Kraft und Stoff.

Die Natur ist, wie uns die mannichfaltigsten Versuche gelehrt haben, in ihren verschiedensten Formen und Gestaltungen aus einer immerhin geringen Anzahl Grundstoffe zusammengesetzt, welche verschiedene physikalische und chemische Eigenschaften haben. Alle aber besitzen ihr bestimmtes Gewicht, Undurchdringlichkeit, Elastizität u. s. w.; es sind schwere, undurchdringliche, aber teilbare Körper. Früher glaubte man, dass sich die Teilbarkeit bis ins Unendliche fortsetzen ließe; die fortschreitende Kenntnis der Erscheinungen hat indes einer andern Ansicht Raum gemacht, nämlich der sogenannten Atomenhypothese. Die neuere Wissenschaft nimmt dieser Hypothese zu Folge an, dass jeder Körper aus lauter kleinen nicht wahrnehmbaren Teilen besteht, die durch unsere Mittel nicht mehr teilbar sind und ihre unveränderliche Gestalt und Ausdehnung haben. Die Erscheinungen des Schalles, des Lichtes, der Wärme und der Elektrizität erkannte man als Schwingungen der Atome, wie man diese unteilbaren Teile nennt, oder Atomgruppen. Die Ausdehnung der Körper durch die Wärme führte man zurück auf ein Entfernen der an sich in gleicher Größe verbleibenden Atome von einander. Daraus folgte, dass die Atome sich nicht berühren, sondern nur durch die Kraft gegenseitiger Anziehung festalten. Da das Licht von einem Weltkörper zum andern übertragbar ist und man zwischen den Weltkörpern keinen luftartig ausgebreiteten Stoff kannte, welcher die Übertragung vermitteln konnte, so schloss man aus der Tatsache der Übertragung, dass es einen Stoff geben müsse, der alle leeren Räume zwischen den Körperatomen und Körpern ausfüllt. Diesem Stoffe, Äther genannt, müssen die Eigenschaften der Schwere, Undurchdringlichkeit und Ausdehnung abgehen, weil er selbst alle, auch die festesten Körper durchdringt, wie wir an den durchsichtigen Körpern sehen. Neuerdings wollen zwar Manche auch diesem Stoff Schwere und Wägbarkeit zusprechen; da er aber die Körper durchdringt, dürfte schon daraus die Unmöglichkeit der Wägbarkeit folgen, obgleich ihm ein gewisses Gewicht, vielleicht auch eine geringe Widerstandsfähigkeit nicht abzusprechen sein dürfte. Spiller spricht von dünner und dichter sein desselben, dies dürfte durch die Durchdringlichkeit widerlegt werden. Außerdem müsste der Äther, wenn er Schwere, d. h. Anziehung besäße, in der Nähe der Weltkörper zu einer ungeheuren Dichtigkeit anwachsen, wofür durchaus keine Wahrnehmungen sprechen. Wenn nämlich der Weltäther in der Nähe der Weltkörper dichter wäre als in der Entfernung, so müsste die Geschwindigkeit des Lichts in der Nähe derselben bedeutend geringer sein, als in der Entfernung; die Geschwindigkeit des Lichts müsste in demselben Verhältnis abnehmen, wie die Dichtigkeit des Weltäthers zunimmt. Die Beobachtung der Aberration des Lichtes hat zwar einen kleinen Unterschied ergeben, aber wir können denselben, wie es auch tatsächlich geschieht, als Beobachtungsfehler ansehen, da die aus den Verfinsterungen der Jupitermonde berechnete Geschwindigkeit des Lichts nicht genau genug ist, um daraus einen so wichtigen Schluss zu ziehen; dann ist der Unterschied auch so gering, dass er keineswegs genügt, um die Annahme einer verschiedenen Dichtigkeit des Weltäthers zu begründen. Auf alle Fälle ist der Weltäther ein Stoff, der von allen andern uns bekannten oder noch bekannt werdenden Stoffen wesentlich verschieden ist, da er in keiner Weise von uns unmittelbar wahrgenommen werden kann. Deshalb ist er aber auch noch nicht von allen Naturforschern anerkannt, obgleich seine Annahme durch die Erscheinungen vollkommen berechtigt ist. Mohr (Gesch. der Erde 2. Aufl.) z. B. meint, dass man nicht notwendig habe, einen hypothetischen Weltäther anzunehmen, man müsse vielmehr schließen, dass zwischen den Weltkörpern atmosphärische Luft in höchster Verdünnung vorhanden sei, welche die Übertragung der Lichtwellen bewirke. Allein dies ist eine eines Naturforschers sehr unwürdige Äußerung; er muss nicht bedacht haben, dass das Licht sich auch in einem luftleer gemachten Raum fortpflanzt und dass, wenn im Weltall Luft in höchster Verdünnung vorhanden wäre, Sauerstoff und Stickstoff auf allen Weltkörpern in bedeutender Quantität vorhanden sein müsste, was tatsächlich nicht der Fall ist. Die Sonne zeigt wenigstens keinen Stickstoff und der Mond hat entweder gar keine oder eine sehr schwache Atmosphäre, während er sich doch unbedingt eine seiner Schwere entsprechende erobert haben müsste, wenn dazu irgend geeignete Stoffe im Weltraum schwebten. Die Existenz des Weltäthers ist vielmehr als erwiesen anzusehen, obgleich ihn ebensowenig wie die Atome „ein Mikroskopiker gesehen hat, noch jemals sehen wird." Die Leugnung desselben von Seiten mancher Naturforscher hat eigentlich keinen andern Grund, als den, dass man fürchtet, mit der Annahme desselben etwas Übersinnliches in die Natur einzuführen. Und in der Tat, berechtigen die Naturerscheinungen zur Annahme eines Stoffes, den man sinnlich nicht wahrnehmen, „weder sehen noch mit Händen greifen kann, so haben wir auch das Recht auf eine übersinnliche Kraft zu schließen, wo uns die Erscheinungen dazu zwingen. Wenigstens ist die Annahme der Existenz einer solchen dann vollständig berechtigt, wenn uns ihre Wirksamkeit in der Natur ebenso vorstellbar ist, wie die des Weltäthers.

So wie wir bei den Stoffen zwei wesentlich verschiedene Formen unterscheiden können, eine wägbare, undurchdringliche und eine unwägbare, durchdringliche, so können wir auch zwei verschiedene Formen der Naturkräfte unterscheiden. Die eine ist die Kraft der Anziehung, die andere die Kraft der Schwingung. Die Anziehung, Gravitation oder Schwere ist eine Eigenschaft der wägbaren, undurchdringlichen Stoffe, die jedem Stoffteilchen in gewisser, unveränderlicher Quantität immanent ist. Die Veränderungen die mit einem Stoffe oder Körper vorgehen, können so groß sein, wie sie wollen und die Teile desselben mögen sich befinden, wo sie wollen, sie besitzen dieselbe unveränderliche Schwere und Gravitation. Nie und nimmer kann dieselbe vergrößert oder vermindert werden; ein Kubikzentimeter Wasser wiegt immer ein Gramm, mag es auf seinem Kreislauf Dampf, tropfbar flüssiges Wasser oder Eis, mechanisch oder chemisch an feste Körper gebunden sein, immer wiegt dieselbe Quantität Wasser und überhaupt jedes Stoffes genau so viel als vorher. Gleiche Anzahl von Atomen eines Stoffes bedingt jederzeit auch gleiches Gewicht und Anziehungskraft derselben. Das steht so fest, dass es jeder Mensch als selbstverständlich voraussetzt. Bloß der Zusammenhang der Teile ist ein verschiedener; doch hat diese Veränderung seinen Grund nicht darin, dass die Anziehung der Teile zu einander geringer wäre, sondern darin, dass andere Kräfte der Anziehung entgegenwirken, sie zum Teil unwirksam machen. Außer der Anziehung gibt es nämlich noch eine andere Naturkraft, die dieser entgegen wirkt und auch grundverschieden von ihr ist. Dies ist die sich bald als Elektrizität und Magnetismus, bald als Licht, Wärme und Schall, bald als chemische Affinität zeigende Kraft und die wir kurz Schwingungskraft nennen wollen. Diese ist nicht wie die Anziehungskraft jedem Stoffteilchen in gewisser, unveränderlicher Quantität eigen, sondern sie ist übertragbar. Sie zeigt sich in verschiedener Form, die z. Th. darin seinen Grund hat, dass sie der Atomanziehung entgegen wirkt, in welchem Fall sie im gebundenen Zustand erscheint, während die Massenanziehung der Körper unverändert bleibt. Man wird zwar sagen, die Anziehung erzeuge erst Schwingungskraft, die man gegenwärtig als Atombewegung auffasst; allein Anziehung setzt erst Trennung der Körper voraus und diese konnte nicht geschehen, ohne dass dabei Schwingungskraft in Massenbewegung umgesetzt und gebunden worden wäre. Erfolgt nun in Folge der Anziehung wieder Vereinigung, so wird so viel Wärme frei, als vorher gebunden wurde. Wir müssen nämlich immer festalten, dass wo wir eine Zerteilung des Stoffes oder eine chemische Differenz wahrnehmen, dies nur durch Umsetzung von Schwingungskraft entstanden sein kann. Ohne noch der Frage über die ewige oder zeitliche Existenz des Stoffes und der Kraft zu präjudizieren, wollen wir uns doch einmal einen gewissen Anfangszustand derselben denken. Nach der Laplaceschen Theorie ist ja auch der Anfangszustand unseres Sonnensystems ein gasförmiger gewesen; setzt nun diese einen solchen Anfangszustand voraus, so dürfen wir auch einen solchen, zumal nur provisorisch, für den gesamten Stoff annehmen. Setzen wir also den gasförmigen oder auch staubförmigen Anfangszustand voraus, so werden wir uns sagen müssen, dass hier eine Menge Schwingungskraft, oder ein bedeutendes Kraftquantum zur Atombewegung in gebundenem Zustand vorhanden ist, welches frei wird, so bald sich die Stoffteilchen zu größeren Massen vereinigen. Das ganze Kraftquantum wird frei, d. h. tritt in die Erscheinung, wenn aller Stoff zu einer Masse vereinigt wird. Wir sind genötigt, die Ursache aller Bewegungserscheinungen schließlich in der Schwingungskraft zu suchen, weil dieselbe in wechselnden Quantitäten in einem Stoff vorhanden sein kann, und weil sie sich von einem Stoffe auf den andern überträgt und auch dem Äther, dem unwägbaren Stoffe mitteilt. Deshalb kann man aber auch von der Schwingungskraft nicht sagen, dass sie an einen Stoff gebunden ist, noch vielweniger, dass ein Stoff nicht ohne Schwingungskraft bestehen kann. Da wir uns nun sehr gut einen Stoff ohne alle und jede Schwingungskraft denken können, ja von der Physik sogar die Möglichkeit eines solchen Zustandes angenommen wird, (Spiller hält dafür, dass der Weltäther absolut kalt, also ohne jede Schwingungskraft sei) so ist der von den Materialisten aufgestellte Satz: „Ohne Kraft kein Stoff und ohne Stoff keine Kraft" nicht unbedingt als richtig anzuerkennen. Der Weltäther z. B. der keine Anziehung besitzt, würde, wenn er ohne Schwingungskraft bestände, tatsächlich gar keine Kraft besitzen. Und wie könnte man von einer Anziehungskraft reden, wenn ihr nicht durch das Entgegenwirken der Schwingungskraft Gelegenheit gegeben wäre, sich zu äußern und sich uns dadurch wahrnehmbar machen? Da nun die Schwingungskraft nicht jedem Stoffteilchen in unveränderlicher Quantität innewohnt, sondern übertragbar ist, so lässt es sich nicht ohne Weiteres entscheiden, ob dieselbe immer mit dem Stoffe verbunden war oder nicht; wir müssen vielmehr daraus schließen, dass es möglich sei, dass die Schwingungskraft nicht immer mit dem Stoffe verbunden war. Ist dies wirklich der Fall, so ist damit zugleich die Möglichkeit bewiesen, dass Kräfte ohne Stoffe existieren können; aus der Tatsache, dass wir uns über einen solchen Zustand keinen anschaulichen Begriff machen können, folgt noch keineswegs die Unmöglichkeit desselben, da es in der Natur jeder Sache liegt, die wir noch gar nicht kennen, dass wir uns auch keinen Begriff davon machen können. Wenn aber solche Kräfte jetzt noch wirklich ohne Stoff existieren, so können sie uns doch nur an demselben durch ihre Wirksamkeit offenbar werden. Deshalb können wir den oben angeführten materialistischen Glaubenssatz so umgestalten: Die Kräfte treten nur an den Stoffen in die Erscheinung und die Stoffe treten nur durch die Kräfte in die Erscheinung. Die Geltung dieses Satzes ist unbedingt. Was wüssten wir z. B. von dem Weltäther, wenn uns nicht die Übertragung der Echtschwingungen seine Existenz verriet; was wüssten wir auch von der Existenz anderer Weltkörper, wenn uns nicht die von ihnen ausgesendeten Lichtstrahlen, oder ihre die Bahn anderer Weltkörper verändernde Anziehung Kunde ihres Daseins brächten; was von der Schwingungskraft, wenn keine Stoffe da wären, deren kleinste Teile sie in Schwingungen versetzen könnte? —


Die Schwingungskraft ist aber nicht bloß übertragbar, sie kann auch unserer Beobachtung sich entziehen und gleichwohl fortexistieren; sie kann wie wir sagen, gebunden werden. Dies geschieht namentlich bei der Veränderung des Aggregatszustandes der Körper. Soll 1 Kilo Eis von 0° C in Wasser verwandelt werden, so braucht man dazu 79,4 Wärmeeinheiten; nach der Verwandlung zeigt aber das darausentstandene Wasser nur 0° C; es sind also 79,4 Wärmeeinheiten gebunden worden. Soll nun das Wasser in Eis von 0° C verwandelt worden, so kann man 79,4 Kilo Schnee oder Eis von — 1° C mit dem Wasser vermischen, und man erhält 80,4 Kilo Eis von 0° C. Es sind also wieder 79,4 Wärmeeinheiten frei geworden. Ganz Ähnliches findet sich bei allen Veränderungen des Aggregatszustandes der Körper. Dabei ist die Schwingungskraft aber keineswegs vernichtet oder auch nur unwirksam, ihre Wirksamkeit ist uns nur verborgen. Man nimmt allgemein an, dass die Schwingungskraft sich in diesen Fällen durch größere Schwingungsweite, anstatt durch größere Schwingungszahl äußert. —

Verfolgen wir indes die Wirksamkeit der Schwingungskraft noch weiter und untersuchen, wie die fortschreitenden Schwingungen, insbesondere die Licht- und Wärmestrahlen stattfinden können! Die Körperatome berühren sich nicht, das ist anerkannter physikalischer Grundsatz; die Atome des Weltäthers können sich aber, wenn sie Schwingungen sollen machen können, auch nicht berühren. Dass stehende Schwingungen der Atome leere Zwischenräume voraussetzen, ist unbestreitbar; da nun aber der Weltäther nur fortschreitende Schwingungen machen soll, so haben wir durch diese Tatsache für unsere Annahme noch nichts gewonnen. Gleichwohl setzt schon eine Welle, wenn sie im Weltäther auf dieselbe Weise wie in der Luft zu Stande kommen soll, leere Zwischenräume voraus, weil hier immer abwechselnde, fortschreitende Verdichtung stattfindet. Anders ist aber auch beim Weltäther keine Bewegung denkbar. Berührten sich nämlich die Ätheratome im Ruhezustand, so müsste, wenn eine Bewegung stattfinden sollte, die Gesamtheit der in der Richtung der Bewegung liegenden Atome mit einem Ruck fortgeschoben und wieder zurückgestoßen werden: eine ganz undenkbare Erscheinung, die, wenn sie stattfände, für die betreffende Bewegung (z. B. einen Licht- oder Wärmestrahl) eine unbegrenzte Schnelligkeit zur Folge haben müsste. Eine Berührung der Ätheratome im Ruhezustande ist also nicht möglich, es müssen vielmehr zwischen allen und jeden Atomen Zwischenräume vorhanden sein. Die Fortpflanzung der Bewegung von Atom zu Atom haben wir uns aber auch nicht so zu denken, dass ein Atom das andere berührt und gewissermaßen einen Stoß erteilt, den jenes wieder weiter fortpflanzt, denn dann würde gleich das nächste Atom vielleicht noch nicht die Hälfte der ursprünglichen Kraft der Bewegung erhalten, und dieselbe sich gar nicht weit fortpflanzen können. Findet bei der Schwingung der Ätheratome eine Berührung derselben statt, so ist sie sicher auf die Mitteilung der Bewegung ohne Einfluss, denn an ein Fortschieben bei der unmittelbaren Berührung kann nicht gedacht werden. Bedenkt man ferner, dass die Schwingungen der Körperatome oder Molekel verschiedene Schwingungsweite haben, dass sich diese aber in den von ihnen ausgehenden Licht- und Wärmestrahlen nicht nachweisen lässt, so folgt daraus, dass die Körperatome auch bei der größten Schwingungsweite die Ätheratome entweder nicht berühren, oder ihre etwaige Berührung doch auf die Mitteilung der Schwingungen ohne Einfluss ist. Bei geringen Schwingungsweiten kann schon von gar keiner Berührung die Rede sein, denn wo sollte dann im andern Fall der Raum zu größerer Schwingungsweite herkommen? Es findet also die Übertragung von Bewegungen von Atom zu Atom nicht durch Berührung, sondern ohne dieselbe statt, so dass sich hier eigentlich dieselbe Schwierigkeit bezüglich der Möglichkeit der Übertragung erhebt, die man für große Entfernungen eben durch Annahme des Weltäthers zu bannen gesucht hat. Gleichwohl dürfte eine Anziehung und Abstoßung der Atome ohne Mittel viel leichter annehmbar sein, als dieselben Erscheinungen bei den Körpern im Ganzen und auf ungeheure Entfernungen erklärbar wäre. Es bleibt also nichts übrig, als anzunehmen, dass die Atome nur durch ihnen eigene Kräfte der Anziehung und Abstoßung aufeinander wirken, ohne sich selbst zu berühren oder doch berühren zu müssen. Die Schwingungskraft und deshalb auch die Gravitation wirken demnach durch die leeren Zwischenräume hindurch von Atom zu Atom.

Was können wir nun aus diesen beiden zuletzt erörterten Tatsachen, nämlich, dass die Schwingungskraft bald in dem Stoffe, bald in dem leeren Raume wirkt, und dass uns ihre Wirksamkeit bald erkennbar sein, bald verborgen bleiben kann, schließen? Nichts anderes, als dass das, was hier im kleinsten Maßstab stattfindet, auch im größten Maßstab statt finden könne, dass es also eine Kraft geben könne, die bald in, bald außer der Natur wirkt, und deren Wirksamkeit uns bald erkennbar, bald verborgen sein kann. Wir werden in Nachfolgendem allmählich Tatsachen und Erscheinungen kennen lernen, die in der Tat die Annahme der Existenz einer solchen Kraft fordern und dabei finden, dass ihre Wirksamkeit außer den bereits als möglich festgestellten Kennzeichen auch noch dasjenige der freien Willkür an sich trägt, dass es also eine persönliche Kraft sein muss.

*) Spiller, Philipp (1800-1879) Professor der Physik in Berlin, Hauptwerk: „Die Urkraft des Weltalls) 1876