Eine Magnetnadel, beweglich aufgehängt: Eine einfachere Maschine – sofern man hier überhaupt diesen Begriff verwenden sollte – kann man sich kaum vorstellen, und doch ist der Kompass eine der größten Erfindungen der Menschheit. Wer seine Erfindung für sich verbuchen darf, ist bis heute umstritten. Die Ursprünge liegen offenbar in China und reichen bis ums Jahr 1000 herum zurück. Dort wird der Kompass allerdings weniger zur Navigation, sondern eher im Rahmen der Harmonielehre Feng-Shui für die Planung und Lage von Häusern verwendet. In Europa wird der Kompass im Jahr 1269 das erste Mal erwähnt – er legt hier die Grundlage für das Zeitalter der Entdeckungen.

Warum er die Welt verändert hat

• Navigation vor Kompass war unzuverlässig
• Grundlage für die Vermessung der Welt: Erst der Kompass ermöglichte die Erstellung von verlässlichen Land- und Seekarten
• Entdeckung neuer Länder und Erdteile
• Ausweitung des Welthandels durch Entstehen fester Handelsrouten
• Navigieren heute: GPS statt Kompass

Um das Jahr 1400 wird in Mainz ein Junge namens Johannes Gutenberg als Sohn eines Kaufmanns geboren. Vermutlich schon in jungen Jahren hatte er sich ein Ziel gesetzt: Schriften vervielfältigen zu können. Etwa 50 Jahre später gelingt es ihm erstmals, die Bibel zu drucken. Entscheidend dafür sind Gutenbergs Handgießinstrument, mit dessen Hilfe er Drucklettern einzeln, schneller und feiner gießen kann, die Druckerpresse und eine verbesserte Druckfarbe.

Warum sie die Welt verändert hat

• Einfaches Vervielfältigen von Texten und Bildern
• Ohne die Druckerpresse wäre die Menschheit kulturell und intellektuell nicht zur heutigen Zivilisation herangewachsen
• Demokratisierung von Bildung und Sprache
• Höheres Bildungsniveau
• Schneller und präziser Wissensaustausch
• Beginn der Massenkommunikation

Wie wäre eine Welt, in der alles – von der Fortbewegung über die Alltagsverrichtungen bis zur Produktion – weitestgehend auf der Muskelkraft von Menschen und Tieren beruht, und allenfalls noch auf den vor Ort vorhandenen Naturkräften wie Wasserkraft und Wind? Es gäbe keine Autos und keine Eisenbahnen, fast alles müsste per Hand hergestellt werden. So sah die Welt etwa bis zum Jahr 1765 aus. In diesem Jahr entwickelt der schottische Erfinder James Watt bestehende Dampfpumpen, die bereits im Bergbau eingesetzt wurden, entscheidend weiter, indem er neue Komponenten wie einen Kondensator hinzufügt und so drei Viertel des Brennstoffs einspart. Die ihm daher zugeschriebene Dampfmaschine kann nicht nur Arbeiten erledigen, die bislang überwiegend von Menschen oder Tieren geleistet werden mussten. Sie eröffnet durch die schiere Kraft, die sie entfaltet, auch ganz neue Möglichkeiten.

Warum sie die Welt verändert hat

• Motor der Mobilität: Eisenbahn und Dampfschifffahrt veränderten Gesellschaft, Wirtschaft und Alltag
• Impulsgeber der industriellen Revolution, die zu enormem Bevölkerungswachstum,
  Urbanisierung und großen Fortschritten in Technik und Wissenschaft führt
• Fabriken produzierten so effizient wie noch nie
• Neue Oberschicht der Fabrikbesitzer entsteht

Kleidung ist lebenswichtig für jeden Menschen, in vielerlei Hinsicht, der Schutz gegen Kälte und Wetter ist dabei nur das grundlegendste Element. Kein Wunder, dass die Menschen seit jeher versucht haben, das Weben von Kleidung zu vereinfachen oder gar zu automatisieren. Einfache Vorgänger des Webstuhls mit Steinen als Gewichten gibt es schon seit mehreren Tausend Jahren, den Durchbruch aber schafft erst der mechanische Webstuhl, den der Engländer Edmund Cartwright entwickelt: 1786 meldet er ein Patent an auf den sogenannten „Power Loom“ (Kraftwebstuhl), der komplett mit Dampf betrieben wird. Es ist der Beginn einer neuen Art zu produzieren.

Warum er die Welt verändert hat

• Erhebliche Steigerung der Produktivität
• Erste maschinelle Massenproduktion
• Mechanischer Webstuhl neben der Dampfmaschine entscheidender Meilenstein der industriellen Revolution
• Fabriken verdrängen Manufakturen
• Kostengünstige Produktion großer Mengen bei gleichbleibender Qualität
• Mehr als 60 Millionen Menschen arbeiten heute in der Textilindustrie

Zum ersten Mal in der Geschichte der Menschheit gelingt es dem Franzosen Nicéphore Nièpce, einen Moment auf einem Foto dauerhaft festzuhalten. Er verwendet das in dieser Zeit schon bekannte Prinzip der Camera obscura. Das bis dahin bestehende Problem, dass die entstandenen Bilder nicht lichtbeständig und damit nicht von Dauer sind, löst Nièpce, indem er die Belichtungsoberfläche austauscht: Zum Tragen kommt nun Asphalt, der extrem hart und beständig ist. Am 22. November 1826 gelingt es Nicéphore Nièpce so, das erste bleibende Bild zu schaffen. Es zeigt den Blick aus seiner Werkstatt. Bilder mit Menschen und Tieren sind zu dieser Zeit allerdings noch fast unmöglich: Die Belichtungszeit liegt noch bei mehreren Stunden.

Warum er die Welt verändert hat 

• Dokumentation und Konservierung der Wirklichkeit
• Das Foto gibt der Kunst die Freiheit, abstrakter zu werden
• Vorläufer des Bewegtbilds
• 1,2 Billionen Fotos werden heute jährlich gemacht
• Grundlage von Social Media wie Snapchat oder Instagram
• Heute ermöglichen Bildbearbeitungsprogramme Manipulationen von Fotos, Glaubwürdigkeit ist geringer geworden

Die Macht des Stroms ist den Menschen zur Weltausstellung in Paris im Jahr 1867 längst ein Begriff. Die Telegrafie etwa schickt bereits Nachrichten über viele Kilometer über Stromkabel. Doch der Strombedarf wächst, und es fehlt die Möglichkeit, ausreichend Strom herzustellen. Man nutzt zwar die Magnetkraft von elektrischen Spulen, aber um die zu betreiben, braucht man bislang auch Batterien – ein ineffizientes Verfahren. Der Dynamo, den Werner von Siemens auf der Weltausstellung vorstellt, ist so konstruiert, dass sich das Magnetfeld durch den erzeugten Strom selbst verstärkt. Damit muss die Dynamomaschine nur bei der ersten Verwendung kurz an eine externe Stromquelle angeschlossen werden.

Warum er die Welt verändert hat

• Der Dynamo ist der erste Stromgenerator, der wirklich und umfassend in der Praxis eingesetzt werden konnte
• Ermöglichte Siegeszug der Elektrizität, die sich mittlerweile auf alle Bereiche des Lebens erstreckt
• Elektrische Lichtquellen machen unabhängig vom Tageslicht
• 21 Billionen kWh Strom werden heute jährlich verbraucht

Die Erfindung des Telefons ist nicht das Verdienst eines Einzelnen, sondern vieler. Eine zentrale Figur ist der Mathematik- und Physiklehrer Philipp Reis, der 1861 in seiner Scheune ein „Wursthaut-Telefon“ baut: Auf einer hölzernen Ohrmuschel aufgespannte Wursthaut dient als Nachbildung des menschlichen Trommelfells, die Schwingungen werden mithilfe von Stromunterbrechungen erfasst. Doch erst als der Sprachtherapeut und Gehörlosenlehrer Alexander Graham Bell im Jahr 1876 den Stromkreis nicht mehr unterbricht, sondern ihn im Rhythmus der Schallwellen schwingen lässt, ist die Qualität so, dass man am anderen Ende der Leitung tatsächlich gut etwas versteht und von einem Telefon sprechen kann.

Warum es die Welt verändert hat

• Direkte Kommunikation über große Entfernungen
• Ortsunabhängigkeit durch Mobil- und Smartphones ermöglicht neues Kommunikationsniveau: gleichzeitige Freiheit und Verbundenheit
• Voraussetzung für Globalisierung
• Durchschnittlicher Nutzer greift pro Woche 1.500-mal zum Smartphone

Wie machen es die Vögel? Sie haben Flügel und schlagen damit. Der Deutsche Otto Lilienthal schaut noch etwas genauer hin und entdeckt das Prinzip von Auftrieb und Vortrieb. Darauf basierend entwickelt er Tragflügel und schließlich ein Gleitflugzeug, das einen Mann trägt. Von 1891 bis 1896 zeigt Lilienthal selbst bei zahlreichen gelungenen Testflügen, dass der Traum vom Fliegen für Menschen wahr geworden ist. Darauf aufbauend gelingt es 1903 den US-amerikanischen Brüdern Wright, ein Motorflugzeug zu starten und zu landen.

Warum es die Welt verändert hat

• Menschen und Waren können schneller und über größere Distanzen transportiert werden, eigener Wirkhorizont hat sich enorm vergrößert
• Flugzeuge haben die Menschheit globalisiert
• Fliegen internationalisiert Tourismus
• Täglich weltweit mehr als 100.000 Flugzeuge in der Luft
• Erster Schritt zur Eroberung des Weltraums

Seine Autos fahren noch heute auf den Straßen. Der Name des Automobilherstellers Henry Ford steht für den Durchbruch des Fließbandes. Am 7. Oktober 1913 beginnt Ford mit dem Probebetrieb eines behelfsmäßigen ersten Montagebands für die Produktion des sogenannten Modell T. Die Einführung dieses Schrittes geschieht nicht aus heiterem Himmel. Ford bedient sich der Vorerfahrung anderer Branchen, etwa der riesigen Schlachthöfe von Chicago, in denen Rinder und Schweine in einer Art fortlaufender Fertigungsstraße zerlegt werden und ihr Fleisch in Konserven verpackt wird. Doch erst die Übernahme dieses Produktionskonzepts in die Automobilindustrie und die vollständige Automatisierung dort machen das Fließband zum Symbol einer neuen Zeit.

Warum es die Welt verändert hat

• Steigerung der Produktivität (schneller und billiger mit höheren Stückzahlen)
• Auto wird durch Fließband zum Massentransportmittel, allein vom Ford Modell T werden 15 Millionen Exemplare gebaut
• Arbeitsweise erreicht weltweiten Höhepunkt in den 1950er- und 1960er-Jahren
• Wegen Nachteilen der Fließbänder (Produktionsmethode ist starr und unflexibel, wird ein Arbeitsschritt nicht schnell genug abgewickelt, stockt gesamtes System) heute oft modulare Montage mit Fertigungsinseln

Die ersten per Funk gesteuerten Fluggeräte entstehen bereits während des Ersten Weltkriegs. Sie können eine vorher festgelegte Route fliegen und an einer bestimmten Stelle Torpedos abwerfen. Im Zweiten Weltkrieg kommen Drohnen im größeren Stil zum Einsatz, in den Jahrzehnten danach werden sie vor allem für Aufklärungsflüge eingesetzt. Das revolutionäre Potenzial der Drohne entfaltet sich allerdings erst in den letzten Jahren.

Warum sie die Welt verändert haben

• Sehr beweglich: Drohnen starten, fliegen und landen wie Hubschrauber, nicht wie Flugzeuge
• Für unterschiedlichste Anwendungen in Logistik, Transport und Fabrikation nutzbar
• Leicht zu bedienen
• Abgelegene Gebiete werden erreichbar
• 2017 wurden fast 3,8 Millionen Drohnen verkauft
• Autonome Drohnen können Stadtverkehr in die Luft verlagern
• US-Start-up Matternet hat langfristige Vision, alle Landflächen weltweit mit einem Transportnetzwerk aus Drohnen zu überziehen

„Der Krieg ist der Vater aller Dinge“, sagt Heraklit. Dieses Diktum scheint für den Computer besonders zuzutreffen: In der Zeit des Zweiten Weltkriegs entstehen die ersten Computer, oft in der Absicht, die Flugbahn von ballistischen Projektilen zu berechnen und Nachrichten des Feindes zu dechiffrieren. Einer der ersten Computerkonstrukteure ist der deutsche Ingenieur Konrad Zuse, der im Mai 1941 die Rechenmaschine Z3 konstruiert. In den folgenden Jahren entstehen weitere Computer sowohl in Deutschland als auch in den USA und Großbritannien. Bei den Rechenmaschinen handelt es sich um meterlange Kolosse, der sogenannte ENIAC-Computer aus den USA etwa, gebaut 1946, ist 17 Meter lang und mehr als zehn Meter hoch.

Warum er die Welt verändert hat

• Enorme Beschleunigung der technischen Entwicklung
• Billige Massenproduktion macht Hightech für breite Bevölkerungsschichten zugänglich
• Computer in 95 Prozent aller Lebensbereiche vorgedrungen
• 20 Millionen Exemplare: Der C64 ist der meistverkaufte Rechner aller Zeiten
• Internet vernetzt Menschen weltweit und revolutioniert Daten- und Informationsaustausch
• Ermöglicht digitale Vernetzung in der Industrie 4.0

Im Jahr 1986 meldet der US-Amerikaner Charles Hull den ersten 3-D-Drucker zum Patent an. So wie man mit dem Laserdrucker zu Hause Text auf Papier druckt, so druckt der 3-D-Drucker kleine dreidimensionale Gebilde. Anfangs wurden auf diese Weise vor allem Prototypen erstellt, heute werden zunehmend individuelle Auftragsproduktionen über 3-D-Drucker produziert. Langsam hält der 3-D-Drucker auch Einzug in die Privathaushalte, hier beschränkt sich die Anwendung vielerorts auf Spielereien wie eigens am Computer designte Spielfiguren. Doch die Revolution ist bereits am Horizont sichtbar.

Warum er die Welt verändert hat

• Fabrik im Miniaturformat: Drucker kann sogar im Wohnzimmer stehen
• Privileg der Produzenten mit Fabriken verschwindet – und damit auch ihre Marktmacht
• Produkte werden maßgeschneidert und individuell an eigene Bedürfnisse angepasst
• Teile können schnell und direkt gefertigt werden
• Produktionsstätten werden flexibel
• Reduzierung des Transportverkehrs