Theory and Practice of Relational Databases 2nd Edition Stefan Stanczyk (Author)

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Theory and Practice of Relational Databases 2nd Edition
Stefan Stanczyk (Author)
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Fuzzy Preference Queries to Relational Databases 1st
Edition Olivier Pivert
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Health Law 1st Edition Jocelyn Downie (Editor)
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Relational Psychoanalysis Volume 4 Expansion of Theory
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1st Edition Robert Leckey
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Theory and Practice of Relational Databases

Theory and Practice of Relational
Databases
Second edition
Stefan Stanczyk
School of Computing and Mathematical Sciences
Oxford Brookes University, Oxford, UK
Bob Champion
Richard Leyton
London and New York

First published 1990 by Pitman Publishing
Second impression published 1993 by UCL Press
This edition published 2001 by Taylor & Francis
11 New Fetter Lane, London EC4P 4EE
Simultaneously published in the USA and Canada
by Taylor & Francis Inc.,
29 West 35th Street, New York, NY 10001
Taylor & Francis is an imprint of the Taylor & Francis Group
This edition published in the Taylor & Francis e-Library, 2005.
“To purchase your own copy of this or any of Taylor & Francis or
Routledge’s collection of thousands of eBooks please go to
www.eBookstore.tandf.co.uk.”
© 2001 Stefan Stanczyk, Bob Champion and Richard Leyton
All rights reserved. No part of this book may be reprinted or reproduced or
utilised in any form or by any electronic, mechanical, or other means, now
known or hereafter invented, including photocopying and recording, or in
any information storage or retrieval system, without permission in writing
from the publishers.
Every effort has been made to ensure that the advice and information in this
book is true and accurate at the time of going to press. However, neither the
publisher nor the authors can accept any legal responsibility or liability for
any errors or omissions that may be made.
Publisher’s Note
This book has been produced from camera-ready copy supplied by the editors.
The use of registered names, trademarks etc., in this publication does not
imply, even in the absence of a specific statement, that such names are exempt
from the relevant protection laws and regulations and therefore for general use.
British Library Cataloguing in Publication Data
A catalogue record for this book is available from the British Library
Library of Congress Cataloging in Publication Data
Stanczyk, Stefan, 1945-
Theory and practice of relational databases/ Stefan Stanczyk.—2nd ed.
p. cm
Includes biographical references and index.
ISBN 0–415–24701–2 (cloth: alk. paper)—ISBN 0–415–24702–0 (pbk.: alk. paper)
1. Relational databases. 2. Database management. I. Title
QA 76.9.D3 S698 2001
005.75’6—dc21 2001027206
ISBN 0-203-164563 Master e-book ISBN

ISBN 0-203-25873-8 (Adobe e-Reader Format)
ISBN 0-415-24702-0 (Print Edition)
ISBN 0-415-24701-2 (Print Edition)

Contents
Preface vii
1. Introduction 1
2. Data modelling 10
3. The relational model 28
4. Relational algebra 50
5. LEAP—the algebraic DBMS 83
6. Normalization 97
7. Further normalization 116
8. Structured Query Language 139
9. Object databases 170
10. SQL extensions 186
11. Case study—implementation 197
Appendix A: Solutions to exercises 223
Appendix B: Denotations, logic, sets 233
Bibliography 237
Index 240

Preface
First published a decade ago, the Theory and Practice of Relational Databases gained
fairly noticeable popularity, particularly amongst those readers to whom it was primarily
addressed—the students. After a decade, however, any book needs reviewing, for the
field will have developed, presentation could be improved, choice of topics might be
reflected upon and, importantly, the comments from the readers addressed.
Databases evolved into a classic component of computing degrees. The subject became
well supported by a wealth of research, exceptional industrial experience and numerous
books covering a wide range of topics. However, books on databases run into voluminous
proportions and tend to cover the whole spectrum of the subject thus constituting a
monographic source of reference rather than being a learning aide.
The book we are presenting now is meant to be just that—a tutorial text that assists the
process of learning. It is supposed to have a technological bias, to present the chosen
topics in a concise manner, and to incite better understanding through explanations and
illustrative examples. In short, the book is meant to retain those features that made the
previous edition successful.
Naturally, the book does not aspire to cover all aspects of databases nor does it pretend
to present the relational theory in its entirety. The focus is on a coherent, systematic
coverage of database design. The primary objective of this book is to present a
reasonably comprehensive explanation of the process of the development of database
application systems within the framework of the set processing paradigm.
Amongst the rich variety of data models advocated by their authors from time to time,
the relational approach has prevailed. However, for applications that require processing
of complex data structures the relational approach may not necessarily be advantageous.
Application software built around the relational DBMS may require user-defined,
complex data structures, appropriate to the domain of that application. Furthermore,
certain types of applications do not naturally lend themselves to the relational paradigm.
Thus we chose, and not without discussion and controversies, to include a separate
chapter covering the object-oriented paradigm as applicable to databases.
Other than that, how different is this edition from the previous one? Well, we have
noticed that learning Relational Calculus distracted many students from appreciating the
principles of the relational model rather than contributing to its deeper understanding.
Relational calculus, being isomorphic to algebra, does not greatly enhance the model per
se; rather it constitutes an alternative view on its operational part. Accordingly, the
chapter on calculus was removed and the exposition of relational algebra strengthened to
include the aspects of query optimization and algorithms for algebraic operations.
Furthermore, we have taken the view that relational algebra, being a programming
language, deserves a proper software support. Thus LEAP, a straightforward relational
DBMS, written by Richard Leyton as an open-source project, has been presented in a
separate chapter. The system, equipped with an algebraic interface, can be downloaded

from the book’s website and used freely by the readers. This brought about an additional
benefit—the readers are given an opportunity to study some internal mechanisms of
DBMS by inspecting, and possibly experimenting with, the source code—an experience
that cannot easily be attempted with any commercially available DBMS.
SQL—by now firmly established as the database language—received in this present
edition a far more prominent exposition. A reasonably comprehensive description and
explanation of the language (largely based on Programming in SQL, Pitman 1993) with
particular attention to its set-theoretical pedigree is presented; developing more complex
SQL programs out of primitive expressions follows. Secondly, an overview of a
programming extension is given using as an example PL/SQL—the system developed by
ORACLE to support, amongst others, user-defined data types, conditional and looping
structures, exception handling, functions, procedures, triggers and packages. Importantly,
we have constrained the presentation of SQL to its existing software support; hence no
details of constructs specific to say SQL 3 are considered.
The case study gathers all relevant solutions analyzed throughout the book and
culminates in a fairly extensive model for a University Information System, partly
implemented in mySQL and using Apache to illustrate the problems and solutions of
developing an interface between a database system and the Internet. The choice of
software tools was dictated by their free availability, their technical merits and a
reasonably high popularity amongst the database developers.
Finally, the book was given a semi-interactive companion, that is its own Internet site
www.theorypractice.org with references to books, software, discussion groups, research
centres and software producers.
In the context of the above amendments, the structure of the book is now as follows:
Chapter 1 Database approach to information systems, the generic 3-
level database architecture, characteristics of various
database models.
Chapter 2 Entity-Attribute-Relationship as a technology-independent
notation for logical data modelling.
Chapter 3 The relational data model introduced as a formal system
composed of the structural, behavioural and operational
parts. Properties of the model. Relational representation of
EAR.
Chapter 4 Relational Algebra and its use for data manipulation.
Implementation and optimization of algebraic expressions.
Chapter 5 Description of a didactic DBMS based on relational
algebra. Structure, operations and an example of running
the system.
Chapter 6 Functional dependencies, Boyce Codd Normal Form.
Normalization as mechanism for optimizing the relational
structures.

We gratefully acknowledge the comments from our colleagues and students, past and
present, in the School of Computing and Mathematical Sciences of Oxford Brookes
University.
We feel greatly indebted to Dilys Alam and Grant Soanes, our editors at Taylor &
Francis. That this book has appeared is a credit to their patience, support and
encouragement. We are also very grateful for Alison Nick’s sterling work as our Project
Manager.
Finally, our thanks to Urszula, Lucille and Frances for them being more than forgiving
of our preoccupation with writing this book.
Oxford, June 2001
Chapter 7 Multivalued and join dependencies and the relevant
normal forms. Selected theoretical aspects of
normalization.
Chapter 8 Structured Query Language. Data definition and
manipulation. Specifying and programming update
transactions.
Chapter 9 Object-orientation as a means for developing databases
with inherently complex structures. Object relational
database model.
Chapter 10 Procedural extensions to SQL with particular attention to
nonrelational retrievals and update transactions.
Chapter 11 Case study

CHAPTER 1
Introduction
1.1
THE CONCEPT OF A DATABASE
Proper information support is of paramount importance for the management of an
enterprise. The successful operation of a road network, a railway system, a bank, a
production company or service providers depends on relevant, precise and up-to-date
information. The relevant decisions, whether instantaneous (e.g. those taken in real-time
production control) or long term (defining strategies or policies, for example), should be
made on the basis of multiple facts and these must be properly aggregated, evaluated and
analysed in some acceptable time.
Unless the enterprise is small, the task of management is usually divided into a number
of coherent functions, such as research and development, planning, production, sales, etc.
Each of these functions takes a specific view on the operation of the enterprise as a
whole; all of them taken together aim to achieve the ultimate goal—prosperity of the
company, successful running of a project, smooth operation of services, or whatever the
objectives might be.
Although separately carried out, the management functions are not necessarily
disconnected. On the contrary, they affect and influence one another. For instance,
financial circumstances determine in some sense planning and production, and limit
allocation of resources for research. Production, in turn, determines sales and provides
some feedback for research programmes, and so on. Consequently, some decisions made
within the scope of one function may overlap with other decisions in some other areas.
Also, several managers may use the same data, perhaps differently perceived, aggregated
or formatted.
In conventional data processing, each of the management functions is supported by a
separate information system. These systems, which operate within some environment
(computer hardware, specialized equipment for data collections, specially trained
operators), have their own ‘private’ files and their own ‘private’ processes developed in a
programming language that is most suitable for a particular application.

Fig. 1.1 Disjoint information systems
This situation is far from satisfactory. The most commonly appreciated reasons for this
dissatisfaction are:
Redundancy of data
Several files contain the same data. The data is likely to be separately collected
according to some specific procedure devised for each of the subsystems; a
possible use of a sophisticated equipment for data collection makes the whole
process rather expensive. Moreover, the data duplicates are most certainly to be
Theory and practice of relational databases 2

separately updated, thereby involving the risk of inconsistency.
Non-interchangeability of data
Suppose one of the applications is to be extended to incorporate some new
functions requested by the users. To produce the required results, this
application may need some new data that is not available in its own files but
happens to be present in some other system’s files. However, due to several
reasons—different file organization, different formatting of data, idiosyncrasies
of programming languages—the other system’s files may not be directly
accessible. Hence some additional (and in fact unnecessary) programming effort
is needed to convert the relevant files into the form acceptable by the application
in question.
Non-interchangeability of processes
Numerous routines are common for all of the applications (sorting, searching,
organizing and processing data structures are the prime examples), yet they must
be coded separately, according to the specific programming languages’
requirements. Again, some waste of programming effort occurs.
Non-transparency of the application software
A considerable part of the application software handles purely data processing
matters and this conceals the application logic rather than bringing it out. It is,
then, rather difficult to reconstruct the application logic by reading the relevant
code—these two types of information are expressed at completely different
levels of abstraction.
Inflexibility of the application software
The application software (which essentially represents processes, not the data)
contains some built-in knowledge about the data (such as data types and range
of variables, for example). This knowledge is duplicated in every program that
uses the relevant data and makes the global data consistency control difficult.
Moreover, should these types, ranges etc. change (for whatever reason—
extending a field size and incorporating a new field into a record may serve as a
typical example) considerable reprogramming must necessarily be done
throughout the whole application software.
Uncontrolled expansion
There is no mechanism to control in any systematic way a possible (and
likely) growth of both the data and the processes, neither is there any form to
balance the conflicting requirements. Inevitably new data, new collection and
updating procedures, and new processes will be added to the systems, thus
making the system programming support and resource allocation increasingly
difficult.
To summarize, the management of the enterprise is not supported by any coherent method
for corporate control of the data. Yet the data is one of the enterprise’s assets, just as
Introduction 3

valuable as human resources, buildings, machines and finances are. The database
approach to information systems provides the management of the enterprise with means
to impose centralized control over its operational data. This is the main advantage (and
indeed, the objective) of having a database system implemented.
Fig. 1.2 A simplified database structure
A general concept of a database is depicted in Fig. 1.2. We shall give a detailed account
of its structure shortly, but at this point we can view a database as a structured collection
of operational data together with a description of that data.
The heart of the database system is then a central store of data—an integrated
collection of records with any excessive redundancy eliminated (some duplication may
occur for e.g. validation purposes). The data is shared among all the users of the system
be they casual interrogators, application programmers (or programs themselves) or the

Database Administrator (DBA).
The DBA (a team rather than a single person) can be thought of as a supreme
controller who supervises every aspect of the database existence. In particular, the DBA
is responsible for the database information content, the security and integrity of data, the
storage structure and access strategy and for monitoring the performance of the
database—making necessary adjustments whenever necessary.
All communication between the physical representation of the data and any user is
done through the Database Management System (DBMS). This means that virtually
every activity in the system (including defining and modifying database structures,
inserting, deleting and updating values, and all kinds of retrievals) is controlled by the
DBMS.
The DBMS contains a variety of facilities including a data definition language (to
create and modify the database structures—files, users and their privileges), a query
language (which supports all forms of retrieval and updating) and numerous interfaces to
liaise with the operating system, telecommunication system, programming languages and
other utility software. It also contains data validation routines and maintains a Data
Dictionary—a complete description of the database structure and content.
1.2
DATABASE ARCHITECTURE
The database architecture whose brief account is the subject of this section was proposed
by the ANSI/X3/SPARC group (Tsichritzis, 1978) in an attempt to provide a general
framework for database systems, quite irrespective of their underlying data models
(hierarchical, network or relational).
The database architecture (see Fig. 1.3) essentially comprises 3 levels—conceptual,
external and internal—in an attempt to separate the logical and the physical aspects of
the system. The main idea is to provide a framework that makes it possible to consider
the data separately from processing and to insulate the data from all implementational
aspects, be they hardware constraints, or software facilities, or whatever.
The conceptual model is a common, unconstrained view of the data. It is a model that
contains all the relevant (to the information system being developed) facts recorded in
some suitable notation. At this point it is immaterial how this data is going to be
processed or stored; all that counts is its relevance and truthfulness. The conceptual
model is supposed to be a true image of the Real World as perceived by all parties
concerned—the users and the developers alike.
Since all the data in the database is integrated, only a relatively small portion of it is of
interest to a particular user. We call this portion of the data a view. There can be many
separate or overlapping views according to the specific user’s requirements. The views
can be created or destroyed as circumstances dictate, hence the whole structure of views
is dynamic.
Introduction 5

Fig. 1.3 The ANSI/X3/SPARC architecture for a database system
The internal model represents the actual storage representation of all the data in the
database.There is obviously just one internal model and it is closely connected to the
actual software facilities provided by the computer system on which the database is
implemented.
All the models are recorded (stored and kept up-to-date by the DBMS in both the
source and the object form) in terms of a Data Sub-Language (DSL) as schemas. The
conceptual schema comprises definitions of all the logical units of data together with
their types, the logical relationships among them and the appropriate validation
procedures. The conceptual schema does not address the questions of storage structure

and access strategy in any way; although written in DSL it does not depend on any
particular programming language.
Every view is described by means of an external schema (also stored by the DBMS). It
contains descriptions of each of the various types of external records which are defined
on conceptual records but not necessarily in a one-to-one correspondence. The internal
schema (again stored by the DBMS) defines the structure of the internal records and
contains information on possible indices, applicability of field values for hashing or
indexing and similar properties or physical relationships.
The mappings CONCEPTUAL ↔ EXTERNAL and CONCEPTUAL ↔ INTERNAL
(both of them stored by the DBMS, of course) ensure the database model coherence and
facilitate data independence.
The notion of data independence is fundamental to the database theory. It gives the
DBA the freedom of changing both the physical and the logical aspects of the database
system without disturbing the applications built on the database.
The CONCEPTUAL ↔ INTERNAL mapping supports the physical data
independence—a measure of the immunity of an application to changes in the storage
structure and access strategy [Date 00]. The question of how the data is actually stored
and accessed is immaterial from the application viewpoint, yet in conventional data
processing the knowledge of these physical aspects of the data organization is built into
the application logic, and consequently constitutes a major part of the application code.
Should then any change occur (e.g. a direct hashing organization is to be replaced by a
B*-tree indexed one, say for query performance reasons), the majority of application
programs will require a substantial re-development, despite the fact that the change is
purely circumstantial and has nothing to do with the application logic.
A similar change in a database system would indeed necessitate some redefinition of
the CONCEPTUAL ↔ INTERNAL mapping, and perhaps some modifications in the
DATA DICTIONARY but the applications would remain undisturbed.
The CONCEPTUAL ↔ EXTERNAL mapping supports the logical data
independence—a measure of how well an application view is insulated from changes in
the conceptual model of the database [Date 00]. Any increase of the data will result, of
course, in some changes (and perhaps restructuring) in the conceptual model—and the
corresponding changes in the mapping. The existing applications, however, will not be
affected, unless a planned development of a particular information system makes use of a
wider range of the data available in the modified database.
In summary, the 3-level database architecture provides a universal framework for
system development clearly separating the logical aspects of database design from the
technological means of implementation. This architecture is universally accepted as a
reference base (at the highest level of abstraction) for all databases irrespective of their
underlying logical data models, programming systems and other technological means.
1.3
LOGICAL DATABASE MODELS
This book deals almost exclusively with the relational model—so much so that even in
Introduction 7

the chapter that describes the foundations of object databases references to the relational
theory are continually being made. There is a good reason for that approach. The
relational model, rigorously derived in 1969–70 (Codd, 1970) as a formal system
equipped with transparent and compact notation, transformed into a high-level practical
programming system, and successfully used for application system development has
dominated research, development and industry for some 30 years now.
However, the relational model is not the only one that application systems have been
built upon. Prior to the relational dominance two database models gained some (relatively
short-term) acceptance—the models that followed the hierarchical and the network
(CODASYL) approaches. Neither the former nor the latter could rightfully be considered
as a model per se (not in the sense the relational model is, anyway) and neither of them
enjoyed any specific mathematical support. In fact, each was an extension of a particular
programming system with a set of guidelines somehow abstracted from the accumulated
experience and guarded by the relevant international standards.
The underlying data type for the hierarchical model was that of hierarchies of trees but
many applications developed as hierarchical systems tended to force further extensions in
the form of multi-threading or imposition of additional ordering. The CODASYL model,
in turn, was defined in terms of ordered sets that were describing a relationship between
the master record (the ‘owner’ of the set) and the subordinate records (the ‘members’ of
the set) . The relationships between sets were contrived via link-sets (intersections) thus
the structure could be seen as a network (i.e. a graph); hence the name.
Although many DBMSs developed to support either approach comprised high-level
programming constructs to manipulate the relevant data structures (at the slightly higher
level of abstraction than procedural languages used at that time), much of the data
semantics was, as of necessity, built into application software. Furthermore, data
definition and manipulation involved the use of pointers and application software
required explicit navigation. In some systems the physical data independence was not
necessarily adhered to; the logical data independence was not supported at all.
Consequently, only very precisely specified applications with stable conceptual data
models (and hence no need for restructuring) could be (and were) built
Shortly after Codd’s announcement of the relational model numerous attempts to use
other mathematical concepts for database field were investigated. Since relations may
also be perceived as predicates of mathematical logic, a deductive database model was
intensively researched; this gave rise to the development of knowledge-based systems
where the underlying database (or rather knowledge base) comprised not only the ‘raw’
data but also held some inference rules and a language capable of processing both.
Correspondingly, applications could be equipped with classical database functionality as
well as facilities for conjecturing facts, reasoning about the results of processing and the
way that processing was done.
Another interesting approach relied on the concept of (multivalued) functions. The
foundations of the functional model were laid down by Abrial (1974); the paper defined
foundations for a universal model which was capable of storing and interpreting facts,
rules, assertions, inferences, etc by utilizing two primitive notions: categories
interconnected via access functions (relationships between categories), which themselves
could be characterized by compositions of categories. From these two primitives binary

relations were built that represented a model of the real world.
The binary relational model eventually evolved into the extended functional model
where base functions (whether single or multi-valued) represented stored data while
derived functions (various combinations of inversion, composition, recursion, transitivity,
etc.) represented processes. Possessing a very elegant notation and a transparent
programming language (functional, naturally) the model never materialized in any real
industrial product, however the model’s cognitive values are unquestionable.
It is fair to say that the overwhelming majority of application systems are now built as
relational databases. Whatever the virtues (or otherwise) of the pre-relational systems
were, neither hierarchical nor network DBMSs are in active use anymore. Whatever the
strengths (or otherwise) of post-relational systems will be, time will show.
Introduction 9

CHAPTER 2
Data modelling
2.1
MODELLING THE REAL WORLD
Modelling is an activity whose aim is to produce a correct, complete and consistent
representation of the Real World—or more precisely that part of the Real World which is
of interest to the designer of the target Information System. This representation must
meet a number of criteria; apart from being a true image of the Real World it must be
comprehensible by both the user and the designer, and must be implementable in a
certain environment.
The complexity of the Real World can hardly be expressed even in a natural language,
such as English, French or German. But observations, reasoning, assumptions and other
forms of intellectual speculations have to be expressed in this way; after all, we do
formulate and record our experiences somehow. However, the natural language fails the
criteria. While rich and flexible, it allows ambiguity and inaccuracy, it is not transparent
enough, it cannot be subjected to the uncompromised rules of computational logic—in
short, a representation of the relevant part of the Real World expressed in natural
language may not be implementable in the computing environment.
Strictly speaking, developers create typically two models—an Informal Conceptual
Model (ICM) and a Computerizable Conceptual Model (CCM). The ICM is a developer’s
perception of the Real World, a kind of a mental image created on the basis of
observations, analysis, interviews, personal knowledge, and similar factors. Very often,
this image never gets written or otherwise systematically recorded in its entirety. On the
other hand, the CCM is a result of the analyst applying certain recognized methods and
techniques, and typically is a part of the documentation of an Information System.
While transformation of the ICM—ultimately seeming coherent, consistent and
complete—into the CCM can be done in a fairly rigorous manner, the transformation
from the informal thoughts, words and actions of the Real World to a systematic form of
ICM is not. This transformation, itself unspecifiable and inexact as done by humans, is
disturbed even further by the influence of some questions deeply rooted in people’s
minds: the questions from which they are quite unable to separate themselves while doing
this transformation despite, perhaps, their awareness that these would have to be
considered either later or at least separately.
Among others, there are matters related to the choice of strategy and reasons for which
the system is being created, and to the choice of subset (i.e. which phenomena, objects
and actions are to be included in the model). These are, of course, valid questions. But
neither the relevant solutions nor the actual method to find them should affect the way the
Real World is modelled.

Fig. 2.1
A method for modelling the Real World must provide a device to express any model in
a way that is comprehensible by people and machine-processable in the environment in
which this model is to be implemented. At the same time the model must be isomorphic
to the relevant part of the Real World; that is the constructs and actions occurring in the
model must be in one-to-one correspondence with the objects and their behaviour in the
Real World.
We need, then, a notation to transform vague descriptions and informal thoughts and
words, i.e. Real World actions, to a systematic form, perhaps with a restricted
representation, but such that it is accurate, complete and consistent. Otherwise, the
implementation of the target Information System would behave in an unpredictable
manner!
Typically, only certain aspects of the Real World get represented in its corresponding
computational model. The aspects that are (or seem) unnecessary for the target system
objectives are disregarded. For example, recording certain characteristics of people that
refer to their physical appearance (such as height, weight, etc.) seems irrelevant (if not
unlawful) in a system that supports task allocation in a company while the same attributes
are, of course, of importance to a health care database.
Furthermore, the representation of such a restricted Real World is typically discrete
and most likely finite, for the computational processes are discrete and finite. Thus the
continuous Real World is replaced by a number of distinguishable objects together with
their interactions, associations or relationships and the processes that transform these
objects.
The fundamental activity in modelling is then the ability to distinguish objects that are
relevant to the functions of the target system, the functions themselves being typically
modelled as processes. How can we distinguish objects both from the environment where
they actually occur and from each other?
To be able to distinguish anything one has to specify the features that make a thing
different from anything else; thus one has to characterize an object by specifying its
properties. Often we may have independent knowledge about the existence of a particular
object, but equally frequently a set of properties will define an object for the sake of the
implementation, for that object may not physically exist in the Real World—yet its
existence in the object system may be desirable.
Data modelling 11

2.2
ENTITY—ATTRIBUTE—RELATIONSHIP MODELLING
The essence of the database approach to information system design is that the underlying
database must support in principle any application—whether devised at the very moment
of the database design or at some later stage. Therefore the data structures that hold the
data in the database must by easily modifiable. That is, structure modification (for
instance adding a new kind of data) must not affect the already implemented operations.
This question of data independence from processing will be addressed in Chapter 3.
For some time now the Entity-Attribute-Relationship approach (EAR) to data
modelling has gained some popularity, specifically in the context of relational databases.
The method was introduced by P.P.Chen in 1976 and since then has been much
developed and even computerized. Here, the method is presented in a rather simple way,
primarily because it is regarded as a tool in designing relational databases. Readers
interested in the method in its whole complexity are directed to the original paper (Chen,
1976); very detailed accounts can also be found in Tsichritzis (1982). The method stems
from perception of the Real World through finite objects. The objects are essentially of
three kinds: entities, their attributes and the relationships among entities. Thus attributes
describe entities, which in turn are associated by relationships.
Example
2.1
John Wilkes with a student number 40079663 is an entity since the distinct features
described by (name, student-number) uniquely identify a particular person existing in
the universe.
Example
2.2
A Ford Escort car with a registration number KGX 601Y is an entity since it uniquely
identifies one particular car.
Example
2.3
Definition 2.1
Anything that has reality and distinctness of being in fact or in thought can be
considered as an entity; alternatively, an entity is a physical or abstract
object that exists and can be distinguished from other objects.

By contrast, a book on databases published in 1989 is not a correct representation of an
entity—the features do not identify any particular book (but rather a set of books on
databases published in that year).
An entity can physically exist (such as car, person, book, part, building, etc.) or may be
an abstract or a concept.
Example
2.4
BA Flight# 897 to New York is an entity since its distinct features (flight#, destination)
distinguish one particular flight from many other flights (whether to New York or
somewhere else) that occur in the universe.
Example
2.5
A course 8049 on Database Design taught by Dr Brown in the summer term is an entity
since (8049, Database Design, Dr Brown, Term3) identifies uniquely a particular
course from all the courses taught in a university.
The entities (or, more precisely, entity occurrences) are then characterized by features,
i.e. some particular values of the properties described by course name, student number
or flight destination in the above examples.
Properties then identify entities and—as we shall see later—allow one to classify entities
and to relate them in some manner. An entity may possibly be described by a great
number of properties, not all of them being necessarily of importance to the target
system.
Definition 2.2
Property is a named characteristic of an entity.
Definition 2.3
Properties that are to represent an entity in the target system (i.e. those
whose values are to be stored in the database) are called attributes.
Data modelling 13

It is important to distinguish between an attribute name and an attribute value (in a way
this distinction is similar to that between variable name and a variable value in
programming languages). For example, an attribute flight-number (name) may draw its
values from a domain whose elements (i.e. permitted values for this attribute) are:
{BA701, AF345, LO242, TWA775}. Entities (or, more precisely again, entity
occurrences) that are of the same type can be considered as belonging to the same class.
For instance, (Ford Escort, KGX 601X) and (Austin Maestro, A556 VVV) are
particular occurrences of the class passenger-car.
In this context, an entity type can be regarded as an abstraction of a class of entity
occurrences, that is a higher-level object that represents all its possible occurrences.
A method is appreciated better if it contains a suitable graphical notation capable of
recording design decisions and of showing the results of its actions. Consequently, the
results of an EAR analysis are often presented in a graphical form—ultimately more
transparent and more easily comprehended by both the user and the developer. A
standard form of graphical representation is shown in Fig. 2.2.a. Though many
conventions exist, usually an entity is represented by a rectangularly shaped box, while
attributes are given in angled boxes connected by straight lines with the featured entity.
Two alternative representations (attribute names listed by the side of the entity box and
linear record of entity name followed by attribute names), both particularly convenient
for large data models, are shown in Fig. 2.2.c.
Fig. 2.2.b has been given only to underline the difference between a type and an
occurrence. The EAR modelling is essentially a type-driven method; the Real World is
perceived by means of abstractions or types rather than particular occurrences. In this
sense, the EAR conforms to the principle of abstraction that allows developers to build up
solutions without taking into account intricate details, subtleties or particularities—these
are typically dealt with at the subsequent stages of technical design.
Definition 2.4
For each attribute there is a set of all permitted values called the domain of
that attribute.
Definition 2.5
An entity type is a class of entity occurrences characterized by the same
attributes.

Fig. 2.2.a Graphical representation of the entity type COURSE
Fig. 2.2.b Graphical representation of an occurrence of the entity type
COURSE
Fig. 2.2.c
Data modelling 15

We have already noticed that numerous properties could characterize an entity—the
developers then select those relevant to the target system objectives and functionality.
Entity integrity plays an important role in guiding the selection of the relevant attributes.
The principle says that every entity occurrence of an entity type must be identifiable by
the values of its attributes and consequently the number of attributes must be large
enough. For instance, (Rover Mini, Chassis#990876533A12) and (Rover Mini,
Chassis#990656442C02) clearly represent two different occurrences of the entity type
passenger-car; had we taken only a single attribute make (e.g. Rover) to describe this
entity, the above two occurrences would have been indistinguishable! (and therefore
would constitute one and the same occurrence).
Not necessarily any set of attributes form an entity that represent an object from the
Real World either. Consider for example an entity that is supposed to represent bridges.
Naturally, some properties, (such as length, width, span#, capacity) are common for all
types of bridges. However, there are attributes applicable only to certain types while
other types do not have those properties (e.g. cable characteristics apply only to the
suspended constructions but not those made of steel). An entity that would comprise of
all these attributes would be a result of over-abstraction, that is it would constitute an
attempt to represent all different types by a single entity. Hence some attribute-values
would be null and other properties which their real world equivalents do possess may not
be recordable at all. In other words, the entity would contain separate groups of
occurrences, each group representing a different object type.
Fig. 2.2.d
There are cases where a hierarchical structure of entities is legitimate, for the Real
World objects form that hierarchy in a natural way, and capturing this in the data model
might be beneficial. Consider, for example the notion of University membership (see Fig.
2.2.d). Whether junior (STUDENT) or senior (LECTURER), every member (super-
entity) is described by attributes common to both types (identification number, name,
birth date, permanent address) while differentiating attributes are applicable to one type

but not the other. This type of modelling thus assumes, of course, that no member can be
classified as both the student and the lecturer.
Modelling through super/sub-entities presents some advantages particularly in situations
where different types of relationships can be identified between those and the other
entities within the data model. Ultimately, the concept of mutually exclusive sub-entities
forms one of the foundations of Object-Oriented (or, more precisely Object-Relational)
databases which will be considered in some detail later in this book.
Having assumed that any two occurrences of an entity type can always be
distinguished by specifying all their attribute values, the question now arises—do we
need all the attributes to make this distinction? From a database perspective such
referencing would be rather inconvenient, cumbersome and time consuming. What we
are looking for is a minimal set of attributes that would identify a particular entity
occurrence equally well.
Note that in case of a compound key (that is one composed of a number of attributes) the
requirement of minimality (smallest possible number of attributes) is in force.
It is possible that an entity type does have more than one candidate key. In such cases
one of them is designated by the database designer as the primary key, i.e. as the
primary means of identifying entity occurrences; all the others are alternate keys.
Example
2.6
Identify possible candidate keys in the entity defined as follows:
STUDENT (NAME, Id-No, ADDRESS, BIRTH-DATE, SEX, STUDY-FIELD)
Possible candidate keys include:
It is worth mentioning that (Id-No, NAME) is a superkey rather than a key since it
contains a candidate key as its subset.
Note that entity types need not be disjoint. Indeed, a particular entity occurrence can
belong to two or more classes. For example, (John Smith, 22–May–69, High Street)
Definition 2.6
An attribute (or group of attributes) that uniquely identifies every entity
occurrence within its class is called a candidate key.
Id-No typically this is a unique number assigned to every student and never re-assigned to
anybody else
(NAME,
BIRTH-
DATE)
note that NAME alone would not be a candidate key since two (or more) different
students may actually have the same name; on the other hand one could argue that
two persons, each with a name John Smith, could have been born at the same time;
adding an additional attribute, say ADDRESS, would probably resolve this.
Data modelling 17

may denote an occurrence from a class student, but it may well be an occurrence of the
entity type bank-customer. In some circumstances both entity types can exist alongside
each other within an information system though they might need different keys.
Having distinguished the objects and modelled them in the form of entities we need to
describe the way they interact or are associated with each other. This is a kind of natural
consequence of our breaking the continuum of the Real World into separate objects. A
generic word—relationship—is commonly accepted as standing for all semantically
possible kinds of associations or interactions between entities; details and nature of a
particular relationship are then described by its name and by a further description, if
necessary.
A relationship involves essentially two or more entity types. Intuitively speaking, an
entity occurrence from one class may be associated with an entity occurrence from
another class though quite often there is a need to define associations among different
occurrences of the same entity type (these are so-called convoluted relationships). If this
property is generally valid throughout both classes, then a relationship is said to exist
between the corresponding entity types.
Whatever the kind, if a relationship is defined on all elements of a particular class, the
relationship is said to be compulsory on that class, otherwise it is optional.
We will consider different kinds of relationships using as an example a university
information system for monitoring students’ progress and showing the corresponding
graphical notation.
Case study
The following scenario will constitute a base for the data modelling (and, later on,
Definition 2.7
A relationship is a named directed mapping between two entity types. The
three kinds of mapping are defined as follows:
• one-to-one
an element from one class is mapped to exactly one element in another
class
• one-to-many
an element from one class is mapped to one or more elements in another
class
• many-to-many
zero, one or more elements from one class are mapped to zero, one or
more elements in another, and conversely, the elements from the second entity
class are mapped in the first one in an exactly identical way.

database design) for a University Information System. Students at that University read for
a degree within the framework of a modular system whose principles are as follows. The
University through its departments provides a number of modules, each module being
characterized by its code, title, credit value, module leader, other teaching staff and the
department they come from. A module is coordinated by a module leader who shares
teaching duties with one or more lecturers. A lecturer may teach (and be a module leader
for) more than one module. Students are free to choose any module they wish but the
fundamental three rules must be observed:
• some modules require pre-requisite modules,
• every student carries out a project supervised by one lecturer,
• the degree titles are defined by the choice of modules.
The database will also contain some personal details of students and staff.
The following entities can initially be identified:
• physical: STUDENT, LECTURER, OFFICE
• abstract: DEPARTMENT, MODULE, PROJECT, RESULTS
the last one being of an association type, i.e. a weak entity that would not exist without
reference to some other entities within the model.
Fig. 2.3
Data modelling 19

We will now analyse in detail the relationship between some of the above entities.
From the specification of the problem we can infer that the relationship between
STUDENT and PROJECT is of a one-to-one type. Furthermore, any student must
undertake an individual project, i.e. no two students can do the same project and no
student does more than one though some possible projects have not been chosen by any
student. Fig. 2.4 renders precisely the above meaning.
Fig. 2.4
Fig. 2.5 represents a one-to-many relationship between LECTURER and STUDENT (in
the sense of personal tutorship). A member of staff may be a Personal Tutor for a number
(none, one or more) of students whereas all students do have a personal tutor. It thus
follows that not necessarily all staff are engaged in counselling.

Fig. 2.5
Similarly, Fig. 2.6 represents a many-to-many relationship between STUDENT and
MODULE. As it happens, some modules attract many students and some students sign
up for many (that is, at least one possibly more) modules; some modules may have been
unattended, though (say a newly developed module in the middle of a term).
However, a many-to-many relationship does present a problem in terms of representing
it by structures available within a particular database model (whether relational or
otherwise). The corresponding structures would contain a substantial amount of
redundancy (since many occurrences of one entity would have to be associated with some
occurrences of the other) and, consequently, they would exhibit undesirable update
properties. Hence, the relationship is typically decomposed and represented by an
association entity linked via two many-to-one relationships to the original ones (see Fig.
2.7).
Data modelling 21

Fig. 2.6
Having considered all possible ways in which the entities are associated we could now
produce the global EAR schema showing the entire image of the information content (in
a somewhat abstract form) to be stored in a database. A possible form of such a schema is
shown in Fig. 2.8.

Fig. 2.7 Decomposition of the many-to-many relationship
Fig. 2.8 Global EAR schema
Data modelling 23

Fig. 2.9
At this point we may consider potential benefits from modelling through the concept of
super/sub-entities. For cases where a particular super-entity (say UNIVERSITY-
MEMBER) is associated with another entity within the model via one type relationship
but sub-entities are in various types of relationships with some other entities the data
model becomes richer for some additional meaning (essentially part of processes
occurring within the system) is added thus making the perception of the Real World more
accurate. An example of such a model is presented in Fig. 2.9.
2.3
EXERCISES
For the problems described below identify entities and their attributes, describe
relationships among entities making the necessary assumptions (whenever needed) and
draw the global EAR schema.
2.1 Consider the EAR schema presented in Fig. 2.8 and 2.9. Describe precisely the the meaning
of relationships and state the assumptions which could not have been inferred from the initial
specification on page 21.
2.2 Corporation for Rescuing Automobile Stake Holders (CRASH) provides repair repair
services for its members whenever they are in trouble with their cars. While the costs of all
repairs are registered, the services are not charged to the members except for surcharges on
replacement of some parts (e.g.
windscreens). Anybody may become a life-member of CRASH upon recommendation of
another member of the corporation and payment of a rather high fee. A member may request
a service at any time and for any car (whether owned or not). The cars are of such a good
quality that they do not break down more than once per day. The engineers employed by
CRASH are excellent and have all the necessary tools, parts and skills to repair any car at any

time.
The operations of the corporation are supported by an information system whose underlying
database stores the details of members, engineers, cars that have ever been dealt with by
CRASH and all repairs undertaken by the Corporation.
2.3 A relational database is to be designed for a company that deals with industrial applications
of computers. The company delivers various products to its customers ranging from a single
application program through to complete installation of hardware with customized software.
The company employs various experts, consultants and supporting staff. All personnel are
employed on a long-term basis, i.e. there are no short-term or temporary staff. Although the
company is somehow structured for administrative purposes (that is, it is divided into
departments headed by department managers) all projects are carried out in an inter-
disciplinary way.
For each project a project team is selected, grouping employees from different departments,
and a Project Manager (also an employee of the company) is appointed who is entirely and
exclusively responsible for the control of the project, quite independently of the company’s
hierarchy. The following is a brief statement of some facts and policies adopted by the
company.
• Each employee works in some department.
• An employee may possess a number of skills.
• Every manager (including the MD) is an employee.
• A department may participate in none/one/many projects.
• At least one department participates in a project.
• An employee may be engaged in none/one/many projects.
• Project teams consist of at least one member.
2.4 Car Rental Co. (CRC) requires an information system whose content would include a
description of cars, subcontractors (i.e. franchised garages), company expenditures, company
revenues and customers. Cars are to be described by
such data as: make, model, year of production, engine size, fuel type, number of passengers,
registration number, purchase price, purchase date, rent price and insurance details. It is the
company policy not to keep any car for a period exceeding one year.
All major repairs and maintenance are done by subcontractors CRC has long term agreements
with. Therefore the data about garages to be kept in the database includes garage names,
addresses, range of services and the like. Some garages require payments immediately after a
repair has been made; with others CRC has made arrangements for credit facilities. Company
expenditures are to be registered for all outgoings connected with purchases, repairs,
maintenance, insurance, etc. Similarly the cash inflow coming from all sources—car hire, car
sales, insurance claims—must be kept on file.
CRC maintains a reasonably stable client base. For this privileged category of customers
special credit facilities are provided. These customers may also book in advance a particular
car. These reservations can be made for any period of time up to one month. Casual
customers must pay a deposit for an estimated time of rental, unless they wish to pay by a
credit card. All major credit cards are accepted. Personal details (such as name, address,
telephone number, driving licence number) about each customer are kept in the database.
Data modelling 25

2.5 A General Hospital consists of a number of specialized wards (such as Maternity, Paediatrics,
Oncology, etc). Each ward hosts a number of patients, who were admitted on the
recommendation of their own GP and confirmed by a consultant employed by the Hospital.
On admission, the personal details of every patient are recorded. Separate registers need to be
held to store information of the tests undertaken, diagnosis and the results of a prescribed
treatment. A number of tests may be conducted for each patient. Each patient is assigned to
one leading consultant but may be examined by another doctor, if required. Doctors are
specialists in some branch of medicine and may be leading consultants for a number of
patients, not necessarily from the same ward.
2.6 Describe a situation for which the following EAR schema might feasibly constitute an
appropriate data model.
2.7 A Bus Information System is based on the representation of the street network through nodes
(junctions, roundabouts, pedestrian crossings, etc.) and street sections (fragments of streets
between any two nodes) to which various details held in the underlying database are
(spatially) referenced. Many bus lines meet the transportation needs of the city inhabitants so
they can move from virtually every location on the street network to any other by using buses
(not necessarily one bus line). However, one or more bus-lines may provide a service
between any two nodes. No street in the city is one-way so it is assumed that if there is a
connection (node1, node2) then so is the opposite one (node2, node1). Originally it was
assumed that all bus stops were all located near junctions. However, further analysis showed
that this assumption was too restrictive; for longer street-sections more than one bus stop was

clearly required.
To measure the safety of the city transportation system, information about traffic accidents
also needs to be held in the database. Each accident being described by its location on the
street section, its date and time, vehicles and people involved, etc.
Data modelling 27

CHAPTER 3
The relational model
3.1
FUNDAMENTAL CONCEPTS
In contrast with all the other models of data for database organization and management
(be they hierarchical, network or, indeed, Object-Oriented), the relational model enjoys a
sound theoretical foundation. In fact, providing such a foundation was one of the main
objectives for the research work undertaken by E.F.Codd that resulted in the relational
model being devised (Codd 1970, 1979, 1981). The model is based on three fundamental
principles (Codd, 1981):
The relational data model consists of the following three component parts:
• structure → a uniform single data structure type called a relation
• manipulations → a set of operators that transform relations into other relations
• behaviour → general integrity rules that guard the consistency of any database
In this chapter we shall analyse in detail the structural and the behavioural parts. The
operational issues are going to be considered in Chapters 4 and 8.
The smallest unit of data in the relational model is an attribute. Attributes draw their
values from suitable domains; a domain thus contains all possible values for a particular
attribute. Domain definition can be done explicitly, e.g. by listing all the possible values,
or by specifying conditions that all values in that domain must conform to.
Example
3.1
The possible domain definitions for the attributes city, date-of-birth and person-name (of
people living in certain community) might be:
Clear distinction between the logical and physical aspects of database
management (including database design, data retrieval and data
manipulation) which resulted in so-called data independence.
Structural simplicity, so that all kinds of users and programmers (quite
irrespective of their expertise in computing) have a common understanding of
the data, and thus can communicate easily with one another about the data.
Set-oriented processing, that is the ability to express in a single statement
the processing of multiple sets of records at the time.

Note that we have made a distinction between the attributes and their corresponding
domains, using small letters for the names of the former and capital letters for the latter.
Note also that according to the set definition, an empty set {} is a member of any of these
domains.
In computing terms, the concept of a domain can be equated to that of a (user-defined)
data type, which perhaps makes it easier to understand the necessity for a separate
treatment of domains and attributes. Looking slightly ahead, in relational theory domain
definitions take some knowledge away from expressions (programs) that represent
processes (transformations of relations). We are not concerned here with any specific
software system but it is fair to say that, at present, no database software fully supports
domains, typically allowing the users to define only very simple data types (such as
numbers, characters, dates, Boolean values and similar).
The difficulty partly stems from the fact that in any given database all domains should
be fully specified first—consequently the complete set of domains must be closed under
every permitted operation. The other problem is that we normally allow any comparison
to be made between attributes whose values are drawn from a common domain; yet the
inequality 22–May–1987 < 256th–day–1989 is semantically correct despite a seemingly
obvious formal (syntactic) data type mismatch. We shall consider some details involving
domains in Chapter 4.
What the above definition essentially says is that a relation consists of a number of tuples,
each tuple comprising a number of attributes listed in a certain order. The attributes
remain in some relationship and the whole structure expresses a true proposition about
the Real World. In that sense, every tuple may correspond to an entity occurrence while a
relation corresponds to an entity type. This clear parallelism of EAR modelling with the
relational approach is intentional here and will shortly be a matter of some consideration.
CITIES = {London, Paris, New York, Tokyo}
BIRTH-
DATES
= {a string of the form dd-mm-yyyy, such that: 01–01–1950 < dd-mm-yyyy < 31–
12–1999 dd, mm, yyyy represent day, month year}
PERSON-
NAMES
= {Smith, Jones, Green, Brown, Wilkes, Tyler}
Definition 3.1
A relation R is a subset of an expanded cartesian product of n, not
necessarily distinct domains D1×D2×…,×Dn, such that for every
element dk=<dk
1, dk
2,…, dk
n> R a predefined proposition p(<dk
1,
dk
2,…,dk
n>) is true;
dk
i Di for every i=l, 2,…,n where k is the number of n-tuples in
the relation R (cardinality of R) and n is the number of attributes in
the relation R (degree of R).
The relational model 29

Example
3.2
Let us take a product of the domains defined in Example 3.1, that is P=PERSON-
NAMES×BIRTH-DATES×CITIES. P will then contain all (over 76 thousand) tuples that
were obtained by combining all the values from these three domains:
P={<Smith, 02–01–1950, London>, <Smith, 03–01–1950, Paris>,
…,<Smith, 30–12–1973, Tokyo>,…, <Jones, 02–01–1950, London>,
…,<Tyler, 02–01–1950, London>,…,<Tyler, 30424973, Tokyo>,
…<Tyler, 30–12–1999, Tokyo>}
Should the predefined proposition be ‘A person with person-name exists, is of 40 years
of age or more, was born on date-of-birth at city’, the corresponding relation might only
hold the following triples:
PERSON40={<Smith, 02–11–1950, London>,
<Tyler, 02–01–1950, London>,
<Smith, 03–01–1950, Paris>,
<Jones, 02–01–1950, London>}
PERSON40 is a subset of P and contains only those tuples of P that represent
information about the 40-year old people in that community. Furthermore, the tuples with
‘wrong’ value for birth-date (that is, not the actual date of birth of the person being
described), or wrong value for place of birth referred to by cities do not belong to
PERSON40. Note also that the relation PERSON60, for example, would contain no
tuples since no person born in 1950 could possibly be sixty now (May 21, 2001).
It is convenient to represent relations in a tabular form as shown in Fig. 3.1. Each row
of the table represents a distinct tuple, so that its degree is a number of columns and its
cardinality is a number of rows in the table.
Note that the attribute names need not be the same as the names of their underlying
domains. Indeed, if two or more columns of a table are based on the same domain, they
must be distinguished by being given distinct role names. From the definition, since any
relation is a set, no two tuples in a relation can be identical and the order in which the
tuples appear is not significant The ordering of the attributes ceases to be significant,
too—as soon as the attributes are given names. The values in the relations will thus be
referred to through a combination of a relation name and the attribute name.
The central concept in the relational model is that of identification of tuples solely
through the attribute values. Intuitively, an attribute (or a collection of attributes) may
uniquely identify any particular tuple within a relation. The existence of at least one
unique key is guaranteed by definition—since there are no duplicates, the whole tuple
may as well perform this role. However, the point is to have the key of minimal length
that is composed of the smallest possible number of attributes and still retain its
uniqueness.

Fig. 3.1
Definition 3.2
Let R be a relation defined by the proposition p(dk) on n domains D1×…, Dn,
so dk=<dk
1, dk
2,…, dk
n> R; and R' be a relation defined by p'(δ1) on m
domains Dj×,…,×Dp, so δ1=<d1
j,…, d1
p> R'; where dk
i Di for i {1, 2,
…,n}, d1
r Dr for r {l, 2,…,m} and n>m.
Then, δ is said to be a superkey for R if and only if p(dk) and p'(δ1) are
referentially equivalent, that is whenever p(dk) and p'(δ1) are both true, both

It is possible that a relation does have more than one candidate key. In such cases one of
them is designated by the database designer as the primary key, i.e. as the primary
means of identifying the corresponding tuples; all the others are alternate keys. The
attributes participating in the primary key are termed prime attributes, all the others
being non-prime attributes. A set of attributes containing a key (whether compound or
single) as its subset is called a superkey.
Fig. 3.2 A graphical representation of Definition 3.2
dk and δ1 refer to the same Real World entity occurrence, in which case k=1
and δ → d is a bijection. If m is minimal then δ is a proper candidate key for
R.

Fig. 3.2 shows the idea of Definition 3.2 albeit in a slightly simplified form. The relations
R and R' are equivalent in the sense that the relevant tuples of both relations are in one-
to-one correspondence to each other; furthermore every tuple from either relation refers
to the particular entity occurrence in the Real World.
Clearly, keys in relations are defined by the semantics of the data—that is the essence
of the predefined proposition p which associates in a certain way attributes from various
domains to represent an entity occurrence in some structured form.
Example
3.3
Consider a relation that represents an entity BOOK described by the following attributes:
BOOK (Title, Author, Publisher, ISBN, Type).
Thus a tuple such as (Ulysses, Joyce, Penguin, 0–87934–378, Fiction) belongs to
BOOK.
The possible candidate keys for BOOK are: the pair (Title, Author) and the single
attribute ISBN. Any list of attributes that contains in itself either of the above keys (or
both) is then a superkey.
The question of which of the candidate keys is to be chosen as the primary key is a
matter of somewhat arbitrary design decision. In the above example, the most likely
choice is ISBN—indeed, that was the main reason a unique book number was devised
(here of course we consider a book as a concept rather than a physical copy). In general,
the choice of a primary key from among the candidate keys depends on the particular
circumstances, though typically the shortest key is the most favourable.
3.2
NORMALIZED RELATIONS
The relational model was devised as a formal system comprising a set of structures that
hold the data (relations of various degrees) together with some operations, the basic idea
being that the structures to which the predefined operations are to be applied are
structurally uniform and free from any (preprocessed) substructures.
Generally speaking, a table—in the traditional understanding of this word—is not such
a structure. It may contain headings and subheadings, may be structurally divided, and
may contain various auxiliary results (e.g. group-sums, cross-checks, totals and subtotals)
that are regarded as the integral elements of the table. The reasons for this become
obvious when we look at such a table in the context of manual processing where
recording these results facilitates and speeds up its use.
However, within the framework of the computer-processable structures, anything
which is not explicitly a structural property should be eliminated from relations as it
falsifies the meaning of the data and leads to undesirable update properties of these
structures. Thus, the database only contains (associated somehow) pieces of raw data and
not auxiliary components that are obtainable by way of processing; this can readily be

done whenever required anyway.
Transforming the database relations to the acceptable (optimal) form is done by means
of normalization. Normalization, being a fundamental subject of study in the relational
theory, is analysed at a considerable depth later on in this book. Here we introduce, rather
informally, the initial step—First Normal Form (1NF)—for it does not require any
primitives other than those already discussed.
Example
3.4
Consider a relation that holds the information about the performances of students at a
University: STUDENT (ID, Name, Record (Subject, Result)) A possible instance of this
relation is depicted in Fig. 3.3. Notice that one attribute of this relation is a relation itself.
The underlying domain for this attribute is itself a product of two simpler domains
SUBJECT={Maths, Pascal, Databases, Al, Electronics, Prolog} and
GRADE={A,B,C,D,E,F}.
A relation such as STUDENT is said to be unnormalized and can be converted into a
normalized (1NF) relation as shown in Fig. 3.4.
STUDENT-RECORD
Fig. 3.3 An unnormalized relation
RECORD
ID NAME SUBJECT GRADE
S011 JOHN Mathematics B
Programming A
Databases B
Data Structures C
S173 MARY Electronics A
Prolog B
Mathematics A
S112 PETER Programming C
Prolog A

ST-REC
Fig. 3.4. A 1NF relation
The relation STUDENT-RECORD was converted into a so-called ‘flat table’ ST-REC by
repeating the pair (ID, NAME) for every entry in the table and, consequently, removing
the then superfluous role name RECORD. Notice that the key in this relation is a
composite one (ID, SUBJECT) for ID, being a proper identifier for every student, it does
not in itself identify tuple occurrences in ST-REC. The converted relation is in 1NF as no
attribute in any of these relations is semantically decomposable, that is, all the underlying
domains are simple.
Example
3.5
Consider a relation MODULES-TAKEN (St-ID, MODULE(M1, M2,…Mn)). whose
possible instance of this relation is depicted in Fig. 3.5. Notice that this time one attribute
of this relation is a possibly variable-length list.
STUDENT-RECORD
Fig. 3.5 An unnormalized relation
ID NAME SUBJECT GRADE
S011 JOHN Mathematics B
S011 JOHN Programming A
S011 JOHN Databases B
S011 JOHN Data Structures C
S173 MARY Electronics A
S173 MARY Prolog B
S173 MARY Mathematics A
S112 PETER Programmming C
S112 PETER Prolog A

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The Project Gutenberg eBook of Mensch und
Erde: Skizzen von den Wechselbeziehungen
zwischen beiden

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eBook.
Title: Mensch und Erde: Skizzen von den Wechselbeziehungen
zwischen beiden
Author: Alfred Kirchhoff
Release date: January 4, 2020 [eBook #61101]
Most recently updated: October 17, 2024
Language: German
Credits: Produced by the Online Distributed Proofreading Team
at
http://www.pgdp.net
*** START OF THE PROJECT GUTENBERG EBOOK MENSCH UND
ERDE: SKIZZEN VON DEN WECHSELBEZIEHUNGEN ZWISCHEN
BEIDEN ***

Anmerkungen zur Transkription
Der vorliegende Text wurde anhand der 1901 erschienenen Buchausgabe so weit wie
möglich originalgetreu wiedergegeben. Typographische Fehler wurden stillschweigend
korrigiert. Ungewöhnliche und altertümliche Schreibweisen bleiben gegenüber dem
Original unverändert; fremdsprachliche Zitate wurden nicht korrigiert.
Im Original finden sich Teile der Buchwerbung für die Reihe ‚Aus Natur und Geisteswelt‘
sowohl am Anfang als auch am Ende des Buches. In der vorliegenden Fassung wurden
vom Bearbeiter beide Teile vereinigt und an das Ende des Texts gestellt.
Das Original wurde in Frakturschrift gesetzt. Passagen in Antiquaschrift werden im
vorliegenden Text kursiv dargestellt.

Aus Natur und
Geisteswelt.
Sammlung
wissenschaftlich-gemeinverständlicher
Darstellungen aus allen Gebieten des
Wissens.
31. Bändchen.
Mensch und Erde.
Skizzen von den
Wechselbeziehungen zwischen
beiden.
Von
Alfred Kirchhoff.

L e i p z i g,
Druck und Verlag von B. G. Teubner.
1901.

Alle Rechte, einschließlich des
Übersetzungsrechts, vorbehalten.

Otto Jonassohn
in treuer Freundschaft
gewidmet.

Vorwort.
Vorliegende Skizzen waren ursprünglich gar nicht für den Druck
bestimmt. Ich hatte sie vielmehr als Unterlagen zu Vorträgen vor
einem weiteren Hörerkreis ausgearbeitet. Einer der Vorträge,
gehalten im März d. J. am Institut für Meereskunde zu Berlin, ist
bereits in Hettners Geographischer Zeitschrift veröffentlicht worden;
alle übrigen wurden im Auftrag des Hamburger Senats im Oktober
1899 vor der Hamburger Bürgerschaft gehalten und erscheinen hier
zum erstenmal im Druck.
Indem ich nun, um mehrseitigen Wünschen nachzukommen,
diese anspruchslosen Skizzen der Öffentlichkeit übergebe, kann ich
ihnen nur den einen Wunsch mit auf den Weg geben, daß sie ebenso
freundlich teilnehmende Leser finden mögen wie sie sich
aufmerksamer Hörer zu erfreuen hatten.
H a l l e a . S ., im Juli 1901.
Der Verfasser.

Inhalt.
Seite
I. Das Antlitz der Erde in seinem Einfluß
auf die Kulturverbreitung und die
tellurische Auslese seitens der
einzelnen Länder 1
II. Das Meer im Leben der Völker 15
III. Steppen- und Wüstenvölker 33
IV. Der Mensch als Schöpfer der
Kulturlandschaft 55
V. Geographische Motive in der
Entwicklung der Nationen 73
VI. China und die Chinesen 95
VII. Deutschland und sein Volk 111

I.
Das Antlitz der Erde in seinem Einfluß
auf die Kulturverbreitung und die
tellurische Auslese seitens der
einzelnen Länder.
Schon aus dem griechischen Altertum erklingt der Streit über die
Vormacht zwischen Erde und Menschheit. Die neuere Erdkunde hat
ihn unparteiisch geschlichtet. Plato, zufolge der idealistischen
Richtung seiner gesamten Weltanschauung in dieser Streitsache
entschieden Parteimann, fällt das Urteil: Nicht das Land hat sein Volk
zu eigen, sondern das Volk sein Land. Gründlichere Betrachtung
enthüllt uns jedoch überall ein stetes Wechselverhältnis von Land
und Volk, Menschheit und Erde. So gewiß die Menschheit zu keiner
Zeit in allen ihren Zuständen, in allen ihren Thaten unmittelbar
abhängig war von der Mutter Erde, so vermag sie sich doch nie und
nimmermehr aus deren Banden zu lösen.
Und wer könnte heutzutage bezweifeln, daß die Gewalt unseres
Planeten über unser Geschlecht größer sei als diejenige des letzteren
über jenen? Wohl trifft gegenwärtig mehr denn je der Sophokleische
Triumphgesang zu: „Nichts ist gewaltiger als der Mensch“, indessen
doch nur im Vergleich mit den übrigen Geschöpfen, unter denen er
sich kraft seiner Geistesentfaltung die Oberhand gewann. Mit den
niedersten Organismen des Tier- wie Pflanzenreiches teilt der
Mensch so zu sagen die Rangliste im Weltall: er ist ein Geschöpf,

eine Geburt des Erdplaneten. Er bleibt wie alle die anderen
Lebewesen dieses kleinen Weltkörpers an bestimmte
Oberflächenteile desselben gekettet; schon in mäßiger Tiefe unter
unseren Sohlen läßt uns die Gluthitze des Erdinneren nicht leben,
und selbst vorübergehend als Luftschiffer vermag der Mensch nur
wenige Kilometer ins Luftmeer sich zu erheben, weil ihn furchtbare
Kälte nebst Sauerstoffmangel aus den ätherischen Höhen
zurückscheucht. Ja, dies räumlich so eingeschränkte Dasein der
Menschen auf Erden ist nicht einmal von Ewigkeit zu Ewigkeit; nein,
es fügt sich auch zeitlich in enge Schranken, wie sie von der
Erdnatur bestimmt werden. Wie gern träumen wir davon, die Erde
sei nur für uns erschaffen! Aber wir wissen doch jetzt, daß der
Erdball einstmals Millionen von Jahren durch den Weltenraum in
kreisähnlichen Bahnen dahinsauste, ohne irgend welches organische
Leben zu beherbergen; endlich, nachdem sich seine Lavaschmelzglut
durch Ausstrahlung gekühlt, der Ozean aus der Atmosphäre auf die
nun erstarrte Steinkugel des Erdpanzers niedergeregnet war,
tauchten Geschöpfe auf, als Spätling auch der Mensch. Indessen er
wird gleich allen Mitgeschöpfen sein Leben nur so lange fristen, als
die unentbehrlichsten Lebensbedingungen nicht versiegen, vor allem
das nötige Maß von Wärme und das Wasser. Seit kurzem erst
kennen wir die gänzliche Unbeständigkeit jeglicher Ortstemperatur;
wir wissen, daß in größeren Zeiträumen Eiszeiten mit wärmeren
Perioden wechseln und das polare Eis schon einmal z. B. den
nordamerikanischen Boden bis in süditalienische Breiten gänzlich
überzog. Wie, wenn diese Wärmeschwankungen dereinst das Eis des
Nord- und Südpols im äquatorialen Gürtel sich zur Vernichtung alles
Lebens zusammenschließen lassen? Oder wie, wenn schon vorher
die Erkaltung des Erdinneren das Wasser, jetzt noch untief im
Untergrund durch Dampfspannung gehalten, daß es Quellen bilden,
Meeresbecken füllen kann, in den Abgrund des Erdinneren versinkt,
wie auf solche Weise offenbar der Mond, als kleinere Kugel rascher
erkaltet, das Wasser von seiner Oberfläche verloren hat? In dem
einen Fall ist eisige Polarlandschaft, im anderen fahle Wüste der
Schauplatz des Hinsterbens der letzten unseres Geschlechts. Aber,

als sei gar nichts verändert, wird dann die Erde gleichwie vormals
weiterrollen in ihrer Bahn ohne Leben, ohne Menschenherzen.
In dieser flüchtigen Phase des Menschendaseins auf Erden nun
spendet uns der irdische Wohnraum Nahrung, Wohnung, Kleidung
und giebt unserem Thun die Richtung. Schon darum, weil alle jene
Darbietungen nicht ins Ungemessene wachsen können, ist das
Grundmaß aller Menschenleistung, die Gesamtzahl der Menschheit,
an die Flächengröße des Landraums der Erdaußenseite notwendig
gebunden. Und wie viel der Menschheitsschicksale läßt sich aus der
Verteilung, aus der Bauweise der Landmasse herauslesen, was man
mit Eduard Sueß’ geflügeltem Wort „das Antlitz der Erde“ zu nennen
pflegt! In drei großen Weltinseln ragt das Festland aus dem alles
umspannenden Ozean, als Ostfeste, Westfeste und Australkontinent.
Auf darwinistischer Grundlage beruht die gesicherte Einsicht, daß die
weitaus größte der drei Weltinseln, die unsrige, als Ursprungsstätte
des Menschen betrachtet werden muß. In so entlegener Urzeit
jedoch, allem Anschein nach vor Ausbildung der artikulierten
Sprache, ist der Mensch nach den beiden anderen Erdfesten
hinübergezogen, daß im Lauf ungezählter Jahrtausende nach dem
Gesetz des Variierens organischer Formen zumal beim Ausschluß der
Vermischung mit der unveränderten Form drei Hauptgruppen von
Völkern und von Sprachen sich herausbildeten nach Maßgabe des
Küstenzugs der drei Weltinseln. Was man auch beibringen mag von
vermeintlichen Zügen näherer Verwandtschaft zwischen den
Mongolen Asiens und den Indianern, zwischen den Negern Afrikas
und den Australiern, jedenfalls befaßte Amerika bis 1492, Australien
bis 1788 eine körperlich, noch weit mehr sprachlich und
sittenkundlich geschlossene Sondergruppe der Menschheit im
Gegensatz zur Ostfeste, deren Größe und vielfache Trennung durch
Meere, Wüsten, gewaltige Bodenerhebungen zwar gleichfalls zur
Dissoziierung der ursprünglich völlig gleichartigen Menschheit in
Völker, ja in Rassen führte, nur ohne diese hermetisch voneinander
abzusondern.
Vornehmlich kulturell ist die Trennung in die drei Erdfesten aufs
schärfste umgeprägt worden auf die Menschheit. Einzig unsere

Ostfeste erfand die Kunst der Tierzüchtung behufs Melkerei und
entdeckte das Geheimnis, das nützlichste aller Metalle, das Eisen,
aus seinen Erzen darzustellen. Dermaßen wirkungsreich erwies sich
der Verschluß der Festen durch das Meer, bis der Wagemut
europäischer Schiffahrt die fliegenden Brücken über alle Ozeane
schlug, daß nicht einmal über die Beringsenge Eisenverhüttung oder
Züchten von Melktieren aus Nordasien in die neue Welt eindrang. So
hoch die Gesittung der Altamerikaner in Mejiko und Peru gediehen,
nie hat man dort Stahl und Eisen gekannt vor Hinkunft der Spanier;
und dasselbe Renntier, das von Lappland bis nach Ostsibirien seit
alters gemolken wurde, haben Eskimo wie Indianer immer nur
gejagt.
Der nördlichen Halbkugel gehört das meiste Land, darum war sie
von jeher die hauptsächlichste Heimstätte der Menschheit.
Besonders umfangreich ist ihr Anteil an dem gemäßigten Erdgürtel,
dieser glücklichen Zone, in der des Menschen Leibes- und
Willenskraft gestählt wird, ohne wie im arktischen Raum aufzugehen
im Kampf gegen die Unbilden der polaren Natur; nach Süden pflegen
die Erdteile in zipfelförmige Halbinseln oder in kompakte
Keilgestalten auszulaufen, so daß nur verschmälerte Teile von
Südafrika und Südamerika in die südliche gemäßigte Zone tiefer
hineinragen. Somit kann sich unsere Erdhälfte des Doppelvorzugs
rühmen, zugleich die meisten und die thatkräftigsten Bewohner zu
besitzen. Auch in Südamerika rafft sich zur Zeit der an Chile und
Argentinien aufgeteilte außertropische Süden zu kraftvollerer
Haltung auf. Wie viel gewaltiger jedoch stehen in wirtschaftlicher,
staatlicher, geistiger Größe innerhalb des Nordgürtels menschlicher
Schaffungskraft Europa, China, Japan, die Vereinigten Staaten!
Wüsten und Polarlande werden ihre Bewohner nie zu höheren
Verdichtungsgraden gelangen lassen. Zwischengelagert zwischen
Landen fruchtbareren Klimas bilden wüsten- oder steppenhafte
Trockenräume dauernde Schranken für Kulturausbreitung und
Völkermischung, weil sie den Verkehr nur von Oase zu Oase, im
günstigsten Fall längs eines Flußlaufs, immer also bloß auf
beschränkten Linien zulassen. So hielt die Sahara durch die

Jahrtausende unsere Rasse von der Negerrasse getrennt, bildete mit
der arabischen Wüste zusammen die nie überschrittene
Äquatorialgrenze des Römerreichs. Der centralasiatische
Trockenraum, dessen Unwegsamkeit durch den massigen
Hochlandcharakter, durch die höchsten Gebirge noch wesentlich
gesteigert wird, sperrte von jeher die indische Welt ab von der
sibirischen, die chinesische von der des Abendlandes. Umgekehrt
begrüßen wir in schiffbaren Strömen wertvolle Leitlinien der
Erschließung und Gesittung der Länder. In wenigen Jahrzehnten des
16. Jahrhunderts drangen die Europäer auf dem Orinoko, dem
Amazonenstrom, dem Parana ins Herz von Südamerika ein;
Jahrtausende hingegen währte es, bis man in Afrika mit seinen von
Stromschnellen verriegelten Flußstraßen ebenso weit kam. Nicht voll
vierzig Jahre brauchte die kleine Kosakenschar, Sibirien für den
Zaren zu erobern, indem sie die feine wurzelartige
Stromverflechtung im Süden des Landes benutzte, um die
unermeßlichen Nadelholzwälder bis zum ochotskischen Busen zu
durchmessen; und genau längs diesen Strömen hat danach die
russische Kolonisation sich ostwärts vorgeschoben, den nur von zwei
Meereslücken unterbrochenen Ring der Europäisierung des Nordens
unserer Erde bei Wladiwostok schließend.
Das Gesicht der Erde zeigt weit größere Verschiedenartigkeit als
das des Mondes. Neben den eintönigen Flächen Afrikas, vollends
Australiens erblicken wir scharfe Ländergliederung, vor allem im
breiten Norden der Ostfeste; gröbere auf weiterem Raum in Asien,
feinere, gleichsam in Miniatur gearbeitet, in Europa. Daher stammen
die großen Gegensätze von asiatischen Völkerindividualitäten, zu
denen die beiden Riesenvölker der Erde, das Vorderindiens und das
Chinas gehören, neben der reizvollen Vielheit europäischer Nationen
in so viel engeren Grenzen. Dem Umriß nach nichts als eine größere,
vom Uralgebirge aus westwärts vorgestreckte Halbinsel Asiens,
bekam dies Europa eben dadurch das Gepräge eines selbständigen
Erdteils, daß es in seiner unvergleichlich zierlichen Ausgliederung,
seiner Fülle von Meerbusen und Sunden, seiner teilweisen Auflösung
zu Halbinseln sowie Inseln, seiner Durchzogenheit mit Gebirgen, die

den Halbinseln stärkeren Abschluß gegenüber dem Rumpf verleihen
und auch diesen wieder in sich zergliedern, ein ganzes System von
Ländern vorstellt. Dieses System europäischer Länder deckt sich mit
dem der Hauptvölker Europas. Auch das bestimmt einen
gleichartigen Charakterzug zwischen beiden, daß die Einheit in der
Mannigfaltigkeit künstlerisch gewahrt blieb. So viel gleichmäßiger
Bodennatur, Klima, Pflanzen- und Tierwelt das kleine Europa einigen
im Gegensatz zu Asien, so viel winzigere Meeresspiegel sich in seine
Zackengestalt einfügen, so viel leichter überschreitbare Gebirge die
Lande scheiden, so giebt es auch eine gesamteuropäische Kultur,
keine gesamtasiatische.
Daß so oft Wohnflächen von Völkern mit natürlich geschlossenen
Landräumen zusammenfallen, ist ein wissenschaftlich noch wenig
untersuchtes Problem. Nur Stumpfsinn kann es für selbstverständlich
erachten, in Portugal lauter Portugiesen zu finden, aber auch nur
dort echte Portugiesen, in der Apenninenhalbinsel bloß Italiener, in
Frankreich bloß Franzosen, auf den britischen Inseln wesentlich nur
Briten. Das alles sind doch nicht von Urbeginn her gegebene,
sondern geschichtlich gewordene Thatsachen. Rein geschichtliche
Zufälligkeiten sind es indessen auch nicht gewesen, die in Gestalt
von Völkerwanderungen, Eroberungen, Staatsschöpfungen jene
Länder mit ihrem Volk erfüllten. Dazu half die Ländernatur selbst
mit, teils durch die Bestimmtheit ihrer Grenzumhegung, teils durch
gewisse Beeinflussung der in diesem Grenzgehege dauernd
Angesiedelten. Es giebt Wahlverwandtschaften zwischen dem Volk
und seiner Heimat. Sie können sich natürlich erst an Ort und Stelle
entfaltet haben, und gleichwohl greifen sie so tief ins Wesen der
Volkstümlichkeit ein, daß wir sie gar nicht mehr vom Volksgenius zu
trennen vermögen. Das Russenvolk wäre uns z. B. undenkbar auf
englischem Boden, das britische auf russischem. Der russische
Bauer, der seit unvordenklichen Zeiten sich an das in Sommerhitze
und Winterkälte schwankende Klima Osteuropas, ohne es zu wissen,
immer von neuem angepaßt, indem er sich in seinem Dampfbad
krebsrot erhitzt und danach unbekleidet in arg durchkältetem
Schnee wälzt, ist ein natursinniges Kind der centralrussischen

Waldung; bei lange Jahrhunderte hindurch einsamem Weilen in
kleinen Walddörfern wurde er Zimmermann, Wagner, Kunstschnitzer
in einer Person, gewann Geschicklichkeit auch für allerlei anderes
Handwerk, da er meist für allen Bedarf allein zu sorgen hatte, und
ward im endlos erscheinenden Raum abenteuerlustiger Wanderer;
im Winter nutzte er Frost und Schnee, selbst pfadlose Moräste zu
Fuß oder im Schlitten weithin zu durchziehen, im Sommer war er
wagehalsiger Flößer und Flußschiffer, nur das Meer kannte er von
Haus aus gar nicht. So wurde er der rechte Festlandkolonist, dessen
praktischer Sinn sich nach Maßgabe der Ausdehnung des Zarenreichs
bis ans japanische Meer an immer größeren Aufgaben erfolgreich
bethätigte. Wie anders der Brite, dem auf seiner für Weltschiffahrt
wie geschaffenen Insel der Seemannsberuf nun im Blut steckt und
der jene von diesem Beruf großgezogenen Charaktervorzüge
scharfen Ausspähens, zäher Ausdauer, mutigen
Unternehmungsgeistes einsetzte zur Begründung seiner Seemacht,
seiner durch alle Erdteile verzweigten Handels- und Kolonialstellung!
In einigen Fällen läßt sich schon heute der Nachweis erbringen,
wie die Landesnatur eine förmliche Musterung unter den Einzüglern
hält, um nur den für sie Geeigneten das Bürgerrecht zu erteilen. Eine
solche „tellurische Auslese“, wie ich es nennen möchte, scheint mir
vorzuliegen in der höchst merkwürdigen Beobachtung, daß der
größte Brustumfang, also die umfangreichste Ausbildung der Lunge,
allein diejenigen Völker auszeichnet, die die drei höchsten
Hochländer bewohnen: Tibet, Mejiko und Hochperu. Beim Verweilen
in größeren Seehöhen muß der Mensch naturgemäß mehr Luft
einatmen, weil dort die dünnere Atmosphäre in gleichen Raumteilen
weniger Sauerstoff enthält als auf niedrigeren Höhenstufen. Selbst
auf deutschen Mittelgebirgen ist daher das Atmen der Bewohner
tiefer als bei denjenigen am Gebirgsfuß, wie die betreffenden
Messungen der Stellungspflichtigen ergeben. Der Mensch vermag
sich auch bei plötzlichem Versetztwerden auf Bergeshöhen außer
durch tiefere durch häufigere Atemzüge, als Begleiterscheinungen
rascheren Blutumtriebes, unbewußt dem Höhenklima
anzuschmiegen; so bemerkte der französische Naturforscher Vallot,

als er sein Montblanc-Observatorium bezogen hatte, bereits nach
wenigen Tagen an sich eine größere Zahl von Pulsschlägen in der
Minute als er vorher in Genf gezählt. Daß es sich nun aber bei den in
Rede stehenden drei Hochlandvölkern nicht um eine durch bloße
Atmungsgymnastik erzielte Lungenvergrößerung handelt, das lehrt
der anatomische Befund: ihre Lungenflügel bestehen aus einer
größeren Anzahl von obendrein umfänglicheren Lungenbläschen.
Welche andere Deutung also wäre für diesen anziehenden
Kongruenzfall von Hochlage des Wohnraums und abnormer
Brustweite zu ersinnen als „tellurische Auslese“? Verscheucht durch
Bedränger oder etwa als streifende Jäger auf jene tibetanischen,
bezüglich amerikanischen Höhen gelangt, waren die Vorfahren von
deren heutigen Bewohnern nur dann ohne Beschwerde zum
Fortleben in der sauerstoffarmen Luft befähigt, wenn der glückliche
Zufall es fügte, daß ihnen der erwähnte reichere Ausbau der Lunge
eigen war. Solchen allein mochte Gesundheit und längeres Leben
beschieden sein; von ihnen werden die Nachkommen den Vorzug
geerbt haben, und von Geschlecht zu Geschlecht wird sodann
fortgesetzt natürliche Auslese die entscheidend bedeutungsvolle
Eigenart der Lunge stetig erhalten haben. Diese Erklärungsweise hat
neuerdings eine gewissermaßen experimentelle Bestätigung
erfahren. Als nämlich im Osten von Hochperu, wo der Amazonas
bereits im Tiefland strömt, Goldwäschen am Stromufer eröffnet
wurden, lockte der gute Verdienst auch die breitbrüstigen Aimara,
Nachkommen der alten Inkaperuaner, von ihren alpinen Höhen
dorthin. Bald jedoch erlagen sie dem Klima: die Niederungsluft war
ihnen zu dicht. Nur einige wenige Aimarafamilien erhielten sich am
Leben, ja sie arbeiteten schon in der zweiten Generation auf den
Goldwäschen, als der englische Arzt Dr. Forbes sie besuchte. Und
was fand er? Aimaras von durchweg schmalerem Brustbau, deren
Lungen mithin kein Übermaß von Sauerstoff zur Verarbeitung
aufgebürdet bekamen! Man sieht demnach: tellurische Auslese hatte
sich sofort ans Werk gemacht, die nicht in den neuen Wohnraum
Passenden unerbittlich ausgemerzt, hingegen die zufällig von der
Stammart Abweichenden, für diese Örtlichkeit Lebensfähigen in
züchterische Pflege genommen.

Westindien liefert uns ein anderes Beispiel solcher von der
Landesnatur geübten Auslese. Dem auf dieser herrlichen Inselflur
beständig umschleichenden gelben Fieber erliegen die Eingebornen
viel weniger als Neuankömmlinge. Wie haben nun jene ihre größere
Widerstandskraft gegen das schlimme Krankheitsgift erworben, da
sie doch alle, Weiße wie Neger, von Voreltern stammen, die gar nicht
hier zu Hause, sondern im Lauf der letztvergangenen 400 Jahre
eingewandert waren? Das Geheimnis entschleiert sich, sobald wir
den unter unseren Augen noch gleichmäßig andauernden
Auslesevorgang beobachten. Die Erfahrung nämlich lehrt, daß
Zuwanderer aus Klimaten mit strengerer Winterkälte dem
Gelbfiebermiasma Westindiens schlechter widerstehen; es wählt sich
somit dieser Archipel einen größeren Prozentsatz von afrikanischen
Negern aus dem Einzüglerangebot als von Europäern, innerhalb
letzterer wieder einen größeren von Südeuropäern als von
Franzosen, einen größeren von Franzosen als von Deutschen oder
gar Osteuropäern; die übrigen werden den Friedhöfen überlassen.
Gemäß der auch unter Angehörigen derselben Nation vorhandenen
individuell verschieden hohen Immunität gegen das gefährliche
Fieber werden z. B. selbst Andalusier in Kuba oder Portoriko von ihm
befallen, jedoch sie kommen leichter durch als solche aus Gegenden
mit Schneewinter, und bei allen Neulingen auf westindischem Boden
bestätigt es sich, daß jede Periode einer heftigeren
Gelbfieberepidemie den Organismus gegen das Miasma immer
besser feit, selbst wenn er vom innerlichen Kampf seiner Säfte
gegen dieses nichts verspürte, also gar nicht aufs Krankenlager
gestreckt wurde. Ganz analog stehen ja auch in den Burenstaaten
Südafrikas diejenigen Pferde, die ausnahmsweise das jährlich
wiederkehrende „Pferdesterben“ überstanden haben, als sogenannte
„gesalzene“ d. h. nun immun gewordene viel höher im Preis, obwohl
sie gleichzeitig mit dem sieghaften Kampf gegen jenes tückische
Leiden ein eigentümlich blödes Wesen annehmen. Auch von uns
pflegt ja gegen Masern- und Scharlachinfektion sich
widerstandskräftiger zu bewähren, wer die Masern- oder
Scharlachansteckung schon einmal siegreich überstand. Die
Europäer haben indessen ihre stärkere Festigkeit gegen diese unter

Naturvölkern bei der leisesten Ansteckung so gräßlich verheerend
auftretenden Krankheitsgifte gleichfalls erst errungen und behaupten
sie nur durch unerbittliche Ausmerzung der Untüchtigen. Bei uns,
den Hartgesottenen, merkt man diesen fort und fort anhaltenden
Ausleseakt bloß an etwas erhöhter Kindersterblichkeit während einer
Scharlach- oder Masernepidemie; grausig dagegen offenbart sich der
nämliche Vorgang, wenn er ein erstes Mal einsetzt in einem vorher
von dem Miasma noch unberührt gewesenen Volk. So raffte
unmittelbar nach Besitzergreifung der Fidschi-Inseln seitens der
Engländer 1874 Ansteckung durch ein so mäßiges Maserngift, daß es
die übertragenden Briten an sich selbst gar nicht merkten, nicht
weniger als 60000 der braunen Insulaner dahin, Alt und Jung.
Der hohe Norden Amerikas hat in den Eskimo ein wahres
Idealvolk von Anpassung an die harten Lebensbedingungen der
Arktis groß gezogen. Kein Schwächling wurde an den kärglich mit
Speise beschickten Tisch der Eskimolande zugelassen. In Kleidungs-
und Wohnweise erklügelte sekulare Erfahrung ein unübertreffliches
System von Gegenwehr gegen eine so häufig bis unter den
Quecksilberfrostpunkt erniedrigte Temperatur; die Dänen, die sich an
Grönlands Westküste häuslich niedergelassen haben, können dort ihr
Dasein nur fristen, indem sie sich genau so wie die Eingebornen in
eng anschließende Pelzkleidung hüllen mit der ruhenden Luftschicht
zwischen Pelz und Oberhaut als trefflichem Warmhalter nach dem
Prinzip der Doppelfenster. Ausschließlich an der Seeküste zu wohnen
gestattet dem Eskimo seine Heimat, weil nur hier auch im Winter
Seehunde zu erlegen sind. Robbenschlag, weiß der Eskimo, ist für
ihn das alleinige Mittel, durch alle Jahreszeiten hindurch sich zu
beköstigen. Wie bei uns der junge Jurist zumeist erst sein
Assessorexamen bestanden haben muß, ehe er die Verlobungskarten
drucken lassen darf, so ist es darum dem Eskimojüngling durchaus
erst nach dem Fang seines ersten Seehundes gestattet, seiner etwas
thranigen Geliebten die Hand zum Ehebund zu reichen.
Doch welch scheinbar unbegreiflicher Gegensatz! Unter diesem
Gorgonengesicht eisiger Polarnatur mit ihrem grauenhaften Winter,
der auf Monate den belebenden Sonnenstrahl der Erde mißgönnt, —

da erfreuen sich die Eskimo habituellen Frohsinns! Eben hierin
offenbart sich uns eine psychische Naturauslese. Besonders der
andauernde Lichtmangel stimmt die Lebensgeister der Menschen
herab und untergräbt bei dem tief innerlichen Zusammenhang
zwischen Leib und Seele gar bald auch die körperliche Gesundheit.
Das veranlaßte ja Julius Payer nur aus den lustigsten Quarneroli die
Mannschaft seines Tegetthoff zu wählen, und wie viel Kurzweil
mußte er trotzdem aufbieten, letztere vor stumpfer Verzweiflung zu
retten, als das Schiff, vom Eis gepackt, ziel- und willenlos in die
anscheinend ewige Polarnacht hinaustrieb! So geht denn unser
Schluß kurz dahin: nur ganz besonders mit Gemütsheiterkeit
begnadete Menschen blieben bei gelegentlichem Eindringen in jene
nördlichsten Breiten, wie sie allein die Westfeste erreicht, am Leben;
gemäß der bekannten Erblichkeit gerade auch der
Temperamentsstimmung vererbten sie diese durch nichts zu
beugende Fröhlichkeit auf fernere Geschlechter, denen dies kostbare
Gut, obschon bloß in wenigen Tausenden von Herzen, dadurch
behütet bleibt, daß jedem zufällig zu Trübsinn Ausartenden von der
Natur das Todesurteil gesprochen wird.
Eine andere beneidenswerte Charaktertugend dieser „Letzten
Menschen“ gen Norden, ihre Friedfertigkeit, wurde erst recht
ersichtlich tellurisch gezüchtet. Denn ohne Feuerungsstoff zu
besitzen mußten sich die Eskimo durch Abgabe der eigenen
Körperwärme vor dem Erfrieren unter ihrem Obdach wechselseitig
bewahren. Der wenn auch deshalb eng und niedrig gehaltene
Innenraum ihrer Hütte ließ sich aber doch nur auf den erforderlichen
Wärmegrad bringen, wenn er durch Halbverschläge zum Wohnen
einer Vielzahl von Familien verwendet wurde. Da hieß es denn:
Vertragt euch hübsch oder erfriert! Die Eskimo zogen verständig
genug das erstere vor und wurden somit trotz ihres vielmehr
cholerischen als phlegmatischen Wesens eine so verträgliche
Menschenvarietät, daß sie selbst Rechts- und Ehrenhändel satirisch-
lyrisch ausfechten, indem beide Parteien vor versammelter
Gemeinde mit den unblutigen Waffen recitativer Spottlieder
aufeinander eindringen und derjenige als Sieger aus dem Streit

hervorgeht, der den lachenden Beifall der Genossen schließlich auf
seiner Seite hat.
So erkennen wir beim unbefangenen Verfolgen ursächlicher
Zusammenhänge überall den Menschen, ob unmittelbar oder in
weiterer Vermittlung, bis zu seines Herzens Tiefen als echtes Kind
seiner Heimat.

II.
Das Meer im Leben der Völker.
Die einzige absolute Großmacht auf Erden ist das Meer. Aus dem
Meeresschoß erst ist das Land geboren worden, das noch heute in
insularer Zerstückelung bloß hie und da den allumfassenden Ozean
unterbricht. Nur das Meer bildet zwischen der Lufthülle und dem
Gesteinspanzer der Erde ein Ganzes, und der Hauptsache nach ist
die Erde immer noch ein vom Ozean umwogter Planet. Auch den
geheimnisreichen Ursprung des organischen Lebens werden wir uns
als ein folgenschweres Begebnis innerhalb der Meeresflut aus jener
Zeit zu denken haben, da es noch kein Land gab und unzertrennt ein
einziger Ozean den Erdball umgab als koncentrische Hohlkugel gleich
der ihn selbst einschließenden der Atmosphäre. Ist aber die
Weiterentfaltung des irdischen Lebens einheitlich erfolgt, so
entstammen selbst die landbewohnenden Gewächs- und Tierformen
bis hinan zum Menschen marinen Verfahren.
Durch äonenlange Anpassung an die Daseinsbedingungen
außerhalb des Meeres hat sich indessen eine tiefe Kluft
herausgebildet zwischen land- und meerbewohnenden Geschöpfen.
Zwar Flüsse und Seen, durch ihre Wassernatur dem Meer
wahlverwandte Elemente des Landes, verwischen in Ausnahmefällen
die sonst so streng eingehaltene Grenze des ozeanischen
Faunareichs; manche Fische sind wie Aale und Lachse geradezu
Doppelwohner in Salz- wie Süßwasser, andere Seefische gewöhnen
sich allmählich an das minder salzige Gewässer der Flußmündungen,
bis ihre Nachkommen, die Stromadern hinaufschwimmend,

schließlich für die Dauer im Süßwasser verbleiben, gleichwie der
kleine Keulenpolyp in jüngster Zeit erst aus der Nordsee durch das
Brackwasser der Elbmündung in die Elbe und Saale, ja bis in den
Süßen See bei Eisleben eindrang. Wale gebären am Land,
flugkräftige Fischräuber, so der Fregattvogel, der Albatros bewegen
sich mit ihren mächtigen Schwingen tagelang über hoher See,
Tausende von Kilometern entfernt von der Küste. Trotzdem bleibt
der Küstenzug die durchgreifendste Scheidelinie in der Verbreitung
der Lebewesen auf Erden. Und der Mensch, dessen ganze
Organisation darauf hinweist, daß seine Ahnen im Tertiäralter
früchteverzehrende Waldinsassen gewesen, war selbstverständlich
von Anfang an ausschließlicher Landbewohner. Der Küstenring der
Ostfeste darf als weitgesteckte Außenmauer des Heimatshauses der
Urmenschheit gelten.
Das Meer kann auf den Menschen, als er es zuerst erblickte, nur
abschreckend gewirkt haben mit seiner Ungastlichkeit, mit den jähen
Gefahren, durch die es den nährenden Mutterboden des Festlandes
bedrohte in der Gestalt von hoch aufspringender Brandung,
überschwemmenden Fluten, furchtbarem Sturmwetter. Dem weit
überlegenen, mit elementarer Gewalt andrängenden Feind
gegenüber sah sich der wehrlose Mensch zuvörderst in die
Verteidigungsstellung gedrängt, zumal an Flachküsten, wo das
Steigen und Fallen des Meeresspiegels bei Flut und Ebbe
Gezeitenströmungen erzeugt, die weit über die Küstenniederung
daherfegen. Plinius hat uns ein dramatisches Bild dieses an Urzeiten
gemahnenden Kampfes mit dem Ozean vom deutschen
Nordseegestade überliefert, als dieses zur römischen Kaiserzeit des
schirmenden Deichbaus noch entbehrte. Alltäglich, berichtet Plinius,
setzte der Flutstrom dies Land der germanischen Chauken unter
Wasser, daß die Bewohner, in ihre Hütten geflüchtet, Seefahrern
glichen, bis dann der Ebbestrom einsetzte und die Leute wie
Schiffbrüchige aus ihren engen Behausungen lockte, um Fische aus
dem zurückweichenden Meerwasser zu fangen oder ausgeworfenen
Seetorf vom feuchten Wattengrund aufzulesen. Wir sehen hier den
Daseinsstreit des Menschen mit dem Meer schon mit

vervollkommneten Hilfsmitteln geführt; die Chauken hatten sich
bereits auf selbst aufgeführten Hügeln, auf „Wurten“, einen festen
Baugrund für ihre Hütten geschaffen, wie noch heute die Halligleute
auf den kleinen, darum uneingedeichten Marschlandinseln vor
Schleswigs Westküste solche benutzen. Es brauchte nur noch der
„goldene Reif“ des Deichwalles längs der Küste gezogen zu werden,
um den amphibischen Gürtel des Wechselspiels der Gezeiten als
weide- und weizenreichen schweren Marschboden dauernd dem
deutschen Festland zu gewinnen. Man weiß es aus der Geschichte,
wie viel Segen dieser Triumph unseren und den niederländischen
Küstenbewohnern eingetragen hat, seitdem der Friese nach dem
letzten Spatenstich stolz dem in feste Schranken zurückgewiesenen
„blanken Hans“ d. h. dem Meer das Siegeswort zurief: „Trutz nun,
blank Hans!“ und es heißen durfte: Deus mare, Batavus litora fecit.
Der über den sonst so allmächtigen Gegner erzielte Erfolg steifte den
freiheitsstolzen Nacken und je unablässiger der Deichbau
gemeinsame Arbeit forderte für seine fernere Instandhaltung, wie er
nur zu gründen gewesen durch thatkräftiges, entsagungsvolles
Zusammenwirken vieler, desto zählebiger entfaltete sich hinter dieser
Festungsmauer gegen den Tyrannen Okeanos der den
selbstsüchtigen Einzelwillen bändigende ehrenfeste
Gemeinschaftsgeist, der alle staatliche Ordnung trägt, ganz ähnlich
wie Jahrtausende früher hinter den Damm- und Kanalbauten am
unteren Huangho, in Babylonien oder am ägyptischen Nil.
Ungleich wichtiger jedoch erscheint jener entscheidungsvolle
Schritt, den der Mensch in entlegener Vorzeit that, als er, das Grauen
vor dem Unbekannten bezwingend, sich kühn dem feindlichen
Element selbst anvertraute, um die wogende, endlos vor ihm
liegende See zu befahren auf gebrechlichem Floß, im ausgehöhlten
Baumstamm oder im roh aus Hölzern gezimmerten Boot. Mehr als
einmal mag unser Geschlecht, durch ausgedehnte Wanderungen
längst zerspalten in variierte Horden, die einander nicht kannten,
angelangt an der Küste des Meeres, diesen gewichtigen Fortschritt
vollzogen haben, der den Keim zur Herrschaft des Menschen über
die Erde in sich barg. Wo Ströme ins Meer mündeten, konnte man

den Versuch wagen, auf Flußbooten die hohe See zu erreichen,
anderwärts erzeugte der Trieb, auf dem Rücken des Meeres sich
dauernder als bloß schwimmend zu bewegen, unmittelbar jene
nachmals so staunenswert hoch entwickelte Kunst des Baues wie der
Führung mariner Fahrzeuge, durch die der Mensch, unter allen
Geschöpfen allein, die Schranke der Küstenlinie nach allen Seiten
und in die weitesten Fernen zu durchbrechen vermochte.
Was in aller Welt trieb ihn denn aber zu dem tollkühnen
ozeanischen Wagnis? Recht oft wohl der Hunger, dieser finstre,
allgewaltige Erzieher der Menschheit, wie uns schon die nach
Fischbeute im Ebbestrom ausspähenden Chauken ahnen lassen; oft
auch mag die Flucht von einem überlegenen feindlichen Stamm in
Todesangst erfinderisch gemacht haben, um die trügerische See als
zeitweiligen Zufluchtsraum dem sicheren Ende vorzuziehen. Schlug
dann aber ein Volksstamm seinen Wohnsitz für die Dauer am
Meeresstrand auf, so vermochte zweierlei ihn zu allmählicher
Vertrautheit mit dem anfangs gefürchteten Element zu erziehen: der
Schatz des Küstenmeeres an verwertbaren Seetieren und winkende
Gegenküsten oder beides zusammen. Der Nahrungsmangel der
Polarlande hätte die Eskimo wohl nie bis gegen und über den 80.
Parallelkreis vordringen lassen; das erwirkte vielmehr allein die
Nahrungsspende des tierreichen arktischen Meeres; wesentlich der
Seehundsfang war es, der diese beherzten Polarmenschen über die
eisigen Sunde Amerikas bis in den höchsten jemals von Menschen
bewohnten Norden geleitete und sie zu so unübertrefflichen Meistern
im Kajakfahren heranbildete, daß ein geschickter, ausdauernder
Eskimo die Strecke von Rügen nach Kopenhagen im Einmannsboot
an einem Tage zurücklegen könnte. Die Kolonisation der Hellenen
rückte, den Thunfischzügen entgegengehend, vom ägäischen Meer
längs dem pontischen Strand Kleinasiens vor, wie diejenige ihrer
nautischen Lehrmeister, der Phönizier, durch das Vorkommen der für
ihre Färberei unentbehrlichen Purpurschnecke an den
verschiedensten Uferstrecken des Mittelmeers beeinflußt worden
war. Wo auch außerhalb der Polarwelt das Binnenland durch
Felsenwildnis, Moor und Walddickicht den Menschen zurückscheucht,

das Meer dagegen durch Fische, Muscheltiere und Krebse eine gut
beschickte Tafel ihm aufthut, da begegnen wir Völkern, die gleich
Seevögeln sogar fast ausschließlich von Seekost leben, am Land nur
wohnen; so am äußersten Südende der bewohnten Erde den
Feuerländern, in dem ganz skandinavisch von Fjorden
zerschnittenen, zu Küsteninseln zerrissenen Südosten Alaskas den
Tlinkit-Indianern, die dermaßen mit ihren trefflich gebauten
schlanken Fahrzeugen verwachsen sind, daß sie nur ungern und
ungeschickt zu Fuß sich bewegen. Bei uns in Europa hat sich
gleichfalls ein ganz überwiegend der Küste angehöriges Schiffervolk
aus den Dänen herausgebildet, seitdem ein Teil derselben an
Norwegens Strand unter dem treffenden Namen der Wikinger d. h.
der Fjordenleute Siedelungen gründete zwischen einem überaus
fischreichen Meer und den öden Fjelden. Die Normannengeschichte
entrollt uns dazu ein eindrucksvolles Bild, wie kühne Seefahrer
immerdar auch leicht Seeräuber wurden; als solche verlegten die
Normannen ihre Raubzüge bald vom heimischen Strand in ferne
Lande, wozu die freie Weite des Meeres den Mutigen einlud, fuhren
die ostenglischen Flüsse, die Seine, die Elbe, den Rhein hinauf, um
Köln zu brandschatzen, betraten erobernd den Boden Siziliens.
Gleichwie in den Wüsten gilt auf dem Meer der Satz, daß
verführerisch reiche Beute den Wagehals zum Überfall lockt, zumal
wenn Ortskunde und ein sicherer Bergeplatz des Raubes Erfolg
verheißt. Die dalmatinische Küste, die in der ganzen Flanke der
adriatischen Schiffskurse eine solche Fülle günstiger Ausfallsthore
wie Schlupfwinkel durch ihre versteckten Felsbuchten und engen
Seegassen darbietet, war deshalb schon im Altertum ein ständiger
Sitz der Piraterie; und wenn die illyrische Königin Teuta den
Sendboten Roms auf deren Forderung, das Raubhandwerk
einzustellen, stolz erwiderte, das gehe Rom nichts an, es sei einmal
bei ihrem Volk so Brauch, hatte das eine gewisse geographische
Berechtigung. Gelegenheit macht nicht nur Diebe, sondern erzieht
auch Räubervölker.
Daß Buchten- und Inselfülle der Küstenmeere die Bewohner
nautisch anregt, ist neuerdings etwas überkritisch angezweifelt

worden. Hinter den glatt verlaufenden, inselleeren Küsten des
australischen und afrikanischen Festlandes wohnten die
Eingeborenen seit Alters ohne jede Fühlung mit dem Meer. Man sage
doch nicht, der Neger zeige keine Anlage zum Seemannsberuf! Wie
mancher schwarze Afrikaner hat schon wackre Matrosendienste am
Bord unserer Schiffe geleistet! Der ganze Küstenstamm der Kruneger
bei Kap Palmas ist sogar dadurch weltbekannt, daß aus ihm die
besten Schiffsknechte der westafrikanischen Kauffahrtei stammen,
allerdings erst seit diese „Kruboys“ in neuerer Zeit von
vorüberfahrenden Schiffen der Europäer zu solcher Arbeit gedungen
wurden. Bedeutsam jedoch dünkt es, daß die Papelneger
Portugiesisch-Westafrikas südlich von Senegambien, dieses einzige
selbständig Schiffahrt treibende Negervolk, eben dort sich entwickelt
hat, wo der Bissagos-Archipel der Schlauchmündung des Rio Geba
dicht vorlagert. Am insel- wie halbinselarmen Küstensaum
Südamerikas trafen die europäischen Entdecker nichts als Floßfahrt,
abgesehen von den Rindenkähnen der Feuerländer; wo dagegen
unfern der Orinokomündung die westindische Inselreihe an das
Festland ansetzt, hatten die Kariben bereits seetüchtige Schiffe, die
sie mit Steuerruder lenkten und unter Baumwollsegeln dahingleiten
ließen; sie waren gefürchtete Seeräuber und hatten die Eroberung
der Antillen begonnen. An der Westseite Nordamerikas grenzte
wiederum Seeunkunde der Indianerstämme und hochgesteigerte
Seetüchtigkeit genau da aneinander, wo mit der de Fuca-Straße der
Fjordencharakter der Küste anhebt. Asien wie Europa zeigen uns
erst recht die Hauptgebiete ihrer nautischen Entfaltung an ihren am
reichsten gegliederten Außenseiten. Unter den asiatischen
Seefahrervölkern von Arabien bis Japan stehen diejenigen des
umfangreichsten Tropenarchipels in der Mitte dieses Länderzugs
schon frühzeitig den übrigen insofern voran, als wir hier bei den
Malaien den Ursprung zu suchen haben für einen ausgezeichneten
Bootsbau und den Ausgangspunkt für die ungeheure Verbreitung der
Malaienrasse über die zahllosen Inseln der Südsee. Seit
vorchristlichen Zeitfernen hat diese allmählich vollzogene
Völkerwanderung über den größten aller Ozeane den nämlichen
Typus des schlanken, oft mit Ausleger gegen das Kentern

geschützten Bootes mit dem scharfen Kiel verbreitet, dessen
Ruderkraft durch Mattensegel verstärkt wird und das die plumpe
Walzenform des Einbaums hier nirgends hat aufkommen lassen.
Erstanden aber ist dabei die polynesische Abart der lichtbraunen
Rasse, die von allen Zweigen unseres Geschlechts am allseitigsten
und tiefsten verknüpft ist mit dem Weltmeer, im materiellen wie im
geistigen Leben bis hinan zu Dichtung und Mythus; ewig die
balsamische Seeluft atmend, früher schwimmen lernend als gehen,
indem sie als Säuglinge schon auf dem Mutterarm durch den Gischt
der Brandung geführt werden, leben diese Menschen auf ihren
schmalen Koralleneilanden ein ganz amphibisches Dasein, fast wie
auf festgeankerten Schiffen in hoher See. Blicken wir auf den
indisch-arabischen Südwesten Asiens, so offenbart uns das ewige
Wechselspiel der Monsune die großartige Förderung des
Schiffsverkehrs über den indischen Ozean; weil immer zur Winterzeit
der nördlichen Erdhälfte die Segler so ständig vom Monsun nach
Afrikas Ostküste getrieben wurden, wie dann im Sommerhalbjahr
wieder heimwärts nach dem indischen oder arabischen Hafen,
vollzog sich in diesem Raum früher als irgendwo sonst ein
befruchtender Völkerverkehr zwischen zwei Erdteilen und ganz
verschiedenen Rassen über landferne See. Von ihm stammt der
Armschmuck der indischen Braut aus afrikanischem Elfenbein, die
Ausdehnung des indischen Reisbaus durch arabische Sklavenhändler
bis zum Kongo, das Kisuaheli als arabisch durchsetzte
Bantunegersprache, der noch heute regen Handelsverkehr zwischen
Deutsch-Ostafrika und Bombay, das ständige Wohnen
kapitalkräftiger indischer Händler an unserer Schutzküste. Endlich
welch eine glänzende Reihe nautischer Thaten tritt uns im Wandel
der Zeiten vor die Seele, wenn wir hinüberblicken nach
Griechenland, Italien, der iberischen Halbinsel und nach den
atlantischen Gestadeländern Westeuropas! Die Mittelmeerschiffahrt
ward früher erweckt, indessen die atlantische wuchs schon im
Altertum höher, denn sie hatte zu ringen mit einem ungleich
gefährlicheren Meer. Mit den soliden Keltenschiffen der Veneter in
der heutigen Bretagne aus dicken Eichenplanken mit eisernen
Ankerketten und Ledersegeln konnten griechische oder römische

Kauffahrer nicht wetteifern. Die Jahrhunderte hindurch fortgesetzten
Überfahrten der Normannen in ihren großen Ruderkähnen, den
schwarz geteerten „Seerappen“, von Norwegen nach Grönland und
zurück sind mannhaftere Leistungen gewesen als die freilich
geschichtlich folgenreichere Fahrt der Kolumbus-Karavelen im
ruhigeren Südmeer mit dem Kompaß als Leiter. Den großen Vorzug
der Lage am verkehrsreichsten aller Ozeane nutzten indessen erst in
der Neuzeit für Welthandel und Gründung überseeischen Besitzes die
vier mittelständigen Lande voll aus: Frankreich, die Niederlande,
England, Deutschland. Für diesen gewaltigsten Aufschwung des
Seewesens mußte vor allem erst Amerika als weckendes Ziel den
Blicken Europas entschleiert werden. Und wenn sich sodann auch
innerhalb der neuen Welt die moderne Größe von Schiffsbau und
Seeverkehr dort entfaltete, wo unendliche Waldungen prächtiges
Schiffsbauholz lieferten, namentlich aber eine feine Küstengliederung
Buchten und Sunde, bergende Flußmündungshäfen nebst weit ins
Land hinein für mäßige Seeschiffe befahrbaren Strömen darbot, also
in Kanada und im Nordosten der Vereinigten Staaten, so wird man
hier ebenfalls der ursächlichen Verknüpfung inne, die zumeist
besteht zwischen Naturbegabung der Küstenlande und
seemännischer Bethätigung ihrer Bewohner.
Allerdings wäre es geistlos pseudogeographischer Fanatismus,
wollte man dieses Verhältnis wie einen naturgesetzlichen Zwang
deuten. Der Mensch ist kein willenloser Automat; er verhält sich zu
Naturanregungen seiner Heimat bald wie ein gelehriger, bald wie ein
teilnahmloser Schüler. Das Wasser des heutigen Welthafens von
New-York diente einst den Indianern bloß zum Sammeln eßbarer
Muscheln; an derselben Schärenküste, die die Norweger zu so
kühnen Schiffern erzog, leben die Lappen weiter als armselige
Fischer. Die Angelsachsen vertieften sich nach der Landung in
Britannien so ganz in die Kämpfe mit den dortigen Kelten, danach in
Landbau und Viehzucht, daß sie der See völlig den Rücken
zukehrten, Alfred der Große seine Schiffe auf deutschen Werften
bauen lassen mußte. Die meisten Insulaner auf den Kykladen
denken heutzutage nicht an Seefahrt, sondern bauen Weizen,

pflegen die Rebe oder weiden ihre Ziegen. Seit die Holländer
wohlhabend wurden, vernachlässigten sie die von ihren Vorfahren im
härteren Daseinskampf so viel energischer betriebene Schiffahrt, ja
in den belgischen Nachbarprovinzen Brabant und Flandern überließ
der Niederländer den auch dort recht beträchtlichen Seeverkehr seit
Alters vorzugsweise Ausländern, da ihn auf seinem fruchtbaren
Boden Ackerbau, Gewerbe, Landhandel weit bequemer nährte.
Wagt es aber der Mensch, seine Kraft zu messen mit der
elementaren Übergewalt des Meeres, erwählt er als Seemann dieses
Ringen mit Sturm und Wogenschwall sogar zu seinem Beruf, dann
gilt von ihm vollauf das Dichterwort: „Es wächst der Mensch mit
seinen höhern Zielen.“ Das Seemannshandwerk stählt Muskel und
Nerv, übt Sinnesschärfe, Geistesgegenwart, steigert mit jedem
neuen Triumph menschlicher Klugheit über rohe Naturkraft den Mut
überlegten, furchtlosen Handelns. Wie scharf beobachtend späht
ganz habituell das verwetterte Antlitz unserer Matrosen unter dem
Südwester in die Ferne, wie wortkarg, aber tüchtig und thatbereit ist
ihr ganzes Wesen; dem scheinbaren Phlegma im Ruhezustand
entspricht vom Augenblick der Auslösung der bisher latent
zusammengehaltenen Kraft die Energie und die erstaunliche
Ausdauer der Leistung. Wenn der Seemannsberuf wie in Norwegen
oder Großbritannien sehr weite Bevölkerungskreise umschließt, wenn
er dazu als ein Grundpfeiler der gesamten Volkswirtschaft hohe
Achtung genießt und bei geringem Abstand der Küste selbst vom
innersten Binnenlandkern allen Leuten in seiner klar ausgeprägten
Eigenart vorschwebt, so zünden die Charaktervorzüge des Seemanns
auch innerhalb der nicht seemännischen Bevölkerung durch
Nachahmung. Ergreift dann, wie bei größeren Kulturnationen so oft,
im Gefolge wachsender Vertrautheit mit dem Ozean, mit dem
Erdganzen überhaupt, Seehandel, überseeische Kolonisation immer
ausgedehntere Kreise, so teilt sich gar viel von dem frischen
Unternehmungsgeist, dem Wagemut, dem durch Berührung mit
Fremden erweiterten geistigen Horizont dem gesamten Volk mit.
Typisch hierfür leuchtet uns aus dem Altertum der Gegensatz auf
zwischen dem braven, jedoch engherzigen Spartaner, der, durch sein

im Ausland nicht kursfähiges Geld der Eisenstifte vom
Überseeverkehr auch künstlich abgeschrankt, zwischen den
Gebirgsmauern seines Eurotasthals konservativ fortlebte, und
andrerseits dem ionischen, fortschrittlichen Schifferstamm, den in
ägäischer Seeluft gebadeten Athenern voll fröhlichster, in
schrankenlose Weite strebender Thatenlust.
Der Urmensch wird das Weltmeer kaum gekannt haben; späteren
Geschlechtern war es ein Gegenstand von Furcht und Schrecken. Als
man jedoch nachmals für die Dauer an seinem Ufer wohnte, seine
Schätze ausschöpfte, seinen breiten Rücken sich dienstbar machte,
um nach Herzenslust die fernsten Küsten anzufahren, da trat man
ihm näher und näher, freilich ohne ihm jemals Sklavenfesseln
anlegen zu können. Als schöpferische Gottheit begann man es zu
verehren. Die bezaubernde Schönheit des Meeres, wenn es bei stiller
Luft friedlich die Segler dahin gleiten läßt über seinen Spiegel, aus
dem des Tages freundlich der Sonnenglanz, nachts der
Sternenhimmel silbern widerscheint, oder wenn im Gewittersturm
die Wogen aufgepeitscht werden, flammende Blitze das Düster von
Seegewölk und Wasser durchzucken, — der Anprall der Wogen
gegen die Steilküste, der Kampf des Schiffes mit dem Sturm, dann
die verklärte Natur, nachdem das rasende Wetter sich verzogen, das
stets wechselnde Farbenspiel in einer Harmonie von Himmel und
Wasser, wie sie dem Land in solcher Vollkommenheit mangelt, — das
alles hat die dichterische Naturschilderung nicht bloß in Homers und
Ossians Gesängen begeistert, nein, selbst aus schlichten
Stegreifliedern von Naturvölkern des Strandes klingt das naturfrisch
uns entgegen, und die Maler aller in der Kunst höher gestiegenen
Seefahrernationen haben uns in herrlichen Bildern die Andacht des
Menschen im Anblick ozeanischer Größe verewigt.
Wissen und technisches Können wurde schon dadurch beim
Umgang mit dem Meer mächtig angeregt, weil dieser zum Bau des
nötigen Fahrzeugs sowie zu dessen immer höherer Vollendung
hintrieb. Und wie vielseitig wurde Wissenschaft und Technik für den
Schiffsbau vollends in Anspruch genommen, seitdem das 19.
Jahrhundert die Dampfer schuf, um selbst gegen Wind und

Strömung die Ozeane zu durchkreuzen! Mittelbar hat ferner die
Sicherung der Schiffsführung eine Mehrzahl von Wissensgebieten
segensvoll beeinflußt. Noch leben auf karolinischen Eilanden einige
greise Glieder jener merkwürdigen Gilde, in der sich genaue Kenntnis
der Fixsternlage zum Sommer- und Winterhorizont für Verwertung
bei der Bootssteuerung vererbt und zugleich eine so genaue
Bekanntschaft mit der Ortslage der Inseln in weitestem Umkreis, wie
sie die zeitgenössische Geographie der Kulturvölker lange noch nicht
besaß.
Italienischen Nautikern danken wir die Einführung des
Kompasses in unseren Schiffsdienst auf grund der zuerst in China
erkannten Richtungskraft der Magnetnadel. Er hat nicht bloß
zahllosen Tausenden von Schiffen, denen in Nacht und Nebel kein
Gestirn schimmerte, den rechten Weg gewiesen, sondern ohne die
am Kompaß durch alle Zonen von den Schiffern gemachten
Massenbeobachtungen hätte auch kein Gauß erfolgreich am Problem
des Erdmagnetismus zu arbeiten vermocht. Und wenn schon vor
Jahrhunderten die Markscheider im Klausthaler Bergwerk ihre
unterirdischen Gänge zielsicher ausbauten, beim Grubenlicht den
Kompaß befragend, so klingt selbst in diese wahrlich seeferne Arbeit
ein verhallendes kulturgeschichtliches Echo vom Wogengetümmel.
Zum Größten jedoch führte das Weltmeer den Menschen hinan,
indem es ihm die einzige Möglichkeit erschloß, die Erde als Ganzes
auf dem Weg der Entschleierung des irdischen Antlitzes kennen zu
lernen, durch den Welthandel die Wirtschaft der einzelnen
Völkerkreise zur Weltwirtschaft zu verknüpfen, endlich durch dieses
Mittel allseitigen Verkehrs, wie ihn allein der alle Lande
umschlingende Ozean zu schaffen vermag, die urzeitliche Trennung
der Menschenstämme nach den einzelnen Kontinenten zu
überwinden, auch eine geistige Verbindung der gesamten
Menschheit anzubahnen. Daß der Welthandel hierbei die Führung
übernahm, versteht sich aus der nicht bloß bösen Macht der
Gewinnsucht. Rief doch schon Strabo aus, da er im entsetzlichen
Tanz der Wellen die Seeleute ihr Leben einsetzen sah, um die nach
Rom bestimmten Waren auf hoher See vor der schon damals zu

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