Einblicke in die Wissenschaft – serie

Literatur 214 Personen-und Sachregister 223 Bildquellen 227 Vorwort Der Sternenhimmel erstaunte und bezauberte den Menschen jahrtausen­ delang, bis er durch die Verbreitung des künstlichen Lichts (mit der elek­ trischen Glühlampe ab etwa 1870) immer unscheinbarer wurde. Veränderter Tag/Nacht-Rhythmus der modernen Zivilisation, dieHin­ tergrundhelligkeit der Städte haben seinen Zauber ausradiert. Doch hat die Weltraumfahrt ab 1957 das Interesse an ihm wieder gehoben - und wird es sicherlich in erheblich stärkerem Maße tun, falls einmal jeder­ mann zu Reisen ins Weltall starten darf. Es gibt viele Darstellungen der Astronomie, auch einige zu ihrer Ge­ schichte. Warum also noch eine? Weil es in deutscher Sprache wenig Ver­ läßliches gibt, das Wissenschaftsgeschichte in Beziehung auf Gegenwart betrachtet und doch gleichberechtigt läßt. In diesem Buch sollen die engen Beziehungen zwischen Astronomie, Physik und Meßtechnik deutlich werden. Naturwissenschaften und Tech­ nik sind vor allem ein Abenteuer Europas und standen immer schon in enger Wechselwirkung mit dessen gesellschaftlicher Entwicklung. Sie formten unsere Gegenwart entscheidend mit. Das deutlich zu machen geht natürlich auf so begrenztem Platz nur für eine engere Thematik, die sich vor allem mit dem astronomisch-physikalischen Problem der Bewe­ gung der Erde und dessen Bedeutung für die Kulturgeschichte befaßt. Im Mittelpunkt stehen die Quellen des Deutschen Museums (Objekte, Mo­ delle, Experimente, Holzschnitte und Kupferstiche, Bücher), die für die­ ses Buch ausgewertet wurden, aber jedem Besucher auch zu originalem Kontakt zur Verfügung stehen, wenn er Ausstellungen und Bibliothek besucht.

Was haben der Untergang der Titanic, das Flugverhalten von Fledermäusen und der Verschnitt von Weinen mit Ultraschall zu tun? Das thematische Spektrum reicht von den physikalischen Grundlagen des Ultraschalls über unterschiedlichste Anwendungs- und Einsatzgebiete bis hin zu Beispielen aus der Natur.

Unbestreitbar ist die Mathematik eine der ältesten Wissenschaften. Aber warum eigentlich? Hatten unsere fernen Vorfahren nichts Dringenderes zu tun als die Ent­ wicklung von Gedankenakrobatik? Waren nicht erst einmal elementare l..ebensbedürfnisse zu befriedigen: Nahrung, Wohnung, Organisation des Zusammenlebens? Gewiß. Aber genau deshalb entstand die Mathematik. Sie war für die Menschen wichtig bereits zu einer Zeit, aus der es keine aufgeschriebene Geschichte gibt. Aus späteren Jahrtausenden wissen wir dann genauer, daß Feldvermessun­ gen nach dem jährlichen Nilhochwasser die Geometrie voranbrachten, daß die Entwicklung von Geschützen die Berechnung von Bahnkurven nach sich zog und daß die Konstruktion moderner Flugzeuge mit Fortschritten der Strömungslehre verknüpft war. Die Mathematik ist heute eine vollent­ wickelte Wissenschaft, weil sie in wesentlichen Teilen die Praxis überholt hat, denkrnögliche Strukturen untersucht und wissenschaftlichen Vorlauf schafft. Gleichzeitig entwickelt sie sich als Bestandteil der allgemeinen Kultur. Diese hochabstrahierende und zuweilen verspielt anmutende Mathematik wird nun nicht selten als praxisabgewandt angesehen. Auf die Frage, womit sich die Mehrzahl der Mathematiker gegenwärtig beschäftigt, können selbst Freunde dieser Wissenschaft oft keine befriedigenden Antworten geben. Daß Mathematiker heute an Computern sitzen, wäre eine zu oberflächliche Feststellung, denn der Computer ist zwar ein wesentliches Werkzeug, nicht aber der Inhalt der Arbeit. Außerdem gehört er inzwischen zu sehr vielen Berufen.

Im Jahre 1895 entdeckte Wilhelm Conrad Röntgen (1845-1923) die X-Strahlen, die heute unter dem Namen Röntgenstrahlung wohl fast jedem bekannt sind. Wer aber kennt Einzelheiten aus dem Leben dieses großen Physikers? Zum 150. Geburtstag Röntgens und ein Jahrhundert nach der sensationellen Entdeckung der X-Strahlen werden im vorliegenden Buch wesentliche Stationen seines Lebens und ausgewählte Aspekte seines Schaffens in allgemeinverständlicher Form behandelt. Der Leser wird in eine Zeit geruhrt, in der sich stürmische Entwicklungen auf dem Wege hin zur heutigen Physik vollzogen. Damals wandten sich nur wenige junge Menschen der Physik zu; einer von ihnen war Wilhelm Conrad Röntgen. Mit einfachen und vor allem preiswerten Apparaten gelangen in der zweiten Hälfte des 19. Jahrhunderts bahnbrechende Entdeckungen. Beispielsweise mußte Röntgen nur einen Bruchteil seines monatlichen Professorengehaltes für das Forschungsgerät aufWenden, mit dem die X-Strahlen erzeugt wurden. Heute studieren viele junge Menschen Physik. Sie arbeiten mit komplizierten Geräten und lernen auch Großforschungseinrichtungen kennen, die zur heutigen Wissenschaftslandschaft gehören. So fällt es sicher oft schwer, sich vorzustellen, wie mit den einfachen Apparaturen der Jahrhundertwende epochale Erkenntnisse gewonnen werden konnten.

Seit frühester Zeit setzt sich der Mensch in zweifacher Hinsicht mit dem Wasser auseinander. Einerseits benötigt er es zum Leben (Haus­ wirtschaft, Landwirtschaft), aber auf der anderen Seite muß er sich gegen Hochwasser schützen. So gehören Einrichtungen zur Nutzung des Wassers und Bauten zum Schutz gegen das Wasser zu den ältesten technologischen Errungenschaften des Menschen. Ausgedehnte Hoch­ wasserschutzmaßnahmen und Bewässerungssysteme waren die Grund­ lagen der ersten geschichtlichen Hochkulturen in den Tälern des Nils, des EuphratfTigris, des Indus und des Hoang-Hos. Die großen Städte des Altertums verfügten über eine hervorragende Wasserversorgung, meist verbunden mit bemerkenswerten Abwassersystemen. Wie in den ersten Anfängen der Geschichte des seßhaften Menschen, so ist auch heute die wasserwirtschaftliehe Infrastruktur eine der wesentlichsten Grundlagen der Zivilisation. Hochwasserschutz und Hochwasserentla­ stung sind nach wie vor höchst aktuelle Themen. Im 20. Jahrhundert bereiten Planung, Bemessung, Bau und Betrieb derartiger Anlagen keine grundlegenden Schwierigkeiten, steht uns doch ein reiches mathematisches, hydromechanisches, statisches und bodenmechanisches Wissen zur Verfügung. Als jedoch im Altertum mit dem Bau großer wasserwirtschaftlicher Systeme technisches Neuland betreten wurde, fehlten selbst die einfachsten Kenntnisse in diesen Wissenschaften. Basis des empirisch-pragmatischen Bauens waren damals das Vermögen, sich in physikalisch-hydraulische Vorgänge ein­ fühlen zu können, die über Generationen gesammelten Erfahrungen aus 6 Vorwort vorangegangenen Erfolgen und Fehlschlägen sowie ein hochstehendes handwerkliches Können. Nur mit diesen Mitteln wurden Anlagen ge­ plant, gebaut und betrieben, die zu denhervorragenden Leistungen der frühen Technik zählen und von denen einige als Meilensteine der Tech­ nikgeschichte einzustufen sind.

Umweltbelastung bedeutet nicht nur Schadstoffe in die Umwelt abzugeben, die Menschen, Tiere und Pflanzen beeinträchtigen. Umweltbelastung umfaßt auch alle Auswirkungen menschlicher Tätigkeiten, die die ursprünglichen Umwelteigenschaften so ver­ ändern, daß sie das derzeitige Leben auf der Erde gefahrden. Dazu gehören Bodenverdichtungen ebenso wie Flußregulierungen, Massen­ tourismus und vieles andere mehr. Das heißt aber auch, daß mit der wachsenden Zahl von Menschen mit großer Wahrscheinlichkeit die Veränderungen unserer Umwelt zunehmen. In diesem Buch soll auf die Vielfältigkeit der Umweltbelastungen aufmerksam gemacht werden, und es wird versucht, Ver­ knüpfungspunkte und wechselseitige Beeinflussungen vieler Umwelt­ belastungsfaktoren zu verdeutlichen. Dieser kurze Überblick über ein so komplexes Gebiet soll einerseits eine Einfiihrung in diese Thematik darstellen, andererseits soll der Leser angeregt werden, sich in die Vielfältigkeit der Umweltbelastungen hineinzudenken, um die Fülle von einschlägigen Berichten in den öffentlichen Medien hinsichtlich ihrer ökologischen Bedeutung bewerten und einordnen zu können. Herrn Professor Dr. Dr. M. Bahadir, Braunschweig, möchte ich für die Durchsicht des Manuskripts danken. Herrn Dr. P. Spuhler und Herrn J. Weiß vom Verlag B. G. Teubner bin ich dafür dankbar, daß sie die Herausgabe dieser kleinen Einfiihrung ermöglicht haben.