Bücher der Reihe Die Wissenschaft

Das Manuskript dieses Buches ist im wesentlichen wahrend meines Aufent* haltes am Massachusetts Institute of Technology und an der University of Michigan entstanden. Es behandelt die Grundlagen der Kernphysik etwa in dem Umfang, wie er in den Vorlesungen uber Kernchemie an diesen Hoch- schulen gebracht wird. Der Titel "e;Physikalische Kernchemie"e; rechtfertigt sich dadurch, da unter dieser Bezeichnung an mehreren deutschen Hoch- schulen Vorlesungen fur Chemiker und Kernchemiker gehalten werden, die auch angrenzende Themen - wie z. B. Isotopentrennungen - einschlie- en. Das Buch ist also zunachst als eine Einfuhrung in die Kernphysik fur Chemiker gedacht, die sich der Kernchemie zuwenden wollen und von denen im allgemeinen keine tieferen Kenntnisse der theoretischen Physik und der Mathematik erwartet werden konnen. Daruber hinaus soll es aber auch allen anneren Naturwissenschaftlern von Nutzen sein, die sich uber die Grundlagen der Kernphysik unterrichten wollen. Seinem Titel entsprechend behandelt das Buch ganz uberwiegend die einschlagigen physikalischen Themen, dagegen werden weitergehende rein chemische Fragen, die den Kernchemiker auch interessieren, nur am Rande gestreift. Den vielen amerikanischen Freunden, die mich bei der Abfassung des Manuskriptes beraten haben, sei herzlich gedankt. Fur kritische Durchsicht des Manuskriptes bin ich Herrn Dr. F. Helfferich sehr dankbar. Besonders dankbar bin ich Herrn Professor Dr. W. Westphal, der mich durch seine Kritik sehr ermutigt und mir durch viele Anregungen und Verbesserungs- vorschlage bei der uberarbeitung des Manuskriptes und beim Lesen der Korrekturen sehr geholfen hat. Mein Dank gilt auch Fraulein B.

Dieser Buchtitel ist Teil des Digitalisierungsprojekts Springer Book Archives mit Publikationen, die seit den Anfangen des Verlags von 1842 erschienen sind. Der Verlag stellt mit diesem Archiv Quellen fur die historische wie auch die disziplingeschichtliche Forschung zur Verfugung, die jeweils im historischen Kontext betrachtet werden mussen. Dieser Titel erschien in der Zeit vor 1945 und wird daher in seiner zeittypischen politisch-ideologischen Ausrichtung vom Verlag nicht beworben.

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1940 veroffentlichte Professor Dr. A. Wagner in der Reihe "e;Die Wissenschaft"e; ein Buch unter dem Titel "e;Klimaanderungen und Klimaschwankungen"e;. In diesem noch heute sehr lesenswerten Werk stellte Wagner die damaligen Kenntnisse von den jungsten Klimaschwankungen und von denen des Eiszeitalters zusammen. Seither sind 25 Jahre vergangen. In dieser Zeit ist dank der sich wieder offnenden Verbindungen zwischen den einzelnen Landern manche Beobachtung bekanntgeworden, die in der Kriegszeit nicht zuganglich gewesen ist; auerdem wurde aber innerhalb der letzten beiden Jahr- zehnte in nahezu allen Teilen der Erde nicht nur die meteorologische und klimatolo- gische, sondern auch die geologische Forschung um wesentliche Schritte vorangetrie- ben. Hinzu kommt, da neue Methoden der klimatologischen und geologischen For- schung erst innerhalb dieses kurzen Zeitraumes Einblicke in die Entwicklung des Klimas ermoglicht haben~ die noch vor kurzem fur unmoglich gehalten worden sind. Dank dieser Tatsachen hat sich in kurzester Frist das Beobachtungsmaterial uber die Klima- schwankungen der Gegenwart, der jungsten historischen Vergangenheit und des Eis- zeitalters schnell vermehrt. Der einzelne vermag es kaum noch zu uberblicken, obwohl die Kenntnis dieses Materials nicht nur fur den Gelehrten, sondern auch fur den Prak- tiker von hoher Bedeutung sein konnte. Der Herausgeber der Reihe "e;Die Wissen- schaft"e;, Herr Professor Dr. W. Westphal, und der Vieweg-Verlag, Braunschweig, haben sich daher entschlossen, erneut den gegenwartigen Stand der Kenntnis von den Klima- schwankungen des Quartars bearbeiten zu lassen, zumal da das Buch von Wagner ver- griffen ist.

in die diskreten Markoff-Prozesse und ihre Anwendungen Mit 11 Abbildungen SPRINGER FACHMEDIEN WIESBADEN GMBH DIE WISSENSCHAFT Band 120 Das Kuratorium des Preisausschreibens zum 175 jahrigen Bestehen des Verlages hat dem Verfasser fur dieses Werk einen Preis zuerkannt ISBN 978-3-322-98478-4 (eBook) ISBN 978-3-322-97930-8 DOI 10. 1007/978-3-322-98478-4 1964 Alle Rechte vorbehalten (c) 1964 by Springer Fachmedien Wiesbaden Ursprunglich erschienen bei Friedr. Vieweg & Sohn Braunschweig 1964 Vorwort Die Theorie der stochastischen Prozesse hat in den letzten Jahren eine sturmische Entwicklung erlebt. Die vorliegende Arbeit mochte den Leser mit den elementaren Ergebnissen eines speziellen Teilgebiets, den diskreten Markoff-Prozessen, vertraut machen. Sie wendet sich sowohl an den mathematisch interessierten Leser wie an den, der sich hauptsachlich fur die Anwendungen interessiert. So ist der erste Teil (I) neben der Einfuhrung und der Grundlegung der Begriffe vor allem der mathematischen Theorie gewidmet und bringt ausfuhrlich einen Satz uber Existenz und Eindeutigkeit der behandelten Losungen. Den Beweis dieses Satzes moge der mathematisch weniger interessierte Le- ser uberschlagen, zumal dabei auch das Rechnen mit Matrizen voraus- gesetzt wird. Im Teil 11 werden anschaulich die Kolmogoroffschen Gleichungen hergeleitet und fur die wichtigsten Spezialfalle gelost. Im Teil 111 kommt dann der praktislZh interessierte Leser auf seine Rech- nung. Anwendungen auf die verschiedensten Gebiete werden behan- delt. Schlielich werden im Teil IV einige Realisierungen konstruiert; die Aboildungen dieses Teils konnen fur die Lekture der gesamten Arbeit als Anschauungshilfen dienen.

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Als der Verlag an mich mit dem Vorschlag herantrat, für seine angesehene Sammlung "Die Wissenschaft" eine kurze Darstellung über den Aufbau der Erdatmosphäre zu schreiben, war ich mir von vornherein einer gewissen Schwierigkeit der Aufgabe bewußt. Aber das Thema reizte mich, und ich sagte nach kurzem Überlegen zu. Diese Schwierigkeit muß in Folgendem gesehen werden. Raketen und besonders Satelliten haben uns in den letzten Jahren grundlegende Neuerkenntnisse über den Aufbau der Erdatmosphäre oberhalb rund 100 km Höhe gebracht. Und es hat sich dabei gezeigt, daß man zur Erkennung und Beschreibung des Aufbaus der "Hochatmosphäre" und der sich in dieser abspielenden Vorgänge mit meteorologischen Kenntnissen allein nicht auskommt. Es sind ja auch Physiker, Geophysiker, Astronomen, ja sogar Vertreter der physikalischen Chemie, die uns die Interpretation der Messungen aus der Hochatmosphäre brachten. Ein Vertreter der Meteorologie hat es also nicht leicht, über einen Gegenstand zu schreiben, der seinem Arbeitsgebiet etwas ferner liegt. Andererseits, so sagte ich mir, müßte es auch einem Vertreter der genannten Disziplinen nicht leicht fallen, über die Atmosphäre unterhalb 1 00 km Höhe zu berichten. So wagte ich den Versuch. Eine weitere Schwierigkeit sah ich in der notwendigen Beschränkung des Umfangs. Es war also nicht die Frage, was man alles hereinnehmen, sondern was man weglassen kann. Diese wohl jedem Autor eigentümliche Subjektivität möge man mir nachsehen.

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Die vorliegende Arbeit bezweckt, eine Übersicht über die Untersuchungen an radioaktiven Substanzen zu geben, die ich seit mehr als vier Jahren ausführe. Der Ausgangspunkt war eine Untersuchung der von Herrn Becquerel entdeckten Uran­ strahlen. Die Resultate, zu welchen diese Arbeit mich führte, schienen eine so interessante Perspektive zu eröffnen, daß Herr Curie, unter Aufgabe seiner eigenen Arbeiten, sich mit mir ver­ einigte und wir gemeinsam auf das Ziel hinarbeiteten, die neuen radioaktiven Substanzen zu extrahiren und näher zu er· forschen. Von Anfang unserer Untersuchungen an hielten wir uns für verpflichtet, Proben der von uns entdeckten und hergestellten Substanzen an einige Physiker zu verleihen, vor allen Dingen an Herrn Becquerel, den Entdecker der Uran strahlen. So haben wir selbst die Untersuchungen andrer über die radioaktiven Sub­ stanzen erleichtert. Bald nach unsren ersten Veröffentlichungen befaßte sich auch Herr Giesel in Deutschland mit der Herstellung dieser Substanzrn und verlieh ebenfalls Proben davon an mehrere deutsche Physiker. Später wurden die Substanzen in Deutsch­ land und Frankreich in den Handel gebracht und die immer mehr zunehmende Wichtigkeit des Gegenstandes wurde die Veranlassung zu einer wissenschaftlichen Bewegung, so daß zahlreiche Arbeiten über die radioaktiven Körper erschienen sind und noch fort­ während erscheinen, vor allem im Ausland. Die verschiedenen französischen und ausländischen Arbeiten führen natürlich zum Teil zu gleichen Resultaten, wie bei jedem neuen und in Bildung Curie, Untersuchungen Uber radioaktive Substanzen. 1 2 begriffenen Wissenszweig. Das Aussehen der Frage ändert sich sozusagen von Tag zu Tag.

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Die Hohlenkunde ist ein Teilgebiet der geographisch­ geologischen Wissenschaft, welches auf wi sse n s c aft­ h Hcher Grundlage noch wenig bearbeitet ist. Die Hohlen­ kunde stellt bisher noch einen Zweig der Forschung dar, in welchem man libel' eine Flille unerorterter und ungel{ister Probleme gleichsam zur Tagesordnung geschritten ist. Zwar ist die auf Hohlenkunde bezligliche Literatur eine ganz betrachtliche. Aber die meisten Schriften sind ein­ ander seh1' ahnlich; sie beschranken sich auf eine mehr oder weniger genaue Beschreibung der Hohlenraume, des darin enthaltenen Tropfsteinschmuckes u.nd anderer Dinge; dann folgen gewohnlich einige Spekulationen liber Alter und Entstehungsart der Hoblen. Das Ganze gipfelt zumeist in einigen Bemerkungen liber das SchaurigschOne der Grotten­ welt oder liber die Pracht der Stalaktiten. Der Wi sse n s c aft h ist mit derartigen Darstellungen nur wenig gedient. Mit allgemeinen Beschreibungen, die gewohnlich als "Hohlenforschungen" betrachtet werpen, schreitet die wissenschaftliche Hohlenkunde nicht vorwarts. Es sonte daher jedermann, dem die Gelegenheit geboten wird, in Gebieten sich aufzuhalten, in denen Hohlen vor­ kommen, sich nicht die Mlihen verdrie.6en lassen, zuvor zu Studien libel' dieses interessante Gebiet der Wissenschaft machen. Jeder sollte sich libel' das Wesen del' Hohlen- - V- kunde, ihren Zweck und ihre Aufgaben orientieren. Dann wird sich der Blick scharfen und die Beobachtungen jedes einzelnen werden Bausteine liefern zu einem Gebaude, das dermaleinst auf breiterer Basis als der bisherigen aufgebaut werden konnte.

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Von Prof. Dr. Heini Hediger, Zürich Direktor des Zoologischen Gartens Wer vom Zoo aus Einblick nimmt in die rapide Entwicklung und in den gegen­ wärtigen Stand der Verhaltensforschung, muß den Eindruck gewinnen, daß oft am Einfachen und Naheliegenden vorbeigesehen wird und daß eher entfernte und komplizierte Probleme die Priorität in der Bearbeitung erhalten. Das scheint einem elementaren Wesenszug menschlicher Forschung überhaupt zu entsprechen. Noch bevor wir die höchsten Gebirge und die tiefsten Tiefen unseres Planeten, das Innerste von Kontinenten und Inseln (z. B. Brasilien, Neuguinea) oder die Pole einigermaßen kennengelernt haben, werden schon Vorstöße in den Weltraum und auf andere Planeten unternommen, und zwar mit gewaltigem Aufwand. Beschämend einfache Fragen der Primitiv-Zoologie unserer Erde sind hingegen heute noch unbeantwortet. So ist z. B. das Breitmaul-Nashorn (Ceratotherium simum) noch in keinem Zoo der Welt gezüchtet worden; dabei handelt es sich um eines der allergrößten Landtiere unserer Erde. Wir wissen heute noch nicht, ob es mit anderen Nashorn-Arten bastardiert werden kann, ob afrikanischer und indi­ scher Elefant, Gorilla und Schimpanse sich bastardieren lassen, ob die Giraffe schwimmen kann usw. Wenige Menschen haben eine Ahnung davon, daß der Blauwal (BaZaenoptera muscuZus) mit seinen 30 m Körperlänge und 120 Tonnen Gewicht der größte Zeitgenosse auf unserem Erdball ist - dreißig bis vierzig mal die Masse eines Elefanten - und gleichzeitig das größte Geschöpf, das jemals unseren Planeten bewohnt hat. Viel mehr Beachtung findet die Frage nach den Lebewesen auf anderen Himmelskörpern. Das ist symptomatisch für den Menschen und die von ihm betriebene Forschung.

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"Wot I like in that 'ere style of writin", sagte der altere Mr. Weller, "is that there ain't no callin' names in it". Dieses Buch enthalt sehr viele "callin' names", und es ist fraglich, ob sie Mr. Weller gebilligt hatte. Fach­ ausdrucke lassen sich selbst in einem allgemeinverstandlich geschriebenen Buch, in dem das Wesen von Lebensvorgangen behandelt wird, nicht ver­ meiden. Es war eine der Hauptaufgaben des Autors, herauszufinden, wo die Grenzlinie verlauft zwischen Bezeichnungen, von denen zu erwarten ist, daB sie einem groBeren Leserkreis verstandlich sind, und der wissen­ schaftlichen Fachsprache. Ich habe versucht, die Ausdrucksweise dieses Buches recht einfach zu halten, dabei aber ein Informations- und Erlaute­ rungsniveau zu wahren, das - so hoffe ich - auch fur Studenten und Wissenschaftler von Interesse ist, die nicht Fachleute auf dies em Gebiete sind. Zweifellos werden manchen Lesem einige Kapitel schwerer ver­ standlich sein als andere; es schadet aber nichts, wenn ein Leser Stellen uberspringt, mit denen er wenig anfangen kann. Es ware unmoglich, alle angefUhrten Tatsachen durch Quellenangaben zu belegen, ohne den Text mit Zitaten zu uberladen. Einige Hinweise auf weitere Literatur enthalt ein Anhang, der fUr diejenigen Leser hinzugefugt wurde, die sich mit bestimmten Themen naher befassen wollen. Der Text wird auch durch einen Anhang erganzt, der die chemischen Formeln einiger im Text erwahnter Verbindungen enthalt.

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