Schön ist, was wir sehen, schöner ist, was wir wissen, am schönsten ist bei weitem, was wir nicht wissen.
Nicolas Steno war ein dänischer Wissenschaftler, ein Pionier sowohl in der Anatomie als auch in der Geologie, der in seinen späteren Jahren ein katholischer Bischof wurde. Steno wurde in den klassischen wissenschaftlichen Texten ausgebildet; jedoch stellte er ab 1659 das akzeptierte Wissen über die natürliche Welt ernsthaft in Frage. Wichtig ist, dass er Erklärungen für die Tränenproduktion, die Idee, dass Fossilien im Boden wachsen, und Erklärungen der Gesteinsbildung in Frage stellte. Seine Untersuchungen und seine nachfolgenden Schlussfolgerungen zu Fossilien und Gesteinsbildung haben Wissenschaftler dazu veranlasst, ihn als einen der Gründer der modernen Stratigraphie und der modernen Geologie zu betrachten. Die Bedeutung von Stenos grundlegenden Beiträgen zur Geologie kann daran gemessen werden, dass die Hälfte der zwanzig Arbeiten in einem neueren Sammelband über The Revolution in Geology from the Renaissance to the Enlightenment sich auf Steno konzentriert, den „hervorragendsten Barock-Universalgelehrten und Gründer des modernen geologischen Denkens".
Geboren in einer lutherischen Familie, konvertierte Steno 1667 zum Katholizismus. Nach seiner Konversion ließ sein Interesse für Naturwissenschaften schnell nach und wich seinem Interesse an Theologie. Anfang 1675 beschloss er, Priester zu werden. Vier Monate später wurde er zu Ostern 1675 in den katholischen Klerus ordiniert. Als Geistlicher wurde er später von Papst Innozenz XI. zum Apostolischen Vikar der Nordischen Missionen und zum Titularbischof von Titopolis ernannt. Steno spielte eine aktive Rolle in der Gegenreformation in Norddeutschland. Das Kanonisierungsverfahren für ihn wurde 1938 eingeleitet. Papst Johannes Paul II. selig sprach Steno 1988.
Frühen Leben und Karriere
Nicolas Steno wurde in Kopenhagen am Neujahrstag 1638 nach julianischem Kalender geboren, Sohn eines lutherischen Goldschmieds, der regelmäßig für König Christian IV. von Dänemark arbeitete. Er wurde im Alter von drei Jahren krank und litt an einer unbekannten Krankheit, und wuchs während seiner Kindheit isoliert auf. 1644 starb sein Vater, danach heiratete seine Mutter einen anderen Goldschmied. 1654–1655 starben 240 Schüler seiner Schule an der Pest. Über die Straße wohnte Peder Schumacher, der Steno 1671 eine Stelle als Professor in Kopenhagen anbot. Im Alter von 19 Jahren trat Steno in die Universität Kopenhagen ein, um Medizin zu studieren. Nach Abschluss seines Universitätsstudiums machte sich Steno auf die Reise durch Europa; tatsächlich würde er für den Rest seines Lebens unterwegs sein. In den Niederlanden, Frankreich, Italien und Deutschland kam er mit prominenten Ärzten und Wissenschaftlern in Kontakt. Diese Einflüsse führten dazu, dass er seine eigenen Beobachtungsfähigkeiten nutzte, um wichtige wissenschaftliche Entdeckungen zu machen.
Auf Drängen von Thomas Bartholin reiste Steno zunächst nach Rostock, dann nach Amsterdam, wo er Anatomie bei Gerard Blasius studierte und sich bei ihm aufhielt und sich auf das Lymphsystem konzentrierte. Nach wenigen Monaten zog Steno nach Leiden, wo er die Studenten Jan Swammerdam, Frederik Ruysch, Reinier de Graaf, Franciscus de le Boe Sylvius, einen berühmten Professor, und Baruch Spinoza traf. Zu dieser Zeit veröffentlichte Descartes über die Funktionsweise des Gehirns, und Steno bezweifelte Descartes' Erklärung des Ursprungs von Tränen als vom Gehirn produziert. Eingeladen nach Paris von Henri Louis Habert de Montmor und Pierre Bourdelot, traf er dort Ole Borch und Melchisédech Thévenot, die sich für neue Forschungen und Demonstrationen seiner Fähigkeiten interessierten. 1665 reiste Steno nach Saumur, Bordeaux und Montpellier, wo er Martin Lister und William Croone traf, die Stenos Arbeit der Royal Society vorstellten.
Nach einer Reise durch Frankreich ließ er sich 1666 in Italien nieder – zunächst als Professor für Anatomie an der Universität Padua und dann in Florenz als Hausarzt des Großherzogs der Toskana Ferdinando II. de' Medici, der Künste und Wissenschaften unterstützte und den Steno in Pisa kennengelernt hatte. Steno wurde eingeladen, im Palazzo Vecchio zu leben; im Gegenzug musste er ein Kuriositätenkabinett zusammenstellen. Steno reiste nach Rom und traf Papst Alexander VII. und Marcello Malpighi, den er bewunderte. Auf der Rückfahrt beobachtete er eine Fronleichnamsprozession in Livorno und fragte sich, ob er den richtigen Glauben hatte. In Florenz konzentrierte sich Steno auf das Muskelsystem und die Natur der Muskelkontraktion. Er wurde Mitglied der Accademia del Cimento und führte lange Diskussionen mit Francesco Redi. Wie Vincenzo Viviani schlug Steno ein geometrisches Modell der Muskeln vor, um zu zeigen, dass ein sich zusammenziehendes Muskelsystem seine Form ändert, aber nicht sein Volumen.
Wissenschaftliche Beiträge
Anatomie
Während seines Aufenthalts in Amsterdam entdeckte Steno eine zuvor unbeschriebene Struktur, den „ductus stenonianus", den Gang der Ohrspeicheldrüse in Schafs-, Hunde- und Kaninchenköpfen. Ein Streit mit Blasius über die Anerkennung der Entdeckung entstand, aber Stenos Name blieb mit dieser heute als Stensens Gang bekannten Struktur verbunden. In Leiden studierte Steno das gekochte Herz einer Kuh und stellte fest, dass es ein gewöhnlicher Muskel war und nicht das Zentrum der Wärme, wie Galenus und Descartes glaubten. Steno war der erste, der das Seitenliniensystem bei Fischen beschrieb.
Paläontologie
Im Oktober 1666 fingen zwei Fischer in der Nähe der Stadt Livorno einen riesigen weiblichen Hai, und Ferdinando II. de' Medici, Großherzog der Toskana, ordnete an, dass sein Kopf zu Steno geschickt wurde. Steno sezierte den Kopf und veröffentlichte seine Ergebnisse 1667. Er bemerkte, dass die Zähne des Hais eine verblüffende Ähnlichkeit mit bestimmten felsigen Objekten hatten, die in Gesteinsformationen eingebettet waren und die seine gelehrten Zeitgenossen Glossopetrae oder „Zungensteine" nannten. Antike Autoritäten, wie der römische Autor Plinius der Ältere in seiner Naturalis Historia, hatten vorgeschlagen, dass diese Steine vom Himmel oder vom Mond fielen. Andere waren der Meinung, auch den antiken Autoren folgend, dass Fossilien natürlich in den Felsen wuchsen. Stenos Zeitgenosse Athanasius Kircher zum Beispiel führte Fossilien auf eine „Versteinerungsvirtus zurück, die sich durch den ganzen Körper des Geokosmos ausbreitete", die als inhärente Eigenschaft der Erde angesehen wurde – ein aristotelischer Ansatz. Fabio Colonna hatte jedoch bereits gezeigt, indem er das Material verbrannte, um zu zeigen, dass Glossopetrae organische Kalksteinmasse waren und keine Bodenmineralien, in seiner 1616 veröffentlichten Abhandlung De glossopetris dissertatio. Steno ergänzte Colonnas Theorie um eine Diskussion der Unterschiede in der Zusammensetzung zwischen Glossopetrae und lebenden Hai-Zähnen und argumentierte, dass die chemische Zusammensetzung von Fossilien verändert werden könnte, ohne ihre Form zu ändern, unter Verwendung der zeitgenössischen Korpuskulartheorie der Materie.
Stenos Arbeit an Haizähnen führte ihn zu der Frage, wie ein festes Objekt in einem anderen festen Objekt wie einem Felsen oder einer Gesteinsschicht gefunden werden könnte. Die „festen Körper in Feststoffen", die Stenos Aufmerksamkeit attraierten, umfassten nicht nur Fossilien, wie wir sie heute definieren würden, sondern auch Mineralien, Kristalle, Verkrustungen, Adern und sogar ganze Gesteinsschichten oder Strata. Er veröffentlichte seine geologischen Studien in De solido intra solidum naturaliter contento dissertationis prodromus, oder Preliminary discourse to a dissertation on a solid body naturally contained within a solid im Jahr 1669. Dieses Buch war sein letztes wissenschaftliches Werk von Bedeutung. Steno war nicht der erste, der Fossilien als von lebenden Organismen stammend identifizierte; seine Zeitgenossen Robert Hooke und John Ray sowie Leonardo da Vinci ein Jahrhundert früher argumentierten ebenfalls, dass Fossilien die Überreste ehemals lebender Organismen waren.
Geologie und Stratigraphie
Steno, in seiner Dissertationis prodromus von 1669, wird vier der definierenden Prinzipien der Stratigraphie-Wissenschaft zugeschrieben. Seine Worte waren:
- das Gesetz der Superposition: „In dem Moment, in dem eine bestimmte Schicht gebildet wurde, befand sich darunter eine andere Substanz, die den weiteren Abstieg des zerkleinerten Materials verhinderte, und so war in dem Moment, in dem die unterste Schicht gebildet wurde, entweder eine andere feste Substanz darunter, oder wenn eine Flüssigkeit dort existierte, war sie nicht nur von anderer Natur als die obere Flüssigkeit, sondern auch schwerer als das feste Sediment der oberen Flüssigkeit."
- das Prinzip der ursprünglichen Horizontalität: „In dem Moment, in dem eine der oberen Schichten gebildet wurde, hatte die untere Schicht bereits die Konsistenz eines Feststoffs erworben."
- das Prinzip der lateralen Kontinuität: „In dem Moment, in dem eine bestimmte Schicht gebildet wurde, war sie entweder auf ihren Seiten von einer anderen festen Substanz umgeben, oder sie bedeckte die gesamte sphärische Oberfläche der Erde. Daraus folgt, dass überall dort, wo die bloßen Seiten der Schichten zu sehen sind, entweder eine Fortsetzung derselben Schichten gesucht werden muss, oder eine andere feste Substanz gefunden werden muss, die das Material der Schichten vor Zerstreuung bewahrte."
- das Prinzip der querenden Beziehungen: „Wenn ein Körper oder eine Diskontinuität eine Schicht durchschneidet, muss er sich nach dieser Schicht gebildet haben."
Diese Prinzipien wurden 1772 von Jean-Baptiste L. Romé de l'Isle angewendet und erweitert. Stenos Ideen bilden immer noch die Grundlage der Stratigraphie und waren Schlüssel zur Entwicklung von James Huttons Theorie der sich unendlich wiederholenden Zyklen von Meeresbodenablagerung, Hebung, Erosion und Versenkung.
Kristallographie
Steno gab in seinem 1669er Buch „De solido intra solidum naturaliter contento" die ersten genauen Beobachtungen zu einem Kristalltyp. Das Prinzip in der Kristallographie, das einfach als Stenos Gesetz, oder Stenos Gesetz der konstanten Winkel oder das erste Gesetz der Kristallographie bekannt ist, besagt, dass die Winkel zwischen entsprechenden Flächen auf Kristallen für alle Exemplare desselben Minerals gleich sind. Stenos grundlegendes Werk ebnete den Weg für das Gesetz der Rationalität der kristallographischen Indizes des französischen Mineralogen René-Just Haüy im Jahr 1801. Dieser fundamentale Durchbruch bildete die Grundlage aller nachfolgenden Untersuchungen zur Kristallstruktur.
Religionsstudien
Stenos fragender Geist beeinflusste auch seine religiösen Ansichten. Obwohl er im lutherischen Glauben aufgewachsen war, stellte er dessen Lehren in Frage, was zu einem Brennpunkt wurde, wenn er während seines Studiums in Florenz mit dem römischen Katholizismus konfrontiert wurde. Nach vergleichenden theologischen Studien, einschließlich Lektüre der Kirchenväter und durch Verwendung seiner natürlichen Beobachtungsfähigkeiten, entschied er, dass der Katholizismus statt des Luthertums mehr Nahrung für seine ständige Neugier bot. 1667 konvertierte Steno am Allerseelentag zum Katholizismus, als Lavinia Cenami Arnolfini, eine Adlige aus Lucca, darauf bestand.
Steno reiste nach Ungarn, Österreich und kam im Frühling 1670 in Amsterdam an. Dort traf er alte Freunde Jan Swammerdam und Reinier de Graaf. Mit Anna Maria van Schurman und Antoinette Bourignon diskutierte er über wissenschaftliche und religiöse Themen. Das folgende Zitat stammt aus einer Rede von 1673:
Schön ist, was wir sehen, schöner ist, was wir wahrgenommen haben, am schönsten ist, was noch verschleiert ist.
Es ist nicht klar, ob er Nicolaes Witsen traf, aber er las Witsens Buch über Schiffsbau. 1671 akzeptierte er die Position eines Professors für Anatomie an der Universität Kopenhagen, versprach aber Cosimo III. de' Medici, dass er zurückkehren würde, wenn er zum Tutor von Ferdinando III. de' Medici ernannt würde.
Anfang 1675 beschloss Steno, seine theologischen Studien, die er bereits vor seiner Konversion begonnen hatte, zur Vorbereitung seiner Ordination zum Priester fortzusetzen. Nach nur 4 Monaten wurde er zum Priester ordiniert und feierte seine erste Messe am 13. April 1675 in der Basilika der Santissima Annunziata in Florenz im Alter von 37 Jahren. Athanasius Kircher fragte ausdrücklich, welche Gründe ihn dazu veranlasst hatten, Priester zu werden. Steno hatte die Naturwissenschaften für Bildung und Theologie verlassen und wurde einer der führenden Figuren der Gegenreformation. Auf Bitte von Herzog Johann Friedrich von Hannover ernannte ihn Papst Innozenz XI. am 21. August 1677 zum Apostolischen Vikar für die Nordischen Missionen. Er wurde am 19. September von Kardinal Barbarigo zum Titularbischof von Titiopolis geweiht und zog in den lutherischen Norden.
Im Jahr nach seiner Ernennung zum Bischof war er wahrscheinlich an der Verbotung von Veröffentlichungen durch Spinoza beteiligt. Dort führte er Gespräche mit Gottfried Leibniz, dem Bibliothekar; die beiden argumentierten über Spinoza und seinen Brief an Albert Burgh, damals Stenos Schüler. Leibniz empfahl eine Wiedervereinigung der Kirchen. Steno arbeitete bis 1680 in der Stadt Hannover.
Nach John Fredericks Tod, Fürstbischof von Paderborn, ernannte ihn Ferdinand von Fürstenberg am 7. Oktober 1680 zum Weihbischof der Kirche Saint Liudger von Münster. Der neue Kurfürst Ernest Augustus, Kurfürst von Hannover war ein Protestant. Früher hatte Augustus' Frau, Sophia von Hannover, sich über Stenos Frömmigkeit lustig gemacht; er hatte seinen Bischofsring und sein Kreuz verkauft, um den Bedürftigen zu helfen. Er setzte eifrig die von Bernhard von Galen begonnene Gegenreformationsarbeit fort.
1683 trat Steno als Weihbischof nach einem Streit über die Wahl des neuen Bischofs, Maximilian Henry of Bavaria, zurück und zog 1684 nach Hamburg. Dort beteiligte sich Steno erneut an der Untersuchung des Gehirns und des Nervensystems mit einem alten Freund Dirck Kerckring. Steno wurde eingeladen nach Schwerin, als klar wurde, dass er in Hamburg nicht akzeptiert war. Steno kleidete sich wie ein armer Mann in einem alten Umhang. Er fuhr in einem offenen Wagen bei Schnee und Regen. Da er vier Tage die Woche von Brot und Bier lebte, wurde er ausgemergelt. Nachdem Steno seine Mission erfüllt hatte, vergingen einige Jahre schwieriger
