Meilensteine der Naturwissenschaft und Technik

In spanischer Sprache stellt die Reihe herausragende Leistungen und Erfindungen der technischen und naturwissenschaftlichen Entwicklung vor. Im Mittelpunkt jeder Folge stehen ein einzelnes „Meisterwerk und seine Geschichte. Auußerdem werden Anekdoten erzählt, die sich um diese Entdeckung oder Erfindung ranken. (Text: ARD-alpha)

Am 26. August 1972 blickt die Welt auf München: Es ist die Eröffnung der 20. Olympischen Sommerspiele. Der Entwurf des Münchner Olympiastadions stammt von dem Stuttgarter Architekten Günter Behnisch. Die Meisterleistung dieses Stadions ist das Zeltdach von mehr als 70.000 Quadratmeter. Die Realisierung des Zeltdachs stellt große Probleme dar – mit Hilfe des Architekten und Zeltbauers Frei Otto gelingt es aber, mit einer einzigartigen Seilnetzkonstruktion das Zeltdach zu spannen. 34.000 Quadratmeter Seil werden zu Netzen verknüpft und Acrylglasplatten werden eingepasst. Drei Monate vor der Eröffnung ist das Stadion fertig: Mit seinem eigenwilligen Zeltdach hat Frei Otto ein Symbol für die Zukunft geschaffen. (Text: ARD-alpha)

Schon immer haben die Pyramiden die Menschheit fasziniert. Die große Pyramide von Gizeh ist das einzige der sieben Weltwunder, das bis heute erhalten ist. (Text: SWR)

Schon früh versuchten die Menschen, die Welt und den Himmel zu erklären. Lange sieht der Mensch sich und die Erde im Zentrum seines Universums. Erst Nikolaus Kopernikus hat 1514 die Idee für ein heliozentrisches Weltbild: Alle Planeten bewegen sich mit gleicher Geschwindigkeit auf Kreisbahnen um die Sonne, die den Mittelpunkt des Universums bildet. Seine Thesen scheinen ihm anfangs selbst noch zu revolutionär, um sie zu veröffentlichen. (Text: SWR)

Ein halbes Jahrhundert nach der Idee von Kopernikus’ heliozentrischem Weltbild gelang es dem deutschen Astronom und Mathematiker Johannes Kepler, anhand der Beobachtungen des Dänen Tycho Brahe ein genaues Bild des Sonnensystems zu zeichnen. Mit Hilfe seiner Gesetze über die Planetenbewegungen konnte er beweisen, dass eine von der Sonne ausgehende Kraft die Planeten führt. Mit seiner Arbeit hat Kepler das kopernikanische Weltbild unangreifbar gemacht. Auch wenn die Anerkennung zu Lebzeiten ausblieb: Auf Keplers Leistung gründet unsere moderne Weltsicht – bis heute. (Text: SWR)

Schon früh mutmaßte man, dass das schimmernde Band am Himmel aus zahllosen Sternen bestehen müsse, die aber nicht mit dem bloßen Auge zu erkennen sind. Erst die Erfindung des Fernrohrs machte eine genauere Betrachtung möglich. (Text: SWR)

Isaac Newton beschäftigte sich unter anderem mit der Frage, warum der Apfel immer von oben nach unten fällt. Wer zieht ihn auf diese Weise an? Er entwickelt die Idee der Gravitation als einer universellen Kraft. (Text: SWR)

1807, die Glasschmelze des Klosters von Benediktbeuern: Auf der Suche nach Gründen für die immer wieder auftretenden Materialfehler untersucht der Leiter der Schmelze, Joseph Fraunhofer, das Brechungsverhalten von Glas bei unterschiedlichen Farben. Sein besonderes Augenmerk legt er dabei auf das Sonnenlicht. Die schwarzen Linien, die er dabei entdeckte, konnte er bei anderen Lichtquellen nicht entdecken. Mit diesen Linien hat er endlich konkrete Bezugsmarken gefunden, um die optischen Gläser vermessen zu können. Die Linien, die später nach ihm benannt wurden, nutzte er auch zur Untersuchung des Lichts von Sternen und Planeten mit Hilfe seines eigens dafür konstruierten Prismenfernrohrs im Jahr 1820. Eine der großen Herausforderungen der heutigen Astrophysik ist es, mit Hilfe der Fraunhoferlinien zu ergründen, wie die ältesten bislang gesichteten Galaxien vor gut 13,3 Milliarden Jahren entstanden sind. (Text: SWR)

Mehr als 100 Pendel schwingen überall auf der Erde allein zum Zweck, die Erdrotation zu zeigen. Zu verdanken hat die Menschheit diese Pendel dem Franzosen Jean Bernard Léon Foucault. Er war es, dem es gelang, mit Hilfe eines Pendels die Erddrehung zu beweisen. Er teilt seine Entdeckung 1851 der Akademie der Wissenschaften mit und führt das legendäre Pendelexperiment im Kreis der Wissenschaftler vor. Er kann die Drehung der Erde zeigen. Foucault wurde zwar durch das Pendel berühmt, er war aber als Erfinder auf vielen Gebieten tätig: Zum Beispiel stellte er 1840 der französischen Akademie der Wissenschaften ein Verfahren vor, wie man mit Hilfe der Daguerreotypie Mikrofotos von Blutproben erzeugen kann. Foucault konstruiert auch Spiegelteleskope und macht sich um die Verbesserung der Uhrwerke für Fernrohrantriebe verdient. (Text: SWR)

In der klassischen Physik ging man davon aus, dass bei steigender Wärmezufuhr eines Körpers auch dessen Lichtstrahlung zunehmen müsse. Max Planck gelang es jedoch nachzuweisen, dass diese Strahlung nicht kontinuierlich, sondern in Energiepaketen, so genannten Quanten, emittiert wird. Planck leitet schließlich ein Gesetz her, das die Strahlungsvorgänge erklärt. Dieser Tag wird als Geburtstag der Quantenphysik in die Annalen der Wissenschaftsgeschichte eingehen und ein neues Zeitalter der Physik einläuten. Max Planck erhält später den Nobelpreis für die Entdeckung des Wirkungsquantums. Die Grundlage für viele technische Leistungen, zum Beispiel in medizinischen Geräten, wäre ohne Max Planck und das Wirkungsquantum nicht möglich. (Text: SWR)

„Was würde geschehen, wenn ich hinter einem Lichtstrahl hereilen und ihn schließlich einholen würde?“ Diesen Gedanken stellt sich ein 17-jähriger Junge, der gerade seine Schule verlassen hat. Einige Jahre später vollendet er den Gedankengang und verändert damit nicht nur unsere Vorstellungen von Raum und Zeit, sondern die des ganzen Universums. Es ist die wohl berühmteste Formel der Welt: E = mc2. Zeit ist für Albert Einstein keine unveränderliche Größe, sie ist abhängig davon, ob und mit welcher Geschwindigkeit sich ein System im Raum bewegt. Die Relativitätstheorie des Albert Einstein impliziert ein neues Konzept von Raum und Zeit, in dem er eine Verknüpfung herstellt zwischen den bis dahin separat erscheinenden Begriffen von Raum und Zeit. Ein Konzept, das die klassische Physik in ihren Grundfesten erschüttert. (Text: SWR)

Edwin Powell Hubble widmete schon seine Doktorarbeit den Galaxien. Dank seiner Forschungen konnte er beweisen, dass es Galaxien außerhalb unserer Milchstraße gibt. Um die Entfernung solcher Galaxien zu ermitteln, nutzte man in ihrer Größe und Helligkeit schwankende Sterne, sogenannte Cepheiden, die sich als astronomischer Zollstock bewährt hatten. Hubble gelang es zu belegen, dass die Galaxien auseinander driften und dass sich das Universum ausdehnt. Damit konnte auch die Urknall-Theorie neu entfacht werden. Der Beweis dafür gelang den beiden Amerikanern Arno Penzias und Robert Wilson mit Hilfe radioastronomischer Untersuchungen. 1978 erhielten sie dafür den Nobelpreis. Zur Gewinnung neuer Daten über das Universum nutzen die Astronomen seit Jahrzehnten das nach Edwin Powell Hubble benannte Weltraumteleskop. Heute geht man davon aus, dass das Universum ewig expandiert. (Text: SWR)

Der Physiker und Chemiker Michael Faraday gilt als einer der bedeutendsten Experimentalforscher des 19. Jahrhunderts. 1821 baut der Engländer den ersten Prototypen eines Elektromotors. Seine Versuche zur elektromagnetischen Rotation führen ihn schließlich zur Entdeckung der elektromagnetischen Induktion. 1831 gelingt es Faraday, kinetische Energie dauerhaft in elektrische Energie umzuwandeln. Seine Konstruktion eines ersten prototypischen Stromgenerators markiert den Beginn einer neuen Ära: der Elektrotechnik. (Text: SWR)

„Wenn ein Mensch in Not ist, kann ein Flugzeug Blumen abwerfen, aber ein Luftfahrzeug mit der Fähigkeit, überall senkrecht zu starten und zu landen, kann den Menschen retten“. Dieses Zitat stammt von einem Pionier der Luftfahrt, dem Russen Igor Sikorsky. Seit seiner Jugend verfolgte er einen Traum: die Konstruktion eines Hubschraubers. Ihm gelingt es 1941, den Vorläufer eines Hubschraubers nach dem heute noch gebräuchlichen Prinzips zu konstruieren. Nach der Beseitigung noch vorhandener Probleme beginnt er, immer größere Hubschrauber mit ihren außergewöhnlichen Flugeigenschaften zu bauen: Solch ein Hubschrauber kann aus dem Stand abheben und senkrecht landen, vorwärts, rückwärts und seitwärts fliegen, senkrecht steigen und sinken, in der Luft schweben und sich dabei um seine vertikale Achse drehen. (Text: SWR)

Seit undenklichen Zeiten beschäftigen sich Mythen, Legenden, aber auch ernsthafter Forscherdrang mit dem Traum des Menschen, sich in die Lüfte erheben zu können. Am 4. Juni 1783 führen die Gebrüder Montgolfier in Annonay der Öffentlichkeit vor, wie man einen Ballon mit durch Feuer erhitzter Luft fliegen lässt. Etwa zeitgleich gelingt es auch dem Physiker Jacques Alexandre Charles, mit Hilfe von Wasserstoff einen Ballon aufsteigen zu lassen. Seit dieser Zeit werden der Heißluftballon „Montgolfiere“ und der Gasballon „Charliere“ genannt. Es sollte aber noch dauern, bis auch Menschen mit den Ballonen fahren konnten. Heute dienen die Mongolfieren in erster Linie dem Vergnügen, während Gasballone zum Beispiel in der Klimaforschung noch immer unverzichtbar sind. (Text: SWR)

Noch bis zu Beginn der Neuzeit um 1500 konnte ein Großteil der Bevölkerung nicht rechnen. Auf Märkten etwa, wo mit den verschiedensten Währungen bezahlt wurde, fehlte den meisten das Wissen, um den vom Händler genannten Preis nachzuprüfen. Der Mann, der dies ändern sollte, indem er die Kunst des Rechnens dem gemeinen Volk verständlich machte, war Adam Ries, besser bekannt unter dem Namen Adam Riese. Der Abakus war auch in Deutschland bekannt und bildete die Grundlage für die von Ries benutzten Rechenbretter. Auf ihnen wurden so genannte Rechenpfennige verschoben, bis das Ergebnis einer Rechnung durch einfaches Abzählen der Pfennige auf den Linien abzulesen war.
Ries wollte es allen Menschen ermöglichen, richtig zu rechnen. Keiner sollte mehr betrogen werden können, daher veröffentlichte er Bücher in für alle verständlicher deutscher Sprache, in denen er nach dem Prinzip „vom Einfachen zum Komplizierten“ pädagogisch geschickt erklärt, wie man ohne große Rechenkünste alltagsnahe Aufgaben löst. Da zu dieser Zeit in Deutschland zum Rechnen noch das Lateinische System galt, in dem die Zahlen mit Buchstaben bezeichnet werden, führte er zudem das Dezimalsystem mit Ziffern ein; erst dadurch wurde es möglich, Rechengänge nachzuvollziehen. (Text: SWR)

Surfen im Internet gehört mittlerweile zu unserem Alltag. Informationen, Spiele, Bankgeschäfte – Milliarden von Daten werden rund um die Uhr versandt, empfangen oder bearbeitet. Die Technologie, die das ermöglicht, ist das World Wide Web, neben E-Mail die meistgenutzte Anwendung im Internet. Wir verdanken diese revolutionäre Technologie letztlich einem einzelnen, genialen Programmierer: Sir Timothy Berners-Lee. Berners-Lee arbeitete im CERN, dem Europäischen Zentrum für Teilchenphysik in Genf. Er wollte dort Dokumente auf mehreren Computern an unterschiedlichen Orten verlinken. Eine entsprechende Netzstruktur miteinander verbundener Computer gab es bereits: das Internet.
Es bot den idealen „Raum“ zur Verwirklichung dieser Vision. Das Problem war nur: Die Computer verstanden sich untereinander kaum. Die von Berners-Lee ersonnene Lösung zur Beseitigung dieser „Sprachschwierigkeiten“ sah unter anderem eine für alle Rechner verständliche eigene Sprache vor: Hypertext markup language, kurz Html. Berners-Lees Entwicklungen sollten schließlich im World Wide Web münden und für eine explosionsartige Verbreitung dieses weltumspannenden Kommunikations- und Informationssystems sorgen. (Text: SWR)

In Leonardo da Vinci paart sich das Interesse für die Wissenschaft mit einer außergewöhnlichen Begabung für die Kunst – ein einzigartiger Glücksfall für beide Bereiche. Er war einer der ersten Künstler, der Leichen sezierte. Die Kenntnisse, die er daraus gewann, nutzte Leonardo für seine Malerei, um deren Darstellungsweise und Ausdruckskraft zu vervollkommnen. Mit seinen anatomischen Studien strebte er vor allem danach, den Menschen in all seinen Proportionen und als organische Einheit abzubilden und zu begreifen. Trotz seiner umfassenden Erkenntnisse fanden Leonardos Skizzen zunächst nur vereinzelt Beachtung, und so dauert es viele Jahrhunderte, bis sein anatomisches Werk veröffentlicht und weltweit bekannt wurde. (Text: SWR)

Erst 1825 wurde von dem jungen Louis Braille ein Blindenschriftsystem entwickelt, das bis heute auf der ganzen Welt als Blindenschrift genutzt wird. Der Pädagoge Valentin Haüy gründet 1785 in Paris die erste Blindenschule Europas. Haüy ist es auch, der eine erste Blindenschrift entwickelt. Bei seiner Reliefschrift werden mit einer eisernen Feder spiegelverkehrt Schriftzeichen in dickes Papier eingeritzt. Aber es gibt nur wenige Bücher, die in dieser Schrift gedruckt sind. 1821 stellt der ehemalige Artillerieoffizier Charles Barbier de la Serre der Blindenschule ein Schriftsystem aus erhaben geprägten Punkten vor, das dem jungen Louis Braille als Basis seiner Überlegungen dient und ihm schließlich den Erfolg bringt: Es besteht wie bei einem Spielwürfel aus maximal sechs Punkten pro Zeichen, die mit der Fingerkuppe auf einmal erfasst werden können. 1878 wird auf einem Kongress in Paris Louis Brailles System zur international verbindlichen Blindenschrift erklärt. (Text: SWR)