Probleme der Naturwissenschaften: Erläutert am Begriff der Mineralart

251 Pages·1949·7.746 MB·German

by  Paul Niggli (auth.)

WISSENSCHAFT UND KULTUR
BAND 5
PROBLEME
DER NATURWISSENSCHAFTEN
ERLÄUTERT AM BEGRIFF DER MINERALART
VON
PAUL NIGGLI
PROFESSOR DER MINERALOGIE UND PETROGRAPHIE
·AN DER EIDGENÖSSISCHEN TECHNISCHEN HOCHSCHULE
UND AN DER UNIVERSITÄT ZÜRICH
MIT IOO TEXTABBILDUNGEN
Springer Basel AG
NACHDRUCK VERBOTEN.
ALLE RECHTE, INSBESONDERE DAS DER ÜBERSETZUNG
IN FREMDE SPRACHEN, VORBEHALTEN.
ISBN 978-3-0348-6823-5 ISBN 978-3-0348-6822-8 (eBook)
DOI 10.1007/978-3-0348-6822-8
COPYRIGHT 1949 BY SPRINGER BASEL AG
URSPRÜNGLICH ERSCHIENEN BEI VERLAG BIRKHÄUSER AG. BASEL 1949.
SOFTCOVER REPRINT OF THE HARDCOVER IST EDITION 1949
VORWORT
Vor etwa hundert Jahren, im Jahre 1842, erschien im Verlag
Fr. Vogelsang-Graff in Solothurn von Gymnasiallehrer Professor
ALEXANDER MoRITZI eine interessante Schrift, betitelt: «Reflexion
sur l'espece en Histoire Naturelle». Kein Geringerer als ARNOLD
LANG hat auf Grund dieser Arbeit MoRITZI zu den originellsten
VorläufernDARWINS gerechnet. Der Verfasserunterzog den üblichen
s'tarren Artbegriff in der Biologie einer eingehenden Kritik. Mit gro
ßem Geschick wurde der Gedanke der Entwicklung der Arten aus
e.inander vertreten und die Aufmerksamkeit auf die dadurch be
dingte oft unscharfe Abgrenzung der Arten gerichtet. Es verwun
dert nicht, daß manche Äußerungen MoRITZrs einer Ablehnung des
Artbegriffes als Ganzes nahe kamen. Im Kampfe um die Anerken·
nung der Variationsfähigkeit innerhalb einer Art und der Be
ziehungen von Arten zu Arten mußte manches harte Wort fallen.
MoRrTZI befaßte sich auch mit der Frage, ob es überhaupt Kristall
bzw. Mineralarten gebe. Er verneinte dies, weil seiner Meinung
nach die Teilbarkeit der Kristalle die Anwendung des Individual
begriffes ausschließe.
Viele Vorurteile, die MoRITZI zu beseitigen versuchte, existieren
heute nicht mehr. Allein über Wesen, Zweck und Ziel der Natur
wissenschaften und der Artenklassifikation auf verschiedenen Ge
bieten sind Unklarheiten bestehen geblieben. Es scheint für eine
allgemeine theoretische Morphologie unerläßlich zu sein, das Vor
gehen in den verschiedenen Disziplinen kennen zu lernen. Des
halb richtet sich auch die nachfolgende Schrift nicht nur an die
Fachgenossen, sondern in erster Linie an die Biologen und Chemi-
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ker, die sich auf ihren Gebieten gleichfalls mit dem Artbegriff aus
einanderzusetzen haben. Es wird versucht, einige allgemeine Ge
sichtspunkte hervorzuheben, ohne besondere Kenntnisse auf dem
Gebiet der Mineralogie und Kristallographie vorauszusetzen und
zumeist ohne die elegante, jedoch nicht ohne weiteres verständliche
Fachsprache des Kristallographen und Physikochemikers zu be
nutzen. Naturgemäß hat dies zur Folge, daß auf Einzelheiten nicht
näher eingegangen werden kann.
Die Beschäftigung mit morphologischen Fragen und mit dem
Typus- und Artbegriff gehört zu den beschaulichen und philo
sophisch-kritischen Aufgaben einer Wii>senschaft. Es gibt Zeiten,
in denen Erwägungen dieser Art nicht hoch im Kurs stehen. Dazu
mag auch die Gegenwart gehören. Um so notwendiger schien es,
auf sie hinzuweisen und daran zu erinnern, daß das höchste Ziel
der Naturwissenschaften eine durch Anschauung und geistige Ge
staltung zu erwerbende Erkenntnis ist.
In nachstehender Abhandlung wurde dem Begriff« Symmetrie»
eine mit dem Wortsinn und mit der Anwendung (etwa in der
Kunst) durchaus verträgliche, jedoch in den Naturwissenschaften
nicht allgemein übliche, umfassende Bedeutung gegeben. Es ist
dies erlaubt, sofern man nicht .vergißt, einzelne Symmetriegesetze
scharf (und wenn möglich mathematisch) zu formulieren. Es ist
selbstverständlich, daß die der Schrift im übrigen zugrunde liegen
den Gedanken mit dieser rein terminologischen Frage nichts zu tun
haben, so daß es kaum sehr förderlich wäre, sie zum Hauptgegen
stand einer Auseinandersetzung zu machen. Anderseits wäre denk
bar, daß Zustimmung zum vorgeschlagenen Gebrauch des Be
griffes mithilft, weitverbreitete Vorurteile zu zerstören. In der all
gemeinen Symmetrielehre studiert man die Beziehung von Teilen,
Individuen oder Vorgängen zueinander, ob es sich um bewegte
oder starre Systeme handelt, um Evolutions- bzw. Veränderungs
folgen oder um bestimmte Zustände, um Dynamik oder Statik. Es
darf nicht die Meinung aufkommen, eine diesbezügliche Betrach
tung sei weniger fruchtbar, wenn sich im Sinne einer mathemati
schen Formulierung Niedrigsymmetrisches bemerkbar macht. Eine
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VORWORT
allgemeine messend-vergleichende Symmetriebetrachtung ist nicht
weniger nützlich, wenn eine idealisierte Höchstsymmetrie in Ein
zelgebieten selten ·verwirklicht erscheint. Das Gegenteil ~st der
Fall, wie sich gerade in der Stereochemie der organischen Molekül
verbindungen oder in der Kristallographie komplexer V erbindun
gen (relativ niedriger äußerer Symmetrie) gezeigt hat.
Auf ein zweites mögliches Mißverständnis muß mit Nachdruck
hingewiesen werden. Werden, wie das in der Kristallographie üb
lich und auch nützlich ist, Symmetriegesetze und Auswahlprinzi
pien an relativ starr gedachten Teilchenanordnungen erläutert, so
geschieht das lediglich, weil sie sich auf diese Weise einfach ver
bildlichen lassen. Nach genau analogen Grundsätzen lassen sich
Schwingungssysteme oder allgemein Systeme mit der Zeit als mit
bestimmendem Faktor behandeln. Auf Seite 3 r ff ist sehr deutlich
darauf hingewiesen, daß das oben erwähnte Vorgehen keineswegs
mit der wesentlichen Fragestellung verknüpft zu sein braucht. Im
Gegenteil, es wird davor gewarnt, auf bildliehe Veranschaulichung
zu großen Wert zu legen. Es ist ja in der Tat so, daß die wertende
Symmetrielehre den dynamischen Systemen mindestens ebenso
verpflichtet ist wie den statischen, ja, daß gerade im Gebiet der
Atom- und Moleküldynamik Erkenntnisse dieser Art in den letzten
Ja!.-,rzehnten die größten Triumphe feiern konnten.
Der Verf:J.sser möchte sich auch bereits in der Vorrede und nicht
nur in der Arbeit selbst (siehe z. B. Seite 37) d~mlich vor einseitig
morphologischer oder einseitig dynamischer Grundeinstellung
distanzieren. Da dieses kleine Buch nur dazu dient, andere, viel
umfassendere und bedeutendere Werke nach einer bestimmten
Richtung hin zu ergänzen, wurde das tektonisch-morphologische
Erkenntnisstreben absichtlich in den Vordergrund gestellt. Daraus
etwa ableiten zu wollen, die dynamisch-energetische Seite, die so
oft behandelt wird; zu unterschätzen, würde ebenso unrichtig sein,
wie wenn man einem Dichter vorwirft, sein Thema nicht als Maler
oder Musiker behandelt zu haben. Es gibt auch innerhalb der
Wissenschaften verschiedene Betrachtungsweisen, und wenn im
folgenden eine besonders behandelt wird, soll dies nur dazu die-
VII
VORWORT
nen, die bewußte Synthese der verschiedenen Methoden vorzube
reiten, denn diese Synthese schafft nach der Meinung des Verfassers
die größten Erkenntniswerte.
Die vorliegende Arbeit stellt eine etwas erweiterte Vorlesung
«Über den Artbegriff in der Mineralogie» dar, die im Sommer
semester 1942 an der Universität und an der Eidg. Technischen
Hochschule in Zürich gehalten wurde, und in dieser Form bereits
1943 druckfertig vorlag.
Zürich 1948. P. NrGGLI
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INHALTSVERZEICHNIS
Vorwort
I. Natur und Wissenschaft
I. Ziele der Naturwissenschaft 2
Erkenntnis, Verstehen, Gestaltung
2. Über die Voraussetzungen der wissenschaftlichen
Begreiflichkeit der Natur 4
Unter- und Einordnen, Gleichartigkeit und Verschieden
artigkeit, Einheit und Mannigfaltigkeit. Symmetrie. Stufenbau
3· Allgemeine Methoden naturwissenschaftlicher For-
schung I2
Abstrahieren, Schematisieren. Exakte und beschreibende
\Vissenschaften. Morphologische Elemente
rx. Abstrakt-generalisierende, atektonisch-impera-
tive, ursächlich-er klärende Methode 2 5
Ursache und Wirkung, Kausalbegriff. Finalkausale Dar
stellung
ß. Vergleichend-systematisch, tektonisch-normative,
urbildlieh-erläuternde Methode 26
Idea'lisieren. Urbild und Norm. Form und Gestalt. Tek-
tonik der Welt. Allgemeine morphologische Wissenschaft
II. Individualität, eine der Grundlagen des Artbegriffes
Definition und Charakter einer Individualeinheit und Ganz
heit. Enteloprot
III. Der Kristall als EinzelindividUJim (Phänotypus)
I. Die Charakterisierung der Kristallgestalt
Grundelemente der Kristallgestalt. Vektoren, Syml\lctrie.
Zoncngesetze. Rationalitätsgesetz. Ganzheitsrelation
IX
INHALTSVERZEr C HNI S
2. Der morphonomische Zusammenhang zwischen den
nach Metrik und Symmetrie verschied. Kristalltypen 7 3
Gesetze der Kristallsymmetrie. Die Syngonien. Abbau und
und Aufbau. Stammbäume. Entwicklungsreihen. Typenlehre
IV. Die kristallstrukturelle Typenklassifikation
1. Die Kristallstruktur
Der Kristallstrukturraum. Korrespondenzprinzip. Koordina
tionsschema, Koordinationspolyeder
2. Der Typus Steinsalz als Beispiel
Der ideale Steinsalztypus. Isotypie, 1\forphotropie. Defor
mierte Steinsalztypen. Analogien mit anderen Strukturtypen.
Genotypische Verwandtschaften
V. Genotypus und Phänotypus
Beziehungen zwischen Struktur und Wachstumskörper. An
lagefaktor und Milieueinflüsse
VI. Ideal- und Realkrista!! 140
Störungsempfindliche Eigenschaften. l\Iosaikkristall. Kristall
pathologie. Kristallzüchtung
VII. Grundsätzliches über den Artbegriff 143
Natürliche Zusammenfassung von Individuen zu Arten m
Biologie und Mineralogie. Begriff der Kristallart
VIII. Die innere Variabilität der Kristallarten, bezogen auf den
Idealbauplan 149
1. Substitutionen 149
Geometrie und Tcilchenkonfigurationen. Substitutions
Misehkristallbildung. Diadochie. Entmischung. Einfluß von
Fremdstoffen. Isomerie. Geregelte und ungeregelte Substi
tution. Gekoppelter Atomersatz. Artgruppen
2. Ausfallserscheinungen r 8 3
Strukturdominanten. Anpassung von Kristallstrukturen durch
Leerstellenbildung
3· Gitterträger und vagabundierende Strukturelemente 190
Innere Beweglichkeit im Gitterfeld
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