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II. Kraft und Stoff
[628] »Die Welt besteht aus den Atomen und dem leeren Raum.« In diesem Satz harmonieren die materialistischen Systeme des Altertums und der Neuzeit; so verschieden auch der Begriff des Atoms sich allmählich gestaltet hat, so verschieden sind die Theorien über das Entstehen des bunten und reichen Weltganzen aus so einfachen Elementen.
Eine der naivsten Äußerungen des heutigen Materialismus ist Büchner entschlüpft, indem er die Atome der Neuzeit »Entdeckungen der Naturforschung« nennt, während die der Alten »willkürlich spekulative Vorstellungen« gewesen sein sollen.417 In der Tat ist die Atomistik noch heute, was sie zu Demokrits Zeiten war. Noch heute hat sie ihren metaphysischen Charakter nicht verloren, und schon im Altertum diente sie zugleich als naturwissenschaftliche Hypothese zur Erklärung der beobachteten Naturvorgänge. Wie der Zusammenhang unsrer Atomistik mit derjenigen der Alten geschichtlich feststeht, so hat sich auch der ganze ungeheure Fortschritt in der gegenwärtigen Ansicht von den Atomen graduell aus der Wechselwirkung von Philosophie und Erfahrung entwickelt. Freilich ist es das Grundprinzip der modernen Wissenschaften, das kritische, welches durch sein Zusammentreffen mit der Atomistik diese fruchtbare Entwicklung bewirkt.
Robert Boyle, »der erste Chemiker, dessen Bemühungen nur in dem edlen Triebe, die Natur zu erforschen, angestellt sind,« machte seine Bildungsreisen über den Kontinent noch im zarteren Jünglingsalter, gerade um die Zeit, da der wissenschaftliche Kampf zwischen Gassendi und Descartes entbrannte. Als er 1654 sich zu Oxford niederließ, um sein Leben fortan der Wissenschaft zu widmen, war die Atomistik als metaphysische Theorie schon wieder zur Geltung gelangt. Gerade die Wissenschaft aber, welcher Boyle sich gewidmet hatte, machte sich am spätesten aus den Fesseln der mittelalterlichen Mystik und der aristotelischen Auffassung frei. Boyle ist es, welcher die Atome in diejenige Wissenschaft einführte, welche seitdem von dieser Theorie den ausgedehntesten Gebrauch machte; Boyle ist es aber zugleich, welcher schon durch[628] den Titel seines Chemista scepticus (1661) anzeigt, daß er die Bahn der exakten Wissenschaften betreten hat, in welcher die Atome ebensowenig einen Glaubensartikel bilden können, als der Stein der Weisen.
Boyles Atome sind noch fast ganz diejenigen Epikurs, wie Gassendi sie wieder in die Wissenschaft eingeführt hatte. Sie haben noch verschiedene Gestalt, und diese Gestalt ist auf die Festigkeit oder Lockerheit der Verbindungen von Einfluß. Durch heftige Bewegungen werden bald zusammenhängende Atome voneinander gerissen, bald andre zusammengeführt, die, ganz wie in der alten Atomistik, mit ihren rauhen Flächen, durch Vorsprünge, Zacken usw. aneinander haften.418 Bei einer Änderung in der chemischen Verbindung dringen die kleinsten Teilchen eines dritten Körpers in die Poren ein, welche in der Verbindung zweier andren bestehen. Sie können sich dadurch mit einem derselben vermöge der Beschaffenheit ihrer Flächen besser verbinden als dieser mit dem andern verbunden war, und der Bewegungssturm der Atome wird dann die Teilchen des letztern wieder hinwegführen. Nur darin unterschied sich die Atomistik Boyles schon von der antiken, daß er mit Cartesius eine Zersplitterung der Materie durch die Bewegung annimmt und daß er den Ursprung der Bewegung der Atome entweder im Dunkeln läßt, oder ihn der unmittelbaren Einwirkung Gottes zuschreibt.
Diese Form der Atomistik mußte, zunächst in England, mit Notwendigkeit fallen, als das Gravitationsgesetz Newtons zur Aufnahme kam. Wir haben im ersten Buche gesehen, wie schnell die rein mathematische Annahme Newtons sich in eine neue, allen bisherigen Vorstellungen total entgegengesetzte Theorie verwandelte. Mit der Attraktion der kleinsten Teilchen der Materie wurden die rauhen Flächen und die mannigfachen Formen der Atome überflüssig. Es gab jetzt ein andres Band, welches sie ohne alle Berührung zusammenhielt: die Attraktion. Der Stoß der Körperchen aufeinander verlor seine Bedeutung; auch für die Imponderabilien, aus deren Tätigkeit noch Newton die Gravitation abzuleiten versuchte, fand sich ein analoges Prinzip: das der abstoßenden Kräfte.
Die ganze Geschichte der Umwandlung des Atombegriffes wird ungemein durchsichtig, sobald man sich auf England und die dort von Physikern und Philosophen entwickelten Ideen beschränkt. Man bedenke nur, daß Hobbes, dessen Einfluß so bedeutend war, den Atombegriff relativiert hatte. Es gab nach ihm gleichsam[629] Atome verschiedener Ordnung, wie die Mathematiker verschiedene Ordnungen des unendlich Kleinen unterscheiden. Eine Anwendung dieser Theorie war die Annahme imponderabler Atome, welche sich in den Zwischenräumen der gravitierenden Materie befinden und welche im Verhältnis zu den Körperatomen wieder als unendlich klein gedacht werden. Solange man nun an der Mechanik des Stoßes festhielt, waren es diese Atome zweiter Ordnung, welche durch ihre Bewegung einerseits z.B. die Lichterscheinungen, anderseits aber auch die Gravitation der Atome erster Ordnung hervorbrachten. Sobald aber einmal der Gedanke der Wirkung in die Ferne Platz gegriffen hatte, wurde er konsequenterweise auch auf die imponderablen Atome angewendet, und diese übten nun ihre abstoßende Wirkung ohne allen wirklichen Stoß. Damit war aber im Grunde die Vorstellung von der Beschaffenheit der Materie, wie Dalton sie vorfand, schon fertig; denn daß man zu Daltons Zeit nicht Atome zweiter Ordnung, sondern eine kontinuierliche Hülle von Licht und Wärmestoff um die ponderablen Atome annahm, ist keine sehr wesentliche Neuerung. Schon Descartes und Hobbes nahmen ja eine permanente Raumerfüllung an, indem sie sich jeden Zwischenraum zwischen größeren Teilchen durch kleinere und immer kleinere ausgefüllt dachten. Jedenfalls fand Dalton auch diese Ansicht schon fertig vor, als er gegen Ende des achtzehnten Jahrhunderts auf die Ideen geleitet wurde, welche seinem Namen eine bleibende Stelle in der Geschichte der Wissenschaften gegeben haben.
Anknüpfend an eine Bemerkung über die verschiedenen Aggregatzustände der Körper sagt er: »Diese Bemerkungen haben stillschweigend zu dem Schlusse geleitet, der allgemein angenommen zu sein scheint, daß alle Körper von merklicher Größe, ob flüssig oder fest, aus einer sehr großen Zahl äußerst kleiner Teilchen der Atome von Stoff bestehen, verbunden miteinander durch die Kraft der Anziehung, welche je nach den Umständen mehr oder weniger Gewalt hat, und welche, insofern sie die Trennung der Teilchen zu verhindern strebt, passend ›Attraktion der Kohäsion‹ genannt wird, insofern sie aber dieselben aus einem zerstreuten Zustande sammelt (z.B. aus Dampf in Wasser): ›Attraktion der Aggregation‹ oder einfacher ›Affinität‹.« Unter was für Namen sie auch auftritt: »sie bezeichnen immer die nämliche Kraft.«.... »Außer der Kraft der Attraktion, welche unter dieser oder jener Gestalt allgemein den ponderablen Körpern zukommt, finden wir eine[630] andre Kraft, welche gleichfalls allgemein ist, oder auf alle Materie wirkt, die zu unsrer Kenntnis kommt, nämlich eine Kraft der Repulsion. Diese schreibt man gegenwärtig allgemein, und ich denke mit Recht, der Wirkung der Wärme zu. Eine Atmosphäre dieses feinen Fluidums umgibt beständig die Atome aller Körper und verhindert sie, in unmittelbare Berührung zu kommen.«419
Wenn man bedenkt, daß die physikalische Auffassung der Attraktion erst durch den Einfluß der Schüler Newtons in den ersten Dezennien des achtzehnten Jahrhunderts zur Geltung kam, so muß also ein Zeitraum von etwa 50 Jahren genügt haben, um von hier aus den antiken Atombegriff so total umzubilden, daß Dalton die Umbildung schon als eine allgemein angenommene Tatsache vorfinden konnte. Auch die Gleichheit der kleinsten Teilchen jeder gleichartigen Substanz, ein Punkt, dessen strenge Behauptung schon zu den eigentümlichen Verdiensten Daltons gehört, ist im Grunde nur eine Konsequenz der gleichen großen Revolution in den physikalischen Grundanschauungen, denn wenn die Atome einander nicht mehr unmittelbar berührten, so war zu der Annahme verschiedner, mit ihren Zacken und Vorsprüngen ineinandergreifender Gestalten kein Grund mehr vorhanden.
Die »Affinität«, welche bei Dalton nichts ist, als die allgemeine Kraft der Anziehung in ihrer besondern chemischen Erscheinungsweie, war ursprünglich eine echt scholastische Qualität, die zum Lieblingsapparat der Alchimisten gehörte.420 Sie hätte daher von der Ausbreitung der mechanischen Weltanschauung müssen, gleich andern solchen Begriffen, einfach beseitigt werden, wenn nicht die transzendente Wendung in der Gravitationslehre ihr zu Hilfe gekommen wäre.421 Newton nahm auch für die kleinsten Teilchen der ponderablen Materie anziehende Kräfte an; freilich mit dem Vorbehalt einer späteren Erklärung dieser Anziehung aus Bewegung der imponderablen Materie. Er erklärt sich nur deshalb gegen die Identität von Chemismus und Gravitation, weil er für die Abhängigkeit der Kraft von der Entfernung dort ein andres Verhältnis vermutet als hier. Im Anfange des achtzehnten Jahrhunderts war man bereits im sichern Fahrwasser. Buffon hielt chemische Anziehung und Gravitation für identisch. Boerhave, einer der klarsten Köpfe des Jahrhunderts, kehrte zu der philia des Empedokles zurück und behauptete ausdrücklich, daß die chemischen Vorgänge nicht durch mechanischen Stoß, sondern durch einen Trieb nach Verbindung – so erklärt er den Ausdruck »amicitia« –[631] hervorgerufen würden. Unter diesen Umständen durfte sich auch die affinitas der Scholastiker wieder hervorwagen. Nur freilich mußte die etymologische Bedeutung des Ausdrucks aufgegeben werden. Die »Verwandtschaft« blieb ein bloßer Name, denn an die Stelle der auf Gleichartigkeit beruhenden Neigung sah man vielmehr ein Streben zur Vereinigung treten, welches auf Gegensätzen zu beruhen schien.
»Im Anfange des 18. Jahrhunderts,« sagt Kopp, »erhoben sich noch viele, namentlich die Physiker jener Zeit, gegen diesen Ausdruck, indem sie in dem Gebrauch desselben die Anerkennung einer neuen vis occulta fürchteten. In Frankreich besonders waltete zu dieser Zeit Abneigung gegen den Ausdruck ›Affinität‹ vor, und St. F. Geoffroy, um diese Zeit (1718 und später) eine der bedeutendsten Autoritäten, was chemische Verwandtschaft angeht, vermied den Gebrauch desselben; statt zu sagen: zwei vereinigte Stoffe werden zersetzt, wenn ein dritter dazu kommt, der zu einem der beiden vorigen mehr Verwandtschaft hat, als diese unter sich, drückt er sich aus: wenn er zu einem derselben mehr rapport hat.«422 So stellt sich ein Wort zur rechten Zeit nicht nur da ein, wo Begriffe fehlen, sondern auch da, wo Begriffe zu viel sind. Tatsächlich steckt in beiden Ausdrücken nichts als eine Substantivierung des bloßen Vorganges. Der blassere Ausdruck weckt weniger störende Nebenvorstellungen als der gefärbte. Das könnte zur Vermeidung von Irrtümern beitragen, wenn überhaupt Begriffe und Namen der methodischen Wissenschaft gegenüber so gefährlich wären. Die Erfahrung, welche die Geschichte der Wissenschaft mit dem Begriff der Affinität gemacht hat, zeigt, daß die Gefahr nicht so groß ist, wenn die tatsächliche Forschung einen strengen Weg wandelt. Die vis occulta verliert ihren mystischen Zauber und sinkt von selbst herab zum bloß zusammenfassenden Oberbegriff für eine Klasse von genau beobachteten und streng begrenzten Erscheinungen.
Bis hierher ist also die ganze Umwandlung des antiken Atombegriffes nichts als eine einzige große Folge der durch das Gravitationsgesetz umgewandelten Grundanschauungen der Mechanik, und auch der Begriff der Affinität schließt sich diesem neuen Vorstellungskreise dienend an, ohne für das Wesen von Kraft und Stoff ein wirklich neues Prinzip mitzubringen. Erst jetzt greift die chemische Erfahrung direkt in die Vorstellung vom Wesen der Materie ein, indem Dalton seine Theorie der Atomgewichte aufstellt.[632]
Der Gedankengang, durch welchen Dalton zu dem folgenreichen Begriff der Atomgewichte geführt wird, ist ungemein klar und einfach. Durch seine Studien sah er sich, gleich dem deutschen Chemiker Richter423 auf die Annahme geführt, daß die chemischen Verbindungen in bestimmten, sehr einfachen Zahlenverhältnissen vor sich gehen. Während nun aber Richter von der Beobachtung sofort auf die allgemeinste Fassung des Gedankens hinübersprang: daß nämlich alle Naturvorgänge von Maß, Zahl und Gewicht beherrscht werden, rang Dalton danach, eine anschauliche Vorstellung davon zu gewinnen, worauf wohl jene einfachen Zahlen der Verbindungsgewichte beruhen möchten, und hier war es, wo ihm die Atomistik auf halbem Wege entgegenkam. Er spricht es daher selbst gelegentlich aus, daß es sich zur Erklärung der chemischen Vorgänge nur darum handle, aus der allgemein angenommenen Atomistik die richtigen Konsequenzen zu ziehen. Ist die Atomistik wahr, so kann man sich jene auffallende Regelmäßigkeit in den Verbindungsgewichten auf keine andre Weise anschaulich vorstellen, als durch eine entsprechende Gruppierung der Atome. Denkt man sich die chemische Verbindung so, daß je ein Atom der einen Substanz sich mit einem Atom der andern, oder auch mit zweien usw. vereinigt, so ist die Regelmäßigkeit in den Verbindungsgewichten vollkommen erklärt und anschaulich gemacht. Dann aber ergibt sich unmittelbar, daß die Ursache der Gewichtsverschiedenheit der sich verbindenden Massen in den einzelnen Atomen liegen muß. Könnte man das absolute Gewicht eines Atoms bestimmen, so ergäbe sich das Gewicht eines bestimmten Quantums des betreffenden Körpers, indem man das Atomgewicht mit der Anzahl der Atome multiplizierte oder umgekehrt: man könnte aus dem Gewicht des Atoms und dem Gewicht der gegebenen Zahl die Zahl der in dieser Masse enthaltenen Atome durch einfach Division ableiten.
Es ist in methodischer wie in erkenntnistheoretischer Ansicht von Interesse zu sehen, wie die streng sinnliche Vorstellungsweise Daltons sofort durchschlug, während der mehr spekulative Gedanke Richters der Verbreitung seiner höchst bedeutenden Entdeckungen eher zum Nachteil gereichte. Es wird nirgend so klar, wie in der Geschichte der neueren Chemie, wie die sinnliche Anschauung als ein unentbehrliches Bedürfnis für unsre Orientierung in den Erscheinungen immer aufs neue wieder ihre Ansprüche geltend macht und fast immer glänzende Erfolge erzielt, so oft sich auch[633] schon gezeigt hat, daß alle diese Vorstellungsweisen nur Hilfsmittel zur durchgängigen Herstellung des Kausalzusammenhangs sind und daß jeder Versuch, in ihnen eine definitive Erkenntnis der Konstitution der Materie zu finden, alsbald an neuen Anforderungen scheitert, welche uns nötigen, daß Gebäude jener Anschauungen von Grund aus neu aufzuführen.
Schon bald nach dem entscheidenden Siege der Atomtheorie Daltons wurde durch neue Entdeckungen und Betrachtungen der Grund gelegt zu einer bedeutenden Umbildung der Ansichten, welche sich jedoch erst nach einer langen Zeit der Verkennung allgemein geltend zu machen wußte. Die Entdeckung Gay-Lussacs (1808), daß die verschiedenen Gase sich bei gleichem Druck und gleicher Temperatur nach einfachen Volumverhältnissen verbinden, und daß das Volumen einer solchen Verbindung in einem sehr einfachen Verhältnisse stehe zu dem Volumen seiner Bestandteile, mußte aufs neue den Scharfsinn der Theoretiker herausfordern, ganz wie vorher die Entdeckung der Regelmäßigkeit in den Verbindungsgewichten; und ganz auf dem gleichen Wege wie damals Dalton, nämlich durch Aufsuchung einer sinnlich anschaulichen Vorstellungsweise von der Ursache dieses Verhaltens, gelangte Avogadro zu seiner bedeutungsvollen Molekulartheorie. Er fand (1811), daß man die Gleichmäßigkeit des Verhaltens aller Gase gegen Druck und Temperatur und in der chemischen Verbindung sich nicht anders erklären könne als durch die Annahme, daß die Zahl der kleinsten Teilchen in einem gleichen Volumen verschiedener Gase (bei gleichem Druck und gleicher Temperatur) dieselbe sei. Um aber diese Anschauung widerspruchslos durchführen zu können, mußte er nicht nur für zusammengesetzte Gase eine Vereinigung mehrerer Atome in den kleinsten Massenteilchen annehmen, sondern auch die Massenteilchen der einfachen Gase mußten wenigstens teilweise als Verbindungen mehrerer Atome angesehen werden.424 Damit traten die Moleküle in mancher Beziehung an die Stelle der Atome; nur daß sie nicht einfach, sondern aus den Atomen zusammengesetzt waren. Die kleinsten Massenteilchen eines chemisch bestimmten Körpers waren nun die Moleküle; die kleinsten Teilchen dagegen der Materie überhaupt die Atome. Nur bei chemischen Verbindungen und Trennungen treten die Atome gleichsam selbständig hervor, indem sie ihren Platz wechseln und zu Molekülen von veränderter Zusammensetzung sich gruppieren. Avogadros Hypothese konnte nicht aufkommen neben dem großartigen[634] Aufschwung, welchen inzwischen die Kenntnis der chemischen Tatsachen nahm. Berzelius hatte die Theorie Daltons aufgenommen und ergänzt durch die Annahme, daß im elektrischen Verhalten der Atome der Grund ihrer verschiedenen Affinitäten zu suchen sei. Bei dieser Theorie konnte man sich geraume Zeit beruhigen, und der ganze Eifer der Forscher wandte sich der Analyse zu. Im Sturmschritt eroberte die junge Wissenschaft sich die Achtung der Naturforscher und die Verehrung der Gewerbtreibenden. Sie war eine Macht geworden, während es mit ihren Grundlagen noch so bedenklich aussah, daß hervorragende Chemiker zweifeln konnten, ob sie mit vollem Recht für das Gebiet ihrer Tätigkeit den Namen einer Wissenschaft in Anspruch nehmen dürften.
Die ersten Entdeckungen von prinzipieller Bedeutung vermochten den sich bildenden Dogmatismus der elektrochemischen Theorie noch nicht zu erschüttern. Dulong und Petit fanden 1819, daß für die einfachen Körper die spezifische Wärme dem Atomgewicht umgekehrt proportional sei: eine Entdeckung, deren Schicksale uns das Urbild der Wandlungen eines empirischen Gesetzes darstellen, das noch nicht in den Rang eines wahren Naturgesetzes erhoben ist. Widerspruch, Festhalten des gar zu auffallenden, durch keinen Zufall erklärbaren Kernes, Umbildungen und Hilfshypothesen aller Art knüpften sich an diese Lehre, ohne daß man noch einen genügenden Einblick in den inneren Grund des seltsamen aber bedeutungsvollen Zusammenhanges gewonnen hätte. Der Umstand, daß die Atomgewichte hier zum ersten Male aus ihrer rohen Tatsächlichkeit in irgendeinen Zusammenhang mit andern Eigenschaften der Materie gebracht wurden, fand wenig Beachtung, solange man keinen ernstlichen Mangel der herrschenden Theorie empfand. – Mitscherlichs Entdeckung des Isomorphismus (1819) schien einen Blick in die Lagerungsverhältnisse der Atome zu eröffnen; sie wurde aber im wesentlichen nur als eine erwünschte Bestätigung der allgemein angenommenen atomistischen Theorie betrachtet. Als man dann ferner entdeckte, daß Substanzen aus gleichen Bestandteilen in ganz verschiedener Kristallform erscheinen (Dimorphismus), als man fand, daß es Körper gibt, welche in allen ihren chemischen und physikalischen Eigenschaften, sogar im spezifischen Gewicht der Gase, verschieden sind, während sie doch aus gleichen Quantitäten gleicher Elemente bestehen (Isomerie), da sah man sich genötigt, zu Umstellungen und verschiedenen Gruppierungen der Atome seine Zuflucht zu nehmen, ohne noch[635] ein bestimmtes Prinzip für diese Kombinationen in Händen zu haben. Die rasche Entwicklung der organischen Chemie führte bald zu einer solchen Häufung dieser gewagten Kombinationen, daß den nüchternen Forschern schwül dabei wurde.
Dazu kam, daß die Unhaltbarkeit der elektrochemischen Theorie mit dem Fortschreiten der Wissenschaft immer deutlicher zutage trat. Eine Periode des Zweifelns und Schwankens war unausbleiblich. Die Typentheorie, welche in ihrer verbesserten Gestalt dazu geführt hat, die Vorstellungen von der Gruppierung der Atome in den Molekülen endlich in ein festes Geleise zu bringen, begann damit, alle Spekulationen über die Konstitution der Materie zu verwerfen und sich rein an die Tatsache zu halten, daß in einem Körper von einem gewissen Typus der Zusammensetzung Substitutionen eines Elementes für ein andres nach gewissen Regeln stattfinden können. Liebig äußerte in einer bahnbrechenden Abhandlung über die Konstitution der organischen Säuren (1838), »man wisse nichts bezüglich des Zustandes, in welchem sich die Elemente zweier zusammengesetzter Körper befinden, sobald sich diese zu einer chemischen Verbindung vereinigt haben, und wie man sich die Elemente in der Verbindung gruppiert denke, beruhe nur auf Übereinkunft, die bei der herrschenden Ansicht durch die Gewohnheit geheiligt sei.«425 Noch skeptischer äußerte sich Schönbein in einem Aufsatze das »Album von Combe-Varin«: »Wo die Begriffe fehlen, da stellt ein Wort zur rechten Zeit sich ein, und sicherlich ist ganz besonders in der Chemie mit Molekülen und ihrer Gruppierung seit Cartesius' Zeiten ein arger Mißbrauch getrieben worden in dem Wahne, durch derartige Spiele der Einbildungskraft für uns noch durchaus dunkle Erscheinungen erklären und den Verstand täuschen zu können.«
In der Tat dienen die »Spiele der Einbildungskraft« gewiß nicht dazu, den Verstand zu täuschen, sondern eher ihn zu leiten und zu stützen nach der tief in der Erkenntnistheorie begründeten Maxime, daß nur die strenge Durchführung sinnlicher Anschaulichkeit imstande ist, unsre Erkenntnis vor dem weit gefährlicheren Spiel mit Worten zu bewahren. Eine streng durchgeführte Anschauung dient, selbst wenn sie materiell falsch ist, oft in ausgedehntem Maße als Bild und einstweiliger Ersatz der richtigen Anschauung, und sie wird stets durch die Gesetze unsrer Sinnlichkeit selbst, welche nicht ohne Beziehung sind zu den Gesetzen der objektiven Erscheinungswelt, in gewissen Schranken gehalten; so[636] bald dagegen mit Worten operiert wird, denen nicht einmal klare Begriffe, geschweige denn Anschauungen entsprechen, ist es mit aller gesunden Erkenntnis vorbei, und es werden Meinungen erzeugt, die auch nicht als Vorstufen des Richtigen irgendeinen Wert haben, sondern schlechthin wieder beseitigt werden müssen.
Die Benutzung der Einbildungskraft zur Ordnung unsrer Gedanken über materielle Vorgänge ist also in der Tat mehr als bloßes Spiel; selbst dann, wenn noch, wie in jener Periode der Chemie, ein allgemeines Schwanken und Tasten den Eindruck der Unsicherheit hervorbringt. Umgekehrt ist sie aber auch, wenn dieses Umhertasten aufhört, wenn sich ein fester, allgemein betretener, und für jetzt sicher genug leitender Pfad gebildet hat, noch weit entfernt davon, uns eine Bürgschaft für die Tatsächlichkeit unsrer Annahmen zu gewähren.
Mit musterhafter Klarheit versuchte Kekulé in seinem Lehrbuch der organischen Chemie (1861), die Grenze zwischen Hypothese und Tatsache den Chemikern ins Bewußtsein zurückzurufen. Er zeigt, daß die Proportionszahlen der Mischungsgewichte den Wert der Tatsache haben, und daß man die Buchstaben der chemischen Formeln allerdings als den einfachen Ausdruck dieser Tatsache betrachten kann. »Legt man den Buchstaben der Formeln aber eine andre Bedeutung unter, betrachtet man sie als den Ausdruck der Atome und der Atomgewichte der Elemente, wie dies jetzt meistens geschieht, so wirft sich die Frage auf: wie groß oder wie schwer (relativ) sind die Atome? Da die Atome weder gemessen noch gewogen werden können, so ist es einleuchtend, daß nur Betrachtung und Spekulation zur hypothetischen Annahme bestimmter Atomgewichte führen kann.« Bevor wir nun sehen, was die neueste Periode der Chemie, die voll Zuversicht einer entwickelten Theorie folgt, mit der Materie beginnt, ist es an der Zeit, auch den Ansichten der Mathematiker und Physiker einen Blick zu gönnen. Daß auch die neuere Physik auf der Atomtheorie beruhen mußte, ergibt sich aus der historischen Entwicklung von selbst. Waren doch Gassendi, Descartes, Hobbes, Newton von einer physikalischen Weltbetrachtung ausgegangen, und bei Boyle und selbst noch bei Dalton gehen physikalische und chemische Forschung Hand in Hand. Die Wege der Physik und der Chemie schieden sich jedoch in gleichem Maße, in welchem sich die mathematische Analyse der Physik bemächtigen konnte, während ihr die Tatsachen der Chemie einstweilen unzugänglich blieben.[637]
Ungefähr gleichzeitig mit Daltons chemischer Atomtheorie brach die lange verkannte Undulationstheorie in der Optik sich Bahn; mühsam genug, gegenüber dem Vorurteil, das an der Emission des Lichtstoffes festhielt. Youngs Nachweis der Schwingungszahlen der verschiednen Farben fällt in das Jahr 1801. Fresnel erhielt im Jahre 1819 den Preis der Pariser Akademie für seine Arbeit über die Beugung des Lichtes. Seitdem wurde die Theorie des Lichtes mehr und mehr zu einer Mechanik der Ätheratome; der Begriff des Atoms aber mußte sich wieder alle Wandlungen gefallen lassen, welche das Bedürfnis der Rechnungen mit sich brachte. Die stärkste unter diesen Wandlungen – obwohl im Grunde nur die letzte Konsequenz der transzendenten Gravitationslehre – war die, daß man den Atomen alle und jede Ausdehnung absprach. Schon um die Mitte des 18. Jahrhunderts war der Jesuit Boscovich auf diese Idee gekommen.426 Er fand in der Lehre vom Stoß der Atome Widersprüche, die sich nur dadurch lösen ließen, daß die Wirkungen, welche man gewöhnlich dem Aneinanderprellen materieller Teilchen zuschreibt, aus Repulsivkräften herrühren, welche von einem räumlich bestimmten, aber ausdehnungslosen Punkte ausgehen. Diese Punkte werden als die Elementarbestandteile der Materie betrachtet. Die Physiker, welche dieser Richtung anhängen, bezeichnen sie als »einfache Atome«.
So gut auch Boscovich bereits diese Theorie durchführte, so fand sie doch erst in unserm Jahrhundert bedeutenderen Anklang; namentlich in den Kreisen französischer Physiker, welche sich mit der Mechanik der Atome befaßten. In der Tat mußte der streng ordnende Sinn der französischen Forscher bald entdecken, daß in der Welt der modernen Mechanik das Atom als ausgedehntes Massenteilchen eine sehr überflüssige Rolle spielt. Seit die Atome nicht mehr, wie bei Gassendi und Boyle, durch ihre körperliche Masse unmittelbar aufeinanderwirkten, sondern durch Anziehungs- und Abstoßungskräfte, die sich, wie zwischen den Gestirnen, durch den leeren Raum hin erstrecken, war das Atom selbst ein bloßer Träger dieser Kräfte geworden, an welchem nichts Wesentliches war – die nackte Substantialität ausgenommen – das nicht eben in den Kräften seinen vollkommnen Ausdruck gefunden hätte. War doch alle Wirkung, sogar die Wirkung auf unsre Sinne, vermittelt durch die unsinnliche, im leeren Raume konstruierte Kraft. Das kleine Körperchen war eine hohle Oberlieferung geworden. Man hielt es ja nur noch fest wegen der Ähnlichkeit mit den großen Körpern,[638] die wir sehen und mit den Händen fassen können. Diese Greifbarkeit schien auch den Elementen des Sinnlichen zu gebühren, wie sie dem wirklich Sinnlichen zukommt. Beim Lichte besehen wird ja aber selbst das Greifen und Fassen, geschweige denn Sehen und Hören nach der auf die Gravitationslehre gebauten Mechanik nicht mehr durch direkte stoffliche Berührung bewirkt, sondern eben durch jene ganz und gar unsinnlichen Kräfte. Unsre Materialisten halten am sinnlichen Stoffteilchen fest, eben weil sie der unsinnlichen Kraft noch ein sinnliches Substrat lassen wollen. Um solche Gemütsbedürfnisse konnten sich die französischen Physiker nicht kümmern. Naturwissenschaftliche Gründe für die Ausgedehntheit der Atome schien es nicht mehr zu geben; wozu also den unnützen Begriff weiter schleppen?
Gay-Lussac faßte die Atome nach Analogie der verschwindenden Größe des Differenzials als unendlich klein im Vergleich zu den Körpern, die sich aus ihm zusammensetzen. Ampère und Cauchy betrachteten die Atome als im strengsten Sinne ohne alle Ausdehnung. Eine ähnliche Ansicht sprach Seguin aus, und Moigno stimmt diesem bei und würde nur statt der ausdehnungslosen Körper mit Faraday einfache Kraftzentra vorziehen. So wären wir denn durch die bloße Fortbildung des Atomismus mitten in die dynamische Naturauffassung geraten, und zwar nicht durch die spekulative Philosophie, sondern durch die exakten Wissenschaften. Es hat einen eigentümlichen Reiz für den stillen Beobachter, zu sehen, wie der geistreiche Naturphilosoph und Physiker, dem wir die obigen Notizen über Ampere, Cauchy, Seguin und Moigno verdanken,427 sich selbst zur Atomistik stellt. Fechner, der ehemalige Schüler Schellings, der Verfasser des mystischen und mythischen Zendavesta, Fechner, der selbst ein lebendiges Beispiel dafür ist, daß selbst eine schwärmerische Philosophie den Geist wahrer Forschung nicht immer vergiftet, hat gerade seine Atomenlehre dazu benutzt, um der Philosophie einen Absagebrief zu schreiben gegen welchen selbst Büchners Äußerungen noch einigermaßen schmeichelhaft scheinen können. Er verwechselt dabei offenbar die Philosophie überhaupt mit jener Sorte von Philosophie, durch welche er selbst hindurchgegangen ist. Alle die geistreichen Wendungen Fechners, die zahlreichen, erfinderisch geschaffenen Bilder und Vergleiche, die scharfsinnigen Argumente laufen doch schließlich nur darauf hinaus, daß Fechner jeden Philosophen hinter der Ofenbank sucht, hinter welcher er selbst gesteckt hat.[639]
Überhaupt ist der ganze Streit zwischen Philosophie und Physik, wie Fechner ihn faßt, eigentlich ein Anachronismus. Wo wäre denn wohl heutzutage die Philosophie, die noch in einer irgend beachtenswerten Weise sich anmaßen könnte, den Physikern ihre Atomistik zu verbieten? Wir sehen hier ganz davon ab, daß die »einfachen« Atome Fechners im Grunde keine Atome mehr sind; daß man eine Konstruktion der Welt aus Kraftmittelpunkten ohne alle Ausdehnung streng genommen zu den dynamischen Ansichten rechnen müßte. Auch demjenigen Dynamismus, welcher von der Leugnung des leeren Raumes ausgeht, macht Fechner solche Zugeständnisse, daß nicht mehr Philosophie, sondern kurzsichtiger Eigendünkel dazu gehört, um hier nicht, soweit es nur das Verhältnis der Philosophie zur Physik betrifft, ruhig Frieden schließen zu können.
Fechner gibt nicht nur die Unteilbarkeit der Atome und in letzter Linie sogar ihre Ausdehnung preis, sondern er bemerkt auch ganz richtig, der Physiker könne gar nicht zu behaupten wagen, »daß der Raum zwischen seinen Atomen absolut leer, daß nicht vielmehr ein feines kontinuierliches Wesen sich noch zwischen ihnen erstreckt, was nur auf die Erscheinungen, die er beurteilen kann, keinen Einfluß mehr hat. Der Physiker spricht nur nicht von solchen Möglichkeiten, die ihm gleichgültig sind, weil sie ihm nichts leisten. Können sie aber dem Philosophen etwas leisten, so ist es seine Sache, sich damit zu befassen. Und es wäre Leistung genug für ihn, wenn sie ihn in den Stand setzten, sich dadurch mit den exakten Wissenschaften zu vertragen. Der Physiker braucht nur zunächst Atome, nicht zuletzt Atome. Gesteht der Philosoph dem Physiker seine Atome zunächst zu, so kann ihm dieser gern seine Raumerfüllung zuletzt zugestehen. Beides widerspricht sich nicht.«428
Freilich nicht! Solange man die beiden Gebiete mit dieser Strenge sondert, müßte es ein seltsamer Philosoph sein (dergleichen wir immerhin in Deutschland einige besitzen mögen), der dem Physiker den nächsten, d.h. technischen Gebrauch der Atomistik abstreiten wollte. Ein solches Bestreiten hätte ja gar keinen logischen – und also doch hoffentlich auch keinen philosophischen – Sinn, außer insofern der Philosoph selbst zum Physiker wird und unter speziellem Eingehen auf Experiment und Differenzialgleichung zeigt, wie man es besser machen könnte. Die bloße Behauptung: es muß sich machen lassen, weil es rationell ist, reicht trotz der Anmaßung,[640] welche sie enthält, noch nicht so weit, den nächsten Gebrauch der Atomistik zu bestreiten; denn der Philosoph, welcher etwa eine Physik nach seinen Prinzipien postulierte, kann damit doch nicht leugnen, daß die Art, wie es wirklich gemacht wird, einstweilen eine andre ist, und diese Art hat ihr Recht schon allein in ihren Erfolgen. Man muß es besser machen können oder ruhig zusehen, wie es gemacht wird; denn der Techniker wird ja, wenn er konsequent auf dem von Fechner bezeichneten Standpunkte bleibt, auch das nicht einmal leugnen können, daß seine Arbeit vielleicht später einmal gleich gut, wo nicht besser, nach andern Prinzipien verrichtet werden wird. Es kümmert ihn aber diese Möglichkeit nicht, solange nichts auf seinem erfolgreichen Wege auftaucht, das ihn in objektiver Weise nötigt, in eine andre Bahn einzulenken.
Aber bleibt Fechner selbst in seiner Atomistik beim Standpunkte des Physikers stehen? Keineswegs! Die oben zitierte Stelle ist dem ersten Teile seiner Schrift entnommen, in welchem er die physikalische Atomenlehre so darstellt, wie sie in den exakten Wissenschaften in übereinstimmender Weise gelehrt wird. Seine eigne Ansicht von den »einfachen« Atomen zählt er dagegen selbst zur »philosophischen« Atomistik. Den Vorzug seines Standpunktes erblickt er nur darin, daß sich hier die Atomistik der Physiker gleichsam zur Philosophie zuspitzt und in ihren äußersten Konsequenzen eine philosophische Fassung erhält, während die von ihm bekämpfte Ansicht der »Philosophen« sich mit der empirischen Forschung in Widerspruch setzt. Wir haben also, in diesem Punkte ganz ähnlich wie bei Büchner, hier eine auf dem Boden der Naturforschung erwachsene Weltanschauung, welche der ganzen »Philosophie« den Krieg erklärt, während sie sich doch selbst für Philosophie ausgibt. Das Rätsel löst sich, wenn man annimmt, daß es die Philosophie des Professors der Physik ist, die sich hier gegen die des Professors der Metaphysik erhebt – ein Streit, der uns gar nicht weiter berühren kann, da wir eine solche Zunftphilosophie nicht anerkennen und ihr, soweit sie sich in der Gegenwart noch geltend zu machen sucht, jede wissenschaftliche Bedeutung absprechen müssen.
Der Philosoph Fechner findet sich mit dem Physiker Fechner, wenn dieser ausgedehnter Massenteilchen bedarf, in sehr einfacher Weise ab: die ausgedehnten Massenteilchen sind dann eben, wie die Moleküle der Chemiker, selbst wieder zusammengesetzte Körper. In der Tat gibt es auch in der Physik wie in der Chemie noch[641] empirische Gründe, welche es nicht zulassen, die sichtbaren Körper ohne Mittelglieder direkt auf ausdehnungslose Kraftmittelpunkte zurückzuführen. Redtenbacher, welcher sich um die mathematischen Theorie der Molekularbewegungen vorzügliche Verdienste erworben hat, konstruiert seine Moleküle aus »Dynamiden«. Er versteht darunter körperliche, Schwerkraft ausübende und ausgedehnte Atome, welche von einer Atmosphäre diskreter, mit abstoßender Kraft versehener Ätherteilchen umgeben sind. Im Verhältnis zu diesen ist also das Körperatom nicht nur ausgedehnt, sondern sogar außerordentlich groß vorzustellen. Der Grund, welcher ihn bestimmt, Cauchys punktuelle Atome zu verwerfen liegt in der Notwendigkeit, für die Schwingungen der körperlichen Atome in verschiedenen Richtungen verschiedene Elastizität derselben anzunehmen.
»Da wir ein Dynamidensystem mit Elastizitätsachsen voraussetzen, so müssen wir notwendig die Atome als kleine Körperchen von bestimmter, wenn auch unbekannter Gestalt betrachten; denn nur, wenn die Atome achsige Gestalt haben und nicht bloße Punkte oder Kügelchen sind, kann im Gleichgewichtszustand eine ungleiche Elastizität nach verschiedenen Richtungen vorhanden sein. Cauchy legt seinen Untersuchungen ein aus Körperpunkten bestehendes Medium zugrunde, nimmt aber gleichwohl an, daß die Elastizität um jeden Punkt herum nach verschiedenen Richtungen verschieden sei. Dies ist ein Widerspruch, ist eine Unmöglichkeit, daher eine schwache Seite von Cauchys Theorie.«429
Will man nun aber die unserm Verstande wenig zusagende Annahme vermeiden, daß es Körper gebe, welche im Verhältnis zu andern (den Ätherteilchen) unendlich groß und doch gänzlich unteilbar sind, so bietet sich wieder der einfache Ausweg dar, das Körperatom, welches den Kern der Dynamide bildet, nur als relativ unteilbar anzusehen, nämlich als unteilbar, soweit unsre Erfahrung und unsre Rechnung es fordern. Es mag dann achsige Gestalt haben und wieder aus unendlich vielen unendlich viel kleineren Unteratomen von ähnlicher Gestalt zusammengesetzt sein. Diese Annahme kann, ohne irgendeine erhebliche Änderung zu fordern, durch alle Rechnungen laufen, welche Redtenbacher angestellt hat. Es ist harmlose Metaphysik, kann weder eine Entdeckung veranlassen, noch eine verhindern. Und wenn man zur Bequemlichkeit für den Physiker dahin übereinkommt, den relativ leeren Raum als absolut leer zu betrachten, den relativ unteilbaren[642] Körper als absolut unteilbar, so bleibt alles beim alten. Der Mathematiker namentlich, welcher gewohnt ist, die höheren Potenzen einer unendlich kleinen Größe aus seiner Rechnung wegzulassen, kann nichts Bedenkliches dabei finden.
Aber das Ding muß doch irgendwo ein Ende haben, sagt der gesunde Menschenverstand. Gut, es ist aber kein andrer Fall, als bei allem Unendlichen. Die Wissenschaft führt uns auf den Begriff des Unendlichen; das natürliche Gefühl sträubt sich dagegen. Worauf dies Sträuben beruht, ist schwer zu sagen. Kant würde es den Einheitsbestrebungen der Vernunft zuschreiben, welche mit dem Verstande in Widerspruch geraten. Aber dies sind nur Namen für eine unerklärliche Tatsache. Der Mensch hat nicht zwei verschiedene Organe, Verstand und Vernunft, die sich verhielten, wie Auge und Ohr. Es ist aber gewiß, daß Urteil und Schlußfolgerung uns immer von einem Glied zum andern und zuletzt ins Unendliche führen während wir ein Bedürfnis des Abschlusses empfinden, welches mit den endlosen Folgerungen in Widerspruch gerät.
Büchner läßt in seiner Schrift über Natur und Geist den philosophischen Wilhelm – der natürlich ein Einfaltspinsel ist – die Idee der Teilbarkeit ins Unendliche vertreten. August aber, der etwas von den Naturwissenschaften versteht, antwortet ihm darauf mit folgendem Orakelspruch: »Du quälst dich mit Schwierigkeiten, welche mehr spekulativer als tatsächlicher Art sind.« (Nämlich in einer Unterhaltung, welche ganz und gar spekulativ ist.) »Sind wir außerstande, uns in Gedanken an die letzte Stelle hin zu versetzen, an welcher die Materie nicht mehr teilbar wird, so muß sie doch irgendwo ein Ende haben.« Es geht in der Tat nichts über einen kräftigen Glauben! »Eine unendliche Teilbarkeit annehmen, ist ungereimt; es heißt so viel, als nichts annehmen und die Existenz der Materie überhaupt in Zweifel ziehen – eine Existenz, welche zuletzt kein Unbefangener mit Erfolg wird leugnen können.«
Es kann nicht unsre Aufgabe sein, Ampere gegen Büchner zu verteidigen, zumal da Büchner selbst in »Kraft und Stoff« das Atom für einen bloßen Ausdruck erklärt und die Unendlichkeit im Kleinsten zugibt; vielmehr müssen wir uns die Frage stellen, wie es kommt, daß noch im Lichte der heutigen Physik ein solcher Begriff der Materie, wie Büchners August ihn für notwendig hält, bestehen kann. Ein Physiker von Fach, auch wenn er ausgedehnte Atome annimmt, wird nicht leicht darauf verfallen, die Existenz dessen, was wir im Leben und in der Wissenschaft Materie nennen,[643] von dem Vorhandensein ausgedehnter kleinster Körperchen abhängig zu machen. Redtenbacher z.B. macht gegen Cauchy nur seine Elastizitätsachse geltend, nicht aber die Wirklichkeit der Materie. Anderseits dürfen wir uns nicht verhehlen, daß Büchners August, wie es vermutlich auch im Plane des Verfassers liegt, die Ansichten fast aller der Laien ausspricht, welche sich mit diesen Fragen mehr oder weniger befaßt haben. Der Grund dafür dürfte aber darin liegen, daß man sich von der sinnlichen Vorstellung der zusammengesetzten, kompakt scheinenden Körper, wie unser Tastgefühl und unser Auge sie uns darbieten, nicht hinlänglich freimachen kann. Der Pysiker von Fach, wenigstens der mathematische Physiker, kann in seiner Wissenschaft auch nicht den kleinsten Schritt tun, ohne sich von diesen Vorstellungen frei zu machen. Alles, was ihm vorkommt, ist eine Wirkung von Kräften, zu denen der Stoff ein an und für sich ganz leeres Subjekt bildet. Die Kraft aber läßt sich nun einmal nicht in adäquater Weise sinnlich vorstellen; man hilft sich durch Bilder, wie die Linien der Figuren zu Lehrsätzen der Mathematik, ohne je diese Bilder mit dem Begriff der Kraft zu verwechseln. Wie sich diese beständige Gewöhnung an eine abstrakte geistige Auffassung der Kraft für den Fachmann leicht auf den Begriff des Stoffes überträgt, mag uns noch das Beispiel eines Physikers zeigen, dessen Name der deutschen Wissenschaft zur besondern Zierde gereicht.
W. Weber sagt in einem Briefe an Fechner430 folgendes: »Es kommt darauf an, in den Ursachen der Bewegung einen solchen konstanten Teil auszusondern, daß der Rest zwar veränderlich ist, seine Veränderungen aber bloß von meßbaren Raum- und Zeitverhältnissen abhängig gedacht werden können. Auf diesem Wege gelangt man zu einem Begriff von Masse, an welchem die Vorstellung von räumlicher Ausdehnung gar nicht notwendig haftet. Konsequenterweise wird dann auch die Größe der Atome in der atomistischen Vorstellungsweise keineswegs nach räumlicher Ausdehnung, sondern nach ihrer Masse bemessen, d. i. nach dem bei jedem Atom konstanten Verhältnisse, in welchem bei diesem Atome die Kraft zur Beschleunigung immer steht. Der Begriff von Masse (sowie auch von Atomen) ist hiernach ebensowenig roh und materialistisch, wie der Begriff von Kraft, sondern ist demselben an Feinheit und geistiger Klarheit vollkommen gleich zu setzen.«
Mit diesen Spekulationen, welche das Wesen der Masse und des Atoms bis zu einem hypostasierten Begriff verflüchtigen, stehen[644] nun freilich die neuesten Lehren der Chemie, welche einen so durchschlagenden Erfolg erzielt haben, in eigentümlichem Gegensatze. Man wird diese Lehren von vornherein nicht gering anschlagen dürfen, wenn man bedenkt, daß es sich hier nicht etwa um eine wissenschaftliche Modesache handelt, sondern daß die Chemie durch ihre jetzt herrschenden Anschauungen zum erstenmal in den Stand gesetzt ist, die Existenz noch nicht erforschter Körper nach den Bedingungen der Theorie vorauszusagen und also bis zu einem gewissen Grade deduktiv zu verfahren.431 Der entscheidende Begriff dieser neuen Lehre ist derjenige der Wertigkeit oder »Quantivalenz« der Atome.
Aus der Entwicklung der Typentheorie und den Beobachtungen über die Verbindung der Elemente nach Volumteilen im gasförmigen Zustande ergab sich die Bemerkung, daß es eine Klasse von Elementen gibt, deren Atome sich nur mit je einem Atom eines andern Elementes verbinden (Typus Chlorwasserstoff); eine andre Klasse, deren Atome je zwei Atome eines andern Körpers an sich zu binden vermögen (Typus Wasser); eine dritte (Typus Ammoniak), deren Atome drei andre Atome an sich fesseln.432 Man nannte die betreffenden Atome nach dieser Eigenschaft ein-, zwei- und dreiwertig, und man besaß an dieser Klassifikation einen sehr wichtigen Anhaltspunkt für die Forschung, da sich herausgestellt hatte, daß die Substitutionen, d.h. die Ersetzung je eines Atoms in einem Molekül durch ein andres oder durch eine als fertig zu denkende Verbindung von andern, sich nach dem Prinzip der Quantivalenz ordnen und ihrer Möglichkeit nach vorausbestimmen ließen. Aus einfachen Verbindungen konnte man so nach einer Regel zusammengesetzte und immer zusammengesetztere ableiten, und eine Menge organischer Substanzen von sehr verwickeltem Bau ist gefunden worden, indem man bei den Darstellungsversuchen das Gesetz der Quantivalenz und der aus ihr sich ergebenden Atomverkettung zur Richtschnur nahm.
Während man früher nur gezwungen durch die Tatsache der Isomerie darauf verfallen war, daß die Eigenschaften der Körper nicht schlechthin von der Menge und dem Charakter der in ihnen auftretenden Elemente abhängen, sondern daß eine verschiedene Lagerung der Atome von Einfluß sein müsse, wurde jetzt die Verbindungsweise der Atome in den Molekülen das Hauptprinzip der Forschung und der Erklärung der Tatsachen; zumal seitdem man im Kohlenstoff auch noch ein Element mit vierwertigen Atomen[645] (Typus Grubengas) gefunden hatte, dem sich bald, wenigstens hypothetisch, auch noch fünf- und sechswertige Atome anreihten. Von methodischem und erkenntnistheoretischem Interesse ist hier das seltsame Schwanken der Chemiker zwischen einer konkret sinnlichen und einer abstrakten Auffassung der Valenz. Einerseits scheut man sich, in jenes dunkle Gebiet Phantasiegebilde zu versetzen, deren Übereinstimmung mit der Wirklichkeit kaum als problematisch passieren könnte; anderseits aber ist man von der ganz richtigen Neigung geleitet, nichts anzunehmen, was sich nicht wenigstens in klarer Weise – auf eine oder auch auf mehrere verschiedene Arten – sinnlich vorstellen läßt; und so spricht man denn von den »Affinitätspunkten« der Atome, vom »Haften« an denselben, von »besetzten« und noch freien Punkten, wie wenn man an dem ausgedehnten und kristallisch gestalteten Körper des Atoms solche Punkte, z.B. als Pole einer magnetisch wirkenden Kraft, vor sich sähe; zugleich aber verwahrt man sich gegen die Geltung solcher sinnlichen Vorstellungen und erklärt die Affinitätspunkte für ein bloßes Wort zur Zusammenfassung der Tatsachen. Ja, Kekulé hat sogar versucht, die Valenz der Atome unter gänzlicher Preisgebung der Affinitätspunkte zurückzuführen auf die »relative Anzahl der Stöße, welche ein Atom in der Zeiteinheit durch andre Atome erfährt.«433
Diese Hypothese hat bis jetzt keinen Anklang gefunden, aber Stöße erhalten die Atome deshalb doch. Hier ist die neuere Wärmetheorie der Chemie in auffallender Weise entgegengekommen. Nach Clausius434 sind die Moleküle der Gase in einer geradlinigen Bewegung begriffen, deren lebendige Kraft der Temperatur proportional ist. Im flüssigen Zustande der Körper besteht eine mit der Temperatur wachsende Bewegung der Moleküle, welche zwar stark genug ist, die Attraktion je zweier benachbarten Teilchen zu überwinden, aber nicht stark genug, um auch die Attraktion der gesamten Masse aufzuwiegen; im starren Zustande endlich überwiegt die Attraktion der benachbarten Teilchen den Impuls der Wärme, so daß die Moleküle ihre relative Lage nur innerhalb enger Grenzen ändern können. Diese Theorie, welche aus der Lehre von der Umwandlung der Wärme in lebendige Kraft und umgekehrt erwachsen ist, bedarf keines Äthers mehr, um sämtliche Probleme der Wärmelehre in befriedigender Weise zu lösen. Sie erklärt aufs einfachste die Wandlungen des Aggregatzustandes unter dem Einflusse der Wärme; allein sie läßt den Zustand der festen[646] Körper noch ziemlich im Dunkeln, verbreitet ein halbes Licht über den Zustand der Flüssigkeiten und gibt nur über den Zustand vollkommener Gase ein so klares Bild, daß anscheinend wenig zu wünschen übrigbleibt.
Auch darin also begegnen sich die neuesten Theorien der Chemiker und der Physiker, daß man vom gasförmigen Zustande der Materie, als dem verständlichsten, ausgeht, und von hier aus weiter zu dringen versucht.435 Hier aber, bei den vollkommenen Gasen, ist die alte Mechanik des Stoßes gleichsam in neuem Glanze wieder erstanden. Die allgemeine Attraktion der Materie samt den übrigen nur in großer Nähe wirkenden Molekularkräften werden angesehen als verschwindend gegenüber der geradlinig fortschreitenden Wärmebewegung und diese geht stets so weit, bis die Moleküle auf andre Moleküle oder auf feste Wände stoßen. Dabei herrschen die Gesetze des elastischen Stoßes, und die Moleküle werden der Einfachheit wegen als kugelförmig betrachtet, was freilich mit den Anforderungen der Chemie nicht völlig übereinzustimmen scheint. Wir übergehen die zahlreichen Vorteile, welche die neue Theorie gewährt, indem sie z.B. für die Unregelmäßigkeiten des Mariotteschen Gesetzes, für die anscheinenden Ausnahmen von der Regel Avogadros und zahlreiche verwandte Schwierigkeiten eine natürliche Lösung darbietet. Für uns handelt es sich zunächst darum, das hier neuerdings wieder auftretende Prinzip des mechanischen Stoßes der Moleküle und der Atome mit Rücksicht auf die Frage von Kraft und Stoff etwas näher zu betrachten.
Anscheinend ist nämlich hier die seit Newton aus der Mechanik entschwundene Anschaulichkeit wiederhergestellt, und man könnte immerhin, wenn damit viel gewonnen wäre, die kühne Hoffnung hegen, daß auch die jetzt noch von der Theorie beibehaltenen Fernewirkungen der Kräfte früher oder später verschwinden und in ähnlicher Weise auf den sinnlich anschaulichen Stoß zurückgeführt werden möchten, wie dies mit der Wärmewirkung geschehen ist. Aber freilich, nur der elastische Stoß kann den Anforderungen der Physik genügen, und mit diesem hat es seine eigne Bewandtnis. Zwar kann man nicht leugnen, daß auch den alten Atomistikern bei ihrer Lehre vom Stoß der Atome hauptsächlich das Bild elastischer Körper vorgeschwebt haben muß; allein die Bedingungen, unter welchen diese ihre Bewegung aufeinander übertragen, waren ihnen unbekannt, und der Unterschied zwischen dem Stoß elastischer und unelastischer Körper blieb ihnen in[647] Dunkel gehüllt. Da nun ihre Atome absolut unveränderlich waren, so konnten dieselben auch nicht elastisch sein, so daß die genauere Physik schon auf der ersten Schwelle des Systems auf einen Widerspruch stieß. Dieser Widerspruch war freilich nicht so offenbar, als es uns heutzutage scheinen will; denn noch im 17. Jahrhundert untersuchten Physiker vom ersten Range sehr ernstlich durch das Experiment, ob eine elastische Kugel beim Stoß eine Abplattung und also Zusammendrückung erfahre oder nicht.436
Gegenwärtig wissen wir, daß keine Elastizität denkbar ist, ohne Verschiebung der relativen Lage der Teilchen des elastischen Körpers. Daraus folgt aber unweigerlich, daß jeder elastische Körper nicht nur veränderlich ist, sondern auch aus diskreten Teilchen besteht. Man könnte letzteres höchstens mit den gleichen Gründen bestreiten, mit denen man die Atomistik überhaupt bestreitet. Genau dieselben Gründe, welche von Anfang an dazu geführt haben, die Körper in Atome aufzulösen, müssen auch bewirken, daß die Atome, wenn sie elastisch sind, selbst wieder aus diskreten Teilchen, also aus Unteratomen bestehen. Und diese Unteratome? Entweder lösen sie sich in bloße Kraftzentren auf, oder wenn bei ihnen abermals der elastische Stoß irgendeine Rolle spielen sollte, so müssen sie abermals aus Unteratomen bestehen, und wir hätten wieder jenen ins Unendliche verlaufenden Prozeß, bei dem sich der Verstand so wenig beruhigen kann, als er ihm auszuweichen vermag.
Sonach liegt in der Atomistik selbst, während sie den Materialismus zu begründen scheint, schon das Prinzip, welches alle Materie auflöst und damit wohl auch dem Materialismus seinen Boden entzieht.
Unsre Materialisten haben freilich den Versuch gemacht, der Materie ihren Rang und ihre Würde zu sichern, indem sie darauf ausgehen, den Begriff der Kraft dem der Materie streng unterzuordnen; allein man darf diesen Versuch nur ein wenig näher betrachten, so sieht man bald, wie wenig damit für die absolute Substantialität der Materie gewonnen wird.
In Moleschotts »Kreislauf des Lebens« trägt ein längeres Kapitel die Überschrift »Kraft und Stoff«. Das Kapitel enthält eine Polemik gegen den aristotelischen Kraftbegriff, gegen die Teleologie, gegen die Annahme einer übersinnlichen Lebenskraft und andre schöne Dinge; aber keine Silbe über das Verhältnis einer einfachen Attraktions- oder Repulsivkraft zwischen zwei Atomen zu den Atomen[648] selbst, die als Träger dieser Kraft gedacht werden. Wir hören, daß die Kraft kein stoßender Gott, aber wir hören nicht, wie sie es anfängt, um von einem Stoffteilchen aus durch den leeren Raume hindurch in einem andern eine Bewegung hervorzurufen. Im Grunde erhalten wir nur Mythus für Mythus.
»Eben die Eigenschaft des Stoffes, welche seine Bewegung ermöglicht, nennen wir Kraft. – Grundstoffe zeigen ihre Eigenschaften nur im Verhältnis zu andern. Sind diese nicht in gehöriger Nähe, unter geeigneten Umständen, dann äußern sie weder Abstoßung noch Anziehung. Offenbar fehlt hier die Kraft nicht; allein sie entzieht sich unsern Sinnen, weil die Gelegenheit zur Bewegung fehlt. – Wo sich auch immer Sauerstoff befinden mag, hat er Verwandtschaft zum Kalium.«
Hier finden wir Moleschott tief in der Scholastik; seine »Verwandtschaft« ist die schönste qualitas occulta, die man verlangen kann. Sie sitzt im Sauerstoff wie ein Mensch mit Händen. Kommt Kalium in die Nähe, so wird es gepackt, kommt keins, so sind doch wenigstens die Hände da und der Wunsch Kalium abzufassen. – Die Verwüstungen des Möglichkeitsbegriffes!
Büchner geht noch weniger als Moleschott auf das Verhältnis von Kraft und Stoff ein, obwohl er sein bekanntestes Werk nach diesen Begriffen betitelt hat. Nur beiläufig sei der Satz hervorgehoben: »Eine Kraft, die sich nicht äußert, kann nicht existieren.« Das ist wenigstens eine gesunde Anschauung, gegenüber jener Verkörperung einer menschlichen Abstraktion bei Moleschott. Das Beste was Moleschott über Kraft und Stoff vorbringt, ist eine längere Stelle aus der Vorrede Du Bois-Reymonds zu seinen Untersuchungen über tierische Elektrizität, allein gerade den klarsten und wichtigsten Abschnitt hat Moleschott weggelassen.
Bei Gelegenheit einer gründlichen Analyse der unklaren Vorstellungen von einer sogenannten Lebenskraft kommt Du Bois darauf, zu fragen, was wir uns überhaupt unter »Kraft« vorstellen. Er findet, daß es im Grunde weder Kräfte noch Materie gibt, daß vielmehr beides nur von verschiedenen Standpunkten aus aufgenommene Abstraktionen der Dinge sind.
»Die Kraft (insofern sie als Ursache der Bewegung gedacht wird) ist nichts als eine versteckte Ausgeburt des unwiderstehlichen Hanges zur Personifikation, der uns eingeprägt ist; gleichsam ein rhetorischer Kunstgriff unsres Gehirns, das zur tropischen Wendung greift, weil ihm zum reinen Ausdruck der Klarheit die Vorstellung[649] fehlt. In den Begriffen von Kraft und Materie sehen wir wiederkehren denselben Dualismus, der sich in den Vorstellungen von Gott und der Welt, von Seele und Leib hervordrängt. Es ist, nur verfeinert, dasselbe Bedürfnis, welches einst die Menschen trieb, Busch und Quell, Fels, Luft und Meer mit Geschöpfen ihrer Einbildungskraft zu bevölkern. Was ist gewonnen, wenn man sagt, es sei die gegenseitige Anziehungskraft, wodurch zwei Stoffteilchen sich einander nähern? Nicht der Schatten einer Einsicht in das Wesen des Vorgangs. Aber, seltsam genug, es liegt für das innewohnende Trachten nach den Ursachen eine Art von Beruhigung in dem unwillkürlich vor unserm innern Auge sich hinzeichnenden Bilde einer Hand, welche die träge Materie leise vor sich herschiebt, oder von unsichtbaren Polypenarmen, womit die Stoffteilchen sich umklammern, sich gegenseitig an sich zu reißen suchen, endlich in einen Knoten sich verstricken.«437
So viel Wahres diese Worte enthalten, so ist dabei doch übersehen, daß der Fortschritt der Wissenschaften uns dazu gebracht hat, mehr und mehr Kräfte an die Stelle der Stoffe zu setzen, und daß auch die fortschreitende Genauigkeit der Betrachtung nur den Stoff mehr und mehr in Kräfte auflöst. Die beiden Begriffe stehen daher nicht so einfach als Abstraktionen nebeneinander, sondern der eine wird durch Abstraktion und Forschung in den andern aufgelöst, so jedoch, daß stets noch ein Rest bleibt. Abstrahiert man von der Bewegung eines Meteorsteines, so bleibt unsrer Betrachtung der Körper selbst übrig, der sich bewegte. Ich kann ihm seine Form nehmen durch Aufhebung der Kohäsionskraft seiner Teile: dann habe ich noch den Stoff. Ich kann diesen Stoff zerlegen in die Elemente, indem ich Kraft gegen Kraft setze. Schließlich kann ich mir die elementaren Stoffe in Gedanken in ihre Atome zerlegen dann sind diese der alleinige Stoff und alles andre ist Kraft. Löst man nun mit Ampere auch das Atom noch auf in einen Punkt ohne Ausdehnung und die Kräfte, die sich um ihn gruppieren, so müßte der Punkt, »das Nichts«, der Stoff sein. Gehe ich in der Abstraktion nicht so weit, so ist mir ein gewisses Ganze noch schlechthin Stoff, was mir sonst als eine Verbindung stofflicher Teile durch zahllose Kräfte erscheint. Mit einem Worte: der unbegriffene oder unbegreifliche Rest unsrer Analyse ist stets der Stoff, wir mögen nun so weit vorschreiten, wie wir wollen. Dasjenige, was wir vom Wesen eines Körpers begriffen haben, nennen wir Eigenschaften des Stoffes, und die Eigenschaften führen wir zurück auf »Kräfte«.[650]
Daraus ergibt sich, daß der Stoff allemal dasjenige ist, was wir nicht weiter in Kräfte auflösen können oder wollen. Unser »Hang zur Personifikation« oder wenn man mit Kant reden will, was auf dasselbe hinauskommt, die Kategorie der Substanz nötigt uns stets, den einen dieser Begriffe als Subjekt, den andern als Prädikat aufzufassen. Indem wir das Ding Schritt für Schritt auflösen, bleibt uns immer der noch nicht aufgelöste Rest, der Stoff, der wahre Repräsentant des Dinges. Ihm schreiben wir daher die entdeckten Eigenschaften zu. So enthüllt sich die große Wahrheit »kein Stoff ohne Kraft, keine Kraft ohne Stoff« als eine bloße Folge des Satzes »kein Subjekt ohne Prädikat, kein Prädikat ohne Subjekt«; mit andern Worten: wir können nicht anders sehen, als unser Auge zuläßt; nicht anders reden, als uns der Schnabel gewachsen ist; nicht anders auffassen, als die Stammbegriffe unsres Verstandes bedingen.
Obwohl sonach die eigentliche Personifikation im Stoffbegriff liegt, so wird doch eben dadurch die Kraft beständig mit personifiziert, daß man sie sich als einen Ausfluß des Stoffes, gleichsam als ein Werkzeug desselben denkt. Gewiß stellt sich niemand bei einer physikalischen Untersuchung die Kraft ernsthaft als eine in der Luft schwebende Hand vor; eher dürften die Polypenarme passen, mit denen ein Stoffteilchen das andre umklammert. Das, was am Kraftbegriff anthropomorph ist, gehört im Grunde noch dem Stoffbegriff an, auf den man, wie auf jedes Subjekt, einen Teil seines Ichs überträgt. »Die Existenz der Kräfte,« sagt Redtenbacher (S. 12), »erkennen wir an den mannigfaltigen Wirkungen, welche sie hervorbringen, und insbesondere durch das Gefühl und Bewußtsein von unsern eignen Kräften.« Durch das letztere geben wir der bloß mathematischen Erkenntnis doch nur die Färbung des Gefühls und geraten dadurch zugleich in Gefahr, aus der Kraft etwas zu machen, was sie nicht ist. Gerade jene Annahme »übersinnlicher Kräfte«, welche die Materialisten eigentlich bekämpfen wollen, kommt immer darauf hinaus, daß man neben den Stoffen, die aufeinander wirken, sich für die Kraft noch eine unsichtbare Person hinzudenkt, also einen falschen Faktor in Rechnung bringt. Das ist aber nie Folge eines zu abstrakten, sondern vielmehr eines zu sinnlichen Denkens. Das Übersinnliche des Mathematikers ist genau das Gegenteil von dem Übersinnlichen des Naturmenschen. Wo der letztere übersinnliche Kräfte anbringt, da ist ein Gott, ein Gespenst oder sonst ein persönlich, also in Wahrheit möglichst[651] sinnlich gedachtes Wesen dahinter. Der personifizierte Stoff ist dem Naturmenschen schon viel zu abstrakt, deshalb malt er sich in der Phantasie noch eine »übersinnliche« Person daneben. Der Mathematiker mag sich auch, bevor er seine Gleichung aufgestellt hat die Kräfte ziemlich nach Art von Menschenkräften vorstellen, aber er wird deshalb nie in Gefahr kommen, einen falschen Faktor in Rechnung zu bringen. Steht aber erst die Gleichung da, so hört auch jede sinnliche Vorstellung auf, irgendeine Rolle zu spielen. Die Kraft ist nicht mehr die Ursache der Bewegung und der Stoff nicht mehr die Ursache der Kraft; es gibt dann nur noch einen bewegten Körper, und die Kraft ist eine Funktion der Bewegung.
Sonach läßt sich in diese Begriffe doch wenigstens Ordnung und Übersicht bringen, wenn auch keine vollständige Erklärung dessen, was Kraft und Stoff sei. Genug, wenn wir nachweisen können, daß unsre Kategorien eine Rolle dabei spielen. Es muß niemand seine eigne Netzhaut sehen wollen!
So ist es denn auch begreiflich, daß Du Bois nicht über den Gegensatz von Kraft und Stoff hinauskommt, und wir wollen deshalb die von Moleschott ausgelassene Stelle noch hinsetzen als ein Zeugnis dessen, wie vorteilhaft der berühmte Forscher sich von der dogmatischen Zuversicht der Materialisten unterscheidet.
»Fragt man, was denn übrigbleibe, wenn weder Kräfte noch Materie Wirklichkeit besitzen, so antworten diejenigen, die sich mit mir auf diesen Standpunkt stellen, folgendermaßen. Es ist dem menschlichen Geiste nun einmal nicht beschieden, in diesen Dingen hinauszukommen über einen letzten Widerspruch. Wir ziehen daher vor, statt uns zu drehen im Kreise fruchtloser Spekulationen oder mit dem Schwerte der Selbsttäuschung den Knoten zu zerhauen, uns zu halten an die Anschauung der Dinge, wie sie sind, uns genügen zu lassen, um mit dem Dichter zu reden, an dem ›Wunder dessen, was da ist‹. Denn wir können uns nicht dazu verstehen, weil uns auf dem einen Wege eine richtige Deutung versagt ist, die Augen zu schließen über die Mängel einer andern, aus dem einzigen Grunde, daß keine dritte möglich scheint; und wir besitzen Entsagung genug, um uns zu finden in die Vorstellung, daß zuletzt aller Wissenschaft doch nur das Ziel gesteckt sein möchte, nicht das Wesen der Dinge zu begreifen, sondern begreiflich zu machen, daß es nicht begreiflich sei. So hat sich schließlich als Aufgabe der Mathematik herausgestellt: nicht den Kreis zu quadrieren,[652] sondern zu zeigen, daß er nicht zu quadrieren sei; der Mechanik: nicht ein perpetuum mobile herzustellen, sondern die Fruchtlosigkeit dieser Bemühung darzutun.« Wir fügen hinzu: »der Philosophie: nicht metaphysische Kenntnisse zu sammeln, sondern zu zeigen, daß wir über den Kreis der Erfahrung nicht hinaus können.«
So werden wir mit dem Fortschritt der Wissenschaft immer sicherer in der Kenntnis der Beziehungen der Dinge und immer unsicherer über das Subjekt dieser Beziehungen. Alles bleibt klar und verständlich, solange wir uns an die Körper halten können, wie sie unsern Sinnen unmittelbar erscheinen oder solange wir uns die hypothetischen Elemente derselben nach Analogie dessen, was in die Sinne fällt, vorstellen können; allein die Theorie treibt stets darüber hinaus, und indem wir das Vorhandene wissenschaftlich erklären, indem wir unsre Einsicht in den Zusammenhang der Dinge so weit treiben, daß wir die Erscheinungen voraussagen können, betreten wir den Weg einer Analyse, welche ebenso ins Unendliche führt, wie unsre Vorstellungen vom Raume und von der Zeit.
Wir dürfen uns daher auch nicht wundern, daß unsern Physikern und Chemikern die Moleküle immer bekannter, die Atome dagegen gleichzeitig immer unsicherer werden; denn die Moleküle sind noch ein Komplex hypothetischer Atome, den man sich ohne allen Nachteil ganz nach Art der sinnlichen Dinge denken kann. Wenn die Wissenschaft, welche hier in der Tat objektive Erkenntnis zu bieten scheint, einmal so weit vorrücken sollte, uns die Bestandteile der Moleküle ebenso nahe zu bringen wie jetzt diese, dann sind diese Bestandteile gewiß längst keine Atome mehr, sondern auch etwas Zusammengesetztes und Veränderliches, wie sie sehr oft schon jetzt aufgefaßt werden.
Von den Molekülen der Gase kennt man gegenwärtig schon teils mit ziemlicher Sicherheit, teils wenigstens mit großer Wahrscheinlichkeit die Geschwindigkeit, mit welcher sie sich bewegen, den mittleren Weg, welchen sie zwischen je zwei Stößen zurücklegen, die Zahl der Stöße in einer Sekunde, und endlich sogar den Durchmesser und das absolute Gewicht.438 Daß diese Größen, mancherlei Berichtigungen vorbehalten, nicht ganz in die Luft gebaut sind, mag die Tastasche beweisen, daß es Maxwell gelungen ist, aus den gleichen Formeln, auf welchen diese Schätzungen beruhen, Folgerungen über das Wärmeleitungsvermögen verschiedner Körper abzuleiten, welche durch das Experiment in glänzender Weise bestätigt[653] wurden.439 Die Moleküle sind also kleine Massen von Stoff, die wir uns nach Analogie sichtbarer Körper vorstellen dürfen, und mit deren Eigenschaften wir auf dem Wege der exakten Forschung zum Teil schon bekannt geworden sind. Damit aber sind sie ohne weiteres auch jener dunklen Region entrückt, in welcher die wahren Elemente der Dinge sich bergen. Man kann behaupten, die »Atomistik« sei bewiesen, wenn man darunter nichts weiteres versteht, als daß unsre wissenschaftliche Naturerklärung in der Tat diskrete Massenteilchen voraussetzt, welche sich in einem wenigstens vergleichsweise leeren Raume bewegen. In dieser Fassung aber sind alle philosophischen Fragen nach der Konstitution der Materie nicht gelöst, sondern beiseite geschoben.
Und doch ist selbst die Sonderung der Materie indiskrete Massenteilchen noch keineswegs so erwiesen, wie es nach diesen Triumphen der Wissenschaft scheinen könnte; denn in allen jenen Theorien wird sie schon vorausgesetzt und also natürlich auch in den Ergebnissen wiedergefunden. Die Bestätigung der Atomistik in jenem abgeschwächten Sinne kann höchstens im gleichen Lichte betrachtet werden, wie etwa die Bestätigung der Lehre Newtons durch die Entdeckung des Neptun. Nun hat man mit Recht diese Entdeckung des Neptun auf Grund einer Rechnung nach Newtonschen Prinzipien als eine höchst wichtige und in mancher Beziehung entscheidende betrachtet; allein es wird wohl niemandem einfallen, zu behaupten, daß mit der Bestätigung des Systems auch die Frage entschieden sei, ob die Attraktion eine Wirkung in die Ferne, oder ob sie eine vermittelte sei. Selbst die Frage, ob das Newtonsche Gesetz absolut oder nur innerhalb gewisser Grenzen gelte; ob es nicht z.B. bei sehr großer Annäherung der Massenteilchen oder bei äußerst großen Entfernungen eine Änderung erleide, wird von der Entdeckung des Neptun nicht berüht. Man hat neuerdings versucht, das Newtonsche Gesetz als einen bloßen Spezialfall der viel allgemeineren Weberschen Formel für die elektrische Anziehung aufzufassen; der Neptun sagt uns nichts darüber. Ob Gravitation momentan wirke, oder ob sie eine wenn auch noch so verschwindend kleine Zeit brauche, um ihre Wirkungen von einem Himmelskörper zum andern zu erstrecken, ist wiederum eine Frage, die von der glänzendsten Bestätigung jener Art nicht berührt wird. In allen diesen Fragen steckt aber die eigentliche Natur der Gravitation, und die allgemein herrschende Annahme, sie sei ein unbedingtes, streng an die Formel gebundenes, momentan in[654] alle Fernen wirkendes Naturgesetz, ist eine im Lichte der heutigen Wissenschaft nicht einmal wahrscheinliche Hypothese.
So sind auch in der neueren chemisch-physikalischen Theorie der Gase steng genommen nur die Relationen erwiesen; nicht die ursprüngliche Position. Nach den Grundsätzen der hypothetisch-deduktiven Methode kann man mit Clausius und Maxwell sagen: wenn die Materie aus diskreten Massenteilchen besteht, so müssen diese folgende Eigenschaften haben. Wird nun die Folge, welche sich aus der Theorie ergibt, durch die Erfahrung bestätigt, so ist damit nach den Gesetzen der Logik noch keineswegs auch die Voraussetzung erwiesen. Man schließt im »modus ponens« von der Bedingung auf das Bedingte; nicht umgekehrt. In der umgekehrten Richtung bleibt ja immer noch die Möglichkeit, daß sich die gleichen Folgen auch aus ganz andern Voraussetzungen ergeben. Die Theorie, welche die Tatsachen richtig erklärt und sogar voraussagt, kann dadurch freilich so sehr an Wahrscheinlichkeit gewinnen, daß sie für unsre subjektive Überzeugung der Gewißheit ganz nahe kommt; aber doch nur immer unter der Voraussetzung daß es keine andre Theorie geben könne, welche das gleiche leiste.
Daß nun dies in der mechanischen Wärmelehre keineswegs selbstverständlich sei, sofern es sich eben um die Moleküle handelt, hat Clausius sehr wohl erwogen, indem er in der Vorrede zu seinen berühmten Abhandlungen ausdrücklich bemerkt, daß die wesentlichsten Grundzüge seiner mathematischen Theorie unabhängig seien von den Vorstellungen, die er sich über die Molekularbewegungen gebildet habe.
Noch weiter geht Helmholtz in seiner »Rede zum Gedächtnis an Gustav Magnus« (Berlin 1871). Hier heißt es (S. 12): »Ober die Atome in der theoretischen Physik sagt Sir W. Thomson sehr bezeichnend, daß ihre Annahme keine Eigenschaft der Körper erklären kann, die man nicht vorher den Atomen selbst beigelegt hat.« (Dies gilt natürlich auch von den Molekülen!) »Ich will mich, indem ich diesem Ausspruch beipflichte, hiermit keineswegs gegen die Existenz der Atome erklären, sondern nur gegen das Streben aus rein hypothetischen Annahmen über Atombau der Naturkörper die Grundlagen der theoretischen Physik herzuleiten. Wir wissen jetzt, daß manche von diese Hypothesen, die ihrer Zeit viel Beifall fanden, weit an der Wahrheit vorbeischossen. Auch die mathematische Physik hat einen andern Charakter angenommen unter den Händen von Gauß, von F. E. Neumann und ihren Schülern[655] unter den Deutschen, sowie von denjenigen Mathematikern, die sich in England an Faraday anschlossen, Stokes, W. Thomson, Cl. Maxwell. Man hat begriffen, daß auch die mathematische Physik eine reine Erfahrungswissenschaft ist; daß sie keine andern Prinzipien zu befolgen hat, als die experimentelle Physik. Unmittelbar in der Erfahrung finden wir nur ausgedehnte, mannigfach gestaltete und zusammengesetzte Körper vor uns; nur an solchen können wir unsre Beobachtungen und Versuche machen. Deren Wirkungen sind zusammengesetzt aus den Wirkungen, welche alle ihre Teile zur Summe des Ganzen beitragen, und wenn wir also die einfachsten und allgemeinsten Wirkungsgesetze der in der Natur vorgefundenen Massen und Stoffe aufeinander kennenlernen wollen, diese Gesetze namentlich befreien wollen von den Zufälligkeiten der Form, der Größe und Lage der zusammenwirkenden Körper, so müssen wir zurückgehen auf die Wirkungsgesetze der kleinsten Volumenteile oder, wie die Mathematiker es bezeichnen, der Volumelemente. Diese aber sind nicht, wie die Atome, disparat und verschiedenartig, sondern kontinuierlich und gleichartig.«
Wir lassen dahingestellt, ob dies Verfahren, von der mathematischen Behandlung abgesehen für die es sich nach den Prinzipien der Differential- und Integralrechnung besser eignen muß als die Atomistik, gleiche oder gar größere Resultate liefern werde für die Orientierung des Geistes in der Erscheinungswelt, als wir sie der Atomistik verdanken. Diese verdankt ihre Erfolge der Anschaulichkeit ihrer Annahmen, und weit entfernt, sie deshalb gering zu achten, möchten wir sogar die Frage aufwerfen, ob sich nicht die Notwendigkeit einer atomistischen Vorstellungsweise aus den Prinzipien der Kantschen Erkenntnistheorie deduzieren ließe, womit dann immer noch nicht den Mathematikern, die ja heutzutage so gerne transzendente Wege gehen, verboten wäre, ihr Glück in andern Bahnen zu suchen. Daß Kant selbst umgekehrt als Vater des »Dynamismus« gilt, worunter man kurzweg den Dynamismus der Kontinuitätslehre versteht, kann uns dabei sehr wenig berühren; denn wie gewaltig auch seine Epigonen auf diese Kontinuitätslehre gepocht haben mögen: ihre Notwendigkeit vom Standpunkte der kritischen Philosophie hat sehr geringe Evidenz, und fast ließe sich, wie gesagt, der umgekehrte Weg mit besserer Aussicht versuchen; denn die Wirkungsweise der Kategorie in ihrer Verschmelzung mit der Anschauung geht stets auf Synthesis in einem abgeschlossenen, also in unsrer Vorstellung von den unendlichen Fäden[656] alles Zusammenhanges abgelösten Gegenstande. Bringt man die Atomistik unter diesen Gesichtspunkt, so würde die Isolierung der Massenteilchen als eine notwendige physikalische Vorstellung erscheinen, deren Gültigkeit sich auf den gesamten Zusammenhang der Welt der Erscheinungen erstreckte, während sie eben doch nur der Reflex unsrer Organisation wäre: das Atom wäre eine Schöpfung des Ich, aber gerade dadurch notwendige Grundlage aller Naturwissenschaft.
Wir bemerkten oben, daß in der chemisch-physikalischen Betrachtung das Atom um so dunkler werde, je helleres Licht auf die Moleküle falle. Dies bezieht sich natürlich nur auf das Atom im engeren Sinne des Wortes, auf den vermeintlich letzten Bestandteil der Materie. Diese schwinden stets ins Unfaßbare, sowie das Licht der Forschung sich ihnen nähert. So zeigt z.B. Lothar Meyer, daß die Zahl der Atome, die in einer Molekel sich finden, zwar innerhalb gewisser Grenzen ungewiß ist, daß sie aber nicht gar zu groß gedacht werden darf; auch die Dimensionen der Atome sollen nicht als verschwindend gegenüber den Molekülen gedacht werden. Die Atome führen innerhalb der Moleküle lebhafte Bewegungen aus usw. – Aber neben diesem Dämmerschein einer Erkenntnis steht sofort die Bemerkung, daß diese Atome wahrscheinlich »zwar Massenteilchen einer höheren Ordnung als die Molekeln, aber doch noch nicht die letzten, kleinsten Massenteilchen seien«.
»Es scheint vielmehr, daß, wie die Massen von größerer, unsern Sinnen wahrnehmbarer Ausdehnung aus Molekeln, die Molekeln oder Massenteilchen erster Ordnung aus Atomen oder Massenteilchen zweiter Ordnung sich zusammensetzen, so auch die Atome wiederum aus Vereinigungen von Massenteilchen einer dritten höheren Ordnung bestehen.«
»Zu dieser Ansicht leitet schon die Erwägung, daß, wenn die Atome unveränderliche, unteilbare Größen wären, wir ebenso viele Arten von durchaus verschiedenen Elementarmaterien annehmen müßten, als wir chemische Elemente kennen. Die Existenz von einigen sechzig oder noch mehr grundverschiedenen Urmaterien ist aber an sich wenig wahrscheinlich. Sie wird noch unwahrscheinlicher durch die Kenntnis gewisser Eigenschaften der Atome, unter denen besonders die wechelseitigen Beziehungen, welche die Atomgewichte verschiedner Elemente zueinander zeigen, Beachtung verdienen.«440
Es ist stark zu vermuten, daß auch die Atome dritter Ordnung, obschon[657] sie Atome der einheitlichen Urmaterie wären, sich bei näherer Betrachtung wieder in Atome vierter Ordnung auflösen würden. Alle solche ins Unendliche verlaufenden Prozesse aber zeigen, daß wir es in diesen Fragen nur mit den notwendigen Bedinungen unsrer Erkenntnis zu tun haben und nicht mit dem, was die Dinge etwa an sich selbst und ohne alle Beziehung zu unsrer Erkenntnis sein mögen.
Setzt man an die Stelle dieser unendlichen Reihe irgendwo die ausdehnungslosen Kraftzentren ein, so hat man das Prinzip der Anschaulichkeit aufgegeben.441 Es ist eine transzendente Vorstellung, wie die Wirkung in die Ferne, und die Frage, ob und inwiefern solche Vorstellungen zulässig seien, kann heutzutage, wo sie massenweise an uns herantreten, kaum noch mit der einfachen Verweisung auf die Kantschen Prinzipien der Erkenntnistheorie abgemacht werden. Man muß diejenigen machen lassen, welche einer solchen Vorstellungsweise bedürfen, und zusehen, was daraus wird. Wenn einmal, wie der Physiker Mach442 es für möglich hält, aus der Hypothese eines Raumes von mehr als drei Dimensionen sich eine durchschlagend einfache Erklärung wirklicher Naturerscheinung ergeben sollte, oder wenn man mit Zöllner443 aus der Dunkelheit des Himmels und andern tatsächlichen Erscheinungen schließen müßte, daß unser Raum nicht-euklidisch ist, so muß ohnehin die gesamte Erkenntnistheorie einer Totalrevision unterworfen werden. Zu dieser liegen bis jetzt keine zwingenden Gründe vor; aber auch die Erkenntnistheorie darf nicht dogmatisch werden. Sehe daher jeder, wie er es treibe! Wer die Anschaulichkeit festhält, gerät auf den Prozeß in infinitum; wer sie preisgibt, verläßt den sichern Boden, auf welchem bisher alle Fortschritte unsrer Wissenschaften erwachsen sind. Zwischen dieser Scylla und Charybdis hindurch ist kaum ein sichrer Pfad zu finden.
Von wesentlichem Einfluß auf unser Urteil über das Verhältnis von Kraft und Stoff ist das in neuerer Zeit so bedeutungsvoll hervorgetretene Gesetz der Erhaltung der Kraft. Man kann dasselbe verschieden auffassen. Einmal nämlich kann man annehmen, daß die chemischen Elementarstoffe gewisse unveränderliche Qualtitäten haben, mit denen der allgemeine Mechanismus der Atome zusammenwirkt, um die Erscheinungen hervorzurufen; sodann aber kann man voraussetzen, daß auch die Qualitäten der Elemente nur bestimmte, unter gleichen Verhältnissen in gleicher Weise wiederkehrende Formen der allgemeinen und ihrem Wesen nach einheitlichen[658] Bewegung des Stoffes sind. Sobald man z.B. die Elemente für bloße Modifikationen einer gleichartigen Urmaterie ansieht, versteht sich diese letztere Fassung von selbst. Freilich ist das Gesetz der Erhaltung der Kraft in dieser strengsten und konsequentesten Fassung nichts weniger als erwiesen. Es ist nur ein »Ideal der Vernunft«, welches aber als letztes Ziel aller empirischen Forschung nicht wohl entbehrt werden kann. Ja, man kann behaupten, daß es gerade in diesem weitesten Sinne wohl eine axiomatische Geltung beanspruchen dürfte. Damit aber wäre auch der letzte Rest der Selbständigkeit und Herrschaft des Stoffes gefallen. Warum ist das Gesetz von der Erhaltung der Kraft in diesem Sinne so ungleich wichtiger, als das Gesetz von der Erhaltung der Materie, welches schon Demokrit als Axiom hinstellte, und welches als »Unsterblichkeit des Stoffs« bei unsern heutigen Materialisten eine so große Rolle spielt?
Die Sache ist die, daß in unsren gegenwärtigen Naturwissenschaften überall die Materie das Unbekannte, die Kraft das Bekannte ist. Will man statt Kraft lieber »Eigenschaft der Materie« sagen, so möge man sich vor einem logischen Zirkel hüten! Ein »Ding« wird uns durch seine Eigenschaften bekannt; ein Subjekt wird durch seine Prädikate bestimmt. Das »Ding« ist aber in der Tat nur der ersehnte Ruhepunkt für unser Denken. Wir wissen nichts, als die Eigenschaften und ihr Zusammentreffen in einem Unbekannten, dessen Annahme eine Dichtung unsres Gemütes ist, aber, wie es scheint, eine notwendige, durch unsre Organisation gebotene.
Du Bois' berühmtes »Eisenteilchen«, welches zuverlässig dasselbe »Ding« ist »gleichviel ob es im Meteorstein den Weltkreis durchzieht, im Dampfwagenrade auf den Schienen dahinschmettert, oder in der Blutzelle durch die Schläfe eines Dichters rinnt«, ist eben nur deshalb in allen diesen Fällen »dasselbe Ding«, weil wir von der Besonderheit seiner Lage zu andern Teilchen und den daraus folgenden Wechselwirkungen absehen und dagegen andre Erscheinungen, die wir doch nur als Kräfte des Eisenteilchens kennen gelernt haben, als konstant betrachten, weil wir wissen, daß wir sie nach bestimmte Gesetzen immer wieder hervorrufen können. Man löse uns erst das Rätsel des Parallelogramms der Kräfte, wenn wir an das beharrliche Ding glauben sollen. Oder ist eine Kraft, welche mit der Identität x in der Richtung a-b wirkt, auch zuverlässig dasselbe Ding, wenn ihre Wirkung sich mit einer andern Kraft zu einer Resultierenden von der Intensität y und der Richtung a-d[659] verschmolzen hat? Jawohl, die ursprüngliche Kraft ist noch in der Resultierenden erhalten und sie erhält sich fort und fort, wenn im ewigen Wirbel mechanischer Wechselwirkung die ursprüngliche Intensität x und die Richtung a-b auch nie wieder zum Vorschein kommen. Aus der Resultierenden kann ich die ursprüngliche Kraft gleichsam wieder herausnehmen, wenn ich die zweite komponierende Kraft durch eine gleich große von entgegengesetzter Richtung aufhebe. Hier weiß ich also ganz genau, was ich unter Erhaltung der Kraft verstehen darf, und was nicht. Ich weiß, und ich muß wissen, daß der Begriff der Erhaltung nur eine bequeme Vorstellungsweise ist. Es erhält sich alles und es erhält sich nichts, je nachdem ich die Vorgänge betrachte. Das Tatsächliche liegt einzig und allein in den Äquivalenten der Kraft, welche ich durch Rechnung und Beobachtung erhalte. Die Äquivalente sind, wie wir gesehen haben, auch das einzig Tatsächliche in der Chemie; sie werden ausgedrückt, gefunden, berechnet durch Gewichte, d.h. durch Kräfte.
Unsre neuern Materialisten befassen sich nicht gern mit dem Gesetz der Erhaltung der Kraft. Es kommt von einer Seite her, auf welche sie ihre Aufmerksamkeit wenig gerichtet haben. Obwohl das deutsche Publikum beim Ausbruch des materialistischen Streites schon seit einer Reihe von Jahren mit dieser bedeutungsvollen Theorie bekannt geworden war, findet man sie in den wichtigsten Streitschriften kaum mit einer Silbe erwähnt. Der Umstand, daß Büchner späterhin das Gesetz der Erhaltung der Kraft mit Wärme aufgriff und ihm in der fünften Auflage der Schrift über Kraft und Stoff ein besondres Kapitel widmete, legt nur ein neues Zeugnis ab für die gärende Vielseitigkeit dieses Schriftstellers, allein man wird vergeblich auch bei ihm völlige Klarheit suchen über die Tragweite dieses Gesetzes und über sein Verhältnis zur Lehre von der Unsterblichkeit des Stoffes. Den dogmatischen Materialisten, die übrigens in unsrer Zeit überall und nirgends sind, wird durch die Lehre von der Erhaltung der Kraft der Boden unter den Füßen weggezogen.
Das Wahre des Materialismus – die Ausschließung des Wunderbaren und Willkürlichen aus der Natur der Dinge – wird durch dies Gesetz in einer höhern und allgemeinern Weise bewiesen, als sie es von ihrem Standpunkte aus vermögen; das Unwahre – die Erhebung des Stoffs zum Prinzip alles Seienden – wird durch dasselbe vollständig und, wie es scheinen will, definitiv beseitigt.[660]
Es ist daher nicht zu verwundern, obwohl auch nicht vollständig zu billigen, wenn einer der vorzüglichsten Bearbeiter der Lehre von der Erhaltung der Kraft wieder fast auf den aristotelischen Begriff von der Materie zurückkehrt. Helmholz sagt in seiner Abhandlung über die Erhaltung der Kraft wörtlich folgendes:
»Die Wissenschaft betrachtet die Gegenstände der Außenwelt nach zweierlei Abstraktionen: einmal ihrem bloßen Dasein nach, abgesehen von ihren Wirkungen auf andre Gegenstände oder unsre Sinnesorgane; als solche bezeichnet sie dieselben als Materie. Das Dasein der Materie an sich ist uns also ein ruhiges, wirkungsloses; wir unterscheiden an ihr die räumliche Verteilung und die Quantität (Masse), welche als ewig unveränderlich gesetzt wird. Qualitative Unterschiede dürfen wir der Materie an sich nicht zuschreiben, denn wenn wir von verschiedenartigen Materien sprechen, so setzen wir ihre Verschiedenheit immer nur in die Verschiedenheit ihrer Wirkungen, d.h. in ihre Kräfte. Die Materie an sich kann deshalb auch keine andre Veränderung eingehen als eine räumliche, d.h. Bewegung. Die Gegenstände der Natur sind aber nicht wirkungslos, ja wir kommen überhaupt zu ihrer Kenntnis nur durch ihre Wirkungen, welche von ihnen aus auf unsre Sinnesorgane erfolgen, indem wir aus diesen Wirkungen auf ein Wirkendes schließen. Wenn wir also den Begriff der Materie in der Wirklichkeit anwenden wollen, so dürfen wir dies nur, indem wir durch eine zweite Abstraktion« (richtiger durch eine notwendige Dichtung, eine mit psychischem Zwang eintretende Personifikation) »demselben wiederum hinzufügen, wovon wir vorher abstrahieren wollten, nämlich das Vermögen Wirkungen auszuüben, d.h. indem wir derselben Kräfte zuerteilen. Es ist einleuchtend, daß die Begriffe von Materie und Kraft in der Anwendung auf die Natur nie getrennt werden dürfen. Eine reine Materie wäre für die übrige Natur gleichgültig, weil sie nie eine Veränderung in dieser oder in unsern Sinnesorganen bedingen könnte; eine reine Kraft wäre etwas, was dasein sollte und doch wieder nicht dasein, weil wir das Daseiende Materie nennen. Ebenso fehlerhaft ist es, die Materie für etwas Wirkliches, die Kraft für einen bloßen Begriff erklären zu wollen, dem nichts Wirkliches entspräche; beides sind vielmehr Abstraktionen von dem Wirklichen, in ganz gleicher Art gebildet; wir können ja die Materie eben nur durch ihre Kräfte, nie an sich selbst, wahrnehmen.«444
Ueberweg, der es liebte, seine abweichenden Ansichten in Randglossen[661] kund zu geben, hat in meinem Exemplar dieser Abhandlung zu den Worten »weil wir das Daseiende Materie nennen« ganz richtig an den Rand geschrieben »vielmehr Substanz«. In der Tat ist der Grund, warum wir keine reine Kraft annehmen können, nur in der psychischen Notwendigkeit zu suchen, welche uns unsre Beobachtungen unter der Kategorie der Substanz erscheinen läßt. Wir nehmen nur Kräfte wahr, aber wir verlangen eine beharrliche Trägerin dieser wechselnden Erscheinungen, eine Substanz. Die Materialisten nehmen in naiver Weise die unbekannte Materie als einzige Substanz; Helmholtz dagegen ist sich wohl bewußt, daß es sich hier nur um eine Annahme handelt, welche durch die Natur unsres Denkens gefordert wird, ohne für das wahrhaft Wirkliche Geltung zu haben. Es macht daher wenig Unterschied, daß er in dieser Annahme eben jene Materie an die Stelle der Substanz bringt, welche er doch vorher als qualitätslos annimmt; der Standpunkt der Betrachtung ist im wesentlichen der Kantische. Was aber die passive und wirkungslose Natur der Materie betrifft, insofern wir von den Kräften abstrahieren, so wäre diesem Rückfall in die aristotelische Definition durch die Annahme eines relativen Begriffs der Materie vorzubeugen. Dazu gehört denn auch ein relativer Kraftbegriff, und wir dürfen uns wohl erlauben, als Abschluß dieser Untersuchungen hier ein Kleeblatt zusammengehöriger Definitionen vorzuschlagen.
Ding nennen wir eine zusammenhängende Gruppe von Erscheinungen, die wir unter Abstraktion von weiteren Zusammenhängen und inneren Veränderungen einheitlich auffassen.
Kräfte nennen wir diejenigen Eigenschaften des Dinges, welche wir durch bestimmte Wirkungen auf andre Dinge erkannt haben.
Stoff nennen wir dasjenige an einem Ding, was wir nicht weiter in Kräfte auflösen können oder wollen und was wir als Grund und Träger der erkannten Kräfte hypostasieren.
Haben wir nun aber in diesen Erklärungen nicht doch einen fehlerhaften Zirkel aufgenommen? Die Kräfte sind Eigenschaften, nicht eines an sich bestehenden Stoffes, sondern »des Dinges«, also einer Abstraktion. Legen wir nicht also dem anscheinend Konkretesten, dem Stoff, etwas unter, das nur die Abstraktion einer Abstraktion ist? Und wenn wir nun die Kraft im streng physikalischen Sinne verstehen: ist sie dann nicht eine Funktion der Masse, also doch wieder des Stoffs?
Hierauf ist zunächst zu entgegnen, daß der Begriff der Masse in der[662] mathematischen Physik nichts ist als eine Zahl. Wenn ich die von einer Kraft zu leistende Arbeit in Fußpfunden ausdrücke, so ist der Koeffizient, welcher die Erhebungsstrecke bezeichnet, verbunden mit einem Koeffizienten, welcher das Gewicht bezeichnet. Was ist aber Gewicht anderes als Wirkung der Schwerkraft? Man denkt sich das Gewicht einer Anzahl hypothetischer Punkte, und die Summe dieser Gewichte ist die Masse. Weiter haftet diesem Begriffe nichts an und kann ihm nichts anhaften. Wir haben also nur die gegebene Kraft zurückgeführt auf eine Summe hypothetischer Kräfte, von deren Trägern eben alles gilt, was wir oben von den Atomen gesagt haben. Mit der Annahme dieser Träger, die wir weder entbehren noch begreifen können, sind wir eben bei der im vorhergehenden Kapitel besprochenen Grenze des Naturerkennens angelangt.
Fechner445 hat versucht, der Materie eine von der Kraft unabhängige Bedeutung zu geben, indem er sie als dasjenige erklärt, was sich dem Tastgefühle bemerklich macht, als »das Handgreifliche«. Gegen den naheliegenden Einwand, daß diese Handgreiflichkeit doch nur auf der Kraft des Widerstandes beruhe (man kann sie in streng mechanischem Sinne als eine Arbeitsleistung bezeichnen), beruft er sich auf die Tatsache, daß Widerstand erst aus Verhältnissen der Tastempfindung und andrer Empfindungen geschlossen werde, also keine erfahrungsmäßige (d.h. in der unmittelbaren Erfahrung gegebene) Grundlage des Begriffs der Materie sei. Nun aber ist in jener unmittelbaren Erfahrung der einzelnen Sinnesempfindung, von welcher Fechner ausgeht, auch der naturwissenschaftliche Begriff der Materie noch nicht enthalten. Wir haben nichts als die subjektive Seite der Empfindung, die eine bloße Modifikation unsres Zustandes ist, und die objektive, die wir ganz allgemein als Beziehung auf einen Gegenstand bezeichnen können. Dieser »Gegenstand« aber wird in der natürlichen psychischen Entwicklung zunächst zum Ding, und erst mit der Reflexion über die anscheinend wechselnden Eigenschaften eines und desselben Dinges kann die Vorstellung von einem in allen Wandlungen beharrenden Stoff aufkommen. Der gleiche Prozeß entwickelt aber auch mit Notwendigkeit die Vorstellung von Kräften dieses Stoffes. Also ist auch bei der psychologischen Entstehungsgeschichte des Begriffes der Materie kein fester Anker zu werfen; ganz abgesehen davon, daß die Entscheidung der Frage gar nicht hier ruht, sondern in dem Versuche, was von den überlieferten Begriffen[663] noch übrigbleibt, wenn sie mit den schärfsten Mitteln des wissenschaftlichen Denkens analysiert werden.
Besseren Grund hat Fechners Anfechtung des Kraftbegriffs. Die Physik, zeigt er, hat nur das Sichtbare und Fühlbare im Raume und die Gesetze seiner Bewegung zum Gegenstande. »Kraft ist der Physik überhaupt weiter nichts als ein Hilfsausdruck zur Darstellung der Gesetze des Gleichgewichts und der Bewegung, und jede klare Fassung der physischen Kraft führt hierauf zurück. Wir sprechen von Gesetzen der Kraft; doch sehen wir näher zu, sind es nur Gesetze des Gleichgewichts und der Bewegung, welche beim Gegenüber von Materie und Materie gelten.« Setzen wir hier statt Materie wieder die Dinge, so ist nicht viel dagegen einzuwenden. In der Tat fällt es uns durchaus nicht ein, statt der Materie die Kraft selbst zu hypostasieren und etwa die Konsequenz zu ziehen: weil alles Bekannte an den Dingen sich in Kräften ausdrücken läßt und die Materie nur ein widerspruchsvoller Rest der Analyse bleibt, so nehmen wir an, daß Kräfte an sich bestehen. Es genügt uns, zu wissen, daß die Kraft ein »Hilfsausdruck« von durchgehender Anwendbarkeit ist, vor dem sich, so weit unsre Analyse reicht, der »Hilfsausdruck« der Materie ins Unendliche oder Unfaßbare zurückzieht.
Will man die Kraft als den »Grund der Bewegung« definieren, so ist dies eben nur Hilfsausdruck für Hilfsausdruck. Es gibt keinen »Grund« der Bewegung außer den Äquivalenten der lebendigen Kraft und der Spannkräfte, und diese Äquivalente bezeichnen eine bloße Relation der Erscheinungen. Nach Fechner liegt der Grund der Bewegungen im Gesetz; aber ist nicht auch das Gesetz schließlich ein »Hilfsausdruck« für die Gesamtheit der Relationen unter einer Gruppe von Erscheinungen?
Daß der Begriff des Stoffes nicht nur bis auf den unfaßbaren Rest des »Etwas« auf den der Kraft zurückgeführt werden kann, sondern daß er auch synthetisch wieder aus diesen Elementen entstehen muß, dafür findet sich ein interessantes Beispiel bei Zöllner. Es handelt sich um die Frage, ob nicht eine Modifikation der Newtonschen Bewegungsgesetze im Sinne des Weberschen Elektrizitätsgesetzes aus der Annahme deduziert werden könne, daß die Wirkungen sich nicht momentan, sondern mit einem Zeitaufwande von einem Punkte zum andern erstrecken, und es wird bemerkt, daß schon Gauß nach einer »konstruierbaren Vorstellung« einer solchen Fortpflanzung der Kraft durch den Raum gesucht hatte, ohne[664] jedoch zum Ziele zu gelangen. Neuerdings hat nun der Mathematiker C. Neumann dies Problem zu lösen versucht, indem er ganz einfach die Potentialwerte, also den mathematischen Ausdruck für bloße Kraftgrößen, sich durch den Raum fortbewegen läßt. Hierbei ist offenbar der gordische Knoten der »Konstruierbarkeit« der Vorstellung mit dem Schwerte zerhauen. Wir erhalten eine Zusatzkraft, deren Träger nicht mehr Materie, sondern die bloße Kraftformel ist; wie wenn man sagen wollte, Bewegung sei das, was sich im Raume bewegt. Zöllner aber zeigt mit vollem Rechte, daß die bloße Tatsache der Hypostasierung dieses sich selbständig bewegenden Potentialwertes durchaus auf das gleiche hinauskomme, wie wenn man materielle Teilchen sich von einem Körper zum andern bewegen lasse. In der Tat darf man nur den abstrakten Begriffen der Kraft und der Bewegung ein unabhängiges Sein zuschreiben, so macht man sie zur Substanz und die Substanz fällt in der naturwissenschaftlichen Auffassung in diesem Falle vollständig mit der »Materie« zusammen.446
Einen deutlicheren Beweis kann man wohl nicht dafür verlangen, daß das ganze Problem von Kraft und Stoff in ein Problem der Erkenntnistheorie aus läuft und daß für die Naturwissenschaften ein sicherer Boden nur in den Relationen zu finden ist, wobei immerhin gewisse Träger dieser Relationen, wie z.B. die Atome, hypothetisch eingeführt und wie wirkliche Dinge behandelt werden dürfen; vorausgesetzt freilich, daß man uns aus diesem »Realitäten« kein Dogma mache und daß man die ungelösten Probleme der Spekulation genau da stehen lasse, wo sie stehen, und als das, was sie sind, nämlich als Probleme der Erkenntnistheorie.[665]
| 417 | Büchner, Natur und Geist, S. 102: »Die Atome der Alten waren philosophische Kategorien oder Erfindungen; der der Neuen sind Entdeckungen der Naturforschung.« |
| 418 | Kopp, Gesch. der Chemie II, S. 307 u. f., schreibt Boyle mit Unrecht eine Theorie der »Anziehung« der Atome zu. »Dieser Chemiker,« heißt es a. a. O., »huldigte bereits der Ansicht, daß alle Körper aus kleinsten Teilchen bestehen, von deren Anziehung zueinander die Verbindungs- und Zersetzungserscheinungen abhängen. Je mehr Affinität zwei Körper zueinander haben, um so stärker ziehen sich ihre kleinsten Teilchen an, um so näher legen sie sich bei der Verbindung aneinander.« Von dieser Darstellung sind im Grunde nur die letzten Worte richtig. Auch in dem von Kopp angeführten Beispiele kommt nichts von Affinität und Anziehung vor. Die Ausdrücke »coalition«, »associate« u. a. sind stets auf den Zusammenhang in der Berührung zu beziehen. Boyles wirkliche Ansicht erhellt sehr deutlich aus dem Abschnitt »de generatione, corruptione et alteratione«, p. 21-30 in der Schrift de origine qualitatum et formarum, Genevae 1688. Hier ist überall von einem Haften, Losreißen der Atome usw. die Rede, und Ursache der Veränderung ist (§ 4) »motus quacumque causa ortus«, d.h. jene auch schon von den Alten angenommene beständige hastige Bewegung der Atome, deren Ursprung jene aus der allgemeinen und ewigen Fallbewegung ableiten. Diese Ableitung konnte Boyle natürlich nicht brauchen, allein er ist weit entfernt, Attraktion und Repulsion an die Stelle zu setzen: Begriffe, die sich erst einige Dezennien später infolge der Newtonschen Gravitationslehre ausbildeten. Vielmehr schreibt Boyle da, wo er spekulativ verfährt, den Ursprung der Atombewegungen der Tätigkeit Gottes zu; in der gewöhnlichen naturwissenschaftlichen Betrachtung aber läßt er ihn einfach im Dunkeln und begnügt sich mit der Annahme des Vorhandenseins einer solchen Bewegung. |
| 419 | Dalton, new system of chemical philosophy I, 2 ed., London 1842, p. 141 u. f. und 143 u. f. – Vgl. Kopp, Gesch. d. Wissensch. in Deutschland; Entwickl. der Chemie, München 1873, S. 286, wo jedoch nicht hinlänglich beachtet ist, daß für den mittleren Teil der längeren Stelle, nämlich für die Behauptung der Gleichheit der Atome in homogenen Körpern die Bemerkung, daß dies allgemein so angenommen sei, nicht gilt. – Weihrich, Ansichten der neueren Chemie, S. 7, sagt, die Ansicht von der Gleichheit der Atome in demselben Körper und ihrer Verschiedenheit in verschiednen Körpern scheine vom Baron von Holbach herzurühren, verdanke jedoch ihren Ursprung Anaxagoras; es stimmt aber in der Tat weder Holbach mit Anaxagoras, noch Dalton mit Holbach hinlänglich überein, um hier einen Faden der Tradition erkennen zu lassen. |
| 420 | Kopp, Gesch. d. Chemie II, S. 286 u. ff., widerlegt die Ansicht, daß der Ausdruck »affinitas« erst 1696 durch Barchusen in die Chemie eingeführt worden sei. Er zeigt, daß derselbe teils bei verschiednen Schriftstellern seit 1648 (Glauber), teils aber schon bei Albertus Magnus (in dem 1518 gedruckten Buche »de rebus metallicis«) vorkomme. Hier sei noch erwähnt daß sich der Ausdruck »affinis« im chemischen Sinne auch schon in Alsteds Enzyklopädie (1630) p. 2276 findet und also jedenfalls auch in den von diesem Kompilator benutzten Quellen. Über den alchimistischen Ursprung des Begriffs kann kein Zweifel sein. |
| 421 | Wir können uns hier auf das Beispiel Boyles berufen, der in seinen älteren Schriften, wie im »Chemista scepticus« den Begriff der Affinität noch anwendet (vgl. Kopp, Gesch. d. Chemie II, S. 288), während er in der oben (Anm. 13) zitierten Schrift über den Ursprung der Qualitäten und Formen wo er sich die Theorie Gassendis zu eigen gemacht hat (vgl. Gesch. d. Mat. I, S. 270 f. u. die zugehörigen Anmerkungen), den Ausdruck vermeidet. |
| 422 | Gesch. d. Chemie II, S. 290. |
| 423 | Eingehend berichtet über Richter und seine Entdeckungen Kopp, Entwicklung der Chemie, in der Gesch. d. Wissensch. in Deutschl., München 1873, S. 252 u. ff. |
| 424 | Über Avogadros Hypothese vgl. Lothar Meyer, die modernen Theorien der Chemie und ihre Bedeutung für die chemische Statik, 2. Aufl., Breslau 1872, S. 20 u. ff. – Ferner: Weihrich, Ansichten der neueren Chemie, Mainz 1872, S. 8 u. ff. |
| 425 | Kopp, Entwicklung der Chemie, S. 597. |
| 426 | Fechner, Atomenlehre, 2. Aufl., Leipz. 1864, S. 229 u. f.. |
| 427 | Fechner, Atomenlehre, 2. Aufl., S.231 u. ff. |
| 428 | Atomenlehre, 2. Aufl., s. 76 u. 77. |
| 429 | Redtenbacher, das Dynamidensystem, Grundzüge einer mechanischen Physik, Mannheim 1857 (4), S. 95 u. f. |
| 430 | Fechner, Atomenlehre, 2. Aufl., S. 88 u. f. |
| 431 | Aus dem Prinzip sukzessiver Substitution eines Atomes Methyl an die Stelle eines Atomes Wasserstoff leitete Kolbe die Existenz und das chemische Verhalten noch unentdeckter Verbindungen ab, und seine Voraussagungen wurden durch spätere Untersuchungen glänzend gerechtfertigt. (Weihrich, Ansichten der neueren Chemie, S. 44) Daß Kolbe damals in scharfer Opposition gegen die Typentheorie stand, ist hierbei gleichgültig, da seine Substitutionslehre späterhin mit der verbesserten Typentheorie verschmolzen wurde. – Lothar Meyer, die modernen Theorien der Chemie (2. Aufl. 1872) handelt u. a. in §§ 181 und 182 von weitgehenden Spekulationen über die Existenz und die Eigenschaften noch nicht entdeckter Elemente und bespricht im Schlußwort zur 2. Aufl. (besonders S. 360 u. f.) die Möglichkeit, aber auch die Bedenken eines deduktiven Verfahrens in der Chemie. |
| 432 | Vgl. die äußerst lichtvolle, auch dem Laien verständliche Entwicklung dessen, was wir hier nur kurz andeuten konnten, in Hofmanns Einleit. in d. moderne Chemie, 5. Aufl., Braunschweig 1871. |
| 433 | Vgl. Weihrich, Ans. d. n. Chemie, S. 38 u. f. |
| 434 | Clausius, Abhandlungen über die mechanische Wärmetheorie (urspr. in Poggend. Ann. erschienen), Braunschw. 1854 und (2. Abt.) 1867; Abhandl. XIV. (II, S. 229 u. ff.): Über die Art der Bewegung, welche wir Wärme nennen. Clausius nennt dort als seinen nächsten Vorgänger Krönig, der in seinen »Grundzügen einer Theorie der Gase« von wesentlich gleichen Anschauungen ausgegangen. Er führt aber in einer Anmerkung die allgemeine Idee der fortschreitenden Bewegung der Gasmoleküle durch Dan. Bernoulli und Le Sage zurück bis auf Boyle, Gassendi und Lucrez. Clausius selbst ist ohne historische Anregung auf seine Idee gekommen; im übrigen ist die Mitwirkung der Tradition in dieser Reihe wohl unverkennbar. |
| 435 | Den bemerkenswertesten Versuch, auf diesem Wege die Chemie zu einer Mechanik der Atome umzugestalten, enthält Naumann, Grundriß der Thermochemie, Braunschweig 1869. Man findet in diesem sehr klar geschriebenen Schriftchen die wesentlichsten Sätze der Clausiusschen Theorie in einer vereinfachten, die Anwendung der höheren Mathematik vermeidenden Fassung. |
| 436 | Huyghens bespricht in seiner Abhandlung de lumine, Opera Amstelod. 1728 I, p. 10 u. f. die Notwendigkeit, daß zur Übertragung der Bewegung von einem elastischen Körper auf den andern Zeit erforderlich sei, und bemerkt dabei folgendes: Nam inveni, quod ubi impuleram Globum ex vitro vel achate in frustum aliquod densum et grande eiusdem materiae, cuius superficies plana esset et halitu meo aut alio modo obscurata paululum, quaedam maculae rotundae supererant, maiores aut minores, prout maior aut minor ictus fuerat, unde manifestum est, corpora illa pauxillum cedere, deinque se restituere; cui tempus impendant necesse est. – Die Abhandlung de lumine stammt aus dem Jahre 1690, während Huyghens die Grundzüge der von ihm entdeckten Gesetze des elastischen Stoßes schon im Jahre 1668 besaß. (Vgl. Dühring, Prinz. der Mechanik, S. 163.) Es ist daher gar nicht unwahrscheinlich, daß Huyghens seine Stoßgesetze aus allgemeinen phoronomischen Prinzipien deduziert hat, bevor er noch die hier erwähnten Experimente angestellt hatte. Dies stimmt auch ganz mit der (von Dühring a. a. O. geschilderten) Begründungsweise der Stoßgesetze überein, welche nicht auf das Experiment, sondern auf allgemeine Betrachtungen basiert ist. |
| 437 | Du Bois-Reymond, Untersuch. über tierische Elektrizität, Berlin 1848, I. Bd. Vorrede S. XL u. f. |
| 438 | Vgl. die Mitteilungen aus einem Vortrage des englischen Physikers Maxwell in der Zeitschrift »der Naturforscher«, 6. Jahrg. 1873, Nr. 45, woselbst auf S. 421 sich eine Tabelle mit den betreffenden Zahlenangaben für vier verschiedne Gase findet. |
| 439 | Vgl. den in vorher. Anmerkung zitierten Vortrag Maxwells und Kleins Vierteliahrs-Revue der Fortschr. der Naturwissenschaften II. Bd., Köln und Leipz. 1874, S. 119 u. ff. |
| 440 | Lothar Meyer, die modernen Theorien der Chemie, 2. Aufl., §§ 154 und 155. |
| 441 | Gänzlich nichtig ist dagegen der Einwand von Büchners August (Natur und Geist, S. 86), daß absolut nicht einzusehen sei, wie aus unräumlichen nicht körperhaften Elementen raumerfüllende Materie und Körper hervorgehen sollen, oder wie aus Kraft Stoff werden solle. Es ist ja gar nicht nötig, daß der Stoff entstehe, wenn die Kraft nur imstande ist, auf unsre Sinne, beziehungsweise auf die Kraftzentren, welche unsre Sinneseindrücke schließlich aufzunehmen haben, einen solchen Eindruck hervorzubringen, daß die Vorstellung der Körper entsteht. Daß diese Vorstellung ohnehin etwas von ihrer Ursache Verschiedenes ist, und daß wir nur in dieser Vorstellung überhaupt ausgedehnte und homogene Körper haben, muß doch wohl auch der Atomistiker einräumen, der den Körper auf Atome zurückführt, die in unserm Bilde von den Körpern durchaus nicht enthalten sind. – Daß die Körper auch für sich, unabhängig von unsrer Vorstellung, aus einfachen Atomen bestehen können, sucht Fechner zu zeigen (Atomenlehre 2. Aufl., S. 153). Es tritt aber dabei, wie in Fechners gesamter Anschauung und wie im Grunde schon bei Demokrit, ein neues Prinzip auf, welches die Dinge und ihre Eigenschaften erst aus den Atomen werden läßt: das der Konstellation in einem Ganzen. Gerade dies Prinzip aber muß eine tiefer gehende Kritik durchaus als ein zunächst bloß im Subjekt begründetes auffassen. |
| 442 | Vgl. Mach, die Geschichte und die Wurzel des Satzes von der Erhaltung der Arbeit. Prag 1872. Das. S. 30 heißt es: »Warum es bis jetzt nicht gelungen ist, eine befriedigende Theorie der Elektrizität herzustellen, das liegt vielleicht mit daran, daß man sich die elektrischen Erscheinungen durchaus durch Molekularvorgänge in einem Raume von 3 Dimensionen erklären wollte.« Und ebendas. S. 55: »Meine Versuche, die Spektra der chemischen Elemente mechanisch zu erklären, und die Nichtübereinstimmung der Theorie mit der Erfahrung bestärkten mich in der Ansicht, daß man sich die chemischen Elemente nicht in einem Raum von 3 Dimensionen vorstellen müsse.« |
| 443 | Zöllner, die Natur der Kometen, 2. Aufl. Leipzig 1872, S. 299 u. ff. |
| 444 | Helmholtz, über die Erhalt. der Kraft, eine physikal. Abhandl., vorgetr. in der Sitzung der physikal. Gesellsch. zu Berlin, 23. Juli 1847. Diese streng wissenschaftliche Abhandlung, nächst den Arbeiten Mayers die erste Behandlung des Prinzips der Erhaltung der Kraft, welche in Deutschland erschienen ist, ist nicht zu verwechseln mit dem populären Aufsatze unter gleichem Titel im 2. Heft der populär-wissensch. Vorträge von Helmholtz. – Die zitierte Stelle findet sich a. a. O. S. 3 u. 4. |
| 445 | Vgl. Atomenlehre, 2. Aufl., Kap. XV und XVI, insbesondre S. 105 u. f., und mit Beziehung auf den Kraftbegriff S. 120. |
| 446 | Zöllner, die Natur der Kometen, 2. Aufl., S. 334-337. |
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