Die Naturwissenschaften in ihrer Entwicklung und in ihrem Zusammenhange_ III. Band (German) Friedrich Dannemann 754 downloads.pdf

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ihrer Entwicklung und in ihrem Zusammenhange, III. Band
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Title: Die Naturwissenschaften in ihrer Entwicklung und in ihrem
Zusammenhange, III. Band

Author: Friedrich Dannemann

Release date: September 22, 2018 [eBook #57952]

Language: German

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*** START OF THE PROJECT GUTENBERG EBOOK DIE
NATURWISSENSCHAFTEN IN IHRER ENTWICKLUNG UND IN
IHREM ZUSAMMENHANGE, III. BAND ***

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

C. F. Gauß

(Nach einer Büste von G. Eberlein.)

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 6
Elektrizitätslehre
3. Praktische und theoretische Fortschritte auf dem Gebiete der 33
Wärmelehre
4. Die Naturbeschreibung unter der Herrschaft des künstlichen 60
Systems
5. Die Ausdehnung der physikalischen Methoden auf das Gebiet der 69
Pflanzenphysiologie
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 116
Naturwissenschaften
9. Die wissenschaftliche Chemie von ihrer Begründung durch Boyle 138
bis zu ihrer Erneuerung durch Lavoisier
10. Der Eintritt der Chemie in das Zeitalter der quantitativen 155
Untersuchungsweise
11. Die Aufstellung der atomistischen Hypothese und ihre 175
experimentelle Begründung
12. Die Entdeckung der galvanischen Elektrizität 189
13. Die Begründung der Elektrochemie 211
14. Die Erforschung der elektromagnetischen und der 223
elektrodynamischen Grunderscheinungen
15. Die Entdeckung der Thermoelektrizität 237
16. Der insbesondere durch Laplace und Herschel bewirkte 241
Aufschwung der Astronomie
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 296
Naturwissenschaften
21. Die Begründung der physikalischen Erdkunde 319
22. Die Mineralogie unter dem Einfluß der chemisch-physikalischen 340
Forschung
23. Die Aufstellung eines natürlichen Pflanzensystems 350
24. Die Physiologie der Pflanzen unter dem Einfluß der neueren 360
chemisch-physikalischen Forschung
25. Die Verschmelzung der Zoologie mit der vergleichenden 376
Anatomie und das natürliche System der Tiere
26. Geologie und Paläontologie unter der Herrschaft der 385
Katastrophenlehre
27. Fortschritte in der Begründung der Ontogenie 390
(Entwicklungslehre)

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
hervorgehoben1, 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 Torricellischen 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 veröffentlichte3, 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 vorzudringen4.
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
verleiht5.
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 wurden6. 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 können7. 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 Physiker8 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 Franklinsche 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 versehen11, 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
Glasscheibe12 und versah das Reibzeug mit dem bekannten, von
Kienmayer empfohlenen Amalgam13.

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 annahm14. 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.

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 Ausführung16. 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 Geißlerschen Röhre und endlich in der neuesten Zeit zur
Entdeckung eigentümlicher Strahlengattungen geführt. Auch zur Erklärung
des Nordlichts wurde das elektrische Leuchten in evakuierten Röhren
herangezogen17.
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 Erfolg18. 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 aufwiesen19.
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
schreiben20: »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 habe21. 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 174622
die Frage: »ob Schlag und Funken der verstärkten Elektrizität (in
Kleistschen 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 Schwefel23. 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 entlud24. 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 habe25.«
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 Donner26.
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
anrichtete27.
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 tyrannis28.
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 Zinnober29.
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
Metalloxyden30 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 statt31. 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 vor32. 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, herausgab33.
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 habe35. 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
überspringen37.
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 herstellte38.

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 stößt39. 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 zeige41. 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
blieb43.
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(bh2)/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 Zugkraft44.

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 Kenntnis45. 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.

Abb. 5. Coulombs Untersuchung der Torsion.

Seine Arbeiten über die Torsion von Fäden und Metalldrähten hatte
Coulomb ein Jahr vor der Erfindung der Drehwage veröffentlicht46. 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·D4/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 Coulombschen 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 ¼ 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 Haarhygrometers48.
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 waren49. Wurde die
Kugel allein elektrisiert und wurden die Schalen dann darauf gesetzt, so
erhielt man nach der Trennung dasselbe Ergebnis, wie beim ersten
Versuch50.

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 Newtonsche Gravitation Fernkräfte, die
momentan durch den leeren Raum hindurch wirken. Dieser Umstand tut
indessen dem Wert der Coulombschen 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 wurde51.

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 veröffentlichte52 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 Papinschen 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
treiben53.

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.

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 wurden54.
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 Newcomenschen 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 Maschine56, 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 durchfurcht57 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 Stunde58. 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!« erhielt59.
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 gelernt60. 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 Cimento61 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 berichtet63, 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 waren64.
Fahrenheit bezeichnete diesen Wärmegrad mit 96.
Wahrscheinlich hat er außerdem bei der Regelung der Skala den Siedepunkt
des Wassers verwertet65, 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 seien66. 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
darin67 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 Untersuchungen68. 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 durchsetzt69.
Die Herstellung von Thermometern mit vergleichbaren Skalen hat auch den
Franzosen Réaumur beschäftigt. Die Ergebnisse seiner umfangreichen
Abhandlung sind indessen nur gering gewesen70. 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 Réaumurschen Skala
her.
Gelegentlich seiner thermometrischen Untersuchungen machte Réaumur
die wichtige Entdeckung, daß das Volumen eines Flüssigkeitsgemisches
kleiner sein kann als die Summe der Teilvolumina72. 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 fortgesetzt73. 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 Celsiussche Thermometer benutzte74.
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 fortgesetzt75. 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 ist76. 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.

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 gestattete78. 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 auszudehnen79.
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.

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 Saussureschen 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 Übersetzung82.
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 Forscher87 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 haben88; 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 haben89. 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 Flüssigkeiten90. 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 Beobachtung91 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 erfolglos92, 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, ausbreite95.
Aus der Tatsache, daß die Luft für Wärmestrahlen sehr durchlässig ist, ließ
sich auch leicht die auf hohen Bergen wahrzunehmende geringe Temperatur
erklären96.
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 konstruierte97 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 sein98.

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 Ergebnisse99.
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 Wassers101.
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 her102. 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
Blagdensche zu nennen103.
Weitere Versuchsreihen lieferten Salpeter, Salmiak, Glaubersalz und
weinsaures Natrium-Kalium. Für alle entsprach die
Gefrierpunktserniedrigung dem einfachen Verhältnisse von Salz zu Wasser104.
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 Cliffordschen 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 an105.
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 entwickelte106. 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 Botanik107, 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 1778108.
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 Icosandria.
dem Fruchtboden, sondern auf der inneren Seite des
Kelches sitzen
13. Klasse mit 20 oder mehr Staubfäden, die auf dem Polyandria.
Fruchtboden sitzen

abb. Mit Staubfäden von bestimmter Verschiedenheit in der Länge.
14. Klasse, Pflanzen mit vier Staubfäden, von denen zwei Didynamia.
nebeneinander stehende länger und zwei kürzer sind
15. Klasse, Pflanzen mit sechs Staubfäden, von denen Tetradynamia 111.
vier länger, zwei einander gegenüberstehende aber kürzer
sind

ab. Mit verwachsenen Staubfäden oder verwachsenen Staubbeuteln.
16. Klasse, Pflanzen mit Staubfäden, die unten Monadelphia.
zusammengewachsen sind
17. Klasse, Pflanzen, deren Staubfäden zu zwei Bündeln Diadelphia.
verwachsen sind
18. Klasse, Pflanzen, deren Staubfäden zu drei oder mehr Polyadelphia 112.
Bündeln verwachsen sind
19. Klasse, Pflanzen, deren Staubbeutel zu einem Syngenesia 113.
Zylinder zusammengewachsen sind
20. Klasse, Pflanzen, deren Staubfäden mit den Griffeln Gynandria 114.
verwachsen sind

Ab. Mit getrennten Geschlechtern.

21. Klasse, männliche und weibliche Blüten befinden sich Monoecia.
an einer Pflanze
22. Klasse, männliche und weibliche Blüten befinden sich Dioecia 115.
auf verschiedenen Pflanzen
23. Klasse, außer den Zwitterblumen befinden sich noch Polygamia 116.
männliche oder weibliche Blüten oder beide zugleich an
einer oder an verschiedenen Pflanzen

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 widerlegen118.
Zu der Folgerichtigkeit, mit der Linné sein System durchführte, gesellte
sich die umfassendste Kenntnis einheimischer und fremder Pflanzen. Seine
Übersicht119 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 suchten120.

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 Botanik121 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 1738122, 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 Erde123. 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 gäben124. 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 gelernt125. 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 zusammengefaßt126. 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 Leibnizsche
Philosophie fortsetzte und durch seine Bemühungen, die Korpuskulartheorie
zur Erklärung der Naturerscheinungen zu verwerten, auch auf die
Entwicklung der Chemie anregend gewirkt hat127. Wolf gab im Jahre 1723
eine allgemeine Naturlehre128 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 Gewächse129, 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 Unzen130 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 Erfahrung131.
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
übergeht132.

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 emporstieg133. 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.

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 Blutens134 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 ¾ Zoll dick. An der Spitze dieses Stumpfes
befestigte Hales vermittelst der Hülse b eine gläserne Röhre bf von 7 Fuß
Länge und ¼ 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.

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.«

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.

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 gebildet135.
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 Hunde136. 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 herrschten137. 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. Man140 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 1749141. 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 Stellen142 wiederholt beschäftigt. Die Frage war nur
auf experimentellem Wege zu lösen, und die Versuche, sie zu entscheiden,
mehrten sich, nachdem die Entdeckung der Samenfäden143 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 gefördert144.
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 aus147, »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 aufgegangen148. 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
Forschungen149 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 veralten151. 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 er152, »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 . Die Bestäubung
153

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 wurde154, 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 machte155.
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 bringen157. 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 läßt160. 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.

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 aus161.
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.«

Abb. 18. Blüte der Osterluzzei. A vor und B nach der Bestäubung162.

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.

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 bringt164

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.

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
hat166, 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 Werkes169, 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.

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.

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 zeigen171.«
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 befinden172. 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 machen173.
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. Jahrhunderts175, 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
widerlegt176. 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
Pflanzen178«.
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?«

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.

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 Empfindungen180. 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 Fleck181 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 worden182.
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
Evolution184 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 hat185.
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-Huygensperiode
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-
Wolfsche 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 schufen188. 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 hervor189.
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 Newtonsche 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
1798190, 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 Unterrichtswesens191 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 Ȇber 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
bezeichnet193.
Unter seinen Zeitgenossen wurde Desargues wohl nur von Pascal
verstanden. Desargues Satz vom Sehnenviereck fügte Pascal den Satz
vom Pascalschen 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«
entwickelte194. 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 begegnet195. Sie unterscheidet sich von dem Verfahren der
darstellenden Geometrie196, 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 gerechnet197. Erwähnt sei nur, daß
Poncelet die Wasserräder verbesserte (Ponceletrad) 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 geboren199. 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
Crellesche 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 1826200. In dieser Abhandlung beschäftigt sich Steiner, angeregt
durch das Malfattische 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 vorhandenen201. 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 Abhandlung202 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 entwickeln204, 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 Sechsseit205, 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 Fundamentalsätzen206, 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 Pascalschen und Brianchonschen
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 Raumgebilde207. 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 hat210.
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 einschließt212. 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 Crelleschen Journals für die reine und
angewandte Mathematik213. 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 Erwähnung214. 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
läßt215. 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
»Abelsche Gleichungen« bezeichnet hat, ist dadurch möglich, daß zwischen
ihren Wurzeln gewisse Beziehungen bestehen216.
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« erschien217. 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 Koeffizienten218.
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 Allgemeinheit220. 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, ermittelte222. 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 Gegenstand223. Das
Werk hat ihm die Hälfte des großen Preises eingetragen, den die Pariser
Akademie für den bedeutendsten Fortschritt auf diesem Gebiete ausgesetzt
hatte224.
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 1827225. 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
gemacht226. 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 Ostwaldschen Sammlung in deutscher
Übersetzung227.
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 geboren228.
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
Abhandlung229 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 Ostwaldschen Sammlung einverleibten Abhandlung
unternimmt Dirichlet die Darstellung ganz willkürlicher Funktionen durch
Sinus- und Cosinusreihen230. 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
Fourierschen 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 gemacht231. 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 Potentialtheorie232.
Im Anschluß an Dirichlet hat sich besonders Riemann mit der Darstellung
von Funktionen durch trigonometrische Reihen und dem Ausbau der
Potentialtheorie beschäftigt233. 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 Werke234 vereinigt
wurden. Zunächst befaßt sich Priestley in diesen Schriften mit dem von
ihm als fixe Luft bezeichneten Kohlendioxyd235. 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 zeigen236.«
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 läßt238.
Priestleys weitere Bemühungen liefen insbesondere darauf hinaus, die
Säuren in Luftarten zu verwandeln. So erzeugte er aus Schwefelsäure die
»vitriolsaure Luft« (SO2) 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«
(NH3) über Quecksilber aufzufangen. Auch das Stickoxydul oder Lachgas
(N2O) 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 teilen239.
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 Elektrizität240 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 an241. Das
umgekehrte Verhalten zeigte Ammoniak oder »laugenhaftes Gas« (NH3).
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 (CO2) hinterläßt243, 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 herausgegebenen244, 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 Apotheke245. 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 Briefwechsel246 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
Schwefelleber247 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.

Abb. 25. Scheele analysiert die Luft.

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 Gas248 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 bediente249.
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
Apparats250, »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 (CO2) abschieden. Das ausgeschiedene
Gas würde jedoch in die Atmosphäre abgedünstet und das Wasser dadurch
befähigt, von neuem Feuerluft aufzulösen und sie den Tieren zuzuführen251.
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 gelangten252.
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 bekanntlich254 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 Wahlverwandtschaft255 ein.
Doch waren Erscheinungen, die unter diesen Begriff fallen, schon weit
früher bekannt und richtig gedeutet worden256. 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 an257.
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
Basis 20 ( statt 21,8)

Säure 16 ( " 15,4)
Wasser 64 ( " 62,8)
100 (100)

Gips
Basis 32 ( statt 32,9)
Säure 46 ( " 46,3)
Wasser 22 ( " 20,8)
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 Mineralwässer258 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 herrührt259. 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 wurde260.

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
Versuches261 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 ersterer262, »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
1630264. 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.«

Abb. 27. Kolben zur Analyse der atmosphärischen Luft.
(Lavoisier, Oeuvres. Tome I, Pl. II, Fig. 14.)

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 Gran266.
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« (CO2) 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.

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 61¼ 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 Salpetersäure267 eine wesentliche Stütze. Lavoisier löste
eine abgewogene Menge Quecksilber in Salpetersäure (HNO3) auf; dabei
entwickelte sich das von Priestley als Salpeterluft (NO2) bezeichnete Gas.

Wurde die nach dem Eindampfen erhaltene Verbindung (Hg[NO3]2) erhitzt,
so fand eine weitere Entwicklung von Salpeterluft statt, und es blieb rotes
Quecksilberoxyd zurück268, 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 verbinden269. 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 (CO2) 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 erleben270. 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 gefehlt271.
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 Gesellschaft272 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 vereinigen273. 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 (H2S) 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 (KClO3) 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
Bertholletschen 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 oben276 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 Stoff278 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, SnCl4). 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) ersetzt280.

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, FeS2) oder Zinn und
Sauerstoff (SnO, SNO2) 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 geboren285. 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 aus286. 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 1766288 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 Zinns289 (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 vorher290 entdeckte Äthylen (C2H4) und das Grubengas (CH4). 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 ternäre291 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 = SO3 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
Metalloxyde292. 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 verhalten294.
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 unterhielt297.
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 er298, »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 Berzeliusschen Untersuchungen geben299.
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
aufgelöst300. Die Lösung wurde in einen abgewogenen Kolben gegossen und
eingedampft. Der Rückstand wurde geglüht. Es entstanden 10,78 g
Bleioxyd301. 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, her302. 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 befindet303.
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 Stelle304 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 ist305.
Für die atomistische Auffassung wichtig war auch der von Berzelius
geführte Nachweis, daß das schwefelsaure Eisen (FeSO4) 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 Proutsche 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 gelernt306; 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 vermögen308. 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.

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 war309.« 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 haben310. 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 Muskelbewegung311.
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.

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 , »kann nur mit demjenigen
312

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 Voltaschen 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 ersonnen313, 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 Versuch314 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 dies315, 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 Ansichten316. 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 er317, »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
Reihe318 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 dargetan319, somit
das Elektrophor mit der Franklinschen Tafel überein320.

Abb. 32. Voltas Kondensator.

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
stellte321.
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
Worten322: »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
1797323. 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 sich324 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 1796325, »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.

Abb. 34. Voltas erste Säule.

Abb. 35. Voltas aus zwei Teilen zusammengesetzte Säule.

Den ersten Bericht über diese, an Wichtigkeit von keiner anderen
übertroffene Erfindung erstattete Volta im Jahre 1800326. 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 beschrieben327: »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.

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 Voltaschen 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 mußte328. 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 schlossen329.
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
Voltaschen Säule in rascher Folge gemacht wurden, sind vor allem folgende
erwähnenswert. Um die Berührung der Metallplatten vollständiger zu
machen, lötete man sie zusammen330. 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 gering331. Der
Zusammenhang der thermischen Wirkung des galvanischen Stromes mit der
Zahl und Größe der Platten wurde eingehend im Jahre 1805 untersucht332.
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 Ohmsche 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 war335.
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.

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 Länge337. 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 entdeckt339.

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 Voltaschen 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
Voltaschen Säule rasch geschwächt wird, eine Erscheinung, welche daher
rührt, daß der von der Ladungssäule ausgehende Strom dem Ladestrom der
Voltaschen Säule entgegengesetzt ist. Man erkannte, daß aus demselben
Grunde, d. h. infolge des Auftretens von Zersetzungsprodukten, die
Voltasche 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 wird341. A. v. Humboldt wiederholte diesen
Versuch und sah am Silber Blasen aufsteigen, die aus Wasserstoff
bestanden342. 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 Voltaschen 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 Röhre345. 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
Voltaschen Säule die Ansicht auf, daß vielleicht chemische Änderungen
nicht die Folge, sondern die Ursache der Elektrizitätsentwicklung sein
möchten346. 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 1800348 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 geboren349. 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 prüfen350.
Davy machte hier die Beobachtung, daß das von Priestley um 1772
entdeckte Stickoxydul (Lachgas) berauschend und betäubend wirkt351. 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 wurden352. Er zeigte ferner, daß

chemisch reines Wasser sich durch die Elektrizität einzig und allein in
Sauerstoff und Wasserstoff zersetzt353. 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 später354 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 wurde356.
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 Sauerstoff357. Wie Baryt und Strontian, so
besitzen auch Kalk, Magnesia, Tonerde und Kieselerde manche Ähnlichkeit
mit den Alkalien358. 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 würden359.
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 (NH3) 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 (NH3 +
HOH = NH4. 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 NH4 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 Voltaschen
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

bemerkbar360. 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 entsprechen361.« 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 gewesen362.
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 bekannt363. 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 Rettung364. 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 1829365.

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
kann366. 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 Aluminiums367. 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 Mitteilung368 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 Oerstedschen Entdeckung
und im darauffolgenden Jahre 1821 seine Versuche ȟber den Magnetismus
der galvanischen Kette« bekannt369.
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.

Abb. 39. Der Nachweis des magnetischen Feldes.

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 ist370. 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
Botanik371 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
Oerstedschen 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 veröffentlichte372.
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 Bericht374 über Ampères
Entdeckungen entnehmen. Dieser Bericht wurde auch der nachfolgenden
Darstellung der Ampèreschen 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.

Abb. 41. Ampères beweglicher Stromleiter375

Abb. 42. Ampères Vorrichtung zum Aufhängen seines beweglichen
Stromleiters376

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.

Abb. 43. Ampères Apparat zum Nachweis, daß sich ein Stromleiter senkrecht
zur Inklinationsnadel einstellt377.

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 schneidet378. Diese Entdeckung
erregte ein Aufsehen wie wenig andere379. 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 i1 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 Grundgesetzes381 lautete somit für die Wirkung w,
welche die Stromelemente aufeinander ausüben:

(i · i1 · ds, ds1)
w= .
r2
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

w=
i · i1 · ds · ds1
r2
( r
d2r
–
1 dr dr
.
ds · ds 2 ds ds1
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
Ampèreschen Gesetzes muß auf die Originalabhandlung oder auf ein
Handbuch der Physik verwiesen werden382.
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 Ampèreschen 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.

Abb. 44. Ampères von dem Einfluß des Erdmagnetismus befreites Solenoid383.

Abb. 45. Ampères astatische Magnetnadel384

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 aufgehoben385.
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
herrührten386. 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 1820388.
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 wurde389. Diese
Versuche Aragos blieben unerklärt, bis Faraday sie als Ausgangspunkt zur
Erforschung der Induktionserscheinungen benutzte390.

15. Die Entdeckung der Thermoelektrizität.

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 anwandte392. 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.

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 verband393. Mit dieser
unter dem Namen des Thermomultiplikators bekannten Vereinigung beider
Apparate hat später Melloni seine Versuche über die Wärmestrahlung
angestellt394. 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 ausdrückt395, 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
Normandie396 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

Newtonschen 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 dienten397. 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
veranstaltet398. Die ersten fünf Bände enthalten das von 1799 bis 1825
erschienene Hauptwerk von Laplace, die »Mécanique céleste«. Ein
hervorragender Geschichtsschreiber der Astronomie399 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
lösen400.
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 Himmels401«, 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 worden402. 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 begründet403. 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 Saturnringe404. 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 entwickelt405.
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