Auf den Prüfungsunterlagen für die College-Aufnahmeprüfung erscheinen Schneeflocken! Lassen Sie uns rezensieren: „Wissenschaftliche Experimente, inspiriert vom Schnee“

Auf den Prüfungsunterlagen für die College-Aufnahmeprüfung erschien ein Artikel des Wissenschaftsautors Yin Chuanhong über die „Winterelfen“-Schneeflocken. Lassen Sie uns beim Rückblick auf seine kreativen Erfahrungen vom wissenschaftlichen Entdeckergeist unserer Vorfahren lernen >>

Geschrieben von Yin Chuanhong (stellvertretender Vorsitzender der China Science Writers Association)

Redakteur für Neue Medien/Li Yunfeng

Der Originaltext von „Vom Schnee inspirierte wissenschaftliche Experimente“ lautet wie folgt:

Bevor die Wissenschaft so weit entwickelt war, dass Menschen Schnee erkennen und verstehen konnten, erschien dieser „Winterelf“ immer als etwas Magisches. Um sein Geheimnis zu lüften, ließen unsere Vorfahren ihrer Fantasie freien Lauf und erkundeten es auch durch praktische Handlungen.

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Gefrierexperiment

Eines Tages Ende März 1626 verließ Francis Bacon, ein britischer Philosoph und Essayist, der gerade seinen 65. Geburtstag gefeiert hatte, mit einer Pferdekutsche die City of London und fuhr nach Highgate in den nördlichen Vororten. Unterwegs war die Luft feucht und kühl, ab und zu war noch nicht geschmolzener Schnee zu sehen.

▲Francis Bacon (Fotoquelle: „Wissen ist Macht“)

Obwohl er sich unwohl fühlte, hatte Bacon, der tief in Gedanken versunken war, plötzlich eine Idee: Hätte Schnee die gleiche konservierende Wirkung auf Fleisch wie Salz? Als das Auto den Fuß des Highgate Hill erreichte, beschloss Bacon, sofort ein Gefrierkonservierungsexperiment durchzuführen. Aufgeregt stieg er aus dem Auto, kaufte einer Familie ein Huhn ab, bat die Gastgeberin, ihm bei der Entnahme der Eingeweide zu helfen, und stopfte dann eine Handvoll Schnee in die Körperhöhle des Huhns.

Nach all den Vorbereitungen war Bacon plötzlich am ganzen Körper kalt. In dieser Nacht bekam er hohes Fieber. Zunächst war ihm das egal. Er schrieb einem Freund, er habe Hühner mit Schnee eingefroren und verglich seine Taten mit den Heldentaten des antiken römischen Schriftstellers Plinius dem Älteren: „Mich trifft ein ähnliches Schicksal wie Plinius den Älteren, der bei dem Versuch, Experimente auf dem Vesuv durchzuführen, ums Leben kam.“

Leider ist es wahr geworden! Wenige Tage später, am 9. April 1626, erstickte Bacon an den Folgen einer erneuten Bronchitis.

Heute erinnert man sich an Bacons Namen vor allem, weil er eine Reihe philosophischer Theorien des materialistischen Empirismus vorschlug, eine systematische induktive Logik formulierte und insbesondere zum ersten Mal die empirische Methode wissenschaftlicher Experimente zusammenfasste – die Induktion, die eine richtungsweisende Rolle bei der Entwicklung der modernen Wissenschaft spielte. Noch bekannter ist sein berühmtes Sprichwort „Wissen ist Macht“.

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Interessante Schneeflockenstruktur

Seit Tausenden von Jahren schätzen die Menschen nicht nur die Eleganz, Reinheit und Schönheit des Schnees, sondern bemerken auch seine besonderen Formen. Schon zur Zeit des Kaisers Wen der Westlichen Han-Dynastie, also mehr als 100 Jahre vor Christus, schrieb ein Dichter namens Han Ying in seinem Buch „Han Shi Waizhuan“: „Die meisten Pflanzenblüten haben fünf Blütenblätter, Schneeflocken jedoch sechs.“ Viele Jahre später wurde in europäischen Werken erwähnt, dass die Grundform von Schneeflocken ein Sechseck sei. Der erste Europäer, der dies festhielt, war der schwedische Erzbischof Olaf Magnus (1490–1557), der Schneekristalle in einer 1555 veröffentlichten Naturgeschichte beschrieb und illustrierte.

Im frühen 17. Jahrhundert erregten Schneeflocken auch die Aufmerksamkeit von Johannes Kepler (1571–1630), einem deutschen Astronomen und Begründer der Gesetze der Planetenbewegung. In einer Broschüre mit dem Titel „Die sechseckige Schneeflocke“ aus dem Jahr 1611 schrieb Kepler, dass er beim Überqueren einer Brücke in Prag eine Schneeflocke bemerkte, die auf seiner Kleidung gelandet war, und dass er über deren unglaubliche Geometrie nachdachte. Ein Zufall könne es nicht sein, glaubt er: „Die Ursache kann nicht im Material liegen, da Wasserdampf unsichtbar und fließend ist, kann die Ursache nur in bestimmten Mechanismen liegen.“ Darüber hinaus spekulierte er, dass es sich bei diesem Mechanismus um den geordneten Ansammlungsprozess von Eisbällen handeln könnte, und Eisbälle stellen die kleinste natürliche Einheit von Flüssigkeiten wie Wasser dar.

Etwa 20 Jahre später war auch der französische Mathematiker und Philosoph René Descartes (1596–1650) von der Schönheit der Schneeflocken fasziniert. In seinen Beobachtungsnotizen brachte er seine Bewunderung zum Ausdruck: „Was für ein perfektes Sechseck! Die Seiten sind so gerade und die Winkel so präzise, ​​dass ungeschickte Menschen einfach nicht damit umgehen können … Ich kann mir absolut nicht vorstellen, wie diese perfekt symmetrischen sechseckigen Elfen so gemächlich in der freien Luft und im wilden Wind geboren werden können.“

▲Die Form von Eiskristallen, die aus Wassermolekülen bestehen, wird durch die Oberflächenspannung bestimmt. Die Vorsprünge der Eiskristalle erstrecken sich in sechs Richtungen, wodurch die meisten (nicht alle) Schneeflocken sechseckig sind (Bildquelle: „Wissen ist Macht“)

Nach der Erfindung des Mikroskops wurden Schneeflocken zu einem beliebten Beobachtungsobjekt. Der berühmte niederländische Mikroskopiker Antonie van Leeuwenhoek (1632–1723) machte detaillierte Beobachtungen von Schneeflocken. Dann veröffentlichte auch der britische Physiker Robert Hooke (1635–1703) 1665 sein Buch „Micrography“, in dem er die Bilder von Schneeflocken zeigte, die er mit Hilfe eines Mikroskops gezeichnet hatte, und die Kristallstruktur von Schneeflocken erklärte. Dies gilt als das erste Mal, dass Menschen die Form einer Schneeflocke konkret aufgezeichnet haben.

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Beitrag von Snowmaniac

▲Wilson Bentley

Eines Tages im Jahr 1885 machte ein Farmer namens Wilson Bentley (1865–1931) in der Stadt Jericho im Norden von Fremont, USA, mit einer Kamera unter Verwendung eines alten Mikroskops die ersten Fotos von Schneeflocken. „Unter dem Mikroskop entdeckte ich die Schönheit der Schneeflocken, ein Wunder“, schrieb er. „Jeder Schneeflockenkristall ist ein Kunstwerk, und keine zwei sind genau gleich. Wenn eine Schneeflocke schmilzt, ist das Muster für immer verschwunden. Diese Schönheit ist verschwunden und hinterlässt keine Spur.“

▲Fotos von Schneeflocken, aufgenommen von Wilson Bentley

Bentley wünschte sich, die wunderschönen Schneeflocken mit seiner Kamera für immer festzuhalten. Im Laufe der Jahrzehnte machte er insgesamt 5.381 Fotos von Schneeflocken. Als er einmal Fotos von Schneeflocken kategorisierte, verwendete er einen eleganten Titel wie „Lächeln eines schönen Mädchens“. Das Thema, über das er die Menschen zum Nachdenken brachte – keine zwei Schneeflocken sind genau gleich – und die erstaunliche Anzahl an Schneeflockenfotos, die er machte, machten ihn im 19. Jahrhundert berühmt, obwohl ihn manche Leute als „verrückten Bauern“ betrachteten. Am 23. Dezember 1931 wütete in Bentleys Heimatstadt ein Schneesturm. Obwohl er an einer Lungenentzündung litt, bestand er darauf, hinauszugehen und die Schneeflocken zu fotografieren. Schließlich brach er vor Erschöpfung in der verschneiten Wildnis zusammen.

Heute wissen Wissenschaftler einigermaßen, wie Wasser gefriert und wie aus kleinen Eiskristallen Schneeflocken entstehen. Wissenschaftshistoriker gehen davon aus, dass die Entdeckungen in diesem Forschungsbereich maßgeblich auf die wunderbaren Schneeflockenbilder des „Schneeverrückten“ Bentley zurückzuführen sind.

(Ursprünglich veröffentlicht in „Wissen ist Macht“, Ausgabe 1, 2016, Seiten 26–27)

Produziert von: Science Central Kitchen

Produziert von: Beijing Science and Technology News | Pekinger Wissenschafts- und Technologiemedien

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