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Miteinander – gegeneinander 60 Wie sich die Menschen verständigen – auch über weite Strecken. Wie sie zusammenfinden, sich treffen oder sich auch das Leben schwer machen. Nachrichten 62 Musik 66 Sport 70 Not und Rettung 72 Krieg und Frieden 74 Kleine große Welt 76 Die Welt besteht aus lauter kleinen Bausteinen und manches mit großer Wirkung ist kaum zu sehen, andererseits ist die ganze Welt doch nur ein winziger Punkt im endlosen Universum. Das Atom 78 Chemie 80 Mikroskopie 82 Mikroelektronik 84 Raumfahrt 86 Astrophysik 90

Das Universum auf 55 000 Quadratmetern 92 Im Museum haben die Mitarbeiter nichts zu tun, weil alles sowieso schon dasteht? Falsch! Hier siehst du, wie das Museum funktioniert. Aufgaben 94 Die Konservatoren 96 Das Exponat 98

Das Museum erfindet sich neu 100 Das Museum ist kein Museum: Es lebt, entwickelt sich weiter und erwartet dich. Neuland 102 Neue Technologien 104 Zukunft kann kommen! 106 Mal mit anfassen! 108 Alles Museum 110

Impressum 112

Nachts … geht die Geschichte los 4Heute … wissen wir mehr 6

Die Millers und der Strom 8 Oskar von Miller fährt auf die Pariser Weltausstellung. Er lernt den elektrischen Strom kennen und baut eine lange Leitung. Schließlich gründet er ein Museum für Meisterwerke der Technik. Strom 10 Dynamos 12 Berlin 14 Vorbilder 16 Technik, was ist das eigentlich? 18

Von der Steinzeit zur Antike 20 Die Menschen bauen Werkzeuge, das Rad, Pyramiden und schließlich Brücken, die 2000 Jahre halten. Steinzeit 22 Stadt und Land 24 Ägypten 26 Die Griechen 28 Die Römer 30

Vom Mittelalter zur Neuzeit 32Die Menschen beten und arbeiten. Sie lassen das Korn in der Mühle mahlen.Bücher werden geschrieben, dann gedruckt. Drei Schiffe fahren nach Westen, um im Osten anzukommen. Ein großes, weites Land wird entdeckt. Das Mittelalter 34 Die Neuzeit 40 Das Experiment 42 Die industrielle Revolution und ihre Siebenmeilenstiefel 46 Das Holz geht aus, aber man findet Ersatz. Eine Maschine wird gebaut und sie macht Dampf. Bald kann man überall hinfahren und dann gehts ab in die Luft, Richtung Fernweh…

Kohle und Stahl 48 Dampfmaschine 50 Eisenbahn 52 Automobile 54 Flugzeuge 56 Ferne Welten 58

Inhalt

Spannung

Vor langerZeit

Mit Gottzu neuen

Ufern!

Ist die Welt einDorf?

Große kleine Welt

Museums-welt

Von gesternnach morgen

Materie, Maschinen,

Meilen

10 11

Elektrizität ist eine universelle Ener-gie. Das heißt, sie ist überall auf derWelt und steckt in allen Teilen der Materie. Als Magnetkraft hat die Ener-gie auch eine Richtung, das zeigt derKompass an: Seine Nadel weist immernach Norden.Manchmal schaukelt sich die natürlicheElektrizität auf und die „knisterndeSpannung“ entlädt sich: Das kennenwir vom billigen Teppichboden –wenn man da nur lange genug herum-schlurft, gibt es beim Griff nach derTürklinke, einem eisernen Geländeroder dergleichen einen empfind - lichen Schlag. In der Natur kracht esbei den Entladungen gewaltig undman tut gut daran, ein Dach über demKopf zu haben; am besten eines mitBlitzableiter. Lange Zeit war den Men-schen der Zusammenhang zwischender tosenden Gewitterentladung unddem Knistern im Fell einer gestreichel-ten Katze verborgen, aber sie suchtennach Erklä rungen und fingen an, dieEigenheiten der unsichtbaren Kraft zuuntersuchen und mit ihr – na waswohl? – zu spielen!

Mit Elektrisiermaschinen wurden diezufälligen Aufladungen in der Natursystematisch hergestellt: Ein nicht lei-tender Körper, etwa eine Glaskugel,wurde gerieben, zum Beispiel mit ei-nem Stück Leder, und diese Reibungs-elektrizität wurde weitergeleitet – oftauf einen Menschen, der dann Papier-schnitzel zum Schweben brachte odereinfach nur einen gehörigen Schlagbekam. So hatte man bei Hof seinenSpaß und die Forschung kam voran.

So schön die Elektrisiermaschinenauch Spannung und Gelächter erzeug-ten – das Vergnügen war nur von kur-zer Dauer, denn wenn die Reibungvorbei war, war’s auch mit der Elektri-zität vorbei, sie konnte nicht gespei-chert werden. Dass sie sich doch spei-chern lässt, diese – fürs Erste ziemlichschmerzhafte – Erfahrung machte einForscher in der flämischen Stadt Leiden mit einer Flasche.In der so genannten Leidener Flaschesteckt ein Metallzapfen. Die Flasche istinnen und außen mit Metall beschich-tet. So kann Spannung, die von einerElektrisiermaschine auf den Zapfen ge-führt wird, in der Flasche gespeichertwerden. Die Spannung entlädt sich,wenn man die Flasche hält undgleichzeitig den Zapfen berührt – dastut verdammt weh, war aber seinerzeitauch der Beginn der Elektrotechnik:Wenn mehrere Flaschen zu einer Bat-terie (!) zusammengeschlossen waren,konnte man es krachen lassen und dieFunken knallten einen halben Meterweit. Das hat Eindruck gemacht undzur Nachahmung angeregt.

Von der großen Elektrisiermaschine (ganz rechts) wurde die Spannung über die Messingröhren, die an Isolierfäden vonder Decke hängen (Mitte), weitergeführt. Unten: Eine Batterie Leidener Flaschen, mit der Spannungen von bis zu 100000 Volt gespeichert werden konnten.

Gleich krachts.

Strom

Zum Donnerwetter

Vom Schlag getroffen

Die Leidener Flasche

Alessandro Volta führte Galvanis Versuche fort und erfand die erste voll funktionsfähige Batterie.

André Marie Ampère erkannte, dass die magnetischeKraft aus elektrischen Strömen besteht.

Luigi Galvanimachte die ersten systematischen Versuchemit – oh Graus – der Elektrizität in Frosch schenkeln.

Michael Faraday erzeugteals Erster aus der magnetischenKraft Elektrizität.

Georg Simon Ohm hat grund -legende Gesetze der Elektrizitätformuliert.

… und Watt?Watt war früher und kommtim Buch erst später!

In einen „Faraday ’schenKäfig“ kann keineElektri zität eindringen.

In „Ohm“ wird derelektrische Wider-stand gemessen.

„Galvanisieren“ nenntman das Metalli sche Beschichten von Ober-flächen.

„Volt“ ist die Einheit der elektrischen Spannung.

Die Stromstärke wird in„Ampère“ gemessen.

Bisweilen tobt am Himmel ein höllischesSpektakel, das die Menschen noch nie ruhen ließ.

Eine Ideeschlägt ein.

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Metalle gießen und schmieden gehört zu den ältesten Techniken. Die Totenmaske ist auspurem Gold. Sie wurde in Mykene in Griechen-land gefunden und ist über 3000 Jahre alt.

Die Griechen

Beim Zeus,da sind schonkluge Köpfeam Werk!

Für Wasser, Wein und alles, was in große Krüge passt: Keramik aus der antiken Welt.

Mit ihren Trieren befuhrendie Griechen die Meere deralten Welt.

In Alexandria, im Norden Ägyptens, lebte einstEratosthenes, ein griechischer Philosoph. Er hatvor 2000 Jahren den Umfang der Erde berechnet,ziemlich genau und mit einfachsten Mitteln – eigentlich nur mit seinem Kopf und ein bisschenGeometrie:Im tiefen Süden Ägyptens, weit weg von Alexan -dria, liegt die Elefanteninsel. Dort spiegelt sich zurSommersonnwende die Sonne in einem sehr tiefenBrunnen. Wenn dem so ist – dachte Eratosthenes –dann muss die Sonne wohl senkrecht über demBrunnen stehen. Zu gleicher Stunde – das wussteEratosthenes – wirft der Obelisk in Alexandria einen Schatten und man kann das Dreieck, das derObelisk, der Schatten und der Sonnenstrahl bilden,leicht berechnen. Der spitze Winkel oben am Obe-lisk (in unserer Zeichnung rot) ist 7,2 Grad und erist genauso groß wie der Winkel am Erdmittel-punkt, den der Brunnenstrahl (bei uns gelb) unddie verlängerte Obelisklinie (blau) mitei nanderschließen: ebenfalls rot, ebenfalls 7,2 Grad.Weil die Entfernung Alexandria – Elefanteninselbekannt war (5000 Stadien), kann man ganz leichtvon diesem Kreisausschnitt auf den ganzen Kreisschließen:7,2 Grad entspricht 5000 Stadien, dann entspre-chen 360 Grad – so viel hat ein Kreis – 250 000Stadien. Es ist wie bei einer Torte: Wenn man einStück sieht, kann man sich schon denken, wie großdie Torte war.Später hat sich jemand mit dieser Rechnung auf denWeg gemacht, um die Welt zu umrunden. Das Ein-

Dieser rote Winkelist genauso großwie der rote Winkelam Erdmittel-punkt: 7,2 Grad.

Höhe des Obelisken ist bekannt.

Sonnenstrahl

Sonnenstrahlen treffen parallel auf die Erde, das heißt,sie haben – wie Eisenbahnschienen – immer denselbenAbstand zueinander.

Wenn sichdie Sonne in

einem sehr tiefenBrunnen auf der

Wasseroberfläche spiegelt,dann muss sie senkrecht über

dem Brunnen stehen.Würdeman gaaaaanz tief weitergra-ben, käme man genau zumErdmittelpunkt!

Die Längedes Schattens kann man messen.

Rechter Winkel (90 Grad)ist bekannt.

7,2 Grad

7,2 Grad (hier etwas größergezeichnet, damit man allesbesser erkennen kann)

Eine Gerade schneidet zwei Parallelenimmer unter demselben Winkel!

5 000Stadien

zige, was er nicht wusste: Wie groß warein griechisches Stadion? Die Sache gingtrotzdem gut aus.Die Entfernung von der Insel nach Alex-andria beträgt in heutigen Maßeinheiten750 Kilometer. Eratosthenes hat also ei-

Erdmittelpunkt

Die blaue Linie(des Obelisken)schneidet die gelbenLinien (die Sonnen-strahlen) immer unter demselbenWinkel: 7,2 GradDas ist Geometrie!

Die Griechen sind seit alters her einVolk von Seefahrern. An den Küstender Ägäis, auf über hundert Inseln beheimatet, sind sie mit dem Meer bes -tens vertraut. Der Handel und dieKriegsschiffe machten sie reich undöffneten ihnen fremde Länder undden Erfahrungsschatz von deren Kul-turen. Weil Sklaven die notwendigenArbeiten ausführten, hatten die vor-nehmen Her ren Zeit und Muße fürwissenschaftliches Grübeln und allerleiakrobatische Gedankenspiele überGötter und die Welt. Und über dieGeometrie.Wie groß ist zum Beispiel die Welt?Dass sie eine Kugel ist, wussten dieGriechen. Als Seefahrer verfolgten sieden unterschiedlichen Stand der Gestir-ne oder das Auftauchen anderer Schiffeund Küsten am Horizont. Aber: Wiegroß ist sie dann, die Kugel? Die Lö-sung ist einfacher, als man denkt.

Die Liebe zur Geometrie …

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… und die Berechnungdes Erdumfangs

nen Erdumfang von 37500 Kilo-metern errechnet. Tatsächlich beträgtder Umfang 40009Kilometer – dawar der alte Grieche schon ganzschön nah dran.

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Der Glaube versetzt Berge und Ritternach Jerusalem: Mit solchen Schiffennahm König Richard Löwenherz amKreuz zug teil.

Ora et labora

Das Mittelalter

Von Rittern, Tod und Teufel.

Und vom rech ten

Glauben.

Malen mit Licht: Die großen Kirchen des Mittel -alters, die Kathedralen, waren Meisterwerke derBaukunst. Vollendet wurde ihre Schönheit mit denbunten Glasfenstern: Die Glasmalerei wurde um890 entwickelt. Das Fenster hier ist aus dem Augs-burger Dom und zeigt König David aus der Bibel.

Mit dem Untergang des römischenWeltreiches gingen das Wissen undtechnische Geschick der antiken Weltfürs Erste verloren. In Europas Mittekämpfen Kaiser und Kirche um Machtund Einfluss, und mit ihnen Bauerngegen Ritter, Städter gegen Fürsten,und alle gegen die Sünde, die in unssteckt, und für die christliche Erleuch-tung. Das geht nicht ohne Grobheitab. Zustände wie im Mittelalter.Nur in der Abgeschiedenheit der Klös -ter werden Wissenschaft und Kunstfer-tigkeit gepflegt. „Bete und arbeite“ –lateinisch „ora et labora“ –, das istLeitspruch und Leben der Mönche.Obwohl Benediktus, der Erfinder desenthaltsamen und abgeschiedenen Le-bens, Müßiggang für den Feind derSeele hält, trachtet mancher Mönchdanach, die Arbeit angenehm und ren-tabel zu gestalten. Verbesserungen inder Glas- und Eisenherstellung unddie Entwicklung der Wassermühlensind Ergebnisse klösterlicher Kunstfer-tigkeit. Die Zeugnisse der Baukunstkann man heute noch bewundern,und mancher Zecher genießt im„Klos terstüberl“ die Tradition christli-cher Braukunst.

In den klösterlichen Schreibstuben wurden diealten Vorlagen sorgfältig kopiert. Es gab keineDruck maschinen und so musste alles mit derHand geschrieben werden. Zum Schluss wur-den die Buchseiten kunstvoll verziert.

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Englische Ingenieure haben die Eisenbahn entwickelt: die Lokomotiven, das ganzeschienengeführte Zugsystem. So wurde zuerst Englanderschlossen, dann der Konti-nent und später das riesigeAmerika. Der Bahn hof wirdzur Schnittstelle der Welt, allestrifft sich und fährt hier los:zur Arbeit, in die Ferien undauf Schalke.

Die Technik wird weiterent-wi ckelt: elektrische Lokomo -tiven, Dieselloks und Magnet-Schwebe bahnen. Die Eisenbahnerweist sich als umweltfreund -liches und zukunftsweisendesVerkehrsmittel. Trotzdem tut siesich schwer: Das Schienennetzwird ausgedünnt und der Verkehr wird immer mehr aufdie Straße verlagert – Bahnhöfesind kalt und Gas geben kannauch nur der Lokführer.

Eisenbahn

Neue Technologien

Das ZNTDas Zentrum Neue Technologien imDeutschen Museum führt uns in denNanobereich und die Biotechnolo-gie. Nano heißt Zwerg, der Nano-bereich ist die Welt von einigen milli-onstel Millimetern. Hier trifft derNanoforscher auf seine Kollegen vonder Biotechnologie – und sie habenviel gemeinsam ...

Lebewesen bestehen aus einer odermehreren Zellen, beim Menschen sinddas eine ganze Menge: im Bauch, aufder Haut, der Nase usw ... da kommtschon was zusammen. Die Zellen ha-ben einen Kern, dort sind alle Informa-tionen über speziell dieses Lebewesendrin: seine Gene. Mit diesen Informa-tionen kann man dieses Lebewesennochmal bauen, man kann es klonen.Beim Schaf hat das schon mal geklappt.Aber Menschen sind keine Schafe. Hof-fentlich nicht. Man könnte aber vielleicht auch krankeKörperzellen durch gesunde, nachge-baute Zellen ersetzen – das wär mal was!

Nano- und Biotechnologie entschlüs-seln die Geheimnisse der Materie, derStoffe, Zellen und Organe, der kleins-ten Strukturen und Bauweisen im Be-reich der Atome. Sie erforschen dasVerhalten, das Wachsen, die Formenlebender Wesen im Grenzbereich vonSubstanzen und Zellstrukturen: mole-kulare Lebenswissenschaft. Das alleskann man nicht im (normalen) Mikro-skop beobachten – trotzdem gibt esMöglichkeiten, „Nano“ zu „sehen“:Das Rastertunnelmikroskop machts

möglich. Es tastet dieOberflächen der Winz-strukturen ab und bautsie optisch nach.

Nanoforscher habendas Geheimnis der berühmten Damaszener

Klingen gelüftet.

Das DNA-Besucherlabor schwebt über derAusstellung Nano- und Biotechnologie.

Die Ziege ist gen-technisch verän-dert. So bekommtman aus ihrerMilch eine Arznei.

95% der Gene von Menschen und Schimpansensind identisch. Die Schimpasen sind unserenächsten Verwandten.

So sieht es aus in der Nano- und Biotechnologie-Ausstellung.