XIII. Resumé der physikalischen Atomistik.

    Ziehen wir endlich noch kurz die Summe Dessen, was wir bis jetzt von Hauptpunkten in Sachen der Atomistik als sicher oder mit überwiegender Wahrscheinlichkeit festgestellt halten dürfen, so scheint es uns Folgendes zu sein, und nur dieser Kern und Grundstock der Atomistik aus unter sich zusammenhängenden, durch den Zusammenhang der Tatsachen selbst geforderten, von den vorzüglichsten Vertretern der Atomistik übereinstimmend anerkannten Sätzen ist es, auf den sich die Rechtfertigung in dieser Schrift bezieht; denn ich sage nochmals: wir können weder Voreiligkeiten noch Absurditäten, wie sie in Sachen der Atomistik so gut als in jeder anderen Lehre aufgestellt sind, rechtfertigen wollen, und will der Philosoph sie angreifen, wir geben sie ihm preis, doch damit nicht die Atomistik.

    Die wägbare Materie ist räumlich in diskrete Teile geteilt zu denken, wo zwischen eine unwägbare Substanz (Äther) sich findet, über deren Natur und Verhältnisse zur wägbaren Materie zwar noch nach vieler Hinsicht Unsicherheit besteht, die aber jedenfalls nicht minder als jene räumlich zu lokalisieren und in diskrete Teile geteilt zu denken ist, wo zwischen nun entweder ein absolut leerer Raum besteht oder nur ein Etwas ist, was von der Philosophie immerhin ihrer Idee der Raumerfüllung zu Liebe angenommen werden mag, aber keinen Einfluß mehr auf die physischen Erscheinungen hat, also auch nicht vom Physiker berücksichtigt werden kann, oder nur in einer ähnlichen Weise den Raum erfüllt, als man von der Gravitation freilich auch sagen kann, sie erfülle und durchdringe mit ihrer Wirksamkeit den Raum, dessen ungeachtet aber doch genötigt ist, sie noch an besondere diskrete Zentra anzuknüpfen, von denen aus sie als wirkend angesehen werden muß. Sämtliche kleinste Teile (Atome), sowohl die dem Wägbaren als Unwägbaren angehören, stehen wie die Weltkörper, an denen man überhaupt viele ihrer Verhältnisse erläutern kann, durch Kräfte mit einander in Beziehung, und gehorchen denselben allgemeinsten Gesetzen des Gleichgewichts und der Bewegung, die in jeder exakten Mechanik für große und kleine, wägbare und unwägbare Massen als in Eins geltend aufgestellt werden. Die letzten Atome sind entweder an sich unzerstörbar oder es sind wenigstens im Bereiche der Physik und Chemie keine Mittel gegeben, sie zu zerstören, und liegen keine Gründe vor, eine je eintretende Zerstörung oder Verflüssigung derselben anzunehmen.

    Von diesen letzten Atomen vereinigen sich im Gebiete des Wägbaren mehr oder weniger zu kleinen Gruppen (sog. Molekülen oder zusammengesetzten Atomen), die weiter von einander entfernt sind, als die Atome in jeder Gruppe für sich; eine Stufenleiter, die sich noch höher bauen kann, so dass kleinere Gruppen sich abermals zu größeren vereinigen. (Diejenigen Gruppen, in welche ein Körper zunächst zerfällbar, nennt man wohl seine integrierenden Partikeln). Diese zusammengesetzten Atome, Moleküle, können allerdings disaggregiert werden und ihre Bestandatome sich in neuen Verbindungen zusammen stellen.

    In umgekehrter Richtung verfolgt, kann man sagen, die Körper gliedern und untergliedern sich im Allgemeinen in größere und kleinere Gruppen von Teilchen, herab bis zu letzten Atomen, von denen wohl jene, aber nicht diese zerstörbar sind.

    Vom Abstande der letzten Atome ist nur so viel gewiß, dass er sehr groß im Verhältnis zu den Dimensionen der betreffenden Atome. Von den absoluten Dimensionen der Atome, ja ob die letzten Atome angebbare Dimensionen haben, ist nichts bekannt.

    Den Molekülen oder zusammengesetzten Atomen kann eine bestimmte Gestalt als Umriß der von ihnen befaßten Gruppe beigelegt werden, von der Gestalt der letzten Atome ist nichts bekannt.

    Die Kräfte der Atome sind teils anziehender, teils abstoßender Natur; mindestens ist es bis jetzt noch nicht geglückt, sie auf bloß anziehende zurückzuführen. Sie wirken nach Funktionen der Distanz der Teilchen. Das genaue Gesetz der Kräfte ist nicht bekannt.

    Im Allgemeinen herrscht jetzt unter den Physikern die Annahme vor, dass die wägbaren Atome sich gegenseitig anziehen, die Ätheratome sich abstoßen, zwischen wägbaren Atomen und Ätheratomen aber Anziehung stattfindet. Jedes wägbare Atom oder Molekül hält man von einer verdichteten Ätheratmosphäre umgeben, und die zwischen den Äthersphären stattfindende Abstoßung mit der Anziehung der wägbaren Kerne untereinander in Konflikt tretend.

    Poisson, eine der vorzüglichsten Autoritäten in diesem Gebiete, dessen Annahme von Wihelmi in seinem "Versuch einer mathematisch-philosophischen Theorie der Wärme. Heidelberg 1851" ausführlicher erörtert worden ist, äußert sich (im Journ. de l'école polyt. 1829, cah. 20) über die Molekularkraft wörtlich wie folgt:

p. 4 "Toutes les parties de la matière sont soumisses à deux sortes d'actions mutuelles. L'une est attractive, indépendante de la nature des corps, proportionnelle au produit des masses, et en raison inverse du carré des distances; elle s'étend indéfiniment dans l'espace et produit la pesanteur universelle et. tous les phénomènes d'équilibre et de mouvement qui sont du ressort de la mécanique céleste. L'autre est attractive on répulsive; elle dépend de la nature des particules et de leur quantité de chaleur: son intensité décroit très rapidement quand la distance augmente et devient insensible, dès que la distance a acquis une grandeur sensible .... Indépendamment de la matière pondérable, dont elle est formée, chaque molécule renferme en outre une certaine quantité de la substance impondérable, à laquelle on attribue les phénomènes de la chaleur. Cette substance est rétenue plus ou moins fortement dans la molécule par l'attraction de la matière pondérable. Une partie s'en échappe en chaque instant sous forme rayonnante; une autre partie provenante de ce rayonnement des autres particules, est absorbée et réfléchie à la rencontre de cette molécule... La quantité de calorique contenue dans le vide doit être regardée comme insensible en égard à celle qui s'attache aux particules matérielles, car d'après une expérience de Gay-Lussac, lorsqu'on diminue ou que l'on augmente sensiblement un espace vide, on ne voit se manifester aucune variation de chaleur, ni dans cet espace, ni dans les corps environnants, contrairement à ce qui arrive, dès que ce même espace contient un peu d'air ou d'un gaz quelconque. Il résulte de là que les forces répulsives que nous considérerons ne peuvent émaner que des points matérielles des corps, et nullement des espaces vides qui séparent les molécules. Celles-ci peuvent encore renfermer les fluides électriques ou magnétiques."

    Übrigens ist noch nicht ins Sichere und Klare gebracht, weder wie die Wirkungen des Ponderabeln und Imponderabeln in den Körpern auseinanderzuhalten, noch wiefern die Molekularkräfte auf die man rekurriert, Grundkräfte oder resultierende sind, noch wiefern die Körperwärme auf Schwingungen der wägbaren oder unwägbaren Atome oder beider zu beziehen sei, und selbst wiefern es sich dabei wesentlich um Schwingungen handle. Insbesondere über die Wärme der Gase sind neuerdings (von Kronig und Clausins) eigentümliche, mindestens von gewisser Seite her sehr probable, Ansichten aufgestellt worden, welche von vielen Physikern geteilt werden.1)

1) Vergl. über letzten Punkt Krönig in Pogg. Anm. XCIX. 315 (Fortschr. d. Phys.1856. 352). Clausius, Pogg. C. 253, CIII. 644. Kosen, Pogg. Cl. 427. Hoppe, Pogg.CIV.279. Redtenbacher, Pogg. ClV. 285. Helmholtz, Fortschr. d. Phys. 1856. 354. u.s. w.
 
 
    Was die Konstitution des Äthers im Himmelsraume und in den Körpern insbesondere anlangt, so besteht er bemerktermaßen nicht minder als die wägbaren Körper aus Teilchen, die in Entfernungen von einander befindlich sind. Diese Entfernungen sind so groß, dass die Dimensionen der Teilchen dagegen verschwinden. Eine Schwere des Äthers kann, wenn sie stattfindet, bei allen Erscheinungen des Lichts gegen die anderen Kräfte, wovon diese Erscheinungen abhängen, vernachlässigt werden, so dass der Äther in diesem Bezuge sich als nicht schwer ansehen läßt. Ob er den Bewegungen der Weltkörper einen Widerstand entgegensetzt, ist noch nicht ganz entschieden. Er ist zwar nicht ganz incompressibel,2) seine Teilchen lassen sich aber ohne Vergleich leichter gegen einander verschieben, als durch Zusammendrückung einander nähern. Er ist im Besitze der vollkommensten Elastizität, d. h. die Kraft, mit der ein aus der Lage seines Gleichgewichts (Ruhepunkt) gebrachtes Ätheratom in diese Lage zurückzukehren strebt, ist der Entfernung vom Ruhepunkte genau proportional. Vermöge seiner Elastizität sind die Teilchen des Äthers eben so einer Schwingung fähig, als die Teilchen der Luft, wenn sie durch irgend eine Ursache aus der Lage des Gleichgewichts gebracht sind, und diese Schwingungen pflanzen sich von Teilchen zu Teilchen auf analoge Weise fort, als die Schallschwingungen in der Luft, und bringen dadurch die Erscheinungen des Lichts und der Strahlwärme hervor, welche sich wie es scheint, wesentlich nur durch eine verschiedene Schnelligkeit der Schwingungen unterscheiden. Die Schwingungen, durch welche diese Erscheinungen hervorgerufen werden, sind transversal, nicht longitudinal, d. h. nicht nach der Länge des Strahls, sondern quer dagegen gerichtet, und so klein, dass sie nur sehr wenig im Verhältnis zum gegenseitigen Abstande der Ätherteilchen betragen. Die Dichtigkeit und Elastizität des Äthers ist in Körpern von verschiedener Beschaffenheit verschieden. Man unterscheidet absolute Elastizität als die ganze Kraft, womit ein beliebiges Teilchen des Äthers in die Lage seines Gleichgewichts zurückkehrt, wenn es um eine gegebene kleine Weite aus dieser Lage abgelenkt wird, meßbar durch den kleinen Geschwindigkeitszuwachs, den es bei gegebener Ablenkung durch diese Kraft erhält, und spezifische Elastizität, d. i. die absolute Elastizität, dividiert durch die Dichtigkeit des Äthers, meßbar durch das Quadrat der Geschwindigkeit, mit welcher sich Schwingungen fortpflanzen, die in der Richtung geschehen, nach welcher die Elastizität betrachtet wird, als welche in doppelt brechenden Körpern nach verschiedener Richtung verschieden ist.3) Die spezifische Elastizität ist in den brechenden Mitteln kleiner als im sog. leeren Raume;4) in wiefern aber die Änderungen derselben vielmehr von Änderungen der absoluten Elastizität oder Dichtigkeit abhängen, ist nicht sicher entschieden. 2) Vergl. in dieser Beziehung die neueren Erörterungen von L. Neumann in seinem Schriftchen: die magnetische Drehung der Polarisationsebene des Lichts. 1863. S. 34 ff.

3) Das Verhältnis der Fortpflanzungsgeschwindigkeit des Lichtes in zwei brechenden Mitteln ist nach der Undulationstheorie dasselbe, was der Einfallssinus zum Brechungssinus hat (nach der jetzt verlassenen Emissionstheorie umgekehrt). Wegen der transversalen Richtung der Schwingungen steht die Richtung der Fortpflanzungsgeschwindigkeit des Lichtes senkrecht auf der Richtung der Elastizität, vermöge deren diese Fortpflanzung geschieht und wovon ihre Geschwindigkeit abhängt.

4) Nach ganz neuer Untersuchung sollen einige Metalle eine Ausnahme hiervon machen.
 
 

    Je nachdem man annimmt, dass die absolute Elastizität des Äthers in allen Körpern gleich und nur die Dichtigkeit veränderlich ist oder umgekehrt, hat man die Schwingungsrichtung für senkrecht auf die Polarisationsebene oder für koinzidierend damit anzusehen.5) Erstere Ansicht wird von Fresnel, Angström, Guiidinger, Lorenz und späterhin von Cauchy (in Comptes rend. 1836. Pogg. Ann. XXXIX. 50) vertreten, letztere von Neumann (Pogg. Ann. 1832. XXV. S 451), Mac Cullagh, Janin, Babinet, Holtzmann und früherhin von Cauchy (in seinen Exercices und in seiner Dispersion). Neuere Versuche von Quincke 6) sprechen für die letztere Ansicht. Sie stützen sich auf das mindestens höchst wahrscheinliche Prinzip, dass die Phase von Strahlen, deren Schwingungen in der Einfallsebene liegen, sich mit dem Einfallswinkel mehr ändern muß als die der Strahlen mit Schwingungen senkrecht zur Einfallsebene, welche sogar wahrscheinlich bei allen Einfallswinkeln dieselbe Phasenänderung erleiden. Indessen wird dies Prinzip doch nicht von allen Physikern für ganz evident gehalten.

                5) Vgl. Janin in Ann. de Chin. et de phys. 1860. LIX. p. 413.

                6) Berlin, Monatsber. Dec. 1862. S. 714.

    So sieht man nun freilich, was schon oben zugestanden worden, die Atomistik auf ihrem heutigen Stande läßt noch gar Vieles unbestimmt; und gerade Das, was der Philosoph am liebsten wissen möchte, um den Physiker dabei zu fassen, die Ansichten des Physikers über Gestalt, Größe, Dichtigkeit, Masse der letzten oder Grundatome, die Grundverhältnisse des Wägbaren und Unwägbaren, läßt sie bis jetzt dahin gestellt, weil sie darüber noch nicht zu entscheiden weiß, wenn schon nicht ohne Hoffnung, es werde künftig noch gelingen.

    Das ist nun einmal der Gang einer sicher fortschreitenden Erfahrungswissenschaft, Schritt für Schritt das Feld zu erobern, um nicht im Streben, auf einmal Alles zu haben, auch Unsicherheit mit über das zu verbreiten, was man sicher hat.

    Nun sagt vielleicht mancher Philosoph, unzufrieden, dass wir ihm nicht genug zu bestreiten übrig lassen, ja wohl seine ganze Handhabe des Angriffs der Atomistik nehmen: wie kommst du doch dazu, die Atomistik so zu beschneiden? Die heutige Atomistik ist gar nicht so bescheiden, wie sie hier dargestellt wird; denn da und dort, in hundert Schriften, ist von Gestalt und Größe, von anderen Eigenschaften der Atome die Rede. Du vertrittst hier wohl gar deine partikuläre Ansicht von der Atomistik, indem du sie auf jene paar Punkte reduzierst und zu jeder Bestimmtheit eine Unbestimmtheit fügst. So wenig du aber darauf eingehen magst, die partikulären Ansichten der einzelnen Philosophen zu berücksichtigen, vielmehr dich an die Philosophen im Allgemeinen wendest, kannst du verlangen, dass dir’s anders geht.

    Aber Das, was ich von der Atomistik hier aufgestellt und bisher verteidigt habe, ist keineswegs meine partikuläre Ansicht; sondern es ist eben von der Atomistik Das, worin alle Atomistiker übereinstimmen, und nur eben Das, worin sie nicht einstimmen, was Sache partikulärer Ansicht von Diesem oder Jenem ist, wird hier nicht in Schutz genommen, vielmehr dahin gestellt. Und selbst darin steh ich nicht allein, dass ich nur eben Das von der Atomistik sicher halte. Vielmehr dürften gerade die hauptsächlichsten Vertreter und Förderer der Atomistik nicht mehr davon für gewiß halten (jedenfalls nehmen sie in ihren Forschungen auf wesentlich nicht mehr Bezug); und es gilt, wenn man eine Sache verteidigen oder bekämpfen will, nicht auf den Durchschnitt Derer, die sie im Munde führen, sondern die hauptsächlichsten Derer, die sie zu brauchen, zu handhaben, und zu fördern wissen, zu achten. Wollen also die Philosophen jene Physiker bestreiten, die voreilig über Dinge entscheiden, die noch nicht zu entscheiden sind, so, um es zu wiederholen, bestreiten sie weder mich noch die festen Grundpunkte der Atomistik, für die ich streite, sondern bestreiten Das, wogegen ich selber streite.

    Aber, sagt der Philosoph, was hat eine Ansicht noch für Wert, die sich über die wichtigsten Punkte nicht entscheidet? Läßt sich doch gegen eine solche Ansicht gar nicht einmal streiten, wenn man die Punkte, um die sich’s handelt, nicht bestimmt vor Augen hat.

    Nun, dünkt dem Philosophen die heutige Atomistik noch nicht wertvoll genug, so würde auch der Physiker seinerseits es gern sehen, wenn ihn der Philosoph mit einer wertvolleren beschenkte. Aber soll er den Taler wegwerfen für einen leeren Beutel, der, wäre er voll, freilich dem Taler vorzuziehen? Wie viel Wert aber doch der Physiker und selbst der philosophische Physiker schon auf die Atomistik zu legen hat, so mangelhaft als sie noch heute ist, glaube ich im Bisherigen zur Genüge gezeigt zu haben. In der Tat, alle erörterten Vorteile derselben für die Undulationstheorie, die Verknüpfung der Wärmephänomene, die Behandlung der Erscheinungen, die in Bezug zur Grundkonstitution der wägbaren Körper stehen, sind eben nur abhängig von der Annahme der Diskretion der Körper- und Ätherteile und jenen allgemeinsten Bestimmungen, die damit in Beziehung treten, nicht abhängig von der näheren Bestimmung, wie die letzten Teile nach Form, Masse, Größe sich verhalten, noch wie ihr Begriff in letzter Instanz philosophisch auszudeuten ist, noch welches Grundverhältnis zwischen Wägbarem und Unwägbarem besteht. Von solchen näheren Bestimmungen der Ansicht wird aber dereinst die genauere Erklärung des Details der Erscheinungen abhängen.

    Sagt aber der Philosoph, gegen eine so unbestimmte Ansicht ist nicht zu streiten, warum doch streitet er dagegen, wenn er sie zu unbestimmt findet, um zu entscheiden, ob sie wahr oder falsch. Nun aber ist die Atomistik, wie sie oben aufgestellt worden ist, allerdings in so weit bestimmt genug, dass man ein Objekt einer eingehenden Prüfung daraus machen kann, vorausgesetzt, man hat die Vorkenntnisse dazu; wo nicht, so liegt die Unbestimmtheit vielmehr auf Seiten Derer, denen es daran fehlt. Gewiß ist sie so, wie sie ist, ein viel bestimmteres Objekt der Untersuchung, als die gegenteilige Ansicht mit ihren zerfließlichen Begriffen.