Jetzt erst gelangte man zu einer klaren Erkenntnis der Abhängigkeit des Klimas von der Verteilung von Wasser und Land, der Richtung und der Höhe der Gebirge und den vorherrschenden Luft- und Meeresströmungen. Ihres historischen Wertes wegen verdient die von Humboldt entworfene und seiner Abhandlung vom Jahre 1817 beigegebene, Isothermenkarte immer noch Beachtung. Daß er die Idee Halley verdankt, hat er selbst mitgeteilt. Es ist gewiß verwunderlich, daß während des langen von Halley bis Humboldt reichenden Zeitraums[558] niemand darauf verfallen ist, Halleys so außerordentlich glücklichen und fruchtbaren Gedanken auf andere Gebiete zu übertragen. Eine Erweiterung des Verfahrens, die wir Dove verdanken, bestand darin, daß er nicht die Orte gleicher Werte, sondern diejenigen gleicher Abweichung von einem nach theoretischen Voraussetzungen berechneten Mittel durch seine Kurven, die Isanomalen, verband und dadurch neue, wertvolle Aufschlüsse über die Ursachen der Temperaturerniedrigung oder -erhöhung, die bestimmte Teile der Erdoberfläche aufweisen, erhielt.
Auch auf die ungleiche Verteilung der Wärme in vertikaler Richtung und die Gesetzmäßigkeiten, welche dieser Erscheinung zugrunde liegen, hat neben dem Alpenforscher Saussure und dem Veranstalter der ersten wissenschaftlichen Ballonfahrt, Gay-Lussac, besonders Humboldt hingewiesen. Nach seinen Angaben findet eine durchschnittliche Verminderung der mittleren Jahreswärme um 1° C statt, wenn man um etwa 85 Toisen in die Höhe steigt. Doch bestätigte sich andererseits die schon von Saussure ausgesprochene Vermutung, daß der Winter auf Höhen verhältnismäßig milder ist als in der Ebene.
Die Erklärung der Passate und der Monsune hatte schon Halley beschäftigt. Doch wurde die Lehre von den Luftströmungen erst eingehender durch Dove begründet. Dove wies nach, daß der Wind mit ziemlicher Regelmäßigkeit, von West ausgehend, durch Nord und Ost und Süd nach West zurückkehrt, während sich auf der südlichen Halbkugel die entgegengesetzte Drehung zeigt. Etwa ein Vierteljahrhundert später erkannte man, daß Doves Regel nur ein unvollkommener Ausdruck des barischen Windgesetzes[560] ist. Letzteres spricht die enge Beziehung zwischen Luftdruck und Luftbewegung folgendermaßen aus: Die Luft bewegt sich stets von einem Orte höheren nach dem nächstliegenden Orte niederen Luftdrucks hin. Dabei wird sie auf der nördlichen Halbkugel nach rechts, auf der südlichen nach links abgelenkt. Jede Luftbewegung, ob sanft oder heftig, erfolgt danach in der Form einer Spirale (Zyklone) und zwar ist die Spiralbewegung in der Nähe eines Minimums derjenigen in der Nähe eines Maximums entgegengesetzt (zyklonal und antizyklonal). Auf dieser Grundlage hat sich die heutige Meteorologie mit ihren synoptischen Karten, ihrer Wetterprognose und dem so wertvollen Sturmwarnungswesen entwickelt.
Außer dem Netz von Stern- und Wetterwarten, mit dem im 19. Jahrhundert der ganze Erdball überzogen wurde, ist auch der zahlreichen, während dieses Zeitraums ins Leben gerufenen erdmagnetischen und seismologischen Observatorien zu gedenken. Welche Verdienste sich um das Zustandekommen der erdmagnetischen Warten und um die Erforschung des magnetischen Zustandes der Erde Gauß und von Humboldt erworben haben, ist schon an früherer Stelle erwähnt worden[561].
Eine ähnliche zentrale Stellung, wie sie Gauß während der ersten Hälfte des 19. Jahrhunderts für das Gebiet der reinen und der angewandten Mathematik einnahm, besaß Alexander von Humboldt während dieses Zeitraums für das gesamte weite Gebiet der Naturwissenschaften, wenn auch die Fortschritte, die wir ihm verdanken, weniger in die Tiefe gingen, sondern vorzugsweise auf die Verknüpfung der verschiedenen Wissensgebiete durch gemeinsame Gesichtspunkte und wechselseitige Durchdringung abzweckten. Dieser Bedeutung von Humboldts, der in seiner Geistesart mehr an Aristoteles und Leibniz wie an einen Newton und einen Gauß erinnert, soll hier eingehender Rechnung getragen werden.
Alexander von Humboldt wurde am 14. September 1769 als Sprößling eines altadeligen preußischen Geschlechtes in Berlin geboren und dort und auf dem elterlichen Gute in Tegel gemeinsam mit seinem Bruder Wilhelm durch Privatunterricht vorgebildet. Alexander von Humboldt widmete sich zunächst dem Studium der Verwaltungsfächer, da er den Traditionen seiner Familie folgen und eine Staatsanstellung bekleiden sollte. Innere Neigung und der Verkehr mit seinem Freunde Willdenow führten ihn jedoch bald den Naturwissenschaften zu. Mit 19 Jahren sehen wir ihn schon mit der Abfassung eines größeren botanischen Werkes beschäftigt[562]. Sein Interesse für die Naturwissenschaften wurde besonders angefacht, als er die Universität Göttingen bezog, wo damals die hervorragendsten deutschen Vertreter dieser Fächer lehrten. Den Einfluß, welchen der Physiker Lichtenberg, der Chemiker Gmelin und der Anatom Blumenbach dort auf ihn ausgeübt haben, hat Humboldt stets dankbar anerkannt. In Göttingen lernte er auch Georg Forster kennen, der Cook auf seiner zweiten Weltumsegelung begleitet und sich als ein Meister in der Naturschilderung einen Namen erworben hatte. Forster, der eine ganz außergewöhnlich vielseitige wissenschaftliche Begabung besaß, ist für Alexander von Humboldt vorbildlich gewesen und hat auf seinen ferneren Studien- und Lebensgang einen entscheidenden Einfluß ausgeübt[563]. In Gemeinschaft mit Forster unternahm Humboldt im Sommer 1790 seine erste größere Reise nach Holland, England und Frankreich. Sie wurde für ihn unter der Anleitung des Weltumseglers zur Vorschule für seine eigenen großen Entdeckungsreisen. Diese Reise, auf welcher die Leidenschaft für das Seewesen und tropische Länder in Humboldt erwachte, hat er oft als ein besonderes Glück bezeichnet[564]. Seine Studien setzte Humboldt zunächst an der Bergakademie zu Freiberg fort, wo er zu den begeistertsten Schülern des Mineralogen Werner zählte, des Hauptvertreters der später von Humboldt und von L. v. Buch so eifrig befehdeten neptunistischen Richtung.
Aus allen Teilen der Welt kamen damals Mineralogen, Geologen und Bergleute nach Freiberg, um Werner zu hören. Humboldt fand bei ihm eine besonders gute Aufnahme, da er sich durch seine »Beobachtungen über einige Basalte am Rhein« (1790) schon einen Namen gemacht hatte. Noch drei Jahrzehnte nach dieser Zeit sprach Humboldt seinem verdienten Lehrer in folgenden Worten seine Anerkennung aus: »Werner erkannte mit bewundernswertem Scharfsinn alle Beziehungen, die bei der Betrachtung der geologischen Formationen beachtet werden müssen. Er lehrte, was man zu wissen und was man zu beobachten habe. Er hat in Gegenden, deren Untersuchung ihm nicht vergönnt gewesen, einen Teil der Entdeckungen vorbereitet. Da nämlich die Formationen unabhängig sind von dem Wechsel der geographischen Breite und vom Klima, so kann irgend ein sehr beschränkter Raum der Erdfeste, in welchem die Natur viele Formationen vereinigt hat, gleich einem wahrhaften Mikrokosmos im Geiste eines bewährten Beobachters sehr richtige Gedanken über die Grundwahrheiten der Geologie erwecken«[565]. Nach seinem Fortgange von Freiberg war Humboldt einige Jahre als Bergassessor und als Bergmeister im Fichtelgebirge tätig. Während dieser Zeit kam er auch wiederholt mit dem Weimar-Jena-Kreise, dem sein Bruder Wilhelm seit 1794 angehörte, in Berührung.
Wie Wilhelm zu Schiller so trat Alexander zu Goethe in nähere Beziehungen. Die Naturwissenschaften waren damals in Weimar Mode. Alles trieb Mineralogie. Selbst die Damen des Hofes legten sich naturwissenschaftliche Sammlungen an, und Goethe war in seinem Eifer für Mineralogie und Geognosie kein Berg zu hoch, kein Schacht zu tief, kein Stollen zu niedrig und keine Höhle labyrinthisch genug[566]. Auch an Humboldts Versuchen über den galvanischen Reiz der Nerven und Muskelfaser hat sich Goethe lebhaft beteiligt. Das von Humboldt über diesen Gegenstand veröffentlichte Werk war zwar durch manchen Versuch wertvoll, es blieb aber in der Tendenz verfehlt, da es die Reaktionen der Muskeln nicht als Wirkungen des galvanischen Stromes, sondern als die Äußerungen einer eigentümlichen Lebenskraft hinstellte[567].
Auch die Arbeiten Goethes über die vergleichende Anatomie, insbesondere die vergleichende Osteologie, kamen zwischen ihm, der schon im Jahre 1786 über das Zwischenkieferbein geschrieben, und Alexander von Humboldt zur Sprache. "Meine naturwissenschaftlichen Arbeiten", schrieb Goethe damals, "sind durch Humboldt aus ihrem Winterschlafe geweckt worden." Nach verbürgten Zeugnissen hat der Dichterfürst es dankbar anerkannt, daß die Gebrüder Humboldt mit ihrem jugendlichen, frischen Streben den größten Einfluß auf ihn ausgeübt hätten, als er selbst schon begonnen habe, an der Welt müde zu werden.
Auch Schiller kam mit Alexander von Humboldt häufiger in persönliche Berührung. Es ist nun interessant zu sehen, wie sehr seine Beurteilung des Forschers von derjenigen Goethes abwich. Nachdem er dem Bruder Wilhelm alle Anerkennung gespendet, schreibt er über Alexander: »Bei allem ungeheuren Reichtum des Stoffes finde ich in ihm eine Dürftigkeit des Sinnes, der bei dem Gegenstande, den er behandelt, das schlimmste Übel ist. Es ist der nackte schneidende Verstand, der die Natur, die immer unfaßlich und ehrwürdig ist, schamlos ausgemessen haben will und mit einer Frechheit, die ich nicht begreife, seine Formeln, die oft nur leere Worte und immer nur enge Begriffe sind, zu ihrem Maßstabe macht. Kurz, mir scheint er für seinen Gegenstand ein viel zu grobes Organ und dabei ein viel zu beschränkter Verstandesmensch zu sein. Er hat keine Einbildungskraft, und so fehlt ihm nach meinem Urteil das notwendigste Vermögen zu seiner Wissenschaft, denn die Natur muß angeschaut und empfunden werden in ihren einzelnsten Erscheinungen wie in ihren höchsten Gesetzen.« Wie würden die heutige Naturwissenschaft und ihre Vertreter vor diesem von übertriebenem Idealismus diktierten Urteil Schillers wohl bestehen! Andererseits ist die in Schillers Worten zum Ausdruck kommende, durchaus subjektive Art, über die Mittel und Ziele der Naturforschung zu urteilen, durch die gesamte Entwicklung, die Philosophie und Wissenschaft im 19. Jahrhundert genommen haben, in ihrer Haltlosigkeit und inneren Unwahrheit dargetan worden. Doch darf nicht vergessen werden, daß es auch Extreme in der naturwissenschaftlichen Methode gibt, von denen Humboldt sich aber – und darin besteht das Irrige des Schillerschen Urteils – weit entfernt hielt, Extreme, vor denen das idealistische und philosophische Denken ein Recht hat, den Warnungsruf ertönen zu lassen.