industrielle Revolution: Wissenschaft und Technik im Verbund

industrielle Revolution: Wissenschaft und Technik im Verbund

 

Im Vergleich zu früheren Epochen der Menschheitsgeschichte nahm das Tempo des technischen Fortschritts zur Zeit der industriellen Revolution rasant zu. Noch bis in die 2. Hälfte des 19. Jahrhunderts wurde die technische Entwicklung entscheidend von den Erfindungen Einzelner und den manchmal unscheinbaren ständigen Verbesserungen von Praktikern in den Fabriken vorangetrieben, nicht selten auch von Außenseitern.

 

 Synthese von Wissenschaft und Industrie in der Chemie

 

Seitdem schuf man verstärkt Einrichtungen, um Wissenschaft und Technik zu fördern und so Fortschritte in diesen Bereichen — auch mittels Systemforschung und »programmierter« Erfindung — bewusst herbeizuführen. Keimzelle einer nach wissenschaftlichen Gesichtspunkten betriebenen Technikforschung wurde die 1794 gegründete Pariser »École polytechnique«, nach deren Vorbild 1825 in Karlsruhe die erste polytechnische Hochschule eröffnet wurde.

 

Am deutlichsten wird die enge Verbindung von wissenschaftlicher Forschung und praktischer Umsetzung am Beispiel der chemischen Industrie. Die ersten chemischen Fabriken des 18. Jahrhunderts waren zunächst nichts anderes als Laboratorien im großen Maßstab gewesen, die Wissenschaft der Chemie war noch nicht so weit gediehen, dass sie der chemischen Industrie nennenswerte Hilfestellung hätte geben können. Unter diesen Umständen blieb die Herstellung großer Mengen von Chemikalien, wie sie in der sich rapide ausdehnenden Textilindustrie gebraucht wurden, eine Angelegenheit der praktischen Erfahrung.

 

Friedrich Wöhler gelang es 1828, einen organischen Stoff — den Harnstoff — aus anorganischen Stoffen herzustellen. Damit wurde es möglich, organische chemische Verbindungen auf synthetischem Wege zu gewinnen und die Natur zu manipulieren. Ähnliche Aussichten eröffneten Justus von Liebigs Arbeiten über die pflanzlichen Wachstumsbedingungen, die eine Revolution in der Landwirtschaft bewirkten. Liebig schuf vor allem einen ganz neuen Stil wissenschaftlichen Arbeitens. Das Chemielaboratorium, das er 1824 an der Universität Gießen einrichtete, wurde zu einer international renommierten Ausbildungsstätte. Manche seiner Schüler wurden selbst Professoren, andere gingen in die Wirtschaft. August Wilhelm Hoffmann, ein Assistent Liebigs, prägte mit seinen Arbeiten die Entwicklung der großindustriellen Herstellung synthetischer Farben ganz entscheidend. Einer seiner Schüler, William Henry Perkin, stellte 1856 den ersten künstlichen Farbstoff, das Mauvein, her. Allerdings war das Interesse der britischen Textilbetriebe und infolgedessen auch der chemischen Werke an den neuen Farben gering, weil Großbritannien natürliche pflanzliche Farbstoffe zu günstigen Preisen aus seinen Kolonien beziehen konnte. In Deutschland stieß die Herstellung synthetischer Farbstoffe dagegen auf weit größeres Interesse.

 

Um in dem sich verschärfenden Wettbewerb auf dem internationalen Markt mithalten zu können, gingen immer mehr der neu entstandenen chemischen Firmen dazu über, selbst einen Stab ausgebildeter Chemiker anzustellen. Hier lag die Keimzelle der industriellen Forschung, die im Gegensatz zur Universitätsforschung stärker auf praktische Ergebnisse ausgerichtet war. Besonders die deutsche chemische Industrie betrieb ihre eigene Forschung und begründete damit ihre internationale Spitzenstellung. Die Fortschritte in der Teerforschung ermöglichten es, fast alle Bestandteile des in den Kokereien anfallenden Teers nutzbringend zu verwenden. Heute werden aus Kohleteer Tausende von Produkten wie Farben, synthetische Fasern, fotochemische Produkte, Holzschutzmittel, Drogen, Schmerzmittel (Aspirin) und unzählige Kunststoffe hergestellt.

 

Ergebnisse systematischer Forschung waren auch die chemischen Großsynthesen. 1909 gelang es Fritz Hofmann von den Bayer-Werken, aus Isopren synthetischen Kautschuk herzustellen. Seine Forschungsergebnisse dienten als Grundlage der deutschen Bunafabrikation im Ersten Weltkrieg. 1908 war dem Chemiker Fritz Haber die direkte Vereinigung von Stickstoff und Wasserstoff zu Ammoniak gelungen. Der im Haber-Bosch-Verfahren billig gewonnene Ammoniak sicherte als Ausgangssubstanz für die Synthese von Stickstoffdünger im Ersten Weltkrieg die Stickstoffversorgung der Landwirtschaft, sodass auf die Einfuhr von Chilesalpeter und Guano verzichtet werden konnte.

 

Systematische Forschung spielte auch in der Elektroindustrie und der Nachrichtentechnik seit dem ausgehenden 19. Jahrhundert eine immer größere Rolle. Je mehr sich die internationale Konkurrenz durch das Auftreten neuer Industriestaaten verschärfte, desto größere Summen investierten Privatunternehmen und Regierungen in die naturwissenschaftlich-technische Forschung.

 

Die Rolle des Staates

 

Um die Mitte des 19. Jahrhunderts hatte Großbritannien als Mutterland der industriellen Revolution gegenüber allen anderen Nationen einen großen technischen Vorsprung. Die neuen zukunftsträchtigen Industrien aber wuchsen entweder gar nicht oder sehr langsam, da in Großbritannien keine ausreichenden Anstrengungen zur Entwicklung angewandter Forschung vorgenommen wurden. 1872 gab es in Cambridge nur zwölf Personen, die Naturwissenschaften hörten. Die meisten von ihnen wollten Ärzte werden. Je bedeutender die Rolle von Bildung und Wissenschaft für die wirtschaftliche Entwicklung wurde, um so nachteiliger wirkte sich aus, dass sich der britische Staat zu lange aus der Förderung des Erziehungswesens herausgehalten hatte. In Deutschland dagegen gab es ein effizientes einheitliches System staatlicher Erziehung von der Volksschule bis zur Universität.

 

Der Erste Weltkrieg führte weltweit zu einer Intensivierung industrieller Forschung. Für die Krieg führenden, aber auch für die neutralen Staaten war sie zu einer Überlebensfrage geworden, da viele herkömmliche Handelsrouten blockiert und viele Rohstoffe nicht mehr zugänglich waren. Die deutsche Regierung beauftragte in dieser Situation ihre Wissenschaftler, Ersatzprodukte für Gummi, Chilesalpeter und Erdöl zu finden. Aber auch in Frankreich, Großbritannien, Japan und anderen Ländern wurde die Forschung straffer organisiert und direkt vom Staat unterstützt.

 

 Großtechnik und Massenproduktion

 

Ungeachtet der zunehmenden Bedeutung der Wissenschaft kamen auch in der zweiten Hälfte des 19. Jahrhunderts wesentliche technische Innovationen immer noch aus der Praxis. Dies gilt zum Beispiel für grundlegende Verbesserungen der Stahlerzeugung. Der Bau der Eisenbahnlinien, der Schiffbau und der Brückenbau weckten ebenso wie die Rüstungstechnik im Zeitalter der weltweit miteinander rivalisierenden Nationalstaaten einen enormen Bedarf an gutem und billigem Stahl.

 

Eine Ausweitung der Stahlproduktion wurde ermöglicht durch die Entdeckung des Konverters, eines mit feuerfesten Steinen ausgekleideten, birnenförmigen Metallgefäßes. Henry Bessemer löste 1855 damit das Problem, Stahl aus Roheisen in großem Maßstab herzustellen. Die Vettern Sidney Gilchrist Thomas und Percy Carlyle Gilchrist entwickelten das Bessemerverfahren entscheidend weiter.

 

Der Bessemerprozess und das von Siemens weiterentwickelte Martinverfahren beschleunigten den Aufbau großer Stahlindustrien in Lothringen, an der Saar und an der Ruhr. In Deutschland wuchs die Roheisenproduktion zwischen 1871 und 1913 von 1,4 auf 31,4 Millionen Tonnen an, in Großbritannien von 6 auf 10, in den USA von 1,6 auf 31,4 Millionen Tonnen.

 

Die sehr viel langsamere Ausdehnung der Eisenproduktion Großbritanniens, das in der 1. Hälfte des 19. Jahrhunderts die führende Rolle in der Welt gespielt hatte, ist zum Teil mit eben dieser Vorreiterrolle zu erklären: Die britische Eisenindustrie hatte umfangreiche Investitionen in Anlagen vorgenommen, die nun veraltet waren.

 

Die Nutzung der Elektrizität leitete eine neue Phase der industriellen Entwicklung ein. Dem Briten Michael Faraday war bereits 1832 das Prinzip des Generators, der mechanische Energie in elektrische verwandelt, bekannt. Seine erste praktische Anwendung fand der elektrische (Schwach-)Strom seit 1840 in der Telegrafie. 1866 gelang Werner Siemens die Konstruktion einer Dynamomaschine, die mechanische Arbeit in elektrischen Strom umwandelte. Es eröffnete sich nun eine völlig neue Perspektive der Krafterzeugung, deren Bedeutung ebenso revolutionär war wie die Entwicklung der Dampfmaschine vor mehr als 100 Jahren.

 

Seit 1873 stand der Elektromotor — seiner Funktion nach eine Umkehrung des Generators — zur Verfügung und fand 1879 seine Anwendung als Antriebsmittel der elektrischen Straßenbahn in Berlin. Der Elektromotor war eine vielseitig einsetzbare, dezentrale und auch für den Handwerksbetrieb erschwingliche Antriebs- und Arbeitsmaschine. Nachdem Oskar von Miller den Transformator erfunden und damit das Problem der Spannungsumwandlung gelöst hatte und es Marcel Deprez gelungen war, Elektrizität mithilfe von Hochspannungsleitungen ohne große Stromverluste zu übertragen, konnte die Elektrizität in großem Stil zur Beleuchtung, zur Fernübertragung von Energie und zur Elektrifizierung von Verkehr und Industrie verwendet werden. In der Erzeugung von elektrischem Strom war Deutschland um die Jahrhundertwende führend. Die deutsche Elektroindustrie lieferte 1913 30 Prozent der Weltproduktion an elektrotechnischen Erzeugnissen.

 

Der Durchbruch der Elektrizität datiert in Europa in die 1890er-Jahre. Die Elektroindustrie trat in eine Periode rasanter Expansion ein. Der Elektromotor fand Verbreitung, die Elektrizität wurde zunehmend in der Großchemie eingesetzt, und man baute immer neue Kraftwerke, die man zu größeren Einheiten zusammenfasste, um sie rentabler zu machen.

 

Die Entwicklung der Verbrennungsmaschine als Alternative zur Dampfmaschine wurde zunächst von sozialpolitischen Überlegungen vorangetrieben. In der Konstruktion einer kleineren und billigeren Kraftmaschine sah man die Möglichkeit, dem Handwerker und kleinen Gewerbetreibenden, die durch die Industrialisierung und den Großbetrieb in Bedrängnis geraten waren, wirtschaftlich zu helfen und damit den Mittelstand zu stabilisieren. 1863 baute Jean Joseph Étienne Lenoir den ersten betriebsfähigen Gasmotor. Der Durchbruch des Verbrennungsmotors aber kam erst, als mit dem Petroleum ein billiger Treibstoff zur Verfügung stand. Angeregt von Lenoirs Maschine baute Nikolaus Otto seinen wegweisenden Viertaktmotor, der jedoch zunächst noch ortsfest und an eine Gasleitung angeschlossen war. Gottlieb Daimler entwickelte diesen Motor durch Verwendung eines Benzin-Luft-Gemisches anstelle des Gases und eines elektrischen Zündsystems so weiter, dass er für den Einsatz in Kraftwagen tauglich wurde.

 

1859 hatte man im Nordwesten Pennsylvanias mit Erdölbohrungen begonnen, die den Beginn einer neuen gigantischen Industrie markierten. 1871 wurden 150 Millionen Barrels nach Europa, Asien und Südamerika exportiert. Die Erdölproduktion der Welt wuchs von knapp 100000 Tonnen 1860 auf 20,6 Millionen im Jahr 1900 an. Nach der Jahrhundertwende erfolgte, bedingt durch die zunehmende Verbreitung des Automobils, ein weiterer rasanter Anstieg.

 

Die europäische Autoindustrie hatte noch lange einen deutlichen technischen Vorsprung gegenüber den USA, wo man ab 1903 mit der Massenmotorisierung begann. In Europa dagegen blieb das Auto noch lange ein ausgesprochenes Luxusprodukt für exklusive Gesellschaftskreise. Zu Anfang des 20. Jahrhunderts musste man beim Kauf eines solchen Prestigeobjektes den Gegenwert eines Einfamilienhauses bezahlen.

 

Die Massenproduktion in Großserien

 

Die industrielle Massenproduktion nahm ihren Ausgang von den USA. Günstige Marktchancen und Absatzmöglichkeiten regten dazu an, Massenprodukte aus genormten, typisierten und daher austauschbaren Teilen herzustellen. Auf diese Weise wurden in den USA zunächst Teile von Gewehrschlössern, dann auch Landmaschinen, Nähmaschinen, Schreibmaschinen und Fahrräder gefertigt. Die Massenproduktion in Großserien war ein erster Schritt auf dem Wege zur Rationalisierung. Mit diesem Begriff könnte man das Streben bezeichnen, durch technische oder organisatorische Verbesserungen die Leistung eines Betriebes zu erhöhen, die Kosten zu senken und damit die Produktivität und Wettbewerbsfähigkeit zu steigern. Der erhöhte Kapitaleinsatz führte zur Bildung großer Betriebseinheiten, die sich gegen das Kapitalrisiko durch Zusammenschlüsse in Kartellen, Syndikaten oder Trusts absicherten und bestrebt sein mussten, den Markt zu beherrschen. Henry Ford führte 1913 das Fließbandsystem in die Serienherstellung seiner Automobile ein. Das Fließband zwang den Arbeiter, einem vorgegebenen Arbeitstempo zu folgen und zerlegte den Herstellungsprozess in zahlreiche, immer gleichbleibende Einzeltätigkeiten. Der Arbeitsfluss wurde beschleunigt und verlief kontinuierlich. Die Arbeit des Einzelnen konnte stärker kontrolliert werden. Das Ausbildungsniveau der angelernten und ungelernten Arbeiter wurde nahezu bedeutungslos. Die Tätigkeit am Fließband wurde oft als monoton, physisch und psychisch zermürbend empfunden. Gleichzeitig aber ermöglichte das Fließband niedrigere Verkaufspreise. Fords legendäres Modell T konnte sich so immer größere Märkte erschließen, und Ford war in der Lage, seinen Arbeitern für die damalige Zeit hohe Löhne zu zahlen. Nach dem Ersten Weltkrieg fand die Fließbandarbeit auch in Europa Verbreitung. Durch das Auftreten neuer Industriemächte hatten sich die internationalen Märkte verengt. Das Welthandelsvolumen stagnierte und die Gewinne sanken, sodass die Unternehmen verstärkt Rationalisierungsmaßnahmen ergriffen, um international wettbewerbsfähig zu bleiben.

 

Blickt man auf die technische und wissenschaftliche Entwicklung im 19. Jahrhundert zurück, so erscheint zunächst das damit erreichte Produktionswachstum je Einwohner von durchschnittlich zwischen 1 und 1,5 Prozent pro Jahr als eher bescheiden. Es gilt aber zu bedenken, dass sich die Bevölkerung der Industriestaaten in diesem Jahrhundert in einem nie zuvor dagewesenen Ausmaß vermehrt hatte. Sie konnte nur dank der gewaltigen Fortschritte im Bereich von Wirtschaft, Technik und Wissenschaft überleben.

 

Prof. Dr. Hans-Werner Niemann

 

Weiterführende Erläuterungen finden Sie auch unter:

 

Eisenbahn: Eisenbahnbau im 19. Jahrhundert

 

Grundlegende Informationen finden Sie unter:

 

Industrialisierung: Anfänge im Zeichen der Dampfkraft

 

Naturwissenschaft und Technik: Ein neues Weltbild setzt sich durch

 

Unternehmer: Unternehmertum im 19. Jahrhundert

 

Literatur:

 

Buchheim, Christoph: Industrielle Revolutionen. Langfristige Wirtschaftsentwicklung in Großbritannien, Europa und in Übersee. München 1994.

 

Die Entwicklung der industriellen Gesellschaften, Beiträge von Basilio M. Biucchi u. a. Aus dem Englischen. Taschenbuchausgabe Stuttgart u. a. 1985.

 

Europäische Arbeiterbewegungen im 19. Jahrhundert. Deutschland, Österreich, England und Frankreich im Vergleich, herausgegeben von Jürgen Kocka. Göttingen 1983.

 

Die Fabrik. Geschichte von Arbeit und Industrialisierung in Deutschland, herausgegeben von Wolfgang Ruppert. München ²1993.

 Kiesewetter, Hubert: Das einzigartige Europa. Zufällige und notwendige Faktoren der Industrialisierung. Göttingen 1996.

 Kiesewetter, Hubert: Industrielle Revolution in Deutschland 1815-1914. Frankfurt am Main ³1996.

 Landes, David S.: Der entfesselte Prometheus. Technologischer Wandel und industrielle Entwicklung in Westeuropa von 1750 bis zur Gegenwart. Aus dem Englischen. Taschenbuchausgabe München 1983.

 Otten, Dieter: Die Welt der Industrie. Entstehung und Entwicklung der modernen Industriegesellschaften, Band 1: Aufstieg und Expansion. Reinbek 1986.

 

Quellen zur Geschichte der industriellen Revolution, herausgegeben von Wilhelm Treue u. a. Göttingen u. a. ²1979.