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Pfeffer und gezackte Linien (Lichtenberg 3)

lichtenberg_figuren_rvDer erste deutsche Experimentalphysiker Georg Christoph Lichtenberg (1742 – 1799) hat sich nach eigenem Bekunden in seiner experimentellen Forschung mit seltsamen Geschöpfen auf der Grenze zwischen Luft und Festkörper befasst. Als jemand der „Pfeffer und gezackte Linien“ (F 995) liebt, stößt er wohl als erster Physiker im Rahmen seiner Experimente zur Elektrostatik auf nichtlineare fraktale Muster, die fortan seinen Namen tragen sollten. Diese „Lichtenbergschen Figuren“ bestanden aus Staub der sich beim Abhobeln und Glätten der Harzplatte eines Elektrophors gebildet und sich auf dem Deckel desselben in sternförmigen Figuren abgesetzt hatte. Sie regten ihn zu weiteren Untersuchungen an, über die er in einer Publikation mit dem Titel „Von einer neuen Art die Natur und Bewegung der elektrischen Materie zu erforschen“ berichtet und dabei seine Entdeckung in geradezu poetischen Worten umschreibt: „Es zeigten sich bisweilen unzählige kleine Sterne, ganze Milchstraßen, und größere Sonnen; die Bogen waren von der hohlen Seite matt, von der erhabenen aber mit Strahlen geziert; ferner sehr niedliche Ästchen, denen nicht unähnlich, welche die Kälte an den Fensterscheiben erzeugt; kleine Wolken von mannigfaltiger Gestalt und Schattierung“ . (Das nebenstehende Foto stellt Lichtenbergsche Figuren dar, die wir durch einen einfachen Nachbau des Lichtenbergschen Elektrophors erzeugt haben.)
Die Entdeckung erfolgte zwar durch Zufall, aber Lichtenberg hatte das Vermögen, diesen Zufall auch zu ergreifen. Als Grenzgänger zwischen den Disziplinen bildet er fast zwei Jahrhunderte „zu früh“ einen Blick für solche heute „Fraktale“ genannten Strukturen aus, so dass sie ihm auch in anderen Zusammenhängen immer wieder auffallen: „Jede Ader hat wieder Adern, die ihr zur Unterhaltung dienen, und diese kleinen haben wieder andere“ (KA 35).
Er sieht Ähnlichkeiten zwischen Adern und Staubteilchen und stellt gedanklich Verbindungen zwischen organischen mit anorganischen Strukturen hinsichtlich ihrer fraktalen Grenzen her. Indem er darüber hinaus erkennt, dass die zur Beschreibung solcher Gebilde nötige Geometrie noch erfunden werden muss, nimmt er Ideen vorweg, die erst in unseren Tagen zu konkreten Forschungsprogrammen wurden (siehe Schöne fraktale Welt): „Jeder Staub kann ein organisches Wesen sein, die Geometrie hat wenigstens mit dem Organischen nichts zu tun, dafür gibt es noch keine Geometrie, wenigstens hat es unsrige jetzige noch nicht gewagt sich so weit auszubreiten, und es würde ihr auch übel gelingen“ (J 1283). Die von Lichtenberg vorhergesagte Geometrie wurde erst in unseren Tagen entwickelt und von Benoit Mandelbrot „Fraktale Geometrie der Natur“ genannt.
Bei aller Spekulation verliert Lichtenberg auch hier nicht die Bodenhaftung und denkt bereits über Anwendungen nach, die erst im 20. Jahrhundert realisiert werden sollten – das Trockenkopierverfahren. Darüber berichtet Abraham Gotthelf Kästner 1777 vor der Göttinger Akademie: „Einige der schönsten [Figuren] hat Hr. Prof. L[ichtenberg] zu zeichnen versucht, aber es bald aufgegeben, da er einen kürzern Weg sie zu copiren fand. Er druckte sie nemlich auf schwarzes klebriches Papier, so wie sie waren, ab, und legt die Abdrücke hinter Glas. Solcher Copien wurden sechs vorgezeigt, sie hatten (…) ein sehr schönes Ansehen. Was diese Erscheinung besonders merkwürdig macht, ist, daß er von einer solchen Sonne z[um] E[xempel] so viele Auflagen machen kann, als er will, denn wenn man auch den Staub, woraus sie besteht, wegwischt, so kömmt sie doch wieder, wenn neuer Staub darauf gestreut wird, und dieses oft nach Verlauf von vier bis fünf Tagen. Dieses hat nemlich die Erfahrung gelehrt“ (Über diese Entdeckung referiert Abraham Gotthelf Kästner aus einem ihm „übergebenen Pro Memoria“ vor der Göttinger Akademie am 3. Mai 1777).
Die Lichtenbergsche „Druckmethode“ gilt als Vorläufer des Xerokopierverfahrens. Dessen Erfinder, Chester F. Carlson, beruft sich in seiner „History of Electrostatic Recording“ ausdrücklich auf Lichtenberg.

Diskussionen

4 Gedanken zu “Pfeffer und gezackte Linien (Lichtenberg 3)

  1. Faszinierend, wie immer mal wieder Leute ihrer Zeit weit voraus sind und ihre Entdeckungen dann auch noch in Worte fassen (gelingt sicher nicht jedem, wer weiß, was für interessante Entdeckungen und Ideen durch analphabetische Köpfe gegangen und Mangels Überlieferungsmögichkeit wieder versunken sind).

    Verfasst von gnaddrig | 23. September 2017, 22:59
    • Das finde ich auch. Lichtenberg ist ein gutes Beispiel dafür, dass er Dinge gedacht und aufgeschrieben hat, für die das Verständnis erst im 20. Jahrhundert und danach erwachte. Solche Lichtenbergs wird es viele gegeben haben. Allerdings sind nur die dingfest zu machen, von denen über die es schriftliche Überlieferungen gibt. Lichtenberg war so kreativ, weil er sich nicht nur für Physik interessierte und auf diese Weise weit über seinen Tellerrand hinwegzusehen vermochte. Danke für den Hinweis!

      Verfasst von Joachim Schlichting | 24. September 2017, 09:42
      • Drauf gekommen bin ich durch Beobachten meiner eigenen Kinder. Die sind ja nun wirklich (noch?) keine Wissenschaftler, aber sie beobachten die Welt sehr genau und versuchen, alles zu ergründen. Dabei kommen sie dann immer wieder mal mit Beobachtungen, Schlüssen und Erklärungsversuchen, die zumindest interessant sind und oft genug erstaunliche Zusammenhänge sehen und an Wahrheiten kratzen, die ihnen eigentlich noch ein paar Nummern zu groß sind.

        Die beiden werden aber nicht die einzigen sein, die das so machen. Sicher gibt es Kinder, die genausogut oder besser beobachten und analysieren, wer weiß. Das ist wohl sowas wie das geistige Äquivalent zum kindlichen Bewegungsdrang, den man sich ja auch ein Stück weit bewahren kann.

        Und wenn sie es schaffen, diese Grundeinstellung durch eine Ausbildung, ein wissenschaftliches Studium und den Alltag zu retten (und sich das nicht durch verfehlte Unterrichtskonzepte, Anpassungsdruck und was weiß ich abgewöhnen zu lassen), könnten da etliche noch unentdeckte neue Lichtenbergs, Leibniz‘ usw. herumlaufen.

        Verfasst von gnaddrig | 24. September 2017, 10:04
      • Solange Kinder noch nicht in die engen Grenzen eines Systems gepresst wurden, können sie zu wahren Entdeckern werden. Nur dadurch, dass man die Logik eines Systems überwindet, kann man wirklich Neues entdecken. Leider wird den Kindern das nur allzu schnell abgewöhnt, wozu die Schule eine Menge beiträgt. Das zeigt sich manchmal daran, dass Hochbegabte im Schulsystem eher als Störenfriede auffallen, als dass Ihre Fähigkeiten entdeckt und gefördert würden. Da hat sich in den letzten Jahren zum Glück einiges geändert. Es müsste in den Schulen eigentlich ein Fach geben, in dem die große Kreativität der Kinder ausgelebt und bestärkt wird.

        Verfasst von Joachim Schlichting | 25. September 2017, 08:36

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