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Okay, also, ähm, stellt euch mal vor, ihr solltet jetzt so, die unangenehmste wissenschaftliche Expedition aller Zeiten raussuchen, ne? Da fällt's einem echt schwer, was Schlimmeres zu finden als diese Peru-Expedition der französischen Akademie der Wissenschaften, so um 1735. Also, da ist 'ne Gruppe von Wissenschaftlern und Abenteurern unter der Leitung von so 'nem Hydrografen, Pierre Bouguer, und 'nem Militär-Mathematiker, Charles Marie de la Condamine, nach Peru aufgebrochen. Und zwar um mit der Triangulation, also so 'ner geometrischen Methode, Entfernungen über die Anden zu messen. Stell dir vor, du willst die Entfernung zum Mond messen, ne? Dann stellst du dich nach Paris, ich mich nach Moskau, und wir peilen den Mond an. Dann hast du 'n Dreieck, und wenn du die Länge der Grundseite, also die Entfernung zwischen uns, und die Winkel kennst, dann kannst du alles ausrechnen.
Ja, und damals, da gab's so 'n richtigen Drang, mehr über die Erde rauszufinden, ne? Wie alt sie ist, wie groß, wo sie im Universum hängt, wie sie entstanden ist und so. Die Franzosen sollten halt 'n Stück des Erdmeridians, also so 'n Grad Breitengrad, messen. Das waren so ungefähr 320 Kilometer von Quito bis Cuenca, um so die Frage nach dem Erdumfang zu klären.
Tja, und eigentlich ist alles von Anfang an schiefgegangen, und zwar so richtig, ne? Die haben in Quito irgendwie die Einheimischen verärgert und sind von 'nem Mob mit Steinen aus der Stadt gejagt worden. Dann wurde 'n Arzt der Gruppe wegen 'ner Frauengeschichte ermordet. Der Botaniker ist verrückt geworden. Andere sind an Fieber gestorben oder runtergefallen und waren tot. Und der dritte Mann der Expedition, Jean Godin, ist mit 'nem 13-jährigen Mädchen durchgebrannt, und die haben den nicht mehr zurückgekriegt.
Und einmal musste die Gruppe acht Monate lang die Arbeit unterbrechen, weil Condamine nach Lima geritten ist, um 'ne Genehmigung zu klären. Am Ende haben Bouguer und Condamine nicht mehr miteinander geredet und sich geweigert, zusammenzuarbeiten. Und die immer kleiner werdende Gruppe, die ist überall bei den lokalen Beamten auf Misstrauen gestoßen, ne? Die konnten einfach nicht glauben, dass diese französischen Wissenschaftler extra um die halbe Welt reisen würden, nur um die Welt zu vermessen. Das hat einfach keinen Sinn gemacht. Und ganz ehrlich, so zweieinhalb Jahrhunderte später, fragt man sich das immer noch. Warum sind die Franzosen in die Anden, wenn die das auch in Frankreich hätten machen können?
Na ja, also, erstens haben's die Wissenschaftler im 18. Jahrhundert, vor allem die französischen, nicht so mit einfachen Lösungen gehabt. Und zweitens gab's da so 'n Problem. Das fing schon viel früher an, bevor Bouguer und Condamine überhaupt von Südamerika geträumt haben, mit dem englischen Astronomen Edmond Halley.
Halley war so 'ne Art Universalgenie, ne? Der war Kapitän, Kartograf, Geometrieprofessor in Oxford, stellvertretender Leiter der königlichen Münzanstalt, königlicher Astronom, Erfinder der Taucherglocke. Er hat über Magnetismus, Gezeiten, Planetenbewegung geschrieben, und auch so ganz naiv über die Wirkung von Opium. Er hat Wetterkarten und Sterbetafeln erfunden, Methoden zur Bestimmung des Erdaltes und der Entfernung zur Sonne vorgeschlagen. Und sogar 'ne Methode, Fische für die Nebensaison haltbar zu machen. Das Einzige, was er nicht gemacht hat, ist den Kometen zu entdecken, der seinen Namen trägt. Er hat nur erkannt, dass der Komet, den er 1682 gesehen hat, derselbe war, den andere schon 1456, 1531 und 1607 gesehen hatten.
Dieser Komet, der wurde erst so um 1758 nach ihm benannt, so ungefähr 16 Jahre nach seinem Tod.
Trotzdem, trotz all dieser Leistungen, war sein größter Beitrag zum menschlichen Wissen vielleicht nur die Teilnahme an so 'ner wissenschaftlichen Wette. Und zwar mit zwei anderen Größen der Zeit: Robert Hooke, der uns vor allem wegen der Beschreibung der Zelle bekannt ist, und Sir Christopher Wren, der eigentlich Astronom war und dann Architekt wurde.
So, und 1683, Halley, Hooke und Wren, die haben in London zusammen gegessen. Und irgendwie kamen sie auf Himmelsmechanik zu sprechen. Und sie waren sich einig, dass die Planeten sich eher so auf elliptischen Bahnen bewegen, aber keiner wusste, warum. Wren hat dann angeboten, demjenigen, der die Antwort findet, so 40 Schillinge zu geben, das war damals so ungefähr der Lohn für zwei Wochen.
Hooke, der war bekannt dafür, großspurig zu sein, hat dann behauptet, er hätte die Lösung schon, aber er will sie nicht verraten. Er meinte, das würde anderen die Chance nehmen, selber drauf zu kommen. Er wollte das Geheimnis "für 'ne Weile behalten, damit andere lernen, es zu schätzen." Es gibt aber keine Hinweise darauf, dass er sich später noch mal damit beschäftigt hat. Halley aber, der war Feuer und Flamme und wollte die Antwort finden. Und er ist dann im Jahr drauf nach Cambridge gefahren, um den dortigen Mathematikprofessor, Isaac Newton, um Hilfe zu bitten.
Newton, das war echt 'n komischer Kauz, ne? Super intelligent, aber auch total isoliert, langweilig, empfindlich, misstrauisch und unkonzentriert. Es wird erzählt, dass er morgens nach dem Aufwachen stundenlang regungslos im Bett saß, weil ihm so viele Gedanken durch den Kopf gingen. Er hat sich so sein eigenes Labor eingerichtet, das erste in Cambridge überhaupt, und dann die seltsamsten Experimente gemacht. Einmal hat er sich 'ne dicke Nähnadel, so 'ne lange Nadel zum Leder nähen, ins Auge gesteckt und damit so im Augenwinkel rumgestochert, nur um zu sehen, was passiert. Und komischerweise, ist nichts passiert, zumindest nichts von Dauer. Und ein anderes Mal hat er so lange in die Sonne gestarrt, wie er konnte, um zu sehen, was das mit seinen Augen macht. Auch da hat er keine bleibenden Schäden davongetragen, obwohl er danach tagelang in 'nem abgedunkelten Raum verbringen musste.
Und im Vergleich zu seinem Genie waren diese Macken eigentlich nicht so wichtig, ne? Auch wenn er normal gearbeitet hat, war er irgendwie besonders. Als Student war er von der normalen Mathematik so enttäuscht, dass er 'ne ganz neue Form erfunden hat, die Infinitesimalrechnung. Aber das hat er dann 27 Jahre lang keinem erzählt. Genauso hat er sich mit Optik beschäftigt, unser Verständnis vom Licht verändert und die Grundlagen für die Spektroskopie gelegt, aber das hat er auch erst 30 Jahre später mit anderen geteilt.
Und obwohl er so schlau war, war Wissenschaft nur ein Teil seines Interesses. Mindestens die Hälfte seiner Arbeitszeit hat er mit Alchemie und seltsamen religiösen Aktivitäten verbracht, ne? Das war nicht nur so 'n bisschen, sondern er war da voll dabei. Er hat heimlich an so 'ne gefährliche Ketzerei namens Arianismus geglaubt. Und die besagt, dass es keine Dreifaltigkeit gibt, was irgendwie ironisch ist, weil Newton ja am Trinity College in Cambridge gearbeitet hat. Er hat unzählige Stunden damit verbracht, die Pläne von Salomons Tempel in Jerusalem zu studieren, und dabei Hebräisch gelernt, um die Originaltexte zu lesen. Er war überzeugt, dass er mathematische Hinweise auf das zweite Kommen Christi und den Weltuntergang gefunden hat. Und mit Alchemie war er genauso besessen. Der Wirtschaftswissenschaftler John Maynard Keynes hat 1936 bei 'ner Auktion 'ne Kiste mit Newton-Papieren gekauft und war total überrascht, dass die meisten Dokumente gar nichts mit Optik oder Planetenbewegung zu tun hatten, sondern mit seinen Versuchen, unedle Metalle in Gold zu verwandeln. Und in den 70ern hat man in Newton's Haaren Quecksilber gefunden, in 'ner Konzentration von 40 Mal höher als normal. Kein Wunder, dass der manchmal nicht aus dem Bett kam.
So, und im August 1684, hat Halley Newton unangekündigt besucht. Was er sich von dem Treffen versprochen hat, kann man nur vermuten, aber dank eines Berichts von Newton's Freund Abraham de Moivre haben wir 'ne Aufzeichnung von einem der wichtigsten Treffen in der Wissenschaftsgeschichte.
Also, Halley hat Newton gefragt, welche Bahn ein Planet beschreiben würde, wenn die Anziehungskraft der Sonne umgekehrt proportional zum Quadrat der Entfernung des Planeten zur Sonne wäre. Das ist 'n mathematisches Problem, das sogenannte inverse Quadratgesetz. Halley war überzeugt, dass das der Schlüssel zur Lösung war, obwohl er die Details nicht kannte. Und Isaac Newton, ohne zu zögern, antwortete sofort: "Eine Ellipse." Und Halley war total überrascht und hat gefragt, woher er das weiß. Newton meinte nur: "Ich habe es berechnet." Und Halley hat sofort nach den Berechnungen gefragt. Aber Newton hat in seinen Unterlagen rumgekramt und konnte sie nicht finden.
Das ist ja der Hammer, ne? So wie wenn jemand sagt, er hätte die Heilung für Krebs gefunden, aber er weiß nicht mehr, wo das Rezept ist. Aber Halley hat nicht locker gelassen, und Newton hat versprochen, die Berechnung noch mal zu machen und hat sich hingesetzt und 'n Blatt Papier genommen. Und er hat sein Versprechen gehalten, aber er hat viel mehr gemacht. Er hat sich zwei Jahre lang eingeschlossen, nachgedacht, gekritzelt und am Ende sein Meisterwerk veröffentlicht: "Principia Mathematica Philosophiae Naturalis", oder einfach nur "Principia".
Es gab nur sehr wenige Momente in der Geschichte, wo jemand so 'ne geniale und unerwartete Beobachtung gemacht hat, dass man nicht weiß, was erstaunlicher ist, die Tatsache oder die Idee. Die Veröffentlichung der "Principia" war so ein Moment.
Und Newton wurde damit sofort berühmt, ne? Den Rest seines Lebens hat er in Ruhm und Ehre verbracht. Und vor allem war er der erste Wissenschaftler, der in England für seine wissenschaftlichen Leistungen geadelt wurde. Sogar der große deutsche Mathematiker Gottfried Wilhelm Leibniz war der Meinung, dass seine Beiträge zur Mathematik die Summe aller Leistungen vor ihm übertrafen. Obwohl Newton mit ihm 'nen langen und erbitterten Streit darüber hatte, wer die Infinitesimalrechnung zuerst erfunden hat. Halley hat mal gesagt: "Kein Sterblicher war Gott näher als Newton selbst." Und seine Zeitgenossen und viele danach haben das genauso gesehen.
Die "Principia" gilt ja als eines der unverständlichsten Bücher überhaupt. Newton hat das absichtlich so kompliziert geschrieben, damit er nicht von den "mathematischen Laien" belästigt wird, wie er sie nannte. Aber für diejenigen, die es verstanden haben, war es wie 'n Leuchtfeuer, ne? Es hat nicht nur mathematisch die Bahnen der Himmelskörper erklärt, sondern auch die Kraft, die sie antreibt: die Gravitation. Und plötzlich hat alles im Universum Sinn gemacht.
Kernstück der "Principia" waren Newton's drei Bewegungsgesetze und sein Gesetz der universellen Gravitation. Das besagt, dass jeder Körper im Universum jeden anderen Körper anzieht. Das klingt ja erstmal unwahrscheinlich, aber wenn du da sitzt, ziehst du mit deiner kleinen, wirklich kleinen, Gravitationskraft alles um dich herum an, die Wände, die Decke, die Lampe, deine Katze. Und die ziehen dich auch an. Newton hat erkannt, dass die Anziehungskraft zwischen zwei Körpern proportional zur Masse der Körper ist und umgekehrt proportional zum Quadrat des Abstands zwischen ihnen. Oder anders gesagt, wenn du den Abstand zwischen zwei Körpern verdoppelst, wird die Anziehungskraft viermal schwächer. Und das kann man mit so 'ner Formel ausdrücken: F = G mal (mm' / R²).
Diese Formel ist natürlich für die meisten von uns völlig nutzlos, aber man kann ihre Eleganz und Einfachheit bewundern. Egal wo du bist, du machst zwei schnelle Multiplikationen, eine einfache Division, und zack, du kennst deine Gravitationssituation. Und das war das erste wirklich universelle Naturgesetz, das die Menschheit aufgestellt hat. Deswegen wurde Newton überall so verehrt.
Die Entstehung der "Principia" war aber nicht ohne Drama, ne? Halley war total schockiert, als Newton und Hooke sich kurz vor der Fertigstellung des Werkes darüber stritten, wer das inverse Quadratgesetz zuerst entdeckt hat. Newton hat sich geweigert, den wichtigen dritten Band zu veröffentlichen, ohne den die ersten beiden Bände wenig Sinn gemacht hätten. Nur durch intensive diplomatische Bemühungen und viele nette Worte konnte Halley dem eigenwilligen Professor den letzten Band abringen.
Aber Halleys Probleme waren noch nicht vorbei. Die Royal Society hatte eigentlich versprochen, das Werk zu veröffentlichen, hat aber dann einen Rückzieher gemacht, weil sie finanzielle Probleme hatten. Die hatten im Jahr davor mit 'ner teuren "Fischgeschichte" spekuliert und sich dabei übernommen. Und sie befürchteten, dass sich ein Buch über mathematische Prinzipien nicht so gut verkaufen würde. Halley hat dann, obwohl er nicht reich war, die Veröffentlichung des Buches aus eigener Tasche bezahlt. Newton hat wie immer nichts dazu beigetragen. Und zu allem Überfluss wurde Halley gerade zum Sekretär der Royal Society ernannt. Ihm wurde mitgeteilt, dass die Gesellschaft ihm das versprochene Jahresgehalt von 50 Pfund nicht zahlen konnte, sondern nur ein paar Exemplare der "Fischgeschichte" anbieten konnte.
Newton's Gesetze haben viele Dinge erklärt, ne? Das Auf und Ab der Gezeiten im Meer, die Bewegung der Planeten, warum 'ne Kanonenkugel auf 'ner bestimmten Bahn landet, warum wir nicht ins All geschleudert werden, obwohl sich die Erde mit hunderten Kilometern pro Stunde dreht. Es dauert 'ne Weile, bis man die ganze Tragweite dieser Gesetze versteht. Aber die Erkenntnisse haben fast sofort Kontroversen ausgelöst.
Das bedeutet nämlich, dass die Erde keine perfekte Kugel ist. Laut Newton's Theorie verursacht die Zentrifugalkraft, die durch die Erdrotation entsteht, dass die Pole etwas abgeflacht sind und der Äquator etwas ausgebaucht ist. Die Erde ist also eher so 'ne Art abgeflachtes Ellipsoid. Das bedeutet, dass die Länge eines Breitengrades in Italien und Schottland nicht gleich ist. Je weiter man von den Polen entfernt ist, desto kürzer ist sie. Das war keine gute Nachricht für diejenigen, die die Erde als perfekte Kugel betrachtet und sie danach vermessen haben, ne?
Einige, die versucht haben, die Größe der Erde zu berechnen, haben sehr genaue Messmethoden angewendet. Einer der ersten war der englische Mathematiker Richard Norwood. Norwood ist als junger Mann mit 'ner von Halley inspirierten Taucherglocke nach Bermuda gefahren, um Perlen vom Meeresgrund zu holen und reich zu werden. Der Plan hat aber nicht funktioniert, weil es da keine Perlen gab und Norwood's Taucherglocke auch nicht richtig funktioniert hat. Aber Norwood war nicht der Einzige, der so 'ne Erfahrung gemacht hat, ne? Am Anfang des 17. Jahrhunderts war Bermuda bei den Kapitänen dafür bekannt, schwer zu lokalisieren zu sein. Das Problem war, dass das Meer zu groß und Bermuda zu klein war, und die Navigationsinstrumente, um diesen Unterschied auszugleichen, völlig unzureichend waren. Selbst die Länge einer Seemeile war umstritten. Die kleinsten Rechenfehler bei der Bestimmung der Meeresbreite konnten große Auswirkungen haben. Deswegen haben Schiffe oft mit großer Abweichung Ziele von der Größe Bermudas verfehlt. Norwood, der die Trigonometrie geliebt hat, wollte ein bisschen Mathematik in die Navigation bringen und hat sich entschieden, die Länge eines Breitengrades zu berechnen.
Norwood hat sich am Tower von London auf den Weg gemacht und ist in zwei Jahren 450 Kilometer nach Norden nach York gelaufen, und hat dabei immer wieder 'ne Kette gestreckt und gemessen. Er hat die Unebenheiten des Geländes und die Krümmung der Straßen berücksichtigt und die Daten immer sorgfältig korrigiert. Am Ende hat er am selben Tag des Jahres, zur selben Uhrzeit, den Winkel der Sonne in York gemessen. Die erste Messung hatte er schon in London gemacht. Und anhand dieser Messungen hat er die Länge eines Erdmeridians und damit den gesamten Erdumfang berechnet. Das war echt 'ne ambitionierte Arbeit, ne? Schon 'n kleiner Fehler bei der Länge von 'nem Grad, und die gesamte Länge wäre um viele Kilometer falsch. Aber tatsächlich, so wie Norwood stolz betont hat, war seine Berechnung sehr genau, Abweichung "unbedeutend". Um genau zu sein, weniger als 550 Meter. In metrischen Einheiten ausgedrückt, hat er die Länge eines Breitengrades mit 110,72 Kilometer berechnet.
Im Jahr 1637 hat Norwood sein Werk über Navigation, "The Seaman's Practice", veröffentlicht. Es wurde sofort 'n Erfolg und 17 Mal neu aufgelegt, sogar noch 25 Jahre nach seinem Tod. Norwood ist mit seiner Familie nach Bermuda zurückgekehrt und wurde 'n erfolgreicher Plantagenbesitzer. Seine Freizeit hat er mit seiner geliebten Trigonometrie verbracht. Er hat dort 38 Jahre gelebt. Und man würde sich freuen, wenn man sagen könnte, dass er diese 38 Jahre glücklich und angesehen verbracht hat. Aber das war leider nicht der Fall. Auf der Reise von England haben seine beiden kleinen Söhne mit 'nem jungen Pfarrer, Nathaniel White, in der gleichen Kabine gewohnt, und das hat den jungen Pfarrer irgendwie so traumatisiert, dass er Norwood den Rest seines Lebens das Leben schwer gemacht hat.
Auch die Ehen von Norwood's beiden Töchtern sind unglücklich verlaufen und haben ihrem Vater zusätzliches Leid bereitet. Und einer seiner Schwiegersöhne, wahrscheinlich von dem Pfarrer angestiftet, hat Norwood ständig wegen Kleinigkeiten vor Gericht verklagt, was ihn sehr geärgert hat, so dass er oft ans andere Ende von Bermuda reisen musste, um sich zu verteidigen. Und am Ende, so in den 1650er Jahren, als in Bermuda die Hexenprozesse anfingen, hat Norwood seine letzten Jahre in Angst verbracht, dass seine trigonometrischen Abhandlungen mit den mystischen Symbolen als Kommunikation mit dem Teufel angesehen würden, und er auf schreckliche Weise zum Tode verurteilt würde. Wir wissen nicht viel über Norwood's Situation, aber er hat seinen Lebensabend in 'ner unangenehmen Umgebung verbracht. Aber es ist ganz sicher, dass er ihn so verbracht hat.
In der Zwischenzeit hat die Vermessung der Erde auch in Frankreich Fahrt aufgenommen. Dort hat der Astronom Jean Picard 'ne sehr komplizierte Methode der Triangulation entwickelt, mit Sektoren, Pendeluhren, Zenitquadranten und Teleskopen. Er hat zwei Jahre damit verbracht, Frankreich zu durchqueren und Triangulationen durchzuführen. Danach hat er 'n genaueres Messergebnis verkündet: 110,46 Kilometer pro Breitengrad. Die Franzosen waren total stolz darauf, aber das Ergebnis basierte auf der Annahme, dass die Erde 'ne Kugel ist. Und Newton hat ja gesagt, dass die Erde nicht so geformt ist.
Und um das Ganze noch komplizierter zu machen, haben die Väter Giovanni und Jacques Cassini nach Picards Tod die Experimente in 'nem größeren Gebiet wiederholt. Und ihre Ergebnisse haben gezeigt, dass die Erde nicht am Äquator, sondern an den Polen ausgebaucht ist, also dass Newton komplett falsch lag. Und genau deswegen hat die Akademie Bouguer und Condamine nach Südamerika geschickt, um neu zu vermessen.
Sie haben die Anden ausgesucht, weil sie in der Nähe des Äquators messen mussten, um festzustellen, ob es da wirklich Unterschiede in der Rundung gibt. Und außerdem dachten sie, dass sie in den Bergen 'ne bessere Sicht haben würden. Aber tatsächlich waren die peruanischen Berge oft in Wolken gehüllt, und die Gruppe musste oft wochenlang auf 'ne Stunde klares Wetter warten, um Messungen durchzuführen. Und außerdem haben sie sich so das schwierigste Gelände der Welt ausgesucht. Die Peruaner nannten das Gebiet "sehr ungewöhnlich", und das stimmt ja auch. Die beiden Franzosen mussten nicht nur einige der anspruchsvollsten Berge der Welt überwinden, Berge, die nicht mal ihre Maultiere bewältigen konnten, sondern um überhaupt dorthin zu gelangen, mussten sie reißende Flüsse überqueren, dichte Dschungel durchqueren und Kilometer hohe Steinwüsten durchqueren, Gebiete, die kaum kartografiert waren und weit entfernt von jeglicher Versorgung lagen. Aber Bouguer und Condamine waren hartnäckig. Sie haben sich nicht entmutigen lassen und ihre Aufgabe neunundeinhalb Jahre lang unbeirrt durchgezogen. Kurz vor Abschluss des Projekts haben sie dann erfahren, dass 'ne andere französische Expedition im Norden Skandinaviens gemessen hatte, mit all ihren Schwierigkeiten, von unwegsamen Sümpfen bis hin zu gefährlichem Treibeis. Und sie herausgefunden hatten, dass die Länge eines Breitengrades in der Nähe der Pole tatsächlich größer ist, genau wie Newton behauptet hatte. Die Messungen am Äquator ergaben, dass die Erde um 43 Kilometer dicker ist als die Messungen von Pol zu Pol.
Also, Bouguer und Condamine haben fast zehn Jahre damit verbracht, ein Ergebnis zu erzielen, das sie nicht erhofft hatten, und mussten feststellen, dass sie es nicht als Erste erzielt hatten. Sie haben dann lustlos ihre Messungen beendet und bewiesen, dass die erste französische Gruppe Recht hatte. Dann sind sie schweigend zum Meer zurückgekehrt und sind getrennt voneinander wieder nach Hause gefahren.
Eine weitere Vermutung, die Newton in den "Principia" aufgestellt hat, war, dass 'n Lot in der Nähe eines Berges durch die Anziehungskraft des Berges und der Erde leicht zum Berg hin abgelenkt wird. Das ist ja eigentlich ganz interessant. Wenn man diese Abweichung genau misst und die Masse des Berges berechnet, könnte man die Gravitationskonstante berechnen. Also den grundlegenden Wert der Schwerkraft, genannt G. Und gleichzeitig könnte man die Masse der Erde berechnen.
Bouguer und Condamine haben dieses Experiment am Chimborazo in Peru durchgeführt, aber ohne Erfolg, weil es einerseits technisch sehr schwierig war und sie andererseits so zerstritten waren. Deswegen wurde das Ganze erst mal auf Eis gelegt. 30 Jahre später wurde es in England vom königlichen Astronomen Nevil Maskelyne wieder aufgenommen. Dava Sobel, in ihrem Bestseller "Longitude", hat Maskelyne als Dummkopf und Bösewicht dargestellt, der die Brillanz des Uhrmachers John Harrison nicht zu schätzen wusste. Aber wir sollten Maskelyne auch für andere Dinge dankbar sein, die sie in ihrem Buch nicht erwähnt hat, vor allem für seinen erfolgreichen Plan zur Bestimmung der Erdmasse.
Maskelyne hat erkannt, dass der Schlüssel darin liegt, 'nen Berg mit 'ner regelmäßigen Form zu finden, um seine Masse einschätzen zu können. Auf sein Betreiben hin hat die Royal Society zugestimmt, 'nen zuverlässigen Mann zu beauftragen, die britischen Inseln zu erkunden, um so 'nen Berg zu finden. Maskelyne kannte zufällig so jemanden, den Astronomen und Vermesser Charles Mason. Maskelyne und Mason waren schon 11 Jahre zuvor Freunde geworden. Sie hatten zusammengearbeitet, um ein wichtiges astronomisches Ereignis zu messen: den Venustransit. Der unermüdliche Edmond Halley hatte ja schon vor Jahren vorgeschlagen, dass man, wenn man dieses Phänomen von verschiedenen Orten auf der Erde aus misst, mit Hilfe der Gesetze der Triangulation die Entfernung von der Erde zur Sonne und damit die Entfernung zu allen anderen Himmelskörpern des Sonnensystems berechnen könnte.
Leider ist der sogenannte Venustransit sehr unregelmäßig. Er kommt in Paaren, die acht Jahre auseinander liegen, und dann für ein Jahrhundert oder länger gar nicht. Halley sollte das nicht mehr erleben. Aber die Idee ist geblieben. Und als der nächste Transit 1761 pünktlich stattfand, so fast 20 Jahre nach Halleys Tod, war die wissenschaftliche Welt vorbereitet, besser vorbereitet als auf jede astronomische Beobachtung zuvor.
Mit dem für die Zeit typischen Drang zum Leiden sind Wissenschaftler zu mehr als 100 Orten auf der ganzen Welt gereist, nach Sibirien, China, Südafrika, Indonesien und in die Wälder von Wisconsin. Frankreich hat 32 Beobachter geschickt, England 18, und auch welche aus Schweden, Russland, Italien, Deutschland, Island und so weiter.
Das war die erste internationale wissenschaftliche Zusammenarbeit in der Geschichte, aber es war fast überall sehr schwierig. Viele Beobachter sind von Kriegen, Krankheiten oder Schiffbruch heimgesucht worden. Einige sind zwar an ihrem Ziel angekommen, haben aber beim Öffnen ihrer Kisten festgestellt, dass die Instrumente zerbrochen oder durch die tropische Sonne verformt waren. Und die Franzosen schienen wieder mal vom Pech verfolgt zu sein, ne? Jean Chappe hat Monate gebraucht, um mit Kutsche, Schiff und Schlitten nach Sibirien zu kommen, wobei er jedes Mal vorsichtig die empfindlichen Instrumente schützen musste. Kurz vor seinem Ziel wurde er dann von einem reißenden Fluss aufgehalten. Es hatte kurz vor seiner Ankunft in der Gegend 'nen seltenen Frühlingsregen gegeben. Die Einheimischen haben ihn sofort beschuldigt, weil sie gesehen hatten, wie er die seltsamen Geräte in den Himmel gerichtet hatte. Chappe konnte sich retten, aber er konnte keine sinnvollen Messungen durchführen.
Noch schlimmer hat es Guillaume Le Gentil getroffen. Der ist 'n Jahr früher von Frankreich abgereist, um den Transit in Indien zu beobachten. Aber er hatte mit so vielen Rückschlägen zu kämpfen, dass er sich am Tag des Transits noch auf See befand, was fast der schlimmste Ort war. Weil die Messungen 'ne ruhige Lage erfordern, was auf 'nem schaukelnden Schiff ja gar nicht möglich ist.
Aber Le Gentil hat nicht aufgegeben. Er ist weiter nach Indien gefahren und hat auf den nächsten Transit im Jahr 1769 gewartet. Er hatte acht Jahre Zeit, sich vorzubereiten, und hat 'ne erstklassige Beobachtungsstation eingerichtet. Er hat seine Geräte immer wieder getestet und die Vorbereitungen perfektioniert. Der 4. Juni 1769 war der Tag des zweiten Transits. Als er morgens aufwachte, sah er 'nen strahlend blauen Himmel. Aber genau als die Venus vor der Sonne vorbeizog, hat 'ne Wolke die Sonne verdeckt und ist da drei Stunden, 14 Minuten und sieben Sekunden lang geblieben. Als die Wolke sich verzogen hatte, war der Transit der Venus schon vorbei.
Le Gentil hat enttäuscht seine Geräte eingepackt und sich auf den Weg zum nächsten Hafen gemacht. Auf dem Weg dorthin hat er sich die Ruhr eingefangen und musste fast ein Jahr lang im Bett liegen. Obwohl er noch sehr schwach war, ist er dann auf 'n Schiff gestiegen. Das Schiff ist vor der Küste Afrikas in 'nem Hurrikan fast untergegangen. Nach elfeinhalb Jahren ist er dann endlich nach Hause zurückgekehrt. Er war mit leeren Händen da, aber seine Verwandten hatten ihn schon für tot erklärt und sich gierig sein Eigentum unter den Nagel gerissen.
Im Vergleich dazu waren die Enttäuschungen der 18 Beobachter, die England in die Welt geschickt hat, nicht so schlimm. Mason, der mit dem jungen Vermesser Jeremiah Dixon zusammengearbeitet hat, hat sich offenbar gut mit ihm verstanden, so dass die beiden 'ne langjährige Partnerschaft eingegangen sind. Sie sollten nach Indien fahren, dann aber nach Sumatra weiterreisen, um dort den Transit aufzuzeichnen. Aber ihr Schiff wurde in der zweiten Nacht auf See von 'ner französischen Fregatte angegriffen. Mason und Dixon haben der Royal Society kurz geschrieben, dass es auf hoher See wohl sehr gefährlich ist, und sie sich fragen, ob das ganze Projekt nicht abgesagt werden sollte. Sie haben dann schnell 'ne herzlose Antwort bekommen. Sie wurden erstmal beschimpft und daran erinnert, dass sie Geld bekommen haben und dass der Staat und die Wissenschaft auf sie hoffen. Und dass sie ihre Landsleute blamieren würden, wenn sie das Projekt nicht weiterführen.
Sie haben sich dann umentschieden und sind weitergefahren. Aber unterwegs kam die Nachricht, dass Sumatra in die Hände der Franzosen gefallen ist. Deswegen haben sie den Transit dann am Kap der Guten Hoffnung beobachtet, aber mit schlechten Ergebnissen. Auf dem Rückweg haben sie auf der einsamen Insel St. Helena im Atlantik 'nen kurzen Zwischenstopp eingelegt. Und dort haben sie Maskelyne getroffen. Wegen Wolken konnte Maskelyne keine Beobachtungen machen. Mason und Maskelyne haben 'ne enge Freundschaft geschlossen und mehrere schöne, fast schon sinnvolle Wochen mit dem Erstellen von Gezeitenkarten verbracht.
Kurz danach ist Maskelyne nach England zurückgekehrt und wurde königlicher Astronom. Und Mason und Dixon, die ja inzwischen offenbar erfahrener waren, sind nach Amerika aufgebrochen, um dort vier lange und oft gefährliche Jahre zu verbringen. Sie haben 393 Kilometer gefährliche Wildnis durchquert und dabei Vermessungsarbeiten durchgeführt, um Streitigkeiten über die Grenzen zwischen den Grundstücken von William Penn und Lord Baltimore und ihren jeweiligen Kolonien, Pennsylvania und Maryland, zu lösen. Das Ergebnis war die berühmte Mason-Dixon-Linie. Diese Linie wurde später symbolisch als Grenze zwischen den Sklavenstaaten und den freien Staaten der USA angesehen. Das war zwar ihre Hauptaufgabe, aber sie haben auch mehrere astronomische Beobachtungen durchgeführt. Unter anderem haben sie die Länge eines Breitengrades so genau gemessen wie sonst keiner in diesem Jahrhundert. Und für diese Leistung wurden sie in England höher gelobt als für die Lösung der Grenzstreitigkeiten zwischen den beiden verwöhnten Adligen. Nach ihrer Rückkehr nach Europa mussten Maskelyne und seine deutschen und französischen Kollegen feststellen, dass die Beobachtungen des Transits von 1761 im Grunde gescheitert waren. Ironischerweise lag es unter anderem daran, dass es so viele Beobachtungen gab, ne? Wenn man die Ergebnisse zusammengelegt hat, haben sie sich oft widersprochen und ließen sich nicht vereinheitlichen. Erfolgreich bei der Aufzeichnung des Venustransits war dagegen 'n unbekannter Kapitän aus Yorkshire, James Cook. Er hat den Transit von 1769 auf 'nem sonnigen Berggipfel auf Tahiti beobachtet und dann Australien kartografiert und es zum königlichen Besitz erklärt. Kaum war er wieder zu Hause, hörte er, dass der französische Astronom Joseph Lalande berechnet hatte, dass die durchschnittliche Entfernung zwischen Erde und Sonne etwas mehr als 150 Millionen Kilometer beträgt. Und wir wissen jetzt, dass die genaue Entfernung 149.597.870.691 Kilometer beträgt.
Mason und Dixon sind als wissenschaftliche Helden nach England zurückgekehrt. Aber aus irgendeinem Grund ist ihre Partnerschaft irreparabel zerbrochen. Wenn man bedenkt, dass sie oft bei wichtigen wissenschaftlichen Ereignissen des 18. Jahrhunderts aufgetreten sind, ist es schon bemerkenswert, wie wenig man über die beiden weiß. Es gibt keine Fotos, nur wenige schriftliche Quellen. Über Dixon heißt es im "Dictionary of National Biography" ganz raffiniert, dass er "angeblich in 'nem Kohlebergwerk geboren wurde". Und dann überlässt man es dem Leser, sich 'ne passende Erklärung auszudenken. Weiter heißt es, dass er 1777 in Durham gestorben ist. Außer seinem Namen und seiner langjährigen Partnerschaft mit Mason weiß man nichts über ihn.
Über Mason weiß man ein bisschen mehr. Wir wissen, dass er 1772 im Auftrag von Maskelyne den Auftrag erhalten hat, 'nen Berg für die Messung der Gravitationsabweichung zu finden. Am Ende hat er mitgeteilt, dass der gesuchte Berg in den schottischen Highlands liegt, in der Nähe von Loch Tay, und Schiehallion heißt. Aber er wollte auf keinen Fall 'n Sommer damit verbringen, ihn zu vermessen. Er ist nie wieder dorthin zurückgekehrt. Das nächste Mal, dass man von ihm hörte, war 1786. Da ist er plötzlich mit seiner Frau und acht Kindern in Philadelphia aufgetaucht, offenbar arm und erschöpft. Er war seit den Vermessungsarbeiten vor 18 Jahren nicht mehr in Amerika gewesen. Und es gab keinen offensichtlichen Grund für seine Rückkehr. Er hatte auch keine Freunde oder Sponsoren, die ihn empfangen haben. Wenige Wochen später war er tot.
Weil Mason sich geweigert hat, den Berg zu vermessen, ist die Arbeit an Maskelyne gefallen. Im Sommer 1774 hat Maskelyne vier Monate lang 'ne Gruppe von Vermessern in 'nem abgelegenen schottischen Tal geleitet. Sie haben hunderte von Messungen von jedem erdenklichen Standort aus durchgeführt. Um aus dieser riesigen Datenmenge die Masse des Berges zu berechnen, waren umfangreiche und mühsame Berechnungen erforderlich. Diese Arbeit wurde von dem Mathematiker Charles Hutton übernommen. Die Vermesser haben Dutzende von Daten auf die Karte geschrieben. Jeder Wert hat die Höhe eines bestimmten Punktes auf oder am Berg angegeben. Diese Zahlen waren echt 'n Chaos. Aber Hutton hat festgestellt, dass alles viel geordneter aussieht, wenn man die Punkte mit der gleichen Höhe mit 'nem Bleistift verbindet. Und so konnte man sofort die Gesamtform und die Neigung des Berges erkennen. Und so hat er die Höhenlinien erfunden.
Auf der Grundlage der Messungen am Schiehallion hat Hutton die Masse der Erde mit 5 Billionen Tonnen berechnet. Auf dieser Basis konnte man die Masse aller wichtigen Körper des Sonnensystems, einschließlich der Sonne, ableiten. So haben wir durch dieses Experiment die Masse der Erde, der Sonne, des Mondes und anderer Planeten und ihrer Monde erfahren. Und außerdem haben wir die Höhenlinien erfunden.
Aber nicht jeder war mit den Ergebnissen zufrieden. Die Schwachstelle des Schiehallion-Experiments war, dass man die tatsächliche Dichte des Berges nicht kannte, und deswegen keine wirklich genaue Zahl erhalten konnte. Der Einfachheit halber hat Hutton angenommen, dass die Dichte des Berges der von normalem Gestein entspricht, also etwa 2,5 mal so hoch ist wie die von Wasser. Aber das war nur 'ne Schätzung aus Erfahrung.
Und einer, der sich diesem Problem angenommen hat, war 'n Landpfarrer namens John Michell aus dem abgelegenen Dorf Thornhill in Yorkshire. Trotz der Abgeschiedenheit und Einfachheit seiner Umgebung war Michell 'n hoch angesehener wissenschaftlicher Denker des 18. Jahrhunderts.
Er hat als Erster die Wellennatur von Erdbeben erkannt, hat viel über Magnetfelder und Schwerkraft geforscht und hat als Erster die Existenz von schwarzen Löchern vorhergesagt, und zwar 200 Jahre früher. Als der deutschstämmige Musiker William Herschel gemerkt hat, dass sein eigentliches Interesse die Astronomie ist, hat er sich bei Michell nach dem Bau von Teleskopen erkundigt. Deswegen ist die Planetenforschung ihm bis heute dankbar.
Aber von all seinen Leistungen war sein ausgeklügeltstes oder einflussreichstes Projekt das Design und der Bau eines Instruments zur Messung der Masse der Erde. Leider konnte er das Experiment zu Lebzeiten nicht mehr durchführen. Das Experiment und die notwendige Ausrüstung gingen an 'nen herausragenden und zurückgezogen lebenden Wissenschaftler aus London über, Henry Cavendish.
Cavendish war schon 'ne Geschichte für sich. Er wurde in 'ne wohlhabende und hochadelige Familie hineingeboren. Sein Großvater und Urgroßvater waren Herzöge von Devonshire und Kent. Er war einer der talentiertesten und exzentrischsten britischen Wissenschaftler seiner Zeit. Und mehrere Autoren haben Biografien über ihn geschrieben. Er war so schüchtern, "fast schon krankhaft", wie es einer von ihnen ausgedrückt hat. Er fühlte sich im Kontakt mit anderen Menschen so unwohl, dass selbst sein Haushälter über Briefe mit ihm kommunizieren musste.
Einmal hat er die Tür geöffnet und auf der Treppe vor der Tür stand 'n begeisterter Bewunderer aus Wien. Der Österreicher war total aufgeregt und hat ihn mit Lob überschüttet. Cavendish hat sich das Lob 'ne Weile wie betäubt angehört, aber