Wissenschaft im Mittelalter
 

Die Alchemie

Erfindungen im Mittelalter

Physik im Mittelalter

 

 

Das Christentum entwickelte sich in der Zeit des Niedergangs des Römischen Reiches zur herrschenden Religion. Sie zerstörte nicht die griechische Naturwissenschaft, denn diese hatte bereits ihre Bedeutung verloren, als das Christentum noch eine Sekte war. Dennoch widersetzte sich die Kirche viele Jahrhunderte hindurch jedem Versuch, die Naturwissenschaft neu zu beleben. Nur die Bibel, deren Interpretation durch die Gelehrten und die Schriften der Kirchenväter waren als Quellen der Erkenntnis erlaubt. Das Studium weltlicher Dinge wurde zu einer Sache des Teufels.

Nicht alle teilten diese Meinung und betrieben in der Stille ihre Forschungen. Der Engländer Beda (673-735) kämpfte um das Überleben weltlicher Wissenschaft und bewahrte vieles vom Wissen des Altertums. Ein Jahrhundert nach Mohammed standen die Araber vor den Toren Konstantinopels im Osten und am Rande Frankreichs im Westen. Militärisch und religiös galten sie als eine schreckliche Geißel für das christliche Europa, doch im kulturellen Bereich erwiesen sie sich damals als Reformer. Sie entdeckten unter anderem die Arbeiten von Aristoteles und studierten sie. Der bedeutendste unter den moslemischen Biologen war der Perser Abu-Ali al-Husayn Ibn-Sina, der auch unter dem Namen Avicenna (980-1037) bekannt ist. Avicenna schrieb zahlreiche Bücher, deren Inhalt auf dem Wissen der Griechen und Römer aufbaute. Der Theologe Thomas von Aquin versuchte im 13. Jahrhundert die von den Arabern nach Europa gebrachte aristotelische Phil osophie mit dem christlichen Glauben in Einklang zu bringen, denn für Thomas war die menschliche Vernunft nichts Gottloses. Damit waren die Voraussetzungen für eine Erneuerung der Wissenschaft in der Renaissance gegeben.

In Bologna gab es im Spätmittelalter eine Schule für Rechtswissenschaft, in der man die Meinung vertrat, dass Rechtsfragen bezüglich einer Todesursache am besten durch eine Obduktion der Leiche zu klären seien. Nachdem man die Öffnung menschlicher Körper allgemein für zulässig befunden hatte, nutzte man dies sofort für die biologische Grundlagenforschung. In Bologna und Salerno entstanden berühmte medizinische Fakultäten. Der Italiener Mondino de' Luzzi (1275-1326) war einer der ersten Anatomen, und der berühmte Leonardo da Vinci (1452-1519) sezierte Menschen, Tiere und Pflanzen und trug sein Wissen über Knochen, Muskeln und Pflanzenteile in die Kunst hinein. Der Schweizer Arzt Theophrastus Bombastus von Hohenheim (1493-1541) - er nannte sich selber "Paracelsus" - brachte schließlich seine alchimistische Erfahrung in die Medizin und förderte damit die Entwicklung der Pharmazie.

 

Die Alchemie

Unter Alchimie verstand man im Mittelalter die universalwissenschaftliche Beschäftigung mit chemischen Stoffen und Operationen. Die Alchimisten versuchten hauptsächlich gewöhnliche Metalle in Gold oder Silber umzuwandeln. Ein Aspekt war die Suche nach einem Mittel für die Unsterblichkeit. Obwohl die Absichten und Praktiken aus heutiger Sicht fragwürdig erscheinen, war die Alchimie Vorläufer der modernen Wissenschaft, insbesondere der Chemie.

Die Entwicklung begann im ägyptischen Alexandria. Etwa zur gleichen Zeit entstand auch in China eine Schule für Alchimie. In den Schriften griechischer Philosophen findet man die ersten chemischen Theorien im 5. Jahrhundert v. Chr. Von Arabien bahnte sich die Alchimie ihren Weg über Spanien nach Europa. Ein Grundprinzip der Alchimie stammt aus der Lehre des Aristoteles, nach der alle Dinge zur Perfektion hinstreben. Da man glaubte, dass Gold das "edelste" aller Metalle, aus anderen Metallen bestand, war es denkbar, dieses Element mit den entsprechenden Fähigkeiten und Eifer im Labor herzustellen. Im europäischen Früh- und Hochmittelalter finden sich wenige Ansätze alchimistischen Denkens. Vielmehr werden technologische Rezepte zum Glasschmelzen, Mosaikkunst, Glockenguss, Metallverarbeitung und Farbherstellung verfasst. Anfang des 14. Jahrhunderts kannte man bereits einen Großteil der Metalle, viele Salze und Essig-, Salpeter-, und Schwefelsäure.

 

Erfindungen im Mittelalter

Man spricht oft vom "finsteren Mittelalter", das gibt ein falsches Bild. Die Epoche vom Untergang des Römerreichs bis zum Ende des 15. Jahrhunderts hat genug an großartigen Leistungen aufzuweisen - in der Geistesgeschichte, in der Kunst und auch auf technischem Gebiet hat sie eine ganze Reihe wichtiger Erfindungen und Neuerungen gebracht: die Räderuhr und die Brille, das Papier und die Buchdruckerkunst, aber auch das Schießpulver und das Pulvergeschütz.

Im Mittelalter erfolgte außerdem, gefördert zunächst von den Klöstern und dann begünstigt durch zahlreiche Städtegründungen, ein beachtlicher Aufschwung der handwerklichen Techniken. Dank des Christentums hat die Sklaverei im Abendland ihr Ende gefunden. Das bedeutet: was bis dahin mit der Menschenkraft der Sklaven bewältigt worden war, musste nun nach Möglichkeit mit Hilfe anderer Energien geschafft werden. Als nächstliegende Energiequelle bot sich das fließende Wasser an.

Bei Bradowick (bei Lüneburg) wurde eine frühmittelalterliche Getreidemühle mit Stockgetriebe entdeckt, die nach den Begleitfunden auf das 10. Jahrhundert datiert wird. Für das 14.Jahrhundert sind in Deutschland mit Wasserkraft angetriebene Sägemühlen bezeugt und um diese Zeit mehren sich die Nachrichten, dass man auch im Berg- und Hüttenwesen das Wasser arbeiten ließ. Der Name der im Jahre 1010 erwähnten Ortschaft Schmidmühle deutet auf ein Hammerwerk mit Wasserkraft hin.

Merkwürdig ist, dass der Mensch die Windkraft, die ihm seit Tausenden von Jahren die Segel seiner Schiffe füllte, erst im Mittelalter für andere Zwecke zu nutzen begann. Die früheste Erwähnung von Windmühlen in Europa stammt aus dem Jahre 1222.

Neben der Wind- und Wasserkraft wurde nun auch die Tierkraft vermehrt genutzt, zum Beispiel für Wagen, Pflug und für den Göpel. Doch die tierische Kraft wurde, bis zur Verbesserung des Zuggeschirrs in 10. Jh. nicht voll genutzt, denn der Zugochse, das Pferd oder der Esel wurden meist so angeschirrt, dass das Tier nicht mit Brust und Schulter, sondern nur mit dem Hals ziehen konnte. Dabei wurde dem Tier die Luftröhre zusammengedrückt, was zu erheblichen Leistungseinbußen führte.

Einer der herausragensten Erfindungen im Mittelalter war das Schießpulver. Nach allgemeiner Ansicht waren Chinesen die Erfinder. Sie kannten die Salpeter-Schwefel-Holzkohle-Mischung, die das Schießpulver ergibt. Im Abendland dagegen kennt man Bertold Schwarz als den angeblichen Erfinder des Schießpulvers und des Pulvergeschützes. Der Mönch Berthold Schwarz ist eine legendäre Persönlichkeit. Um 1354 soll er bei alchemistischen Experimenten das Schießpulver erfunden haben. Das ist aber ein Jahrtausend nach dem Auftauchen der ersten Pulverrezepte, und wenn es in einer alten Quelle heißt, er habe die Kunst besessen aus Büchsen zu schießen, so kann man daraus schließen, dass ihm irgendeine Verbesserung geglückt ist.

Die erste bezeugte Anwendung vom Pulvergeschützen ist im Jahre 1334 zu verzeichnen. Konrad Keyser berichtet in einem Manuskript über aufblasbare Schwimmgürtel aus Leder, Belagerungsmaschinen, Hebezeuge, Pumpen und Wasserleitungen und sogar eine Dampfbadeanstalt. In den Klöstern wurde auch tüchtig geforscht und experimentiert. So fand man Rezepte zum Goldschmieden, zum Glasschmelzen, zum Gießen oder zum Bau von Orgeln. Weitere Erfindungen waren: der Webstuhl mit Trittbrett, die Supportdrehbank, der Schraubstock, die Brille und das Papier. Das deutsche Handwerk gewann Weltgeltung und Deutschland galt im 14. Jh. geradezu als das Land der Technik.

Das Papier wurde zur Voraussetzung für die kulturgeschichtlich wohl wichtigste Erfindung des ausgehenden Mittelalters, die Buchdruckkunst. Wie in China, so hat auch im Abendland das billige Papier eine einfachere und billigere Technik der Vervielfältigung geradezu gefordert, nur ist hier der Weg bis zum Druck mit beweglichen Lettern, für den China immerhin ein Jahrtausend gebraucht hat, sehr viel schneller zurückgelegt worden. Im Jahre 1448 druckte Johannes Gutenberg das erste Buch, mit beweglichen Lettern aus Metall. Besonders bemerkenswert ist, dass Gutenberg auch das geeignete Gießmaterial herausgefunden hatte, nämlich eine Mischung aus Blei, Zinn und Antimon, wie sie im großen und ganzem noch heute verwendet wird.

 

Physik im Mittelalter

Die klassische Physik beschreibt die Wirkungen und die Beschaffenheit von Phänomenen in der Natur mit einfacher Logik und Gesetzen. Als um 1096 der erste Kreuzzug stattfand, bekamen die Europäer erstmals einen breiten Zugang zu einer anderen Kultur, die den Europäern in Wissen und Erfindungen ebenbürtig waren und in einigen Gebieten sogar weiterentwickelt. So fingen die Gelehrten zuerst einmal an, sich das arabische und griechische Wissen anzueignen. Die Physik erlangte aber erst im 16. Jahrhundert größere Bedeutung, als man sich von der Macht der Feudal- und Kirchenherrschaft befreite und die antike, griechische Kultur wieder entdeckte. In dieser Zeit fing man an sich nicht nur auf Beobachtungen in der Natur zu stützen, sondern man versuchte mit Hilfe der Mathematik und systematische Experimente die Annahmen zu Beweisen und zu präzisieren. Die Physik spielte im Mittelalter keine allzu große Rolle, wichtiger waren die Alchimie, Astrologie und die Astronomie. Die klassische Physik wird in verschiedene Unterbereiche unterteilt: Mechanik, Dynamik, Akustik und die Optik.

Optik

Die ersten Abhandlungen über die Optik aus der Neuzeit stammen aus dem 11. Jahrhundert aus Ägypten. Bei uns sind erst aus dem 13.Jahrhundert Versuche mit Linsen bekannt. Robert Grosseteste und sein Schüler Roger Bacon stellten die vergrößernde und verkleinernde Wirkung von Linsen fest und entdeckten die Abbildungsgesetze. Dietrich von Freiberg stellte 1304 genauere, mathematische Betrachtungen von Lichtbrechung und Reflektion fest. Das erste Teleskop wurde von Unbekannten in Holland entdeckt, aber erst Galileo Galilei entwickelte es soweit, dass man damit Sterne beobachten konnte. Er war es auch, der das erste Mikroskop entwickelte. Schon dem Naturforscher Leonardo da Vinci war die Camera Obscura, eine Lochkamera, mit der man Abbilder aus der Natur unverfälscht wiedergeben konnte bekannt. Ihr System wird heute noch in unserer Spiegelreflexkamera verwendet. Da Vinci machte auch Entdeckungen im Gebrauch von konvexen Brillengläsern für Weitsichtige und entdeckte die optische Täuschung. Die Optik war während des gesamten Mittelalters immer nur eine theoretische und keine angewandte Wissenschaft.

Akustik

Die Akustik ist ein physisches Gebiet, mit dem sich während des Mittelalters nur wenige Leute beschäftigt haben. Der Begriff taucht erst wieder bei Galileo und dem Franzosen Mersenne auf, die den Zusammenhang zwischen Tonhöhe und Schwingungszahl entdeckten, was ein wesentlicher Grundstein der Akustik ist.

Mechanik

Die Mechanik ist das Teilgebiet der Physik, das sich mit Bewegung und Kräften beschäftigt. Während des gesamten Mittelalters beschäftigten sich die Wissenschaftler mit diesem Wissensgebiet. Zum Beispiel Jean Buridan, der auf dem Gebiet des Impuls und Impulsstoßes forschte oder Cardan, nach dem die Kardanwelle benannt wurde. Aber auch Lenonardo da Vinci stellte Nachforschungen über die Bewegungs- und Hebelgesetze an so entwickelte er 1497 eine Spinnmaschine mit Flügeln zum Garnaufwickeln. Nicht zu vergessen ist auch Galileo nicht, der Nachforschungen über den Freien Fall und die Gravitation anstellte. Im Mittelalter wurde auch das Prinzip der Windmühlen oder das Wasserrad erfunden.