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Mittwoch, 19. Juni 198S Nr. 139 65

Wissenschaft und Technik in China

Technische Glanzleistungen im alten ChinaSorgfältige Experimente statt grauer Theorie

hc. Geographen am kaiserlichen Hof in Chinamachten sich Gedanken um die Abweichung der ma-gnetischen von der geographischen Nordrichtung, alsman in Europa nicht einmal wusste, dass es ein Erd-magnetfeld gab. Chinesische Astronomen verfolgten

den Lauf der Gestirne mit Instrumenten, die dankäquatorialer Montierung und einem präzisen Uhr-

Abb. 1. Armillarsphäre aus dem allen China. Solcheastronomische Instrumente stellten die Kreise der Him-melskugel dar und sind die Vorläufer unserer modernenPlanetarien. Das Gerät erlaubte dem diensthabendenAstronomen ein Anvisieren der Gestirne und ein Able-

sen der jeweiligen Himmelskoordinaten.

werk die Himmelsobjekte automatisch im Visier be-hielten - zu einer Zeit, als unsere Gelehrten noch dieErde als ruhendes Zentrum in einem kompliziertenSystem sich bewegender Himmelssphären aus Kristallbetrachteten. Und während Rüstungen und Zaumzeug

für die Kreuzzüge in mühsamer Handarbeit einzelngeschmiedet wurden, produzierten Chinas Eisengies-

sereien Landwirtschaftsgeräte und Waffen bereits inGrossserien. Selbst so modern anmutende Erkennt-nisse wie physikalische Feldtheorien, die Vorhersage

von Hochwasserkatastrophen, der biologische Pflan-zenschutz haben ihre Vorläufer im alten China. Mankann die wissenschaftlich-technischen Höhepunkte

des alten China jedoch nicht präsentieren, ohne we-nigstens kurz auf den hervorragenden Vermittler sol-cher Informationen hinzuweisen: Joseph Needham.

Es ist jetzt fast SO Jahre her, dass sich der junge

Biochemiker Needham an der englischen Cambridge-

Universität für die chinesische Kultur zu interessierenbegann. Anlass war der Kontakt mit einer Gruppe

chinesischer Doktoranden, die ihren englischen Kol-legen etwa mit der F r a ge in Verlegenheit brachten,warum moderne Wissenschaft in Europa entstandund nicht in China. Nur wenig später, während des

Zweiten Weltkriegs, arbeitete Needham dann als wis-senschaftlicher Berater an der britischen Botschaft inChongqing, wo der Entschluss reifte, ein Buch überChinas Geschichte der Wissenschaft und Technik zuschreiben. Zurück in Cambridge, zweifelten die dorti-gen Professoren der Sinologie, ob zum Thema über-haupt wesentlich Gewichtigeres als Kunsthandwerkoder einfache Technik für den Alltag zu finden sei.Mittlerweilen mit der chinesischen Schrift und Spra-

che gut vertraut geworden, vergrub sich Needham insStudium alter Bücher und nahm Kontakt auf mit chi-nesischen Gelehrten. Und was ursprünglich ein be-scheidenes Buch ergeben sollte, ist jetzt in fünf Jahr-zehnten zu einer monumentalen Dokumentation frü-her Genialität der Chinesen geworden. Bereits er-schienen in der Serie «Science and Civilisation inChina» (Cambridge, University Press) sind elf Bände.Bis Ende der achtziger Jahre sollen es schliesslichzehn weitere Bände werden. In internationaler Zu-sammenarbeit sind heute gegen zwanzig Fachexper-

ten an dieser gewaltigen wissenschaftshistorischen Be-

Abb. 2. Rekonstruktion des astronomischen Uhrenturmsvon Su Sung nach historischen Beschreibungen.

Standesaufnahme beteiligt, und Needham selber isttrotz seinen 85 Jahren immer noch die treibende Kraftdes Projektes. Heute existiert ausser der Needham-Buchserie noch zahlreiche weitere Literatur zum The-ma, und auch Chinas Wissenschafter interessierensich intensiv für die Leistungen ihrer Vorfahren. Derfolgende Querschnitt kann nur einen sehr rudimentä-ren Überblick der Wissenschaft und Technik im altenChina geben.

Die ruhelosen Astronomen

Die genaue Beobachtung des Geschehens am Fir-mament ist älteste chinesische Tradition. So wurdenicht nur das Erscheinen des Halleyschen Kometen imJahre 467 v. Chr., sondern auch sein erneutes Auftau-chen um 240, 164 und 67 v. Chr. registriert. Auch dieälteste Beobachtung einer Supernova, die Geburt des

Crab-Nebels im Jahre 1054 n. Chr., ist chinesischenAstronomen zu verdanken. Anders als im frühen Eu-ropa war Astronomie aber nicht das Hobby interes-sierter Einzelgänger, sondern von höchster Stelle ver-anlasste Staatsaffäre. Am kaiserlichen Hof gab es eineigenes Amt für Himmelskunde, auf der kaiserlichenSternwarte hielten Nacht für Nacht mindestens fünfAstronomen Wache und teilten sich in die lückenloseBeobachtung der vier- Himmelsrichtungen sowie desZenits. Zur Verfügung standen beispielsweise auf derPekinger Sternwarte des 13. Jahrhunderts 17 verschie-dene Beobachtungsinstrumente aus Bronze (vgl.

Abb. 1).

Jede aussergewöhnliche Erscheinung wurde sorg-fältig notiert und dem Kaiser mitgeteilt. Solche ge-

zielte Kontinuität unter direkter Schirmherrschaft desHerrschers verschaffte der Nachwelt eine Informa-tionsbasis, wie sie in der Geschichte der Astronomieeinmalig ist. So finden wir alte Aufzeichnungen überKometen, Novae, Meteoren, Sonnenflecken, aberauch Bemerkungen über atmosphärische Ereignisse

wie aussergewöhnliche Wolken, Nebel, Halos usw.Dieser Einbezug der mehr «irdischen» Himmelser-scheinungen war die logische Konsequenz der chine-sischen Auffassung, dass zwischen Himmel und Erdeeine enge Wechselbeziehung bestehe und deshalbauch lokale Phänomene sorgfältigste Beobachtung

verdienten. Solche Auffassung war nicht zuletzt auchAusdruck der chinesischen Überzeugung, in der Na-tur würden physikalische Fernwirkungen existieren,

was sich etwa in den Gezeiten der Ozeane, aber auchim Phänomen des Magnetismus äussere. - Fürwahrein Naturverständnis, wie es in den Feldtheorien dermodernen Physik eine verblüffende Bestätigung ge-

funden hat.

Tiefere Motivation zur lackenlosen Überwachung

des Geschehens am Himmel war im alten China aberdie Überzeugung, der Kaiser sei der auserwählte«Sohn der Himmelsmacht», und aussergewöhnlicheErscheinungen am Firmament stellten gewissermas-

sen kritische Anmerkungen zur Politik und Lebens-weise des Kaisers dar. Als Bestätigung seines guten

himmlischen Einvernehmens war es nun für denHerrscher von grosser Wichtigkeit, eindrucksvolleastronomische Geschehnisse, etwa eine Sonnenfinster-nis, dem Volk exakt voraussagen zu können. DieAngst um seinen Kopf dürfte den Oberhofastronomenhier zu Höchstleistungen angespornt haben.

Hochwasserwarnung aus dem Kaiserpalast

Die staatlich organisierte genaue Beobachtung desNaturgeschehens beschränkte sich nicht auf die At-mosphäre und die Gestirne. Denn ebenso interessiertwie an der Vorhersage einer allfälligen Sonnenfinster-nis waren Kaiser und Verwaltung am möglichst früh-zeitigen Erfassen ungewöhnlicher Naturvorgänge aufder Erde. Schon früh haben die Wissenschafter ge-merkt, dass die häufigen Hochwasserkatastrophen imUnterlauf der grossen Flüsse mit anhaltenden Regen-

fällen in den fernen Bergregionen zusammenhängen.Regenmesser am Rande der Gebirgsketten, Wasser-standsmesser entlang der Wasserläufe, ja sogarSchneemessgeräte zur Prognose späterer Schmelzwas-sermengen bildeten ein höchst effizientes Instrumen-tarium zur Früherfassung hydrologischen Gesche-hens. Die per Meldekette übermittelten Hinweisegrosser Regenfälle, beispielsweise in Tibet, gaben derZentralregierung schliesslich jenen Zeitvorsprung, deres erlaubte, neuralgische Stellen im umfangreichen

mittelchinesischen Damm- und Kanalsystem zusätz-lich zu sichern und ein entsprechendes Katastrophen-dispositiv in Gang zu setzen.

Die Beschäftigung mit den Gestirnen war ausser-dem Grundlage der kaiserlichen Agrarpolitik: Die ge-

naue Festlegung der Wintersonnenwende und die dar-auf basierende Bestimmung des Zeitpunktes der Aus-saat waren ein Akt von staatspolitischer Bedeutung.

Bereits im 3. Jahrhundert v. Chr. kannte China schoneinen Kalender zu 360 Tagen, und jeder Kaiser be-mühte sich, den Kalender seines Vorgängers zu ver-bessern. Äussere Zeichen solchen Wettbewerbs sindetwa die Gnomons, turmartige Gebilde, weiche durchihren Schattenwurf die unterschiedliche Höhe derMittagssonne im Jahresablauf registrierten und somitals «natürlicher» Kalender fungierten. Benützte mandiese Methode schon im 7. vorchristlichen Jahrhun-dert, erlaubte im 13. Jahrhundert ein gegen 15 Meterhoher Gnomon mit einer Messstrecke von über 40

Metern Sonnenstandbestimmungen höchster Präzi-sion. Das zu jener Zeit von Guo Shoujing ermittelteJahr zu 365,2424 Tagen weicht weniger als ein Tau-sendstelpromille vom heute bekannten Wert ab!

Solide astronomische Kenntnisse, aber insbeson-dere die logistischen Möglichkeiten einer gut organi-

sierten Zentralmacht erlaubten in China auch Gross-forschungsvorhaben, wie sie der Westen erst in jünge-

rer Zeit kennt. So verliessen im Jahre 723 n. Chr.ganze Scharen von Astronomen ihre Observatorien,um während dreier Jahre Sonnschattenmessungenentlang eines Meridianbogens zu messen, der über2500 Kilometer von der Mongolei bis nach Vietnamverlief. Die Resultate lieferten neue Erkenntnisse über

die Form der Erde, die im Widerspruch zur bisherigenAuffassung standen. Im Gegensatz etwa zum Dramaum Galilei zögerten die Wissenschafter und der Herr-scher in China aber nicht, die durch die neuen Datendiskreditierte frühere Meinung über Bord zu werfen.

Frühe Uhrmacherkunst

Die eingangs erwähnte automatisierte Nachfüh-rung optischer Beobachtungsinstrumente und nochweit mehr der von Su Song im Jahre 1088 konstruiertelegendäre Uhrenturm (vgl. Abb. 2) sind frühe Zeugen

hochentwickelter Uhrmacherkunst. Angetrieben

durch ein Wasserrad, präsentierte jener Uhrenturmastronomische Abläufe in grosser Mannigfaltigkeitund mit hoher Präzision. Inkorporiert in dieses Wun-derwerk waren mechanische Hilfsmittel, etwa der Ket-tenantrieb, die erst viel später in anderen Zivilisatio-nen auftauchten. Ebenfalls von den Chinesen erfun-den wurde eine Art von Hemmung, eine für den ge-

Abb. 3. Dieses Bild aus einer chinesischen Enzyklopädie

des 1 7. Jahrhunderts zeigt die Serienproduktion von

Pfannen aus Gusseisen. Im Hintergrund ist derSchmelzofen mit seinem Kolbengebläse erkennbar.

nauen Gang mechanischer Uhren unerlässliche Regu-lierung des Raderwerkes.

Wer angesichts der frühen mechanischen Spitzen-leistungen der chinesischen Techniker nun aberglaubt, solches sei wohl das Ergebnis mehr oder weni-ger beharrlichen Pröbelns gewesen, wird von den Hi-storikern anders belehrt. Der Errichtung des Uhren-turms lag eine detaillierte theoretische Studie zugrun-de, die sämtliche mechanischen Elemente von ihrerphysikalischen Grundlage her ausarbeitete.

Grossindustrielle Eisenproduktion

Um 1 100 n. Chr. produzierten Chinas Eisengiesse-

reien schätzungsweise 150000 Jahrestonnen Eisenund Stahl; Quantitäten, wie sie Europa erst im18. Jahrhundert erreichte. Ausgangspunkt der Schwer-industrie in China war (wie auch in anderen Zivilisa-tionen) die Herstellung von Bronze- um 1500 v. Chr.beispielsweise das Giessen von Glocken. Das folgende

Eisenzeitaltcr hatte in Europa zwar früher als inChina begonnen. Die Temperaturen der Schmelzöfenin Europa erreichten aber bis ins Mittelalter kaum950 °C, weshalb das so gewonnene Eisen eine pasten-artige Metallmasse blieb und erst nach mühsamer Be-arbeitung auf dem Amboss von der Schlacke getrennt

werden konnte. Anders in China. Das aus der Töpfe-

reibranche stammende Know-how der Erzeugung vonOfentemperaturen bis 1400 Grad erlaubte den Chine-sen schon sehr früh auch das Giessen von Eisen, was

Ins rechte Licht setzenDass wir die Seide und das Porzellan den alten Chi-

nesen zu verdanken haben, ist allgemein bekannt. Undschon vor der «Infiltration» unserer 1

.-August-Feiern

durch chinesisches Feuerwerk wusste man hierzulandevon der pyrotechnischen Tradition des Fernen Ostens.Über das weite Spektrum der Wissenschaften und Tech-nik im frühen China weiss der Laie aber so gut wienichts oder ist gar der Meinung, es habe sich im Reichder Kaiser und Mandarine zwar raffiniertes Savoir-vivre, aber kaum Hervorragendes im technisch-wissen-

schaftlichen Bereich herausgebildet. Der nebenstehendeArtikel möchte anhand einiger Beispiele solche Fehlein-schätzung korrigieren.

Was aber zum heutigen China? Besteht etwa dieMedizin dieses Milliardenvolkes nur aus Akupunktur,

Kräutern und Barfussdoktoren? Können Chinas Bau-ern auch heute noch die Nahrung für das Riesenvolknur mit Fäkalien und liebevoller Handarbeit produzie-

ren? Und wenn man selbst im kleinsten Winkel unsererindustrialisierten Welt glaubt, ohne Computer liessesich die Gesellschaft nicht mehr organisieren, wie stehtes damit in der Nation von der Grösse Europas? SeitJahren bemüht sich China intensiv um den Ausbau sei-ner Industrien. Was aber läuft dort auf dem SektorUmweltschutz? Um zur Vielfalt der Fragen wenigstens

ein bescheidenes Mass an Informationen aus ersterHand zu erhalten, hat sich Ende Mai/Anfang Juni eineGruppe Schweizer Wissenschaftsjournalisten für dreiWochen nach China begeben. Wir werden in den kom-menden Wochen und Monaten in mehreren Artikelnüber die gemachten Erfahrungen berichten. nc

die unmittelbare Produktion fertiger Geräte für denAckerbau, Eisenteile für Karren, Hausgeräte, Pferde-geschirr (der Steigbügel ist eine chinesische Erfin-dung) sowie Waffen erlaubte (vgl. Abb. 3).

Die effiziente Eisengussproduktion war im 5. vor-christlichen Jahrhundert in China Auftakt zu einerökonomischen Revolution. Das damals ebenfalls kre-ierte Metallgeld aus Gusseisen war äusseres Zeichendieses wirtschaftlichen Aufschwungs. Und schon im3. Jahrhundert v. Chr. florierten beispielsweise in Si-chuan Giessereien mit rund tausend Beschäftigten.

Rohes Gusseisen hat nun allerdings in der Regel

einen Kohlenstoffgehalt wesentlich über 3 Prozent,was das Gussstück sehr unelastisch und daher bruch-anfällig macht. Schmiedeisen anderseits ist so kohlen-stoffarm (unter 0,2 Prozent), dass es zwar gut verform-bar ist, die Elastizität aber ebenfalls zu wünschen üb-rig lässt. Ideal wäre nun ein Eisenprodukt mit einemKohlenstoffgehalt in der Region von 0,3 bis 1,7 Pro-zent, heute als Stahl bezeichnet. Die Chinesen entwik-kelten schliesslich ein raffiniertes Verfahren, das koh-lenstoffarmes Schmiedeisen mit kohlenstoffreichemGusseisen schichtweise einer weiteren Temperaturbe-handlung auszusetzen, was eine Diffusion des Koh-lenstoffes innerhalb des Metall-Sandwiches bewirkteund als Endprodukt einen Stahl guter Qualität ergab.

Der Pferdefuss dieser frühen Industrialisierung imReich der Mitte soll nicht verschwiegen werden. Derenorme Brennholzbedarf für die Giessereien und fürdie damals ebenfalls schon florierenden Ziegelwerke

war wesentlich schuld daran, dass der Norden Chinasinnert weniger Jahrhunderte fast komplett abgeholzt

wurde. Als Ausweg aus dem Energiedilemma fandChina schliesslich die Nutzung der Kohle - was wie-derum eine industrielle Revolution auslöste. Diesesökonomische Wechselbad von Krise und Aufschwungfand im 13. Jahrhundert unter der Song-Dynastiedann allerdings durch den Mongoleneinfall ein jähes

Ende.

Als interessant erscheinende Begleiterscheinung

der Eisenproduktion ist noch die Weiterentwicklung

damit verknüpfter Maschinentechnik erwähnenswert.Während in der europäischen Metallindustrie die frü-hesten Maschinen hydraulische Hammerwerke zumSchmieden des Roheisens waren, entwickelten dieChinesen ihre zur Sauerstoffversorgung der Öfen nöti-gen Gebläse zu grosser Vollendung. Bald standen ä u s-serst effiziente Kolbengebläse mit Doppelwirkung zurVerfügung, welche unter anderem auch ein mechani-sches Element für die Konversion von Drehbewegung

in eine Längsbewegung enthielten. Was sehr viel später

Abb. 4. Diese Flachbogenbrücke aus dem 7. Jahrhundert in der Nähe von Zhaoxian (Provinz Hebei) besticht nochheute durch ihre elegante Konstruktion. (Photo: Erhard Harsch)

Neue Zürcher Zeitung vom 19.06.1985

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FORSCHUNG UND TECHNIK Sicut Ädjcr leitung

eine der technischen Grundlagen für die Dampfma-

schinen Europas bildete.

Von Ufer zu Ufer

Vom Eisen führt der Faden der Technikgeschichtegeradewegs zu Chinas Tiefbaukunst. Eine Weiterent-wicklung tibetischer Hängestege aus geflochtenenPflanzenseilen, überspannten schon früh imposante

Kettenbrücken die fürchterlichsten Abgründe. Tief be-eindruckt von dieser effizienten Brückentechnik, be-richteten Europäer im 17. Jahrhundert in zahlreichenPublikationen über die hängenden Wunderwerke Chi-nas, was - allerdings erst im 19. Jahrhundert - in Eu-ropa einen wahren Nachahmungsboom auslöste.

Kettenbrücken waren indes für Chinas Ingenieure

nicht die einzige Lösung. Je nach topographischerVoraussetzung und verkehrstechnischem Pflichtenheftentschied man sich für die jeweils optimale Brücken-variante. Dass solchen Entwicklungen grösste Bedeu-tung zukommen musste, erhellt etwa der Umstand,

dass das bevölkerungsreiche Tiefland des Riesen-reichs von mehreren grossen Wasserläufen durchzo-gen ist und künstliche Transport- und Bewässerungs-

kanäle zusätzliche Hürden darstellen. Eine verkehrs-technische Erschliessung und die rasche Übermittlungwichtiger Informationen waren also nur über eineGrosszahl von Brücken möglich. Insbesondere dieSong-Dynastie vor rund tausend Jahren forcierte dietechnische Innovation mit allen Mitteln und errichtetein einer wahren Bauwut mehr Brücken im alten Chinaals alle andern Dynastien zusammen.

Noch heute imponieren in ihrer perfekten Harmo-nie von Nützlichkeit und Schönheit Chinas Flachbo-genbrücken aus Stein. Die aus dem 7. Jahrhundertn. Chr. stammende «Brücke des sicheren Übergangs»

bei Zhaoxian ist nicht nur eine der ältesten existieren-den Brücken der Welt, sondern findet an Kühnheitund Eleganz kaum einen historischen Konkurrenten

Warum kein chinesischer Newton?Hypothesen zum historischen Entwicklungsstopp

hc. Angesichts der wissenschaftlich-technischenLeistungen des alten China stellt sich unweigerlich dieFrage, warum dort schliesslich nicht auch etwas Ähn-liches entstanden ist wie im Europa der Renaissance:die Geburt moderner Wissenschaft. Wie im nebenste-henden Artikel über Chinas technische Tradition ge-

schildert, war diese F r a ge Ausgangspunkt der For-schertätigkeit des Engländers Needham. Um es vor-wegzunehmen: Trotz lebenslangem Studium chinesi-scher Quellen weiss Needham auch heute noch keinebefriedigende Antwort.

Etliche Aspekte des modernen Wissenschaftsbe-triebs sind im alten China zwar durchaus vorhandengewesen. So sind insbesondere Forschung und Ent-wicklung in grossem Stil vom Staat gefördert worden.Und entgegen etwa der Bräuche im frühen Europa

klebten Chinas Forscher nicht an wissenschaftlichenDogmen, sondern waren meist rasch bereit, in derPraxis gewonnene Erfahrungen grauer Theorie vorzu-ziehen. Die kontinuierliche Wissensvermehrung imSchosse grosser Forscherteams an den kaiserlichenHöfen, die ausgeprägte Beobachtungsliebe und diekooperative Arbeitsweise des einzelnen Forschers,

aber auch die gezielte Talentsuche im Rahmen derSelektionsverfahren für Chinas Beamtennachwuchs -alles ebenfalls Markenzeichen moderner Forschung.

Gewisse Wissenschaftshistoriker glauben, des Rät-sels Lösung liege in einem andern Zeitbegriff Air Chi-nesen. Denn die alten Chinesen hätten, gestützt aufihre Beobachtungen des Naturgeschehens - etwa diebiologischen Kreisläufe, die Gezeiten des Meeres, derLauf der Gestirne -, eher einem zyklischen Zeitbegriffgehuldigt. Anders die Intelligenzia im Europa der Re-naissance. Ihr dauben an eine streng lineare und

(vgl. Abb. 4). Ihr Bogen bildet das Segment eines ständig fortschreitende Zeit war gewissermassen Bedingung sine qua non zur Entwicklung des modernenForschungsstils, welcher durch gezielte experimentellePrüfung vorausberechneter Abläufe, durch die Wie-derholbarkeit experimenteller Ergebnisse, durch dasKonzept der Kausalität charakterisiert ist. Needhamzeigt nun aber in seinem Werk, dass auch im altenChina die Auffassung einer linearen Zeit dominierte,

der Zeitbegriff also nicht die Erklärung für die ver-passte Fortentwicklung liefert.

Ohne die Deutungsversuche anderer Fachleute ge-

nerell abzulehnen, liefert Jean-Pierre Voiret, Ingenieur

und Sinologe aus Thalwil (Zürich), eine zusätzlicheHypothese für Chinas wissenschaftlichen Dornrös-chenschlaf: Mitten in die technische Hochblüte derSong-Zeit im 13. Jahrhundert platzte die Invasion derMongolen. Zwar widerstand Chinas Herrscherdyna-

Kreises, dessen Radius 27,7 m beträgt, die Höhe desBogens über der Brückengrundlinie misst aber ledig-

lich 7,2 m. Und die seitlichen Entlastungsbögen dieserBrücke, welche nicht nur das Bauwerk optisch leichtererscheinen lassen, sondern ausserdem bei Hochwasserweniger Angriffsfläche bieten, haben Brückenbauerbis auf den heutigen Tag inspiriert. Flachbogenbrük-

ken tauchten in Europa dann erst am Ende des 13.

Jahrhunderts auf. Und was auch den modernen Tie-feningenieur erstaunen sollte: Aus dem 12. Jahrhun-dert ist eine chinesische Flachbogenbrücke bekannt,die ein Verhältnis von Bogenlänge zu Bogenhöhe hat,

wie es heute nur mittels vorgespannten Betons reali-sierbar ist.

Für die breiten Flussmündungen in Südchina wie-derum entwickelten die Techniker eine weitere Va-riante. Aus Holz oder Stein gefertigte Balkenbrückenschwangen sich von Fundament zu Fundament undüberbrückten bereits im 12. Jahrhundert beispiels-

weise auf 331 Pfeilern eine Strecke von zwei Kilome-tern. Hier bestand die Schwierigkeit vor allem im si-chern Verankern der zahlreichen Brückenpfeiler imschlammigen Flussgrund. Der Trick: Mit Hilfe vonwasserdichten Bauverschalungen aus Bambus undHolz schafften sich die Brückenbauer für jeden vorge-

sehenen Pfeiler einen trockenen Baugrund. Die Quali-tät solcher Pfeiler war schliesslich derart gut, dassselbst jahrhundertelanges Nagen der Buten ihnennichts anhaben konnte.

Angesichts solcher tiefbautechnischer Glanzlei-stungen erscheint es geradezu als kulturgeschichtlicheBeleidigung, dass aus dem Blickwinkel des Westensnicht die geschilderte Brückenkunst, sondern die zwarniedlichen, aber technisch völlig anspruchslosen «chi-

stie dank hochentwickelter Kriegstechnik jahrzehnte-lang dem Sturm aus dem Norden. Nach 30jährigemRingen lag aber Chinas Macht am Boden. Und das

Land hatte von seinen 110 Millionen Einwohnern SO

Millionen verloren! Dieser gigantische Aderlass vonfast 50 Prozent der Population betraf wohl nicht nurniedriges Volk, sondern auch in erheblichem Masse

die Gebildeten, also unter anderem Wissenschafterund Techniker. Ebenfalls teilweise ruiniert warenWirtschaft und Verwaltungsstruktur des Reiches. Undda China dann während der nächsten hundert Jahrevon Analphabeten beherrscht wurde, dürfte das

Klima für ein Gedeihen der Wissenschaften mehr alsfrostig gewesen sein. Zwar hielten sich am Hofe derMongolenherrscher etliche technisch und handwerk-lich versierte Gastarbeiter aus Europa, Persien undden arabischen Ländern auf. Deren Rückreise Rich-tung Westen nach dem kläglichen Ende der Mongo-

lenherrschaft im U.Jahrhundert dürfte eine Weiter-führung nennenswerter wissenschaftlicher Arbeit inChina endgültig verunmöglicht haben. Voiret ist derMeinung, dass nicht zuletzt dieser Brain drain ausChina zurück nach Europa das Phänomen der Renais-sance nicht unwesentlich mitbestimmt haben dürfte.

Und ein letzter Erklärungsversuch soll schliesslichin unsere Zeit führen. Chinas traditionelles Interesseam Geschehen in der Natur ist geprägt von einerganzheitlichen Betrachtungsweise. Ziel der Erfor-schung des Naturgeschehens als auch die praktische

Arbeit sowohl des Arztes wie des Bauern war stets dieSuche nach dem natürlichen Gleichgewicht, das Be-rücksichtigen der vermuteten Interdependenzen derunterschiedlichsten Naturphänomene. Der aufmerk-same Leser wird gemerkt haben, dass solche altchine-sische Auffassung modernsten Tendenzen unserer Ge-sellschaft entspricht. Partikuläres, zergliederndes

Denken und Forschen der Neuzeit kann zwar aufviele Erfolge hinweisen; die schliesslich zutage getre-

tene Komplexität, etwa der Umwelt oder des mensch-lichen Körpers mit seiner Psyche, haben diesem For-schungsstil aber deutliche Grenzen gesetzt. Seien esjetzt philosophische Gründe oder die Folge politischerUmwälzungen: Das Ausbleiben einer Entwicklung inRichtung moderner Wissenschaft hat China allenfallsmanchen Irrweg erspart. Dass aber der heute in Chinaüberall feststellbare Hunger nach modernem Wissen,

die Zielstrebigkeit, mit der technisches Know-how auswestlichen Industrienationen importiert wird, demReich der Mitte schliesslich doch noch gewisse Sack-gassen unseres «Fortschrittes» bescheren (etwa aufdem Umweltsektor), scheint sich bereits abzuzeich-nen.

Halbstarke Supercomputernxb. Sogenannte Supercomputer der heutigen Ge-

neration wie der Cray-1 können pro Sekunde 160

Mio. Gleitpunktoperationen (MFLOPS) durchführen.Diese enorme Kapazität kostet den Benutzer diestolze Summe von 5 bis 10 Mio. $. Nun hat die bishernur auf dem Computerchipmarkt tätige US-Firma In-telein neuartiges Supercomputer-Konzept entwickelt,

das eine sehr hohe Rechenkapazität zu einem erstaun-lich niedrigen Preis bietet. Dabei wird eine grosse

Zahl von Kleincomputern (sogenannte Knoten imGesamtnetzwerk) nach einem Hyperwürfelschemaparallel zusammengeschaltet.

.Anfänglich werden

Konfigurationen von 32, 64 oder 128 Kleincomputernangeboten; sie eignen sich vor allem für Anwendun-

ten: Einweichen der Faserstoffe, Trennen der Fasern militärische Zwecke missbrauchten, während die alten

und Bildung eines Faserbreis, Verdünnen des Faser- Chinesen ihr pyrotechnisches Know-how lediglich zurbreis, Blattbildung durch Verfilzung, Trocknen undGlätten des Blattes.

Oft mischten die Chinesen dem Faserbrei auchFarben bei, was etwa der Regierung die deutlicheKennzeichnung verschiedener Klassen von Datenträ-gern erlaubte: blaues Papier für die kaiserlichen De-krete, gelbes für Berichte zuhanden des Hofstaates,

friedlichen Unterhaltung von Kaiser und Volk einge-

setzt hätten.

Um das 9. Jahrhundert mischten taoistische Mön-che im Rahmen systematischer alchemistischer Ver-suche auch Holzkohle, Salpeter und Schwefel. Was sie

dann mit dieser Substanz erlebten, veranlasste dieFrühchemiker zu einer schriftlichen Warnung an all-

weisses schliesslich für die kaiserliche Geschichts- fällige Nachahmer, die Finger von solchem Zeug zuschreibung. Ein Beimischen weiterer Zutaten wie lassen, da sonst Hände und Gesicht verbrennen, ja

Alaun und Wachs lieferte die verschieden dicken und sogar Häuser in Flammen aufgehen könnten. Die chi-

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Abb. 5. Frühe Bombe aus Gusseisen. Chemische Be-standteile waren ausser Schwarzpulver auch getrockne-

ter Urin, Fäkalien und Knoblauchsaft. Zur Erhöhung

der Gefährlichkeit wurden Eisensplitter und Porzellan-.scherben sowie Gift- und Tränengase beigegeben.

nesischen Brücklein» der Gartenanlagen bewundertwerden.

Gutenberg in Ehren, aber . .

Man kann Chinas frühe technische Blütezeit unddie damalige intensive Mehrung und gezielte Verbrei-tung des wissenschaftlich-technischen Know-howsnicht verstehen ohne das Wissen um den Träger derSoftware: das bedruckte Papier. Um 200 n.Chr. ausder Rinde des Maulbeerbaumes und weitere 200 Jahrespäter vorwiegend aus Bambus gefertigt, stellte Papier

für die Chinesen einen relativ leicht herstellbaren unddamit kostengünstigen «Datenträger» dar. Dank demschnellwachsenden Ausgangsmaterial konnte insbe-sondere die mit dem damaligen Ausbau der zahllosenBeamtentätigkeiten steil ansteigende Papiernachfrage

leicht befriedigt werden. Diese Erfindung war so zu-kunftsweisend, dass selbst die technisch ausgereiftenPapiermaschinen von heute im Grunde noch immernach dem ursprünglichen chinesischen Rezept arbei-

unterschiedlich festen Papierqualitäten. Dies eröffnetedem' Papier zahlreiche Anwendungen ausserhalb derMal- und Schreibstuben: Laternen, Opfergaben,Spielzeug, ja sogar Papiertaschentücher.

Die Veröffentlichung der unzähligen Dekrete,aber auch die Dokumentation und Verbreitung destechnischen Wissens machten natürlich die Suchenach einem effizienten Verfahren zur Produktion text-gleicher Schriftstücke zur vordringlichen Aufgabe. Im8. Jahrhundert entwickelten die Chinesen den Block-druck (Holztafeldruck), ab dem 11. Jahrhundert ver-fügten die Drucker sogar über bewegliche Lettern ausgebranntem Ton oder Porzellan. Wegen der enormenVielfalt chinesischer Schriftzeichen und nicht zuletztaus ästhetischen Gründen blieb aber der Blockdruckvorherrschend.

Nach Europa kam das Papier über die Seidenstras-se: erst in die arabischen Länder und über das arabi-sche Spanien im 12. Jahrhundert nach Frankreich.Mittel- und Nordeuropa interessierten sich für die Pa-pierherstellung allerdings nicht vor dem 15. Jahrhun-dert. Dies mag wohl am damals noch sehr weit ver-breiteten Analphabetismus, vor allem aber am Um-stand gelegen haben, dass sich zum Schreiben mitdem Federkiel Pergament wesentlich besser eignete

als Papier. Die Verfügbarkeit von Papier erlaubteGutenberg dann um 1440, mittels Metallenem denBuchdruck zu entwickeln, was das Startsignal für dieenorme Verbreitung des Papiers in Europa war. Mitt-lerweilen hatten Papier und Druckkunst in China be-reits wahre Publikationsorgien ausgelöst. Lexika, wis-senschaftliche Textsammlungen, technische Abhand-lungen, aber auch populäre Literatur und astronomi-sche Kalender für jedermann waren Spitzenreiter desBuchhandels. Und bald schon bereicherten mehrfar-big gedruckte Illustrationen die Buchproduktion.

Um 1024 kam dann in China das erste Papiergeld

in den Umlauf: unter anderem ein sehr bequemes

Mittel zur kaiserlichen Budgetsanierung, weshalb dieper Notenpresse induzierte Inflation ebenfalls als chi-nesische Erfindung bezeichnet werden kann. Bald ni-stete sich auf dem Geldmarkt auch ein spezialisierterZweig der Unterwelt ein, wie folgender Text auf einerBanknote der Ming-Dynastie dokumentiert: «WerBanknoten fälscht oder gefälscht in Umlauf bringt,

wird enthauptet. Wer einen Fälscher anzeigt und ver-haftet, erhält 250 Tals Silber zur Belohnung sowie dasgesamte Vermögen des Verbrechers.»

Die Mär vom friedlichen Feuerwerk

Und um bei den garstigen Seiten der altchinesi-schen Kultur zu bleiben: Trotz hartnäckiger Kolpor-tage durch gewisse Kritiker des europäischen Wissen-schaftsbetriebs stimmt es nicht, dass die Technologen

des Westens jedwede neue Erfindung umgehend für

nesischen Mönche hatten das Schwarzpulver erfun.den.

Kein Jahrhundert später findet die «chemisches

Feuer» genannte Rezeptur bereits militärische Ver-wendung als Zündsubstanz für Flammenwerfer, eineraffinierte Kriegswaffe, die brennendes Petrol unterVerwendung einer Handpumpe viele Meter weit dem

Feind entgcjenspritzte. Und bereits im Jahre 1000verfügten die kaiserlichen Kampftruppen überschwarzpulvergefüllte Bomben und Granaten, dieetwa mittels grosser Schleudern Richtung Gegner ge-

schickt wurden (vgl. Abb. 5). Durch Erhöhung des

Nitratanteils brachten Chinas Rüstungsspezialisten im13. Jahrhundert wesentlich mehr Sauerstoff in die bis-her etwas lahme Pulvermischung, wodurch die Armeejetzt über viel brisantere und entsprechend wirkungs-

vollere Bomben verfügte. In die Luft gejagte Fe-stungsmauern und aufgesprengte Stadttore demon-strierten den feindlichen Mongolen solchen militäri-schen Fortschritt erbarmungslos.

Und Bambus, die Grundsubstanz der so edlen Pa-pierkunst? Mit langsam brennender Schwarzpulver-mischung gefüllte Bambusröhren wurden an langenSpeeren befestigt und dem Feind als «Feuerlanze» mi-nutenlang vor die Nase gehalten. Sukzessive griff manzu immer grösseren Bambuskalibern, und die Solda-ten des 12. Jahrhunderts verfügten über fussbreiteRohre, montiert auf einem Holzgerüst und manchmalmit Rädern für raschen Stellungsbezug versehen. DieBeimischung von Metallabfällen und Glasscherben indas fauchende Pulver der Feuerspeicr machte dieseWaffe schliesslich zu einer Art «Bambusartillerie».Erst der Entwicklungsschritt vom Bambusrohr zumRohr aus Bronze oder Eisen ungefähr im 14. Jahrhun-dert erlaubte dann die Verwendung brisanterer Treib-mittel und damit das eigentliche Artillerieschiessenmit Kugeln und hohem Mündungsdruck. Soweit alsodie Geschichte der «friedlichen Verwendung desSchwarzpulvers» im alten China.

So skizzenhaft dieser Querschnitt durch ChinasTechnikgeschichte bleiben musste, der Nachweissollte gelungen sein, dass Chinas wissenschaftlicheTradition den Vergleich mit irgendeiner andernHochkultur nicht zu scheuen braucht.

LiteraturJoseph Needham: Science in Traditional Cnina. Harvard

University Press, Cambridge, Massachusetts, 1981. (Dieses

Buch basiert auf einer Vortragsreihe und gibt einen kurzen,

aber sehr informativen Überblick.)

Jean-Pierre Voiret u. a.: Technica Sinica. Swissair-Gazet-te, 9, 1983, Verlag A. Vetter, Zürich. (Artikel zum ThemaAstronomie, Metallurgie, Papier und Druck, Brücken, Seide,Porzellan, Schiffahrt, Vorhersage von Naturkräften.)

Zweidimensionale Projektion eines sechsdimensionalenHyperwürfels; dies entspricht der Koppelung zwischeneinem aus 64 Prozessoren bestehenden Supercomputer-

system des Intel-Typs.

gen wie Modellbildung in der Flüssigkeitsdynamik

und Simulation komplexer Schaltungen. Die Konfigu-

ration mit 128 Knoten kostet lediglich etwas über 0,5

Mio. $; sie hat eine Leistung von 10 MFLOPS.Einzigartig ist die Architektur des neuen Systems.

An jeder Knotenstelle findet man einen Zentralpro-zessor, einen Gleitkommaprozessor sowie einenRAM-Speicher von 512 kbyte. Der Speicher wirdnicht von mehreren Einheiten gemeinsam benutzt,

doch kommuniziert jeder Knoten mit mehreren seinerunmittelbaren Nachbarn (vgl. Abbildung). Die Lei-stungserhöhung wird also durch das Verbinden vielerbilliger Prozessoren erzielt, welche die neuesten Fort-schritte der bereits zum Industriestandard geworde-

nen VLSl-Technik inkorporieren. Dies dürfte aus-sichtsreicher sein als die immer teurer werdende Ver-besserung der individuellen Prozessoren.

Die bisherigen Supercomputer akzeptieren aufkonventionelle Weise geschriebene Programme, zumBeispiel in Fortran. Spezielle Compiler suchen danndie gleichzeitig durchführbaren Schritte heraus. Sol-che Maschinen sind bei der Durchführung von Vek-

torarithmetik besonders effizient, da die Elemente des

Vektors parallel bearbeitet werden können. Nachteilig

ist jedoch, dass zum sequentiellen Betrieb zurückge-

kehrt werden muss, sobald das Programm skalareSchritte vorschreibt. Zur Programmierung einer Ma-schine des Intel-Typs anderseits muss das Problem soaufgespalten werden, dass Teile davon gleichzeitig anjedem Knoten verarbeitet werden können. In derFlüssigkeitsdynamik zum Beispiel wird jedem Knotenein Sektor des Koordinatenraumes zugeteilt. Dies istmöglich, weil Wechselwirkungen nur zwischen unmit-telbar benachbarten Teilchen stattfinden; diese Rand-bedingung wird durch die Kommunikationsmöglich-

keiten zwischen den einzelnen Knoten des Systems

erfüllt. Leider offeriert Intel vorderhand keine für ihreMaschinen konzipierte Software, sondern lediglich

ein Betriebssystem.

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Neue Zürcher Zeitung vom 19.06.1985