Gewicht ließ er die eine in destilliertem Wasser,
die andere in einer Chlorkaliumlösung wachsen. Für letztere ergab
sich bei der Verbrennung beider Pflanzen, daß sie ihren Aschengehalt
um diejenige Chlorkaliummenge vergrößert hatte, die aus der Lösung
verschwunden war. Derartige Versuche waren zu einer Zeit, in welcher
wissenschaftlich gebildete Männer noch glaubten, die Pflanzen besäßen
die Fähigkeit, Elemente zu erzeugen und ineinander umzuwandeln, von
entscheidender Wichtigkeit.

Weit größere Schwierigkeiten bot es bei dem damals noch unentwickelten
Zustande der Mineralanalyse über die Zusammensetzung und die Bedeutung
der aus dem Boden aufgenommenen Aschenbestandteile ins Reine zu
kommen. Es war eine verbreitete Ansicht, daß die Mineralstoffe, die
man in den Gewächsen fand, dort nur zufällig vorhanden und keineswegs
für ihre Existenz nötig seien. Ja, man ging sogar noch weiter und
schloß aus dem Umstande, daß einige Salze gewissen Pflanzen schädlich
sind, daß alle Salze der Vegetation nicht nur keinen Nutzen brächten,
sondern in mehr oder minder hohem Grade schädlich seien. *Saussures*
Untersuchungen vermochten hier wenigstens die gröbsten Irrlehren zu
beseitigen. Daß die geringe Menge der Pflanzenasche ein Anzeichen
für ihre Nutzlosigkeit sei, widerlegte er durch den Hinweis auf den
in den Tieren enthaltenen phosphorsauren Kalk. Dieser mache nur
einen sehr geringfügigen Teil des Gewichtes der Tiere aus. Dennoch
zweifle niemand daran, daß das Salz für den Aufbau der Knochen
durchaus notwendig sei. *Saussure* fand dieses Salz in der Asche
aller von ihm darauf untersuchten Pflanzen und vertrat die Ansicht,
daß sie ohne phosphorsauren Kalk nicht bestehen könnten. Als die
wichtigsten Bestandteile der Pflanzenasche erkannte *Saussure* außer
dem phosphorsauren Kalk die Verbindungen von Magnesium und Eisen, sowie
die Kieselsäure. Trotz dieser, durch zahlreiche Aschenanalysen, die
lange als unübertroffen galten, gestützten wichtigen Ergebnisse der
*Saussure*schen Untersuchungen blieben Zweifel an der Notwendigkeit der
Aschenbestandteile bestehen, bis *Liebig* in den dreißiger Jahren des
19. Jahrhunderts diese Frage endgültig im Sinne *Saussures* entschied.

Die Frage nach der Aufnahme des Stickstoffes wurde noch später durch
*Boussingault* zur Entscheidung gebracht. Zwar hatte *Saussure*
nachgewiesen, daß der atmosphärische Stickstoff von der Pflanze nicht
assimiliert wird. Woher aber der beträchtliche Gehalt der Pflanze
an diesem Elemente stammt, blieb eine offene Frage. *Saussure*
beschränkte sich auf die Annahme, daß er aus den tierischen und
pflanzlichen Bestandteilen des Bodens stammen könne. Offenbar eine
verhängnisvolle, an die unbegreiflich törichte Humustheorie erinnernde
Gedankenlosigkeit, da ja die Quelle aufzuweisen war, woher eben die
Tiere und Pflanzen den Stickstoff beziehen.

Eine Anzahl wichtiger Versuche stellte *Saussure* endlich an, um die
wichtige, schon von *Ingenhouß* angedeutete Rolle zu erkennen, welche
der Sauerstoff bei dem Stoffwechsel der Pflanze spielt. Zunächst
stellte er fest, daß zum Keimen Sauerstoff und Wasser erforderlich
sind. Das Wasser allein vergrößere zwar die Samen, indem es in das
Zellgewebe eindringe, es bringe sie aber ohne die Mitwirkung von
Sauerstoff nicht zum Keimen. Weiter zeigte *Saussure*, daß beim Keimen
Sauerstoff verschwindet und durch Kohlendioxyd ersetzt wird, ohne daß
eine Änderung des Gesamtvolumens stattfindet. Die keimenden Samen
änderten nämlich ebensowenig wie der brennende Kohlenstoff das Volumen
des Sauerstoffgases, das sie in kohlensaures Gas verwandelten. Daß
dieser der Atmung der Tiere analoge Vorgang auch in den fertigen
Pflanzenteilen vor sich geht, zeigte *Saussure* durch mannigfache
Versuche.

Wurden z. B. frische Blätter gesammelt und während der Nacht unter
einen mit Luft gefüllten Recipienten gestellt, so verschwand der
Sauerstoffgehalt der Luft, und es bildete sich Kohlendioxyd, dessen
Volumen allerdings geringer war als dasjenige des während des Versuches
aufgezehrten Sauerstoffs. Wurden die Blätter am darauffolgenden Tage
wieder der Sonne ausgesetzt, so schieden sie fast dieselbe Menge
Sauerstoff wieder ab, die sie während der Nacht aufgenommen hatten. War
ihre Lebenskraft so groß, daß sie mehrere Tage gesund blieben, so bot
sich ein wunderbares Schauspiel dar. Die Blätter verringerten nämlich
jede Nacht ihre Atmosphäre, um sie jeden Tag beinahe in demselben Maße
zu vergrößern.

*Saussure* dehnte die Untersuchung über den Einfluß des Sauerstoffs
auf die Pflanzen auch auf die Stengel, die Wurzeln und die Blüten
aus. Er zeigte, daß dieses Gas für die nicht-grünen Teile wesentlich
ist, und daß letztere, indem sie Sauerstoff verbrauchen, Kohlendioxyd
abscheiden, ohne dieses Produkt, wie es die grünen Pflanzenteile
vermögen, wieder in Sauerstoff zurückverwandeln zu können. Zu
diesen Beobachtungen kam noch der Nachweis, daß bei der Atmung die
Pflanzensubstanz einen Gewichtsverlust erleidet, der dem Gewicht
des ausgeschiedenen Kohlenstoffs entspricht. Auch darauf wurde
schon *Saussure* aufmerksam, daß Pflanzenteile, die eine regere
Lebenstätigkeit entfalten, wie Keimlinge und sich entfaltende Blüten
mehr Sauerstoff gebrauchen als minder tätige. Ja, es gelang ihm sogar
später[634], die Beziehung zwischen dem Sauerstoffverbrauch und eine
dadurch bedingte Erwärmung der Blüten festzustellen.

Durch diese Forschungsergebnisse war die Lehre von der Atmung der
Pflanzen in ihren allerersten Grundlagen geschaffen und zwischen
dem Pflanzen- und dem Tierreich eine wichtige Brücke geschlagen.
Durchdrungen von dieser Erkenntnis äußerte sich *Saussure*
folgendermaßen: Prüfe man als Anatom die Pflanzen und die Tiere, so
komme man nicht auf den Gedanken, sie miteinander zu vergleichen.
Vergegenwärtige man sich aber die großen physiologischen Züge, wie
die Ernährung, die Absonderungen, den Einfluß des Sauerstoffs usw.,
so müsse man eine auffallende Übereinstimmung zwischen Tieren und
Pflanzen zugeben.

Wir haben die Arbeit *Saussures* etwas eingehender erörtert, weil
ein in gleicher Weise bahnbrechendes Werk auf dem Gebiete der
Ernährungsphysiologie kaum wieder erschienen ist. Das sorgfältige
Studium der *Saussure*schen, durch klare Fragestellung, sowie durch
treffliche Methoden gleich ausgezeichneten »Untersuchungen« kann nicht
genug empfohlen werden[635].

Als besonderer, alle Vegetationsvorgänge behandelnder Zweig der Botanik
wurde die Pflanzenphysiologie zuerst von *Decandolle* bearbeitet, mit
dessen Verdiensten um die Morphologie und um die Systematik wir uns
schon beschäftigt haben[636]. *Decandolle* stellte sich die Aufgabe,
die Pflanzenphysiologie auf Grund der physikalischen, chemischen,
anatomischen und biologischen Forschungsergebnisse als »abgeschlossene,
eigenartige Wissenschaft darzustellen und so ein vollständiges und
allseitiges Bild des Pflanzenlebens zu gewinnen«. Dies Unternehmen
stand ohne Vorläufer da. Deshalb ist auch das Werk, in welchem
*Decandolle* seine Aufgabe löste, von ganz außergewöhnlicher Bedeutung.
Sie besteht weniger in der Mitteilung neuer Entdeckungen als in der
Verknüpfung der bisher bekannt gewordenen Tatsachen, durch welche aus
dem zerstreuten Wissen erst die Wissenschaft in der ihr eigenen und im
wesentlichen auch bleibenden Gestalt und Richtung hervorgegangen ist.

Die folgenden Abschnitte sollen dieser grundlegenden Bedeutung des von
*Decandolle* verfaßten Werkes gerecht zu werden suchen. Es erschien
1832 unter der Bezeichnung »Pflanzenphysiologie oder Darstellung der
Lebenskräfte und Lebensverrichtungen der Gewächse«[637].

Hatte *Decandolle* in seiner Organographie die Teile beschrieben, aus
denen die Pflanzenmaschine besteht, so galt es in der »Physiologie«
diese Maschine in ihrer Tätigkeit zu schildern und die sie bewegenden
Kräfte sowohl wie das Ergebnis dieser Kräfte zu untersuchen. Als solche
gelten ihm die physikalischen Kräfte, die chemische Verwandtschaft
und die Lebenskraft. Letztere betrachtet er als die Ursache der
physiologischen Vorgänge. Zu diesen Kräften sollten bei den Tieren
noch die Beseelung als Ursache der psychologischen Vorgänge im
weitesten Sinne treten. *Decandolle* nahm an, daß die Beseelung
ausschließlich auf das Tierreich beschränkt sei.

Unter der Lebenskraft versteht *Decandolle* diejenige Ursache, die
während des Lebens der Pflanze Erscheinungen veranlaßt, die aus den
bekannten Kräften allein nicht erklärt werden können. Indessen sucht
*Decandolle*, soweit wie möglich, mit den physikalisch-chemischen
Kräften auszukommen. Die Lebenskraft ist ihm der unerklärliche Rest,
der trotz alles Strebens nach einer rein mechanischen Erklärungsweise
auch für die heutige Physiologie noch nicht gänzlich getilgt ist und es
in absehbarer Zeit auch nicht sein wird. »Wenn wir«, sagt *Decandolle*,
»alle bekannten physikalischen und chemischen Ursachen, die eine
gewisse Wirkung hervorzubringen vermögen, der Reihe nach geprüft haben,
so werden wir den Teil der Erscheinung, der noch unerklärt bleibt, dem
verborgenen Einfluß des Lebens zuschreiben«.

Als Äußerungen der lebenden tierischen Gewebe unterscheidet
*Decandolle* drei Stufen, die Ernährungs- und Wachstumsvorgänge, die
Reizbarkeit und die Empfindung. Er untersucht dann, in welchem Grade
diese Eigenschaften auch den Pflanzen zukommen und bemerkt, daß sich
zwischen beiden Reichen natürliche Grenzen schwer ziehen lassen, so daß
man nicht entscheiden könne, ob gewisse Kryptogamen oder Pflanzentiere
Pflanzen oder Tiere seien.

Die Untersuchung der Ernährungsvorgänge gipfelt in dem Nachweis, daß
die einzelnen Erscheinungen, welche sie darbieten, und die Reihenfolge,
in der sie ablaufen, für die beiden organischen Reiche ganz analog
sind. Die Unterschiede werden mehr oder weniger als die unmittelbare
Folge der tierischen Beweglichkeit und der pflanzlichen Unbeweglichkeit
betrachtet.

Jene bei Pflanzen und Tieren parallel verlaufende Reihe von
Ernährungsvorgängen bietet nach *Decandolle* folgendes Bild: Zunächst
wird der Nahrungsstoff dem Organismus in flüssiger oder fester Form
zugeführt. Darauf gelangt die Nahrung in die Organe, in denen sie
verarbeitet werden soll (Magen, Blätter). Der erhaltene Nahrungssaft
wird in beiden Reichen der atmosphärischen Luft ausgesetzt, um Stoffe
durch Ausdünstung abzugeben und Sauerstoff -- bei der assimilierenden
Pflanze außerdem Kohlendioxyd -- aufzunehmen. Der so vorbereitete
Nahrungssaft gelangt hauptsächlich zu den tätigsten Teilen des
Organismus, um dort seine Bestandteile im Zellgewebe abzusetzen. Ein
Teil der zubereiteten Nahrung wird auch wohl in besonderen Organen
niedergelegt (Knollen als Reservestoffbehälter der Pflanzen). Endlich
besitzen andere eigentümliche Organe, die man Drüsen nennt, die
Fähigkeit, aus dem Nahrungssafte besondere Stoffe abzuscheiden, sei
es, um den Körper von ihnen zu befreien, sei es, um dadurch besondere
Zwecke zu erfüllen.

*Decandolle* handelt dann von diesen Vorgängen im einzelnen. Er erwägt,
welche Kräfte das Einsaugen der ernährenden Flüssigkeit bewirken; er
untersucht die Zusammensetzung der Nährlösung, die Wege, auf denen
sie in den Pflanzen emporsteigt, die Ursachen des Emporsteigens, die
Geschwindigkeit, Kraft und Menge des Nahrungssaftes, die Rolle, welche
die Atmosphäre bei der Ernährung spielt usw. Aus dem Zusammenwirken
dieser Vorgänge entsteht nach *Decandolle* ein neuer Saft. Seine
Existenz falle allerdings weniger in die Augen als diejenige des
aufsteigenden Saftes, könne aber nicht bezweifelt werden.

Die Ansicht, die Pflanzen besäßen einen dem Blutkreislauf der Tiere
analogen Kreislauf der Säfte, wurde von *Decandolle* endgültig
beseitigt. Zwar gibt es in den Pflanzen nach ihm einen Saft, welcher
dem Blute der Tiere darin entspricht, daß er das Wachstum und die
Ernährung der Organe bedingt. Dieser Saft nimmt seine Entstehung
in den blattartigen Teilen. Dort wird die dem Boden entstammende
Nährlösung konzentriert, indem die Blätter reines Wasser aushauchen und
alle mineralischen Bestandteile, welche das Wasser mit sich führte,
zurückhalten[638]. In den Blättern wird der konzentrierte Saft von den
Sonnenstrahlen getroffen und dadurch das im Nahrungssafte gleichfalls
gelöste Kohlendioxyd, das teils aus dem Boden, teils aus der Atmosphäre
stammt, zersetzt. Als erstes Assimilationsprodukt betrachtet
*Decandolle* Gummi. Dieser bestehe aus einem Molekül Wasser und einem
Atom Kohlenstoff (CH_{2}O) und könne durch sehr geringe Umänderungen in
Stärkemehl, Zucker oder Cellulose verwandelt werden.

Der so entstandene Bildungssaft müsse offenbar die Pflanze bis in
die Wurzel hinab durchdringen, um in den wachsenden Teilen, den
Reservestoffbehältern und in sezernierenden Geweben Verwendung zu
finden, oder weitere Umwandlungen zu erleiden.

Es sind das, wie wir sehen, die Grundzüge der durch alle späteren
Forschungen bestätigten Ernährungslehre der Pflanzen, wie sehr auch
später das Bild im einzelnen verändert oder vervollständigt worden
ist. Die Leistungen auf dem Gebiete der Pflanzenphysiologie, welche
Deutschland[639] um jene Zeit aufzuweisen hatte, können sich nicht
entfernt mit denen *Decandolles* messen. Man suchte unter dem Einfluß
der Naturphilosophie alle Vorgänge auf das Wirken der Lebenskraft
zurückzuführen. Auch besaßen die deutschen Pflanzenphysiologen[640]
jener Zeit nicht die erforderliche exaktwissenschaftliche Vorbildung,
wie sie *Decandolle* unter der Einwirkung der Genfer und Pariser
Physiker und Chemiker sich erworben hatte. Nur auf dieser Grundlage,
die auch für die Erneuerung der Chemie durch *Lavoisier* das
Bestimmende war, konnte für die Physiologie der große Schritt zur
messenden und wägenden, stets induktiv verfahrenden Naturwissenschaft
geschehen. Bei dem Fortschreiten in dieser Richtung hat sich dann
während des weiteren Verlaufs des 19. Jahrhunderts Deutschland auch auf
diesem Gebiete, wie wir des Näheren noch erfahren werden, die größten
Verdienste erworben.




25. Die Fortschritte der Zoologie und ihre Verschmelzung mit der
vergleichenden Anatomie.


Auf zoologischem Gebiete hatte *Buffon*, der in seiner
Naturgeschichte[641] nicht nur vortrefflich zu schildern, sondern auch
allgemeine Gesichtspunkte hervorzuheben verstand, den Gedanken eines
einheitlichen, das gesamte Tierreich beherrschenden Planes aufgestellt.
*Buffon* ging sogar noch weiter. Nach seiner Meinung[642] gibt es
keinen wesentlichen Unterschied zwischen Tier und Pflanze, sondern es
besteht eine ununterbrochene Stufenfolge zwischen dem vollkommensten
Tiere und dem niedrigsten pflanzlichen Lebewesen. Jener Plan, nach dem
der Mensch und die übrigen Geschöpfe gebaut sein sollten, läßt nach
*Buffon* erkennen, daß alle Wesen nach einem Urbild geschaffen und,
unter diesem Gesichtspunkt betrachtet, die Glieder einer großen Familie
sind. *Buffons* Ausführungen blieben, weil die damaligen anatomischen
Kenntnisse unzureichend waren, um in dieser Frage einen Entscheid
herbeizuführen, zunächst nichts weiter als eine geistreiche Annahme.

Nach *Buffon* fand der Gedanke von der Einheit der tierischen
Organisation in *Geoffroy Saint-Hilaire*[643] einen eifrigen
Verfechter. Wenn auch ein *Goethe* diesem Gedanken Beifall zollte,
so konnte er den Ergebnissen der anatomischen Forschung *Cuviers*
gegenüber doch nicht standhalten.

Faßt man die Fortschritte der Zoologie, der vergleichenden Anatomie
und der Paläontologie während der neuesten, mit dem 19. Jahrhundert
beginnenden Entwicklung dieser Wissenschaften ins Auge, so wird sich
das Interesse in erster Linie dem zuletztgenannten Manne zuwenden, dem
wir deshalb wie *Gay-Lussac*, dem Meister der chemisch-physikalischen
Forschung jener Zeit, eine etwas ausführlichere Darstellung widmen
wollen.

*Georg Cuvier* wurde 1769 zu Mömpelgard (Montbéliard), welches
damals eine württembergische Enklave der Franche Comté war, geboren.
Er starb in Paris im Jahre 1832. *Cuvier* zeigte schon als Knabe
außergewöhnliche Anlagen. Nachdem er das Gymnasium verlassen hatte,
wurde der Herzog Karl Eugen, der gern junge Talente förderte, auf ihn
aufmerksam. So kam *Cuvier* 1784 zur Karlsakademie, um dort Rechtskunde
zu studieren. Schon vorher hatte er sich, angeregt durch das Lesen der
Werke *Buffons*, mit großer Liebe den Naturwissenschaften zugewandt.
Auf der Karlsschule fand er neben seinen Berufsstudien noch Zeit, unter
den Zöglingen einen naturwissenschaftlichen Verein ins Leben zu rufen,
der sich die Aufgabe stellte, die Pflanzen und die Tiere der Umgegend
zu sammeln und sie nach *Linnés* »Systema naturae« zu bestimmen.

Im Jahre 1788 verließ *Cuvier* die Akademie und wurde Hauslehrer in der
Normandie. *Cuvier* fand hier Gelegenheit und Muße, seine Forschungen
auf die Tierwelt des Meeres auszudehnen. Er untersuchte den inneren Bau
der Weichtiere, Krebse, Seesterne, Seeigel, usw. und gelangte zu der
Überzeugung, daß die Vereinigung dieser so verschiedenartigen Geschöpfe
in eine Klasse, wie sie *Linné* vorgenommen, sich nicht aufrecht
erhalten ließ.

Nachdem *Cuvier* vier Jahre in der Stille gearbeitet hatte, wurde
er von einem durch die Stürme der Revolution nach der Normandie
verschlagenen Pariser Gelehrten sozusagen erst entdeckt. Dieser schrieb
an seine wissenschaftlichen Freunde, einen tüchtigeren Mann für
vergleichende Anatomie wie *Cuvier* würde man nicht gewinnen können.
So kam denn letzterer im Jahre 1795 nach Paris, wo er Professor an der
École centrale wurde.

Nachdem man gegen das Ende des 18. Jahrhunderts den Reichtum des
Pariser Beckens an Resten von Säugetieren und Vögeln kennen gelernt
hatte, war das Bemühen um die geologische Durchforschung dieser Gegend
in hohem Grade rege geworden. Auch *Cuvier* wurde einige Jahre nach
seiner Ankunft in Paris in diese Aufgabe hineingezogen, um schon nach
kurzer Zeit auch hier die Führung zu übernehmen. Den ersten Anlaß bot
ihm die Zusendung einiger Knochen, die man in den Gipsbrüchen des
Montmartre gefunden hatte. *Cuviers* Kenntnis der lebenden Tierformen
war so umfassend, daß er jenen Überresten gleich einen vorweltlichen
Ursprung zuschreiben konnte. Alle Funde der Gipsbrüche gelangten
jetzt an *Cuvier*, welcher durch seine Untersuchung jener Funde der
Paläontologie einen Weg eröffnete, auf dem bisher nur wenige Schritte
geschehen waren.

»Als Altertumsforscher ganz neuer Art«, sagt *Cuvier*[644], »mußte
ich diese Zeugen vorübergegangener Umwälzungen zu ergänzen und
ihre eigentliche Bedeutung zu entziffern suchen. Ich hatte ihre
zerbröckelten Trümmer zu sammeln und in ihrer ursprünglichen Ordnung
zusammenzulegen, die Geschöpfe, denen sie angehörten, gleichsam zu
rekonstruieren und sie mit denjenigen der Gegenwart zu vergleichen.«
Bei der Ausübung dieser Tätigkeit ließ *Cuvier* sich von dem durch ihn
klar ausgesprochenen Prinzip von der Korrelation der Organe leiten.
Jeder Organismus bildet danach ein geschlossenes Ganzes, dessen Teile
dergestalt miteinander in engster Wechselbeziehung stehen, daß kein
Organ eine Abänderung aufweisen kann, ohne daß entsprechende Änderungen
sich in allen übrigen Teilen finden.

Sehen wir, wie *Cuvier* unter diesem Gesichtspunkt bei der Bestimmung
fossiler Knochen verfuhr[645]: »Wenn die Eingeweide eines Tieres
so beschaffen sind, daß sie nur Fleisch verdauen können, so müssen
auch seine Kiefer zum Fressen, seine Klauen zum Festhalten und zum
Zerreißen, seine Zähne zum Zerschneiden und Zerkleinern, das ganze
System der Bewegungsorgane zum Verfolgen und Einholen der Beute, die
Sinnesorgane zur Wahrnehmung der letzteren eingerichtet sein. Jedoch
unter diesen allgemeinen Bedingungen sind auch noch einige besondere
begriffen. Damit z. B. das Tier seine Beute forttragen könne, ist
eine bestimmte Kraft derjenigen Muskeln erforderlich, durch welche
der Kopf aufgerichtet wird; dieses setzt eine bestimmte Form der
Wirbel, an denen die Muskeln entspringen, und des Hinterkopfes, wo
sie sich anheften, voraus.« Des weiteren wird ausgeführt, daß dem
Vorderarm eines seine Beute ergreifenden Tieres eine gegebene Form
zukommen muß, die ihrerseits wieder die Gestalt des Oberarmknochens
bestimmt. Kurz, es ergibt sich, daß die Form des Zahnes diejenige des
Hinterhaupthöckers, der Gliedmaßenknochen, der Klauen usw. bedingt,
so daß bei gründlicher Kenntnis dieser gegenseitigen Abhängigkeit
aus einem dieser Teile das ganze Tier gewissermaßen rekonstruiert
werden kann. Eine solche Tätigkeit konnte aber nur ein Meister auf
dem Gebiete der vergleichenden Anatomie ausüben. *Cuvier* ist als
der eigentliche Begründer dieses Wissenszweiges zu betrachten,
wenn es auch an anerkennenswerten Vorläufern nicht gefehlt hat. Er
war der erste, der das ganze Tierreich dem Skalpell unterwarf, und
zwar mit solch vollendeter Meisterschaft, daß seine Arbeiten für
alle Zeiten als Muster gelten können. So entstand sein anatomisches
Hauptwerk[646], das neben einem Reichtum neuer Entdeckungen eine
Verknüpfung des gesamten Tatsachenmaterials und dadurch einen Einblick
in die Gesetze der tierischen Organisation vermittelt, wie es kein
früheres und wenige spätere Werke in gleichem Grade vermocht haben. Von
Einzeluntersuchungen *Cuviers* sind besonders seine Arbeiten über den
unteren Kehlkopf der Vögel, über die Anatomie der Schnecke und über den
Kreislauf der wirbellosen Tiere hervorzuheben.

*Cuvier* war unterdessen Professor der vergleichenden Anatomie am
Jardin des Plantes[647] und bald darauf Sekretär der Akademie geworden.
Sein großes Lebenswerk wurde nicht nur dadurch gefördert, daß ihm diese
höchsten wissenschaftlichen Stellungen eine Fülle von Hilfsmitteln
erschlossen, sondern die gesamten Zeitumstände waren für ihn äußerst
günstig. Die Machthaber Frankreichs, welche nach den ersten Stürmen
der Revolutionszeit auftraten, brachten der großen Bedeutung der
exakten Wissenschaften ein volles Verständnis entgegen. Schon unter dem
Direktorium hatte man die von dem Nationalkonvent als gelehrten Plunder
aufgehobene Akademie wieder eingerichtet. Napoleon ließ sich zu ihrem
Mitgliede ernennen und trat zu *Cuvier*, den er besonders schätzte,
in ein nahes persönliches Verhältnis. Letzterer wurde vom Kaiser mit
der Reorganisation des arg in Unordnung geratenen Unterrichtswesens
betraut. Diese Stellung brachte es mit sich, daß der große Gelehrte,
dessen amtliche Tätigkeit sich auch auf die italienischen Universitäten
erstreckte, weite Reisen unternahm und auswärtige Museen kennen
lernte. Zum Mittelpunkt der naturwissenschaftlichen Sammeltätigkeit
wurde aber Paris gemacht, wohin durch die französischen Eroberungszüge
nicht nur die hervorragendsten Kunstschätze, sondern auch ein reiches
wissenschaftliches Material gelangte. Paris war damals nicht nur das
politische, sondern auch das geistige Zentrum der Welt.

Nachdem *Cuvier* die Grundlagen der vergleichenden Anatomie geschaffen,
ging sein ganzes Streben darauf hinaus, diese Wissenschaft mit der
Zoologie zu verschmelzen und eine Anordnung der Formen zu treffen,
welche der genaue und vollständige Ausdruck der Natur sein sollte[648].
»Als ich anfing«, sagt er[649], »herrschte das *Linné*sche System.
Es gab zwar ausgedehnte Arbeiten über einzelne Tierklassen. Die
Bearbeiter hatten aber nur die äußeren Beziehungen der Arten
berücksichtigt; niemand hatte sich damit abgegeben, die Klassen und
ihre Unterabteilungen nach der Gesamtheit der inneren und äußeren
Kennzeichen gegeneinander abzuwägen. Ich mußte also in der Anatomie und
in der Zoologie mit dem Zergliedern und dem Einteilen von vorn anfangen
und aus der gegenseitigen Befruchtung dieser beiden Wissenschaften das
zoologische System hervorgehen lassen.« Die Grundzüge des letzteren
veröffentlichte *Cuvier* in der berühmten Abhandlung vom Jahre 1812.
Sie führt den Titel: »Über eine neue Anordnung der Klassen, welche das
Tierreich zusammensetzen«[650].

*Cuviers* System bedeutet den größten Fortschritt der Zoologie seit
der Zeit des Aristoteles. *Linné* hatte als »Würmer« zahlreiche
verschiedengestaltige Tiere beisammen gelassen, für die es unmöglich
war, irgend ein gemeinsames Kennzeichen anzugeben. Während *Cuvier*
an seinen ersten Abhandlungen zur vergleichenden Anatomie arbeitete,
befand er sich der Unmöglichkeit gegenüber, irgend etwas allgemein
Zutreffendes über die Würmer zu sagen, sei es über ihr Nervensystem,
sei es über ihren Blutkreislauf, ihre Atmungs-, Fortpflanzungs- oder
über ihre Verdauungsorgane. Dadurch wurde ihm denn klar, daß diese
Klasse nicht gleich den übrigen auf positive Merkmale gegründet sei.
Er machte deshalb 1795 den Vorschlag, die »Würmer« in vier Klassen
zu teilen, welche auf ebenso deutliche Verschiedenheiten gegründet
wären, wie die Klassen der Wirbeltiere. Während nämlich die Klassen
der Wirbeltiere eine große Anzahl von Zügen gemeinsam haben, gilt für
die wirbellosen Tiere nicht dasselbe. »Die Klassen der Wirbeltiere«,
sagt *Cuvier*, »sind gewissermaßen nach demselben Plane gebaut. Will
man aber ein Organsystem der wirbellosen Tiere beschreiben, so ist
man gezwungen, fast ebensoviel Schemata zu entwerfen, als man Klassen
innerhalb der Wirbellosen aufgestellt hat.« *Cuvier* gelangte so dahin,
gewisse Klassen der letzteren der gesamten Reihe der Wirbeltiere als
gleichwertig an die Seite zu stellen. Das Ergebnis war, daß er vier
Hauptpläne nachwies, nach denen ihm sämtliche Tiere gebaut zu sein
schienen. Die Unterabteilungen der so gewonnenen vier Hauptgruppen
oder Kreise werden nach ihm dadurch bedingt, daß geringe Abänderungen
durch die Entwicklung und das Hinzutreten gewisser Teile hervorgerufen
werden, die indessen an den Grundzügen des Planes nichts ändern.

Nach einer genauen Kennzeichnung der anatomischen Grundzüge jedes
Kreises, gelangt *Cuvier* zu folgender Einteilung des Tierreiches:

  I. Kreis. Wirbeltiere.

  1. Klasse Säugetiere.
  2.     "  Vögel.
  3.     "  Kriechtiere (Reptilien und Amphibien).
  4.     "  Fische.


  II. Kreis. Weichtiere.

  1. Klasse Kopffüßer oder Cephalopoden.
  2.     "  Bauchfüßer oder Gasteropoden.
  3.     "  Flossenfüßer oder Pteropoden.
  4.     "  Muscheln oder Acephalen.


  III. Kreis. Gliedertiere.

  1. Klasse Ringelwürmer oder Anneliden.
  2.     "  Krebstiere oder Crustaceen.
  3.     "  Spinnen oder Arachniden.
  4.     "  Kerbtiere oder Insekten.


  IV. Kreis. Radiärtiere.

  1. Klasse Stachelhäuter oder Echinodermen.
  2.     "  Eingeweidewürmer.
  3.     "  Pflanzentiere oder Polypen.
  4.     "  Aufgußtiere oder Infusorien.

Diese Einteilung *Cuviers* bildet auch heute noch im wesentlichen
die Grundlage des natürlichen Systems. Doch ist die Zahl der
Kreise auf sieben vermehrt worden. Zuerst wurde durch Abtrennung
der Infusorien von den Radiärtieren der Kreis der Urtiere oder
Protozoen gebildet. Sodann wurden die Stachelhäuter, welche einen Darm
besitzen, als besonderer Kreis den darmlosen Radiärtieren (Korallen,
Seerosen usw.) gegenübergestellt. Endlich wurden die Ringelwürmer
mit den Eingeweidewürmern und anderen niederen Formen zum Kreise
der Würmer vereinigt. Außerdem gestattet die Entdeckung zahlreicher
Verbindungsglieder zwischen den einzelnen Kreisen, das gesamte
Tierreich als eine Einheit im höchsten Sinne zu betrachten.

Die Ergebnisse von *Cuviers* vergleichend anatomischen Untersuchungen
widersprachen der von der naturphilosophischen Schule vorausgesetzten
Einheit der tierischen Organisation. Seine durch Jahrzehnte
fortgesetzten Arbeiten hatten den nicht hinwegzuleugnenden Nachweis
geliefert, daß sich die scheinbar unendliche Mannigfaltigkeit der
Lebewesen auf mehrere Typen oder allgemeinen Baupläne zurückführen
läßt. Das von *Cuvier* geschaffene System, vor allem aber der
Grundgedanke, daß es solche allgemeinen Baupläne gibt, ist durch
weitere, insbesondere entwicklungsgeschichtliche Forschungen im
wesentlichen bestätigt worden. Sah man sich auch gezwungen, die
Zahl der Typen zu vermehren, sowie die Existenz von Zwischenformen
anzunehmen, so wurde dadurch der Begriff des Typus doch nicht
erschüttert. Und vollends haben sich Lehren, wie diejenige von
*Geoffroy St. Hilaire*, nach welcher die Insekten mit ihrem
bauchständigen Mark als umgekehrte Wirbeltiere betrachtet wurden, als
unhaltbar erwiesen.

*Cuviers* Untersuchungen über die fossilen Tiere berühren sich mit
den Ergebnissen seiner zoologischen Arbeiten. Die Hauptpläne, die er
für die lebenden Tiere erkannt hatte, fanden sich nämlich auch an den
untergegangenen Formen verwirklicht, so daß sich die früheren mit den
jetzigen Lebewesen zu einem großen System vereinigen ließen.

Mit der Erkenntnis, daß die ausgestorbenen Wirbeltiere, auf die sich
*Cuviers* paläontologische Forschungen insbesondere erstreckten, von
den heutigen in solchem Maße abweichen, daß sie mit ihnen höchstens
unter denselben Gattungsbegriff gestellt werden dürfen, konnte man
das Dogma von der Konstanz der Arten nicht wohl vereinigen. So nahm
denn *Cuvier* an, daß jede einer geologischen Epoche eigentümliche
Lebewelt auf einen besonderen Schöpfungsvorgang zurückzuführen
sei, während die Harmonie der gesamten Schöpfung in dem Einhalten
der von ihm nachgewiesenen Baupläne zum Ausdruck gelangen sollte.
Jeder Neuschöpfung sollte eine Beseitigung der vorhandenen Wesen
vorangegangen sein. Hierfür nahm *Cuvier* gewaltige geologische
Umwälzungen in Anspruch, deren Spuren er in den Veränderungen, welche
die ursprünglich horizontalen, versteinerungsführenden Schichten
erlitten haben, aufdecken zu können glaubte. Die Entwicklung der
Paläontologie und der Geologie unter dem Einfluß dieser Anschauungen
*Cuviers* und seiner Zeitgenossen wird uns in einem späteren Abschnitt
beschäftigen.

Erwähnen wir noch, daß *Cuvier* im Jahre 1817 unter dem Titel das
»Tierreich« ein umfassendes Werk[651] herausgab, so ist damit die
Bedeutung dieses außerordentlichen Mannes zwar nicht erschöpft, doch
in den wesentlichsten Punkten gewürdigt. Am 13. Mai des Jahres 1832
wurde er nach kurzer Krankheit seiner großartigen Tätigkeit durch den
Tod entrissen. »Solange die Welt steht«, äußerte ein hervorragender
Zeitgenosse in einem *Cuvier* gewidmeten Nachruf[652], »wird der
Verstorbene als hellleuchtendes Gestirn am naturhistorischen Himmel
glänzen und die Augen der Nachkommenden auf sich ziehen, um bei seinem
Scheine den Reichtum der Natur zu bewundern, zu untersuchen, zu
scheiden, zu ordnen, zu begreifen und zu benutzen.«

Nachdem in der Anatomie die vergleichende Richtung über die einseitig
beschreibende gesiegt hatte, konnte es nicht ausbleiben, daß auch der
menschliche Organismus unter allgemeineren Gesichtspunkten betrachtet
wurde. Schon *Linné* hatte dem Menschen einen Platz in seinem System,
und zwar innerhalb der Ordnung der Primaten, angewiesen und dazu
bemerkt, er habe bislang kein anatomisches Kennzeichen nachweisen
können, wodurch der Körperbau des Menschen vom demjenigen des Affen
unterschieden sei. Aus dem Bemühen, den von *Linné* vermißten
»Charakter der Humanität« aufzufinden, überhaupt den Menschen als
ein Naturgeschöpf zu würdigen und zu verstehen, entsprang die neuere
Anthropologie, die sich seit dem Erscheinen von *Blumenbachs* »Über die
angeborene Verschiedenheit im Menschengeschlecht« datieren läßt[653].
In dieser Schrift sucht *Blumenbach* den Nachweis zu führen, daß die
Menschheit aus Rassen bestehe, die aus einem gemeinschaftlichen Stamme
hervorgegangen seien, ähnlich wie dies für die Spielarten der Haustiere
zutrifft. Obgleich *Blumenbach* durchaus nicht verkennt, daß derartige
Spielarten durch kaum merkliche Übergänge ineinander überfließen,
gelangt er doch zur Aufstellung seiner bekannten fünf Hauptrassen
(Kaukasier, Mongolen, Aethiopier, Amerikaner, Malayen[654]).

Als ein wesentliches anatomisches Merkmal, das den Menschen vom höheren
Tiere, insbesondere vom Affen unterscheidet, betrachtet *Blumenbach*,
den wir als einen der frühesten vergleichenden Anatomen und den
Begründer der ethnographischen Schädellehre gelten lassen müssen,
das vortretende Kinn und die dadurch bedingte aufrechte Stellung der
unteren Vorderzähne. Der gleichfalls auf dem Gebiete der vergleichenden
Anatomie schon vor *Cuvier* tätige Holländer *Peter Camper* (1722-1789)
wies in einer vortrefflichen Arbeit über den Orang-Utang darauf hin,
daß der Gesichtswinkel dieses höchststehenden Affen beträchtlich
kleiner als derjenige der am tiefsten stehenden menschlichen Rassen
sei.




26. Geologie und Paläontologie unter der Herrschaft der
Katastrophenlehre.


Schon *Hutton* hatte in seiner »Theorie der Erde« die heute herrschende
Ansicht entwickelt, daß der gegenwärtige Zustand der Erde aus den noch
jetzt wirkenden Kräften unter Zuhilfenahme ausgedehnter Zeiträume
erklärt werden müsse. Die Mehrzahl der Geologen nahm aber für die
früheren Epochen der Erdentwicklung außergewöhnliche Kräfte und
Begebenheiten in Anspruch.

Häufig wurde diese unter dem Namen der Katastrophentheorie bekannte
Ansicht selbst bis ins neunzehnte Jahrhundert hinein von dem Streben
getragen, die Wissenschaft mit der biblischen Überlieferung in Einklang
zu bringen. Manche wollten sogar in der Sintflut die letzte große
Katastrophe erblicken. Zu den Anhängern der Katastrophentheorie gehörte
auch *Cuvier*. Wir haben die hervorragenden Leistungen dieses Mannes
um die vergleichende Anatomie und Zoologie schon kennen gelernt.
Ausgehend von diesen Wissenszweigen hatte *Cuvier* die Paläontologie
reformiert. In der allgemeinen Geologie blieben *Cuviers* Anschauungen
und Kenntnisse jedoch weit hinter denen eines *Hutton* und *Füchsel*
zurück. Trotzdem wurden diese Anschauungen, gestützt durch die große
Autorität, die *Cuvier* auf den zu der Geologie in engster Beziehung
stehenden Wissenszweigen genoß, zu Beginn des neunzehnten Jahrhunderts
die herrschenden.

Auch der Umstand, daß der große französische Forscher seine
allgemeingeologischen Lehren seinem epochemachenden paläontologischen
Werk[655], als eine Art Vorrede voranschickte, verlieh ihnen die
besondere Beachtung der Zeitgenossen.

Nachdem *Cuvier* die Beschaffenheit der uns zugänglichen Teile der
Erde und die gegenwärtig noch tätigen geologischen Kräfte geschildert,
kommt er zu dem Ergebnis, daß diese Kräfte nicht ausreichen, um die
Veränderungen hervorzubringen, deren Spuren uns die Erdkruste darbietet.

Die Veränderungen, die im Verlaufe der Erdgeschichte in der organischen
Welt stattfanden, wurden nach *Cuvier* durch einen Wechsel in der
Beschaffenheit des Mediums veranlaßt oder gingen einem solchen
wenigstens parallel. Dieser Wechsel erfolgte nach ihm nicht allmählich,
sondern plötzlich, katastrophenartig. Da inmitten der Meeresbildungen
Schichten vorkommen, die mit tierischen und pflanzlichen Erzeugnissen
des Festlandes und des süßen Wassers angefüllt sind, so müsse man
schließen, daß zu wiederholten Malen schon aufs Trockene gesetzte
Teile der Erde wieder überflutet wurden. Für die Behauptung, daß
dieser Wechsel plötzlich erfolgte, dienten *Cuvier* besonders die
im Eise Sibiriens entdeckten Leichen des Mammuts als Beweis. Die
letzte Katastrophe, meint er, habe im hohen Norden Leichen gewaltiger
Vierfüßer zurückgelassen, die vom Eise eingeschlossen wurden und
bis auf unsere Tage mit Haut und Haar erhalten blieben. Wären das
Einfrieren und der Tod nicht zur selben Zeit erfolgt, so würden
die Tiere der Zersetzung anheim gefallen sein. Andererseits könne
dieser ewige Frost vorher nicht an den Orten, wo die Tiere von ihm
ergriffen wurden, geherrscht haben, denn sie hätten unter solchen
Temperaturverhältnissen nicht leben können. Es sei also derselbe
Augenblick, welcher den Tod dieser Tiere herbeigeführt und das Land,
das sie bewohnten, mit Eis überzogen habe. Dies müsse plötzlich und
nicht etwa nach und nach eingetreten sein. Und was sich so offenbar für
diese letzte Katastrophe dartun lasse, sei kaum weniger ersichtlich für
die vorangegangenen. Die Zerreißungen, Biegungen und Kippungen, welche
die ältesten Schichten aufweisen, riefen in *Cuvier* die Überzeugung
hervor, daß plötzliche und heftig wirkende Ursachen die Schichten in
den Zustand versetzt hätten, in dem wir sie jetzt erblicken.

*Cuviers* Irrtum entsprang zum Teil daraus, daß er die Zeitdauer der
geologischen Entwicklung unterschätzte. So nahm er z. B. an, daß die
letzte Erdrevolution vor nicht mehr als 5000 Jahren stattfand. Während
*Cuviers* irrige Vorstellungen auf dem Gebiete der allgemeinen Geologie
eine ähnliche Rolle gespielt haben wie *Newtons* Emanationslehre
in der Optik, sind seine Verdienste um die Paläontologie von der
größten Bedeutung. Ihm gelang es, dieser Wissenschaft durch die enge
Verbindung, in die er sie mit der Zoologie und der vergleichenden
Anatomie brachte, einen völlig neuen Geist, der sie seitdem belebt hat,
einzuhauchen.

Die Umgegend von Paris, die *Cuvier* für seine paläontologischen
Forschungen das meiste Material lieferte, ist an fossilen
Säugetierresten besonders reich. Die größte Schwierigkeit ergab sich
aber daraus, daß vollständige Skelette äußerst selten gefunden werden,
die einzelnen Knochen vielmehr ohne alle Ordnung und meist zerbrochen
in den Gesteinsschichten sich vorfinden. All diese Schwierigkeiten
schwanden, als *Cuvier* das schon früher erwähnte[656] Grundgesetz der
allgemeinen Anatomie, das Prinzip der Korrelation der Organe aussprach.
Nach diesem Prinzip regelt sich das gegenseitige Verhältnis der Formen
in den organischen Geschöpfen in der Weise, daß jeder Organismus schon
aus der Beschaffenheit eines seiner Teile in seiner ganzen Eigenart
erkannt werden kann.

Unter Anwendung dieses Prinzips und durch steten Vergleich mit
den Skeletten lebender Tiergattungen gelang es *Cuvier*, aus den
zerstreuten Knochen, die sich im Pariser Gips fanden, die erloschenen
Gattungen, Paläotherium und Anoplotherium, zu rekonstruieren. Diese
Gattungen der mittleren Tertiärzeit (Oligozän) erwiesen sich beim
näheren Studium als ziemlich artenreich. Das Paläotherium mit seinen
drei gleich starken Hufen wurde als ein Vorläufer unseres Pferdes
erkannt, während das Anoplotherium den Urtypus eines Wiederkäuers
darstellt. Auch Raubtiere, Beuteltiere, Vögel, Reptilien und Fische
ließen sich in ihren Überresten im Gips des Montmartre nachweisen.
Fast kein Block dieser tertiären Gesteinsmasse war frei von solchen
zerstreuten Resten, die *Cuvier* auf mehr als 150 verschiedene Arten
zurückzuführen vermochte. Von diesen Arten waren mehr als 90 vor
*Cuvier* den Naturforschern gänzlich unbekannt.

Auf Grund seiner Einzeluntersuchungen gelangte *Cuvier* zu einer
klareren Einsicht in die geologische Zeitfolge der Organismen, als sie
vor ihm möglich war. Er hob hervor, daß die Fische und die eierlegenden
Vierfüßer früher auf der Erde erschienen als die Säugetiere und daß die
erloschenen Gattungen der letzteren in älteren Schichten vorkommen als
die Gattungen, von denen noch heute Arten existieren.

Die Ichthyosauren, Plesiosauren, mehrere Schildkröten und Krokodile,
schrieb *Cuvier* über das Verhältnis der Arten zu den Formationen,
fänden sich unterhalb des Kreidegebietes in den Schichten des
sogenannten Jura. Die zahlreichen Fische des Thüringer Kupferschiefers
seien noch älter. In der Kreide selbst begegnen uns riesige Saurier
und Schildkröten. Aber, fährt er fort, Knochen von Landsäugetieren
finden sich außer den Beuteltierkiefern im Jura weder in älteren
Gebirgsschichten noch in der Kreide. Trotz dieser im allgemeinen
zutreffenden Erkenntnis von der geologischen Aufeinanderfolge der
großen Gruppen der Organismen ahnte *Cuvier* nicht den genetischen
Zusammenhang, der zwischen den vergangenen Lebewelten und der
gegenwärtigen besteht.

Von Einfluß auf die weitere Entwicklung der Geologie war die
hervorragende Tätigkeit, welche Deutschlands größter Geologe, *von
Buch*, entfaltete. *Leopold von Buch* wurde 1774 in der Uckermark
geboren[657]. Gleichzeitig mit *Humboldt* wurde er auf der Bergakademie
zu Freiberg durch *Werner* in die Mineralogie und in die Geognosie
eingeführt. Wir haben *Werner* als den Begründer dieser Wissenschaft
und den wichtigsten Verfechter der neptunistischen Lehre kennen
gelernt[658]. Als *Buch* seine Forschungsreisen auf die vulkanischen
Gebiete der Auvergne und Italiens ausdehnte, kamen ihm Zweifel an der
Richtigkeit jener Lehre *Werners*, der seine Beobachtungen auf das
mittlere Deutschland beschränkt hatte. Darauf vollzog sich bei *Buch*
wie bei dem ihm befreundeten *Humboldt* ein entschiedener Abfall von
*Werner*.

Hochwichtige Ergebnisse förderte *v. Buchs* Durchforschung der
skandinavischen Halbinsel zutage (1806-1808). Er untersuchte vor allem
die Lagerungsverhältnisse der Massengesteine und fand, daß der Granit
nicht immer das älteste Gestein sei, da er mitunter auf Versteinerungen
führendem Kalk auflagere, wie z. B. bei Christiania. Als die älteste
Grundlage betrachtete man nunmehr den *Gneiß*.

Diese Entdeckung rief allgemeines Erstaunen hervor und veranlaßte den
für geologische Fragen sich stets lebhaft interessierenden *Goethe* zu
der Bemerkung, daß der Sohn zum Vater geworden sei. Auch der nordische
Ursprung der deutschen Findlingsblöcke wurde durch *Buch* eingehender
begründet. Endlich gelang es ihm, durch den Nachweis von Strandlinien
die langsame Erhebung Skandinaviens aus dem Schoß des Meeres
nachzuweisen und damit die neuere Lehre von den säkularen Hebungen und
Senkungen zu begründen. Auf die Änderungen der Küsten jenes Landes
hatte zwar schon *Celsius* im Jahre 1740 hingewiesen, sie aber aus
einem langsamen Sinken des Meeresspiegels zu erklären gesucht.

Von nicht geringerer Bedeutung für die Entwicklung der geologischen
Vorstellungen als *Buchs* Werk über Skandinavien, war seine
»Physikalische Beschreibung der kanarischen Inseln«[659]. Es lehrte
die Unterscheidung von Zentral- und Reihenvulkanen, sowie die
Entstehung der letzteren auf den großen Spalten der Erdrinde kennen,
welche den Begrenzungen der Kontinente entsprechen. Gleichzeitig
entwickelte *Buch* eine Theorie der Erhebung von Bergketten und ganzen
Kontinentalmassen durch vulkanische Kräfte. War diese Theorie in
ihren Einzelheiten auch nicht stichhaltig, so hat sie doch die heute
geltenden Lehren der Gebirgsbildung vorbereitet.

Dem Studium des Vulkanismus war auch *Humboldts* amerikanische
Forschungsreise, soweit sie geologische Erscheinungen betraf, in erster
Linie gewidmet. So machte es *Humboldt* schon wahrscheinlich, daß sich
die gewaltigen Vulkane Mittelamerikas über einer 150 Meilen langen
Erdspalte befinden.

Die Ausdehnung der geologischen Forschung auf die außereuropäischen
Erdteile, wie sie besonders *Humboldt* einleitete, war vor allem
nötig, um die Allgemeingültigkeit der in Mitteleuropa an einem nur
beschränkten Material zuerst ins Leben gerufenen Lehren über die
Schichtenfolge darzutun und die ursächliche Begründung dieser Lehren zu
ermöglichen.




27. Fortschritte auf dem Gebiete der Entwicklungslehre.


Um das Studium der Entwicklung des Tierindividuums hatte sich im
18. Jahrhundert *Wolff* das größte Verdienst erworben[660]. Seine
Ansichten vermochten der Evolutionstheorie gegenüber zunächst nicht
durchzudringen. Im ersten Viertel des 19. Jahrhunderts erfuhr die
Entwicklungsgeschichte durch eine Reihe deutscher Forscher jedoch
einen außerordentlichen Aufschwung, wobei *Wolffs* Lehre von der
Epigenesis den Sieg davontrug. »Der Deutsche«, sagt *Hyrtl*, »darf mit
Stolz sagen, daß alles, was in diesem Fache Großes geschah, von seinem
Vaterlande ausging«. Die Männer, welche diesen Umschwung herbeiführten,
waren außer dem Anatomen *Meckel*, der durch seine Übersetzung
von *Wolffs* Schrift über die Bildung des Darmkanals (1812) die
Aufmerksamkeit der Zoologen und Physiologen von neuem auf dieses Gebiet
gelenkt hatte, vor allem *Pander* und *von Baer*.

Die neue Ära wurde eingeleitet durch *Panders* Beiträge zur
Entwicklungsgeschichte des Hühnchens im Ei. Es ist dies eine klassisch
zu nennende Arbeit und zwar bis dahin die bei weitem bedeutendste auf
diesem Gebiete. Daß die Bildung des Embryos von einer blattförmigen
Schicht ausgeht, hatte *Wolff* schon angedeutet. »*Pander*[661] zeigte,
daß in der Bildung der Keimhaut die ganze Entwicklung des Hühnchens
begründet ist«. Alles, was weiter geschieht, sagt er, ist nichts
anderes »als eine Metamorphose dieser mit einer unerschöpflichen Fülle
des Bildungstriebes begabten Membran und ihrer Blätter«. *Pander*
wies nach, daß sich das Keimblatt zunächst und zwar schon während der
ersten 24 Stunden in drei übereinander liegende Blätter spaltet. Das
äußerste nannte er das seröse, das innere das Schleimblatt und das
zwischen beiden liegende das Gefäßblatt. Den eigentümlichen Gang der
Entwicklung, den jedes dieser Primitivgebilde einschlägt, hat *Pander*
auch schon in Betracht gezogen. Die Fortsetzung der Arbeit nach dieser
Richtung blieb indessen vor allem *von Baer* vorbehalten, der sich den
Ehrentitel des größten Embryologen aller Zeiten erworben hat.

*Karl Ernst von Baer*[662] wurde am 28. Februar 1792 in Esthland
geboren und studierte zunächst in Dorpat und später in Würzburg
bei *Döllinger*, dem sowohl er als auch *Pander* die Anregung zu
ihren embryologischen Arbeiten verdankten. *Döllinger* hatte den
Wunsch geäußert, daß einer seiner Schüler sich der mühevollen Arbeit
unterziehen möge, die Entwicklung des Hühnchens von Stunde zu Stunde
zu verfolgen. Er wandte sich damit zuerst an *von Baer*, der seinen
Genossen *Pander* zur Übernahme dieses Auftrages bewog. *Von Baer*
wurde Professor der Naturgeschichte in Königsberg, folgte aber später
einem Rufe an die Petersburger Akademie der Wissenschaften.

*Von Baer* ist vor allem dadurch berühmt geworden, daß er die Frage
nach dem Ei der Säugetiere, insbesondere des Menschen, um die sich
Jahrtausende vergeblich bemüht hatten, zum Abschluß brachte. Um die
Mitte des 17. Jahrhunderts wurde die Vermutung geäußert, daß diejenigen
weiblichen Organe, die unter dem Namen Ovarien bekannt sind, die
Bildungsstätte der Säugetiereier und der menschlichen Eier seien. Der
Niederländer *de Graaf* entdeckte die seitdem als *Graaf*sche Follikel
bezeichneten, mit Flüssigkeit gefüllten Bläschen. Manche Anatomen
hielten sie für die Eier, was zur Bezeichnung Eierstock oder Ovarium
für das sie erzeugende Organ geführt hat.

*De Graaf* selbst sprach die Vermutung aus, daß sich das Ei in dem
Follikel befinde. Die Richtigkeit dieser Ansicht bewies erst *von Baer*
im Jahre 1827[663]. Einige Jahre vorher hatte man im unbebrüteten Ei
des Vogels das Keimbläschen entdeckt, ein einzelliges Gebilde, von dem,
wie man bemerkte, die Bildung der Keimhaut ihren Ausgang nimmt[664].

*Von Baer* wies das Vorkommen dieses Keimbläschens in den Eiern der
übrigen eierlegenden Tiere, wie der Frösche, Mollusken, Würmer und
Gliedertiere, nach und zeigte, wie aus diesem einzelligen Gebilde
durch einen Furchungsprozeß die Keimhäute als erste Anlage des Embryos
hervorgehen und daß die Hauptsubstanz des früher als Ei bezeichneten
Gebildes, der Dotter, nur den Nährstoff für das sich entwickelnde
Lebewesen vorstellt.

Damit war für das gesamte Tierreich eine die Entwicklung beherrschende
Gesetzmäßigkeit gefunden, welche dahin lautet, daß jedes, auch das am
höchsten stehende, Geschöpf sein Leben als einzelliges Gebilde beginnt.
Mit der Entdeckung der Eizelle und des Furchungsprozesses[665] war
nicht nur *Harveys* Ausspruch omne vivum ex ovo erst zur Wahrheit
geworden, sondern es war durch diese Entdeckungen die wichtige
Grundlage für die bald darauf von *Schwann* errichtete Zellenlehre[666]
geschaffen.

Schon im Jahre nach der Entdeckung des Säugetiereies ließ *von Baer*
den ersten Band seines berühmten Werkes »Über die Entwicklung der
Tiere« erscheinen. (1828. Der zweite Band erschien 1837.) Anknüpfend
an die Untersuchungen *Panders* über die Bildung der drei Keimblätter
zeigte *von Baer*, wie aus diesen Primitivgebilden die einzelnen
Organe und Organsysteme des Embryos sich entwickeln. Während ferner
*Pander* sich nach althergebrachter Weise auf die Entwicklung des
Hühnchens beschränkt hatte, dehnte *von Baer* seine Untersuchung, indem
er nach der in der Anatomie schon zum Durchbruch gelangten Methode
vergleichend verfuhr, auf sämtliche Gruppen der Wirbeltiere aus. *Von
Baer* verfolgte zunächst die Umwandlung der Keimblätter zum Nervenrohr
und Darmrohr und zeigte, wie am ersteren die Sonderung in Hirn und
Rückenmark, sowie durch Ausstülpung die Bildung der Sinnesorgane
vor sich geht, während sich am Darmrohre eine ähnliche Sonderung in
einzelne Abschnitte (Mundhöhle, Mitteldarm usw.) ausbildet. Auch
daß die Entstehung des Atmungsorgans und der Leber vom Darmrohr aus
beginnt, wurde durch *von Baer* nachgewiesen.

Von allgemeinen Ergebnissen, zu denen er durch den Vergleich
zahlreicher Einzelvorgänge gelangte, seien noch folgende hervorgehoben:
Die ursprüngliche Keimesanlage der Wirbeltiere ist die gleiche.
Die Entwicklung nimmt aber je nach dem Typus, der sich im Bau des
fertigen Tieres ausspricht, alsbald eine verschiedene Richtung. Ein
auffallender Unterschied besteht, wie weiter betont wird, in der
Entwicklung der höheren und der niederen Wirbeltiere. Dieser Umstand
mache sich besonders dadurch bemerkbar, daß letzteren Amnion und
Allantois fehlen, während diese Embryonalorgane für die höheren
Wirbeltiere charakteristisch sind. Die Frage nach dem Zusammenhang des
Säugetierembryos mit der Mutter machte *von Baer* zum Gegenstand einer
besonderen Untersuchung[667].

Zahlreiche Forscher, auf deren Arbeiten hier jedoch nicht eingegangen
werden kann, haben das von *Pander* und *von Baer* begonnene Werk
fortgesetzt. Genannt sei nur *Rathke*[668], der über die Entwicklung
der Geschlechtsorgane der Wirbeltiere das erste Licht verbreitete und
das Vorhandensein von Kiemenanlagen, der sogenannten Schlundspalten,
auch bei den Embryonen der Vögel und der Säugetiere entdeckte.
*Rathke* war es ferner, welcher die Untersuchung über die Bildung der
Keimanlagen aus der Eizelle auf das Gebiet der Wirbellosen ausdehnte.
Vor allem ist hier sein Werk über die Entwicklung des Flußkrebses
(1829) grundlegend gewesen.




Fußnoten


[1] Siehe *Dannemann*, Aus der Werkstatt großer Forscher, Abschn. 14.

[2] Der Engländer *Wall* in den Philosoph. Transact. v. 1698. *Wall*
rieb ein großes Stück Bernstein mit Wolle und erhielt einen Funken von
fast einem Zoll Länge. Dabei trat ein Knall auf, als ob Steinkohle im
Ofen zerspränge.

[3] Eine Zusammenfassung seiner Untersuchungen ist die Schrift
Physico-mechanical experiments. London 1709.

[4] Vier Abhandlungen über die Elektrizität und den Magnetismus von
*Coulomb* (1785-1786). (*Ostwalds* Klassiker Nr. 13.) Leipzig, Wilhelm
Engelmann. 1890.

[5] *Galilei*, Unterredungen und mathematische Demonstrationen
(*Ostwalds* Klassiker Nr. 24, S. 80.)

[6] Six Mémoires sur l'électricité, erschienen in den Memoiren der
Pariser Akademie von 1733 und 1734.

[7] Siehe auch die Ausführungen von *Aepinus* in *Dannemann*, Aus der
Werkstatt großer Forscher, S. 177.

[8] *Musschenbroek* und *Cunaeus*.

[9] *Kleist* teilte seine Entdeckung am 4. November 1745 dem Anatomen
*Lieberkühn* mit. Die Leydener Versuche fanden erst im Januar 1746
statt. Es ist anzunehmen, daß den Leydener Physikern die *Kleist*sche
Entdeckung nicht bekannt war (Mitteilungen zur Geschichte der Medizin
und der Naturwissenschaften. IV. Bd. Nr. 1, S. 95).

[10] Versuche und Abhandlungen der naturforschenden Gesellschaft zu
Danzig, I. S. 442.

[11] Durch *Wilson* um 1750.

[12] 1755.

[13] Journal de Phys. 1788.

[14] *v. Marum*, Description d'une très-grande machine électrique et
des expériences faites par le moyen de cette machine. 1785.

[15] *Gralath* schrieb auch eine Geschichte der Elektrizität.

[16] *Watson* in Philos. Transact. 1748. Vol. 45, N. 485, S. 92.

[17] *Van Marum*, Über das Elektrisieren. 1777.

[18] *J. C. Fischer*, Geschichte der Physik. 1801-1808. V. 483.

[19] *Eulers* Briefe an eine deutsche Prinzessin. Leipzig 1773. Bd. II.
S. 245 ff.

[20] In dem ersten der an *Collinson* gerichteten Briefe vom 28. III.
1747.

[21] *Eulers* Briefe an eine deutsche Prinzessin. 1773. Bd. II. S. 287.

[22] Die Stärke der elektrischen Kraft des Wassers in gläsernen
Gefäßen. Leipzig 1746. S. 137 u. f.

[23] Das Bestreben, die Ursache dieses »elektrischen« Geruches zu
ermitteln, führte später zur Entdeckung des Ozons. Siehe *Dannemann*,
Aus der Werkstatt großer Forscher. 1908. S. 375.

[24] *Franklin* in seinem 5. Briefe an *Collinson*.

[25] *Franklins* Brief an *Kinnersley* vom 20. II. 1762.

[26] So etwa lauten die Worte, mit denen *Franklin* seine Ansicht in
seinen Briefen entwickelt.

[27] Den ersten Blitzableiter errichtete *Franklin* im Jahre 1752. In
England begann man (*Watson*) 1762, in Deutschland 1769 Blitzableiter
zu errichten. In Deutschland war es ein Arzt (*Reimarus*), der in
Hamburg für die praktische Verwendung der neuen Erfindung eintrat.
Durch *Reimarus* wurde der Physiker *Lichtenberg* veranlaßt, in
Göttingen Blitzableiter anzulegen. *Lichtenberg* versah gemeinsam mit
*Kästner* die Universitätsbibliothek mit einem Blitzableiter. (Siehe
die Mitteilungen zur Geschichte der Medizin und der Naturw. Bd. IV. Nr.
1. S. 104.)

[28] Er entriß dem Himmel den Blitz und das Zepter den Tyrannen.

[29] *Beccaria*, Lettere dell' elettricismo, pg. 282. Siehe *J. C.
Fischer*, Geschichte der Physik (1801-1808). Bd. V. 753.

[30] Siehe an späterer Stelle dieses Bandes.

[31] *Fischer*, Geschichte der Physik, VIII. S. 541.

[32] Siehe *Priestleys* Geschichte der Elektrizität, S. 261 u. f. und
*Fischers* Geschichte der Physik, Bd. V. S. 837.

[33] Dissertatio inauguralis de electricitatibus contrariis. Rostock
1757.

[34] *Th. Young*, Lectures on natural philosophy. London 1807. Bd. II.

[35] War doch die Ähnlichkeit der Schläge, welche die Leydener Flasche
und jener Fisch erteilen, eine zu auffallende.

[36] Im Jahre 1671.

[37] *Fischer*, Geschichte der Physik. Bd. V. S. 867.

[38] Eine Bestätigung fanden diese Untersuchungen durch den Anatomen
*John Hunter*, welcher das eigentümliche Organ der elektrischen Fische
in den Phil. Transactions v. 1773 genauer beschrieb.

Der genauere Titel der Abhandlung von *Walsh* lautet: On the
electric Property of the Torpedo. In a letter from *John Walsh* to
*Benjamin Franklin* (Juli 12. 1772). *Walsh* berichtet darin über
Untersuchungen, die er in La Rochelle an dort gefangenen Zitterrochen
anstellte. Diese Untersuchungen ergaben, daß »die Wirkung des Torpedos
eine durchaus elektrische« sei. Die Schläge wurden durch eine Kette von
Personen, sowie durch einen Draht geleitet.

[39] Der Turmalin wurde daher auch als Aschenzieher bezeichnet.

[40] *Franz Ulrich Theodor Aepinus*, der Entdecker der Influenz und
der Thermoelektrizität, wurde im Jahre 1724 in Rostock geboren. Er
studierte dort, wurde später Professor der Astronomie an der Akademie
zu Berlin, folgte aber von dort einem Rufe nach Petersburg, wo er
Physik lehrte und die Aufsicht über die russischen Normalschulen
ausübte. Er starb 1802 in Dorpat.

[41] *Aepinus*, Akademische Rede von der Ähnlichkeit der elektrischen
und magnetischen Kraft. Leipzig 1760. Siehe auch *Dannemann*, Aus der
Werkstatt großer Forscher. Leipzig 1908. Abschnitt 37.

[42] Diese durch Erwärmung erregte Elektrizität, die an gewissen
Kristallen auftritt, hat man als Pyroelektrizität bezeichnet. Bei der
Abkühlung kehren sich die beiden Pole um; ist dagegen die Temperatur
bleibend geworden, so ist der Kristall wieder unelektrisch. Später hat
man diese Erscheinung auch an anderen Mineralien wahrgenommen, so am
Kalkspat, Gips, Feldspat, Flußspat, Diamant usw.

[43] Erst *Faraday* gelang es, eine so weitgehende Verknüpfung
der elektrischen und der magnetischen Erscheinungen nachzuweisen,
dass beide als Äußerungen ein- und derselben Naturkraft gelten.
Elektrizität, Magnetismus, strahlende Wärme und Licht wurden auf
Grund von *Maxwells* elektromagnetischer Theorie des Lichtes, sowie
der Versuche von *Hertz* auf Zustände des Äthers zurückgeführt.
Ausführlicheres darüber enthalten spätere Abschnitte dieses Werkes.

[44] Nebenbei sei erwähnt, daß *Coulomb* durch mechanische
Untersuchungen bewies, daß die Kraft des Menschen völlig unzulänglich
sei, um ihn mittelst Flügel in die Lüfte zu erheben.

[45] Vier Abhandlungen über die Elektrizität und den Magnetismus von
*Coulomb*, übersetzt und herausgegeben von *Walter König*. (*Ostwalds*
Klassiker der exakten Wissenschaften Nr. 13. Leipzig, Verlag von
Wilhelm Engelmann, 1890). Fig. 1-5.

[46] Mémoires de l'Académie royale, 1784. pg. 229 u. f.

[47] *Ostwalds* Klassiker Nr. 13, S. 7.

[48] Siehe *Ostwalds* Klassiker Nr. 115.

[49] Mém. de l'Académie royale 1788. pg. 620 u. f.

[50] Diese Fundamentalversuche über die Verteilung der Elektrizität hat
*Cavendish*, wie aus seinen neuerdings veröffentlichten Untersuchungen
über die Elektrizität hervorgeht, schon vor *Coulomb* angestellt.

[51] Siehe *G. Green*, Ein Versuch, die mathematische Analysis auf die
Theorien der Elektrizität und des Magnetismus anzuwenden. *Ostwalds*
Klassiker der exakten Wissenschaften Nr. 64. Herausgegeben von *von
Oettingen* und *Wangerin*. Leipzig, Verlag von Wilhelm Engelmann, 1895.

[52] Acta eruditorum. 1690. *Denis Papin* wurde 1647 in Blois
geboren und starb 1712 in London. Er hielt sich viele Jahre in Hessen
(Marburg und Kassel) auf und stand mit *Huygens* und *Leibniz* in regem
wissenschaftlichen Verkehr.

[53] *Ernst Jäger*, *Denis Papin* und seine Nachfolger in der Erfindung
der Dampfmaschine. Stuttgart 1902. Siehe auch das Werk von *C.
Matschoß*, Geschichte der Dampfmaschine, mit 118 Abbildungen, Berlin,
Springer, sowie auch *Ernouf*, *Denis Papin*, sa vie et son œuvre. 4.
Aufl., Paris, Hachette 1888.

[54] Eine ausführliche Geschichte der Dampfmaschine hat *C. Matschoß*
im Anschluß an sein auf S. 54 zitiertes Werk im Auftrage des Vereins
deutscher Ingenieure geschrieben. Sie erschien 1908 bei J. Springer
in Berlin, umfaßt 2 Bände und führt den Titel: *C. Matschoß*, Die
Entwicklung der Dampfmaschine. Eine Geschichte der ortsfesten
Dampfmaschine und der Lokomobile, der Schiffsmaschine und Lokomotive.

[55] Geboren am 19. Januar 1736 in Greenock. Näheres über das Leben und
die Bedeutung von *James Watt* enthält das Werk von *A. Ernst*: *James
Watt* und die Grundlagen des modernen Dampfmaschinenbaus. Mit einem
Bildnis von *James Watt* und 27 Textfiguren. Berlin, J. Springer, 1897.

[56] Das Patent datiert vom 5. Januar 1769.

[57] Im Jahre 1807.

[58] Engineering 1894, I, S. 644.

[59] *Berndt*, Die Entwicklung der Lokomotive. Darmstadt 1896.

[60] Siehe Bd. II, S. 73.

[61] *Renaldini*.

[62] *Halley*, An account of several experiments, made to examine the
nature of the expansion and contraction of fluids, by heat and cold,
in order to ascertain the divisions of the thermometer (Philos.
Transact. 1693).

[63] *Fischer*, Gesch. d. Phys. III. 221.

[64] Und zwar hat *Borelli*, den wir als Mitbegründer der neueren
Physiologie kennen lernten, darauf hingewiesen.

[65] *E. Mach*, Die Prinzipien der Wärmelehre. 1896.

[66] *Daniel Gabriel Fahrenheit*, Versuche über den Siedepunkt einiger
Flüssigkeiten. 1724. Im 57. Bande von *Ostwalds* Klassiker der exakten
Wissenschaften, neu herausgegeben von *A. J. v. Oettingen*. Leipzig,
Verlag von W. Engelmann. 1894.

[67] *Ostwalds* Klassiker. Bd. 57. S. 17.

[68] Siehe *Fahrenheits* Abhandlungen über Thermometrie (*Ostwalds*
Klassiker, Nr. 57).

[69] *Fahrenheit*, Experimente und Beobachtungen über das Gefrieren des
Wassers im Vakuum. *Ostwalds* Klassiker, Bd. 57, S. 6 u. f.

[70] *Réaumur*, Regeln zur Konstruktion von Thermometern mit
vergleichbaren Skalen, 1730, 1731, im 57. Bande von *Ostwalds*
Klassiker, herausgegeben von *A. J. v. Oettingen*. Leipzig, W.
Engelmann, 1894. *Réaumur* (1683-1757) hat zahlreiche Abhandlungen aus
den Gebieten der Physik, der Zoologie und der Botanik veröffentlicht.

[71] *Ostwalds* Klassiker, Bd. 57, S. 49.

[72] *Ostwalds* Klassiker, Bd. 57, S. 100 u. f. bringt eine Übersetzung
der betreffenden Abhandlung *Réaumurs* vom Jahre 1733. Ihr Titel
lautet: Über das Volumen der Flüssigkeitsgemische.

[73] Abhandlungen der schwedischen Akademie. Bd. IV. 1742.

[74] *R. Börnstein*, Zur Geschichte der hundertteiligen
Thermometerskala. Physikal. Zeitschrift, Bd. 8, Nr. 23.

Siehe auch die Notiz von *Rompel* im 53. Bande (1907) von Natur und
Offenbarung. S. 749. Danach ist sichergestellt, daß *Linné* in Upsala
im Jahre 1745 ein Thermometer benutzte, das den Gefrierpunkt mit 0° und
den Siedepunkt mit 100° bezeichnet, besaß.

[75] *Celsius* selbst hat den Siedepunkt mit 0 und den Gefrierpunkt
mit 100 bezeichnet. Anders *Celsius* (1701-1744) war Professor der
Astronomie in Upsala. Seine Abhandlung über das Thermometer erschien
1742. Sie wurde im 57. Bande von *Ostwalds* Klassikern von neuem
veröffentlicht. Leipzig, W. Engelmann. 1894.

[76] Mémoires de l'Académie. Paris, 1703. S. 50 u. f. Siehe auch
die Studie *Gerlands* in den Beiträgen aus der Geschichte der Chemie,
herausgegeben von *P. Diergart*, 1909. S. 350-360: *Ernst Gerland*, Die
Entdeckung der Gasgesetze und des absoluten Nullpunktes der Temperatur
durch *Boyle* und *Amontons*.

[77] Nach *Lambert* ist der absolute Nullpunkt dadurch definiert,
daß bei diesem Punkt die Luft, da sie sich mit der Temperaturabnahme
gleichmäßig zusammenzieht, fast keinen Raum mehr einnimmt. Nach den
Angaben *Lamberts* tritt dieser Zustand bei der Abkühlung auf -270,3°
Celsius ein. Die Abweichung von dem heute geltenden Wert (-273°)
ist also nur gering. Aus des Daten *Amontons*' ergibt sich für den
absoluten Nullpunkt der Wert von -293,5° Celsius.

[78] Siehe das in *Gerland* und *Traumüller*, Gesch. d. phys.
Experimentierkunst in Fig. 312 abgebildete und dort beschriebene
Instrument.

[79] Philos. Transact. Vol. LXXII.

[80] Siehe Band I. S. 302.

[81] Philos. Transact. 1683/84. Nr. 156. S. 304.

[82] *De Saussure*, Versuch über die Hygrometrie, herausgegeben von *A.
J. v. Öttingen*. Bd. 115 und 119 von *Ostwalds* Klassikern der exakten
Wissenschaften. Leipzig, Verlag von W. Engelmann, 1900.

[83] *Joseph Black* war schottischer Abkunft. Er wirkte als Professor
der Chemie in Glasgow und später in Edinburg, wo er am 26. November
1799 starb (Geburtsjahr 1728). *Blacks* chemische Arbeiten haben
mehrere für die Begründung der neueren Chemie sehr wichtige Tatsachen
zu Tage gefördert. (Siehe darüber an anderer Stelle.)

[84] *Johann Karl Wilke* (*Wilcke*) wurde 1732 in Wismar (damals
schwedisch) geboren und starb im Jahre 1796 in Stockholm, wo er die
Stelle eines Mitgliedes und Sekretärs der Akademie der Wissenschaften
bekleidete. Von ihm rührt die erste Inklinationskarte her (Försök
till en magnetisk inclinationskarta. Stockholm 1768). Über *Wilkes*
Verdienste um den Ausbau der Elektrizitätslehre wurde schon an anderer
Stelle berichtet. (Siehe S. 22.)

[85] Meditationes de caloris et frigoris causa (Abhandlungen der
Petersburger Akademie von 1747 und 1748).

[86] *Ostwalds* Klassiker, Nr. 178. S. 19 u. f.

[87] *Deluc* (1754).

[88] Sind die Mengen m und m^1 und die Temperaturen t und t^1, so ist
die Temperatur der Mischung, wenn nur ein Ausgleich stattfindet, T =
(mt + m^1t^1)/(m + m^1).

[89] *Mach*, Prinzipien der Wärmelehre. 1896. S. 162.

[90] Siehe S. 41.

[91] Durch *W. Cullen* (1710-1790) Professor der Chemie in Glasgow.
*Cullen* veröffentlichte seine grundlegenden Versuche über die
Verdunstungskälte (1755) in den Berichten der Edinburger Gesellschaft
(Bd. II) unter dem Titel: On the cold produced by evaporating fluids
and of some other means of producing cold. Siehe auch *E. Mach*, Die
Prinzipien der Wärmelehre, historisch-kritisch dargestellt, 1896. S.
177.

[92] *J. C. Fischer*, Geschichte der Physik (1801-1808) V, 4.

[93] *Mariotte*, Essai du chaud et du froid, 1679.

[94] *M. A. Pictet* (1752-1825) war Professor und Präsident der
Akademie der Wissenschaften in Genf.

[95] *Pictet*, Essai sur le feu. Génève 1790. S. 83.

[96] Hierauf wurde von *Black* hingewiesen. Siehe auch *E. Mach*,
»Einfache Versuche über strahlende Wärme« (Zeitschr. für den phys. und
chem. Unterricht VII, 3).

[97] Die Abhandlungen von *Lavoisier* und *Laplace* über die Wärme
wurden in den Mémoires de l'Académie veröffentlicht und im 2. Bande
der gesammelten Werke *Lavoisiers* wieder abgedruckt. Die wichtigsten
Ergebnisse sind im 40. Bande der *Ostwald*schen Sammlung enthalten.
Zwei Abhandlungen über die Wärme von *A. L. Lavoisier* und *P. S. de
Laplace* herausgegeben von *J. Rosenthal*. Leipzig, Verlag von W.
Engelmann, 1892.

[98] Zur Erläuterung diene folgendes Beispiel: Um 1 kg Eis von 0° in 1
kg Wasser von 0° zu verwandeln, sind 80 Wärmeeinheiten erforderlich.
Die Substanz, deren spezifische Wärme bestimmt werden soll, wiege 2 kg
und sei auf 10° erhitzt, die Menge des Schmelzwassers betrage 1/10 kg.
Daraus folgt, daß die 2 kg, als sie von 10° auf 0° abgekühlt wurden,
um sie von 0° auf 10° zu erhitzen. Um demnach 1 kg von 0° auf 10° zu
erwärmen, würden 4 Wärmeeinheiten, ((1/10)·80)/2, um es von 0° auf 1°
zu erwärmen, würden dagegen nur 0,4 Wärmeeinheiten, ((1/10)·80)/(2·10),
erforderlich sein.

[99] Diese Untersuchung wurde später von verschiedenen Physikern wieder
aufgenommen (Ann. de chimie et de physique, Bd. 85, S. 72, 1813),
indessen erst durch *Regnault* (1840) unter Beobachtung aller in
Betracht kommenden Umstände zu einem gewissen Abschluß gebracht.

[100] Sir *Charles Blagden* (1748-1820) war Arzt in der englischen
Armee und Mitglied der Royal Society. Seine Abhandlungen wurden
neuerdings in deutscher Übersetzung von *A. J. v. Oettingen*
herausgegeben (*Ostwalds* Klassiker der exakten Wissenschaften Nr. 56).
Leipzig, Verlag von W. Engelmann, 1894.

[101] Die letzte Beobachtung hatte schon *Fahrenheit* gemacht. S. S. 41.

[102] *Ostwalds* Klassiker, Nr. 56. S. 19 u. f.

[103] *Ostwalds* Klassiker, Nr. 56. S. 49.

[104] *Ostwalds* Klassiker, Nr. 56. S. 32.

[105] Systema naturae. 1. Ausgabe von 1735 sehr selten und nur
14 Seiten umfassend. 12. Ausgabe von *Müller*. 8 Bde. 13. Ausgabe
von *Gmelin*. 10 Bände. Leipzig 1788-1793. Die 13. Ausgabe ist das
letzte Werk, das alle zur Zeit seiner Herausgabe bekannten Tier- und
Pflanzenarten beschreibt. Ein Neudruck der 10. Ausgabe wurde von der
Deutschen zoologischen Gesellschaft veranstaltet (W. Engelmann, Leipzig
1894).

[106] Fundamenta botanica 1736. Critica botanica 1737.

[107] Philosophia botanica.

[108] Eine ausführliche Biographie *Linnés* veröffentlichte *Th. M.
Fries* (Stockholm 1903). Auf dieses Werk gründet sich eine kürzere
Darstellung, die *R. E. Fries* zur Erinnerung an die 200. Wiederkehr
des Geburtstages *Linnés* herausgab. Sie erschien in *Englers*
botanischen Jahrbüchern (1907 Heft 1, S. 1-54) und wurde auch gesondert
herausgegeben. (Im Verlage von W. Engelmann in Leipzig.)

Am ausführlichsten wurde *Carl von Linnés* Bedeutung als Naturforscher
und Arzt in einem Sammelwerk der Schwedischen Akademie der
Wissenschaften geschildert. Auch für diese Veröffentlichung (Jena,
Gustav Fischer) bot die 200. Wiederkehr des Geburtstages *Linnés* die
Veranlassung. Der Band enthält sechs von verschiedenen Bearbeitern
herrührende Abschnitte, in denen *Linné* als Arzt, als Entomologe,
als Geologe, als Mineraloge, als botanischer Forscher und *Linnés*
Verdienste um die Zoologie der Wirbeltiere geschildert werden.

[109] Siehe Bd. II, S. 348-352.

[110] Verdeutscht lauten die Namen der ersten 10 Klassen Ein-, Zwei-,
Drei- usw. Zehnmännige, der 11. Klasse Zwölfmännige, der 12. Klasse
Zwanzigmännige, der 13. Vielmännige.

Manche Klassen des *Linné*schen Systems, das sich wegen seiner
Brauchbarkeit zum Bestimmen der Pflanzen neben dem in der Wissenschaft
allein geltenden natürlichen System erhalten hat, fallen mit den
Familien des letzteren ganz oder teilweise zusammen. So die 12. Klasse
mit den Mandel-, Apfelbaum- und Rosengewächsen und die 13. Klasse mit
den Mohn- und Hahnenfußgewächsen.

[111] Die 14. Klasse (Zweimächtige) umfaßt die Mehrzahl der
Lippenblüter, die 15. Klasse (Viermächtige) fällt mit der Familie der
Kreuzblüter zusammen.

[112] 16., 17., 18. Klasse = Ein-, Zwei-, Vielbrüdrige. Für die 16.
Klasse bieten die Malven, für die 18. das Johanniskraut ein Beispiel.

[113] Zusammengewachsene, so genannt, weil die Staubbeutel der unter
diesem Namen vereinigten Pflanzen zu einer Röhre verwachsen sind.
Die 19. Klasse fällt mit der Familie der Korbblüter oder Kompositen
zusammen.

[114] Weibermännige; hierzu gehören die Orchideen.

[115] 21. und 22. Klasse = Einhäusige und Zweihäusige; für die ersteren
bieten die Kiefern, für die zweiten die Weiden bekannte Beispiele.

[116] Vielehige; hierher gehören die Ahornarten.

[117] Blütenlose. *Linné* teilte sie in Algen, Schwämme, Moose und
Farnkräuter ein. Für die weitere Einteilung der Klassen 1-23 in
Unterabteilungen, die *Linné* Ordnungen nannte, waren vor allem die
Zahl der Griffel, die Beschaffenheit der Früchte und die Anordnung der
Blüten maßgebend.

[118] Ein Petersburger Botaniker, den *Linné* selbst in einem zuerst in
den Mitteilungen zur Geschichte der Medizin und der Naturwissenschaften
(1907, S. 25) gedruckten lateinischen Brief abfertigte, schrieb
folgendes. Gott würde niemals innerhalb des Pflanzenreiches eine so
abscheuliche Unzucht zulassen, daß mehrere Männer (Staubgefäße) eine
gemeinsame Frau (Frucht, Knoten) besäßen. Ein solch unkeusches System
dürfte der studierenden Jugend nicht mitgeteilt werden.

Diese Auffassung, der sich andere Botaniker anschlossen, ist gewiß für
manche Sittlichkeitswächter bezeichnend. »Ich hatte gehofft, dem Reinen
sei alles rein«, schrieb *Linné* in dem erwähnten Briefe, »ich werde
mich nicht verteidigen, denn die Jahrhunderte werden urteilen.«

[119] Veröffentlicht 1753.

[120] So *Fontenelle*: Histoire de l'Académie 1711, S. 43. Eine
Ausnahme machte der deutsche Philosoph und Physiker *Christian Wolf*,
der sich mit einer anatomischen und physikalischen Untersuchung
des Pflanzeninneren, sowie mit Fragen der Ernährungsphysiologie
beschäftigte. *Wolfs* Ergebnisse blieben aber weit hinter denen von
*Stephan Hales* zurück.

[121] Philosophia botanica, 1751. S. 27.

[122] Classes plantarum, p. 487.

[123] *Linnés* Oratio de telluris habitabilis incremento.

[124] *Meyer*, Geschichte der Botanik. Bd. I. S. 120.

[125] Siehe Bd. II. S. 178.

[126] Siehe den Abschnitt: Sur le sujet des plantes in Oeuvres de
Mariotte.

[127] Siehe an anderer Stelle dieses Bandes.

[128] *Wolf*, Vernünftige Gedanken von den Wirkungen der Natur. Halle
1723.

[129] *Hales*, Statik der Gewächse. Halle 1748. Die englische Ausgabe
war 1727 in London erschienen.

[130] 1 Pfund = 16 Unzen.

[131] *Hales*, Statik der Gewächse. S. 6. I. Hauptstück, 1. Erfahrung.

[132] *Hales*, Statik. S. 49. II. Hauptstück, 21. Erfahrung.

[133] *Hales*, Statik, I. Hauptstück, 5. Erfahrung.

[134] Das Bluten der Rebe wurde in neuerer Zeit von *Ernst Brücke* in
meisterhafter Weise wieder untersucht. Siehe *Brückes* Abhandlung in
*Ostwalds* »Klassiker der exakten Wissenschaften« Nr. 95. Leipzig,
Verlag von W. Engelmann, 1898.

[135] *Hales*, Statik, S. 102 u. 103. VI. Hauptstück, 55. u. 57.
Erfahrung.

[136] *Hales*, Statik der Gewächse. VI. Hauptstück, 113. Erfahrung.

[137] *Hales* berichtet darüber 1741 in der Royal Society.

[138] Siehe Bd. II, S. 175.

[139] New improvements in gardening. 1717. I. S. 20.

[140] Die Beobachtung machte *Müller* im Jahre 1751.

[141] Erschienen in den Abhandlungen der Berliner Akademie vom Jahre
1751.

[142] Siehe Bd. I. S. 112 und Bd. II. S. 348-352.

[143] Siehe Bd. II. S. 338.

[144] Durch *Dillenius*, der darüber ein epochemachendes Werk mit 85
Kupfertafeln veröffentlichte: Historia muscorum 1741.

*Dillenius* wurde 1687 in Darmstadt geboren, war Professor der Botanik
in Oxford und starb im Jahre 1747.

[145] *J. G. Kölreuter* wurde 1733 zu Sulz am Neckar geboren. Er starb
1806 in Karlsruhe, wo er Professor der Naturgeschichte war. Fast
zwanzig Jahre bekleidete er außerdem die Stelle eines Oberaufsehers des
botanischen Hofgartens. Seine Ergebnisse hat er in einigen 1761-1766
erschienenen Abhandlungen niedergelegt. *Kölreuters* Schrift wurde
durch *W. Pfeffer* als 41. Band von *Ostwalds* Klassikern der exakten
Wissenschaften (Leipzig, Verlag von Wilhelm Engelmann, 1893) wieder
herausgegeben. Ihr Titel lautet: Vorläufige Nachricht von einigen das
Geschlecht der Pflanzen betreffenden Versuchen und Beobachtungen.

[146] *Ostwalds* Klassiker Nr. 41. S. 30.

[147] *Ostwalds* Klassiker Nr. 41. S. 31.

[148] Der Zusatz ♂ bezeichnet die männliche, der Zusatz ♀ die weibliche
Pflanze.

[149] Besonders die von *Focke*.

[150] Siehe S. 101 u. 105 dieses Bandes.

[151] *Sachs*, Gesch. d. Bot. S. 440.

[152] *Ostwalds* Klassiker, Nr. 41, S. 20.

[153] *Ostwalds* Klassiker, Nr. 41, S. 83.

[154] *Sachs*, Gesch. d. Botanik. S. 448.

[155] *Christian Konrad Sprengel*, Das entdeckte Geheimnis der Natur
im Bau und in der Befruchtung der Blumen. Berlin 1793. Als Nr. 48-51
von *Ostwalds* Klassikern der exakten Wissenschaften herausgegeben von
*Paul Knuth*. Leipzig, Verlag von Wilhelm Engelmann, 1894.

[156] *Ostwalds* Klassiker, Nr. 48, S. 31.

[157] Daß aus dem Staubkorn ein Pollenschlauch hervorwächst, der den
Griffel durchdringt und sich mit der Samenknospe vereinigt, wurde erst
seit dem Jahre 1823 durch *Amici* und andere festgestellt.

[158] Geboren 1719 in Nürnberg, starb daselbst 1769, war von Beruf
Jurist.

[159] Mikroskopische Gemüts- und Augenergötzungen. 1761. S. 46.

[160] Z. B. bei Butomus und Viola.

[161] Spätere Forschungen haben dies im wesentlichen bestätigt, doch
hat sich herausgestellt, daß bei Euphorbia spontane Selbstbestäubung
vorkommt, wenn der Insektenbesuch ausbleibt.

[162] *Sachs* Lehrbuch der Botanik. 4. Aufl. Leipzig 1874. Fig. 489.

[163] *Ostwalds* Klassiker Nr. 48. S. 56.

[164] *Ostwalds* Klassiker Nr. 48. S. 73 u. f.

[165] *John Ray* (1628-1705). Hervorragender Systematiker des 17.
Jahrhunderts; lehnte sich aber noch sehr an *Aristoteles* an.

[166] *N. Kleinenberg*, Hydra. Eine
anatomisch-entwicklungsgeschichtliche Untersuchung. Leipzig, Wilhelm
Engelmann, 1872.

[167] Siehe Bd. II. S. 335.

[168] *Ledermüller*, Mikroskopische Gemüts- und Augenergötzungen.
Nürnberg 1763.

[169] *Ledermüller*, Mikroskopische Gemüts- und Augenergötzungen 1761.
II. Bd. Tafel LXXXVIII.

[170] Siehe *Rösels* Insektenbelustigung. III. Teil. S. 433 u. f.

[171] Insektenbelustigungen III. S. 622.

[172] *Spallanzani*, Entstehung der Infusionstiere aus Keimen, durch
Experimente bewiesen. 1765.

[173] *Dannemann*, Aus der Werkstatt großer Forscher, 1908. Abschn. 75.

[174] Siehe S. 198 des II. Bandes.

[175] *Jungius* wurde 1587 in Lübeck geboren und starb im Jahre 1657.

[176] Übersetzt und herausgegeben von Dr. *Paul Samassa* als 84. und
85. Band von *Ostwalds* Klassikern der exakten Wissenschaften. Leipzig,
Verlag von Wilhelm Engelmann. 1896.

[177] *Ostwalds* Klassiker, Nr. 84, S. 18.

[178] *Ostwalds* Klassiker, Nr. 85, S. 12.

[179] Siehe Bd. II dieses Werkes, S. 334.

[180] *Hirsch*, Geschichte der med. Wissenschaften, S. 212.

[181] Siehe Bd. II dieses Werkes, S. 279.

[182] Buch II-IV handelt vom Gefäßsystem, Buch IX von der Mechanik des
Stimmorgans. Von *Hallers* Elementen der Physiologie sagt *Hirsch*,
daß alle Zeitgenossen und Nachfolger daraus geschöpft haben. Auch nach
*Cruveilhier* sind viele neuere Entdeckungen im Keime in diesem Werke
enthalten.

[183] *Haller*, Elementa physiologiae, IV. § 42.

[184] Siehe S. 106 dieses Bandes.

[185] *Lieberkühns* betreffende Abhandlung vom Jahre 1745 führt den
Titel: De fabrica et actione villorum intestinarum tenuinum (Bau und
Tätigkeit der feinen Zotten des Darmes).

[186] *Christian von Wolf* (1679-1754) war Philosoph, Mathematiker und
Physiker. Er wirkte in Halle, wurde wegen Irreligiosität ausgewiesen,
von Friedrich dem Großen 1740 aber zurückberufen.

[187] *Michael Wassiljewitsch Lomonossow* wurde 1711 in der Nähe von
Archangelsk geboren. Er studierte zunächst in Rußland und dann mehrere
Jahre in Deutschland. Seit 1746 wirkte er als Professor der Chemie in
Petersburg, wo er 1765 starb.

*Lomonossows* wichtigste Abhandlungen erschienen vor kurzem in
deutscher Übersetzung (*Ostwalds* Klassiker, Nr. 178. Leipzig. W.
Engelmann. 1910).

[188] Siehe S. 48 dieses Bandes.

[189] Siehe an anderer Stelle dieses Bandes.

[190] *G. Monge*, Darstellende Geometrie. Als 117. Band von *Ostwalds*
Klassikern der exakten Wissenschaften übersetzt und herausgegeben von
*R. Haussner*. Leipzig, Verlag von W. Engelmann, 1900.

[191] Im einzelnen weicht die Organisation des deutschen technischen
Unterrichtswesens von der des französischen darin ab, daß die École
polytechnique eine technische Hochschule im deutschen Sinne nur
durch ihr Zusammenwirken mit der Schule für Bergbau, der Schule für
Brücken- und Wegebau und anderen Fachschulen ist, denen sie insofern
als Vorbereitungsanstalt dient, als sie die technische Allgemeinbildung
vermittelt.

[192] *Desargues* wurde in Lyon geboren und wirkte als Baumeister
(1593-1662).

[193] Er besagt, daß die Seiten jedes einem Kegelschnitte
einbeschriebenen Vierecks eine beliebige, durch den Kegelschnitt
gehende Linie so schneiden, daß die erhaltenen 6 Schnittpunkte eine
Involution bilden, die abgeteilten Strecken also gewisse Beziehungen
aufweisen.

[194] Das Buch erschien erst 1822.

[195] Siehe Bd. II. S. 148.

[196] Siehe S. 121 dieses Bandes.

[197] *Reuleaux*, Theoretische Kinematik, S. 13. *Poncelets*
wichtigstes Werk über die theoretische Maschinenlehre ist seine
Mécanique appliquée aux machines.

[198] *Jakob Steiner*, Systematische Entwicklung der Abhängigkeit
geometrischer Gestalten von einander mit Berücksichtigung der Arbeiten
alter und neuer Geometer etc. Berlin 1832. Neu herausgegeben von *A. J.
v. Oettingen* als 82. und 83. Band von *Ostwalds* Klassikern. Leipzig,
W. Engelmann, 1896.

[199] Er starb im Jahre 1863.

[200] Vor kurzem als 123. Band von *Ostwalds* Klassikern der exakten
Wissenschaften, neu herausgegeben von *R. Sturm*. Leipzig, Verlag von
W. Engelmann, 1901.

[201] *Ostwalds* Klassiker, Nr. 123, S. 3.

[202] Die geometrischen Konstruktionen ausgeführt mittelst der geraden
Linie und eines festen Kreises von *Jakob Steiner*. Als 60. Band von
*Ostwalds* Klassikern der exakten Wissenschaften, herausgegeben von *A.
J. v. Oettingen*. Leipzig, Engelmann, 1895.

[203] *Ostwalds* Klassiker, Bd. 82 und 83. Das erste Erscheinen des
*Steiner*schen Werkes fällt in das Jahr 1832.

[204] *Arneth*, Geschichte der Mathematik. S. 286.

[205] Gemeint sind die Sätze von *Pascal* und *Brianchon* über die den
Kegelschnitten ein- und umschriebenen Sechsecke. *Pascal* nannte sein
Sechseck Hexagrammum mysticum.

[206] *Steiner*, Systematische Entwicklung. § 38, III, IV.

[207] *Ostwalds* Klassiker, Nr. 83, S. 43 u. f.

[208] *Hankel*, Die Elemente der projektivischen Geometrie. S. 27.

[209] Berlin 1835; *Plücker* lebte 1801-1868. Er wirkte als Professor
der Mathematik und der Physik in Halle und in Bonn.

[210] *Arneth*, Die Geschichte der reinen Mathematik. S. 288.

[211] *Lobatschefskij* (1793-1856) Professor der Mathematik in Kasan.
Er war ein Schüler des in Rußland wirkenden deutschen Mathematikers
*Bartels*, und letzterer stand wieder in engster Verbindung mit
*Gauß*. Die dem Russen gelungene Schöpfung fußt also auf dem Boden der
deutschen Mathematik.

[212] *J. N. Lobatschefskij*, Pangeometrie 1856. Übersetzt und als
130. Band von *Ostwalds* Klassikern der exakten Wissenschaften,
herausgegeben von *H. Liebmann*. Leipzig, W. Engelmann 1902.

[213] Siehe S. 125 dieses Bandes.

[214] Untersuchungen über die Reihe: 1 + mx + m(m-1)/(1·2) · x^2 +...
von *N. H. Abel* (*Crelles* Journal, Bd. I. 1826). Diese Abhandlung
wurde neuerdings von *A. Wangerin* als 71. Bändchen von *Ostwalds*
Klassikern von neuem herausgegeben. Leipzig, Verlag von W. Engelmann,
1895.

[215] Sie erschien im 1. Bande des *Crelle*schen Journals und führt den
Titel: Démonstration de l'impossibilité de la résolution algébraique
des équations générales qui passent le quatrième degré.

[216] *N. H. Abel*, Abhandlung über eine besondere Klasse algebraisch
auflösbarer Gleichungen. *Crelles* Journal, Bd. IV. 1829. Als 111. Band
von *Ostwalds* Klassikern von neuem und mit Anmerkungen herausgegeben
von *A. Loewy*. Leipzig, W. Engelmann, 1900.

[217] Als 127. Band von *Ostwalds* Klassikern der exakten
Wissenschaften, übersetzt und herausgegeben von *Alfred Loewy*.
Leipzig, Verlag von W. Engelmann, 1902.

[218] *C. Sturms* Abhandlung wurde aus dem Französischen übersetzt und
als 143. Band von *Ostwalds* Klassikern der exakten Wissenschaften von
*Alfred Loewy* herausgegeben. Leipzig, W. Engelmann, 1904.

[219] *Johann Friedrich Pfaff* wurde 1765 geboren. Er bekleidete die
Professur für Mathematik in Halle und starb dort 1825.

[220] *J. F. Pfaff*, Allgemeine Methode partielle
Differentialgleichungen zu integrieren. Aus dem Lateinischen übersetzt
und als 129. Band von *Ostwalds* Klassikern der exakten Wissenschaften
herausgegeben von *Gerhard Kowalewski*. Leipzig, W. Engelmann, 1902.

[221] *Cauchy*, Über die Integration der partiellen
Differentialgleichungen erster Ordnung in einer beliebigen Zahl
von Veränderlichen (1819). Im 113. Bande von *Ostwalds* Klassikern
herausgegeben von *G. Kowalewski*. Leipzig, W. Engelmann, 1900.

[222] Diese bisher schwer zugängliche, für die weitere Entwicklung der
Funktionentheorie aber entscheidende Arbeit wurde neuerdings durch *P.
Stäckel* als 112. Band von *Ostwalds* Klassikern wieder herausgegeben:
*Cauchy*, Über bestimmte Integrale zwischen imaginären Grenzen.
Leipzig, W. Engelmann, 1900.

[223] Fundamenta nova theoriae functionum ellipticarum. Königsberg
1829.

[224] Die andere Hälfte erhielten die Angehörigen des schon 1829
verstorbenen *Abel*.

[225] *Legendre*, Traité des fonctions elliptiques.

[226] *C. G. J. Jacobi*, Über die vierfach periodischen Funktionen
zweier Variabeln (*Crelles* Journal f. r. u. angew. Math. 1834). Als
Band 64 von *Ostwalds* Klassikern der exakten Wissenschaften aus dem
Lateinischen übersetzt von *A. Witting* und herausgegeben von *H.
Weber*. Leipzig, W. Engelmann, 1895.

[227] *A. Göpel*, Entwurf einer Theorie der *Abel*schen Transzendenten
erster Ordnung (*Crelles* Journal, Bd. 35, 1847). Aus dem Lateinischen
übersetzt von *A. Witting* und als 67. Band von *Ostwalds* Klassikern
der exakten Wissenschaften herausgegeben von *H. Weber*. Leipzig, W.
Engelmann, 1895.

*G. Rosenhain*, Abhandlung über die Funktionen zweier Variabeln mit
vier Perioden (Mém. des savants, 1851). Aus dem Französischen
übersetzt von *A. Witting* und als 65. Band von *Ostwalds* Klassikern
herausgegeben von *H. Weber*. Leipzig, W. Engelmann, 1895.

[228] Er starb 1859 in Göttingen.

[229] *G. Lejeune Dirichlet*, Untersuchungen über verschiedene
Anwendungen der Infinitesimalanalysis auf die Zahlentheorie (*Crelles*
Journal, Bd. 19 u. 21). Als 91. Band von *Ostwalds* Klassikern
herausgegeben von *R. Haussner*. Leipzig, W. Engelmann, 1897.

[230] *Lejeune Dirichlet*, Die Darstellung ganz willkürlicher
Funktionen durch Sinus- und Kosinusreihen, 1837. Im 116. Bande von
*Ostwalds* Klassikern, herausgegeben von *H. Liebmann*. Leipzig, W.
Engelmann, 1900.

[231] Die letzte Abhandlung des 19. von der Anziehung homogener
Ellipsoide handelnden Bandes von *Ostwalds* Klassikern. Diese
Abhandlung *Dirichlets* führt den Titel »Über eine neue Methode zur
Bestimmung vielfacher Integrale«.

[232] *Lejeune Dirichlet*, Vorlesungen über die im umgekehrten
Verhältnis des Quadrates der Entfernung wirkenden Kräfte, herausgegeben
von *G. Grube*, Leipzig 1876.

[233] *Schwere*, Elektrizität und Magnetismus. Nach Vorträgen von *B.
Riemann*, bearbeitet von *K. Hattendorff*, Hannover 1876.

[234] *Priestley*, Experiments and observations on different kinds of
air. 3 vol. 1774-1777, übersetzt von *Ludewig*, 1778.

[235] Philosophical Transactions. LXII. 1772.

[236] *Priestley*, Versuche und Beobachtungen über verschiedene Teile
der Naturlehre. Deutsche Übersetzung vom Jahre 1780. Bd. III. Vorrede.

[237] *Joseph Black*, 1728-1799, Professor der Chemie zu Glasgow und
Edinburg.

[238] Abhandlungen der schwedischen Akademie d. Wissensch. XXXV.

[239] Daß *Priestley* und *Scheele* unabhängig voneinander schon so
früh den Sauerstoff dargestellt und seine wichtigsten Eigenschaften
erkannt haben, wurde von *G. W. A. Kahlbaum* dargetan (Basel,
Verhandlungen 1897 Bd. 12, S. 9.)

[240] History and present state of electricity with original
experiments. London 1767. Übersetzt von *Krünitz*. Stralsund 1772.

[241] *Cavendish* wiederholte diesen Versuch und lieferte den Nachweis,
daß hierbei durch die Vereinigung von Sauerstoff und Stickstoff
Salpetersäure entsteht. Als absorbierende Flüssigkeit wandte er Alkali
an, mit dem die entstandene Säure Salpeter bildet. *Cavendish* machte
schon die Beobachtung, daß bei diesem Versuch trotz genügender Zufuhr
von Sauerstoff ein nicht absorbierbarer Rest zurückbleibt. Diese
eigentümliche Erscheinung hat erst im Jahre 1894 dadurch ihre Erklärung
gefunden, daß *Rayleigh* und *Ramsay* als dritten wesentlichen
Bestandteil der Atmosphäre das Argon nachwiesen, ein Element, das mit
dem Sauerstoff unter der Einwirkung des elektrischen Funkens keine
Verbindung eingeht.

[242] Es ist dies die noch jetzt bei Vorlesungen beliebte Analyse
des Ammoniaks, welches dabei unter Verdoppelung seines Volumens in
Stickstoff und »zündbaren« Wasserstoff zerfällt.

[243] Beim Hindurchleiten durch ein glühendes Rohr zerfällt der Alkohol
in ein Gasgemisch, das vorzugsweise aus Kohlenwasserstoffverbindungen,
wie Methan, Äthylen, Benzol usw., besteht und bei seiner Verpuffung mit
Sauerstoff infolgedessen Kohlendioxyd (CO_{2}) liefert.

[244] Stockholm, 1892.

[245] In Köping.

[246] Herausgegeben von *v. Nordenskjöld*. Siehe Naturwissenschaftliche
Rundschau, VIII, S. 519.

[247] Ein durch Zusammenschmelzen von Schwefel und Pottasche
(K_{2}CO_{3}) erhaltenes Präparat, das im wesentlichen aus
Schwefelkalium besteht und begierig Sauerstoff aufnimmt. *Scheele*
benutzte auch eine Fällung von Eisenvitriol durch Kalilauge. Er
erhielt so Ferrohydroxyd: FeSO_{4} + 2 KOH = Fe(OH)_{2} + K_{2}SO_{4}.
Ferrohydroxyd geht unter Aufnahme von Wasser und Sauerstoff leicht in
Ferrihydroxyd über: 2 Fe(OH)_{2} + 2 H_{2}O + O = 2 Fe(OH)_{3}.

[248] Sauerstoff, der sich aus Braunstein durch Einwirkung der
Schwefelsäure nach folgender Gleichung entwickelt:

MnO_{2} + H_{2}SO_{4} = MnSO_{4} + H_{2}O + O.

[249] Siehe S. 140 dieses Bandes.

[250] *Ostwalds* Klassiker Nr. 58. S. 27.

[251] *Ostwalds* Klassiker Nr. 58. S. 92.

[252] *Ostwalds* Klassiker Nr. 58. S. 43 u. f.

[253] Experimentum curiosum de effectu radiorum solarium (Act. Acad.
Nat. Cur. I. 1727).

[254] Siehe S. 142 dieses Bandes.

[255] Attractio electiva duplex lautet sein Ausdruck.

[256] z. B. von *Glauber* (siehe Bd. II, S. 187).

[257] Dissertatio metallurgica de minerarum docimasia humida, 1780.

[258] De analysi aquarum. 1778.

[259] *Gmelin*, Geschichte der Chemie III. 1001.

[260] Auch hierüber berichtet *Gmelin* a. a. O.

[261] Siehe Bd. II, S. 183.

[262] *Ostwalds* Klassiker Nr. 58, S. 5.

[263] *Lavoisier*, Sur la nature de l'eau. Mémoir. de Paris, 1770.

[264] Sie wurde neuerdings deutsch und mit Anmerkungen versehen als
172. Band von *Ostwalds* Klassikern der exakten Wissenschaften wieder
herausgegeben (Leipzig, W. Engelmann 1909).

[265] *Ostwalds* Klassiker Nr. 172. S. 28.

[266] Das Medizinalpfund betrug 12 Unzen; jede Unze war gleich 480 Gran
(1 Gran etwa = 0,06 g).

[267] Sur l'existence de l'air dans l'acide nitreux. Mém. de Paris,
1776.

[268] Hg(NO_{3})_{2} = HgO + 2 NO_{2} + O.

[269] *Cavendish*, welcher die entstandene Salpetersäure durch
Kalilauge absorbieren ließ, bemerkte, daß ein nicht absorbierbarer Rest
zurückbleibt, eine Tatsache, die erst 1894 durch die Entdeckung des
Argons ihre Erklärung fand.

[270] *G. W. A. Kahlbaum* und *A. Hoffmann*: Die Einführung der
*Lavoisier*schen Theorie im besonderen in Deutschland (Monographien
aus der Geschichte der Chemie. I. Heft. Leipzig 1897). Danach ist die
Annahme, daß Deutschland sich länger als die übrigen Länder gegen die
Annahme der Lehren *Lavoisiers* verschlossen habe, nicht gerechtfertigt.

[271] Einen klaren Ausdruck dieses Prinzips von der Unzerstörbarkeit
des Stoffes finden wir schon bei *Galilei* in seinem Dialog über die
beiden Weltsysteme. (Ausg. v. *Strauß*, S. 47). Siehe auch Bd. II
dieses Werkes, S. 25.

[272] Mémoires de la Société d'Arcueil.

[273] *Dannemann*, Aus der Werkstatt großer Forscher, 1908, S. 265.

[274] *Berthollet*, Untersuchungen über die Gesetze der Verwandtschaft
(1801). Als 74. Band von *Ostwalds* Klassikern erschienen bei W.
Engelmann in Leipzig.

[275] Siehe S. 150 dieses Bandes.

[276] Siehe S. 150 dieses Bandes.

[277] *Ostwalds* Klassiker Nr. 74, S. 51.

[278] Näheres über die Phlogistontheorie. Siehe S. 142 dieses Bandes.

[279] Gemeinsam mit *Thenard*. Mémoires de la Société d'Arcueil.
Paris 1809, S. 295 u. f.

[280] Aus der Geschichte des Chlors sei noch erwähnt, daß *Fourcroy*
die ersten Verbrennungen in Chlor anstellte. (Annales de Chimie.
Bd. IV. 1788. S. 249.) *Fourcroy* fand, daß ein Licht in Chlor weiter
brennt und daß Phosphor in Chlor lebhafter brennt als in der Luft.

Diese Versuche wurden von *Westrumb* auf fast alle Metalle und einige
Metallsulfide ausgedehnt (Ann. de chimie. Bd. VI. S. 240). *Westrumb*
entdeckte, daß die Metalle und die Metallsulfide in feiner Verteilung
sich im Chlor sofort entzünden. Er wies dies z. B. an Antimon, Arsen,
Wismut, Zinn, Blei, Antimonsulfid und Arsensulfid nach.

[281] *Joseph Louis Proust* wurde 1755 in Angers geboren, wo er (1826)
starb. Er war Apotheker in Paris; später bekleidete er eine Professur
für Chemie, auch war er Mitglied der Akademie der Wissenschaften in
Paris.

[282] Siehe den vorigen Abschnitt, S. 170 u. f.

[283] *Karl Friedrich Wenzel* wurde 1740 in Dresden geboren. Er war wie
*Richter* zunächst im Hüttenwesen und später in einer Porzellanfabrik
(Meißen) tätig. *Wenzel* starb im Jahre 1793 in Freiberg.

[284] Siehe S. 170 dieses Bandes.

[285] Er starb 1807.

[286] De usu matheseos in chymia. 1789.

[287] Der Ausdruck Stöchiometrie (στοιχεῖον heißt Grundstoff) rührt von
*Richter* her.

[288] Zu Eaglesfield in Cumberland am 5. September 1766.

[289] Siehe S. 176 dieses Bandes.

[290] Das Äthylen oder ölbildende Gas (so genannt, weil es sich mit
Chlor zu einer ölartigen Flüssigkeit C_{2}H_{4}Cl_{2} vereinigt) wurde
1795 von holländischen Chemikern entdeckt.

[291] Die Ausdrücke binär, ternär, quaternär werden in der heutigen
Chemie für Verbindungen aus je zwei, je drei oder je vier Elementen
gebraucht, ohne Rücksicht auf die Anzahl der Atome, die eine solche
Verbindung zusammensetzen.

[292] Na_{2}O und K_{2}O nach heutiger Bezeichnungsweise.

[293] *Wollaston*, Über übersaure und untersaure Salze. Philos.
Transact. 1808.

Diese Abhandlung wurde im 3. Bande von *Ostwalds* Klassikern der
exakten Wissenschaften wieder herausgegeben.

[294] Zum Verständnis dieser Salzbildung sei hinzugefügt, daß die Oxal-
oder Kleesäure die stärkste organische Säure ist. Sie bildet z. B. mit
Kalium ein neutrales Salz, in welchem K_{2}O mit C_{2}O_{3} (d. i.
Oxalsäure nach Abzug des Konstitutionswassers) verbunden ist. Seine
Formel lautet

  COOK
  |
  COOK

Die Zusammensetzung des saures Salzes wird durch die Formel

  COOK
  |
  COOH

ausgedrückt.

Auf ein Äquivalent Kali (K_{2}O) kommen in diesem Falle 2 Äquivalente
C_{2}O_{3} (2 KHC_{2}O_{4} = H_{2}O. K_{2}O. 2 C_{2}O_{3}). Ähnlich
drückt die Formel für das übersaure Salz

  COOK COOH
  |
  COOH COOH

aus, daß auf K_{2}O vier Äquivalente C_{2}O_{3} kommen.

  (  COOK COOH                                   )
  (2 |   .     = 3 H_{2}O . K_{2}O . 4 C_{2}O_{3}).
  (  COOH COOH                                   )

Die drei Salze sind auch durch ihr kristallographisches Verhalten gut
charakterisiert.

[295] Am besten wird man sich über den Lebensgang von *Berzelius* durch
seine selbstbiographischen Aufzeichnungen unterrichten lassen. Sie
wurden im Auftrage der Schwedischen Akademie der Wissenschaften von
*H. G. Söderbaum* herausgegeben. Eine deutsche Bearbeitung verdankt
man *G. W. A. Kahlbaum* (Monographien aus der Geschichte der Chemie,
Heft 7). Seine wissenschaftlichen Arbeiten hat *Berzelius* in der
Selbstbiographie allerdings nur gelegentlich erwähnt. Etwas eingehender
kommt er auf die Untersuchungen über die bestimmten Proportionen zu
sprechen. Dies geschieht unter besonderer Anerkennung der Verdienste
*Richters* (siehe S. 176 u. f. dieses Bandes).

[296] Einen wichtigen Einblick in die Geschichte der neueren Chemie
gewährt auch der Briefwechsel von *F. Wöhler* und *J. Berzelius*.
Herausgegeben von O. Wallach, Leipzig. Verlag von Wilhelm Engelmann,
1901. 2 Bände. Dieser Briefwechsel umfaßt den für die Entwicklung der
Chemie hochwichtigen Zeitraum von 1824 bis 1848. Die Briefe enthalten
zwar viel Persönliches, sie bieten aber auch zahlreiche Aufschlüsse
über die Vorgeschichte wichtiger Entdeckungen, sowie über die
Gedankengänge und die Arbeitsweise der beiden großen Forscher. Näheres
darüber siehe im 4. Bande dieses Werkes bei *Wöhler*.

[297] Dieser für die genauere Kenntnis der Entwicklung, welche die
neuere Chemie genommen, sehr wertvolle »Briefwechsel« wurde im Auftrage
der Königl. Gesellschaft der Wissenschaften zu Göttingen von *O.
Wallach* in zwei umfangreichen Bänden herausgegeben.

[298] *Berzelius*, Lehrbuch der Chemie, Bd. III, 1161. 5. Aufl.

[299] Die heute geltenden Zahlen sind in Klammern beigefügt.

[300] Es bildet sich salpetersaures Blei, dessen Zusammensetzung durch
die Formel Pb(NO_{3})_{2} wiedergegeben wird.

[301] Das salpetersaure Blei zerfällt beim Erhitzen in Bleioxyd,
Sauerstoff und Stickstofftetroxyd: Pb(NO_{3})_{2} = PbO + N_{2}O_{4} +
O.

[302] Das braune Oxyd oder Bleisuperoxyd ist nach der Formel PbO_{2}
zusammengesetzt; es bildet sich durch Behandeln von Mennige mit
Salpetersäure: Pb_{3}O_{4} + 4 HNO_{3} = 2 Pb(NO_{3})_{2} + PbO_{2} +
2 H_{2}O. Die Mennige läßt sich als eine Verbindung von Bleioxyd und
Bleisuperoxyd auffassen: Pb_{3}O_{4} = 2 PbO . Pb_O{2}.

[303] Daher lauten die entsprechenden Formeln für das gelbe und das
braune Oxyd PbO und PbO_{2}. Mennige besitzt eine etwas schwankende
Zusammensetzung. Die Formel Pb_{3}O_{4}, die man der Mennige beilegt,
würde auf 100 Teile Blei nur 10,3 Teile Sauerstoff ergeben.

[304] Siehe S. 176 u. f. dieses Bandes.

[305] So verhalten sich in den salpetersauren Salzen diese Mengen wie
1 : 5. Die ältere Schreibweise ihrer Formeln macht dies Verhältnis
sofort ersichtlich: K_{2}O . N_{2}O_{5}; Na_{2}O . N_{2}O_{5};
CuO . N_{2}O_{5}; CaO . N_{2}O_{5}.

[306] Siehe Abschnitt 2 dieses Bandes.

[307] *Johann Georg Sulzer* (1720-1779), Professor der Mathematik am
Joachimsthalschen Gymnasium in Berlin.

[308] *Sulzer*, Theorie der angenehmen und unangenehmen
Geschmacksempfindungen. Berlin 1762. (Zuerst in den Mém. de Berlin
1751/52.)

[309] *Ostwalds* Klassiker Nr. 52, S. 4.

[310] In einem von *Alibert*, dem Biographen *Galvanis* (*Alibert*,
Éloge de *Galvani*, Paris, 1806) mitgeteilten Sonett lautet die
zweite Strophe in der von *Emil du Bois Reymond* herrührenden
Übersetzung:

      War sie es nicht, die neue Lebenstriebe
  In hautentblößter Frösche Gliedern fand,
  Wenn hier der Nerven wunderbar Getriebe,
  Dort funkensprüh'nden Leiter traf die Hand?



[311] *Galvanis* Schrift führt den Titel: De viribus electricitatis
in motu musculari commentatio. 1791. Sie erschien neuerdings unter
dem Titel: Abhandlung über die Kräfte der Elektrizität bei der
Muskelbewegung, herausgegeben von *A. J. v. Oettingen*, als 52. Band
von *Ostwalds* Klassikern der exakten Wissenschaften. Leipzig, Verlag
von Wilhelm Engelmann, 1894.

[312] *E. du Bois-Reymond*, Untersuchungen über tierische Elektrizität.
Berlin 1848. Bd. I. S. 50.

[313] *Volta*, Del modo di rendere sensibilissima la più debole
elettricità sia artificiale, sia naturale. 1784.

*Voltas* sämtliche Werke erschienen unter dem Titel: Collezioni dell'
Opere del Cavalieri Conte Allessandro Volta, Patrizio Comasco. Firenze
1816, in drei Bänden und fünf Teilen herausgegeben von V. Antinori.

[314] Siehe S. 189 dieses Bandes.

[315] *Alessandro Volta*, Briefe über tierische Elektrizität.
1792-1795. Als 114. Band von *Ostwalds* Klassikern der exakten
Wissenschaften in deutscher Übersetzung herausgegeben von A. J. von
Öttingen. S. 101.

[316] *Ostwalds* Klassiker Nr. 114, S. 99.

[317] *Ostwalds* Klassiker Nr. 114, S. 104.

[318] *Ostwalds* Klassiker Nr. 114, S. 107.

[319] Abhandlungen der schwed. Akademie der Wissenschaften. 29, 1777.

[320] Siehe S. 10 dieses Bandes.

[321] Phil. Transact. 1782, S. 242.

[322] In *Voltas* dritten Brief an *Gren* vom Jahre 1797.

[323] *Ostwalds* Klassiker Nr. 118, S. 54 u. f.

[324] *Volta*, Gilberts Annalen, Bd. X, S. 443.

[325] *Ostwalds* Klassiker Nr. 118, S. 4.

[326] In einem an *Banks*, den Präsidenten der Royal Society,
gerichteten Brief vom 20. März jenes Jahres. Dieser Brief wurde in den
Philosophical Transactions, 1800, S. 403 veröffentlicht.

[327] Brief an *Banks*, Philosophical Transactions, 1800, S. 403.

Der berühmte Brief an *Banks* wurde mit einigen anderen bis zum Jahre
1796 zurückreichenden Schriften *Voltas* als 118. Band von *Ostwalds*
Klassikern in deutscher Übersetzung durch *A. J. v. Oettingen*
herausgegeben. Leipzig, W. Engelmann. 1900.

[328] Bericht an die mathematisch-physikalische Klasse des
französischen Nationalinstituts über *Voltas* galvanische Versuche.
Siehe *Gilberts* Annalen X, 1802, S. 389 ff. Ein Auszug des von *Volta*
in Paris gehaltenen Vortrags in deutscher Übersetzung findet sich
gleichfalls in *Gilberts* Annalen. Bd. X, S. 421.

[329] *Gilberts* Annalen VIII, S. 390.

[330] *Gilberts* Annalen XI, S. 132.

[331] *Gilberts* Annalen IX, S. 385.

[332] *Gilberts* Annalen XIX, S. 45.

[333] *Johann Wilhelm Ritter* (1776-1810) lebte als Privatgelehrter
in Gotha und Weimar. Im Jahre 1804 wurde *Ritter* an die bayerische
Akademie nach München berufen. *Ritter* war einer der ersten Forscher
auf dem Gebiete der galvanischen Elektrizität.

[334] *Gilberts* Annalen XIX, 1805, S. 22.

[335] *Gilberts* Annalen XXIII. S. 25.

[336] *Rieß*, Die Lehre von der Reibungselektrizität. Bd. I, S. 18.
Berlin 1853.

[337] *Zamboni*, Della pila elettrica a secco. Verona 1812. Siehe
auch *Schweiggers* Journal für Chemie und Physik. X. S. 129.

[338] *Paul Erman* (1764-1851) war Professor der Physik in Berlin
und veröffentlichte zahlreiche Arbeiten aus dem Gebiet der
Elektrizitätslehre.

[339] *Voigts* Magazin f. d. Neueste. Bd. 4. 1802. S. 832.

[340] *Gilberts* Annalen, XIX, S. 490.

[341] *Fischer*, Gesch. VIII, 649.

[342] *Fischer*, VIII, 654.

[343] *Anthony Carlisle* (1768-1840), Professor der Anatomie in London.

[344] *William Nicholson* (1753-1815), als Ingenieur und Schriftsteller
in London tätig, auch bekannt als Erfinder des Gewichtsaräometers.

[345] *Gilberts* Annalen, 1800, VI, 340.

[346] *Hoppe*, Gesch. d. Elektr. S. 137.

[347] *Johann Wilhelm Ritter* (1776-1810) war Mitglied der bayerischen
Akademie der Wissenschaften.

[348] *Gilbert*, Annalen der Physik, VI, 1800, S. 470.

[349] Die wissenschaftlichen Abhandlungen *Davys* wurden von seinem
Bruder gesammelt und in 10 Bänden herausgegeben: The collected works
of Sir Humphry Davy edited by his brother John Davy. London 1839-1841.

[350] Die Pneumatic Institution des Dr. *Beddoes*.

[351] Siehe *E. Cohen*, Das Lachgas. Eine chemisch-kulturhistorische
Skizze. Leipzig, W. Engelmann. 1907.

[352] Die Abhandlung wurde 1893 unter dem Titel »Über einige chemische
Wirkungen der Elektrizität« im 45. Bande von *Ostwalds* Klassikern der
exakten Wissenschaften herausgegeben. Leipzig, Verlag von W. Engelmann.

[353] *Ostwalds* Klassiker Nr. 45. S. 12.

[354] Ann. de Chimie 58, 54. 1806.

[355] *Davy*, On some new Phenomena of chemical changes produced by
electricity, particularly the decomposition of the fixed alkalies. Die
Abhandlung wurde 1893 unter dem Titel »Elektrochemische Untersuchungen
von *Humphry Davy*« als 45. Band von *Ostwalds* Klassikern der exakten
Wissenschaften herausgegeben. Leipzig, Verlag von Wilhelm Engelmann.

[356] Aus diesem Grunde fand das Natrium Verwendung, um absoluten
Alkohol zu bereiten, d. h. dem Alkohol die letzten Spuren Wasser zu
entziehen.

[357] Unter dem Namen alkalische Erden werden die Oxyde der Metalle
Calcium, Strontium und Barium (CaO, SrO, BaO) zusammengefaßt. Diese
Oxyde wurden früher als Kalk, Strontian und Baryt bezeichnet.

[358] Magnesia, Tonerde, Kieselerde sind die Oxyde von Magnesium,
Aluminium und Silicium (MgO, Al_{2}O_{3}, SiO_{2}).

[359] Barium, Strontium, Calcium und Magnesium wurden bald darauf von
*Davy* selbst isoliert. Silicium wurde zuerst von *Berzelius* 1823
hergestellt. Die Abscheidung des Aluminiums aus der Tonerde gelang
*Wöhler* im Jahre 1827.

[360] *Ostwalds* Klassiker Nr. 45, S. 44.

[361] *Ostwalds* Klassiker Nr. 45, S. 37.

[362] *Ostwalds* Klassiker Nr. 45, S. 91, sowie auch *Ostwalds*
Geschichte der Elektrochemie. S. 992 u. f.

[363] Phil. Transact. v. 1821.

[364] Eine mit Kalium gefüllte Büchse wurde mit dem Rettungsgürtel
verbunden. Das Kalium entzündete sich, sobald es mit dem Wasser in
Berührung kam.

[365] Intimeres aus dem Leben *Davys* enthält die Skizze über
*Berzelius* und *Davy*, welche *Kahlbaum* im III. Bande der
Mitteilungen zur Geschichte der Medizin und der Naturwissenschaften
veröffentlichte. 1904. S. 277 u. f.

[366] *Gilberts* Annalen 1822, LXXI, S. 244.

[367] *Dannemann*, Aus der Werkstatt großer Forscher, 1908, S. 280.

[368] *Ostwalds* Klassiker der exakten Wissenschaften Nr. 63.
Herausgegeben von *J. A. v. Oettingen*. Leipzig. Verlag von Wilh.
Engelmann 1895.

Die Abhandlung *H. C. Oersteds* erschien im Jahre 1820 unter dem Titel
»Experimenta circa effectum conflictus electrici in acum magneticam«.
Sie wurde von *Gilbert* übersetzt und in seinen Annalen (Bd. LXVI)
veröffentlicht. Diese Übersetzung wurde mit geringen stilistischen
Änderungen und wesentlich gekürzt der Neuausgabe zugrunde gelegt.

[369] *Ostwalds* Klassiker Nr. 63, S. 9 u. f.

[370] Man muß sich die Stahlbänder senkrecht zur Ebene der Zeichnung
verlaufend vorstellen.

[371] *J. J. Rousseaus* Briefe über die Anfangsgründe der Botanik. Sie
fesselten auch *Goethe* in hohem Grade und erschienen in deutscher
Übersetzung (M. Möbius) in Leipzig bei J. A. Barth. 1903.

[372] Annales de Chimie et de Physique XV, 1820, S. 59 u. 170.

[373] Annales XV, S. 67: Si l'on se place par la pensée dans la
direction du courant, de manière qu'il soit dirigé des pieds à la tête
de l'observateur, et que celuici ait la face tournée vers l'aiguille;
c'est constamment à sa gauche que l'action du courant écartera de sa
position ordinaire celle des ses extrémités qui se dirige vers le nord.

[374] Übersetzt herausgegeben im Jahre 1822 bei Leopold Voß in Leipzig.

[375] *Ampère* und *Babinet*. Tafel I, Fig. 3.

[376] *Ampère* und *Babinet*. Tafel I, Fig. 2.

[377] *Ampère* und *Babinet*. Tafel I. Fig. 12.

[378] *Ampère*, Annales de chimie et phys. XV. S. 188 ff.

[379] Siehe *Heller*, Gesch. d. Phys. II, S. 609.

[380] *Heller*, Geschichte der Physik II, S. 609.

[381] *Ampère*, Mémoire sur la théorie mathématique des phénomènes
électrodynamiques uniquement déduite de l'expérience. Ann. de Chimie et
de Phys. Bd. 20, S. 60.

[382] *Wüllner*, Lehrb. d. Experim. Physik. IV, S. 673 u. f.

[383] *Ampère* und *Babinet*. Tafel II, Fig. 29.

[384] *Ampère* und *Babinet*. Tafel II, Fig. 14.

[385] Ann. de Chimie et de Phys. Bd. 18, 1821, S. 320-322.

[386] *Ampère* und *Babinet*. 1822. S. 115.

[387] Siehe S. 1 dieses Bandes.

[388] Annales de Chimie et de Physique XV. S. 93 u 110.

[389] Annales de Chimie et de Physique. Bd. 27, 1824, S. 363.

[390] Siehe an späterer Stelle.

[391] *Thomas Johann Seebeck* wurde 1770 in Reval geboren. Er wurde
1818 Mitglied der Akademie der Wissenschaften in Berlin und starb dort
1831.

[392] *Th. J. Seebeck*, Magnetische Polarisation der Metalle und Erze
durch Temperaturdifferenz. Siehe *Ostwalds* Klassiker der exakten
Wissenschaften Nr. 70, S. 8 u. f. Die Abhandlung erschien zuerst in den
Berichten der Berliner Akademie der Wissenschaften von 1822/23. Die
Entdeckung der Thermoelektrizität erfolgte 1822.

[393] *Nobili*, Sur un nouveau galvanomètre (Bibl. univ. XXV. 1824.)
*Leopoldo Nobili* wurde 1781 in der Nähe von Reggio geboren. Er war
Professor der Physik am großherzoglichen Museum in Florenz und starb
dort 1835.

[394] *Melloni*, La Thermochrôse ou la coloration calorifique. Neapel
1850. *Macedonio Melloni* wurde 1798 in Parma geboren. Er war dort
Professor der Physik. Später lebte er in Paris; zuletzt leitete er das
Observatorium auf dem Vesuv. *Melloni* starb im Jahre 1854.

[395] *Humboldt*, Kosmos. Bd. I. Abschn. 3.

[396] Zu Beaumont en Auge.

[397] Siehe S. 361 des II. Bandes dieses Werkes.

[398] Laut Gesetz vom Jahre 1842. *Laplace*, Oeuvres complètes. 7
Bde. 1843-1848.

[399] *Wolf*, Geschichte der Astronomie. S. 510.

[400] Eine ausführliche Darstellung der Entwicklung der
Gravitationsmechanik von *Newton* bis *Laplace* enthält das Werk von
*Todhunter*, A history of the mathematical theories of attraction
and the figure of the earth from the time of *Newton* to that of
*Laplace*. London, Macmillan and Co.

[401] Allgemeine Naturgeschichte und Theorie des Himmels oder
Versuch von der Verfassung und dem mechanischen Ursprunge des
ganzen Weltgebäudes, nach *Newton*schen Grundsätzen abgehandelt von
*Immanuel Kant*. Als 12. Band von *Ostwalds* Klassikern der exakten
Wissenschaften herausgegeben von *A. J. von Oettingen*. 2. Aufl.
Leipzig, Verlag von Wilhelm Engelmann, 1898.

[402] *Thomas Wright*, Theory of the Universe. London 1750. *Wrights*
Bedeutung wurde neuerdings durch *Jacobi* gewürdigt. (*Max Jacobi*,
Ein Vorläufer der *Kant-Laplace*schen Theorie von der Weltentstehung.
Preußische Jahrbücher, Bd. 117, 2. Heft).

Der genauere Titel der Schrift von *Wright* lautet: An Original Theory
or New Hypothesis of the Universe founded upon the laws of Nature.
*Kant* hatte von dem Buche *Wrights* durch eine Besprechung in einer
deutschen Zeitschrift Kenntnis erhalten.

*Wright* wurde 1711 geboren. Er nahm an der Expedition teil, welche die
Royal Society im Jahre 1769 zur Beobachtung des Venusdurchganges nach
Kanada sandte. *Wright* starb im Jahre 1786.

[403] Siehe Bd. II, S. 394.

[404] *Ostwalds* Klassiker Nr. 12, S. 41 u. f.

[405] *Ostwalds* Klassiker Nr. 12, S. 53 u. f.

[406] *Ostwalds* Klassiker Nr. 12, S. 38.

[407] *G. H. Darwin*, On the tidal friction of a planet attended by
several satellites. Phil. Trans. London, 1881. II. p. 491 f.

[408] *H. v. Helmholtz* (Vorträge II, S. 84).

[409] *Piazzi* wurde 1746 geboren. Er erbaute und leitete die
Sternwarte in Palermo und starb 1826 in Neapel.

[410] *Karoline Herschels* Memoiren und Briefwechsel. Deutsch von
*Scheibe*. Berlin 1877.

[411] Im Jahre 1757.

[412] *Smith*, Harmonics.

[413] In einem Brief vom 15. Februar 1783, abgedruckt im Göttinger
Magazin der Wissenschaften und Literatur. III, 584.

[414] *Herschel*, On the remarkable appearances at the polar regions of
the Planet Mars. 1784.

[415] Nach seiner Angabe beträgt die Rotationszeit des Saturn 10
Stunden 29 Minuten.

[416] Philosoph. Transactions 1795, II. Tab. XXIV.

[417] *Herschel*, On the proper motion of the Sun and the Solar
System. 1783.

[418] Siehe S. 246 dieses Bandes.

[419] *Herschel*, On the construction of the heavens. Phil. Trans.
1784. Eine Übersetzung mit einem nach *Kants* Durchsicht hergestellten
Auszug aus *Kants* Naturgeschichte des Himmels erschien 1791.

[420] *Messier* in den Abhandlungen der Pariser Akademie der
Wissenschaften vom Jahre 1771. S. 435. Catalogue des nébuleuses et des
amas d'étoiles, observées à Paris par *M. Messier*.

[421] *W. Herschel*, Über den Bau des Himmels; übersetzt von *J. W.
Pfaff*. Leipzig 1850. Taf. I, Fig. 2. (Nr. 53 des Verzeichnisses von
*Messier*.)

[422] 1834-1838.

[423] *W. Herschel*, Über den Bau des Himmels. Taf. II, Fig. 16.

[424] *Kosmos*, Bd. I, Abschn. 3.

[425] *Holden*, *Wilhelm Herschel*, Sein Leben und seine Werke.
Übersetzt von *Valentiner*. Berlin 1882.

[426] A. a. O. S. 214.

[427] Über den Ursprung der von *Pallas* gefundenen und anderer ihr
ähnlichen Eisenmassen und über einige damit in Verbindung stehende
Naturerscheinungen von *Chladni*. Riga 1794.

[428] *Dannemann*, Aus der Werkstatt großer Forscher, 1908. S. 169.

[429] Ein großes Stück des Pallaseisens befindet sich in den
Königlichen Sammlungen zu Berlin.

[430] Von dieser gibt *Halley* Nachricht; Philosophical transactions,
n. 360. S. 978.

[431] Von der in der Histoire de l'académie des sciences, 1761, S. 28
Nachricht gegeben wurde.

[432] Wie in den Mémoires de l'académie de Dijon, Bd. I. S. 42
erzählt wird.

[433] *Silberschlag* (1721-1791), Oberbaurat und Mitglied der
Akademie in Berlin, nahm an, daß diese Feuerkugel aus den Dünsten der
zahlreichen Leichen entstanden sei, die im Sommer des Jahres 1762 die
Schlachtfelder bedeckten. (!!)

[434] Diese Vermutung *Chladnis* ist später durch die
spektralanalytische Untersuchung der Gestirne bestätigt worden.

[435] Neuere Untersuchungen haben zu dem Ergebnis geführt, daß sich
zahlreiche Elemente, die sämtlich auch an der Zusammensetzung der
Erde beteiligt sind, als Bestandteile der Meteoriten nachweisen
lassen. Die Annahme *Chladnis*, daß das Universum im wesentlichen
überall die gleiche chemische Zusammensetzung hat, steht auch mit der
*Kant*-*Laplace*schen Hypothese im Einklang und hat durch die moderne
Astrophysik ihre Bestätigung gefunden.

[436] *Gilberts* Annalen 15,74 und 16,44, 70.

[437] *Bieberstein*, 1802.

[438] *Howard*, 1802.

[439] *G. Rose*, Abhandlungen der Berliner Akademie der Wissenschaften
1863. S. 33.

[440] *Johann Friedrich Benzenberg*, 1777-1846.

[441] *Heinrich Wilhelm Brandes*, 1777-1834.

[442] *Benzenberg* und *Brandes*, Versuch, die Entfernung, die
Geschwindigkeit und die Bahnen der Sternschnuppen zu bestimmen, 1800.

[443] Siehe Band II S. 80.

[444] *J. Bapt. Guglielmini* de diurno terrae motu experimentis
physico-mathematicis confirmato. Bologna 1792.

[445] Versuche über das Gesetz des Falles. Dortmund 1804.

[446] Von *Reich* in einem Schacht bei Freiberg.

[447] Zu den ersten Physikern, welche die Wärme ohne die Annahme eines
besonderen Stoffes zu erklären suchten, gehörte *Daniel Bernoulli I*.
(Siehe *Bernoullis* im Jahre 1716 erschienene Schrift: Phoronomia
sive de Viribus et Motibus corporum solidorum et fluidorum). Man hat
*Bernoulli* auf Grund der von ihm entwickelten Ansichten als einen der
Begründer der kinetischen Gastheorie hingestellt (*Rühlmann*, Handbuch
der mechanischen Wärmetheorie. Bd. I. 1876. S. 72).

Dieselbe Ansicht von der Natur der Wärme entwickelte ein Jahrzehnt
später der große *Euler* in einer in den Abhandlungen der Petersburger
Akademie vom Jahre 1727 erschienenen Arbeit »Tentamen explicationis
phaenomenorum aeris«.

Soweit es sich um bloße Andeutungen handelt, läßt sich die mechanische
Wärmetheorie bis auf *Bacon* und auf *Hooke* (Micrography, London
1667. S. 12) zurückverfolgen.

[448] Sein eigentlicher Name ist *Benjamin Thompson*.

[449] Philosophical Transactions. 1799.

[450] Philosophical Transactions. 25. I. 1798.

[451] *Rumford*, Untersuchung der durch Friktion hervorgebrachten
Wärme, vorgelesen in der Königl. Sozietät der Wissenschaften, den 25.
Januar 1798.

[452] In den »Contributions to phys. and medic. knowledge« collect. by
Beddoes. 1799.

[453] Der Versuch wurde von *Davy* in der Weise angestellt, daß
zwei Eisstücke unter einer luftleeren Glasglocke bei einer unter
dem Gefrierpunkte liegenden Temperatur vermittelst eines Uhrwerkes
aneinander gerieben wurden.

[454] *Erasmus Darwin* (der Großvater von *Charles Darwin*), Frigoric
experiments on the mechanical expansion of air. Phil. Trans. 1788.

[455] *J. Dalton*, Experiments and Observations on the Heat and Cold
produced by the mechanical condensation and rarefaction of air. Manch.
Soc. V, p. II (1802).

[456] Ein Arbeiter einer Gewehrfabrik soll diese Entdeckung bei
Versuchen mit der Windbüchse gemacht haben. *Rosenberger*, Geschichte
der Physik Bd. III. S. 224.

[457] Siehe S. 266 dieses Bandes.

[458] Mém. de la Société d'Arcueil I, 180 (1807).

[459] *Mach*, Prinzipien der Wärmelehre, S. 210.

[460] *Scheele*, Chemische Abhandlung von der Luft und dem Feuer.
(*Ostwalds* Klassiker, Nr. 58, S. 54).

[461] Durch *Ritter*. Siehe *Gilberts* Annalen VII, 1801. S. 525.

[462] Philosoph. Transact. 1802.

[463] *William Hyde Wollaston* wurde 1766 geboren. Er war Mitglied
der Royal Society und starb 1828 in London. *Wollaston* entdeckte
das Rhodium und das Palladium. Seine Erfindung, Platin zu schmieden,
brachte ihm so reiche Mittel ein, daß er davon als Privatmann leben
konnte.

[464] *Thomas Young* wurde 1773 geboren. Er wirkte als Professor
der Physik an der Royal Institution in London und war Mitglied
der Royal Society. *Young* starb 1829 in London. Er gehörte zu
den vielseitigsten Menschen, die je gelebt haben. *Young* war Arzt,
Philosoph, Mathematiker, Physiker, Archäologe und gleichzeitig ein
Weltmann, der in den vornehmsten Kreisen Londons einen Ruf als Reiter,
Musiker und Maler genoß. Derselbe *Young*, der auf den Gebieten der
Physik und der Physiologie so Hervorragendes leistete, gehörte zu den
ersten Archäologen, denen die Enträtselung der Hieroglyphen gelang.

[465] Philos. Transact. 1804. S. 1.

[466] *Young*, On the theory of light and colours. Phil. Transact.
1802. Seite 12.

[467] *Helmholtz*, Handbuch der physiologischen Optik. Leipzig 1876. S.
291 u. f.

[468] *Newton*, Optice. Lib. III. Quaestio XXVI: Annon radiorum
luminis diversa sunt latera, diversis proprietatibus congenitis
praedita?

[469] *Étienne Louis Malus* wurde 1775 in Paris geboren. Er
besuchte dort die Schule für Militäringenieure und später die
École polytechnique, wo *Monge* auf ihn aufmerksam wurde. (Über
*Monge* s. S. 120 u. f.). Schon damals wandte sich *Malus* optischen
Untersuchungen zu. Seine wissenschaftliche Tätigkeit wurde durch den
Feldzug nach Ägypten und andere napoleonische Kriege unterbrochen.
Später wirkte *Malus* an der École polytechnique in Paris, wo er
schon im Jahre 1812 starb.

[470] Sur une propriété de la lumière réfléchie par les corps
diaphanes. Gelesen 1808. Veröffentlicht in den Mémoires d'Arcueil
II. 143 (1809).

[471] *Aragos* Werke. Bd. III. S. 117.

[472] *Augustin Jean Fresnel* wurde 1788 in der Normandie geboren.
Er besuchte die École polytechnique zu Paris und starb dort 1827.
*Fresnel* wirkte an der École polytechnique und als Mitglied
einer Leuchtturmkommission. In dieser Stellung hat er sich um
die Verbesserung der Leuchtvorrichtungen sehr verdient gemacht
(*Fresnel*scher Prismenapparat).

[473] *Fresnel*, Mémoire sur la diffraction de la lumière (Annales
chim.-phys. I. 1816 et XI, 1819).

[474] Mémoire sur la loi des modifications, que la reflexion imprime à
la lumière polarisée.

[475] Z. B. die von *Hamilton* abgeleitete und von *Lloyd* am Aragonit
nachgewiesene konische Refraktion. *Hamilton* in *Poggendorffs* Annalen
Bd. XXVIII. *Lloyd* ebenda.

[476] *Foucault*, Sur les vitesses relatives de la lumière dans l'air
et dans l'eau (Annales chim. phys. XLI. 1854).

[477] Siehe an späterer Stelle.

[478] Betrachtungen über die bewegende Kraft des Feuers und die
zur Entwicklung dieser Kraft geeigneten Maschinen von *S. Carnot*.
Übersetzt und herausgegeben von *W. Ostwald*. *Ostwalds* Klassiker der
exakten Wissenschaften Nr. 37. Leipzig, Verlag von Wilhelm Engelmann,
1892. Der Titel des Originals lautet: Réflexions sur la puissance
motrice du feu et sur les machines propres à développer cette puissance
par *S. Carnot*. Paris 1824.

[479] Dieser wurde samt der Abhandlung im Jahre 1878 von *Carnots*
Bruder herausgegeben (Paris, Gauthier Villars).

[480] *Mach*, Prinzipien der Wärmelehre. S. 215.

[481] *Mach*, S. 218.

[482] Siehe S. 52 dieses Bandes.

[483] *Gilberts* Annalen VII. 1801. S. 137.

[484] Philos. Transact. 27. III. 1800, S. 255. Investigation of the
Powers of the prismatic Colours to heat and illuminate Objects.

[485] Philos. Trans. 24. IV. 1800, S. 284. Experiments on the
Refrangibility of the invisible Rays of the Sun.

[486] *St. Léonard* in Limousin.

[487] *Aragos* Werke, Bd. III. S. 14.

[488] Siehe S. 140 dieses Bandes.

[489] Annales de chimie IX. 1791. S. 239.

[490] Journal de Physique, 60. S. 129-158. Neuerdings veröffentlicht
im 42. Bande von *Ostwalds* Klassikern der exakten Wissenschaften.
Leipzig, Verlag von Wilhelm Engelmann, 1893.

[491] Recherche sur la dilatation des gases et des vapeurs (Ann. chim.
et phys. XLIII, 1802). Die Abhandlung wurde neuerdings im 44. Bande
von *Ostwalds* Klassikern der exakten Wissenschaften in deutscher
Übersetzung herausgegeben.

[492] *Ostwalds* Klassiker, Nr. 44, S. 24.

[493] Siehe Bd. IV dieses Werkes.

[494] Daß Sauerstoff löslicher ist als Stickstoff, wußte schon
*Scheele*. Siehe S. 147.

[495] NH_{3} + HCl = NH_{4}Cl (Salmiak).

[496] SO_{2} + O = SO_{3}.

[497] Mémoire sur la combinaison des substances gazeuses, les
unes avec les autres (Mém. de la société d'Arcueil, 1809). In der
Übersetzung herausgegeben in *Ostwalds* Klassikern der exakten
Wissenschaften, Bd. 42. Leipzig, Engelmann, 1893.

[498] CO + O = CO_{2}.

[499] Sie besagt, daß die Volumeinheit aller Gase bei gleichem Druck
und gleicher Temperatur dieselbe Anzahl von Molekülen enthält. Siehe
*Avogadros* Abhandlung vom Jahre 1811 in *Ostwalds* Klassikern der
exakten Wissenschaften. Bd. 8. Wilhelm Engelmann, Leipzig, 1889.

[500] *Kopp*, Gesch. d. Chemie IV. S. 13.

[501] Näheres hierüber siehe *Kopp*, Gesch. d. Chemie IV. S. 13.

[502] HCl, HJ, H_{2}S.

[503] HClO_{3} und HJO_{3}, deren Säureanhydride Cl_{2}O_{5} und
J_{2}O_{5} sind.

[504] Näheres siehe im IV. Bande dieses Werkes.

[505] Siehe S. 173 dieses Bandes.

[506] *Ostwalds* Klassiker Nr. 4. S. 9.

[507] *Gay-Lussac*, Recherches sur l'acide prussique. Annales de
chim. 1815. S. 136-231.

[508] *Liebig*, Handbuch der organischen Chemie. S. 1.

[509] Siehe S. 164 dieses Bandes.

[510] *Aragos* Werke. Bd. III. S. 57.

[511] *William Henry*, geboren 1775 zu Manchester; gestorben 1836.

[512] Philos. Transact. 1803 und *Gilberts* Annalen XX. S. 147.

[513] Im 3. Bande von *Ostwalds* Klassikern der exakten Wissenschaften
herausgegeben von *W. Ostwald*. Leipzig, Verlag von W. Engelmann, 1889.

[514] Siehe S. 180 dieses Bandes.

[515] Siehe hierüber S. 173 dieses Bandes.

[516] Die betreffende Abhandlung von *Gauß* wurde im 14. Bande von
*Ostwalds* Klassikern der exakten Wissenschaften von *E. Netto* in
deutscher Übersetzung herausgegeben. Siehe dort S. 3-36. *Gauß* kam auf
denselben Gegenstand noch dreimal zurück. Sämtliche 4 Arbeiten finden
sich im 14. Bd. der Klassiker vereinigt. Leipzig, W. Engelmann, 1900.

[517] Erster und zweiter Beweis der Fundamentaltheorien über
quadratische Reste. Im 122. Bande von *Ostwalds* Klassikern der exakten
Wissenschaften herausgegeben von *Eugen Netto*. Leipzig, W. Engelmann,
1901.

[518] *Zachs* astronomische Korrespondenz.

[519] *Gauß* Werke, Bd. VI. S. 65.

[520] Sie rührt von *Hasse* her und ist in Hannover erschienen. In
der Übersetzung lautet der Titel des *Gauß*schen Werkes: Theorie
der Bewegung derjenigen Himmelskörper, die sich um die Sonne in
Kegelschnitten bewegen.

[521] *Légendre*, Nouvelles méthodes pour la détermination des orbites
des comètes.

[522] Theoria combinationis observationum erroribus minimis obnoxiae.
1821.

[523] Nr. 159 und 270.

[524] *C. G. J. Jacobi*, Über die Bildung und die Eigenschaften der
Determinanten und über die Funktionaldeterminanten. Beide Abhandlungen
erschienen 1841 im *Crelle*schen Journal. Sie wurden 1896 als 77. und
78. Bd. von *Ostwalds* Klassikern durch *P. Stäckel* mit Anmerkungen
herausgegeben.

[525] *Laplace*, Théorie capillaire im Anhang zum 10. Buche der
Mécanique céleste. Siehe auch *Gilberts* Annalen XXXIII.

[526] *C. F. Gauß*, Allgemeine Grundlagen einer Theorie der Gestalt
von Flüssigkeiten im Zustande des Gleichgewichts, 1830. In deutscher
Übersetzung herausgegeben von *H. Weber* als 135. Band von *Ostwalds*
Klassikern. Leipzig, W. Engelmann, 1903.

[527] Eine vortreffliche Geschichte der Attraktionstheorie rührt von
*J. Todhunter* her. Siehe Anm. 1 auf S. 244 dieses Bandes.

[528] Mém. de Berlin. 1777. S. 155.

[529] Mémoires de l'académie roy. de Paris 1782. S. 113-196. Die
Abhandlung wurde teilweise in der Mécanique céleste aufgenommen.
Dieser Abschnitt der Mécanique céleste erschien in deutscher
Übersetzung im 19. Bande von *Ostwalds* Klassikern. Leipzig, W.
Engelmann, 1890.

[530] *G. Green*, Ein Versuch, die mathematische Analysis auf die
Theorien der Elektrizität und des Magnetismus anzuwenden. In deutscher
Übersetzung und mit Erläuterungen herausgegeben von *Wangerin* und *v.
Oettingen*. *Ostwalds* Klassiker Nr. 61. Leipzig, W. Engelmann, 1895.

[531] Für Kräfte, die nicht nach dem *Newton*schen Gesetze wirken, hat
man später den Ausdruck Kräftefunktion eingeführt.

[532] Der wichtigste dieser Sätze, der noch heute bei der Anwendung
der Potentialtheorie eine große Rolle spielt, wird der »Satz von
*Green*« genannt. Er findet sich im dritten Abschnitt seiner Abhandlung
entwickelt (*Ostwalds* Klassiker, Bd. 61, S. 24-28) und betrifft den
Fall, daß U und V zwei Funktionen von x, y, z bedeuten, deren Werte für
jeden Punkt im Innern eines Raumes als gegeben angesehen werden können.

Der von *Green* für diesen Fall entdeckte Satz lautet unter der
Annahme, daß die Funktionen von U und V, sowie die ersten Derivierten
von U und V im Innern des betreffenden Raumes endlich und stetig
variabel sind:

  ∭dx · dy · dz · U · δV + ∫dσ · U(dV/dw) =

  ∭dx · dy · dz · VδU + ∫dσ · V(dU/dw)

dV und dU sind die bekannten Abkürzungen für den Ausdruck in der
*Laplace*schen Gleichung, dσ ein Oberflächenelement und dw ein
Linienelement senkrecht zu dσ und nach dem Innern des Körpers gemessen.
Näheres siehe auch *Riemann*-*Hattendorff*, Schwere, Elektrizität und
Magnetismus § 20.

[533] *Ostwalds* Klassiker, Nr. 61, S. 45.

[534] *Ostwalds* Klassiker, Nr. 61, S. 48.

[535] *Ostwalds* Klassiker, Nr. 61, S. 62.

[536] *Grelles* Journal für Mathematik 1850.

[537] Siehe Anmerkung auf S. 302 dieses Bandes.

[538] *C. F. Gauß*, Allgemeine Lehrsätze in Beziehung auf die im
verkehrten Verhältnisse des Quadrates der Entfernung wirkenden
Anziehungs- und Abstoßungskräfte. Als 2. Band von *Ostwalds* Klassikern
der exakten Wissenschaften, herausgegeben von *A. Wangerin*. Leipzig,
Verlag von W. Engelmann, 1902.

[539] *Gauß'* Werke Bd. V. S. 119.

[540] *C. F. Gauß*, Die Intensität der erdmagnetischen Kraft auf
absolutes Maß zurückgeführt. 1832. Als 53. Band von *Ostwalds*
Klassikern der exakten Wissenschaften, herausgegeben von *E. Dorn*.
Leipzig, Verlag von W. Engelmann. 1894.

[541] An Stelle dieser Einheiten traten später nach dem Beschlusse der
Pariser Konferenz vom Jahre 1881 das Zentimeter, das Gramm und die
Sekunde.

[542] Siehe S. 306 dieses Bandes.

[543] *Ostwalds* Klassiker, Nr. 53, S. 27.

[544] *Gauß* Werke. Bd. IV. S. 259. Göttingen 1873.

[545] Siehe Band II, S. 395.

[546] Die betreffendes Abhandlungen von *Lagrange* (1779) und *Gauß*
(1822) wurden durch *A. Wangerin* als 55. Band von *Ostwalds*
Klassikern der exakten Wissenschaften von neuem herausgegeben. Leipzig,
Verlag von W. Engelmann. 1894.

[547] *C. F. Gauß*, Allgemeine Flächentheorie (1827). Deutsch
herausgegeben von *A. Wangerin* als 5. Band von *Ostwalds* Klassikern
der exakten Wissenschaften. Leipzig, W. Engelmann, 1889.

[548] *Ostwalds* Klassiker, Nr. 5, S. 29.

[549] *Ostwalds* Klassiker, Nr. 5, S. 30.

[550] *Ostwalds* Klassiker, Nr. 5, S. 36.

[551] Dieses größte Dreieck, das gemessen wurde, besaß die Winkelpunkte
Brocken, Inselsberg, Hohenhagen. Die Entfernungen dieser Punkte
betragen 106702 m, 84957 m und 69195 m. Die Winkelsumme belief sich auf
180° 0' 14,85''. Der sphärische Exzeß betrug also 14,85''.

Näheres über die trigonometrische Vermessung des Königreichs Hannover
enthält die Schrift »*C. F. Gauß*, Untersuchungen über Gegenstände der
höheren Geodäsie.« Sie wurde als 177. Band von *Ostwalds* Klassikern
neu herausgegeben von *S. Frischauf* (Leipzig, W. Engelmann, 1910).
Nicht die Resultate jener Messung, sondern der Allgemeinwert des
von *Gauß* dabei befolgten Weges rechtfertigt die Neuausgabe jener
Abhandlung.

[552] Es ist nämlich α + γ = 90° = β + δ. Folglich ist α + β + γ + δ =
2 R.

[553] *Sartorius von Waltershausen*, *Gauß* zum Gedächtnis. Leipzig
1856. S. 78.

[554] Die wichtigsten Abhandlungen von *Gauß* sind in folgenden Nummern
von *Ostwalds* Klassikern der exakten Wissenschaften bei W. Engelmann
in Leipzig erschienen: 2, 5, 14, 19, 53, 55, 122, 135, 177.

[555] *Kummer*.

[556] Das graphische Verfahren zur übersichtlichen Darstellung
tellurischer Erscheinungen hat zuerst *Halley* angewandt, als er die
Orte gleicher Deklination verband.

[557] Die betreffende Arbeit *Humboldts* erschien in den Mémoires
de la Société d'Arcueil unter dem Titel: Des lignes isothermes et
de la distribution de la chaleur sur le globe 1817. III. 462 u. f.
Siehe auch die Abhandlung vom Juli 1827 in den Berichten der Berliner
Akademie der Wissenschaften.

[558] 1683-1811.

[559] *Peschel*, Geschichte der Erdkunde 1865. S. 654.

[560] *Buys-Ballot* 1851.

[561] Siehe S. 307 dieses Bandes.

[562] *Bruhns*, *Alexander von Humboldt*. I. S. 67.

[563] *Bruhns*, I. S. 95.

[564] *Bruhns*, I. S. 103.

[565] *Humboldt*, Essai géognostique. Übersetzt von *Leonhardt*. 1823.

[566] *Böttiger*, Literarische Zustände und Zeitgenossen. I. 22.

[567] *A. v. Humboldt*, Versuche über die gereizte Nerven- und
Muskelfaser nebst Vermutungen über den chemischen Prozeß des Lebens in
der Tier- und Pflanzenwelt. 2 Bde. 1797-1799.

Eine poesievolle Darstellung seiner Auffassung von der Lebenskraft gab
von *Humboldt* in Schillers Horen (1795) unter der Überschrift: Die
Lebenskraft oder der rhodische Genius.

[568] In sehr bezeichnender Weise äußert sich diese Stimmung Goethes in
folgenden Versen:

  Basalt, der schwarze Teufelsmoor,
  Aus tiefster Hölle bricht hervor,
  Zerspaltet Fels, Gestein und Erden,
  Omega muß zum Alpha werden:
  Und so wär denn die liebe Welt
  Geognostisch auf den Kopf gestellt.



[569] Festrede bei der Humboldtfeier am 5. Aug. 1844.

[570] Reise in die Äquinoktialgegenden des neuen Kontinents in den
Jahren 1799-1804. Eine deutsche Übersetzung des von *Bonpland* und *von
Humboldt* verfaßten Berichtes erschien 1818-1829 bei J. G. Cotta.

[571] Nach der barometrischen Formel 18096 Pariser Fuß.

[572] Von 1808-1826.

[573] Von 1805-1834. Der Preis des ganzen Werkes betrug 9500 Franken.
Die Kosten der Reise, die *von Humboldt* aus eigenen Mitteln bestritten
hatte, beliefen sich auf etwa 100000 Mark.

[574] Siehe S. 284, sowie *Ostwalds* Klassiker der exakten
Wissenschaften Nr. 42.

[575] Eine genaue Inhaltsangabe des gesamten Werkes, dessen Herausgabe
den Rest des *Humboldt*schen Vermögens verschlang, enthält die große
von *Bruhns* im Verein mit *Dove*, *Peschel*, *Griesebach*, *Carus*
und anderen Gelehrten herausgegebene wissenschaftliche Biographie über
*Alexander von Humboldt*. 3 Bände, Brockhaus 1872. Manche Abschnitte
sind auch in deutscher Übersetzung erschienen, so die Reisebeschreibung
unter Mitwirkung *Humboldts* in 4 Bänden. (Stuttgart 1859-1860.)

[576] Ein von dem russischen Finanzminister im Jahre 1827 gefordertes
Gutachten über die Verwendung des im Ural entdeckten Platins ist die
Veranlassung zu *Humboldts* asiatischer Reise gewesen.

[577] Der Kosmos ist in elf fremde Sprachen übersetzt worden.

[578] *Bruhns.* Bd. II. S. 357.

[579] *Karl Ludwig Willdenow*, Berlin, 1765-1812.

[580] Siehe S. 81 dieses Bandes.

[581] Ideen, S. 2.

[582] Ideen, S. 10.

[583] Ideen, S. 21.

[584] Ideen, S. 15.

[585] Ideen, S. 17.

[586] *Bruhns* (*Grisebach*) III. 248.

[587] Rélation historique I. 600.

[588] Naturgemälde der Tropenländer, S. 58-76.

[589] Naturgemälde, S. 76.

[590] *Bruhns*, III. 236.

[591] Mineralogische Beobachtungen über einige Basalte am Rhein. 1790.

[592] *Cordier*, 1815, Journ. Min. XXXVIII.

[593] Annales de Chimie. 1823.

[594] *Kosmos*, Bd. IV, S. 270.

[595] *Bruhns*, III. S. 184.

[596] Description of a reflective Goniometer. Philos. Transactions
1809.

[597] *Hauy*, Essai d'une théorie sur la structure des cristaux.
Paris 1784.

[598] Siehe auch *Hauy*, Exposition de la structure des cristaux in
den Annales de Chimie 1793 (17. Bd.) S. 225 u. f.

Einige Jahre früher hatte *Hauy* die schwierigen
Kristallisationsverhältnisse, welche der Staurolith darbietet, genauer
beschrieben. Siehe Annales de Chimie. Bd. IV (1790).

[599] *Bernhardi*, Über die Kristallisation des Arsenkieses. *Gehlens*
Journal für die Chemie und Physik. 1807. III.

[600] *Martin Heinrich Klaproth* wurde 1743 in Wernigerode geboren. Er
erlernte die Pharmazie. Seit der Begründung der Berliner Universität
(1810) wirkte er dort als Professor der Chemie. *Klaproth* starb 1817
in Berlin.

[601] *Fuchs* in *Schweiggers* Journal vom Jahre 1815.

[602] Die Metalle, die er in beide Säuren eintreten ließ, waren Kalium,
Natrium, Barium, Blei.

[603] *Mitscherlich*, Über die Kristallisation der Salze. Abhandlungen
der Berliner Akademie 1818/19. *Mitscherlichs* im Jahre 1821
veröffentlichte Untersuchung über das Verhältnis zwischen der
chemischen Zusammensetzung und der Kristallform arseniksaurer und
phosphorsaurer Salze erschien als 94. Band von *Ostwalds* Klassikern
der exakten Wissenschaften. Leipzig 1898.

[604] *Ostwalds* Klassiker Nr. 94. S. 54.

[605] Abhandlungen der Berliner Akademie 1822/23. S. 43 ff.

[606] *G. Rose*, 1837. *Poggendorffs* Annalen XLII.

[607] Abhandlungen der Berliner Akademie von 1822/23.

[608] *A. W. Hofmann*, Ein Jahrhundert chemischer Forschung unter dem
Schirme der Hohenzollern.

[609] *Péligot*, Annales chim. phys. V, 1842 und XII, 1844.

[610] *Arago*, Mémoires de l'Institut de France. 1811.

[611] *Michael Adanson* wurde 1727 in Aix geboren. Er war Mitglied der
Akademie der Wissenschaften in Paris und starb dort 1806.

[612] Er stellte deren nicht weniger als 65 auf.

[613] Geboren 1732 in Württemberg. *Gärtner* bekleidete ein Lehramt
in Tübingen und später in Petersburg. Seit 1770 lebte er wieder
in Württemberg, ganz mit der Abfassung seines wissenschaftlichen
Hauptwerkes beschäftigt. Letzteres erschien 1788-1791 unter dem Titel:
De fructibus et seminibus plantarum. *Gärtner* starb im Jahre 1791.

[614] Nur hin und wieder griff *Gärtner* auf die früheren
Formverhältnisse zurück.

[615] Unter diesem Titel wurde das epochemachende Buch ins Deutsche
übersetzt (durch Dr. *Römer*, Zürich 1815). Der vollständige Titel des
Originales lautet: Théorie élémentaire de la botanique ou exposition
des principes de la classification naturelle et de l'art d'écrire et
d'étudier les végétaux, Paris 1813.

[616] Organographie végétale, Paris 1827. 2 Bände. Eine deutsche
Bearbeitung gab *C. F. Meisner* 1828 heraus. Ihr Titel lautet:
Organographie der Gewächse oder kritische Beschreibung der
Pflanzenorgane. Eine Fortsetzung und Entwicklung der Anfangsgründe der
Botanik und Einleitung zur Pflanzenphysiologie und der Beschreibung der
Familien.

[617] *Sachs*, in seiner Geschichte der Botanik.

[618] So *Gleditsch*: Mém. de l'Académie de Berlin, 1748. S. 60.

[619] *Sprengel*, Geschichte der Botanik II. 249.

[620] *A. Kirchhoff*, Die Idee der Pflanzenmetamorphose bei *Wolff* und
*Goethe*. 1867.

[621] Siehe *Dannemann*, Aus der Werkstatt großer Forscher 1908. S. 227.

[622] Daß *Goethes* umfangreiche, im ganzen als verfehlt zu
betrachtende Farbenlehre (sie umfaßt allein fünf Bände der großen
Weimarer Goetheausgabe) manchen trefflichen Gedanken aufweist,
hat vor einigen Jahren *E. v. Lippmann* gezeigt (Zeitschrift für
Naturwissenschaften, Bd. 74, 1901). Die Hauptschwäche der *Goethe*schen
physikalischen Untersuchungen besteht darin, daß er das experimentelle
und mathematische Rüstzeug des Physikers nicht nur nicht genügend
kannte, sondern es auch allzu gering einschätzte. Von seinem Mißerfolg
ließ sich *Goethe* nicht überzeugen; er betrachtete vielmehr seine
Farbenlehre als sein verdienstvollstes Werk, dem gegenüber er sich »auf
alles, was er als Poet geleistet, nichts einbildete.«

[623] *Goethes* Metamorphosenlehre hat vor kurzem *A. Hansen* in
ihrer Bedeutung und in ihrem Zusammenhange mit den Arbeiten *Wolffs*
gewürdigt. Siehe *A. Hansen*, *Goethes* Metamorphose der Pflanzen.
*Goethe*, Jahrbuch XXVII. Band 1906. S. 207-225 und das unter dem
gleichen Titel erschienene ausführlichere Werk *Hansens*.

[624] Sechs pflanzenphysiologische Abhandlungen von *Thomas Andrew
Knight* (1803-1812); übersetzt und herausgegeben von *H. Ambronn*.
*Ostwalds* Klassiker der exakten Wissenschaften. Band 62. Leipzig, W.
Engelmann, 1895.

[625] Durch *Johnson* im Jahre 1823.

[626] Abhandlung vom Jahre 1811.

[627] Siehe Abschnitt 5 dieses Bandes.

[628] Abhandlung vom Jahre 1812.

[629] Siehe Seite 140 dieses Bandes.

[630] *Ingenhouß*, Versuche mit Pflanzen; übersetzt von *Scherer*, 1786.

[631] Durch *Senebier*.

[632] Eine Würdigung der Verdienste des Arztes und Naturforschers
*Ingenhouß* erfolgte neuerdings durch *J. Wiesner*: *Jan. Ingenhouß.*
Sein Leben und sein Wirken. Wien, 1905.

Nach seiner Promotion zum Doktor der Medizin studierte *Ingenhouß*
Physik und Chemie in Leyden. Er ging also wohl vorbereitet an die große
Aufgabe heran, einen Einblick in den Gasaustausch und die chemischen
Vorgänge der Pflanze zu erlangen.

An Einzelheiten teilt *Wiesner* mit, daß *Ingenhouß* das Deckgläschen
in die mikroskopische Technik eingeführt und zuerst eine Uhrfeder in
Sauerstoff verbrannt habe. Auch der Ersatz der Glaskugel oder Walze
der älteren Elektrisiermaschinen durch eine Glasscheibe wird auf
*Ingenhouß* zurückgeführt.

[633] *Théodore de Saussure*, Recherches chimiques sur la végétation.
Paris 1804. Übersetzt herausgegeben von Dr. *A. Wieler* als 15. und 16.
Band von *Ostwalds* Klassikern.

[634] 1822.

[635] Siehe *Ostwalds* Klassiker Nr. 15 und 16.

[636] Siehe S. 353 dieses Bandes.

[637] Die Übersetzung rührt von *Röper* her (Cottasche Buchhandlung,
1833). Der Titel des Originals lautet: Physiologie végétale, ou
exposition des forces et des fonctions vitales des végétaux par *A. P.
De Candolle*. Paris 1832.

[638] *Decandolle*, Bd. I. S. 421.

[639] Hier kommt besonders *Treviranus* in Betracht, der 1835 eine
Physiologie der Gewächse herausgab.

[640] *Meyen*, Neues System der Pflanzenphysiologie. 1838.

[641] *Buffon*, Histoire naturelle, générale et particulière,
1749-1788.

[642] Histoire naturelle, II, 4.

[643] *Geoffroy Saint-Hilaire* wurde 1772 in der Nähe von Paris
geboren. Er wirkte als Professor der Zoologie am Jardin des Plantes in
Paris und starb dort 1844.

[644] *Cuvier*, Discours sur les révolutions de la surface du globe.
I, 1.

[645] *Cuvier*, Discours sur les révolutions. I, 87.

[646] Leçons d'anatomie comparée. 1805. Übersetzt von *Froriep* und
*Meckel*. 4 Bde. Leipzig 1809.

[647] 1802.

[648] Règne animal. 2. Afl. I, 10.

[649] In der Vorrede zur 1. Auflage d. Règne animal.

[650] »Sur un nouveau rapprochement à établir entre les classes, qui
composent le règne animal«. Annales du Muséum d'histoire naturelle.
Tome XIX. 1812. pag. 73 ff.

[651] *Cuvier*, Règne animal.

[652] *Oken* in der Zeitschrift »Isis«. Jahrgang 1832, Seite 1303.

[653] De generis humani varietate nativa. Göttingen, 1775.

[654] Näheres siehe in *Dannemann*, Aus der Werkstatt großer Forscher.
1908. Seite 251.

[655] Recherches sur les ossements fossiles 1811. Der erste, die
Grundzüge der Katastrophenlehre enthaltende Abschnitt führt darin
die Überschrift Discours préliminaire. In der zweiten Auflage der
Recherches (1821-1824) wird dieser Abschnitt als Discours sur les
révolutions de la surface du globe bezeichnet. Dieser Abschnitt wurde
mehrfach in deutscher Bearbeitung herausgegeben, so z. B. von *C. G.
Giebel* unter dem Titel »Die Erdumwälzungen« von *Georg Cuvier*.

[656] Siehe S. 378 dieses Bandes.

[657] Er starb im Jahre 1852 in Berlin.

[658] Siehe Band II, S. 411 u. f.

[659] Das Werk erschien 1826, während die Erforschung dieser
Inselgruppe durch *Buch* etwa ein Jahrzehnt früher stattfand.

[660] Siehe S. 106 u. f. dieses Bandes.

[661] *Christian Heinrich Pander* (1794-1865) ließ seine Arbeit,
die er auf Anregung seines Lehrers *Döllinger* unternahm, 1817 als
Dissertation erscheinen. Später gab er eine deutsche Bearbeitung
heraus, der 16 musterhaft gestochene Kupfertafeln beigefügt sind.
*Pander* war gleich so vielen hervorragenden Deutschen des 18. und 19.
Jahrhunderts Mitglied der Akademie in Petersburg.

[662] Eine Auswahl aus den Schriften *von Baers* enthält das Buch:
*Remigius Stölzle*, *Karl Ernst von Baers* Schriften. Stuttgart,
Greiner und Pfeiffer. VI. 230 S. Das Buch schildert das Wirken *von
Baers* als Lehrer, Forscher und Philosoph. Die Auswahl ist besonders
seinen »Reden« entnommen. In ihnen behandelt *von Baer* Stoffe aus der
Naturphilosophie, der Anthropologie und der Entwicklungslehre.

Eine Biographie *von Baers* veröffentlichte *Wilhelm Haacke* als
dritten Band der »Klassiker der Naturwissenschaften« (Leipzig,
Th. Thomas, 1905. 175 S.). *Haacke* macht die umfassende
naturwissenschaftliche Weltanschauung *von Baers* zum Hauptgegenstande
seiner Darstellung.

[663] *Von Baer*, De ovi et animalium genesi epistola.

[664] *J. C. Purkinje* (1787-1869), Professor in Breslau. Symbolae ad
ovi avium historiam ante incubationem. 1825.

[665] Erwähnt sei, daß die ersten Beobachtungen über die Furchung
von *Prevost* und *Dumas* 1824 am Froschei gemacht wurden (Ann. des
sciences nat. Bd. 2. S. 110).

[666] S. Bd. IV dieses Werkes.

[667] *Von Baer*, Untersuchungen über die Gefäßverbindungen zwischen
Mutter und Frucht in den Säugetieren. 1828.

[668] *Martin Heinrich Rathke*, Professor der Zoologie in Königsberg
(1793-1860).




Namenverzeichnis.


  A.

  Abel 125, 130-134.

  Adanson 350, 351.

  Aepinus 7, 8, 22, 25, 26.

  d'Alembert 19, 297.

  Amontons 44, 55.

  Ampère 227-235, 236.

  Arago 226, 235, 236, 283, 291, 349.

  Aristoteles 69.


  B.

  Babinet 228.

  v. Baer 99, 114, 391-393.

  Balard 290, 295.

  Beccaria 20.

  Behrens 207, 208.

  Benzenberg 261, 262.

  Bergmann 26, 140, 143, 146, 150-154, 169, 171, 340, 342.

  Berghaus 320.

  Bernoulli, Daniel 48, 301.

  Berthollet 151, 167-173, 175, 282, 284, 387, 294.

  Berzelius 138, 176, 184-188, 294, 295, 342-348.

  Biot 283.

  Black 48-52, 54, 140.

  Blagden 58, 59.

  Blumenbach 68, 322, 383, 384.

  Boerhave 111, 115.

  Bonpland 325.

  Borelli 40, 112.

  Bose 11.

  Boussingault 370.

  Boyle 138, 158, 161, 166, 265, 293.

  Bradley 80.

  Brandes 261.

  Brücke 75.

  v. Buch 286, 323, 337, 338, 388, 389.

  Buffon 376.

  Buys-Ballot 321.


  C.

  Caesalpin 63, 105.

  Camerarius 63, 80-83, 111.

  Camper 384.

  Carlisle 211, 212.

  Carnot 271, 278-280.

  Cassini 252.

  Cavendish 31, 32, 141, 164, 165, 175, 284.

  Celsius 43, 389.

  Charles 282.

  Chladni 258-261.

  Collinson 15, 17.

  Cordier 337.

  Coulomb 27-32, 232, 302, 310.

  Cramer 299.

  Crelle 125.

  Cullen 51.

  Cunaeus 9.

  Cusa 46.

  Cuvier 328, 329, 376-388.


  D.

  Dalton 118, 138, 172, 178-183, 269, 292, 293.

  Ch. Darwin 91.

  E. Darwin 269.

  Davy 13, 169, 173, 174, 212-223, 268, 269, 295.

  Decandolle 67, 353-357, 372-374.

  Delambre 228.

  Dela Rive 221.

  Deluc 48.

  Desargues 122, 123.

  Descartes 15, 122.

  Dillenius 82.

  Döbereiner 290.

  v. Döllinger 391.

  Dove 320, 321.

  Du Fay 7, 8.

  Dürer 119, 120.


  E.

  Ehrenberg 329.

  Erman 209.

  Euler 14, 15, 48, 130, 133, 134, 242, 297.


  F.

  Fahrenheit 39-41, 43, 58.

  Faraday 22, 26, 215, 226.

  Fontana 283.

  Forster 322.

  Foucault 277.

  Fourcroy 174.

  Fourier 131, 136.

  Franklin 7, 10, 14-20, 22.

  Fraunhofer 273, 277.

  Fresnel 276, 277.

  Füchsel 385.

  Fulton 37.


  G.

  Gahn 143.

  Galilei 7, 38.

  Galvani 190-196.

  Gärtner 352.

  Gauß 129, 130, 249, 296-298, 303 bis 318, 321.

  Gay-Lussac 45, 138, 169, 173, 225, 235, 236, 270, 282-291, 295, 320,
  327, 343.

  Gilbert 6.

  Gleditsch 65, 81.

  Gmelin 322.

  Göpel 135.

  Goethe 110, 225, 323-325, 357, 358, 376.

  Gould 46.

  de Graaf 391, 392.

  Gralath 10, 12.

  Green 302, 303-306.

  Grew 66, 77.

  Grey 8, 9.

  Grothuß 215.

  Grummert 13.

  Guericke 6, 8, 10.

  Guglielmini 262.

  Gülcher 239.


  H.

  Hales 53, 66, 71-79, 139, 147, 364.

  von Haller 106, 110-115.

  Halley 38, 39, 254, 320, 321.

  Hamilton 277.

  Harvey 71, 106, 114.

  Hausen 11.

  Hauy 340-343.

  Hawksbee 6, 7, 10.

  Helmholtz 274, 318.

  v. Helmont 139, 155.

  Henry 292.

  J. Herschel 255.

  W. Herschel 241, 247-257, 272, 281.

  Hooke 39.

  A. v. Humboldt 125, 211-213, 257, 284, 286, 307, 308, 319-339, 347,
  388, 389.

  W. v. Humboldt 224.

  Hunter 24.

  Hutton 385.

  Huygens 14, 251, 274.


  J.

  Jacobi 133, 134, 299.

  Ingenhouß 365.

  Joule 267.

  Jungius 63, 106.

  A. L. de Jussieu 67, 351-353.

  B. de Jussieu 67, 351.


  K.

  Kant 246-248, 257.

  Kästner 18.

  Kepler 113.

  Kienmayer 11.

  Kinnersley 16, 17.

  Kirchhoff 118.

  Klaproth 342, 343, 348, 349.

  v. Kleist 9.

  Knight 360-364.

  v. Kobell 342.

  Kölreuter 80, 82-90, 106.


  L.

  Lagrange 130, 299, 301, 302, 313.

  Lambert 44, 45, 46, 247, 313.

  Laplace 54-57, 116, 118, 143, 241 bis 246, 257, 299, 300, 302.

  Lavoisier 21, 52, 54-57, 79, 138, 139, 147, 152, 155-168, 173, 175,
  215, 264, 283, 291, 294, 295.

  Le Monnier 12, 20.

  Ledermüller 91, 92, 102, 103.

  Leeuwenhoek 82, 101, 102.

  Legendre 134, 135, 298.

  Leibniz 110, 299.

  Lejeune-Dirichlet 135-137.

  Lichtenberg 18, 322.

  Lieberkühn 115.

  Liebig 191.

  Linné 60-68, 82, 86, 99, 106, 340, 350, 383.

  Lionardo da Vinci 46.

  Lloyd 277.

  Lobatschefskij 122.

  Lomonossow 48, 117, 118.


  M.

  Magnus 185.

  Malpighi 66, 112.

  Malus 275, 276.

  Mariotte 52, 69, 70, 113, 293.

  v. Marum 12.

  T. Mayer 242.

  R. Mayer 271.

  Mayow 49, 155, 157.

  Meckel 114, 115, 390.

  Melloni 239.

  Mendelejeff 290.

  Messier 254.

  L. Meyer 290.

  Mitscherlich 185, 343-347.

  Moissan 295.

  Monge 119-124.

  Montgolfier 282.

  Müller, Johannes v. 112, 205.

  Musschenbroek 9, 45.


  N.

  Naumann 342.

  Newcomen 33-36.

  Newton 244, 262, 275, 301.

  Nicholson 206, 212.

  Nobili 239.

  Noë 239.


  O.

  Oersted 223-228, 231, 236.

  Ohm 207.

  Olbers 249.


  P.

  Pallas 258.

  Pander 390-393.

  Papin 33-35.

  Pascal 122.

  Peyssonel 99.

  Pfaff 132.

  Piazzi 249, 297.

  Picard 6.

  Pictet 53.

  Planté 210.

  Plücker 128.

  Poisson 302.

  Poncelet 122-124.

  Pouillet 224.

  Priestley 20, 79, 138-143, 146, 147, 155, 158, 160, 163, 165, 168, 213,
  283, 364.

  Proust 175, 176, 178.

  Prout 184.


  R.

  Ramsay 141.

  Rathke 393.

  Ray 63, 99.

  Rayleigh 141.

  Réaumur 21, 41, 103.

  Redi 105.

  Regnault 52.

  Reich 262.

  Reimarus 18.

  Renaldini 38.

  Rey 157.

  Richer 23.

  Richmann 20.

  Richter 118, 176, 177, 187.

  Riemann 136, 137.

  Rieß 208.

  Ritter 206, 207, 209, 210, 212, 213.

  de Romas 20.

  Rose 185, 329.

  Rosenhain 135.

  Rösel von Rosenhof 102, 104.

  Rousseau 227.

  Rumford 13, 265-270.


  S.

  G. Saint-Hilaire 370, 382.

  Th. de Saussure 353, 366-372.

  H. B. de Saussure 31, 46, 47, 320, 321, 335, 366.

  Scheele 138, 139, 143-149, 155, 156, 160, 165, 173, 272, 291, 340.

  Schulze 149.

  Schumacher 312.

  Schwann 108, 392.

  Seebeck 225-227, 235-239.

  Senebier 353.

  Silberschlag 258, 259.

  Spallanzani 89, 101, 105.

  Sprengel 89-98.

  Stahl 53, 138.

  Steiner 122, 125-128.

  Stephenson 37.

  Sturm 131.

  Sulzer 189.

  Swammerdam 102, 105, 115.

  Symmer 15.


  T.

  Thenard 288.

  Trembley 99, 100, 101, 104.

  Treviranus 375.

  van Troostwyk 21.


  V.

  Valenciennes 328, 329.

  Vitruvius 119.

  Volta 195-207, 210, 211.


  W.

  Wall 16.

  Walsh 23, 24.

  Watson 12, 13.

  Watt 36-38, 52, 267.

  E. H. Weber 113.

  W. Weber 233, 307, 311.

  Wedgwood 45.

  Weiß 342.

  Wenzel 118, 176.

  Werner 323, 340, 388.

  Westrumb 174.

  Widmanstätten 261.

  Wilke 22, 23, 48, 49, 199.

  Willdenow 322, 332.

  Wilson 11.

  Winkler 16.

  Wöhler 185, 223.

  Wolf, Christian 39, 70, 71, 106, 117, 118.

  Wolff, K. Fr. 106-110, 114, 115, 357, 358, 390.

  Wollaston 182, 183, 272, 273, 340.

  Wright 246, 247.


  Y.

  Young 22, 273-277.


  Z.

  Zamboni 207, 208.




Verzeichnis der Abbildungen.


  Figur                              |                   aus
  -----------------------------------+-------------------------------------
                                     |
  1. Elektrisiermaschine aus dem     | Gerland und Traumüller, Geschichte
  Jahre 1744                         | der physikalischen
                                     | Experimentierkunst. Leipzig 1899.
                                     | Abb. 319.
                                     |
  2. Watsons Versuch, die            | Philosophical Transactions. 1748.
  Geschwindigkeit der Elektrizität   | Bd. 45.
  zu bestimmen                       |
                                     |
  3. Querschnitt durch den           | Philosoph. Transact. 1773. Bd.
  Zitterrochen                       | 63.
                                     |
  4. Coulombs elektrische Wage       | Ostwalds Klassiker der exakten
                                     | Wissenschaften. Nr. 13. Fig. 1
                                     | bis 5.
                                     |
  5. Coulombs Untersuchung der       | Wüllner, Lehrbuch der
  Torsion                            | Experimentalphysik. Bd. I. 1882.
                                     | Abb. 60.
                                     |
  6. Coulombs Versuch über die       | Wüllner, Lehrbuch der
  Verteilung der Elektrizität        | Experimentalphysik. Bd. IV. 1875.
                                     | Abb. 52.
                                     |
  7. Papins erste Dampfmaschine      | Acta eruditorum 1690.
                                     |
  8. Newcomens Dampfmaschine         | Gehlers Physikalisches Wörterbuch.
                                     | Bd. II. Tab. XIII. Fig. 133.
                                     |
  9. Amontons' Luftthermometer       |
                                     |
  10. Saussures Haarhygrometer       | Ostwalds Klassiker. Nr. 115.
                                     | Fig. 1.
                                     |
  11. Lavoisiers Eiskalorimeter      | Ostwalds Klassiker. Nr. 40.
                                     |
  12. Der Wurzel Ziehen oder Saugen  | Hales, Statik der Gewächse.
                                     | Tab. III. Fig. X.
                                     |
  13. Hales Versuch über das Saugen  | Hales, Statik der Gewächse. Tab.
  eines transpirierenden Zweiges.    | III. Fig. XI.
                                     |
  14. Das Steigen des Pflanzensaftes | Hales, Statik der Gewächse. Tab.
                                     | IV. Fig. XVII.
                                     |
  15. Die Bestimmung des             | Hales, Statik d. Gewächse. Tab.
  Wurzeldruckes                      | IV. Fig. 18.
                                     |
  16. Hales pneumatische Wanne       | Hales, Statik. Tab. IX. Fig. 38.
                                     |
  17. Die Blüte des                  | Sprengel, Das  entdeckte Geheimnis
  Sumpfstorchschnabels               | der Natur.
                                     |
  18. Blüte der Osterluzzei          | Sachs, Lehrbuch der Botanik.
                                     | 4. Aufl. Leipz. 1874. Fig. 489.
                                     |
  19. Die Befruchtung der Salbeiblüte| Ostwalds Klassiker Nr. 48. S. 73.
                                     |
  20. Der Süßwasserpolyp             | Leunis Synopsis. II. Bd. 3. Aufl.
                                     |
  21. Ledermüllers Abbildung von     | Ledermüller, Mikroskopische
  Aufgußtierchen                     | Gemüts- und Augenergötzungen.
                                     | II. Bd. 88. Tafel.
                                     |
  22. Bewegung und Teilung der Amöbe | Rösel von Rosenhof,
                                     | Insektenbelustigungen. III. Teil.
                                     | 101 Taf.
                                     |
  23. Wolffs Abbildung eines Embryos | Aus Wolffs Theoria generationis
                                     | (Ostwalds Klassiker Nr. 85.
                                     | Tafel II. Fig. 5.)
                                     |
  24. Entstehung des Herzens und der | Ostwalds Klassiker Nr. 85. Taf.
  Gliedmaßen                         | II. Fig. 11.
                                     |
  25. Scheele analysiert die Luft    | Aus Scheeles Abhandlung von
                                     | der Luft und dem Feuer.
                                     |
  26. Scheeles Darstellung von       | do.
  Sauerstoff                         |
                                     |
  27. Lavoisiers Analyse der Luft    | Lavoisier, Oeuvres, Tome I. Pl.
                                     | II. Fig. 14.
                                     |
  28. Lavoisiers Analyse der Luft    | Lavoisier, Oeuvres, Tome I. Pl.
                                     | IV. Fig. 2.
                                     |
  29. Die Verbrennung von Phosphor   | Lavoisier, Oeuvres, Tome I. Pl.
                                     | IV. Fig. 3.
                                     |
  30. Galvanis Versuche mit          | Aus dem 52. Bande von Ostwalds
  Froschschenkeln                    | Klassikern der exakten
                                     | Wissenschaften.
                                     |
  31. Physiologischer Nachweis der   | do.
  galvanischen Elektrizität          |
                                     |
  32. Voltas Kondensator             | Wüllners Lehrbuch der
                                     | Experimentalphysik. 3. Aufl. IV.
                                     | Bd. Fig. 70.
                                     |
  33. Voltas Elektrophor             | ebendort Fig. 67.
                                     |
  34. Voltas erste Säule             | Philos. Transact. 1800. Pl.
                                     | XVII.
                                     |
  35. Voltas zweiteilige Säule       | do.
                                     |
  36. Voltas Becherapparat           | do.
                                     |
  37. Das Säulenelektroskop          | Rieß, Die Lehre von der
                                     | Reibungselektrizität. Bd. I,
                                     | S. 18.
                                     |
  38. Zambonis Trockensäule          | Gilberts Annalen von 1815. Bd. 49.
                                     |
  39. Seebecks Nachweis des          | Ostwalds Klassiker. Nr. 63. Fig 7.
  magnetischen Feldes                |
                                     |
  40. Seebecks Nachweis der          | Ostwalds Klassiker. Nr. 63. Abb. 22.
  magnetischen Kraftlinien           |
                                     |
  41. Ampères beweglicher            | Ampère und Babinet, Darstellung
  Stromleiter                        | der neuen Entdeckungen über
                                     | die Elektrizität und den
                                     | Magnetismus. Tafel I. Fig. 2.
                                     |
  42. Ampères Vorrichtung zum        | Ampère und Babinet, Tafel I.
  Aufhängen seines beweglichen       | Fig. 3.
  Stromleiters                       |
                                     |
  43. Ampères Nachweis, daß sich ein | Ampère und Babinet, Tafel I.
  Stromleiter senkrecht zur          | Fig. 12.
  Inklinationsnadel einstellt        |
                                     |
  44. Ampères vom Einfluß des        | Ampère und Babinet, Tafel I.
  Erdmagnetismus befreites Solenoid  | Fig. 29.
                                     |
  45. Ampères astatische Magnetnadel | Ampère und Babinet, Tafel I.
                                     | Fig. 14.
                                     |
  46. Die Entdeckung der             | Ostwalds Klassiker. Nr. 70. Abb. 1.
  Thermoelektrizität                 |
                                     |
  47. Seebecks Thermoelement         | Ostwalds Klassiker. Nr. 70. Abb. 4.
                                     |
  48. Schema des von Herschel        |
  konstruierten Spiegelteleskops     |
                                     |
  49. Herschels vierzigfüßiger       | Philosophical Transactions. 1795.
  Reflektor                          | II. Tab. XXIV.
                                     |
  50. Herschels Abbildung eines      | W. Herschel, Über den Bau des
  Nebelflecks                        | Himmels. Tafel I. Fig. 2.
                                     |
  51. Herschels Ableitung der Gestalt| W. Herschel, Über den Bau des
  der Milchstraße                    | Himmels. Tafel II. Fig. 16.
                                     |
  52. Rumfords Versuch  über         | Philosophical Transactions. 1798.
  Wärmeerzeugung durch Reibung       |
                                     |
  53. Teileinrichtung zu Rumfords    | Philosophical Transactions. 1798.
  Versuch                            |
                                     |
  54. Gay-Lussacs Versuch zur        | Mach, die Prinzipien der Wärmelehre.
  Thermodynamik der Gase.            | Abb. 66.
                                     |
  55. Zur Erläuterung des            | Ostwalds Klassiker. Nr. 37. Abb. 1.
  Kreisprozesses                     |
                                     |
  56. Gay-Lussacs Apparat zur        | Ostwalds Klassiker. Nr. 44. Abb. 3.
  Bestimmung des                     |
  Ausdehnungskoeffizienten der Gase  |
                                     |
  57. Das von Gauß zum Messen der    | Wüllner, Lehrbuch der
  erdmagnetischen Kraft erfundene    | Experimentalphysik. Bd. IV. (1875).
  Magnetometer                       | S. 36.
                                     |
  58. Das dem Heliotrop von Gauß     | Hunaeus, Die geometrischen
  zugrunde liegende Gesetz           | Instrumente. Fig. 129.
                                     |
  59. Hauys Ableitung des            | Hauy, Traité de minéralogie. V.
  Rhombendodekaeders                 | Pl. VIII.
                                     |
  60. Hauys Ableitung des            | Hauy, Traité de minéralogie. V.
  Pentagondodekaeders                | Pl. VIII.




Die Naturwissenschaften in ihrer Entwicklung und in ihrem Zusammenhange

dargestellt von =Friedrich Dannemann=.


Erster Band:

Von den Anfängen bis zum Wiederaufleben der Wissenschaften.

Mit 50 Abbildungen im Text und einem Bildnis von Aristoteles.

Leipzig, Verlag von Wilhelm Engelmann 1910.

_24 Bogen gr. 8°._

_Preis geheftet =Mk. 9=, in Leinen gebunden =Mk. 10=._


Zweiter Band:

Von Galilei bis zur Mitte des 18. Jahrhunderts.

Mit 116 Abbildungen im Text und einem Bildnis von Galilei.

Leipzig, Verlag von Wilhelm Engelmann 1911.

_27 Bogen gr. 8°._

_Preis geheftet =Mk. 10=, in Leinen gebunden =Mk. 11=._


Die vier Bände des Werkes sind einzeln käuflich. Jeder Band bildet ein
in sich abgeschlossenes Ganzes.


Inhalt des ersten Bandes.

                                                                      Seite

  1. In Asien und in Ägypten entstehen die Anfänge der Wissenschaften     1

  2. Die Weiterentwicklung der Wissenschaften bei den Griechen bis zum
  Zeitalter des Aristoteles                                              51

  3. Aristoteles und seine Zeit                                          81

  4. Archimedes                                                         118

  5. Die erste Blüte der alexandrinischen Schule                        130

  6. Die Naturwissenschaften bei den Römern                             164

  7. Die zweite Blütezeit der alexandrinischen Schule                   188

  8. Der Verfall der Wissenschaften zu Beginn des Mittelalters          213

  9. Das arabische Zeitalter                                            223

  10. Die Wissenschaften unter dem Einfluß der christlich-germanischen
  Kultur                                                                258

  11. Der Beginn des Wiederauflebens der Wissenschaften                 288

  12. Die Begründung des heliozentrischen Weltsystems durch Koppernikus 315

  13. Die ersten Ansätze zur Neubegründung der experimentellen und der
  anorganischen Naturwissenschaften                                     328

  14. Die ersten Ansätze zur Neubegründung der organischen
  Naturwissenschaften                                                   348


Inhalt des zweiten Bandes.

                                                                      Seite

  1. Altertum und Neuzeit                                                 1

  2. Die Erfindung der optischen Instrumente                              7

  3. Galileis grundlegende Schöpfungen                                   15

  4. Die Ausbreitung der induktiven Forschungsweise                      71

  5. Die Astronomie im Zeitalter Tychos und Keplers                     101

  6. Die Förderung der Naturwissenschaften durch die Fortschritte der
  Mathematik                                                            136

  7. Der Ausbau der Physik der flüssigen und der gasförmigen Körper     155

  8. Die Iatrochemie und die Begründung der Chemie als Wissenschaft
  durch Boyle                                                           180

  9. Der Ausbau der Botanik und der Zoologie nach dem Wiederaufleben
  der Wissenschaften                                                    194

  10. Die Begründung der großen wissenschaftlichen Akademien            206

  11. Newton                                                            215

  12. Huygens und die übrigen Zeitgenossen Newtons                      244

  13. Unter dem Einfluß der chemisch-physikalischen Forschung entstehen
  die Grundlagen der neueren Mineralogie und Geologie                   297

  14. Das Emporblühen der Anatomie und der Physiologie                  313

  15. Die ersten Ergebnisse der mikroskopischen Erforschung der niederen
  Tiere                                                                 322

  16. Die Begründung der Pflanzenanatomie und der Lehre von der
  Sexualität der Pflanzen                                               340

  17. Der Ausbau der Mechanik, Akustik und Optik im achtzehnten
  Jahrhundert                                                           353

  18. Die Fortschritte der Astronomie nach der Begründung der
  Gravitationsmechanik                                                  386

  19. Mineralogie und Geologie im 18. Jahrhundert                       399


Auszüge aus den Besprechungen des ersten und zweiten Bandes.

Der Verfasser, längst schon rühmlichst bekannt durch seine Schriften
»Aus der Werkstatt großer Forscher« und »Die Entwicklung der
Naturwissenschaften«, hat sich durch die vorliegende erweiterte
Neuausgabe des letzteren Buches (die im Ganzen auf vier Bände
berechnet ist) ein nicht genug anzuerkennendes Verdienst erworben,
denn er bringt in gänzlich unparteiischer Weise das Wichtigste aus
allen Gebieten naturwissenschaftlichen Wissens, und zwar so, daß es
nicht nur das Interesse des Historikers von Fach erweckt, sondern die
Teilnahme jedes naturhistorisch Gebildeten. Auf Einzelheiten kann an
dieser Stelle nicht eingegangen werden, und das bloße Aufzählen der
Kapitel-Überschriften würde ermüdend wirken, ohne einen zureichenden
Begriff vom Inhalte zu gewähren. Es genüge also, auf dessen
unerschöpflichen Reichtum hinzuweisen und das neue Werk ganz besonders
auch den Chemikern zu empfehlen, für die es eine Fülle von Belehrung
und Anregung birgt. --

                    (Edmund O. von Lippmann in der Chemikerzeitung Nr.
                    32. 1911).

Aus diesen ganz kurzen Inhaltsangaben geht ohne weiteres hervor, daß
wir es hier mit einem Werke zu tun haben, das die Naturwissenschaften
als Ganzes in ihrem Werdegange verfolgt. Dieser Versuch, in einem Werke
von verhältnismäßig geringem Umfang alles, auch für jemand, der nicht
selbst auf dem Gebiet arbeitet, sondern sich im allgemeinen darüber
unterrichten will, lesbar zusammenzufassen, ist sehr zu begrüßen.
Denn wie der Verfasser in der Einleitung zum ersten Band hervorhebt,
erhalten die zahllosen Einzelergebnisse der Forschung erst im
Gesamtbild ihren vollen Wert. --

                    (C. Matschoß in der Zeitschrift des Vereins
                    deutscher Ingenieure Nr. 13. 1911).

In kürzester Frist ist dem ersten Bande dieses ausgezeichneten Werkes
der zweite gefolgt. Man weiß nicht, was man mehr bewundern soll,
die überraschende Belesenheit des Autors oder seine Gabe, selbst
die schwierigsten Probleme wissenschaftlicher Forschung nicht nur
dem Kenner, sondern auch dem interessierten Laien leichtfaßlich
in ernst-vornehmer Form vorzutragen. Ein Vorzug dieses zweiten
Bandes gegenüber dem ersten liegt in der größeren Beigabe von guten
Abbildungen.

                    (Pharmazeutische Zeitung Nr. 13. 1911.)

Besonders dankenswert erscheint, wie *Dannemann* in allen diesen
Wissenschaften die verbindenden großen Gedanken herauszuschälen
weiß, die im hohen Maße geeignet sind, die Vertreter der einzelnen
naturwissenschaftlichen Disziplinen vor Einseitigkeit zu bewahren. Es
handelt sich hier aber nicht um ein Werk für den Fachmann allein, jeder
gebildete Mensch wird daraus reiche Anregung schöpfen.

                    (Ärztliche Rundschau XX. Jahrgang Nr. 47. 1910.)

Dem Techniker, dem Lehrer, dem Arzte, jedem, der sich lebhafter
für Naturwissenschaften interessiert, vor allem also auch unseren
Studierenden, dürfte das Buch eine unerschöpfliche Quelle des Genusses
und der Anregung sein. Einen ganz besonderen Wert besitzt das Werk
dadurch, daß es gewissermaßen den Rahmen für *Ostwalds* Klassiker der
exakten Wissenschaften (jetzt 173 Bände) abgibt und so die Beziehungen
aufweist, durch welche die einzelnen Gebiete sich gegenseitig
beeinflußt haben.

Für die Hebung der Kultur unseres Volkes kann dieses Buch, das die
Wissenschaft und ihre Erfolge als etwas Werdendes vorstellt, von
größtem Nutzen sein, da es die Erfolge fortschrittlichen Denkens
gegenüber den Schwächen dogmatischer Gesinnung aufs deutlichste
vergegenwärtigt.

                    (Prometheus, XXII. Jahrgang. 26. Nov. 1910.)

Das erfolgreiche Bestreben des Verfs., stets nur die für den
Fortschritt der Wissenschaften wirklich bedeutungsvollen Ereignisse
zu berücksichtigen und die Entwicklung der Naturwissenschaften in
ihren Beziehungen zu den übrigen Wissenschaften, insbesondere zur
Philosophie, Mathematik und Technik darzustellen, gereicht dem Werke zu
besonderem Vorteil und macht es dienlich für jeden, der sich für die
Naturwissenschaften interessiert.

                    (W. May im Zoologischen Zentralblatt 18. Jahrgang
                    Nr. 110.)

Wenn die weiteren Bände (bei denen die Schwierigkeiten der Darstellung
natürlich steigen, je mehr die Schilderung sich unserer Zeit nähert,
wo der Stoff fast unübersehbar anschwillt) das halten, was der erste
verspricht, so wird uns D. ein Werk schenken, das einzigartig dasteht.

                    (Literarisches Zentralblatt für Deutschland Nr. 44.
                    1910.)

Des Verfassers Grundriß einer Geschichte der Naturwissenschaften
hat in zweiter Auflage *G. W. A. Kahlbaum* (I, 160 u. III, 75)
in anerkennendster Weise besprochen und zugleich die Gefühle
ausgesprochen, die angesichts der Erfolge dieses Werkes jeden
Historiker der Naturwissenschaften beseelen müssen. Aus den
gleichen Gründen begrüßen wir es heute freudigst, daß unser
Gesellschaftsmitglied und Mitarbeiter den zweiten Teil dieses Buches zu
einem vierbändigen Werke ausgestalten will und davon bereits den ersten
Band vorzulegen vermag.

                    (H. Stadler in den Mitteilungen zur Geschichte der
                    Medizin und der Naturwissenschaften Bd. X. 2. Heft.)

Der soeben erschienene 2. Band dieses großen Werkes behandelt die Zeit
von Galilei bis zur Mitte des 18. Jahrhunderts, also jene Epoche, in
welcher die Grundlagen der neueren Naturwissenschaft gelegt wurden.
Auch in diesem Bande hat sich der Verfasser mit Erfolg bemüht, eine
Darstellung zu schaffen, die nicht nur dem Historiker dient, sondern
für jeden anregend ist, der sich überhaupt für die Naturwissenschaften
interessiert.

                    (Kölnische Zeitung 20. Februar 1911.)

Der Verfasser sagt zu wenig von sich, wenn er seine Arbeit als
Ergänzung zu *Ostwalds* großem Unternehmen einschätzt; sie hat
einen ganz eminenten Eigenwert; sie zeigt zum ersten Male in
zusammenfassender Weise den Arbeitsanteil einzelner Völkergruppen
an der Ausbildung einer Wissenschaft, die, mehr als jede andere,
unmittelbar zurückstrahlt auf die Gesamtkultur. Und dieser eigenartige
Zusammenhang ist es, den der Verfasser mit Erfolg und bedeutender
Sachkenntnis herausgehoben hat. So steckt er seinem Werk ein großes
und weites Ziel. Ganz überraschende Schlaglichter fallen da auf die
einzelnen Gebiete, die, in getrennter Einzeldarstellung, nie so
plastisch herausgearbeitet werden konnten.

Jeder Historiker wird sich dieses Werk aneignen müssen. Und abgesehen
vom Fachmann sollte jeder, der sich für Kulturprobleme interessiert,
sei er nun Lehrer, Student, Techniker, Arzt -- jeder Gebildete
überhaupt -- sollte sich vom Verfasser in diese großen Zusammenhänge
hineinführen lassen; denn erst in ihren Zusammenhängen wird uns das
Wesen und die Wirkung einer Wissenschaft verständlich.

                    (Badische Schulzeitung 21. Januar 1911.)

Jeder Lehrer, dem daran gelegen ist, der wichtigen Forderung
(Hineinziehung des geschichtlichen Elements in den
exaktwissenschaftlichen Unterricht) gerecht zu werden, wird daher
mit Freuden das Erscheinen eines neuen Werkes von *Dannemann*
begrüßen, das dazu bestimmt ist, ein ausführliches Gesamtbild von dem
Entwicklungsgange aller naturwissenschaftlichen Disziplinen im engen
Zusammenhange mit der Mathematik und mit der allgemeinen Geschichte zu
geben.

Ähnlich wie *Cantors* Vorlesungen über Geschichte der Mathematik
ein »standard work« allerersten Ranges bleiben werden, so wird
auch *Dannemanns* Werk von bleibendem Wert sein, das für den
Geschichtsforscher wie für den Mediziner, für den Lehrer wie für den
Techniker großen Nutzen haben und dessen Lektüre für jeden, der sich
für die Naturwissenschaften interessiert, eine Quelle hohen Genusses
bilden wird.

                    (Monatsschrift für höhere Schulen, 6. Heft 1911.)


Dr. Fr. Dannemann,

Aus der Werkstatt großer Forscher.

Allgemeinverständliche erläuterte Abschnitte aus den Werken
hervorragender Naturforscher aller Völker und Zeiten.

3. Aufl., geb. =6,80 Mk.=

Aus den Besprechungen der ersten Auflage.

Der Leser gewinnt hierdurch *ein klares und anschauliches Bild nicht
allein von der Bedeutung der Leistung des betreffenden Forschers,
sondern auch von der Eigenart seiner Geistesarbeit und seiner
Darstellungsweise und kann so die Entwicklung der Gesamtwissenschaft,
wenn auch nur skizzenhaft, in objektiver Form verfolgen*.

                    (Naturwissensch. Rundschau 1897. Nr. 26.)

*Daß die Bekanntschaft mit den Quellen auch die reiferen Schüler nach
jeder Richtung hin fördert und anregt, ist... anerkannt; demgemäß hat
man eine Reihe von Hilfsmitteln solcher Art bereits in den Dienst der
höheren Schule gestellt.* Dem Verf. vorliegenden Werkes ist es hoch
anzurechnen, daß er eine solche, bis *dahin fehlende Quellensammlung
aus dem Gesamtgebiet der Naturwissenschaften* veranstaltet und damit
auch dem naturwissenschaftlichen Lehrer ein treffliches Anregungsmittel
geboten hat.

                    (Literarisches Zentralblatt 1896. Nr. 41.)

Let us hope the English language will soon possess a like work.

                    (Pharmaceutical Review 1896. Nr. 12.)

The choice of material is excellent and too much has been offered in
no case, the collection is as admirable for what it omits as for what
it includes.

                    (Journal of Physical Chemistry Nr. 3. 1896.)

*Den Schülerbibliotheken sei die Anschaffung des Grundrisses in
zahlreichen Exemplaren besonders empfohlen*, um diese beim Unterricht
unter möglichst viele Schüler verteilen zu können. Ebenso wird das Buch
zu Prämien nützlichste Verwendung finden.

                    (Jahresberichte üb. d. höhere Schulwesen. XI.
                    Jahrg.)

Auch erfolgten Empfehlungen seitens höherer Schulbehörden wie des
Großherzoglich Badischen Oberschulrates, der Königl. Württemb.
Kultusministerial-Abteilung und des k. k. österr. Kultusministeriums.


Inhalt.

  1. Aristoteles begründet die Zoologie.
  2. Theophrast begründet die Botanik.
  3. Archimedes entwickelt die Prinzipien der Mechanik.
  4. Des Archimedes Sandesrechnung.
  5. Die Begründung der Mechanik der Gase und Dämpfe.
  6. Die naturwissenschaftlichen Kenntnisse des Altertums werden von
     Plinius gesammelt.
  7. Die Naturwissenschaften im Mittelalter.
  8. Die Aufstellung des heliozentrischen Weltsystems.
  9. Die Ausbreitung der Koppernikanischen Lehre durch Galilei.
  10. Die Entdeckung der Jupitermonde und der Saturnringe.
  11. Galilei als Begründer der Dynamik.
  12. Der weitere Ausbau der Astronomie durch Kepler.
  13. Kepler begründet die neuere Optik.
  14. Gilbert erforscht die Natur des Magneten. 1600.
  15. Bacons Eintreten für die induktive Forschungsweise. 1620.
  16. Pascal entdeckt die Abhängigkeit des Barometerstandes von der Höhe
      des Ortes. 1648.
  17. Die Erfindung der Luftpumpe.
  18. Newton erforscht die Natur des Sonnenlichtes. 1670.
  19. Newton entdeckt das Gravitationsgesetz. 1682.
  20. Newton entwickelt die Prinzipien der Naturlehre.
  21. Das Licht wird von Huygens für eine Wellenbewegung des Äthers
      erklärt. 1678.
  22. Die Entdeckung des Mariotteschen Gesetzes.
  23. Das Auftauchen der ersten klaren Vorstellungen über die Verbrennung
      und die Atmung.
  24. Swammerdam zergliedert die Insekten.
  25. Die Begründung der Pflanzenphysiologie.
  26. Celsius führt die hundertteilige Thermometerskala ein.
  27. Die Lehre von der Sexualität der Pflanzen.
  28. Das künstliche Pflanzensystem Linnés.
  29. Die Polypen werden als tierische Organismen erkannt.
  30. Kant erklärt den Ursprung des Weltgebäudes. 1755.
  31. Laplace entwickelt ähnliche Ansichten über den Ursprung des
      Weltgebäudes wie Kant. Kant-Laplacesche Hypothese. 1796.
  32. Herschel begründet die Astronomie der Fixsterne.
  33. Die Meteore werden als kosmische Massen erkannt. 1794.
  34. Die Wellentheorie findet einen hervorragenden Verfechter. 1760.
  35. Die photometrischen Grundbegriffe.
  36. Die Erfindung des Blitzableiters. 1753.
  37. Die Entdeckung der elektrischen Influenz und der Pyroelektrizität.
      1758.
  38. Scheele entdeckt den Sauerstoff und analysiert die atmosphärische
      Luft. 1773.
  39. Lavoisier erklärt die Verbrennungserscheinungen. 1774.
  40. Die Erfindung des Eiskalorimeters und die Bestimmung von spezifischen
      Wärmen und Verbrennungswärmen mittelst desselben. 1780.
  41. a) Die Entdeckung der galvanischen Elektrizität.
      b) Volta, Über die Elektrizität, welche durch die bloße Berührung
         verschiedenartiger leitender Stoffe hervorgerufen wird.
  42. Die Botanik unter dem Einflusse der Metamorphosenlehre.
  43. Die Begründung der Blütenbiologie.
  44. Saussure begründet die Ernährungsphysiologie der Pflanzen. 1800.
  45. Das Menschengeschlecht wird in fünf Rassen eingeteilt.
  46. Cuvier begründet durch Verschmelzung der Zoologie mit der
      vergleichenden Anatomie ein natürliches System. 1812.
  47. Die Aufstellung der atomistischen Hypothese. 1808.
  48. Gay-Lussac entdeckt das Volumgesetz. 1808.
  49. Das von Courtois (1811) entdeckte Jod wird von Gay-Lussac eingehend
      untersucht.
  50. Die Entdeckung von Natrium und Kalium. 1807.
  51. Die Entdeckung des Aluminiums. 1827.
  52. Cuviers Katastrophentheorie. 1812.
  53. Lyell begründet die neuere Richtung der Geologie. 1830.
  54. Die Entdeckung des Elektromagnetismus. 1820.
  55. Die Entdeckung der galvanischen und der magnetischen Induktion. 1832.
  56. Es werden die experimentellen Grundlagen für eine elektromagnetische
      Theorie des Lichtes gewonnen.
  57. Die Entdeckung des Diamagnetismus.
  58. Die Erfindung der Photographie.
  59. Die Physiologie erhält durch Johannes Müller eine wissenschaftliche
      Grundlage.
  60. Die Zelle wird als das Elementarorgan des tierischen und pflanzlichen
      Organismus erkannt. 1839.
  61. Die Physiologie wendet sich gegen die Annahme einer besonderen
      Lebenskraft.
  62. Liebig beantwortet die Frage nach der Ernährung der Pflanzen. 1840.
  63. Die Kryptogamenkunde wird durch wichtige Beobachtungen über die
      Fortpflanzung der Algen bereichert.
  64. Darwin erklärt die Entstehung der Koralleninseln.
  65. Carnot entwickelt eine Theorie der Dampfmaschine. 1824.
  66. Die erste Bestimmung der Entfernung eines Fixsterns. 1838.
  67. Das Dopplersche Prinzip. 1842.
  68. Das Prinzip von der Erhaltung der Kraft.
  69. Die Entdeckung des Ozons. 1840.
  70. Der rote Phosphor wird als eine Modifikation des Elementes Phosphor
      erkannt. 1850.
  71. Alexander von Humboldt vereinigt die Summe des Naturwissens seiner
      Zeit zu einem Gesamtbilde. 1845.
  72. Kirchhoff und Bunsen schaffen die Spektralanalyse.
  73. Pasteur weist nach, daß auch die niedrigsten Organismen aus Keimen
      und nicht durch Urzeugung entstehen. 1860.
  74. Das Protoplasma wird als die Grundlage des organischen Lebens
      erkannt.
  75. Hertz erforscht die Beziehungen zwischen dem Licht und der
      Elektrizität.


Nachdem wir beim Erscheinen der *dritten Auflage* des Werkes:
*Dannemann*, Grundriß einer Geschichte der Naturwissenschaften den
Preis für den I. Band:

+Aus der Werkstatt großer Forscher+

auf =6 Mk.= herabgesetzt haben, offerieren wir den II. Band

Die Entwicklung der Naturwissenschaften

zu dem gleichfalls herabgesetzten Preise von =8 Mk.= Beide Bände
zusammen sind für =12,50 Mk.= (gebunden für =14,50 Mk.=) zu beziehen.


Von demselben Verfasser erschienen ferner:

  +=Otto von Guerickes neue »Magdeburgische« Versuche über den leeren
     Raum=+ (Ostwalds Klassiker der exakten Wissenschaften Nr. 59). Mit
     15 Textfiguren. Leipzig, 1894. Verlag von *Wilhelm Engelmann*.
     Geb. M. 2.--.

  +=Leitfaden für den Unterricht im chemischen Laboratorium.=+ Vierte
     Auflage. 1909. *Hahn*sche Buchhandlung in Hannover und Leipzig.
     (Als Vorwort diene des Verfassers Abhandlung »Über die Bedeutung,
     Einrichtung und Leitung praktischer Übungen im Laboratorium.«
     *Fries* und *Meyer*, Lehrproben und Lehrgänge. Heft XXXV.) M. 1.80.

  +=Der naturwissenschaftliche Unterricht auf praktisch-heuristischer
     Grundlage.=+ brosch. M. 6.--. Dasselbe gebunden M. 6.80.
     *Hahn*sche Buchhandlung in Hannover und Leipzig. 1907.

  +=Naturlehre für höhere Lehranstalten, auf Schülerübungen
     gegründet.=+ 2 Teile. *Hahn*sche Buchhandlung in Hannover und
     Leipzig. 1908. geb. M. 6.40.

  Die »Naturlehre« ist nach den Gesichtspunkten verfaßt, die
     in dem Buche »=Der naturwissenschaftliche Unterricht auf
     praktisch-heuristischer Grundlage=« entwickelt wurden. Sie ist
     der erste Versuch, den Unterrichtsstoff =mit grundlegenden
     Schülerübungen in engste Verbindung zu setzen=. Der erste Teil
     enthält den Lehrstoff für Chemie und Mineralogie; zwei kurze
     Abschnitte bringen das Wichtigste aus der Geologie und eine
     Anleitung zu pflanzenphysiologischen Versuchen. Der zweite Teil
     bringt die Physik.

  +=Quellenbuch zur Geschichte der Naturwissenschaften in
     Deutschland.=+ (Deutsche Schulausgaben Nr. 39.) 158 Seiten. Geb.
     M. 1.20. Verlag von *L. Ehlermann* in Dresden.


Bei der Transkription vorgenommene Änderungen und weitere Anmerkungen:

In "Die Bestäubung der weiblichen Misteln, sie mögen nun mit den
männlichen auf einem Baume stehen oder in großer Entfernung auf anderen
Bäumen wachsen" stand "wirklichen" statt "weiblichen".

Im Abschnitt "*Gauß* gebührt indessen außer der selbständigen und seinen
eigenen Angaben nach viel früheren Entdeckung das Verdienst, daß er es
war, der diese Methode in einem fundamentalen Werke wissenschaftlich
begründete und die Begriffe schuf, auf denen alle neueren Arbeiten über
diese Methode beruhen." fehlte ein Verweis auf die Fußnote "Theoria
combinationis observationum erroribus minimis obnoxiae. 1821.". Dieser
wurde nach "fundamentalen Werke" eingefügt.

Im Absatz "*Ampère* zeigte darauf, daß infolgedessen der Leiter, wenn
nur der Erdmagnetismus auf ihn wirkt, eine Stellung einnimmt, in
welcher seine Ebene den magnetischen Meridian senkrecht schneidet[378].
Diese Entdeckung erregte ein Aufsehen wie wenig andere[379]. *Ampère*
beschreibt sie mit folgenden Worten: »Hängt man in der in Abbildung
41 dargestellten Weise einen beweglichen Leiter auf, ohne daß in der
Nähe dieses Leiters ein anderer Teil des Stromkreises sich befindet.
(Wir müssen uns also in der Abbildung 41 das Drahtstück CILB, das
auf den beweglichen Bügel einen richtenden Einfluß ausübt, entfernt
denken), verbindet man hierauf die Kapseln C und Z mit den Polen der
galvanischen Batterie, so sieht man den Bügel sich drehen, bis seine
Ebene zu derjenigen des magnetischen Meridians NS senkrecht steht
und der Strom in dem unteren Teil des Leiters, also in FG, von Ost
nach West gerichtet ist, das Südende der Magnetnadel also zur Linken
liegt.« Ließ *Ampère* den Strom in umgekehrter Richtung durch den
Bügel gehen, so drehte sich dieser um einen Halbkreis zurück, um
endlich nach einigen Schwingungen sich wieder senkrecht zur Richtung
NS einzustellen." fehlte das Anführungszeichen, welches das Zitat
abschließt. Nach Sinn- und Textzusammenhang wurde dieses hinter
"liegt." eingefügt.

Der Name "Légendre/Legendre" ist uneinheitlich geschrieben, es handelt
sich aber offenbar nicht um Satzfehler, daher wurde die uneinheitliche
Schreibweise beibehalten.

Der Name "Stephen Grey" ist konsistent (falsch) als "Grey" geschrieben.

In "Meine
naturwissenschaftlichen Arbeiten", schrieb *Goethe* damals, "sind
durch *Humboldt* aus ihrem Winterschlafe geweckt worden". fehlten die
Anführungszeichen für das wörtliche Zitat.

Der mit "Daraus folgt," beginnende Satz in Fußnote 98 ist auch im
Original unvollständig.