Universum perpetuum mobile. Da jeder bewegte Körper seine Bewegung so lange fortsetzt, als ihn nicht äußere Umstände daran hindern, kam der Mensch schon vor Jahrtausenden auf den Gedanken, Apparate zu bauen, die sich, einmal in Bewegung gesetzt, immerfort in derselben Weise weiter bewegen. Man übersah dabei, daß jede Bewegung auf äußere Hindernisse stößt und allmählich aufhört, wenn nicht ein neuer Anstoß von außen erfolgt, wenn nicht eine neue Kraft zugeführt wird, die jene Hindernisse überwindet. So würde z. B. ein schwingendes Pendel in Ewigkeit mit derselben Geschwindigkeit sich hin und her bewegen, wenn nicht der Widerstand der Luft und die Reibung im Aufhängungspunkte die mechanische lebendige Kraft seiner Bewegung allmählich aufhöben und in Wärme verwandelten. Wir müssen ihm durch einen neuen Anstoß (oder bei der Pendeluhr durch Aufziehen des Gewichtes) neue mechanische Kraft zuführen. Daher ist die Konstruktion einer Maschine, welche ohne äußere Hilfe einen Arbeitsüberschuß erzeugt, durch den sie sich selbst immerfort im Gang erhält, unmöglich. Alle Versuche, ein solches Perpetuum mobile zu bauen, mußten fehlschlagen; die Erkenntnis des Substanzgesetzes bewies sodann auch theoretisch die Unmöglichkeit desselben.
Anders verhält es sich aber, wenn wir den Kosmos als Ganzes ins Auge fassen, das unendliche Weltall, welches nach unserer Anschauung in ewiger Bewegung begriffen ist. Damit ist aber zugleich gesagt, daß das ganze Universum selbst ein allumfassendes Perpetuum mobile ist. Diese unendliche und ewige »Maschine des Weltalls« erhält sich selbst in ewiger und ununterbrochener Bewegung, wobei die unendlich große Summe der aktuellen und potentiellen Energie ewig dieselbe bleibt. Nach unserer Auffassung ist also die Vorstellung des Perpetuum mobile für den ganzen Kosmos ebenso wahr und fundamental bedeutend wie sie für die isolierte Aktion eines Teiles desselben unmöglich ist. Damit werden auch die Schlußfolgerungen abgelehnt, die aus der Lehre von der Entropie gezogen worden sind.
Entropie des Weltalls. Der scharfsinnige Begründer der mechanischen Wärmetheorie (1850), Clausius, faßte den wichtigsten Inhalt dieser bedeutungsvollen Lehre in zwei Hauptsätzen zusammen. Der erste Hauptsatz lautet: »Die Energie des Weltalls ist konstant«; er bildet die eine Hälfte unseres Substanzgesetzes, das »Energieprinzip« (S. 28). Der zweite Hauptsatz behauptet: »Die Entropie des Weltalls strebt einem Maximum zu.« Nach der Ansicht von Clausius zerfällt die Gesamtenergie des Weltalls in zwei Teile, von denen der eine (als Wärme von höherer Temperatur, als mechanische, elektrische, chemische Energie usw.) noch teilweise in Arbeit umsetzbar ist, der andere dagegen nicht; diese letztere, die bereits in Wärme verwandelte und in kälteren Körpern angesammelte Energie, ist für weitere Arbeitsleistung unwiederbringlich verloren. Diesen gleichsam »verbrauchten« Energieteil, der nicht mehr in mechanische Arbeit umgesetzt werden kann, nennt Clausius Entropie (d. h. die nach innen gewendete Kraft); er wächst beständig auf Kosten des ersten Teiles. Da nun tagtäglich immer mehr mechanische Energie des Weltalls in Wärme übergeht und diese nicht in die erstere zurückverwandelt werden kann, muß die gesamte Quantität der arbeitsfähigen Energie immer mehr zerstreut und herabgesetzt werden. Alle Temperaturunterschiede müßten zuletzt verschwinden und die völlig gebundene Wärme gleichmäßig in einem einzigen trägen Klumpen von starrer Materie verbreitet sein; alles organische Leben und alle organische Bewegung würde aufgehört haben, wenn dieses Maximum der Entropie erreicht wäre; das wahre »Ende der Welt« wäre da. (Vergl. Felix Auerbach, Die Weltherrin und ihr Schatten, 1902.)
Wenn diese Anwendung der Lehre von der Entropie richtig wäre, so müßte dem angenommenen »Ende der Welt« auch ein ursprünglicher »Anfang« derselben entsprechen; beide Vorstellungen sind nach unserer monistischen und konsequenten Auffassung des ewigen kosmogenetischen Prozesses gleich unhaltbar. Es gibt einen Anfang der Welt ebensowenig als ein Ende derselben. Wie das Universum unendlich ist, so bleibt es auch ewig in Bewegung; ununterbrochen findet eine Verwandlung der lebendigen Kraft in Spannkraft statt und umgekehrt; und die Summe dieser aktuellen und potentiellen Energie bleibt immer dieselbe.
Die Verteidiger der Entropie behaupten dieselbe mit Recht, sobald sie Prozesse ins Auge fassen, die in einem geschlossenen System ablaufen. Im großen Ganzen des Weltalls, worauf wir den Begriff eines »geschlossenen Systems« nicht anwenden können, herrschen aber jedenfalls Verhältnisse, die eine Umkehrung des energetischen Ablaufs möglich machen. So werden z. B. beim Zusammenstoße von zwei Weltkörpern, die mit ungeheurer Geschwindigkeit aufeinander treffen, kolossale Wärmemengen frei, während die zerstäubten Massen in den Weltraum hinausgeschleudert und zerstreut werden. Das ewige Spiel der rotierenden Massen mit Verdichtung der Teile, Ballung neuer kleiner Meteoriten, Vereinigung derselben zu größeren usw. beginnt dann von neuem.
Herbert Spencer hat in seinen »Grundprinzipien« überzeugend dargelegt, daß selbst für ein geschlossenes Universum der Schluß unerlaubt wäre, es müsse, einmal in Ruhe, auch unendliche Zeit in Ruhe bleiben. Man könne sagen, der jetzige Zustand habe mit dem Ende einer früheren Entwickelung begonnen, und das Ende der gegenwärtigen sei zugleich der Anfang einer neuen; in dem Augenblick, wo das Maximum der Entropie erreicht sei, setze gerade eine langsame Entwickelung im entgegengesetzten Sinne ein, und so würde sich das Leben des Universums unaufhörlich fortsetzen. Wie Poincaré (Die moderne Physik, 1908) bemerkt, stimmt diese Auffassung mit der vieler Physiker überein, welche z. B. nach der kinetischen Gastheorie annehmen, daß man bei genügend langer Beobachtung die verschiedenen Zustände wiederkehren sehen kann, wenn eine Gasmasse eine Reihe von Veränderungen durchgemacht hat.
II. Monistische Geogenie. Die Entwickelungsgeschichte der Erde, auf die wir jetzt noch einen flüchtigen Blick werfen, bildet nur einen winzig kleinen Teil von derjenigen des Kosmos. Sie ist zwar auch gleich dieser seit mehreren Jahrtausenden Gegenstand der philosophischen Spekulation und noch mehr der mythologischen Dichtung gewesen; aber ihre wirklich wissenschaftliche Erkenntnis ist viel jünger und stammt zum weitaus größten Teile aus dem 19. Jahrhundert. Im Prinzip war die Natur der Erde, als eines Planeten, der um die Sonne kreist, schon durch das Weltsystem des Kopernikus (1543) bestimmt; durch Galilei, Kepler und andere große Astronomen war ihr Abstand von der Sonne, ihr Bewegungsgesetz usw. mathematisch festgestellt. Auch war bereits durch die Kosmogenie von Kant und Laplace der Weg gezeigt, auf welchem sich die Erde aus der Mutter Sonne entwickelt hatte. Aber die spätere Geschichte unseres Planeten, die Umbildung seiner Oberfläche, die Entstehung der Kontinente und Meere, der Gebirge und Wüsten war noch zu Ende des 18. und in den ersten beiden Dezennien des 19. Jahrhunderts nur wenig Gegenstand ernster wissenschaftlicher Untersuchungen gewesen; meistens begnügte man sich mit ziemlich unsicheren Vermutungen oder mit der Annahme der traditionellen Schöpfungssagen; insbesondere war es auch hier wieder der überlieferte Glaube an die mosaische Schöpfungsgeschichte, welcher der selbständigen Forschung von vornherein den Weg zur wahren Erkenntnis verlegte.
Erst im Jahre 1822 erschien ein bedeutendes Werk, welches zur wissenschaftlichen Erforschung der Erdgeschichte diejenige Methode einschlug, die sich bald als die weitaus fruchtbarste erwies, die ontologische Methode oder das Prinzip des Aktualismus. Sie besteht darin, daß wir die Erscheinungen der Gegenwart genau studieren und benutzen, um dadurch die ähnlichen geschichtlichen Vorgänge der Vergangenheit zu erklären. Nachdem zuerst Karl Hoff (Gotha) in seiner »Geschichte der durch Überlieferung nachgewiesenen natürlichen Veränderungen der Erdoberfläche« diese ontologische Methode (1822) begründet hatte, wurde sie bald (1830) von dem großen englischen Geologen Charles Lyell in seinen »Prinzipien der Geologie« auf die ganze Geschichte der Erde erfolgreich angewendet. In neuester Zeit hat Johannes Walther in seiner gedankenreichen »Geschichte der Erde und des Lebens« (1908) eine lichtvolle populäre Darstellung derselben gegeben.
Als zwei Hauptabschnitte der Erdgeschichte müssen wir vor allem die anorganische und organische Geogenie unterscheiden; die letztere beginnt mit dem ersten Auftreten lebender Wesen auf unserem Erdball. Die anorganische Geschichte der Erde, der ältere Abschnitt, verlief in derselben Weise wie diejenige der übrigen Planeten unseres Sonnensystems; sie alle lösten sich vom Äquator des rotierenden Sonnenkörpers als Nebelringe ab, welche sich allmählich zu selbständigen Weltkörpern verdichteten. Aus dem gasförmigen Nebelball wurde durch Abkühlung der glutflüssige Erdball, und weiterhin entstand an dessen Oberfläche durch fortschreitende Wärmeausstrahlung die dünne feste Rinde, welche wir bewohnen. Erst nachdem die Temperatur an der Oberfläche bis zu einem gewissen Grade gesunken war, konnte sich aus der umgebenden Dampfhülle das erste tropfbar-flüssige Wasser niederschlagen, und damit war die wichtigste Vorbedingung für die Entstehung des organischen Lebens gegeben. Viele Millionen Jahre sind verflossen, seitdem dieser bedeutungsvolle Vorgang, die erste Wasserbildung, eintrat und damit die Einleitung zum dritten Hauptabschnitt der Kosmogenie, zur Biogenie.
III. Monistische Biogenie. Der dritte Hauptabschnitt der Weltentwickelung beginnt mit der ersten Entstehung der Organismen auf unserem Erdball und dauert seitdem ununterbrochen bis zur Gegenwart fort. Die großen Welträtsel, welche dieser interessanteste Teil der Erdgeschichte uns vorlegt, galten noch im Anfange des 19. Jahrhunderts allgemein für unlösbar oder doch für so schwierig, daß ihre Lösung in weitester Ferne zu liegen schien; am Ende desselben durften wir mit berechtigtem Stolze sagen, daß sie durch die moderne Biologie und ihren Transformismus im Prinzip gelöst sind. Zuerst stellte (1809) Jean Lamarck die Lehre fest, daß alle die unzähligen Formen des Tier- und Pflanzenreiches durch allmähliche Umbildung aus gemeinsamen einfachsten Stammformen hervorgegangen sind, und daß die allmähliche Veränderung der Gestalten durch Anpassung, in Wechselwirkung mit Vererbung, diese langsame Transmutation bewirkt hat. Fünfzig Jahre später führte Charles Darwin die einzelnen Teile dieser »Deszendenztheorie«, gestützt auf die großartigen, inzwischen erfolgten Fortschritte der Biologie, weiter aus und füllte zugleich durch seine neue »Selektionstheorie« die bedenklichste Lücke der ersteren aus. Er zeigte, wie »die natürliche Zuchtwahl im Kampf ums Dasein« der unbewußte Schöpfer ist, welcher die zweckmäßige Organisation der Lebensformen ohne vorbedachten Zweck und Schöpfungsplan hervorbringt. Dadurch ist Darwin der »Kopernikus der organischen Welt« geworden.