Ebenso wie die Erfindung der Schnecke, ist auch jene der Uhrfeder in tiefes Dunkel gehüllt. Sicher ist, daß Henlein, wie es weiter unten ausführlicher besprochen werden soll, Taschenuhren ohne Gewicht, also mit Federn herstellte. Es scheint auch ohne weiteres klar, daß einem Schlosser, und aus diesen gingen ja die Uhrmacher hervor, der Gedanke kommen konnte, die Feder, welche schon längst in den Türschlössern angewendet wurde, auch bei der Uhr als Ersatz des Gewichtes zu verwerten. Die Franzosen allerdings schreiben diese Erfindung einem Landsmann unter Karl VII. (gest. 1461) zu, ohne daß jedoch bis jetzt eine sicher beglaubigte Uhr aus jener Zeit zum Vorschein gekommen wäre. Wir geben hier die Abbildung eines alten Tischührchens, das die Jahreszahl 1504 eingeritzt trägt und in so fern einigen Anhalt gäbe für die Erfindung der Feder. Fig. 18 stellt das Aeußere dar; Fig. 19 den inneren Mechanismus, von unten gesehen. Zum Gebrauche der Uhr während der Nacht sind auf dem Zifferblatt Knöpfe angebracht, unter der Ziffer 12 ein etwas größerer. Ein in Fig. 18 sichtbares Türchen bei A (mit der Jahrzahl und einem durchstrichenen S) läßt den Gang der Uhr beobachten. Jedenfalls ist dieses Werk sehr merkwürdig und gehört zu den ältesten, die noch vorhanden sind.

Die Hemmung der ersten Taschenuhren war ähnlich wie bei den Gewichtuhren, also ein schwingender Balken, entsprechend verkleinert und an den Enden verdickt nach Art eines Löffels, weshalb man sie auch Löffelunruhe nannte. Bald trat an ihre Stelle die ringförmige Unruhe, welche heute noch verwendet wird. Später kam noch die Spiralfeder hinzu, und diese beiden Stücke, Unruhe und Spiralfeder, bilden die eigentliche Hemmung der Taschenuhren.[49]

Wann wurde die erste Taschenuhr hergestellt? Diese Frage läßt sich, wie die bezüglich der Räderuhren, nicht genau beantworten. Allgemein wird als Erfinder dieser nützlichen Vorrichtung Peter Henlein aus Nürnberg und als Zeitpunkt derselben der Anfang des 16. Jahrhunderts genannt. Diese Annahme hat auch die meisten Gründe für sich, obschon Deutschland, England und Frankreich sich um die Ehre der Erfindung streiten; in Deutschland im besondern die Städte Augsburg, Straßburg und Nürnberg. Auch die Zeit findet sich verschieden angegeben; es scheint aber sicher, daß im 15. Jahrhundert kleine tragbare Uhren verfertigt worden seien.

Der Ausdruck „tragbar” hat zu Mißverständnissen Veranlassung gegeben, indem einige Stellen, wo von kleinen tragbaren Uhren die Rede ist, auf Taschenuhren gedeutet wurden. „Tragbar” hießen auch die Zimmeruhren, im Gegensatz zu den Turmuhren. So findet sich im Inventar Karls V. von Frankreich eine Uhr verzeichnet, welche einst Philipp dem Schönen (1285–1314) gehört haben soll; man hat diese Uhr ohne weitere Beweise als Taschenuhr angesehen. Hamberger und Beckmann betrachten auch die Uhr, welche Kaspar Visconti († 1499) besingt, als eine Taschenuhr.[50] Sie zeigte aber außer den Stunden auch noch den Planetenlauf, die jährlichen Feste und war mit einem Schlagwerk versehen; es ist also schwerlich an eine Taschenuhr zu denken.[51] Wir haben demnach hier eine Wohnungsuhr vor uns, „die damals in den verschiedenen Ländern Europas eben aufkamen und gegen die unbeweglichen Turmuhren „beweglich” und von einem Ort zum andern transportierbar waren, wenn sie auch noch durch das treibende Gewicht an eine Wand gebunden waren. Sie bezeichnen als solche gewiß einen so bedeutenden Fortschritt in der Uhrmacherei, daß sie einen Dichter gar wohl zu einem Lobgesang auf sie veranlassen konnten” (Friedrich a. a. O).

Speckhart erwähnt auch eine 1494 in die Sebalduskirche zu Nürnberg gestiftete Tafel, auf welcher ein gewisser Grundherr als Stifter einer Uhr gepriesen wird:

Also auch eine tragbare Uhr, wenn auch noch nicht eine Taschenuhr. Du Verdier erzählt nach alten Chronisten aus der Zeit Ludwigs XI. (1461–1483) von einem Höfling, der ein leidenschaftlicher Spieler war und einst alles verloren hatte. Er trat in das Zimmer des Königs und nahm eine dort befindliche Uhr weg, indem er sie in seinem Aermel verbarg. Der Diebstahl wurde aber alsbald entdeckt, da die Uhr zu schlagen begann. Der König verzieh dem armen Schelmen und schenkte ihm die Uhr.[52] Ob dieses kleine Werk eine Taschenuhr gewesen, läßt sich wegen Mangel näherer Quellenangaben nicht feststellen.[53]

Bezüglich des Nürnberger Schlossermeisters Peter Henlein haben wir aber positive Nachrichten.

Ein Hauptzeuge in dieser Angelegenheit ist Johannes Cochläus, der bekannte Gegner Luthers. Im Anhang zu seiner 1511 erschienenen Cosmographia Pomponii Melæ, welche Willibald Pirkheimer gewidmet ist und von den Vorzügen Nürnbergs handelt, sagt er u. a. folgendes: „Es werden tagtäglich schwierigere Dinge erfunden; so hat Peter Hele, ein noch junger Mann, Werke gemacht, welche selbst bei den größten Mathematikern Bewunderung erregen; denn aus wenig Eisen (parvo ferro) baut er Uhren mit sehr vielen Rädern, welche, wie immer gelegt, ohne jedes Gewicht 40 Stunden zeigen und schlagen, auch wenn sie auf der Brust oder in der Börse getragen werden.” Aus dieser wichtigen Stelle ergibt sich, daß die Uhren klein und von Eisen waren; ferner, daß eine Feder das Räderwerk trieb. Vielleicht kam Henlein durch seinen Schlosserberuf auf den guten Gedanken, die Feder bei den Uhren zu verwenden. Ueber das Jahr der Erfindung erfahren wir durch Cochläus nichts; Speckhart ist geneigt, die Zeit von 1500 bis 1510 dafür anzusetzen. Die ersten Taschenuhren wurden wahrscheinlich als Reise- oder Kutschenuhren verwendet; eine solche von 36 Stunden Gehzeit aus dem Jahre 1560, bewahrt das Germanische Museum.

Cochläus schreibt Peter Hele; andere Schreibweisen sind Heinlein, Henlein, Henle und statt Peter, Andreas Henlein. Es ist das Verdienst der Herren Dr. Mayer, früher Archiv-Sekretär in Nürnberg, und Dr. Locher, die richtige Schreibweise gefunden zu haben. Mayer durchforschte zu diesem Zwecke die Verzeichnisse Nürnberger Schlosser von 1462 bis 1548, ohne einen Peter Hele zu finden, wohl aber wird öfter ein Peter Henlein erwähnt. Dies ist also die einzig richtige Leseart.

Das Geburtsjahr unseres Meisters ist nicht bekannt. 1504 war Henlein in einen Raufhandel verwickelt, welcher mit einem Totschlag endete; Peter scheint jedoch nicht der Hauptschuldige gewesen zu sein, wenigstens wurde nur eine Geldbuße über ihn verhängt. Wir dürfen nun annehmen, daß Henlein damals ein erwachsener Bursche, in den zwanziger Jahren war. 1509 wurde er Meister, was ein Alter von wenigstens 30 Jahren erforderte. Er verehelichte sich, wann ist unbekannt; seine Frau hieß Kunigunde. Auch eines Bruders, Hermann Henlein, geschieht Erwähnung, welcher wegen Ermordung „eines jungen Bettelmaidle” zu Augsburg hingerichtet wurde. Das Todesjahr Henleins ist 1542; denn im ältesten Nürnberger Totenbuch findet sich vom 4. Juni bis 14. September genannten Jahres der Eintrag: „Peter Henlein, Vrmacher auff St. Katharina.”

Wann Henlein seine erste Uhr verfertigte, ist ungewiß. 1511 wendet sich die Nonne Felicitas Grundherrin an ihren Vater Leonhard Grundherrn, mit der Bitte um einige „Orrlein.” Sie wurde aber von ihrer Aebtissin getadelt, weil sie „um Lappenwerk” angehalten habe. Damals also waren die Taschenuhren schon käuflich zu haben.[54]

Die neue Erfindung verbreitete sich, wie leicht einzusehen, ihrer ausgezeichneten Brauchbarkeit entsprechend sehr rasch; bei dem regen Verkehr Nürnbergs mit fast allen Ländern war dieses auch nicht schwer. Gemma Frisius (verdienter Schriftsteller über Astronomie und Kosmographie, 1508 bis 1555) gab 1530 eine Schrift heraus (Prinzipien der Astronomie und Kosmographie), worin er sagt, daß die kleinen oder Taschenuhren erst letzthin erfunden worden seien; sie hatten sich also in kurzer Zeit bis nach Holland verbreitet. Das South Kensington-Museum in London besitzt Taschenuhren englischen Fabrikates aus den Jahren 1539, 1540, 1541 und 1560. — Da die neue Erfindung hochgeschätzt war, wurden die Taschenuhren auch zu Geschenken verwendet. So sandte Friedrich Pistorius, letzter Abt von St. Aegidien in Nürnberg, gestorben 1553, an Luther eine Nürnberger Taschenuhr. Sie war diesem noch unbekannt und bewog ihn, Pistorius dafür besonders zu danken. In seinem Schreiben sagt er u. a.: ein höchst angenehmes Geschenk; so daß ich mich gezwungen fühle Schüler unserer Mathematiker zu werden, um alle die Gesetze und Regeln einer Uhr zu verstehen, denn vordem habe ich etwas derartiges nie gesehen oder beobachtet (Roth, Geschichte des Nürnberger Handels). Auch Melanchthon soll eine von Peter Henlein verfertigte Uhr besessen haben. Auch als Legate wurden Taschenuhren vermacht. Parker, Erzbischof von Canterbury, bestimmte in seinem Testament vom 5. April 1575 (Beckmann l. c. I. Bd.): „do et lego fratri meo Richardo baculum meum de canna Indica, qui horologium habet in summitate.” Ebenso erhielt der schweizerische Humanist Glarean durch Oekolampadius, als Erasmus von Rotterdam gestorben, eine Taschenuhr als Andenken an diesen.

Ob noch von Henlein selbst herrührende Uhren vorhanden seien, ist schwer zu sagen. Sicher besitzen viele Sammlungen Taschenuhren aus der ersten Hälfte des 16. Jahrhunderts (S. Fig. 20). Die Sammlung der Gebr. Junghans in Schramberg, das „Neue deutsche Museum für Zeitmeßkunst” bewahrt als eine Zierde eine Taschenuhr, die ganz von Eisen gefertigt ist und Henlein allgemein zugeschrieben wird. Sie mißt bei 2 cm Höhe 6 cm im Durchmesser und geht 40 Stunden. Die Form ist rund.

Eine sehr alte Uhr, die wohl in die Zeit Henleins zurückreicht, birgt die berühmte Sammlung Marfels in Berlin. Das Gehäuse besteht aus Bronze, die Form ist zylindrisch, das Werk ganz von Eisen. An den Zahlen des Zifferblattes sind erhöhte Knöpfe befestigt, so daß man im Dunkeln die Stellung des Zeigers mit den Fingern tasten kann. Bei der Zahl 12 ist statt des Knopfes eine Spitze angebracht. Den Dienst der Spirale versieht eine Schweinsborste (Fig. 21).

Als Uebergang zu den „Eiern” treffen wir dort auch achteckige Uhren, welche ja neuestens wieder nachgeahmt werden. (In dieser ganz aus Privatmitteln erstellten und wohl vollständigsten und einzigen Sammlung der Welt befinden sich Zeitmesser vom 12. Jahrhundert an bis herauf zu den neuesten Erzeugnissen und aus allen möglichen Materialien. Die Sammlung setzt sich zusammen aus der Speckhartschen Kollektion, der Sammlung Marfels in Berlin, über welchʼ letztere im Verlag der Deutschen Uhrmacherzeitung eine Schrift von Horstmann erschien, und der Sammlung O. Gasser in Magdeburg.[55] — Zwei Zeiger (für Stunden und Minuten) kamen erst um 1700 auf; ältere Uhren haben nur einen. Sogenannte „Nürnberger Eier” haben sich noch viele erhalten, diese Form entstand aber erst später (ca. 1550); auch hießen die Nürnberger Uhren nicht schlechtweg Eier, sondern „lebende Eyerlein.” Die Uhrmacher gefielen sich bald in den seltsamsten Formen: Uhren in Kreuzform, Uhren als Rosen, Tulpen, Sterne, Aepfel u. s. w. Die Gehäuse sind vielfach auf das schönste gearbeitet, mit Edelsteinen und Email, heidnischen und christlichen Figuren, Apollo und Diana, Christus, Maria etc. verziert. (Vgl. Fig. 22. Französische Taschenuhren aus der Zeit der Valois).

Eine originelle deutsche Arbeit ist Fig. 23, eine Totenkopfuhr. Die obere Platine trägt den Namen des Augsburger Uhrmachers Johann Lendl. Auf der Innenseite der Platte, die das Zifferblatt bedeckt, ist die Inschrift eingraviert: „Lorlogeur francoient (?) du ducq dʼAremberque a mons.” (Der französische (?) Uhrmacher des Herzogs von Aremberg in Mons (Belgien)). Diese Inschrift scheint später angebracht worden zu sein. Der Totenkopf ist aus Silber; das ebenfalls silberne Zifferblatt trägt eine gravierte Darstellung des jüngsten Gerichtes (Speckhart a. a. O. 401).

Henlein verfertigte in seinen späteren Jahren Uhren, welche so klein waren, daß sie in sogenannten Bisamknöpfen untergebracht werden konnten. Auch anderwärts wurden derartige Kunststücke ausgeführt. Peter Aretino erwähnt in einem Briefe von 1537[56] eine Uhr, welche Gian Vincenzio, eigentlich Joh. Capobianco geheißen († 1570), in einem Fingerring für den Großtürken verfertigt hatte. Eine andere, ebenso kleine und noch künstlichere Uhr machte derselbe Meister für Ubaldo, den Herzog von Urbino. Sie zeigte die zwölf Himmelszeichen, eine Figur in der Mitte wies die Stunden; wenn der Bericht zuverlässig ist, besaß diese Ringuhr auch noch ein Schlagwerk. Sie wurde an ihrem Verfertiger zur Lebensretterin. Capobianco hatte nämlich in Venedig einen Feind niedergestochen; er wurde deswegen zum Tode verurteilt, auf Fürbitte Karls V. jedoch, der, wie bekannt, ein großer Freund geschickter Uhrmacher war, befreit und bloß verbannt.[57]

Es braucht wohl nicht bemerkt zu werden, daß derartige kleine Werke nicht genau gehen konnten, sondern daß bedeutende Fehler vorkommen mußten; dies hindert aber nicht, dem unbedingt großen technischen Können der alten Meister alles Lob zu spenden.

Wie Paul von Stetten in seiner 1779 und 1788 erschienenen „Kunst-Gewerbe- und Handwerksgeschichte der Stadt Augsburg” bemerkt, trugen daselbst die Stutzer vor Erfindung der Taschenuhren Sanduhren an den Beinen! 1588 dagegen werden solche erwähnt, welche kleine runde Schlaguhren vorn auf der Brust tragen.

Auch an den Taschenuhren wurden bald Verbesserungen angebracht; ca. 1550 wurden die 4 Pflöcke, zwischen denen die Feder offen dalag, durch das Federhaus ersetzt; 1590 führte der Genfer Gruet statt der Darmsaite auf der Schnecke eine Kette ein, welche den Vorteil bot, nicht hygroskopisch zu sein.[58] An den ersten Taschenuhren geschah die Regulierung durch zwei an verschiebbaren Hebeln angebrachte Schweinsborsten, an welche die Unruhe anprallte. Die Spiralfeder wird Huygens zugeschrieben,[59] andere nennen den französischen Abbé Hautefeuille von Orleans, wieder andere den Engländer Hooke als Erfinder. Vielleicht gebührt diese Ehre allen zusammen.

Die weiteren wichtigen Vervollkommnungen, welche die Taschenuhr im Laufe der Zeit erfahren, werden in einem späteren Abschnitte behandelt. Daß aber alle damaligen Uhren größeren Ansprüchen auf Genauigkeit nicht genügten, haben die angeführten Tatsachen gezeigt. Auch die Taschenuhr war noch keineswegs jener zuverlässige Zeitmesser, als welchen wir sie heute schätzen.

IV.
Die Erfindung der Pendeluhr.

Bei den Taschenuhren war es die Erfindung der Spiralfeder durch Huygens, bei den übrigen die des Pendels und dessen passende Anwendung, welche die Zeitmesser zu jener Vollkommenheit brachte, die wir heute an ihnen bewundern.

Unter einfachem oder mathematischem Pendel versteht man einen materiellen, dem Einfluß der Schwere unterworfenen Punkt, welcher an einem als gewichtslos gedachten Faden hängt. Letzterer stellt die Verbindung des beweglichen schweren Punktes her mit dem unbeweglichen (der Achse), um welchen jener sich dreht. In Wirklichkeit findet sich selbstverständlich ein mathematisches Pendel nie, sondern nur das physische oder zusammengesetzte, welches durch jeden Körper dargestellt wird, der um eine horizontale Achse schwingen kann. Es lassen sich aber die Gesetze dieses Pendels auf die des mathematischen zurückführen; Galilei und Huygens beschäftigten sich zuerst damit. Wie die Mechanik beweist, ist die Schwingungsdauer eines Pendels bei sehr kleinen Schwingungen annähernd unabhängig von der Schwingungsweite oder Amplitude. Dieser als Isochronismus kleiner Schwingungen bezeichnete Satz ist sehr wichtig für die Anwendung des Pendels als Regulierapparat der Uhren.

Bekannt ist die Anekdote, nach welcher der junge Galilei 1583 durch Beobachtung der Schwingungen einer Lampe im Dom zu Pisa auf den Isochronismus der Pendelschwingungen gekommen sein soll; er stellte aber ein Zählwerk (Pendel mit Vorrichtung zur Angabe der Schwingungszahl) erst 1636 her. Die Astronomen benützten dieses Instrument alsbald. Zwar soll nach Humboldt (Kosmos II. S. 258 und 451) schon der im 10. Jahrhundert lebende arabische Astronom Ibn Junis das Pendel bei seinen Beobachtungen benützt haben; sicher ist, daß der Danziger Bürgermeister und Astronom Hevelius (1611 bis 1687) es verwendete, und zwar zur Beobachtung der Sonnenfinsternis vom 11. August 1659. Ebenso bezeugt der Jesuit Riccioli (1598–1671), wohl der bedeutendste Gegner Galileis, ausdrücklich, daß er mit seinem Genossen Grimaldi viele Beobachtungen mit einem Pendel gemacht habe.[60] Auch der Jesuit Schott, dem wir die erste gedruckte Beschreibung der Luftpumpe („Experimentum novum Magdeburgicum”) verdanken, machte zahlreiche Versuche, das Pendel als Regulator an Uhren zu benützen. In seinen „Mirabilia chronometrica”[61] beschreibt er eine Anzahl Hemmungen, von welchen zwar einige unausführbar sind, andere jedoch haben nach dem Urteil Duboisʼ (Histoire de lʼHorlogerie, p. 133) auch jetzt noch für den Uhrmacher Interesse.

Keiner dieser Männer aber, von Galilei abgesehen, ersetzte wirklich die Bilanz der alten Räderuhr durch das Pendel; Hevelius versichert zwar, sich lange mit diesem Gedanken getragen zu haben, aber Huygens kam ihm zuvor.

Drei Namen sind es, die gewöhnlich mit der Erfindung der Pendeluhr in Verbindung gebracht werden: Jost Bürgi, Galilei und Christiaan Huygens. Bei der Wichtigkeit der Sache erscheint es angezeigt, auf die Gründe, die für den einzelnen sprechen, etwas näher einzugehen.

Jost Bürgi[62] (Fig. 24) (auch Byrgi, Burgk u. s. w. geschrieben), geboren zu Lichtensteig, Kt. St. Gallen, genoß nach Kepler keinerlei gelehrte Bildung in der Jugend, schwang sich aber durch andauernden Fleiß und durch besonderes Geschick für Mechanik und Mathematik zum Künstler und Gelehrten empor. Wir wissen von seinem Lebensgange nichts bis zum Zeitpunkte, da er als Mechaniker an den Hof des schon öfter erwähnten Landgrafen Wilhelm von Hessen berufen wurde. Dieser schätzte ihn bald sehr hoch; er nannte ihn sogar „ein zweiter Archimedes an Spürsinn.” Nach dem Tode seines Herrn wurde Bürgi von Rudolf II. als Kammeruhrmacher nach Prag berufen, in welcher Stellung er bis 1622 blieb. Sein Tod erfolgte zu Kassel im Jahre 1632. Er erfand mancherlei mathematische Instrumente, berechnete auch nach Keplers Zeugnis (bei Wolf, Biographien, a. a. O. S. 71) viele Jahre vor Neper die Logarithmen,[63] welche er als „Progreßtabul” veröffentlichte, allerdings erst 1620, also sechs Jahre nach Nepers Tafeln. — Was nun die Erfindung der Pendeluhr betrifft, so ist Wolf entschieden der Ansicht, daß sie Bürgi zuerkannt werden müsse.

Die Gründe, auf welche diese Annahme sich stützt, sind kurz folgende: Rothmann, der Mathematiker Wilhelms von Hessen, erwähnt in der ca. 1586 geschriebenen Einleitung zum Hessischen Sternverzeichnis, daß in Kassel eine Sekundenuhr benützt worden sei, bei welcher das Libramentum, d. h. die Unruhe oder der Balancier, „nicht auf gewöhnliche, sondern auf ganz besondere und neue Weise so getrieben werde, daß jede Bewegung einer Sekunde entspreche.” Ferner sei schon zur Zeit Rudolfs II. in Prag eine von Bürgi verfertigte Pendeluhr vorhanden gewesen, was auch ein gewisser flamändischer Mathematiker, Doms, nach dem Augenschein bestätige. So berichtet Joachim Becher in einer 1680 erschienenen Schrift; er fügt noch bei, daß auch Tycho diese Uhr benützt habe. Professor Weiß in Wien fand 1873 auf der kaiserlichen Schatzkammer außer einer sicher von Bürgi gefertigten Prachtuhr noch eine sehr alte Pendeluhr mit verschiebbarer Linse vor, welche er Bürgi zuschreibt und als die älteste Pendeluhr ansieht. Zu Kassel endlich, dem langjährigen Aufenthaltsorte Bürgis, befinden sich drei Uhren, welche nach Ausweis der alten Inventarien von Bürgi herstammen; eine derselben besitzt ein Pendel. Dies sind im wesentlichen die zu seinen Gunsten vorgebrachten Angaben.

Gerland prüft nun alle diese Gründe in seiner abschließenden Arbeit[64] „Zur Geschichte der Pendeluhr,” welcher wir hier folgen. Er gelangt zum Ergebnis, daß die Einführung des Pendels als Regulator der Uhren Bürgi nicht zugeschrieben werden könne.

Der Bericht Rothmanns würde, wenn man annimmt, daß Bürgi das Pendel erfunden, diesen auch als Entdecker des Isochronismus hinstellen, als welcher doch allgemein Galilei angesehen wird. Wäre ferner die von Bürgi an der Uhr angebrachte Verbesserung ein Pendel gewesen, so ist nicht abzusehen, warum Rothmann den Apparat nicht auch mit diesem Namen bezeichnete, sondern mit „libramentum,” (Unruhe), da er doch an andern Orten das Wort „perpendicula” gebraucht. Tycho würde gewiß die ebenso bequeme als nützliche Neuerung Bürgis auch erwähnt haben, wenn er sie wirklich benützt hätte. Was nun endlich die Kasseler Uhren betrifft, so ist eine derselben nicht bloß mit einem Pendel, allerdings ältester Form (Birne) versehen, sondern sie besitzt sogar die erst 1680 (nach der gewöhnlichen Angabe) von dem englischen Uhrmacher Element erfundene rückspringende Ankerhemmung. Gerland beweist auch noch aus Kasseler Akten, daß an der von Bürgi herrührenden Uhr wiederholt Veränderungen vorgenommen wurden und schließt hieraus, daß man bei einer solchen Gelegenheit, wahrscheinlich 1676, die alte, sehr schön und genau gearbeitete Uhr mit einem Pendel versah und so den neuen Anforderungen anpaßte. Derartige Verbesserungen wurden auch anderwärts, bald nach Bekanntwerden der Huygensschen Erfindung an schon vorhandenen Werken angebracht. So z. B. berichtet Blunschli[65] von Zürcher Uhren, welche Pendel erhielten. Die 1538 durch Hans Luter von Waldshut erstellte Uhr auf St. Peter wurde durch Meister Felix Bachofen 1675 in eine Pendeluhr umgewandelt; ebenso 1689 die aus dem Jahre 1581 stammende Uhr auf dem Oberdörffer Turm; 1682 wurden die Uhren auf dem Ketzer- und dem Grimmenturm in der angegebenen Weise verändert u. s. w.

Hieraus ergibt sich, daß Bürgi wohl kaum als Erfinder der Pendeluhr angesehen werden kann. Bei den übrigen Verdiensten als Mathematiker und Mechaniker kann dieser Umstand seinen Ruhm nicht schmälern. Als Rivalen bleiben also noch Galilei und Huygens.

Galilei (Fig. 25) (eigentlich Galileo, oder Galileo Galilei scil. filius) wurde geboren zu Pisa am 15. Februar 1564 als Sohn des Vincenzio di Michelangelo Galilei. Sein Vater war ein gelehrter Mann, der sich vorzüglich mit mathematischer Musiktheorie beschäftigte und hierüber ein Werk herausgab. Der Sohn sollte Tuchhändler werden, da die Familie arm war. Er kam jedoch zu den Mönchen des Klosters Vallombroso in die Schule, wo er sich große Fertigkeit in den alten Sprachen und jene Meisterschaft des italienischen Stiles aneignete, welche seine Landsleute noch heute an ihm bewundern. Mit 17 Jahren bezog der junge Galilei die Universität zu Pisa, um dort Arzneikunst zu studieren. Er setzte jedoch bald diese Disziplin beiseite und verlegte sich vorwiegend auf das Studium der Mathematik und Experimentalphysik. Seine erste Entdeckung, den Isochronismus der Pendelschwingungen, schlug er den Aerzten seiner Zeit als Pulsmesser am Krankenbett vor, ein Verfahren, das sich in Italien auch längere Zeit erhalten haben soll.

Die übrigen wissenschaftlichen Entdeckungen Galileis, seine Untersuchungen über den freien Fall, über das Fernrohr, die Auffindung der vier Jupitertrabanten, der Konfiguration der Mondoberfläche, der Sonnenflecken, der Sichelgestalt der Venus sind bekannt; ebenso die traurigen Schicksale, welche diesen Mann bis zum Tode verfolgten. Er starb erblindet im Alter von 77 Jahren, 10 Monaten und 20 Tagen den 8. Januar 1642. Als Schüler Galileis sind Viviani und besonders Torricelli, der Erfinder des Thermometers, berühmt geworden. Ein treuer Freund des unglücklichen Gelehrten, der auch in den gefährlichsten Lagen bei ihm ausharrte, war der 1644 als Professor der Mathematik zu Rom verstorbene Benediktinermönch Benedetto Castelli, welcher sich besonders als praktischer Hydrauliker großen Ansehens erfreute.

Galilei knüpfte schon frühe (1612) mit dem spanischen Hof Unterhandlungen an, um eine von ihm erdachte Methode der Längenbestimmung zur See, durch Beobachtung der Jupitertrabanten, einzuführen. In diesen sich mit Unterbrechung bis 1630 hinziehenden Verhandlungen wird noch mit keinem Worte des Pendels als Zeitmessers gedacht, woraus wir schließen dürfen, daß Galilei dasselbe auch noch nicht praktisch verwertete. Im Jahre 1636 dagegen bot er seine Methode den Generalstaaten an und versprach zugleich, einen genauen Zeitmesser herzustellen. Worin dieser bestehe, erklärt er in einem Briefe vom 5. Juli desselben Jahres, welcher an Laurens Reaal, den früheren Statthalter von Holländisch-Ostindien, gerichtet ist. „Ich bediene mich,” sagt er, „zur Zeitmessung eines Pendels von Messing oder Kupfer, welchem ich die Form eines Sektors von 12–15° gebe, dessen Radius über Spannen lang ist. Den Sektor verdicke ich im mittleren Radius und verdünne ihn sehr scharf auf beiden Seiten, damit ihm, soweit möglich, die Luft keinen Widerstand leiste. In seinem Mittelpunkt hat er eine Oeffnung, durch welche ein Eisen geht, wie jenes, um welches sich eine Wage bewegt. Dieses Eisen endet unten in eine scharfe Ecke und ruht auf zwei Stützen von Erz. Wenn nun der Sektor weit vom bleirechten (lotrechten) Stande entfernt ist und dem eigenen Fall überlassen wird, so legt er eine Menge Schwingungen zurück, ehe er stille steht. Damit er aber seine Schwingungen fortsetze und immer weit aushole, muß derjenige, welcher dabei steht, ihm von Zeit zu Zeit einen starken Stoß geben.” Eine am Pendelgewicht befestigte Borste (setola fissa) stieß bei jedem Hin- und Hergang des Pendels ein Rädchen um einen Zahn vorwärts. Ob eine derartige Vorrichtung damals von Galilei ausgeführt wurde, weiß man nicht; er wollte wahrscheinlich den Abschluß der Verhandlungen abwarten, um dann die versprochenen Instrumente an die Holländer abzusenden. Durch Tod einiger der eifrigsten holländischen Kommissionsmitglieder wurde die Angelegenheit erst verschoben und schlief dann zuletzt ganz ein.

Diese soeben beschriebene Vorrichtung kann natürlich nicht als Uhr, sondern nur als Zählwerk bezeichnet werden. Dagegen ist in einem von Arcetri (bei Florenz) aus an P. Fulgenzio Micanzio gerichteten Briefe, datiert vom 5. November 1637, von Zeitmessern die Rede, welche an Genauigkeit alles Bisherige übertreffen. Er erziele, sagt Galilei, mit seinen Instrumenten nicht bloß eine Genauigkeit von einem Grad, sondern auch noch von Minuten, Sekunden Terzen und weiter, wenn es verlangt werde. Die Vorrichtung selbst wird leider nicht beschrieben.

Es läßt sich aber aus andern Quellen unzweifelhaft beweisen, daß Galilei die Pendeluhr erfunden habe.[66] Viviani, „der letzte Schüler Galileis,” wie er sich gern nannte, erwähnt diesen Gegenstand in einer 1659 an Prinz Leopold von Medici gerichteten Schrift.[67] Darin wird erzählt, wie Galilei 1641, also schon erblindet, auf den Gedanken kam, „daß es möglich wäre, das Pendel an den Feder- und Gewichtuhren anzubringen und sich seiner zu bedienen; in der Hoffnung, der sehr gleichmäßige und natürliche Gang des Pendels werde alle Mängel der Kunst an den Uhren zu heben im stande sein.” An der persönlichen Ausführung dieser Idee wurde Galilei durch seine Blindheit verhindert; er übertrug aber dem Sohne die Konstruktion nach einer Zeichnung, welche Viviani seiner Schrift für den Prinzen beilegte. Durch den Tod des Vaters sei jedoch die Sache verzögert und erst 1649 mit der Ausführung begonnen worden. Die Räder wurden von einem Schlosser verfertigt, die Zähne aber, um die Sache geheim zu halten, von Vincenzio selbst geschnitten. Als der Apparat soweit gediehen war, um seine Wirkungsweise studieren zu können, wurde Vincenzio Galilei vom Fieber dahingerafft. Viviani beschreibt jedoch die Uhr genau und an Hand der noch in der Bibliotheca Palatina zu Florenz vorhandenen Zeichnung fällt es nicht schwer, dieselbe zu verstehen.[68] Die beigegebene Figur 26 wird das Verständnis erleichtern; sie ist eine verkleinerte Wiedergabe des Originales, wobei die Hemmung getrennt dargestellt ist.[69] (Fig. 27).

P bedeutet die Pendelstange, ihre Achse ist in M; r und qs sind zwei Hebel, welche mit dem Pendel fest verbunden sind, sich also auch um M drehen. Np ist ein weiterer Hebel, der seinen Drehpunkt in N hat; an ihm befindet sich ein Stift (vertikal zur Papierebene, ebenso wie die Stifte des Zahnrades), vermittelst dessen sein hakenförmiges Ende aus einem Einschnitt des Zahnrades durch den Arm qs herausgehoben werden kann. Der Verlauf der Hemmung ist nun folgender:

Auf der Welle des untersten Zahnrades hängt an einer Schnur das treibende Gewicht, welches in der Zeichnung weggelassen ist. Dadurch wird direkt das unterste Rad und mittelst Uebertragung durch andere Zahnräder auch das oberste (Sperrrad), welches mit einseitigen scharf eingeschnittenen Zähnen versehen ist, in Bewegung gesetzt. Hatte nun das Pendel die in der Figur dargestellte Lage durch Bewegung von rechts nach links erreicht, so griff der Arm qs in den Sperrhaken Np ein und hob ihn empor, so daß das Sperrrad sich in der Richtung des Pfeiles (Fig. 27) bewegen konnte, aber nur so lange, bis einer der Stifte, welcher seitlich am Sperrrad (gegen den Beschauer zu) angebracht sind, von dem Arm r arretiert wurde und dadurch die Bewegung hemmte. Wenn nun das Pendel wieder nach der andern Seite schwingt, so löst sich beim Passieren der Gleichgewichtslage desselben der Arm r von seinem Stifte, wobei er zugleich noch einen kleinen Antrieb erhält durch das mit einem Ruck sich wieder drehende Sperrrad. Entsprechend kurze Zeit nachher fällt aber der Sperrhaken Np wieder herunter und hemmt die Bewegung aufs neue. Beim Zurückschwingen des Pendels hebt nun der obere, längere Arm qs den Sperrhaken wieder, und das Rad bewegt sich aufs neue um einen Zahn, d. h. um den Abstand zweier Stifte vorwärts. Diese Bewegung läßt sich natürlich leicht auf ein Zeigerwerk übertragen. Die Uhr geht so lange, als das Gewicht noch fallen kann.

Diese Hemmung ist eine sehr gute und enthält schon den Grundgedanken des erst 100 Jahre später erfundenen Grahamschen Ankers. Das Pendel schwingt fast völlig frei und insoweit wäre die Galileiʼsche Hemmung der Huygensschen vorzuziehen.

Die Erzählung Vivianis findet ihre Bestätigung in der ausführlichen Biographie Galileis von Nelli, nach welcher 1688 die Witwe Vincenzios den Nachlaß ihres Gemahls verkaufte. Darunter befand sich auch „eine eiserne, unvollendete Pendeluhr, zuerst von Galilei erfunden” (un Oriuolo non finito di ferro col pendolo, prima invenzione del Galileo). Wohin diese Uhr damals gelangte, ist nicht bekannt.

Aus dem Gesagten erhellt, daß Galilei als der erste Erfinder der Pendeluhr angesehen werden muß; wenn seine Erfindung sich nicht verbreitete, sondern in Vergessenheit geriet, so ändert dieser Umstand an der Tatsache selbst gar nichts. Er wird aber erklärlich, wenn man bedenkt, daß Vincenzio vor Vollendung des Werkes starb und Viviani vielleicht im Drange anderer Geschäfte dasselbe ebenfalls nicht vollenden konnte oder mochte; endlich war die Einrichtung derartig, daß nicht leicht schon vorhandene Uhren mit dem Pendel versehen werden konnten. Für die Zeichnung selbst darf Galilei nicht verantwortlich gemacht werden, da er sie ja, wie bekannt, schon erblindet, diktierte. Jedenfalls aber ist die Erfindung der Pendeluhr ein schöner Edelstein in der schon so reichen Krone des großen Physikers und Astronomen Galileo Galilei.

Durchaus selbständig und ganz unabhängig von Galilei wurde die Pendeluhr noch einmal erfunden, 15 Jahre später, durch den berühmten niederländischen Gelehrten Huygens; zwischen Galilei und Newton vielleicht der bedeutendste Physiker.

Christiaan Huygens[70] (Fig. 28) (latinisiert Hugenius) wurde geboren im Haag am 14. April 1629. Sein Vater, als lateinischer Dichter und Mathematiker bekannt, bekleidete die Stelle eines Kabinettsrates des Hauses Oranien. Er war sehr begütert und unterrichtete seinen Sohn Christiaan selbst in Mathematik, Musik und Maschinenkunde. Dieser verfertigte schon als zehnjähriger Knabe allerlei Modelle von Maschinen, welche zum Teil noch vorhanden sein sollen. Sechszehnjährig ging er nach Leyden auf die Universität; später setzte er seine Studien in Breda (Nord-Brabant) fort. 1649 machte Huygens eine große Reise nach Deutschland und 1655 nach Frankreich, wo er zu Angers als Doktor Juris promovierte. Die folgenden Jahre wurden abwechselnd in Holland und England zugebracht, bis Ludwig XIV. ihn im Jahre 1665 als Mitglied der vor kurzem gegründeten Akademie nach Paris berief. Von Frankreich siedelte er 1681 wieder nach Holland über, wo er an den Folgen einer schweren Krankheit, nachdem die Geisteskräfte rasch abgenommen, im Haag sein Leben beschloß den 8. Juni 1695 im Alter von 67 Jahren.

Huygens war nie verheiratet und lebte sehr zurückgezogen ganz der Wissenschaft. Seine Schriften können hier nicht im einzelnen aufgeführt werden, ebenso wenig als die zahlreichen Entdeckungen, welche die Physik auf vielen Gebieten diesem Manne verdankt; nur einiges möge genannt sein. Wie Galilei, beschäftigte auch Huygens sich viel mit der Optik und mit Anfertigung und Verbesserung der Fernrohre. Mit Hilfe mächtiger Instrumente, die viel besser waren als jene, welche Galilei benützte, machte er eine Reihe wichtiger Entdeckungen. So fand er 1656 den 6. Saturnmond und 1657 den Orionnebel; in einem im Jahre 1659 erschienenen Werke „Systema Saturnium,” gibt er die erste Abbildung des Orionnebels, sowie die Auflösung des schon früher gestellten Anagramms[71] betreffs der Ringe des Saturn und endlich eine genaue Erklärung derselben.

Außer vielen andern, für unsern Zweck nicht in Betracht kommenden Schriften Huygensʼ, sind es besonders zwei, welche hier berücksichtigt werden müssen, nämlich die kleine 1658 erschienene Abhandlung: Horologium, Hag. Com.; in derselben wird die schon 1656 gemachte Erfindung der Pendeluhr beschrieben. Ganz besonders wertvoll aber ist die größere Schrift: Horologium oscillatorium etc. Paris 1673. Hier findet sich neben vielem andern eine genaue Theorie des einfachen und zusammengesetzten Pendels und eine ins einzelne gehende Beschreibung der neuen Uhr.

Die Schrift zerfällt in fünf Abschnitte: 1. Beschreibung der Pendeluhr in verbesserter Form mit Cykloidenpendel und einer horizontalen Hemmung. 2. Vom Falle schwerer Körper und ihrer Bewegung auf der Cykloide. In 26 Propositionen wird der freie Fall, der Fall auf der schiefen Ebene und auf der genannten Kurve behandelt, zugleich auch bewiesen, daß letztere eine sogenannte „Tautochrone” ist (siehe weiter unten), da es gleichgültig, von welchem Punkte der Krümmung aus der Körper fällt. Voraus gehen diesem Teil die drei „Hypothesen,” welche die Stelle der Bewegungsgesetze vertreten. Im 3. Abschnitt werden die Evolutentheorie, als deren Begründer Huygens anzusehen ist, und die Dimensionen der Kurven behandelt. Der 4. Teil handelt vom physischen oder zusammengesetzten und vom Cykloidenpendel. Diese Ausführungen sind wohl die wichtigsten für die theoretische Mechanik. Im 5. und letzten Abschnitt werden einige Sätze aufgestellt über die Centrifugalkraft, sowie über die Konstruktion einer besonderen Art Uhren, der sogenannten Cirkularpendeluhren.

In der Vorrede genannter Schrift sagt Huygens, daß er bereits vor 16 Jahren über das Pendel geschrieben, seither aber manches daran verbessert habe, weshalb er jetzt noch einmal alles zusammenfasse: „Wie es aber immer gewesen und wohl auch immer sein wird, haben sich auch jetzt wieder Leute gefunden, welche meine Erfindung sich oder wenigstens ihrer Nation zuschreiben wollen. Ich glaube also, es sei an der Zeit, derartigen Bestrebungen einmal entgegenzutreten.” Es genüge, nur dies eine entgegenzuhalten: vor 16 Jahren sei weder in Wort noch Schrift von einer derartigen Pendeluhr die Rede gewesen, also dürfe er wohl sagen, durch eigenes Studium auf die Erfindung gekommen zu sein. Im Jahre 1658 habe er dann eine kleine Schrift über diesen Gegenstand veröffentlicht. „Wenn aber gesagt wird, Galilei habe an der Erfindung gearbeitet, sie aber nicht vollendet, so wäre das mehr ein Tadel für ihn als für mich, der ich die Sache mit besserem Erfolg angefaßt hätte. Erwidert man, Galilei oder sein Sohn hätten wirklich eine solche Uhr gemacht, so ist schwer zu glauben, daß etwas Derartiges volle 8 Jahre habe verborgen bleiben können. Daß es mit Absicht geschehen sei, könnte, wie man leicht sieht, jeder sagen, welcher die Erfindung eines andern für sich beansprucht. Jedenfalls aber wäre das zu beweisen, und mich würde die ganze Sache nicht weiter angehen, außer es würde zugleich festgestellt, daß allein ich von dem wußte, was allen andern verborgen geblieben.”

Wie man sieht, steht Huygens tapfer ein für das Kind seines Geistes, und dies mit Recht, denn seine Erfindung war selbständig gemacht worden und ganz verschieden von derjenigen Galileis. Daß die Sprache des Gelehrten in obigem einige Male etwas scharf wird, beruht, wie sogleich gezeigt werden soll, auf Mißverständnissen. Sobald er besser unterrichtet war, trug er kein Bedenken, Galileis Priorität anzuerkennen. Dies geschah bald.

Boulliau[72] sandte noch im Jahre 1658 ein Exemplar des „Horologium oscillatorium” an den Prinzen Leopold von Toskana. In der Antwort wies dieser auf das Zählwerk Galileis hin und beanspruchte für diesen die Priorität. Boulliau teilte diese Aeußerung Huygens mit, welcher darüber schreibt: man muß wohl glauben, da ein solcher Fürst es versichert, daß Galilei vor mir diesen Gedanken gehabt. Indes hatte er noch einige Bedenken: „denn schließlich, wenn das Modell Galileis keine Unzuträglichkeiten gehabt hätte, so wäre es ganz unglaublich, daß er eine in vielen Punkten so wichtige Sache nicht ausgeführt hätte, noch nach ihm der Fürst Leopold, als er das Modell fand. Wenn ich die Ehre hätte, von S. Hoheit näher gekannt zu werden und Kühnheit genug, so würde ich an denselben gelangen, um eine Zeichnung davon zu bekommen, damit ich sehen könnte, inwiefern es von meinem Modell verschieden ist. (Wenn die Verschiedenheit nur in den Rädern liegt, so hat es wenig zu sagen). Aber wenn das Pendel anders aufgehängt ist als ich es getan; wenn es sich z. B. um eine Achse dreht, so könnte der Erfolg kein so guter sein.” Boulliau machte den Prinzen mit diesen Gedanken bekannt und Gerland[73] glaubt, daß dieser Brief Veranlassung zu dem oben erwähnten Bericht Vivianis von 1659 gewesen sei. Eine Kopie der Zeichnung,[74] nebst einer Skizze der Uhr selbst, sandte Leopold noch im gleichen Jahre durch Boulliau an Huygens. Boulliau meldet den Empfang und die Absendung mit den Worten: „Die Zeichnung der beiden durch Pendel betriebenen Uhren, welche ich von Ihrer Hoheit empfangen, habe ich an Huygens geschickt; und wenn ich Zeit gefunden, hätte ich auch noch die Geschichte des von Galilei erfundenen Pendels beigefügt.” Huygens scheint geglaubt zu haben, man wolle ihn in Italien eines Plagiates beschuldigen, was durchaus nicht der Fall war, weshalb er wieder an Boulliau (1670) zurückschrieb: „Aber was ist zu tun, um dem Fürsten die Meinung zu benehmen, die er von mir gefaßt zu haben scheint, als ob ich mir die Erfindungen anderer anmaßen wolle. Gewiß würde ich mich nicht wert halten zu leben.” Weil aber, fährt er fort, das Gegenteil schwer zu beweisen sei, so könne er nur versichern, daß weder er selbst, noch sonst jemand in diesem Lande, so viel er wisse, von der Erfindung gehört habe, bevor er sie veröffentlichte. Diese Versicherung gab Huygens bei jeder Gelegenheit, und sie verdient auch in allen Punkten vollen Glauben, da ja, wie wir gesehen, Vincenzio und Viviani Galileis Erfindung so geheim als möglich hielten.

Es darf also als bewiesen angesehen werden, daß Huygens zwar 15 Jahre später, als Galilei, (1656, er veröffentlichte seine Schrift erst zwei Jahre darauf), aber durchaus selbständig, ohne von der ersten Pendeluhr etwas zu wissen, dieses so wichtige Instrument zum zweiten male erfunden hat.