Vom Schießpulver zur Elektromobilität E-Book

Eberhard Müller

• Herausgeber: Books on Demand
• Kategorie: Fachliteratur
• Sprache: Deutsch

Seitenzahl: 296

Veröffentlichungsjahr: 2016

Beschreibung

„Technikgeschichte live“ ist eine packende Erzählung aus unserer Vergangenheit und Gegenwart. Sie nimmt uns hinein in die Tragik der Zeiten und der daraus entstandenen Technik. Erfindungen haben unser Leben mehr verändert, als es Religionen, Ideologien oder Philosophien taten. U. a. hat die Technik die Globalisierung unserer Welt bewirkt. Nach Erläuterung der Grundlagen, die das moderne Technikzeitalter erst ermöglichten, wie Buchdruckkunst, Schießpulver, die Erarbeitung der physikalischen und mathematischen Gesetzmäßigkeiten, sowie den nicht zu unterschätzenden kulturellen Hintergrund, werden vier Hauptentwicklungszweige dargestellt. 1. Die Waffenlinie 2. Die Kraftwerkslinie 3. Die Verkehrslinie 4. Der Weg zur Elektromobilität Der Verlauf der Entwicklungslinien führt nacheinander folgerichtig in die Elektromobilität. Erfinder wurden meist als Individualisten eingeschätzt und die Entstehung der Technik als zufällig angesehen. In Wirklichkeit verhalten sich die Erfinder seit dem Beginn des Buchdruckes (Anfang des Informationszeitalters) wie ein eingeschworenes Team. Danach erfolgte die Entwicklung der Technik nahezu nach einer mathematischen Gesetzmäßigkeit. Auch auf diesen Hintergrund des Fortschrittes geht das Buch ein.

Leseprobe

Inhaltsverzeichnis

Einführung

Die Vorgeschichte

Prolog

Der Sandkasten

Die Kinder und ihr Umfeld

Die Grundlagen

Buchdruck – der Start in die Neuzeit

Gutenberg (1394 – 1468)

Die große Wende

Martin Luther (1483 – 1546)

Infinitesimalrechnung – die Sprache der Technik

Gottfried Wilhelm Leibnitz (1646 – 1716)

Die Physik der Mechanik

Isaak Newton (1643 – 1727)

Die Waffenlinie

Beginn des Technikzeitalters

Berthold Schwarz (1330 – 1388)

Der 30-jährige Krieg (1618 – 1648)

Wallenstein und die hinterlassene Wüste

Die Entwicklung moderner Handfeuerwaffen

Alexander James Forsyth (1768 – 1845)

Automatikwaffen

Standardgewehre nach dem 2. Weltkrieg

Die Kraftwerkslinie

Das Maschinenzeitalter gibt Dampf

James Watt (1736 – 1819)

Verbesserung der Wärmekraftmaschinen

Wilhelm Schmidt (1858 – 1924)

Elektrische Energie bis zur letzten Hütte

Werner von Siemens (1816 – 1892)

Energie- und Datenübertragung

Energie- und Informationsverteilung im 20. Jahrhundert

Das Weltlabor

CERN bei Genf und Fusionsreaktor in Cadarache

Die Verkehrslinie

Die Eisenbahn

Mit Volldampf in ein neues Zeitalter (ab 1804)

Verbrennungsmotoren

Nikolaus Otto (1832 – 1891) und Rudolf Diesel (1858 – 1913)

Lösung des Zündproblems

Robert Bosch (1861 – 1942)

Der Traum vom Fliegen

Die Gebrüder Wright und der Beginn der Luftfahrt

Der Weg zur Elektromobilität

Elektromobilität auf der Schiene

Elektrifizierung im spurgeführtem Verkehr

Die Geschichte der Elektroantriebe

Seit über 100 Jahre E-Mobilität auf der Straße

Akkumulatoren und Energieumsetzer

Die Energiequelle der Elektro-Fahrzeuge

Die Epoche der Elektrokraft

Das 21. Jahrhundert im Zeichen der Energiewende und E-Mobilität

Mensch und Technik

Eine Zukunftsphilosophie

Anhang

Zeittafel

Literaturverzeichnis

Einführung

Mit dem Schießpulver fängt die moderne Technikgeschichte an. Die Umsetzung von chemischer Energie in mechanische Arbeit erfolgt dabei durch Verbrennung einer Pulvermischung aus Kalisalpeter, Schwefel und Kohle. Bei der Verbrennung wird aus 10g Pulver ein Volumen von ca. drei Litern an Gasen erzeugt, das in dem beschränken Raum des Gewehrlaufes einen hohen Druck aufbaut. Dies wurde das Prinzip der kommenden Wärmekraftmaschinen. Das Gewehrrohr wurde zum Zylinder und die Kugel zum Kolben. Die erste Verbrennungsmaschine war ein Pulvermotor. Statt Pulver wurden später Dampf und Gas verwendet. Schließlich entwickelte sich daraus der Benzin- und Dieselmotor - die bisherige Standard-Antriebsquelle im Verkehr. Die Dampfmaschine dagegen wurde Träger der Kraftwerkstechnik, die elektrische Energie in jedes Haus liefert. Zurzeit stehen Energiewende, Elektromobilität und Vernetzung im Fokus der technischen Entwicklung. Wärmekraft-Maschinen werden abgelöst durch Elektro-Maschinen. Die Zeit der qualmenden Schornsteine und Auspuffe geht zu Ende.

Die elektromagnetische Kraft ist eine der Kräfte, die die Welt im innersten zusammenhält. Der gesamte Kosmos wird von nur vier Kräften bestimmt. Die Gravitation gestaltet das Weltall mit Raum und Zeit. Die drei anderen Kräfte, darunter auch die elektromagnetische Kraft, den Mikro-Kosmos. Wie sich zeigte, war der Entwurf eines derartigen Vierkräfte-Kosmos keine schlechte Idee. Jedenfalls entstand daraus unsere Welt mit ihren Formen, Farben, Leben und ihrer Funktionalität. Die vier Grundkräfte mussten dabei allerdings äußerst präzise aufeinander abgestimmt und ausbalanciert werden.

Die elektromagnetische Kraft ermöglicht u. a. die Entstehung von Molekülen und damit aller irdischen Gebilde. Sie ist zudem die Funktionsgrundlage aller Lebewesen, sowohl im Bezug auf Energieumsetzung wie Steuerung. Wenn kein Gehirnstrom mehr fließt, ist der Organismus tot. Diese Kraft eignet sich auch vorzüglich zur Energieübertragung und zur Steuerung von stationären und mobilen Maschinen. Sie ist heute zudem die Grundlage von Datenübertragungen über nah und fern. Abgesehen davon, war sie schon vor unserer Zeit zuständig für die Energie- und Informationsübertragung von der Sonne zu unserem Planeten. Die elektrische Kraft ist die Funktionsgrundlage des Lebens und der Technik schlechthin.

Im Grund ist der Abschuss einer Gewehrkugel schon ein Akt der Elektromobilität. Wenn Elektronen ihre Bahn wechseln (z. B. beim Eingehen einer chemischen Verbindung), so wird Energie freigesetzt oder es muss Energie zugeführt werden (exotherme oder endotherme Reaktion). Beim Schießpulver wird beispielsweise Energie frei, die sich in Wärme und Volumenänderung darstellt. In Verbrennungsmotoren und Gasturbinen wird dies genutzt um chemische Energie in Arbeit umzuwandeln. Die schließlich mittels eines Generator weiter in elektrischen Strom umgeformt werden kann. Im Bezug auf Fossilien-Energien lautet die umständliche und verlustreiche Umsetzungs-Kette bis heute: chemische Energie → Wärme-Energie → mechanische Energie → elektrische Energie.

Um die wachsende „Weltmaschine“ in Gang zu halten, bedarf es Energien. Deutlich mehr Energien als auf konventionellen Weg aus fossilen Vorräten gewonnen werden kann – und unserem Planeten gut tun würde. Die Vorratslager der Erde erschöpfen sich und werden nie mehr ergänzt. Im Jahr 2050 wollen beispielsweise rund drei, der dann fünf Milliarden Asiaten, sich nicht mehr mit einem Elektrofahrrad begnügen sondern Auto fahren. Das heißt der Verbrauch steigt ständig und die Vorräte an Öl und Gas gehen in diesem Jahrhundert zu Ende.

Damit die Erde für uns dauerhaft bewohnbar bleibt, muss eine Wende bei der Stromerzeugung und den mobilen Antrieben erfolgen. Die Kraftwerks- und Verkehrstechnik bewegt sich auf dieses Ziel hin. Dies wird durch das vorliegende Werk belegt. Die Elektro-Mobilität gilt dabei als wesentlicher Faktor der notwendigen Energiewende.

Die Vorgeschichte

Prolog

Der Sandkasten

Die Kinder und ihr Umfeld

 

Prolog

Der Mensch wird in eine Welt hineingeboren, die er nicht geschaffen hat. Bevor die Menschheit kam, existierte bereits ein Planet, der mit Klima, Bodenschätzen und Energievorräten auf sie vorbereitet war. Im vorliegenden Buch wird die Erde vereinfacht mit einem Sandkasten verglichen, in dem Kinder spielen. Natürlich ist dies eine etwas ironische Verniedlichung. Die Wirklichkeit ist wesentlich komplexer und ernster. Doch um das Entscheidende herauszustellen, wurde dieser parabelhafte Vergleich gewählt. Das Sandkastenspiel würde jedoch zu keinem beeindruckenden Ergebnis führen, wenn nicht noch ein paar Beeinträchtigungen in die Szene eingebaut wären.

Die Kinder sind ständig in ihrer Existenz bedroht. Sie müssen sich einerseits um Nahrung kümmern, damit sie nicht verhungern. Andererseits müssen sie sich vor Kälte und Hitze schützen, brauchen also Kleidung, Behausung und Feuer. Doch nicht genug damit, ihr Leben ist auch durch wilde Tiere und Feindseligkeiten untereinander bedroht. Sie brauchen auch Waffen um zu überleben. Als ob dies nicht schon reichte, kommt dazu noch die Bedrohung von innen. Krankheiten aller Art versuchen die Sandkastenwesen in ihrem Wirken lahm zu legen. Auch dagegen haben sie anzukämpfen. Schließlich haben sie es noch mit dem Tod zu tun. Unaufhaltsam kommt er, trotz allem Widerstand, auf jedes Lebewesen zu und beendet sein Spiel im Sandkasten. Damit die Art nicht untergeht, müssen die Genossen im Sandkasten sich auch noch ständig vermehren und ihr Wissen an nachfolgende Generationen weitergeben.

Dies ist das Umfeld, in dem die Technik entstand. Welche Laune der Natur mag diesen Sandkasten entworfen haben, in dem die Kreaturen so mühselig ums Überleben ringen? Was für einen Sinn hat dieser Kasten? Hat er überhaupt einen? Einige im Sandkasten haben dazu herausgefunden, dass an ihrer Welt unaufhaltsam der Zahn der Zeit nagt. Sie sprechen von Zunahme der Entropie und dem kommenden Wärmetod. Es steht fest, ihr Sandkasten ist dem Untergang geweiht. Dass sie dabei fragen: „Wozu das Ganze?“ ist mehr als verständlich.

Mit Einsatz der gleichen Mitteln wäre es leichter gewesen einen zu Sandkasten schaffen, in dem die Kinder nicht ums Überleben kämpfen müssen, in dem ihnen die Früchte in den Mund wachsen und sie nicht von außen und innen bedroht werden. Praktisch ein Paradies, in dem man friedlich in Wonne ewig existieren kann. In diesem Fall hätte es aber keine technische Entwicklung gegeben. Zu was auch? Maschinen und Kraftwerke hätte man nicht gebraucht, schon gar keine Waffen. So aber musste man Waffen bauen, Geräte, Maschinen und Fahrzeuge, um das harte Leben zu erhalten und zu erleichtern. Dennoch auch hier wieder die Frage: Zu was Technik? - wenn der Tod ohnehin kommt. Zu was der sinnlose Kampf, auch wenn er mit modernsten Mitteln geführt wird? Wäre es nicht besser, sich gleich in den Sand zu legen und auf den Tod zu warten, dem man ohnehin nicht entgehen kann? Lohnt sich dieses kurze armselige Leben, das letztlich doch immer nur Mühsal und Elend gebiert?

Die wenigen Sätze dieses Vorwortes rufen schon schwerwiegende Fragen auf. Die nächsten Kapitel gehen auf die Grundlagen des technischen Werdegangs ein, zeigen die Entwicklungslinien, offenbaren die Bedeutung der modernen Technik – und der kommenden überlebenswichtigen E-Mobilität. Zuerst wollen wir uns aber mit dem Sandkasten selbst befassen. Er birgt einige noch nicht gelöste Rätsel.

Der Sandkasten

Unseren Planeten Erde vergleichen wir gleichnishaft mit einem Sandkasten, in dem Kinder spielen. Dieser Sandkasten existiert nicht allein. Unzählig viele Milliarden von Planeten mit ihren Sternen existieren im Kosmos. Die Sterne oder Sonnen werfen ihr Licht auf diese Sandkästen. Sind manche davon besetzt? Gibt es Leidensgenossen im Universum? Keiner weiß es. Noch nicht einmal die Größe dieser Welt ist bekannt. In Arizona wurde einst ein riesiges Teleskop aufgestellt, mit zwei großen Spiegeln, die je einen Durchmesser von 8,4 Meter haben. Mit ihnen kann man zwar das Licht einer brennenden Kerze in 2,5 Millionen Kilometern Entfernung sehen, aber nicht die Grenzen des Universums.

Je mehr sich die Kinder im irdischen Sandkasten mit ihrer weiteren Umgebung befassen, umso sinnloser erscheint ihnen dieser Kosmos. Was soll dieser gigantische Raum mit seiner lebensfeindlichen Sphäre? Wem soll er nutzen? Wie entstand und funktioniert er? Manche Sandkastenwesen gaben sich mit den offenen Fragen nicht zufrieden. Sie bauten Sternwarten, Satelliten und Teilchenbeschleuniger. Endlose Stunden verbringen sie am Schreibtisch, um die Botschaft der empfangenen elektromagnetischen Wellen zu entschlüsseln. Ihr Bestreben, die Welt zu verstehen, hebt ihr Leben etwas über die tägliche Tretmühle des Verhängnisses und verleiht ihnen einen Hauch von tragischer Würde.

Urknallmodell

Während der nächsten drei Minuten war die Energie dieser Teilchen noch groß genug, um Fusionsreaktionen zur Bildung leichter Atomkerne wie Helium und Lithium zu ermöglichen. Es dauerte dann aber 380.000 Jahre, bis das Universum kühl genug war, um die Verbindung von Atomkernen und Elektronen zu Wasserstoff- und Helium-Atomen zu erlauben. Der Einfluss der Gravitation führte einige hundert Millionen Jahre später zur Bildung der ersten Sterne, die nach einer Zeit der Dunkelheit im Universum für Licht sorgten. In den Sternen wird Wasserstoff zu immer schwereren Elementen (wie Kohlenstoff, Stickstoff, Sauerstoff) verbrannt - bis hin zum Eisen. Diese Elemente wurden Jahrmilliarden später in neuen Sonnensystemen zu Bausteinen des Lebens. Das Ende mancher Sterne in Supernova-Explosionen führte zur Fusion noch schwererer Atomkerne (wie z. B. Uran). Der Sand und die Kinder auf der Erde sind aus den in den Sternen geschmiedeten Elementen entstanden. Manchmal, wenn sie vom Wühlen im Sand, der ihnen immer wieder zwischen den Fingern zerrinnt, innehalten und zum nächtlichen Himmel empor schauen, empfinden sie ein seltsames Heimatgefühl – denn sie sind Sternenstaub.

Auf den ersten Blick sieht es aus, als ob die Physiker unter den Sandkastenkindern eine zufriedenstellende Erklärung für die kleinsten und größten Strukturen der Welt gefunden hätten. Doch selbst hochkarätige Wissenschaftler stehen hilflos vor den tiefer gehenden Fragen der Sandkastenbewohner. Wie konnte ihr Universum vor 13.700 Millionen Jahren aus ‚Nichts’ entstehen? Existiert das ‚Nichts’ überhaupt? Warum explodierte es? Wie konnte sich die Materie zu immer komplexeren Strukturen – bis hin zum Leben und zum Menschen – selbst organisieren? Gibt es vielleicht doch einen Schöpfer, der das Ganze konstruierte? Und wenn, ist er noch aktiv am Werk und greift eventuell permanent in seine Schöpfung ein?

Diese Fragen konnten die klügsten unter ihnen nicht beantworten, dazu mussten sie auch eingestehen, dass ihr allgemein anerkanntes Standardmodell, auf das sie sich weitgehend einigten, nicht funktionierte. Um es vor dem Kollaps zu bewahren, führten sie eine neue Theorie ein. Nämlich die Hypothese eines raumfüllenden Feldes, das die Anfangsstrahlung in Materie umformte und den Elementarteilchen ihre jeweiligen Massen gab. Dieser Mechanismus wurde im Jahr 1964 von dem schottischen Physiker Peter Higgs vorgeschlagen. Auf seinen Namen wurde auch dieses mysteriöse Feld getauft. Die Vorstellung dafür lautet: Wenn der leere Raum mit dem Higgs-Feld1 ausgefüllt ist, dann können die Anfangsstrahlen durch Wechselwirkung mit diesem Feld ihre charakteristische Masse erhalten. Dem Higgs-Feld wird also in dieser Theorie eine gestaltende Funktion zugeordnet. Mit Hilfe dieses bis dahin nie nachgewiesenen virtuellen Feldes, das von manchen Journalisten auch aufreißerisch Gottesfeld genannt wurde, passte im Bezug auf die Entstehungsgeschichte des Kosmos alles wieder bestens zusammen und die Theoretiker wurden wieder glücklich.

Doch das vorhandene Universum gibt ihnen weitere Rätsel auf. Eigentlich müssten Spiral-Galaxien, die sich um einen Mittelpunkt drehen, durch die Fliehkraft auseinander treiben. Unser Sonnensystem hat zum Beispiel immerhin eine Umfangs-Geschwindigkeit von über 800.000km/h bei der Fahrt um den Mittelpunkt der Milchstrasse. Um die Fliehkraft rechnerisch zu kompensieren, musste man den Begriff Dunkle Materie einführen. Ungefähr 25% der Masse des Weltalls besteht demnach aus dunkler Materie. Des Weiteren triften die Galaxien immer schneller voneinander. Dazu ist Energie erforderlich. Dazu führte man die Dunkle Energie ein. 70% des Universums sollen aus dunkler Energie bestehen. Nur ein kläglicher Rest von 5% bleibt für den sichtbaren Teil. Dunkle Materie und Dunkle Energie sind, so lange man sie nicht tatsächlich entdeckt hat, lediglich reine Rechengrößen oder Konstanten, um das physikalische Weltbild erklären und berechnen zu können. Einstein hatte bereits eine kosmische Konstante eingeführt, um das unerklärliche Aufblähen des Universums erklären zu können. Heute nennt man diese Konstante Dunkle Energie.

Die verbleibenden 5%, die erlebbare Welt der Kinder im Sandkasten, dürften eigentlich nach dem Standardmodell auch gar nicht existieren. Denn wenn sich Energie in Masse verwandelt, herrscht immer völlige Symmetrie zwischen Materie und Antimaterie. Aber wo ist die Antimaterie des Urknalls geblieben? Wenn Antimaterie und Materie Kontakt miteinander bekommen, verwandeln sie sich wieder in Strahlungsenergie (elektromagnetische Wellen), aus der sie entstanden sind. Nun aber sind 5% Materie übrig geblieben. Folglich muss eine Symmetrie-Brechung erfolgt sein, der das Weltall seine Existenz verdankt.

All dies mutet der Vernunft Einiges zu: Vor allem die Vorstellung, dass aus einer Energieeinheit, die kleiner war als ein Stecknadelkopf, von ganz allein Milliarden Galaxien entstanden sein sollten, darunter die Erde mit ihren schönen Formen und Farben und dem vielfältigen Leben. Dies verlangt von den Sandkastenkindern einen enormen Wunderglauben. Wer will es da tadeln, dass manche von ihnen hinter den dunklen Vorhang schauen wollen und sich dabei der Metaphysik oder der Religion bedienen.

Die Kinder und ihr Umfeld

Die Kinder sind nicht die einzigen Sandkastenbewohner. Es gibt dazu viele Tiere, Vögel, Fische sowie Gewächse, Pflanzen und Bäume. Unter ihnen herrscht ein gnadenloser Existenzkampf. Fressen und gefressen werden lautet das Motto ihres kurzen angstvollen Daseins. Allen Bewohnern ist gemein, dass jeder auf Kosten der anderen lebt.

Wie aber steht es mit dem Sternenhimmel über ihnen? Sind die Insassen des Sandkastens allein im Universum? Wenn die Erdenkinder mit bloßen Augen oder Fernrohren in die schier unendliche Weite des Kosmos blicken, fragen sie sich unwillkürlich: Gibt es intelligente Wesen auf anderen Planeten? Sie wundern sich darüber, warum sie die einzigen Lebenden im All sein sollen. Das wäre doch in dem riesigen Universum Platzvergeudung und beispiellose ökonomische Verschwendung. Ein Weltall mit Billionen von Planeten und keiner bewohnt? Ulrich Geller, einer der im Sandkasten spielenden Kinder, früher eher als Löffelverbieger bekannt, wollte diese Frage klären, indem er am 15. November 2008 in einer Fernseh-Show per Radioteleskop Nachrichten ins All sandte. Auch die Zuschauer durften sich beteiligen, indem sie Texte und Fotos abschickten. Zu guter Letzt zeigte er ihnen noch, wie sie mit den Außerirdischen kommunizieren können. Es kam aber keine Antwort. Auch keiner von den beteiligten Zuschauern erhielt je eine Reaktion. Auf die Frage, ob er selbst schon Kontakt mit Außerirdischen hatte, antwortete er: „Nein, ich habe bisher noch nie einen Alien gesehen, aber eindeutig Ufos.“ Als Kind habe er am Himmel seltsame Lichter wahrgenommen.

Ulrich ist nicht der Einzige, der an Aliens glaubt. Erich von Däniken ist sogar ein glühender Verfechter von Außerirdischen und behauptet, dass sie unter uns gewirkt und unsere Kultur beeinflusst haben. Etliche Bücher hat er über ihr vermutliches Auftreten geschrieben. Um ihn hat sich eine große Fan-Gemeinde gebildet. Viele Romane hatten die Außerirdischen zum Thema und manche Filme wurden über sie gedreht. Meistens wurden sie darin als kleine verhutzelte Männchen dargestellt. Glaubwürdig belegt wurde aber ihre Anwesenheit in keinem einzigen Fall.

Dennoch gibt es Außerirdische, sie haben unsere Geschichte und auch unsere Technik beeinflusst. Das ist zwar eine unglaubliche Behauptung, doch sie ist besser dokumentiert als die Geschichten über die verhutzelten Männchen. Es sind die Engel, von denen hier die Rede ist. Sie sind die echten Außerirdischen. Vielleicht sind es sogar Außerkosmische. Jedenfalls stammen sie nicht von der Erde. Zahllos sind sie bekundet. Der Schluss aber, dass die echten Außerirdischen Engel sind, wird nur selten vollzogen. Wenn auch vieles mit Fantasie vermischt, übertrieben oder falsch dargestellt wurde, so enthalten doch viele Berichte über sie einen Kern Wahrheit. Selbst in Berichten über Weihnachten oder Ostern kommen sie vor. Sie sind uns freundlich gesinnt, besonders Kindern gegenüber. Man spricht in diesem Zusammenhang auch von Schutzengeln. Dass man sie so wenig ernst nimmt und ihr Auftreten nicht wissenschaftlich untersucht, hängt wohl damit zusammen, dass man sie der religiösen Schiene zuordnet. Dennoch sind es Aliens, die von außerirdischen Welten kommen und den Erfahrungshorizont der Sandkastenkinder erweitern. Drei große Hauptreligionen, die jüdische, die christliche, sowie der Islam, sind durch „der Engel Geschäfte“ entstanden. Die Außerirdischen haben die transzendente Welt in die Spielwelt der Sandkastenkinder hineingetragen - so entstanden die Offenbarungsreligionen. Die übrigen Religionen, die ohne Engel-Einwirkungen sich entwickelten, sind dagegen Fantasieprodukte der Menschen.

Eigentlich hätte die Wissenschaft froh sein müssen, dass sie mit dem Auftreten der Außerirdischen einen Anhaltspunkt für ungelöste Fragen bekommt. Das ganze von ihnen mühsam entwickelte Weltbild wäre in sich schlüssiger geworden. Doch die Frühkirche verteidigte krampfhaft ihre laienhaften Schöpfungsvorstellungen gegenüber der Naturwissenschaft. Der Konflikt Galileis mit der Kirche war ein symptomatischer Präzedenzfall, der das Verhältnis zwischen der jungen aufstrebenden Naturwissenschaft und der Religion an den Wurzeln vergiftete. Bei zunehmendem Fortschritt der Naturwissenschaft und insbesondere angesichts der biologischen Forschung mit Charles Darwins Theorien, verhärtete sich das Verhältnis noch mehr. Nach der verhängnisvollen Exkommunikation Luthers kam es zum permanenten Konflikt zwischen Naturwissenschaft und der herrschenden Normaltheologie. Italien und Spanien, beides Länder unter der Knute der Inquisition, blieben daher bis ins 20. Jahrhundert ohne nennenswerten naturwissenschaftlichen Nachwuchs und technischen Erfindungen. Kein Wunder, dass sich bei den Physikern eine instinktive Opposition gegen die Religion ausbildete. Dabei hätten sich beide Fakultäten beim erforschen der Welt fruchtbar ergänzen können. So aber versuchen die Astrophysiker die Grundfragen zu umgehen und nehmen lieber Albernheiten in Kauf, wie die, dass am Anfang das Nichts explodierte und die Detonationswolke sich selbst organisiert habe, wodurch der Kosmos mit dem Leben auf der Erde entstanden ist.

Nun, wir haben uns hier in der Hauptsache weder mit Religion noch Naturwissenschaft zu beschäftigen. Wir nehmen für keine Seite Partei. Uns geht es um die Entstehung der modernen Technik und speziell um die Geschichte der Elektromobilität. Es ist jedoch nicht auszuschließen, dass in die materielle eine transzendente Welt hineinwirkt. Wir müssen für alle Gegebenheiten aufgeschlossen sein, die die Entstehung der Technik beeinflusste.

Die Engel sind nicht die einzigen Außerirdischen, die auf den Sandkasten Einfluss nehmen. Sogar bei dieser Gattung ist wieder eine Symmetrie festzustellen. Es gibt auch Anti-Engel – die Dämonen. Sie sind ebenfalls Außerirdische, die aus der gleichen Fremde kommen und aus dem gleichen ‚Holz’ geschnitzt sind wie die Engel selber. Sie aber tragen ein anderes Vorzeichen und sind den Menschen-Kindern feindlich gesinnt. Die Menschheitsgeschichte wurde mit Blut und Tränen geschrieben. Das ist zutiefst unvernünftig. Die Sandkastenkinder haben genügend Probleme, mehr, als dass sie sich auch noch gegenseitig bekriegen und vernichten müssten. Es gibt offensichtlich Kräfte, die den Menschen irrational beeinflussen. Wir können daher annehmen, dass widerstreitende unsichtbare Mächte die Entwicklung der modernen Technik beeinflussten, um nicht zu sagen bewirkten. Von daher müssen wir ihre Existenz wenigstens erwähnen.

Es gibt aber noch andere Merkwürdigkeiten im Umfeld der Sandkastenkinder. Telepathie, Telekinese und andere Verwunderlichkeiten aus der Esoterik-Szene. Auch die Quantenphysik leistet dazu ihren Beitrag mit dem Verschränkungsphänomen. So verhalten sich zwei aus der gleichen Laser-Lichtquelle stammende Photonen absolut identisch. Misst man den Zustand des einen Teilchens, legt man automatisch den Zustand des anderen fest – und zwar sofort, unabhängig von der Entfernung. Diese spukhaften Fernwirkungen mit ihren Auswirkungen konnte bisher niemand erklären. Das bedeutsamste Kommunikations-Phänomen ist jedoch das Gebet. Unwillkürlich ist man geneigt, es sofort wieder auf der religiösen Schiene abzulegen. Doch es ist zu bedeutsam und aufschlussreich, als dass wir es nicht kurz erwähnen sollten. Milliarden von Menschen rund um den Globus beten täglich zu irgendetwas oder zu irgendjemand in den verschiedensten Sprachen. Sie tun dies mit Worten oder in Gedanken. Bliebe diese Praxis ergebnislos, könnte man das Ganze als sinnlose Selbstvertröstung abtun, gewissermaßen als einen Seufzer der bedrängten Kreatur, wie es Marx formuliert hat. Die meisten Gebete bleiben tatsächlich ohne Antwort. Auf einen kleinen Teil aber erfolgt eine Reaktion. Was bedeutet dies nun? Das heißt nichts anderes, als dass die Gedanken der Sandkastenkinder überall erfasst, gefiltert und gegebenenfalls umgesetzt werden. Dies schließt auf ein intelligentes Feld, das alles im Kosmos miteinander verbindet. Bei all diesen unerklärlichen Dingen einfach zu behaupten sie seien Humbug, wäre eine Ausflucht, die einem Abdanken der Vernunft gleichkommt. Der aufgeschlossene Mensch müsste hier – wenn schon nicht als Wissenschaftler, so doch als vernunftgeleiteter verantwortlicher Mensch, subtiler denken.

Nun der abstrakten Dinge genug, jetzt wollen wir uns mehr den grundlegenden und praktischen Dingen der Sandkastenkinder zuwenden.

1 Oder Higgs-Teilchen, die als Austauschteilchen ein Feld bilden.

Die Grundlagen

Buchdruck – der Start in die Neuzeit

Gutenberg, 1394 – 1468

Die große Wende

Martin Luther, 1483 – 1546

Infinitesimalrechnung – die Sprache der Technik

Gottfried Wilhelm Leibnitz, 1646 – 1716

Die Physik der Mechanik

Isaak Newton, 1643 – 1727

 

Buchdruck – der Start in die Neuzeit

Gutenberg (1394 – 1468)

Die Technik steht auf drei Säulen (Information, Materie und Energie). Ein wichtiger Meilenstein auf den Weg ins Technikzeitalter war die Erfindung der Buchdruckkunst. Der Buchdruck gehört zur Informationssäule und hat die Aufgabe Wissen zu speichern und zu verbreiten. Das Drucken mit beweglichen Lettern ermöglichte es, preisgünstig in großen Mengen gespeichertes Wissen auf Papier zu verbreiten. Ab dieser Zeit musste nicht jeder für sich das Rad neu erfinden. Jeder Tüftler konnte auf dem bislang Erreichten aufbauen. Die Sandkastengemeinschaft wurde jetzt zu einem Kollektiv, welches gemeinsam die technische Entwicklung vorantrieb. Dementsprechend erfolgte von da an der technische Fortschritt nach einer Wachstumskurve. Proportional mit der Vermehrung der Sandkastenbewohner wuchs nun auch ihr kreatives Schaffen. In der Mathematik werden Wachstumsvorgänge mit der Funktion ex ausgedrückt. Die Zahl e ist dabei eine transzendente Zahl, die ungefähr die Größe von 2,71… hat. In der Praxis werden mit ihr Prozesse des Wachstums und des Abklingens beschrieben. Und in der Tat, die technische Entwicklung erfolgte ab dem 15. Jahrhundert nach einer mathematischen Formel mit der Basiszahl e.

Im Diagramm 1 sind drei Zweige der Feuerkrafttechnik aufgezeichnet. Alle drei Entwicklungskurven folgen der gleichen Gesetzmäßigkeit. Am Anfang gibt es eine geringe Entwicklung, die dann aber steil ansteigt und am Ende wieder abflacht. Zwar kommt nach der mathematischen Formel eine Entwicklung nie zur Vollendung, doch der Fortschritt ist in der Endphase nur noch gering.

Diagramm 1: Entwicklungskurven

Das Diagramm 2 zeigt die Nutzungskurven auf. Sie haben die Form einer Glockenkurve. Auch ihnen liegt wieder als Basiselement die Funktion ex zugrunde. Am Anfang wird eine neue Erfindung nur gering genutzt. Dann steigt der Nutzungsgrad steil an, flacht dann wieder ab und sinkt gegen Null zurück. Die höchste Nutzungsanwendung findet meist bei hohem Entwicklungsstand des Produktes statt. Trotz hohem Entwicklungsgrad wird es aber nach Überschreiten des Kumulationspunkt immer weniger verwendet, da bessere Produkte es ablösen.

Diagramm 2: Nutzungskurven

Die Evolution von Pflanzen, Tieren und Menschen hat Millionen von Jahren in Anspruch genommen. Es ist daher schwierig, sie lückenlos nachzuweisen. Es fehlen Zwischenglieder und keiner hat die Entwicklung dokumentiert. Bei der Entwicklung der modernen Technik ist dies aber anders. Hier handelt es sich nur um einen Zeitraum von 600 Jahren, der dank der Buchdruckkunst gut dokumentiert ist. Die Entwicklung der Technik ist daher ein Schulbeispiel der Evolution, an ihr kann man demonstrieren, wie sie vor sich geht und was sie bewirkt.

Ein eindrucksvolles Beispiel dafür ist das Diagramm 3. Es zeigt die Entwicklung des historischen Personenverkehrs. Auf dem höchsten Entwicklungsstand des Postkutschenverkehrs kommt die Eisenbahn und verdrängte die Pferdefuhrwerke. Als die Eisenbahn am meisten genutzt wurde, kam das Kraftfahrzeug und mit dem Eisenbahnverkehr ging es abwärts. Diese Kurven sind nicht gerechnet sondern statistische Werte. Von daher sind sie nicht ganz so geglättet und haben Einbrüche durch die Ereignisse der beiden Weltkriege. Zu erkennen ist aber, dass die Personenbeförderung mittels Pkw um die Jahrtausendwende auch ihren Höhepunkt entgegen strebt. Von da ab beginnt die Elektromobilität. Sie war aber mit Beginn des 21. Jahrhunderts noch so gering, dass sie nicht im Diagramm erscheint.

Schaut man zum Vergleich nochmals das Diagramm 2 an, so stellt man fest, dass zur Jahrtausendwende nicht nur im Verkehr ein Umbruch erfolgte sondern auch bei der Kraftwerk- und Waffenlinie. Der Übergang in das 3. Jahrtausend bringt einen technischen Paradigmenwechsel par excellence mit sich.

Diagramm 3: Entwicklung des Personenverkehrs

Kurz gesagt: Die erste Säule der technischen Entwicklung ist geistiger Natur. Sie ist die durchdachte Umsetzung von Energie und Material in nützliche Gebilde. Die Entstehung der Technik ohne intelligente Urheber ist nicht denkbar. Dieser Aspekt ist verständlich und hat keine so mysteriösen Grundlagen wie die zweite noch zu erklärende Säule, wo Stoffe mit geheimnisvollen Eigenschaften in den Sternen entstanden sind und in dosierter Menge unter die Füße der Sandkastenkinder gelegt wurden. Doch nun zum Buchdruck selber. Wie ist er erstanden?

Es war damals eine spannungsgeladene Zeit, als Gutenberg in der mittelalterlichen Stadt Mainz wirkte. Die Verwaltung der Stadt lag in den Händen der Ratsherren (Patrizier), das waren meist reiche Kaufleute, die das Sagen hatten. Sie distanzierten sich von den Handwerkern und ihre Söhne durften noch nicht einmal eine Bäckerstochter heiraten. Manche von ihnen waren so hochfahrend, dass Schneider, Schuster und andere Handwerker, die ihre Bezahlung forderten, von ihnen geschlagen und mit Prügel bezahlt wurden. Das missfiel den Handwerkern und die Zünfte forderten die Aufnahme in den Rat der Stadt. Das wiederum gefiel den Ratsherren nicht. Sie wollten das Heft in der Hand behalten.

Man muss dazu sagen, dass jeder Handwerker seine Waffe zu Hause hatte. Denn jeder Zunft war ein Abschnitt der Stadtmauer zugeteilt, die sie bei einem Angriff zu verteidigen hatten. Bei festlichen Umzügen und Schützenfesten trugen Meister und Gesellen ihre Waffen stolz zur Schau. Unter Spieß, Schwert und Armbrust befand sich schon manches Gewehr. Eine Weiterentwicklung der Experimente von Berthold Schwarz (siehe Waffenlinie). Das Pulver wurde in die Mündung des Rohres geschüttet, dann kam eine Papierscheibe als Trennung, die zusammen mit der Bleikugel in den Lauf gestoßen wurde. Neben dem Schaft war eine Pulverpfanne angeordnet, die durch eine Bohrung mit dem Laufende verbunden war. Am Schnapphahn war eine Lunte befestigt, die nach Betätigung des Abzuges mit ihrem glimmenden Ende in die Pulverpfanne gedrückt wurde, was zur Zündung der Ladung führte. Die Wirkung dieser Waffe war größer als die von Armbrust und Bogen. Falls man traf, konnte man auf 1.000m noch einen Angreifer außer Gefecht setzen. Die Schussfolge war jedoch weit geringer als mit Pfeil und Bogen. In dieser Waffe war der erste wirkliche technische Fortschritt seit über tausend Jahren zu erkennen. Man hat gelernt eine Energie, die nicht von der Muskelkraft herrührt, zu zünden und in eine Richtung zu lenken.

Es war das Jahr 1395, als dem Kaufmann Friele Gensfleisch ein Sohn geboren wurde. Da er am Johannestag zur Welt kam, wurde er Johannes genannt. Die Gensfleisch waren vornehme und wohlhabende Bürger (Patrizier) in der Stadt Mainz. Als Johannes alt genug war, besuchte er in Mainz eine Lateinschule. Zu dieser Zeit gewannen die Zünfte immer mehr an Macht in der Stadt und es gab in Mainz Auseinandersetzungen mit den Patriziern, die auf Ihre Privilegien wie z. B. Steuer- und Zollfreiheit nicht verzichten wollten. Um ihren Ansprüchen Nachdruck zu verleihen, zogen im Jahre 1411 die Patrizier kurzfristig aus Mainz aus. Darunter war auch Vater Gensfleisch mit seinen Kindern. Er zog mit seinem Nachwuchs nach Eltville, wo sie aus mütterlichem Erbe ein Haus besaßen. Bald jedoch waren die Streitereien mit den Zünften geschlichtet und die Familie zog wieder zurück nach Mainz. Doch nicht für lange. Notzeiten kamen über die Stadt. Viele Bürger mussten hungern. Es gab Krawalle, die sich gegen die wohlhabenden Patrizier richteten. Die Familie Gensfleisch war gedrungen 1413 Mainz erneut zu verlassen.

Der mittlerweile herangereifte Johannes musste nun seinen Lebensunterhalt durch seine Hände Arbeit verdienen. Nach der Mode der damaligen Zeit änderte Johannes Gensfleisch seinen Namen nach der Bezeichnung des Familiensitzes seiner Eltern, dem „Hof zum Gutenberg“.

Gutenberg arbeitete als Goldschmied, Spiegelmacher und Schreiber, dabei lernte er die ersten gedruckten Bücher kennen. In dieser Zeit reift in ihm der Gedanke, statt wie bisher mit Hilfe eines Holzschnittes Bilder und Worte zu vervielfältigen, wieder verwendbare Buchstaben aus Metall zu gießen. Die einzelnen Metall-Buchstaben sollen dann entsprechend aneinander gereiht in einem Holzrahmen gespannt werden, so dass eine Druckseite entsteht.

Gutenberg wanderte nach Straßburg aus, wo er 10 Jahre (von 1434 – 1444) blieb. Dort gründete er mit anderen Goldschmieden und Spiegelmachern ein handwerkliches Unternehmen. Für die Aachen-Wallfahrt im Jahre 1439 stellte das Unternehmen Wallfahrtsspiegel aus einer Blei-Zinn Legierung her. Aufgrund einer Pestepidemie fand die Wallfahrt jedoch erst im Jahre 1440 statt und die Firma blieb erst einmal auf ihren Produkten sitzen. Es gab finanzielle Engpässe und es kam zu gerichtlichen Auseinandersetzungen mit den Geschäftspartnern.

Nun zog Gutenberg wieder zurück in seine Heimatstadt. In dem Haus „Zum Jungen“ richtete er eine Werkstatt ein. Hier wollte er den Traum von seinem neuen Druckverfahren verwirklichen. Viel Geld kosteten ihn die Versuche mit seiner schwarzen Kunst. Von seinem Vetter Arnold Gelthus lieh er sich 150 Gulden. Doch das reichte nicht. Er suchte Kontakt zu weiteren Geldgebern wie dem Mainzer Kaufmann Johannes Fust. Dieser gab ihm 1449 einen zinslosen Kredit von 800 Gulden und erhielt als Pfand die vom Geld angeschafften Gerätschaften.

Gutenberg fertigte aus hartem Metall die Form des Buchstabens, der dann in Kupfer geschlagen wurde. In die im Kupfer entstandene vertiefte Form wurde eine flüssige Legierung zur Gewinnung der eigentlichen Druckbuchstaben gegossen. Die Legierung bestand aus Zinn, Blei, Antimon und etwas Wismut. Das Handgießinstrument zur Herstellung der Druckbuchstaben bestand aus Holz mit zwei metallenen Backen. Die gegossenen Metall-Buchstaben wurden entsprechend der Druckvorlage aneinander gereiht und in einem Holzrahmen (Setzkasten) verspannt, so dass eine Druckseite entstand. Die Lettern wurden mit Druckfarbe bestrichen und mittels Presse auf das Druckpapier übertragen. Die Lettern (Druckbuchstaben) konnten wieder verwendet werden und hielten den hohen Druck der Presse aus. Die Druckerpresse war eine Spindelpresse, die wie eine Weinpresse funktionierte.

Um 1450 waren Gutenbergs Experimente soweit gediehen, das er an den Satz und Druck von Einblattdrucken und einfachen Büchern gehen konnte. So druckte er zum Beispiel Ablassbriefe, Kalender und Wörterbücher. Dann fasste er den Entschluss, die ganze Bibel zu drucken - aber in der gleichen Pracht, die die damaligen Handschriften auszeichneten. Für diesen Plan aber reichte das geliehene Geld nicht aus. 1452 gab Fust ein zweites Darlehen von 800 Gulden, das konkret für „Das Buch der Bücher“, den Druck der 42-zeiligen Bibel gedacht war.

Kurz vor Beendigung des Bibeldruckes kam es zum Bruch zwischen Fust und Gutenberg. Fust warf Gutenberg 1455 vor, die Gelder, die ausschließlich für den Druck der Bibel bestimmt waren, für andere Druckvorhaben zweckentfremdet zu haben. Im Rechtsstreit unterlag Gutenberg und musste die gesamte Werkstatt und die Hälfte der Bibelexemplare an Fust abtreten. Fust führte mit Gutenbergs Mitarbeiter Peter Schöfer das Geschäft mit Erfolg weiter.

Gutenberg betrieb danach eine kleine Druckerei. Nach fünf Jahren hat er dort wieder einen prächtigen Bibeldruck fertig gestellt und fügte ihm voll Stolz die Worte hinzu: Gedruckt in der lieben Stadt Mainz ruhmreicher deutscher Nation, die Gott durch eine so hohe Erleuchtung des Geistes vor allen Völkern der Erde auszuzeichnen gewürdigt hat. Die in 180 Exemplaren gedruckte Gutenberg-Bibel wurde ein Erfolg, an dem Gutenberg gut verdient hat.

Doch die Zeiten waren damals unruhig und notvoll. Mainz war von jeher Erzbischofssitz und es kam zu der so genannten Mainzer Stiftsfehde. 1459 wurde Diether von Isenburg zum neuen Erzbischof gewählt. Da er aber an den Kreuzzügen nicht teilnehmen wollte, fiel er beim Papst und Kaiser in Ungnade. 1461 wurde Diether vom Papst abgesetzt und durch Adolf II. von Nassau ersetzt. Da Mainz aber zu Diether hielt, wurde die Stadt von Adolf II. erobert. Als die Landsknechte in die Stadt eindringen und plündern, verlor Gutenberg wieder sein Vermögen.

Nun war er zu alt, um noch einmal ein Werk von vorne anzufangen. Da nimmt der Kurfürst und Erzbischof Adolf II. (Personalunion von politischer und geistlicher Macht) sich seiner an (seine Kriegsleute hatten auch Gutenberg den Ruin gebracht). Gutenberg wird zum Hofedelmann ernannt und bekommt bis zu seinem Tode, wie die anderen Edelleute, regelmäßig Korn, Wein und alljährlich ein Hofkleid geliefert. Im Barfüßerkloster, in der Nähe seiner ersten Werkstatt, hat man Gutenberg 1468 begraben.

Die Buchdruckkunst hat sich von Mainz ausgehend weit verbreitet. Die ersten Drucker mussten sich zwar eidlich verpflichten, die „schwarze Kunst“ nicht weiterzugeben; aber nach der Plünderung der Stadt Mainz zerstreuten sich die Gesellen. Bald entstanden auch in anderen Städten Buchdruckereien, die ältesten in Bamberg, Straßburg, Köln und Nürnberg. In Nürnberg zum Beispiel beschäftigte nach dem Jahr 1500 Anton Koberger an 24 Pressen über hundert Gesellen und hat in 30 Jahren über 250 oft mehrbändige Werke erscheinen lassen.

Schon damals haben manche in fast prophetischer Weise die Zukunfts-Bedeutung die Buchdruckkunst erkannt. Lassen wir einen dieser Visionäre zu Wort kommen:

Auf keine Erfindung oder Geistesfrucht können die Deutschen so stolz sein wie auf die des Bücherdrucks. Mehr als das Gold wird das Blei die Welt verändern. Und mehr als das Blei in der Flinte das Blei im Setzkasten. Eine neue Zeit wird jetzt anbrechen! Durch das Vervielfältigen von Schriften in hohen Stückzahlen kann jetzt die Bevölkerung mehr als bisher am Wissen teilhaben. Ein Bildungszeitalter zieht heran. Erkenntnisse und Erfindungen können nun weit verbreitet werden. Die Wissenschaft und Technik wird sich von nun an immer rasanter entwickeln. Am Anfang war das Wort. Durch das Wort wurde Himmel und Erde geschaffen und durch das Wort wird sich auch die Geschichte der Menschen grundlegend wandeln.

Nach der Informationsvermittlung mittels Buchdruck, kommen wir zu weiteren geistigen Bereichen, die die erste Säule ausmachen, auf denen die moderne Technik steht. Alles Geschaffene geht immer von einem intelligenten Geist aus!

Die große Wende

Martin Luther (1483 – 1546)