Mit Ausnahme der Rolle reicht die Verwendung einfacher Maschinen im Wirtschaftsleben der Menschheit ebenfalls bis in deren Frühzeit zurück, wie wir im Lauf unserer Betrachtungen mehrfach sehen werden. Schon das hölzerne Urgerät verknüpft ihrer zwei miteinander. Das ist der in der neueren Völkerkunde viel besprochene Grabstock, dessen wirtschaftsgeschichtliche Bedeutung ich bereits in der »Urgesellschaft und ihrer Lebensfürsorge« zu würdigen versucht habe. Physikalisch vereinigen sich in ihm die beiden Maschinen des Keils und des Hebels. Das Wesen des Keils ist jedermann bekannt; er ist ein dreiseitiges Prisma, das mit einer Kante zwischen zwei Körper dringt, um diese vermöge einer auf seinem Rücken zur Wirkung gelangenden Kraft voneinander zu entfernen. Man kann ihn als ein System von zwei schiefen Ebenen auffassen, die mit ihren Grundflächen aneinander gelagert sind. Die Wirkung, allerdings auch der Weg, ist um so größer, je beträchtlicher die Seitenlänge des Keils im Verhältnis zu seinem Rücken, d. h. je spitzer oder schärfer er ist. Unter einem Hebel verstehen wir jeden um einen festen Punkt oder eine feste Achse drehbaren Körper, an dem Kräfte wirken. Schaukelbrett und Brecheisen sind gemeinverständliche Hinweise auf sein Wesen.

Beider Wirkungsweise vereinigt sich also im Grabstock und damit wohl dem urtümlichsten und ältesten Werkzeuge der Menschheit überhaupt. In dem Augenblick, wo unser ältester Vorfahr denselben Stock, den er mutwillig vom nächsten Baum abgerissen hatte, mit der durch diese Abtrennungsart bedingten abgeschrägten Endfläche in den Erdboden stieß, um irgendeinen genießbaren Gegenstand herauszuholen, war der Keil erfunden, und wenn er darauf den Stock mit dem Schwung eines jugendkräftigen Geschlechts zur Seite bog, um die Knollenfrucht, oder worum es sich sonst handelte, dem Schoß der Erde zu entheben, so hatte sich ihm auch die Entdeckung des Hebels hinzugesellt, denn mit der Drehung um einen festen Punkt, in diesem Fall die Übergangsstelle in den Erdboden, wird der Stock eben zu dieser einfachen Maschine. Nach der einmal gewonnenen Erkenntnis ihres Wesens und ihrer Wirkung hat der Mensch dann gerade mit ihr förmlich gewuchert, denn wir finden den Hebel fortan fast bei allen außerkörperlichen Betätigungen verwendet.

Uralte und dabei universale Formen des Keils sind alle unsere Schneid-, Hieb- und Stichgeräte und -waffen, ohne daß uns die physikalische Seite dieser Dinge für gewöhnlich so recht zum Bewußtsein kommt. Trotz ihrer Einfachheit sind sie dabei streng auf den Menschen beschränkt, indem kein Tier sich zur Höhe außerkörperlichen Schneidens, Hauens und Stechens emporzuschwingen verstanden hat.

Im Sinn der Kappschen Theorie von der Selbstbeobachtung und der Organprojektion gibt dieser Umstand sehr zu denken. Diese berühmte Lehre sagt, daß zum Erkennen der Zweckmäßigkeit eines einmal erprobten Werkzeugs die Fähigkeit des Vergleichs mit den eigenen körperlichen Organen gehört (Kulturelemente S. 10 ff.). Erst wenn ich endgültig festgestellt habe, daß ein Steinsplitter, mit dem ich ein Fell zerschneide, vorteilhafter wirkt als meine eigenen Zähne oder meine Fingernägel, werde ich dem Werkzeuge den Vorzug geben, es beibehalten und gegebenenfalls vervollkommnen. Wenn nun nicht einmal die intelligentesten Tiere, trotzdem sie mit Stöcken schlagen und mit Steinen werfen, fähig gewesen sind, den Schritt zu den auf dem so einfachen Prinzip des Keils beruhenden Werkzeugen zu tun, so spricht das doppelt stark zugunsten der Kappschen Theorie. Lediglich der Mensch verfügt eben über jene Fähigkeit der Selbstbeobachtung, und nur er hat es in der Folge verstanden, die mangelhafte Wirkung seiner eigenen Schneid-, Hieb- und Stichorgane, also des Gebisses und der ausgestreckten Finger und ihrer Nägel, durch Messer und Zange, Stemm- und Hobeleisen, Beil und Säge, Lanze, Schwert und Dolch u. dergl. zu ersetzen. Das aber sind alles Dinge, die wiederum nur mit der Hand geführt werden können, so daß sich unser Wunderorgan also auch hier wieder als die unerläßliche Vorbedingung zum Aufstieg des Menschen darstellt.

Nach diesem vorläufigen Einblick in die Gesetze der Physik, unter denen die beiden urtümlichsten Stoffe in den Dienst der jungen Menschheit gestellt worden sind, können wir die Flugbahn in das Reich der Mechanik nunmehr etwas ungebundener und kühner wählen, indem wir fortan auch solche Erscheinungen heranziehen, die ein tieferes, wenn auch immer noch unbewußtes Eindringen in die Geheimnisse der Natur zur Schau tragen. Manche von ihnen blicken auf ein ehrwürdiges Alter herab, während andere wieder viel jüngeren Datums, menschheitsgeschichtlich neue Erfindungen oder Entdeckungen sind. Sinnbilder des systematischen Hineinwachsens unseres Geschlechts in die Herrscherrolle über alles Organische und Unorganische bleiben sie dabei ohne Ausnahme.

5. Das Leitungsvermögen.

Die Wärme hat die Eigenschaft, sich auszubreiten, indem sie von Stellen höherer Temperatur zu solchen von niedrigerer übergeht. Das geschieht sowohl innerhalb ungleich erwärmter Körper selbst, wie auch zwischen zwei nebeneinandergelagerten verschiedenartigen Substanzen. Halten wir eine Metallstange ins Feuer, so wird auch das andere Ende warm, und halten wir an die heiße Metallstange irgendeinen anderen Körper, so erwärmt sich auch dieser. Jene Leitungsfähigkeit nennt man die innere, diese die äußere.

Diesem Wärmeausgleich gegenüber verhalten sich die verschiedenen Substanzen nun höchst ungleich; während die Metalle im allgemeinen gute Leiter sind, gehören alle übrigen Substanzen zu den schlechteren. Setzen wir, wie es üblich ist, das Leitungsvermögen des Silbers gleich 100, so zeigt die Tabelle für eine Anzahl von Körpern folgende Vergleichszahlen:[3]

Diese Verschiedenheiten haben die Menschheit zu den mannigfaltigsten Maßnahmen und Verhaltungsregeln veranlaßt. Zunächst in Kleidung und Wohnung, dann auch in der Küche; schließlich und vor allem in der Technik.

Die Völkerkunde unterscheidet in der heutigen Tracht nach Georg Gerland die tropische, die subtropische und die boreale oder nordische Form. Jene ist am schwächsten; sie fehlt oftmals ganz oder doch bei bestimmten Bevölkerungsteilen und bedeckt nie größere Körperflächen, sondern beschränkt sich im großen und ganzen auf die Hüftpartie. Nur wo großflächige Stoffe leicht erhältlich sind, nimmt die tropische Kleidung ebenfalls größere Dimensionen an, wie bei den Haussa in Westafrika, den Baganda im Nordwesten des Viktoria Nyansa und neuerdings den Massai und Wahehe in anderen Teilen Ostafrikas.

Die subtropische Kleidung besteht aus einem hemdartigen Unterkleid und dem Mantel, wie die altrömische Tunika und die Toga dartun. Große Teile des Körpers bleiben dabei frei; der Mantel ist zudem leicht ablegbar — kurz, es handelt sich offensichtlich um eine Übergangsform.

Das boreale Kleid endlich bedeckt den ganzen Körper und besteht aus vielen neben- und übereinandergetragenen Stücken, von der Kopfbedeckung bis zu Strumpf und Schuh herunter. Sie ist im Begriff, sich die ganze Welt zu erobern.

Die menschliche Kleidung ist nach alledem sichtlich eine Anpassungserscheinung an das Klima. Sie ist als Folgewirkung unserer Ausnahmestellung rein außerkörperlich, im strengen Gegensatz zum Tier, welches sich einer rauheren Außenwelt durch einen natürlichen Pelz anpaßt. Pelzwerk ist in der Tat der gegebene Kleidungsstoff für den hohen Norden, denn es vereinigt in sich alle Eigenschaften, die an ein zweckentsprechendes Gewand gestellt werden müssen: ein eigenes, schlechtes Leitungsvermögen und zugleich die Fähigkeit, in seinen lockeren Haar- oder Federmassen — es gibt bei den Hyperboräern auch Vogelbalgpelze — viele Luft einzuschließen und zurückzuhalten. Nach dem treffenden Vergleich von A. Byhan in dessen hübschem Buch »Die Polarvölker« (Leipzig 1909) läuft die dortige Kleidung auf das gleiche Prinzip wie unser Doppelfenster hinaus; wie dieses zwischen den an sich schon schlecht leitenden Glasscheiben noch eine ganz schlecht leitende stehende Luftschicht beherbergt, verringert auch die arktische Kleidung den Zutritt äußerer Kälte und den Verlust an Eigenwärme auf ein Minimum. Auf beides kommt es bei aller warmen Kleidung an; daher die zwiebelartige »Vielschaligkeit« auch unserer Wintertracht im Gegensatz zur sommerlichen.

Faßt man, wie manche Kulturhistoriker es tun, den menschlichen Wohnbau als eine Erweiterung unserer Kleidung auf, sozusagen als das gemeinsame weitere Gewand einer ganzen Menschengruppe, so darf es uns nicht wundern, die auf das Kleid verwendeten physikalischen Leitsätze auch beim Hause wieder zu finden, diesmal allerdings mit der Maßgabe, daß man in den heißen Ländern die Wärme nicht in das Haus hinein-, sie in den kalten aber nicht herauslassen will. Daher das sehr weit nach außen überstehende oder tief nach unten ragende Stroh- oder Palmendach so vieler tropischer Häuser und Hütten; daher die Fensterlosigkeit ebendort; daher schließlich die verschiedenartigen Abschlußmethoden arktischer Völker gegen die eisige Außenluft. Von diesen am bekanntesten ist der lange, in den Schnee oder auch den Boden gegrabene Gang bei den Eskimo, der entweder gekrümmt oder unterhalb des Niveaus der Hüttensohle angelegt ist. In Verbindung mit der luftdichten Bauart der Winterhütten verhütet besonders der tief angelegte Gang den Abfluß der Wärme nach außen und den Zustrom äußerer Kälte nach innen, indem die in dem unterhalb der Hüttensohle gelegenen Teile der Gangröhre lagernde schwere Luft ganz wie ein Stöpsel wirkt. Bei den Wandertschuktschen und Korjaken des nordöstlichsten Asiens beruht die Isolation weniger auf dem Gewicht als auf dem Einschluß der Luft. Diese leitet nur dann schlecht, wenn sie an der Bewegung verhindert ist, so daß sie nicht wechselt und solange sie nicht durch Verdampfung von Wasser Wärme entzieht. Daher für die Eingebornenkinder dort am Kältepol die Möglichkeit, bei mehr als 60° unter Null nackend im Schnee zu spielen, solange die Luft sich nicht regt. Um auch im Zelt dagegen geschützt zu sein, legt man in ihm eine Isolierkammer aus Renntierfellen an, die mit der Haarseite nach innen gekehrt sind. Sie nimmt etwa den dritten Teil des Innenraumes ein, wird tagsüber mit Lampen geheizt und dient des Nachts als Schlafraum. Die um sie herumlagernde starke Luftschicht sichert ihr durchaus genügende Temperaturverhältnisse zu.

Das geringe Leitungsvermögen von Schnee und Eis ist gleichfalls in mehrfacher Weise ausgenutzt worden. Zunächst in der des Iglu, der bekannten Schneehütte der Zentraleskimo (vergl. Kulturelemente, Seite 83 ff.), die physikalisch nach jeder Richtung hin gut begründet ist; denn zu dem schlechten Leitvermögen der Schnee- oder richtiger Firnwand selbst gesellen sich der soeben geschilderte Abschluß durch die Gangröhre und das ebenso geringe Leitvermögen des Fensters aus Seehundsdarm oder Eis. Sodann in einer primitiveren Form, indem sich der Sibirier, sofern er in den polaren Einöden von einem Schneesturm überfallen wird, ein Loch in den Schnee scharrt, gerade groß genug, um darin kauern zu können, und es mit Zweigen u. dergl. überdeckt. Etwas ähnliches unternimmt nach Heilborn[4] auch der nordamerikanische Elch, indem er sich richtige umwallte Schneeburgen schafft, nur daß er nicht für deren Bedachung zu sorgen weiß.

In ein neues Verhältnis zum Leitungsvermögen der Substanzen tritt der Mensch mit der Hereinziehung des Feuers in seinen Bereich, insonderheit seine Küche und die Technik. Solange er es nur zum Rösten und Braten benutzte, konnte es seinen Händen nicht gefährlich werden, denn der Stock, auf den er das Fleisch steckte, der Rost, auf den er es legte, waren beide schlechte Leiter, die er ruhig angreifen konnte, ohne sich zu verbrennen. Viel später kommt dann das Kochen auf, die Aufschließung der Speisen in siedendem Wasser. An Möglichkeiten, den Siedepunkt zu erzielen, gab es zwei, die auch beide benutzt worden sind. Die eine ist das Kochen von oben her mit Hilfe glühender Steine, die man in das Wasser hineinwirft (Abb. 12 a), bis es siedet, um es durch weiteren Nachwurf auf dieser Temperatur bis zur Erreichung des jeweiligen Endzwecks zu erhalten. Dabei mußte das Auswechseln der Steine Nachdenken verursachen, bis ein Schlaukopf die Kelle erfand, oder auch die Zange, indem er einen Zweig einfach in der Mitte zerknickte, um nunmehr die Steine einzeln zwischen die Zweigenden zu klemmen (Abb. 12 b). Schlechte Wärmeleiter und darum praktische Küchengeräte waren Kelle wie Zange aus bekannten Gründen.

Das gilt nun im Höchstmaß schließlich von den noch urwüchsigeren Gefäßen, mit denen die Frau vor der Erfindung der Töpferei ihr Heil versuchte. Das konnten in Afrika Straußeneischalen sein, dort und anderswo Flaschenkürbisse, abgedichtete Schildkrötenschalen, Bambusröhren oder Bast- und Rindengefäße oder ähnliches, meist aber doch wohl eigens ausgehöhlte Holzschalen, jedenfalls lauter Substanzen von ganz geringem Leitungsvermögen, so daß ihre Verwendung in unserer Zeit der Kohlenteuerung und Kohlenknappheit kaum empfehlenswert sein dürfte.

Aber kann man denn in Holzgefäßen überhaupt kochen? Die müssen doch elendiglich verbrennen, bevor der Inhalt auch nur eine halbwegs höhere Temperatur erreicht haben wird. Nun, man kann sogar in einem Papiergefäß kochen, in ihm sogar eine Bleikugel schmelzen, vorausgesetzt, daß man dafür sorgt, daß die Flamme keine freiliegende Stelle beleckt. Das Papier gibt die Wärme rasch an den Inhalt ab. Da die Wassertemperatur dabei nicht über 100° hinaussteigt und auch Blei schon bei 330° schmilzt, beide Temperaturen dem Papier jedoch nicht schaden, so bleibt es unverletzt. Bei den übrigen organischen Kochgeschirren liegen die Verhältnisse ganz ähnlich: zwar können sie außen verkohlen, doch schlägt die Flamme nicht durch, weil das benachbarte Wasser mit seiner relativ niedrigen Temperatur dies verhindert. Noch aus der jüngsten Vergangenheit ist der Gebrauch von Bastkörben und Bambuszylindern zu Kochzwecken aus Indonesien verbürgt (Abb. 13); es wäre nicht ohne Interesse zu wissen, ob die dortigen Hausfrauen für die doch immerhin vorhandene Seltsamkeit des Vorganges irgendwelches Verständnis haben oder ob sie ihn hinnehmen wie jedes andere alltägliche Geschehnis im Leben auch.

Mit dem Aufkommen der Metalle lernt der Mensch schließlich auch die höheren Leitungsvermögen kennen. Er wird sicher schweres Lehrgeld in Gestalt verbrannter Finger bezahlt haben, bevor er begriff, daß man ungestraft kein heißes Metall berührt. Ganz Afrika hatte denn auch Schmiedezangen uralten Stils in der Form jener geknickten Holzstäbe, bis die Berührung mit dem Europäer auch hier die eiserne Zange mit den aufgesteckten hölzernen Handgriffen und damit ein Isoliermaterial von nur 0,15 oder gar 0,07 Leitungsfähigkeit eingeführt hat. Die Verwendung anderer Isoliermittel, wie Filz, Stroh, Sägespäne, Kieselgur, Kork, Kautschuk und dergleichen, gehört erst späteren Stufen der Metalltechnik an. Ohne diese Hilfsmittel wäre sie gar nicht zu denken.

6. Der Luftdruck.

Die meisten Flüssigkeiten verdampfen an ihrer Oberfläche bei jeder Temperatur. Das Wasser z. B. verdampft schon bei 0 Grad langsam, bei Zimmertemperatur schneller, bei höheren Temperaturen noch schneller. Dabei aber verdampft es immer nur an der Oberfläche, bis durch weiteres Erhitzen schließlich eine Temperatur erreicht wird, wo sich auch im Innern Dampf bildet. Diese Temperatur nennt man den Siedepunkt einer Flüssigkeit; sie besagt, daß die Spannkraft der in ihr enthaltenen Dämpfe dem auf der Flüssigkeit lastenden Druck das Gleichgewicht hält.

Das Wesen des Siedepunktes ist für die Mehrzahl selbst der sogenannten Gebildeten ein Buch mit sieben Siegeln; wir dürfen also mit um so weniger Recht gegen die Naturvölker den Vorwurf erheben, die Tatsache der Luftschwere nicht erkannt zu haben. Kochen können viele von ihnen trotzdem vielleicht ebensogut wie manche weiße Bürgersfrau. Auch von der exakten Feststellung des Luftgewichts, wie es unsere Barometer uns täglich vorführen, ist keinem jener Völker jemals Kunde geworden, und trotz alledem haben etliche von ihnen von der Tatsache selbst in ganz angemessener Weise Gebrauch gemacht.

In allen Meeren tropischer und gemäßigter Breiten, auch im Mittelmeer, lebt die Fischgattung Echeneïs, im Volksmund Schildfisch oder Schiffshalter genannt. Jenen Namen führt er von einer ovalen Scheibe her, die, wie die Abbildung 14 zeigt, an Kopf und Nacken sitzt und aus zahlreichen kleinen, aufrichtbaren Platten besteht, die von einem erhöhten Rand umgeben und von einer Längsleiste geteilt werden. Drückt der Fisch den Rand mit dem die Scheibe umgebenden Ringmuskel an einen anderen Gegenstand an und richtet darauf die Platten hoch, etwa so, wie wir die Blätter einer Jalousie hochrichten, so entsteht zwischen diesen Platten ein luftverdünnter Raum, und die Scheibe heftet sich fest an. Das ist eine Folge des atmosphärischen Druckes, zu dem im Wasser noch der Druck der über der Haftungstiefe lagernden Wassersäule hinzutritt. Auf diese Weise saugt sich der Echeneïs an größeren Fischen, namentlich an Haien, fest und läßt sich fortschleppen, vermutlich, um sich seine Nahrung so bequem wie möglich zu verschaffen. Gern heftet er sich aber auch an Schiffe, und da das Volk in seinem naiven Glauben Tieren stets Übermächtiges zutraut, so ist er schon früh in den Geruch gekommen, Schiffe sogar anhalten zu können. Daher die Bezeichnung Schiffshalter.

Die Unterart Echeneïs Remora, der diese Macht im Gebiet der alten Mittelmeerkultur zugeschrieben wurde, ist nur 20–25 cm lang; von ihr ist also eine wirkliche Kraftleistung nicht zu erwarten. Dahingegen haben sich die Bewohner von Westindien, der Insel Sansibar und der Torresstraße die ungleich gewichtigere Masse des bei ihnen heimischen Echeneïs Naucrates (des »Schiffsmächtigen«) zunutze gemacht, indem sie mit ihm zwar keine Schiffe, nicht einmal kleine Boote, wohl aber Schildkröten aufhalten und fangen. Das geschieht in der Weise, daß sie sich mehrere Exemplare des 1 Meter langen Fisches einfangen und bis zum Fangtage gefangen halten. Den armen Geschöpfen durchbohrt man dabei den Schwanz, zieht einen Strick hindurch und schlingt diesen sicherheitshalber noch um den Schwanz herum. Am Fangtage selbst fährt man aufs Meer hinaus, die »Meute« an der Leine. Ahnungslos treiben in süßem Schlummer Schildkröten auf den Wellen. Da jagt es in der Tiefe von allen Seiten unhörbar heran, saugt sich jäh, aber unlösbar ringsum fest; der Fischer zieht langsam die Leinen an — das Wild ist gefangen.

Das andere Vorkommnis gehört nicht im wissenschaftlichen Sinn unter die Rubrik Luftdruck, wohl aber im volkstümlichen, weshalb es an dieser Stelle gleichwohl Aufnahme finden soll.

Die Verwandlung von Arbeit in Wärme ist uns allen bekannt und geläufig. So oft wir ein Zündholz reiben oder mit Stahl und Stein Feuer schlagen, erzeugen wir Wärme aus Arbeit; erst die durch Reibung oder Schlag entstandene Wärme entzündet den Phosphor oder den Schwamm. Darauf beruhen auch alle Feuererzeugungsmethoden der Wilden, das Quirlen mit dem Bohrstab wie das Reiben in der Längsrinne und das Sägen in der Querrille. (Vergl. die »Kultur der Kulturlosen«, Seite 60–94.) Selbst die Erzeugung von Feuer in der pneumatischen Röhre beruht auf demselben Gesetz: durch die rasche Kompression der Luft in der unten geschlossenen Röhre wird die Luft so heiß, daß sie den in der unteren Stempelhöhlung untergebrachten Schwamm entzündet. Ob die Bewohner Hinterindiens und der großen Sunda-Inseln, wo dieses pneumatische Feuerzeug im Gebrauch ist, allerdings unabhängig von uns auf die Idee gekommen sind, bleibe einstweilen dahingestellt. Möglicherweise ist ein genialer Kopf bei der Herstellung eines Blasrohres, der für jene Gebiete charakteristischen Fernwaffe, besonders energisch gewesen; in dem Bemühen, das Internodium einer markhaltigen Pflanze zu durchstoßen, um einen glatten Lauf zu gewinnen, mag er seinen Stempel mit starker Wucht nach unten gedrückt haben, um mit Erstaunen festzustellen, daß sich das fein zerteilte Mark dabei entzündet habe. Dann gehörte nur noch das Erfassen des Vorgangs hinzu, um die Erfindung bewußt weiter zu erhalten und auszubauen.

Auf exakten wissenschaftlichen Prinzipien beruht hingegen wieder eine medizinische Verwendung des Luftdrucks. Das ist die Anwendung des Schröpfkopfes, der keineswegs auf die Heilkunst der Kulturvölker beschränkt ist, sondern sich ganz allgemein auch in Afrika, vereinzelt auch im Malaiischen Archipel und Nordamerika findet. Bei uns hat er die Form einer kleinen Metall- oder Glasglocke, die man über einer Weingeistflamme schwach erhitzt und möglichst schnell auf die zu schröpfende Hautstelle setzt. Durch die Volumenverminderung der Luft entsteht ein luftverdünnter Raum, in den die Haut und dabei auch die Blutgefäße dieser Partie hineingepreßt werden. Das geschieht durch den atmosphärischen Druck, der alle Teile unseres Körpers füllt, widrigenfalls wir unter der ungeheuren Last von etwa 300 Zentnern, die auf unserer rund 1½ Quadratmeter großen Körperoberfläche lagert, elendiglich zusammenbrechen würden. Hatte man vor dem Ansetzen des Schröpfkopfes Einschnitte gemacht, so tritt das Blut jetzt aus diesen heraus; war das nicht geschehen, so wird das Blut aus der Nachbarschaft des Schröpfkopfes nur unter diesen hingezogen, also von den darunter liegenden Teilen weggeleitet. Abb. 15 zeigt uns die Schröpfung eines Ostafrikaners. Der afrikanische Schröpfkopf besteht in der Regel aus der Spitze eines Kuhhornes, in die man von oben her ein Loch gebohrt hat. Zur Herbeiführung des Vakuums setzt der Medizinmann das breite Ende auf die zu schröpfende Hautstelle und saugt mit dem Munde, so stark er kann. Glaubt er das Horn luftleer genug, so praktiziert er geschickt mit der Zunge ein Stück Wachs, das er im Munde hält, auf die obere Öffnung und setzt den Mund ab. Das Horn wirkt nun in genau derselben Weise, nur vermutlich noch stärker, als unser »zivilisiertes« Gegenstück.

7. Hebel, Rolle und Rad an der Welle.

a) Der Hebel.

Den Hebel im eigentlichen Sinn haben wir bereits beim Auftakt zu unseren Betrachtungen, beim Grabstock, kurz berührt; in Wirklichkeit hat die primitive Menschheit sich seiner und seiner Abarten in viel umfangreicherer und zum Teil auch höchst sinnreicher Weise bedient.

Abb. 16 zeigt uns das den Kosmoslesern aus den »Kulturelementen« bekannte Bild eines Neuguinea-Mannes bei der Herstellung eines Muschelarmringes. Er hat sich ein Stück aus dem riesenhaften Gehäuse von Tridacna gigas handlich zurecht geschlagen, es mit Rotangstreifen umflochten und in einer Vertiefung seiner hölzernen Arbeitsunterlage festgeklemmt. Bohrer kann, wie in den »Kulturelementen« beschrieben wurde, jeder hohle oder massive Holzstab sein, nur daß man Quarzsand als Angriffsmittel hinzuziehen muß. Für gewöhnlich verwendet man den leicht zugänglichen Bambus.

Prähistoriker haben auf Grund von Teilfundstücken, die man als authentisch glaubt ansehen zu können, Bohrmaschinen und Steinsägen konstruiert, von denen die in Abb. 17 und 18 wiedergegebenen Forrerschen aus dem Neolithikum nach vielfach geteilter Ansicht am besten beglaubigt sind. Über ihre technische Seite handelt ein Aufsatz im »Kosmos-Handweiser« 1917, Seite 14–16; im übrigen sprechen die Zeichnungen für sich selbst. Physikalisch stellt der sogenannte Vorschub, d. h. der horizontale Balken, an dem Bohrstab wie Sägenträger befestigt sind und dessen Aufgabe es ist, Bohrholz wie Sägenstein in die Unterlage hineinzutreiben, je seinen sog. einarmigen Hebel dar. Dessen Wesen wird dem Leser am besten durch den Hinweis auf unseren Schubkarren klar. Beide Arme wirken auf der nämlichen Seite des Drehungspunktes, beim Karten also der Radachse. Die Last zieht am kürzeren Arm, nämlich der Ladefläche, nach unten, während sich die an den Griffen des längeren Hebelarms aufwärts ziehende Muskelkraft des Kärrners dagegen stemmt. Bei den beiden neolithischen Maschinen ist es umgekehrt: der längere Arm drückt in beiden Fällen nach unten, die Härte des Steins hingegen wirkt in entgegengesetzter Richtung. Bei der Säge stellt das pendelartige Gebilde einen weiteren einarmigen Hebel dar. Die Hand zieht oder schiebt am kürzeren Arm; den Widerstand findet sie in der Rinne der zu zerteilenden Unterlage.

Auf gesicherteren Bahnen bewegen wir uns dem Gebrauch derartiger Maschinen gegenüber, soweit wir ihnen bei Naturvölkern von heute begegnen. Einfache Verlängerungen des menschlichen Hebelarmes und dabei doch ungemein wirksam sind das Wurfholz und die Schleuder. Jene sind Vorrichtungen aus Holz, Bambus oder Knochen von 40–120 cm Länge und brett- oder stabförmiger Gestalt, die zum verstärkten Fortschleudern von Wurfspeeren oder Pfeilen dienen. Das geschieht, indem entweder ein am hintern Ende des Wurfholzes befindlicher Haken in das etwas ausgehöhlte untere Ende des Speer- oder Pfeilschaftes faßt (s. Abb. 19), oder indem ein im Wurfholz selbst befindliches rinnenförmiges Widerlager einen am Speerschaft angebrachten Haken aufnimmt (Abb. 20). Der Speerschaft selbst liegt in beiden Fällen dem Wurfholz dicht an, wobei er zwischen den freien Fingerenden der werfenden Hand eine gewisse Führung erhält. Manche Völker werfen den Speer so mit der Rechten allein; andere stützen sein vorderes Ende auf die hoch nach vorn ausgestreckte Linke. Die Wurfbewegung beschreibt dabei keine eigentliche Kreisform, sondern erfolgt mehr zugartig, wobei sich das Wurfgeschoß leicht aus der Befestigung löst, ohne daß die anfängliche Zielrichtung eine Änderung erfährt. Besonders die Ablösungsvorrichtungen der Eskimo stellen wahre Wunderwerke an Durchdachtheit dar; einwandfreier würde auch kein weißer Ballistiker diese Probleme lösen.

Die Schleuder und ihr Gebrauch sind allgemeiner bekannt, trotzdem sie aus unserem Volksleben seit langem verschwunden ist. Ihre Bestandteile sind zwei Schnüre, zwischen denen ein Stück Leder oder ein kleines Geflecht von der Form einer zusammenklappbaren Tasche befestigt ist. Zum Wurf legt man einen Stein in diese Tasche, wickelt das Ende der einen Schnur um die drei letzten Finger und faßt das Ende der anderen Schnur zwischen Daumen und Zeigefinger. Dann versetzt man den Stein in rasche Kreisbewegung und läßt im geeigneten Moment das letzte Schnurende los, worauf der Stein mit erstaunlicher Geschwindigkeit fortfliegt.

Die Wirkung gleicht ganz derjenigen des Wurfholzes, beruht also ebenfalls auf den Prinzipien des Hebels und der sogenannten Fliehkraft. Eine solche gibt es nun gar nicht, sondern was man so oder Schwungkraft nennt, ist lediglich die Folge des Beharrungsvermögens oder der Trägheit, kraft dessen jeder Körper in seinem Zustande der Ruhe oder der gleichförmigen Bewegung in geradliniger Bahn verharrt, solange er nicht durch einwirkende Kräfte gezwungen wird, diesen Zustand zu ändern. Ein in krummliniger Bahn bewegter Körper widerstrebt der Krümmung seiner Bahn also mit der aus dem Beharrungsvermögen entspringenden Kraft, eben der Fliehkraft oder Zentrifugalkraft. Eine auf gekrümmter Bahn dahinfahrende Lokomotive hat in jedem Augenblick das Bestreben, entlang der Berührungslinie oder Tangente der Bahn geradeaus zu gehen, also sich vom Mittelpunkt der Kurve zu entfernen. Dieses Bestreben äußert sich durch einen Druck der Radkränze auf die äußere Schiene. Dieser Druck oder diese Kraft heißt die Zentrifugalkraft. Ihr entgegen wirkt von seiten der unnachgiebigen Schiene eine gleich große, nach innen gerichtete Kraft, die als Zentripetalkraft die Lokomotive zwingt, auf den Schienen zu bleiben.

Bei der rasch im Kreis herumgeschwungenen Schleuder erleiden die Schnüre eine Spannung, die, als Zentripetalkraft nach innen wirkend, den Stein nötigt, von der geradlinigen tangentialen Bewegung abzuweichen und eine Kreislinie zu beschreiben. Die Zentrifugalkraft übt zugleich einen Zug auf die Hand aus, die die freien Enden der Schnüre festhält. Läßt diese Hand die eine der Schnüre frei, so hört mit der Zentripetalkraft auch die Zentrifugalkraft plötzlich auf, und der Stein fliegt, nunmehr nur noch der Trägheit gehorchend, in tangentialer Richtung mit der Geschwindigkeit davon, die er im Augenblick des Loslassens besaß.

Mitten in das Wirtschaftsleben der Naturvölker zweier Erdteile führen uns die nächsten Verwendungsarten des Hebels.

Abbildung 21 a zeigt eine Ölpresse der Pangwe im äquatorialen Westafrika. Ihre Einrichtung ist einfach genug und aus der Zeichnung ohne weiteres ersichtlich. Die auszupressende Masse der mazerierten und vorgewärmten Palmölfrüchte füllt das Beutelchen am senkrecht aufgehängten Preßbrett. Der Hebel ist wieder einarmig; sein Drehpunkt ist das feste Widerlager am handfreien Ende, längerer Arm die Strecke vom Drehpunkt bis zu den Händen des Arbeiters, der kürzere die Strecke vom Drehpunkt bis zum gepreßten Sack.

Die Methode, wie unsere Abb. 21 a sie zeigt, bedeutet in der Technik der Pangwe einen Fortschritt. Nach einem anderen Beobachter nämlich erfolgt das Pressen auch noch in der Art, daß der Arbeiter den Hebel nicht selbst auf den Ölsack drückt, sondern das freie Hebelende an den rechten Pfosten heranzieht und dort festbindet (Abb. 21 b), so daß der nunmehr stark gekrümmte Preßstab lediglich durch seine Elastizität wirken kann. Unter diesem ersten Stock befestigt er in der gleichen Weise einen zweiten, einen dritten usf., so daß der Zweck des Auspressens schließlich auch auf diese kindliche Weise erreicht wird. Entwicklungsgeschichtlich erweckt, wie gesagt, dieses Verfahren den urwüchsigeren Eindruck; ob es gleichwohl autochthon, d. h. von den Pangwe selbst erfunden, oder ob es von irgendwo anders her entlehnt worden ist, kann einstweilen nicht entschieden werden. Zwar sind die Pangwe, trotzdem sie lange im Verdacht eines stark ausgebildeten Kannibalismus gestanden haben, ein intelligentes Volk, dem man eine derart einfache, eigentlich auf der Hand liegende Maschine schon zutrauen könnte, doch ist der Neger nach der technischen Seite hin im allgemeinen nicht hoch veranlagt.

Das gilt in etwas erhöhtem Grade von manchen südamerikanischen Indianern und in beträchtlich höherem von den Eskimo, die man mit Fug und Recht die einzigen wirklichen Handwerker unter den Naturvölkern nennen kann.

Hauptnahrungsmittel der meisten Indianerstämme Brasiliens ist das Mehl aus der Wurzel des Kassawestrauches Manihot utilissima. Diese Knolle enthält neben geringen Mengen von Blausäure (0,002 vom Tausend) den überaus starken Giftstoff Manihotoxin, der vor dem Genuß natürlich entfernt werden muß. Das geschieht, indem man die Wurzeln zu Mehl zerreibt, dieses zu einem wässrigen Brei anrührt und den giftigen Saft dann entweder durch Kneten auf einem feinen Sieb oder durch Pressen in einem Schlauch entfernt. Diese Schläuche heißen Tipití; sie sind aus zähen Rohrstreifen geflochten, 1,50 bis 2 Meter lang, zylindrisch, und endigen oben und unten je in einer Schleife oder Öse. Zum Gebrauch füllt man den Schlauch mit dem Brei und hängt ihn mit der oberen Öse an einem vorstehenden Querbalken des Hauses auf. Durch die untere Öse steckt man eine derbe Stange, deren kürzeres Ende man in einem Loch in der Hauswand verankert. Auf das freie längere Ende setzt sich dann entweder die geplagte Hausfrau allein (Abb. 22), oder mit ihr auch noch die übrige halbe oder ganze Familie, so daß der Schlauch in die Länge gezogen und der giftige Saft aus seinem Inhalt herausgepreßt wird. Ist alle Flüssigkeit in die untergestellte Schale gelaufen, so drückt die Frau den Schlauch wieder zusammen, verkürzt und erweitert ihn dadurch, und schüttet die nunmehr trockne Masse in einen bereitgehaltenen flachen Korb.

Für so einfach wir Nichtphysiker das Wesen des Hebels halten, bis wir durch Unterricht und Studium eines anderen belehrt werden, so zwiespältig steht man dem zylindrischen Schlauch gegenüber. »Natürlich muß der Manioksaft auslaufen,« sagen die einen, »denn durch das Ausziehen wird das Volumen des Schlauches eo ipso kleiner.« »Unsinn,« entgegnen die anderen, »das Volumen bleibt sich gleich, denn was ich an Durchmesser verliere, gewinne ich an Länge.« Von den Nächstbeteiligten, nämlich den Amerikareisenden selbst, hat sich keiner über diese Frage ausgelassen; sie haben lediglich die interessante Tatsache berichtet. Auch die allgemeine Völkerkunde oder Ethnologie als solche ist, wie über technische Fragen überhaupt, achtlos über das Tipitíproblem hinweggeschritten. Erst der neuerdings begründete Wissenszweig der Technohistorie hat es aufgegriffen und zu lösen versucht. Zunächst durch Horwitz[5] in dem Sinn, daß die bloße Verengerung des Schlauchzylinders das Auspressen des Saftes bedinge; später dann durch F. M. Feldhaus[5] in dem etwas modifizierten Sinn, daß die Streckung im Grunde genommen wie eine Schraube wirke. Der Schlauch sei nämlich diagonal geflochten, so daß jede Längenänderung sein Gefüge seitlich verschöbe. Beim Strecken zöge das eine Verlängerung und zugleich auch eine Verengung nach sich, die dann einen Druck auf die Füllmasse bewirke. Feldhaus stellt sich den Vorgang also als eine Art Wringbewegung vor.

Schließlich habe auch ich der Frage mein Augenmerk gewidmet.[5] Von den 11 Tipití des Leipziger Völkermuseums zeigt nur ein einziges eine diagonale Flechtart, während die Flechtstreifen bei allen übrigen longitudinal verlaufen. Nun »schraubt« oder »wringt« jenes eine zwar beim Ausziehen, doch übt die geringfügige Bewegung eine kaum merkbare Wirkung auf das Schlauchvolumen aus. Die Feldhaussche Erklärung genügt also nicht. Mein Appell an Leipziger Physiker fruchtete zunächst nichts; später hat dann unser Geophysiker Prof. Dr. Wenger mathematisch festgestellt, daß eine Verlängerung stets auch eine Volumenverminderung bedeutet, die um so größer wird, wenn sich mit dem Ausziehen auch ein engeres Aneinanderlegen der Baststreifen verbindet. Die Drehung hingegen hat an sich keine Volumenverminderung zur Folge, es sei denn, daß sich auch bei ihr die Streifen dichter aneinander oder gar übereinander legen. Nach meinen im Anfang dieses Jahres vorgenommenen praktischen Versuchen ist dieses engere Aneinanderlegen der einzelnen Baststreifen tatsächlich das ausschlaggebende Moment bei dem ganzen Vorgang.

Urwaldindianer sind keine Mathematiker, weder »höhere« noch »elementare«; sie haben das kleine, für sie und ihre Erhaltung aber ungeheuer wichtige Problem von einer anderen Seite, nämlich der der Praxis, anfassen müssen. Dabei hat ihnen Allmutter Natur schon von sich aus ganz hübsche Weghilfen gegeben. Die Zerkleinerung des klobigen Wurzelknollens gebot schon die Rücksicht auf den eigenen Mund; die Erfindung des Reibbrettes mit seinen eingesetzten Steinreihen lag also nicht weit. Brachte man dann das Mehl in einem geflochtenen Behälter unter, dessen Herstellung im Lande der Palmen mit ihren Fiederwedeln ebenfalls in der Luft lag, so ergab schon der natürliche Zug infolge der Schwerkraft eine Verengerung der Flechtfugen und eine Verlängerung des Behälters — der Saft floß mit anderen Worten ganz von selbst heraus. Zwischen dieser Beobachtung und der rationellen Durchführung des Gesamtverfahrens, wie es heute geübt wird, liegt sicher ein auch zeitlich ungeheuer langer Weg mit mühselig errungenen kleinen Fortschritten und harten Fehlschlägen; man hat zweifellos die verschiedensten Flechtarten durchprobiert und enge oder weite Fugen gelassen, bis schließlich jene Stufe erreicht worden war, die wir in diesem Teil der Neuen Welt vor 400 Jahren vorgefunden haben. Die Presse arbeitet, wie der Augenschein lehrt, vollkommen zweckentsprechend und einwandfrei, denn wäre das nicht der Fall, so hätte keiner der Erbauer Gelegenheit gehabt, sich seiner Erfindungsgabe zu freuen — das Manihotoxin hätte den letzten Aruaken und den letzten Karaiben schon vor Jahrtausenden dahingerafft.

b) Die Rolle.

Die Rolle ist uns allen in ihren beiden Formen geläufig, als feste sowohl wie als bewegliche. Jene finden wir über den Ladetüren aller älteren Speicher hoch oben im obersten Stock, wo sie dem Aufziehen leichterer Lasten dient; diese als Flaschenzug überall dort, wo es sich um den Hub schwerer Lasten handelt. Der physikalische Unterschied besteht darin, daß die feste Rolle lediglich die Richtung der Arbeitsleistung ändert, nicht aber deren Größe, während bei der beweglichen eine Kraftvermehrung stattfindet, der allerdings eine Verringerung des Weges gegenübersteht. Die Leichtigkeit, mit der ein Mann mit Hilfe des Flaschenzugs die schwersten Lasten, wenn auch ganz langsam, emporzieht, ist ein Bild, das uns alltäglich entgegentritt.

Im Leben der Naturvölker gibt es zu solchem Tun kaum Gelegenheit; dazu ist es im allgemeinen zu einfach und elementar. Wo einzelne Völkerschaften oder gar ganze Zeitalter gleichwohl dazu geschritten sind, haben sie andere physikalische Prinzipien befolgt. Nur den Allerweltskünstlern unter den Naturvölkern von heute, den Eskimo, ist es, soweit ich im Augenblick übersehe, vorbehalten geblieben, die rühmliche Ausnahme zu bilden, und zwar gleich in einem Maßstab, der ein wahrhaft grenzenloses Erstaunen hervorrufen müßte, sofern es sich um eine selbständige Eskimoerfindung handelte. Aber auch bei der Annahme einer Entlehnung bleibt ein gerüttelt Ausmaß geistiger Auffassungs- und Durcharbeitungsfähigkeit übrig.