Willkommen im virtuellen Museum der Wissenschaft

kultur

RUDOLF VIRCHOW

Optische Täuschungen

Alles, was höher entwickelte Organismen über ihre Umgebung erfahren, wird durch Sinnesorgane an das Gehirn vermittelt. Deren Leistungsfähigkeit und Besonderheiten prägen das Bild der Welt, das sich dieses Gehirn aus den gelieferten Daten konstruiert.  Fledermäuse z.B. orientieren sich und orten ihre Beute mittels Ultraschall. Katzen sehen am Tag eher schlecht, haben aber ausgezeichnete Ohren und einen stark entwickelten Geruchssinn. Dieser ist auch bei Hunden optimal angelegt. Schlangen reagieren fast ausschliesslich auf Wärmequellen. Fische haben Organe, die auf elektrische Felder ansprechen.
Obwohl bei den Vögeln ebenso wie bei uns der Gesichtssinn eine herausragende Rolle spielt, sehen sie völlig anders, als der Mensch das tut.  Ihre Augen sitzen auf beiden Seiten des Kopfes, so dass sie fast 360° abdecken. Greifvögel haben drei Sehflecke, die ihnen extrem scharfe Bilder vermitteln, und fünf Farbrezeptoren gegenüber dreien des Menschen.
Man kann sich nur schwer vorstellen, wie die Welt für diese Tiere aussieht. Weder  bei ihnen noch bei uns gibt es so etwas wie ein exaktes Ebenbild der Außenwelt. Wie leicht wir uns täuschen lassen, mögen zwei Beispiele veranschaulichen.
Ich nehme an, Sie haben mit dem Foto genau soviel Mühe wie ich. Aber sicher haben Sie sofort erkannt, dass der helle Kreis genau in der Mitte zwischen Basis und Spitze des Dreiecks liegt.

Im Laufe der jüngeren Geschichte hat der Mensch versucht, die Unzulänglichkeiten seines Gesichtssinns durch optische Instrumente zu überwinden. Eines davon ist das Mikroskop.

Das erste Mikroskop wurde wahrscheinlich vom Brillenschleifer Hans Janssen um das Jahr 1595 konstruiert und gebaut. Sein Sohn, Zacharias führte mit dem Techniker Hans Lipperkey die Werkstatt weiter, in Middelburg, Holland. Keines dieser ersten Instrumente hat die Zeiten überdauert, aber ein Exemplar, das dem Erzherzog Albert von Österreich geschenkt wurde, ist vom holländischen Erfinder und Diplomaten, Cornelius Drebbel untersucht und beschrieben worden. Es bestand aus drei gegeneinander verschiebbaren Röhren mit einer Gesamtauszugslänge von fast 45 cm. Es vergrösserte 3 bis 9 fach je nach Auszugslänge.

1610 benutzte Galileo Galilei sein Fernrohr als Mikroskop, indem er die Rohre länger auseinanderzog. Er verwendete als Okular eine Zerstreuungslinse, als Objektiv eine Sammellinse.1619 wurde das erste Mikroskop mit zwei Sammellinsen von Cornelius Drebbel (1572-1633) gebaut. Allerdings munkelte man, Drebbel habe nur vorgegeben, der Erfinder zu sein, vielmehr gebühre die Ehre Johannes Kepler (1571-1610). Das Modell bot ein grösseres Gesichtsfeld, zeigte aber das Objekt seitenverkehrt.

Academia da Lincei: "Microscopium"

Galilei besass eines dieser Mikroskope und baute es  nach. Ein Exemplar verehrte er dem Fürsten  Federico Cesi (1585-1630), der 1603 die Academia da Lincei (Akademie der Lüchse) gegründet hatte.
Die Academia, die dem Fernrohr den Namen Telescopium gegeben hatte, benannte nun wahrscheinlich auch Galilei´s Instrument : Microscopium. Im Jahre 1625 fertigte man die ersten mikroskopischen Zeichnungen an, das sogenannte "Apiarium" , das der Biene, dem Wappentier des damaligen Papstes gewidmet war. Francesco Stelluti. (1577->1651), ein  Mitglied der Academia, zeichnete den Feinbau des Facettenauges der Biene und veröffentlichte seine Zeichnungen in Form eines Druckes mit dem ausdrücklichen Vermerk "microscopio observabat".

Um die Mitte des Jahrhunderts begannen Forscher wie Swammerdam (1637-1680) und Leeuwenhoek  (1632-1723) in Holland, Hook (1635-1703) in England und Malpighi (1628-1694) in Italien,  Insekten zu zergliedern und Pflanzenschnitte anzufertigen. Das Instrument Mikroskop wurde zum Hilfsmittel der naturwissenschaftlichen Forschung. Man entdeckte Spermien, Bakterien, Blutzellen und vieles mehr.
Allerdings war die Bedeutung dieser Entdeckungen und Fehlbeobachtungen in ihrer praktischen Auswirkung auf Medizin und Wissenschaft eher gering

Miasmen und Animalcula

Antoni van Leeuwenhoek (1632-1723)

Antoni van Leeuwenhoek wurde am 24.10.1632 in Delft geboren. Er arbeitete zunächst als Kaufmann, Tuchhändler, Feldmesser und Eichmeister. Er konstruierte über 200 Mikroskoptypen mit Vergrösserungen zwischen 40 und 270 fach. Leeuwenhoek war als einziger in dieser Zeit in der Lage, Linsen so exakt anzufertigen, dass eine 270 fache Vergrösserung erreicht werden konnte. Allerdings vergrössterten die meisten seiner Modelle unter 100 fach. Das Auflösungsvermögen lag bei 1.35  mm.Leeuwenhoek hielt seine Herstellungstechnik geheim. Heute vermuten die Experten, dass die Linsen nicht geschliffen, sondern geschmolzen wurden.

Das zusammengesetzte Mikroskop Hooke‘s hatte einen grossen Nachteil: die Abbildung durch Linsen wird z.B. durch die sphärische und die chromatische Aberation beeinträchtigt, und durch Hookes Kombination von Linsen potenziert sich dieser Fehler. Die sphärische Aberation führt zu Unschärfe und kann durch den Einsatz von Blenden reduziert werden. Die chromatische Aberation bewirkt Farbsäume am Objektrand  und konnte erst sehr spät durch Linsenkombinationen beseitigt werden (Dollond 1758 im Teleskop, Benjamin Martin 1774 und Lister 1830 im Mikroskop.)Aus diesem Grund waren bis zum 19. Jahrhundert sogenannte einfache Mikroskope sehr beliebt. Darunter versteht man Instrumente, deren Beobachtungsoptik aus einer einzigen Linse besteht, deren Durchmesser kleiner als der der Augenpupille ist. Kleine Linsendurchmesser erlauben extreme Krümmungen und dadurch kurze Brennweiten. Nach der Lupenformel v =250/f erhält man bei kurzer Brennweite (mm) eine hohe Lupenvergrösserung (v). Leeuwenhoek erzielte mit seinen primitiven Mikroskopen bereits eine 270 fache Vergrösserung, d.h. der Abstand vom Auge lag bei unbequemen 9 mm.

Barock

Das 17. Jahrhundert, das Zeitalter des Barock, war das Jahrhundert der Animalcula, Wesen, die stetig und überall aus Materie gebildet werden, und der Miasmen - schädliche Dünste - die krank machten. Die medizinische Wissenschaft glaubte bis zur Entdeckung der Mikroorganismen, also bis zum Ende des 19. Jahrhunderts, dass schlechte Gerüche krank machten.
Solche Miasmen gingen angeblich von Gräbern, Jauchegruben und Kloaken, sowie ganz allgemein
von feuchten Böden aus.
Trotz des Nachweises des Choleraerregers durch Robert Koch hielt sich noch geraume Zeit die Auffassung des einfussreichen Hygienikers Max von Pettenkofer (1818-1901).
Nach seiner Meinung konnte der Erreger zwar von Mensch zu Mensch übertragen werden, eine Gefahr trat nach Meinung Pettekofers aber erst ein, wenn das Bakterium, durch feuchte Böden begünstigt, seine schädigende, miasmatische Wirkung entfalten konnte.
Eine Verbreitung über das Trinkwasser hielt er für ausgeschlossen, obwohl dies bereits 1854
durch John Snow angenommen und 1884 schlüssig durch Robert Koch bewiesen wurde.

Seitenanfang