Nr. 44. 1900. 



Naturwissenschaftliche Rundschau. 



XV. Jahrg. 559 



Trifft dies zu und sind die Naturäufserungen wie 

 Licht, Schall, Wärme, Elektricität und Magnetismus 

 zwar unseren Sinnesempfindungen gegenüber von 

 specifischem Charakter, im Grunde aber nur ver- 

 schiedene Bewegungsformen , so ist die Möglichkeit 

 gegeben , diese Naturäufserungen in einander und in 

 handgreifliche Bewegung selbst überzuführen. Diese 

 gegenseitige Verwandelbarkeit der Arbeitsformen in 

 jeder Hinsicht festgestellt zu haben, möchte ich als 

 erste grofse Errungenschaft auf diesem Gebiete 

 im vorigen Jahrhundert verzeichnen. Von den vielen 

 Forschern, die hierzu beitrugen, sei besonders Faraday 

 hervorgehoben, der einen grofsen Theil seines staunens- 

 werthen Erfolges dem festen Glauben an diesen Satz 

 verdankte. Kaum braucht hinzugefügt zu werden, 

 dafs diese gegenseitige Verwandlung der Arbeits- 

 formen im täglichen Leben die werthvollste An- 

 wendung findet : die Dampfmaschine verwandelt 

 Wärme in Bewegung, die Dynamomaschine letztere 

 in Elektricität, welche ihrerseits ein vorzügliches Heiz- 

 mittel oder eine Lichtquelle sein kann , oder aber, 

 nach Umwandlung in Magnetismus, den Motorwagen 

 treibt und so zur Bewegung zurückkehrt. 



Unmittelbar hieran schliefst sich die zweite be- 

 deutende Erkenntnifs, das schon erwähnte Gesetz 

 von der Erhaltung der Arbeit, wonach zwar die Arbeit 

 der Form, nicht aber der Menge nach sich verwandeln 

 kann. Diese Arbeitsmenge ist also der ruhende Pol 

 in der Erscheinungen Flucht, und die mögliche Arbeits- 

 leistung kann als gemeinsames Mafs sämmtlicher 

 Naturerscheinungen gelten (Gauss, Ostwald). Die 

 Wärme z. B., welche imstande ist ein Kilo Wasser 

 von 0° auf 1° Celsius zu erwärmen, entspricht der 

 Arbeit, welche geleistet wird, falls 425 kg ein Meter 

 hoch gehoben werden. 



Der dritte wichtige Schritt wurde durch Be- 

 antwortung der nunmehr vorliegenden Frage gemacht: 

 Wenn die Naturäufserungen sich in einander ver- 

 wandeln können und auch das quantitative Gesetz 

 gilt, welches die Beziehung zwischen Verschwundenem 

 und Entstandenem regelt, in welchem Sinne finden 

 dann die Verwandlungen statt? Fast banal ist die 

 Thatsache, von der bei Beantwortung dieser Funda- 

 mentalfrage ausgegangen wurde; sie besteht wesent- 

 lich darin, dafs z. B. in einem Eisenstab die Wärme- 

 verwandlung nicht so stattfinden kann , dafs die eine 

 Hälfte wärmer, die andere kälter wird , sondern dafs 

 umgekehrt eine derartige Differenz sich auszugleichen 

 sucht. Um so bewundernswerther sind die daraus, 

 in erster Linie von Carnot und Clausius, ge- 

 zogenen Consequenzen , die , zunächst als zweiter 

 Hauptsatz der Wärmetheorie formulirt, allmälig im 

 ganzen Gebiete der Physik und weit darüber hinaus 

 sich fortentwickelnd, dem Satz von der Erhaltung der 

 Arbeit nunmehr in Tragweite und Fruchtbarkeit zur 

 Seite stehen. 



Ich wage nicht, den Inhalt dieses Satzes scharf 

 zu umschreiben, und begnüge mich mit der klaren, 

 fast selbstverständlichen Form, die ihm speciell von 

 Helmholtz gegeben wurde. Derselbe kommt dann 



darauf hinaus, dafs eine stattfindende Verwandlung 

 eben durch den Trieb, stattzufinden, einen, sei es 

 kleinen Widerstand, der sich dagegen erhebt, besiegen 

 und also Arbeit leisten kann. Die so zutage tretende 

 „freie Arbeit" ist für das Stattfinden des Vorgangs 

 malsgebend und läfst sich öfters im voraus be- 

 rechnen. 



Fundamental wie dieser Satz war, hat derselbe 

 zum wichtigen Ergebnifs geführt , dafs z. B. bei der 

 Dampfmaschine — wenn diese auch in höchster Ver- 

 vollkommnung ausgeführt ist — doch nur ein kleiner 

 Theil der dem Kessel mitgetheilten Wärme in Arbeit 

 verwandelt werden kann und zwar unter den ge- 

 wöhnlich obwaltenden Umständen etwa 20 Proc, 

 während die übrigen 80 Proc. wieder als Wärme frei 

 werden. 



Wir wollen jetzt den letzten fundamentalen 

 Schritt betrachten und wieder mit einer bestimmten, 

 nunmehr weitergehenden Frage verknüpfen: Die 

 Möglichkeit einer Verwandlung nach den obigen 

 Principien zugegeben, wie schnell findet dieselbe dann 

 statt? 



Hier greifen die im neunzehnten Jahrhundert ent- 

 wickelten Vorstellungen über das innere Wesen 

 der Naturvorgänge ein. Nehmen wir ein Beispiel : 

 Tritt, etwa durch eine Explosion, in der Atmosphäre 

 eine locale Druckvermehrung ein , so sucht die ent- 

 standene Druckdifferenz sich nach den vorigen 

 Principien auszugleichen und der Ueberdruck bewegt 

 sich, allmälig abnehmend , durch die Atmosphäre be- 

 kanntlich als Schall. Wie schnell diese Erscheinung 

 sich fortbewegt, ist aus den erwähnten Principien nicht 

 zu entnehmen. Jedoch unter der bestimmten An- 

 nahme über die Natur des Schalls, dafs derselbe eine 

 schwingende Bewegung ist, sich fortpflanzend in einem 

 elastischen Medium wie die Luft, war es Newton 

 und Laplace möglich, in vollstem Einklang mit der 

 Thatsache, diese Geschwindigkeit mit 330 m pro 

 Secunde zu berechnen. 



Nun ist aber bei den anderen Naturvorgängen 

 die Sachlage noch nicht so befriedigend geklärt. 

 Dafs der Schall eine schwingende Bewegung ist, wird 

 nicht nur vermuthet, sondern ist Thatsache. Auf 

 anderem Gebiete sind bis dahin nur Vermuthungen 

 über das Wesen der Erscheinungen möglich gewesen, 

 die jedoch glänzenden Erfolg zu verzeichnen haben. 

 In grofsen Zügen kommt diese, sagen wir, „kinetische 

 Auffassung" darauf hinaus, dafs wir in unserer Um- 

 gebung zu unterscheiden haben Materie und Aether; 

 erstere aus äufserst kleinen, vollkommen elastischen 

 Theilchen bestehend, die von Körper zu Körper ver- 

 schieden sind ; letzterer ein überall vorhandenes, alles 

 durchdringendes Medium. Die Molecüle sollen die 

 Träger der allgemeinen Anziehung sein , welche sich 

 u. a. als Schwere äufsert; sie haben überdies kleine, 

 durch Stofs unterbrochene Bewegungen, was unserem 

 Begriffe Wärme entspricht. Der Aether ist die Bahn 

 für die Strahlungserscheinungen, wie z. B. für das 

 Licht. 



Gehen wir hierauf näher ein, so bieten sich wohl 



