Der Brennspiegel in der Alchemie – Die Macht der Sonne

Das wichtigste Instrument des Alchemisten ist das Feuer. Die transformative Kraft dieses Elements ist entscheidend, um die angestrebte Stoffumwandlung zu erzielen (Abb. 1). Feuer ist jedoch nicht gleich Feuer. Verfasser alchemistischer Schriften unterschieden verschiedene Arten und Grade, die für unterschiedliche Prozesse benötigt wurden.

Abb. 1: Matthäus Merian d.Ä., Titelblatt (Detail) für Michael Maier, Examen fucorum pseudo-chymicorum detectorum et in gratier veritatis mantium succicte refutatorum, Frankfurt 1617

Im siebten Buch von „De natura rerum“ beschrieb auch Paracelsus (1493/94–1541) verschiedene Grade des alchemistischen Feuers. „Ein jeglicher Grad,“ so der Schweizer Arzt und Alchemist, ist „einer besondern wirckung.“[1] So verwende man die Flammen des „Lebendigen Feuers“ etwa für die Calcination[2], das Kerzenlicht zur Fixation[3], das Kohlenfeuer zur Zementation[4] oder Purgation[5], das glühende Eisen zum Probieren[6]. Paracelsus erwähnte auch Eisenspäne, heißen Sand und Asche als Wärmequellen, bevor er das sogenannte Balneum Maris[7] und das Balneum Roris[8] aufführte, die der Destillation[9], Sublimation[10], Coagulation[11] und Solution[12] dienen sollen. Auch im „venter equinus“, dabei handelt es sich um Pferdemist, erzeuge man hohe Temperaturen, mit deren Hilfe die Putrefaction und die Digestion[13] durchgeführt werden können. Am interessantesten ist Paracelsus‘ Schilderung des „unsichtbar Few“. Bei diesem unsichtbaren Feuer handelt es sich um die Strahlen der Sonne, die mit einem „Stählen Spiegel oder Crystallen“ dienstbar gemacht werden sollen.[14] Dieses Feuer sei

„[e]iner solchen wunderbarlichen Wirckung (…), daß einer dardurch schmeltzen kann die Metall, und alle flüssige feißte ding, frey auff einem Tisch, ohne alles Fewr, und alle leicht verbrennliche ding zu Kol und Aschen verbrennen.“[15]

Die Verwendung eines Spiegels aus Stahl – eines Brennspiegels – für alchemistische Verfahren, sollte die Alchemie theoretisch und praktisch nachhaltig bereichern (Abb. 2).

Abb. 2: François Villette, Brennspiegel, um 1670, Höhe (mit Sockel) 187 cm, Durchmesser (gesamt): 134,7 cm, Brennweite: Brennweite 117,7 cm, Kassel, Museumslandschaft Hessen Kassel, Inv. Nr. APK F 138.

Der Brennspiegel ist ein katoptrisches Instrument (Katoptrik = die Lehre von der Reflexion des Lichtes an spiegelnden Oberflächen), um das sich seit jeher Mythen und Legenden ranken. Seine konvexe Fläche aus Metall, die die auftreffenden Strahlen der Sonne im Brennpunkt derart zu reflektieren und zu konzentrieren vermag, dass sich ein Feuer entzündet, faszinierte über die Jahrhunderte hinweg.[16] Die Mythifizierung derartiger Objekte lässt sich auf eine mit dem griechischen Mathematiker Archimedes verbundene Legende zurückführen. Als dessen Heimatstadt Syrakus während des zweiten Punischen Krieges im Jahr 212 v. Chr. von einer römischen Flotte belagert wurde, soll er die feindlichen Schiffe mit Hilfe eines Brennspiegels vernichtet haben.[17] Diese Legende wurde zu einem Standardnarrativ in der Wissenschaftsgeschichte, wenngleich es keine zeitgenössischen Quellen gibt, die dieses Ereignis belegen würden. Zumindest unter physikalischen Gesichtspunkten wäre es unmöglich gewesen, einen beweglichen Gegenstand auf eine große Distanz in Brand zu setzen.[18] Nichtsdestotrotz darf diese Legende in keinem Übersichtswerk zur Geschichte der Optik fehlen. Zahlreiche Illustrationen greifen die vermeintliche Wunderwaffe des Archimedes auf, wie etwa das Titelblatt des 1572 von Friedrich Risner herausgegebenen „Opticae thesaurus“ (Abb. 3).[19]

Abb. 3: Titelblatt zu Friedrich Risner, Opticae thesaurus, Basel 1572

Neben Paracelsus wusste auch der neapolitanische Universalgelehrte Giambattista Della Porta (1535–1615) von der besonderen Bedeutung des Sonnenfeuers zu berichten. In den Strahlen der Sonne, so machte er in seiner Schrift „Magia naturalis“ deutlich, sollen die größten Geheimnisse der Natur verborgen liegen.[20] In seinem Traktat „De destillationibus“ führte er wiederum aus, dass durch die Destillation mittels der Sonnenstrahlen, die „Kräffte der Arzneyen“ auf wundersame Weise vermehrt werden können.[21] Allerdings sei ein solches Verfahren nur möglich, „wenn die Sonn das Zeichen des Zwillings (…) durchwandert“, das heißt im Zeitraum vom 21. Mai bis zum 21. Juni.[22] „In den kalten Ländern“ hingegen, also nördlich der Alpen, „da die Straal der Sonnen per obliquum kommen, unnd derowegen nicht so sehr erhitzigen“, müsse man sich eines Brennspiegels als Hilfsmittel bedienen.[23] Zwei Illustrationen veranschaulichen den jeweiligen Versuchsaufbau (Abb. 4 und 5).

Abb. 4: Giambattista della Porta, Destillation in der Hitze der Sonne, aus: Ars Destillatoria, Frankfurt am Main 1611

Abb. 5: Giambattista della Porta, Destillation in der Hitze der Sonne mit Hilfe eines Brennspiegels, aus: Ars Destillatoria, Frankfurt am Main 1611

Der Arzt und Theosoph Heinrich Khunrath (1560–1605) widmete dem Sonnenfeuer, inspiriert von Paracelsus, einen ganzen Traktat: „De igne magorum. Philosophische Erklärung von unnd uber dem Eusseren Philosophischen Fewer“ hatte er zwischen 1602 und 1604 verfasst.[24] Das „äußere philosophische Feuer“ ist mit dem von Paracelsus beschriebenen „unsichtbaren Feuer“ identisch und sollte durch den Einsatz katoptrischer Instrumente für alchemistische und magische Praktiken nutzbar gemacht werden. Khunrath zufolge sei es nur mit Hilfe dieses Feuers möglich, alchemistische Operationen erfolgreich durchzuführen. Sogar der Stein der Weisen könne auf diese Weise bereitet werden. Dazu müsse der moderne „Chymist“ das irdische Feuer mit dem Sonnenfeuer „animieren“.[25] Idealerweise erfolge die Anzündung in „der Stund Solis“, wenn die Sonne im Widder stehe, also in der Zeit vom 19. April bis zum 14. Mai.[26] Als Werkzeuge sollen ihm eine Kristallkugel, eine mit Wasser gefüllte Phiole oder eben ein Brennspiegel dienen. Ein derartiges „Natürlich-Magisches Fewerzeug“ ist in der Ausgabe von 1608 neben der entsprechenden Textpassage in Form eines kleinen Handspiegels abgebildet (Abb. 6).[27]

Abb. 6: Heinrich Khunrath, Handspiegel, aus: De igne magorum philosophorumque secreto externo et visibili, Straßburg 1608

Bis ins 18. Jahrhundert galten Brennspiegel als begehrte und zugleich kuriose Sammlerstücke und wurden bei verschiedenen Verfahrensweisen eingesetzt.[28] Der französische Chemiker Nicolas Lefèvre (1610–1669) verwendete den Brennspiegel zum Calcinieren von Antimon („Spießglas“) und berichtete darüber in seiner erstmals 1660 erschienenen „Chimie théorique et pratique“.[29] Er bevorzugte es, bei diesem Verfahren das „Sonnenfeuer“ einzusetzen, da sich dadurch die Masse des Halbmetalls vermehren und nicht verringern würde, wie es bei der Calcination mit „gemeinem Feuer“ üblicherweise geschah.[30] Das auf diese Weise bereitete, weiße Pulver sollte schweißtreibend wirken und das Herz stärken. Lefèvre beschrieb den Versuchsaufbau sehr genau. Außerdem ist dem Text eine erklärende Illustration beigefügt (Abb. 7). Dem „Artisten“ empfahl er, eine Brille von grünem Glas zu tragen, da ihm ansonsten „der Glantz das Gesicht verderben“ würde.[31] Während diesem Ratschlag in den Illustrationen der französischen und englischen Ausgaben Folge geleistet wurde, laboriert der „Artist“ in der deutschen Ausgabe ohne entsprechende Schutzausrüstung (Abb. 8).

Abb. 7: Nicolas Lefèvre, La calcination solaire de l’antimoine, aus: Traité de la

chimie. Bd. 2, Paris 1669

Abb. 8: Nicolas Lefèvre, Wie das Antimonium durch die Sonne Calcinirt wird, aus: Neuvermehrter Chymischer Handleiter und Guldnes Kleinod, Nürnberg 1685

Die Herstellung  von Brennspiegeln war seit jeher aufwendig und teuer und so suchte man nach kostengünstigeren Alternativen. Gleichzeitig versuchte man die Dimension, Brennweite und die dadurch erzeugten Temperaturen zu steigern. Ein Vorreiter war der Franzose François Villete (1621–1698). Einer seiner Spiegel, der sich heute im Museum für Astronomie und Technikgeschichte in Kassel befindet, hat eine Brennweite von fast 118 cm (Abb. 2). Mit solch einem Instrument ließen sich verschiedene Metalle in Sekundenschnelle schmelzen, denn Temperaturen von ca. 1500 °C konnten damit ohne Weiteres erreicht werden.[32]

Im deutsch-sprachigen Raum war der Naturforscher Ehrenfried Walther von Tschirnhaus (1651–1708) einer der Pioniere auf diesem Gebiet.[33] Inspiriert von Villettes Spiegel, den er auf einer Reise nach Frankreich gesehen hatte, versuchte er dessen Modell zu optimieren. Statt einer zu gießenden Legierung wählte Tschirnhaus Kupfer als Spiegelmetall und ließ es in die entsprechende Form treiben, die geschliffen und poliert werden musste und anschließend in eine hölzerne Fassung eingesetzt wurde.[34] Eines dieser Exemplare befindet sich im Mathematisch-Physikalischen Salon in Dresden.[35] Seine Brennweite betrug knapp einen Meter und mit seiner Hilfe ließen sich Eier hart kochen, Holz entflammen, Wasser zum Kochen und Verdunsten bringen, Blei- und Zinnbarren innerhalb weniger Minuten schmelzen, Eisen- und Kupferbleche durchlöchern, Verglasungen vornehmen und angeblich sogar die als unveränderlich geltenden Diamanten bearbeiten.[36]

Abb. 9: Jacques de Lajoue, Der Brennspiegel, Allegorie auf die Optik, nach 1730, Öl, 87 x 80 cm, Kassel, Museumslandschaft Hessen-Kassel, Inv. Nr. 19-I-188

Die über Jahrhunderte andauernde Faszination am Brennspiegel beruhte in erster Linie auf der Tatsache, dass sich mit Hilfe eines derartigen Artefakts das Sonnenlicht, die mächtigste Energiequelle auf Erden, scheinbar beherrschbar machen ließ. Das Licht, das unmittelbar von Gott zu kommen schien und für alle generativen und transformativen Vorgänge in der Natur verantwortlich ist, konnte mittels eines Brennspiegels gezielt für verschiedene Verfahren eingesetzt werden. In der alchemistischen Praxis, die ohnehin von spirituellen Elementen geprägt war, galt das „Sonnenfeuer“ im Gegensatz zum irdischen Kohlenfeuer als besonders rein. Substanzen, die dadurch bearbeitet und erzeugt worden waren, konnten so eine Wertsteigerung erfahren. Nicht zuletzt räumte das Operieren mit dem „himmlischen Feuer“, wie Khunrath es genannt hatte, dem Alchemisten eine „gottgleiche“ Stellung ein und ließ ihn die Schöpfung im Mikrokosmos des Laboratoriums nachvollziehen.

Bildnachweis

Abb. 1: https://merian-alchemie.ub.uni-frankfurt.de/ausstellung/i-merian-und-die-tradition-der-alchemica-illustrata-in-frankfurt/matthaeus-merian-d-ae-und-die-bebilderung-der-alchemie/ und https://www.digitale-sammlungen.de/de/view/bsb10908001?page=3

Abb. 2: https://datenbank.museum-kassel.de/34905/

Abb. 3: https://de.wikipedia.org/wiki/Schatz_der_Optik#/media/Datei:Thesaurus_opticus_Titelblatt.jpg

Abb. 4: https://books.google.de/books?id=tVKy3IUNZJIC&hl=de&pg=PA34#v=onepage&q&f=false

Abb. 5: https://books.google.de/books?id=tVKy3IUNZJIC&hl=de&pg=PA35#v=onepage&q&f=false

Abb. 6:

Abb. 7: https://digital.sciencehistory.org/works/s7526d555/viewer/2227mq77f

Abb. 8: https://digital.slub-dresden.de/werkansicht/dlf/12161/963#

Abb. 9: https://altemeister.museum-kassel.de/71437/

Quellenverzeichnis

[1] Johannes Huser (Hg.): Husersche Quartausgabe (medizinische und philosophische Schriften). In diesem Tomo seind begriffen solche Bücher, in welchen deß mehrere theils von Spagyrischer Bereitung Natürlicher dingen, die Artzney betreffend, gehandelt wirt. Item, ettliche Alchimistische Büchlin, so allein von der Transmutation der Metallen tractiren. Conrad Waldkirch. Band 6, Basel 1590, S. 308.

[2] Hierbei handelt es sich um eine Pulverisierung mit Hilfe von Feuer. Ein Material wird dabei in einer flachen Schale geröstet, wodurch ein Oxid entsteht. Lawrence M. Principe: Arbeitsmethoden, in: Claus Priesner und Karin Figala (Hg.): Alchemie. Lexikon einer hermetischen Wissenschaft, München 1998a, S. 51-57, hier S. 53.

[3] Das Fixieren, bzw. „Festmachen“ von flüchtigen Substanzen. Lawrence M. Principe: Laborgeräte, in: Claus Priesner und Karin Figala (Hg.): Alchemie. Lexikon einer hermetischen Wissenschaft, München 1998b, S. 211-215, hier S. 211.

[4] Ein Verfahren zum Scheiden von Gold und Silber. Gerhard Brey: Salimiak, in: Claus Priesner und Karin Figala (Hg.): Alchemie. Lexikon einer hermetischen Wissenschaft, München 1998, S. 317-318, hier: S. 317.

[5] Reinigung.

[6] http://alchemie.hab.de/thesaurus#probierkunst (09.12.2022)

[7] Ein Wasserbad, das auf die legendäre antike Alchemistin „Maria die Jüdin“ zurückzuführen sein soll.

[8] Ein Dampfbad. Principe 1998a, S. 57.

[9] Verfahren zum Trennen und Reinigen von Stoffen mit Hilfe von Feuer. http://alchemie.hab.de/thesaurus#destillation (09.12.2022)

[10] Übergang eines Stoffes vom festen in den gasförmigen Aggregatzustand.

[11] Gerinnung.

[12] Lösung.

[13] Bei der Putrefaction und der Digerierung handelt es sich um ähnliche Vorgänge. Durch eine langsame und kontinuierliche Erwärmung eines Stoffes sollen Fäulnis- und Verwesungsprozesse in Gang gesetzt werden. Principe 1998a, S. 54.

[14] Huser (Hg.) 1590, S. 309.

[15] Ibid., S. 309.

[16] Man unterscheidet zwischen dem sphärischen Spiegel und dem Parabolspiegel. Ersterer entsteht als Segmentausschnitt einer Kugel, letzterer muss geometrisch durch die Rotation einer Parabel um die x-Achse eines Graphen konstruiert werden. Der sphärische Spiegel ist wesentlich einfacher herzustellen. Aufgrund der sphärischen Aberration treffen aber nur die achsennahen reflektierten Strahlen im Brennpunkt zusammen. Die Brennweite eines solchen Spiegels ist nach optischen Gesetzen stets halb so groß wie sein Krümmungsradius. Beim Parabolspiegel konvergieren im Brennpunkt tatsächlich alle in der paraboloiden Fläche auftreffenden Strahlen und es können somit noch höhere Temperaturen erzeugt werden. Wolfgang Demtröder: Experimentalphysik 2. Elektrizität und Optik, Berlin, Heidelberg 2013, S. 265-267; Dieter Meschede (Hg.): Gerthsen Physik, Berlin 2015, S. 498-500.

[17] D. L. Simms: Archimedes and the Burning Mirrors, in: Physics Education 10 (1975), S. 517-521; Wilburg Knorr: The Geometry of Burning Mirrors in Antiquity, in: Isis 74 (1983), S. 53-73; Wilburg Knorr: Archimedes and the Pseudo-Euclidean Catoptrics. Early Stages in the Ancient Geometric Theory of Mirrors, in: Archives Internationales d’Histoire des Sciences 35 (1985), S. 28-104.

[18] Viel wahrscheinlicher ist es, dass bei der Verteidigung von Syrakus Brandpfeile und andere brennende Wurfgeschosse zum Einsatz kamen. Klaus Schillinger: Geschichte der Brennspiegel und Brennlinsen vom Altertum bis zum Ende des 17. Jahrhunderts, in: AK Ehrenfried Walther von Tschirnhaus (1651-1708). Experimente mit dem Sonnenfeuer, hg. von Peter Plaßmeyer, Wolfram Dolz und Sabine Siebel, Dresden (Mathematisch-Physikalischer Salon) 2001a, S. 16-24, hier: S. 16f.

[19] Friedrich Risner (Hg.): Opticae thesaurus Alhazeni arabis libri septem (…). Item Vitellonis Thuringpoloni libri X, Basel 1572.

[20] Giambattista Della Porta: Magiae naturalis libri XX, Neapel 1589, S. 271.

[21] Giambattista Della Porta: Ars Destillatoria. Das ist, die edle und in aller Welt geliebte Kunst zu destilliern, Frankfurt am Main 1611, S. 32-35. Vgl. auch: Della Porta 1589, S. 183.

[22] Della Porta 1611, S. 33.

[23] Ibid., S. 34.

[24] Heinrich Khunrath: De igne magorum philosophorumque secreto externo et visibili, Straßburg 1608. Vgl. Urszula Szulakowska: The Alchemy of Light. Geometry and Light in Late Renaissance

Alchemical Illustration, Leiden 2000, S. 87, 93-101; Ivo Purš: Zápalná zrcadla císare Rudolfa II. a jeho alchymická laborace, in: Lubomír Konečný (Hg.): Libellus amicorum Beket Bukovinská, Prag 2013, S. 86-99.

[25] Khunrath 1608, S. 25.

[26] Ibid., S. 43.

[27] Ibid., S. 70.

[28] Klaus Schillinger: Brenngeräte und experimentelle Untersuchungen nach Tschirnhaus‘ Ableben, in: AK Ehrenfried Walther von Tschirnhaus (1651-1708). Experimente mit dem Sonnenfeuer, hg. von Peter Plaßmeyer, Wolfram Dolz und Sabine Siebel, Dresden (Mathematisch-Physikalischer Salon) 2001b, S. 83-90.

[29] Nicolas Lefèvre: Chimie théorique et pratique, Paris 1660. Es wird aus der deutschen Ausgabe von 1685 zitiert: Nicolas Lefèvre: Neuvermehrter chymischer Handleiter, und guldnes Kleinod, Nürnberg 1685, S. 880-883. Vgl. Richard Ashrowan: Alchemical Catoptrics. Light, Matter and Methodologies of Transformation in Moving Image Practice. Volume I, Edinburgh 2016, S. 67f.

[30] Das erklärte der Autor mit der Affinität und substantiellen Verwandtschaft zwischen Antimon und dem Sonnenlicht. „Doch muß die Verwunderung aufhören / wenn man weiß und begriffen hat / daß das Liecht dieses wunderbare Feuer ist / so da ein Principium oder Ursprung ist deß Spießglases / und auch eben dasselbe es bereitet hat. Welches anzeiget / daß dieses edle Mineral einen natürlichen Magneten in ihm hat / womit es aus dem höchsten Himmel seines gleichen attrahiret oder herbey ziehet / woraus es selbsten auch entsprossen / und seine Tugend überkommen.“ Lefèvre 1685, S. 881f.

[31] Ibid., S. 882.

[32] François Villette: Description du grand miroir ardent, fait par les sieurs Villette père et fils natifs de Lion avec quelques remarques sur les éfets surprenans et admirables qu’il produit, in: Journal de Trévoux (Mémoires pour l’Histoire Des Sciences & des beaux Arts (Oktober) 1716, S. 2085-2095. Vgl. Schillinger 2001a, S. 22.

[33] Klaus Schillinger (Hg.): Brennspiegel und Brenngläser von Ehrenfried Walther Tschirnhaus, Dresden 1983; AK Ehrenfried Walther von Tschirnhaus (1651-1708). Experimente mit dem Sonnenfeuer, hg. von Peter Plaßmeyer, Wolfram Dolz und Sabine Siebel, Dresden (Mathematisch-Physikalischer Salon) 2001.

[34] Zum Herstellungsverfahren: Schillinger 2001b.

[35] https://skd-online-collection.skd.museum/Details/Index/316935 (09.12.2022)

[36] Klaus Schillinger: Brenngeräte und experimentelle Untersuchungen nach Tschirnhaus‘ Ableben, in: AK Ehrenfried Walther von Tschirnhaus (1651-1708). Experimente mit dem Sonnenfeuer, hg. von Peter Plaßmeyer, Wolfram Dolz und Sabine Siebel, Dresden (Mathematisch-Physikalischer Salon) 2001c, S. 83-90, hier: S. 84.