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Wahrnehmung

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Physik und Literatur – Von Sand und Pixeln

Früher wurden die Bilder noch über den Umweg – Auge-Gehirn-Hand-Pinsel – gestaltet. Heute sind es Pixel, in ihrer Abstraktheit kaum zu überbieten. Dennoch vertrauen wir ihnen oft mehr als dem Auge von – sagen wir – Leonardo da Vinci. So habe ich die Wüste gesehen, denke ich, wenn ich den hier visualisierten Datensatz vor Augen habe (siehe Foto). Am besten man denkt nicht weiter darüber nach. Oder? Lassen wir noch kurz Ulrike Draesner zu Wort kommen, die sich darüber Gedanken macht:

Lukas stand auf einem Küchenstuhl und preßte mit aller Kraft eine Reißzwecke in die Wand. Sein Daumennagel war ganz weiß, die Fingerkuppe puterrot. Im Institut hatten sie beim Aufräumen ein Poster mit einer Erdaufnahme des Hubble Space Telescope entdeckt. Da niemand es wollte, hängte Lukas es jetzt überm Küchentisch auf.
Aloe hatte einfach getan, als interessiere sie sich plötzlich brennend für Formel I. Sein Versuch, mit ihr zu reden, war fehlgeschlagen.
Kaum nahm Lukas den Daumen von der Wand, fiel die Reißzwecke wieder heraus. Wahrscheinlich steckte ausgerechnet an dieser Stelle ein Stein. Aber er konnte nicht ausweichen, ohne die drei anderen Kartenecken, die er schon angepinnt hatte, auch wieder zu lösen. Lukas stieg vom Stuhl und betrachtete die aus Millionen von Datenbits zusammengepixelte Aufnahme. Eine geradezu mystische Verschmelzung von Präzision und Phantasie. Alle Pixel echt, alle Farben falsch. Bodenschätze, versteckte Stollen, Ölfelder, Brände und Wald. Computerrhododendren sprossen über die Ozeane, durch die Wüsten zogen sich feine schaumige Riffs weißlicher Stürme, um den Nordpol flockte eine Wolke heller Bläschen, die aussahen, als stecke in jeder ein Babyhai, der in seiner Raumfahrerkapsel durch eine gallertige Masse Nahrung trieb. Jede Farbe ein Ausbruch, ein Gefühl, vieldeutig und rätselhaft. Über Mittelamerika saß eine riesige, grünbraun gesprenkelte Schildkröte, in deren Mitte ein roter Fleck leuchtete wie ein zyklopisches Auge. Er mochte diese Mischung von Genauigkeit und Wahn. Sie erinnerte ihn an mittelalterliche Gemälde vom Rand der Welt und seinen fabelhaften Wesen; hier kehrten sie als harte >Fakten< wieder, waren aber eigentlich nichts als eine Folge von Nullen und Einsen, kein einziges Pigment zunächst, kein einziges Element – ganz irrealer Stoff.
*


* Ulrike Draesner. Mitgift. München: Luchterhand 2002, S. 129f

Was der Natur so alles zufällt…

Dieser Paradolie begegnete ich auf einer Wanderung. Das durch das Blätterdach kunstvoll geformte Sonnenlicht projizierte dieses Bild auf einen Baum. Oder war es ganz anders? Zeichnete das vom beleuchteten Baum diffus reflektierte Licht das Bild in meinem Kopf? Dass ich in diesem natürlichen Bild (gr. eidolon) etwas sah, was völlig daneben (gr. para) ist, macht den Reiz der Suche nach derartigen Bildern aus. Da eine natürliche Pareidolie definitionsgemäß auch von anderen Menschen wahrgenommen werden kann, zeige ich sie hier, um das zu überprüfen.

In Stein gehauen…

Detailaufnahme einer Marmorsäule mit einer beziehungsvollen Pareidolie. Oder sehe ich in diesen düsteren Zeiten nur noch „schwarz“?

Es blüht so grün…

Blumen blühen in den verschiedensten Farben, um zu gefallen und aufzufallen. Nicht unbedingt den Menschen, aber den Bestäubern, Bienen und anderen Insekten. Man findet alle Farben vertreten. Nur grüne Blüten gibt es selten. Das ist verständlich, weil die Blüten aus dem überwiegenden Grün der Pflanzen hervorstechen müssen, um nicht übersehen zu werden. Die wenigen grünen Blüten wirken weniger durch Ihre Farbe als durch Geruch und vermutlich auch durch Farben und andere Merkmale, die wir Menschen gar nicht wahrnehmen. Im vorliegenden Fall dürften Insekten kaum Interesse bekunden – die Blümchen entdeckte ich in einem Kunstmuseum

Kann man die Lichtausbreitung sehen?

Wir sitzen auf einer Brücke über dem Arno in Florenz. Die Zeit verstreicht wie im Fluge, wie leider so oft, wenn die Umstände besonders schön sind. In dieser Einschätzung sind wir uns alle einig, auch wenn sie der gleichmäßig ablaufenden „physikalischen“ Zeit, wie sie unsere Uhren anzeigen widerspricht. Als es zu dämmern beginnt, leuchten plötzlich die Laternen entlang des Ufers auf. Wir sind uns einig, dass sie nicht auf einmal angehen, sondern nacheinander mit der nächsten Lampe beginnend bis zum entfernten Ende hin. Die Lichtreflexionen im Wasser tun es ihnen gleich.
Dieses Phänomen hatte ich schon vorher in meiner Heimatstadt erlebt und mir nichts weiter dabei gedacht. Aber als wir jetzt in dieser Runde darüber sprechen, erscheint es doch etwas mysteriös. Wie sollten denn die Lampen geschaltet sein, um dieses Nacheinander zu realisieren? Welchen Sinn könnte es haben. Und warum verläuft die Sequenz immer vom Beobachter weg?
Kurzum, was tut sich hier? Als erstes wurde der Gedanke geäußert, dass das Licht von den entfernteren Lampen mehr Zeit benötige zu unseren Augen zu kommen, als der von den näheren. Aber sofort wird klar, dass die Lichtgeschwindigkeit so groß und unsere Wahrnehmung so grob sind, dass der Gedanke nun wirklich abwegig ist. Auch die Idee, dass der Schaltimpuls vielleicht eine gewisse Zeit benötigt, um von einer Lampe zur nächsten zu gelangen, erweist sich als wenig hilfreich.
Ähnlich wie bei unserer Einschätzung der „Geschwindigkeit“ des Zeitverlaufs zeigt sich, dass die Physik hier nicht weiterhilft. Vielmehr hat man es mit einem wahrnehmungsphysiologischen Phänomen zu tun. Man könnte auch von einer optischen Täuschung sprechen: Ursache dafür ist die Tatsache, dass unser visuelles System auf einen schwachen Lichtreiz bis zu einer Zehntel Sekunde später reagiert als auf einen starken: Wenn zwei entfernte Lichtsignale zur selben Zeit ausgelöst werden, sehen wir das schwächere Signal zeitlich verzögert.
Dieser visual delay* kommt auch in diesem Phänomen zum Tragen. Obwohl die Lampen weitgehend identisch sind und zur gleichen Zeit aufleuchten, ist ihre scheinbare Helligkeit aufgrund der unterschiedlichen Entfernung entsprechend verschieden. Die Intensität des Lichts nimmt mit dem Quadrat der Entfernung ab. Daher wird das Lichtsignal deutlich später wahrgenommen, je weiter die entsprechende Lampe entfernt ist.
Ich vermute, dass das Aufleuchten der hellen orangefarbenen Warnlampen an Autobahnbaustellen nicht wie es scheint, immer vom Beobachter weg läuft, sondern die Lampen einfach nur rhythmisch an und ausgehen.


* J. A. Wilson, S. M. Anstis, The American J. of Psychology 1969, 82, 350.

Fühlen mit langen Fühlern

Dieser kleinen Motte, die auf den Namen Langhornmotte hört, musste ich fotografisch ein wenig von den Fühlern abschneiden, damit der Körper noch groß genug ins Bild kommt. Da die Fühler für den Tast- und Geruchssinn zuständig sind, dürfte das Tierchen über einen vergleichsweise großen sensorischen Radius verfügen. Ich war erstaunt, wie behände das Tierchen mit diesen langen Extremitäten (hier erlangt der Begriff eine unmittelbare Anschauung) umherflog, so als ob es das Normalste von der Welt sei.
Aber aus der Sicht der Physik muss ich das Erstaunen sofort wieder ein wenig dämpfen, denn in der Größenordnung der Insekten, stellen die Fühler trotz ihrer Länge und ihrer vermeintlichen relativen Schwergewichtigkeit im Vergleich zum Körper keine besondere Belastung dar. Denn der Motte ergeht es nicht etwa so, wie es uns gehen würde, wenn wir mit zwei baumlangen Armen ausgestattet wären. Wir würden sie wohl nicht einmal heben können.
Um das zu verstehen muss man wissen, dass die Auswirkung der Schwerkraft auf einen Organismus mit der Größe stärker abnimmt als die Kraft mit der der Schwerkraft widerstanden wird. Mit anderen Worten je kleiner der Organismus, desto geringer wirkt sich die Schwerkraft aus.

Wer es genauer wissen will schaue sich den früheren Beitrag an.

Ein Baum mit runden Zweigen?

Es sieht jedenfalls so aus, als würde der Baum im Gegenlicht einer Lichtquelle (hinter dem Baum versteckt) seine Zweige ringförmig um diese gruppieren. Das Faszinierende an dem Phänomen ist, dass das Ringsystem gewissermaßen mitläuft, wenn wir aus einer anderen Perspektive auf die Sonne blicken – das allerdings in Grenzen.
Wir haben es hier mit einem Phänomen zu tun, das in diesem Blog bereits in mehreren Varianten angesprochen wurde. Eine Variante tritt beim Blick durch eine zerkratzte Kunststoffscheibe auf, durch die man auf eine Lichtquelle blickt. Die Lichtquelle scheint von abschnittsweise konzentrischen Ringen umgeben. Das Phänomen lässt sich oft bei Flugzeugfenstern beobachten. Eine weitere Variante ist eine Autokarosserie, bei der die gespiegelte Sonnenscheibe im Zentrum von leuchtenden Kreisen umgeben erscheint.
Die leuchtenden, scheinbar konzentrischen Äste kommen dadurch zustande, dass das an passenden Astabschnitten (Einfallswinkel = Reflexionswinkel) reflektierte Licht einer vom Baum verdeckten Lichtquelle sich zu kompletten leuchtenden Ringen zu ergänzen scheint.
Da der Baum eine Trauerweide ist, kommen die langen, gebogenen Zweige zumindest im oberen Bereich der vermeintlichen Kreisförmigkeit bereits ein stückweit entgegen. Der Effekt geht mittlerweise jahreszeitlich bedingt im Zuge der zunehmenden Belaubung verloren. Im nächsten Winter wird man das Schauspiel dann erneut bewundern können.

Das eindrucksvolle Foto hat mir freundlicherweise Hans-Holger Wache zur Verfügung gestellt, der diese Aufnahme in Berlin machte.

Kratzer um die Sonne

Links: Quasikonzentrische Ringe um den Sonnenreflex auf einer Karosserie. Rechts: Vergrößerter Ausschnitt

Es dringt in jede Spalte,
zeichnet alle Formen
– auch die unsichtbaren

Andrzej Stasiuk (*1960)

H. Joachim Schlichting. Spektrum der Wissenschaft 3 (2022), S. 74 – 75

Feinste Kratzer auf glatten Oberflächen sind normalerweise unsichtbar. Unter der Sonne treten sie allerdings abschnittsweise als dünne, manchmal bunt schillernde Streifen hervor, die sich scheinbar kreisrund um das Bild der Lichtquelle herum gruppieren.

Die meisten Menschen würden wohl behaupten, ein frisch lackiertes Auto glänze am schönsten. Wenn man hingegen auf einen speziellen physikalischen Effekt aus ist, darf die Autokarosserie nicht mehr ganz fabrikneu sein. Dann bildet sich an klaren Tagen um das reflektierte Bild der Sonne herum ein konzentrisch aussehendes System von mehr oder weniger kurzen Lichtstreifen. Sie schillern überdies häufig in verschiedenen Spektralfarben (siehe »Leuchtspuren«). Besonders lange genutzte Fahrzeuge ergeben die schönsten Effekte. Denn die Ringe werden letztlich durch Gebrauchsspuren hervorgerufen, die im Lauf der Zeit durch mechanische Einwirkungen auf den Lack entstehen. Daran sind die rotierenden Bürsten beim Waschen oder das manuelle Säubern ebenso beteiligt wie Schmutzteilchen, die über den Lack hinweg streichen und dabei mikroskopisch kleine Rillen hinterlassen.

Auf den ersten Blick könnte man vermuten, es wären kreisförmige Streifen für das Phänomen verantwortlich, vielleicht durch entsprechende Bewegungen beim Polieren in diesem Bereich. Doch die leuchtenden Ringe bewegen sich mit dem Reflex der Lichtquelle mit und treten an fast jeder beliebigen Stelle in Erscheinung. Es muss eine andere Ursache geben.

Schaut man sich die hellen Striche genauer an, so erkennt man: Sie sind meist gar nicht gekrümmt, sondern es handelt sich um geradlinige Riefen, die sich wie Tangentenstücke an imaginäre Kreise um den Sonnenreflex herum gruppieren. Offenbar sieht man nur jene Abschnitte der Kratzer, die gerade so orientiert sind, dass sie das Licht ins Auge reflektieren. Auf die Weise entsteht insgesamt scheinbar eine kreisförmige Struktur. Unser visuelles System verstärkt den Eindruck, denn es tendiert dazu, Reize möglichst ausgewogen und symmetrisch wahrzunehmen. Denn wegen der Zufallsverteilung der Rillen kann es in Wirklichkeit keine aus tangentialen Stücken zusammengesetzten geschlossenen Kreise geben.

Wie kommt es zu dem Phänomen? Auf einer perfekt glatten Oberfläche wäre das Spiegelbild der Sonne genau auf einer Fläche zu sehen – und nur dort –, von der die einzelnen Punkte der Sonnenscheibe nach dem Reflexionsgesetz ins Auge geworfen werden. Nun sehen wir aber viele Stellen glänzen, die vom Spiegelbild der Sonne ein Stück entfernt sind. Darum können die reflektierenden Flächenelemente nicht in derselben Ebene liegen wie die gespiegelte Sonne. Sie müssen vielmehr zu ihr hin geneigt sein und zwar umso stärker, je weiter weg sie liegen.

Die Erklärung liegt im u-förmigen Querschnitt der Kratzer. Deswegen existiert ein ganzes Spektrum unterschiedlich geneigter Flächenelemente, und jedes leuchtet an den Stellen passender Winkel auf. Da die Sonne eine ausgedehnte Lichtquelle ist, erhellt sie nicht nur einen Punkt, sondern die Reflexion erstreckt sich noch über ein kleines Stück zu dessen Seiten. Die Länge der strahlenden Abschnitte hängt mit der scheinbaren Größe der Sonne zusammen. Außerdem sind die Reflexe an einem Kratzer auch deshalb nicht auf einen Punkt beschränkt, weil die Innenseiten unregelmäßig strukturiert sind und an mehreren Stellen passende Bedingungen bieten. Aus Symmetriegründen gelten die Überlegungen für alle tangential um das Spiegelbild der Sonne herum orientierten Rillen. Mit zunehmendem Abstand vom Zentrum sind immer steilere Neigungen für eine Reflexion zum Betrachter erforderlich. Da diese seltener vorkommen, nehmen die Häufigkeit und die Helligkeit leuchtender Kratzerabschnitte nach außen hin ab.

Obwohl die funkelnden Stellen einen Eindruck davon vermitteln, wie stark der Autolack vom Alltag gezeichnet ist, muss man sich vor Augen führen, dass die tatsächliche Zahl und Länge der winzigen Schrammen noch wesentlich größer sind. Eine Computersimulation veranschaulicht das: Man kann für eine Zufallsverteilung unterschiedlicher Kratzer, die im diffusen Licht unsichtbar sind, die Abschnitte visualisieren, die mit einer senkrecht darüber angebrachten Punktlichtquelle zu Tage treten. Dann zeichnen die Reflexionen ein ähnliches Muster wie auf einem Autodach und spiegeln doch immer nur einen Bruchteil aller Unebenheiten wider.

Solche strahlenden Ringe lassen sich außerdem beispielsweise als Reflexionen auf Besteck und weiteren intransparenten Objekten erkennen, aber auch beim Blick durch die Kunststofffenster eines Flugzeugs. Diese sind ebenso mechanischen Einwirkungen ausgesetzt. Von den winzigen Spuren sieht man nur etwas, wenn man durch das Fenster hindurch auf eine Lichtquelle blickt. In dem Fall gruppieren sich die hellen Abschnitte nicht um das Spiegelbild, sondern um das Original der Lichtquelle (siehe »Spektrum« August 2019, S. 52). Daher unterscheiden sich die physikalischen Verhältnisse insofern, als das Licht hier nicht an den Kratzern reflektiert, sondern an ihnen gebrochen wird.

Bei genauerem Hinschauen glitzern viele Rillen bunt. Offenbar sind einige der feinen Unregelmäßigkeiten von der Größenordnung der Wellenlänge des Lichts. Dann kommt es zur Beugung des Lichts, die das einfallende weiße Licht in die Bestandteile seines Spektrums zerlegt. Die Strukturen wirken wie feine Spalte, entlang derer die auftreffende Strahlungsfront Elementarwellen in alle möglichen Richtungen aussendet. Überlagern sie sich im Auge oder auf dem Chip der Kamera, so werden entsprechend den jeweiligen Wegunterschieden bestimmte Wellenlängen verstärkt oder abgeschwächt. Je nach Beobachtungsposition schimmern die Schrammen oft so intensiv farbig, dass sie viel breiter wirken, als sie in Wirklichkeit sind.

Wie sieht Natur aus?

Es ist fraglich, ob die Natur überhaupt ‚aussieht‘. Es ist fraglich , ob die Welt einen feststehenden Aspekt bietet. Es könnte sein, daß die Augen ein Netzwerk ins Dunkle auswerfen, das eine dem Menschen faßbare Welt durch den Menschen selbst entstehen läßt. Die objektive Substanz ist für den Menschen sinnengemäß nicht faßbar. Malerei ist Kanon der Sicht.*

Die Naturwissenschaften, die Kunst, die Literatur… sind verschiedene und möglicherweise komplementäre Zugänge zur Natur und der durch sie mitbestimmten Wirklichkeit. Jedes ist eine besondere Art und Weise einen Zugang zu dem zu finden, was die Menschen als Substrat dieser Wirklichkeit ansehen.


* Willi Baumeister. Das Unbekannte in der Kunst. Stuttgart 1947, S.18

Die scheinbare Materialität von Lichtstrahlen

Sonnenstrahlen, jene ephemeren Lichtstäbe, die durch Lücken im Blätterdach der Bäume dringen und auch das Innere von Gebäuden nicht verschonen, haben es den Menschen immer wieder angetan. Sie wurden und werden oft von Schriftstellern und Poeten sehr konkret genommen. So spricht Arno Schmidt (1914 – 1979), von einem „Sonnenstrahlengebälk wie massiv, man möchte’s  mit der Hand anfassen und sich dran vorbeiducken“. Aber nicht nur Sonnenstrahlen, auch Mondstrahlen haben die dichterische Fantasie immer wieder beflügelt. Man denke nur an Theodor Storms (1817 – 1888) „Kleine(n) Häwelmann“, der mit seinem Rollenbett auf einen langen Strahl, den der gute Mond durch das Schlüsselloch fallen ließ, zum Haus hinaus fuhr. Auch Felix Timmermanns (1886 – 1947) lässt Sankt Nikolaus mit seinem Eselchen auf einem Mondstrahl zur Erde kommen. Dabei stellte sich das Eselchen auf den Strahl, „stemmte die Beine steif und glitschte nur so hinunter, wie auf einer schrägen Eisbahn“ (siehe Abbildung). Und Wilhelm Busch (1832 – 1908) lässt in seinem derb ironischen Humor den heiligen Antonius seinen Glauben daran erweisen, dass er seine Haube an einen Sonnenstrahl hängt.

Die Dichter ziehen die Wirkung ihrer Aussagen aus der Differenz zwischen der physischen Nichtigkeit der Strahlen und der äußerst konkret erscheinenden Realität ihres Daseins. Physikalisch gesehen sind die Strahlen nichts anderes als Tröpfchen oder Staub, an denen das Licht eines durch Öffnungen zwischen den Blättern von Bäumen ausgeblendeten Strahls in alle Richtungen reflektiert wird, also auch in unsere Augen. Von wegen „Gebälk“ – ephemerer geht es nicht.
Bei naiver Betrachtung scheinen die scheinbaren Lichtstrahlen die an sich korrekte Vorstellung, dass die Sonne das Licht radial in alle Richtungen ausstrahlt zu bestätigen. Diese Vorstellung kollidiert allerdings mit der ebenso unverbrüchlichen Tatsache, dass die Strahlen wegen der Größe der Sonne fast parallel auf der Erde ankommen. Der Öffnungswinkel beträgt gerade einmal 0,5°. Die scheinbare Divergenz der Sonnen- und Mondstrahlen ist ein Perspektiveneffekt von derselben Art, nach der parallele Bahnschienen zum Horizont hin zusammenzulaufen scheinen.

Federleicht

Leichter als der Schatten…

Eine leuchtende Düne

Bei tiefstegender Sonne kann man zuweilen das Glück haben, einzeln beleuchtete Dünen in einer Dünenlandschaft am Strand oder in der Wüste zu finden. Der Anblick ist m. E. sehr bemerkenswert, weil er den Eindruck vermittelt aus sich selbst heraus zu leuchten.

Schönheit als sinnerfüllte Wahrnehmung

Das menschliche Vermögen, Muster zu erkennen, ist bislang noch von keiner Maschine übertroffen worden. Sie ist entscheidend dafür, auch da noch etwas Sinnhaltiges zu erkennen, wo der Vergleich mit allem bislang Bekanntem ergebnislos ausgeht. Auch wenn der Sinn zunächst lediglich darin besteht, dass man den Anblick schön findet. Schönheit ist ein wesentlicher Aspekt einer sinnerfüllten Wahrnehmung.

Wie kümmerlich, auf einem Kreisel zu sitzen!

Heute jährt sich der Geburtstag von Paul Valéry (1871 – 1945) zum 150. Mal. Valéry ist vor allem als Lyriker bekannt. Ich schätze ihn darüber hinaus als äußerst scharfsinnigen Denker und Essayisten, der auch noch so sicher geglaubte Dinge analysiert, hinterfragt, präzisiert und das in einer oft ausdruckstarken Weise. Insbesondere in seinen Cahiers findet man eine Fülle von tiefen Gedanken wie beispielsweise den folgenden:

Der Nachweis der Erdrotation ist ein schwerwiegendes Ereignis der Geschichte. Dreht sie sich denn, so wissen meine Sinne nicht von dieser Geschwindigkeit und tun sie nur indirekt kund. Ich glaubte etwas zu wissen. Wenn mir eine derart gewichtige Tatsache unbekannt bleiben konnte, wenn es so vieler Jahrhunderte und Umwege bedurfte, um sie zu entdecken, wie mancher Verdacht muß da nicht auf das fallen, dessen ich mich sicher wähnte!
Wie kümmerlich, auf einem Kreisel zu sitzen!
Das wissenschaftliche Befremden beginnt und wird nicht mehr aufhören. Es treibt die Religionen und Legenden davon und zieht sie wieder herbei. Christus hätte ein solch albernes, solch ungeheures Wunder nicht auszusprechen, die Heilige Schrift nicht zu schreiben gewagt.
Die Menschheit verhält sich nicht wie eine Gruppe, die sich auf einem Kinderkreisel sitzen weiß.


Paul Valéry. Cahiers 2. Frankfurt 1988, S.95

Aus weiß wird schwarz

Im Hintergrund sieht man im ablaufenden Wasser an der Nordseeküste futtersuchende Vögel. Merwürdigerweise hatten sich auf der rechten Seite weiße Vögel versammelt (rechtes Foto) und auf der linken schwarze (linkes Foto: zum Vergrößern klicken). Ich dachte zunächst an Zufall. Als ich aber am Wasser entlang nach rechts wanderte merkte ich, dass dabei in dem Maße wie ich vorankam die vorher weißen Vögel schwarz aussahen. Erst dadurch wurde mir klar, dass alle Vögel weiß waren. Sie erschienen mir dann schwarz, wenn ich gegen das Licht der untergehenden Sonne blickte (linkes Foto) und der Kontrast zwischen der hellen Umgebung und der Schattenseite der weißen Vögel so groß wurde, dass letztere schwarz erschien. Demgegenüber sah ich die Vögel in ihrer wahren Farben, wenn ich sie im vollen Sonnenlicht vor Augen hatte. Eigentlich klar, aber erst die unwahrscheinliche Wandlung von weiß nach schwarz machte mich stutzig.
Dieses Beispiel zeigt, wie leicht man zu Fehleinschätzungen kommen kann. Denn nicht immer wird man durch einen Widerspruch in der Wahrnehmung zu einem kritischen Blick veranlasst.

Fensterblicke

Wenn man ein solches Gebäude mit gekrümmten Fassaden erblickt, wird man vielleicht an moderne Architektur à la Hundertwasser erinnert… Aber nein, nicht wirklich. Denn die Linien sind doch wohl etwas zu umstürzlerisch. Außerdem erscheinen sie genau in den Kreuzungen der Sprossen des Fensters, durch das man blickt zusammengezogen zu werden. Man wird ziemlich schnell das Fenster im Verdacht haben. Richtig, es handelt sich um eine Doppeltverglasung und die führt in den meisten Fällen dazu, dass die Scheiben infolge unterschiedlichen Luftdrucks innerhalb und außerhalb der Scheiben deformiert werden. Diese Deformationen führen meist zu kissenförmigen Verzerrungen der Gegenstände, die man im Blick hat.
Aber wie wäre es, wenn wir gar keinen Hinweis auf das Fenster hätten? Würden wir dann die Realität anders wahrnehmen. Würden wir etwa davon ausgehen, dass gesehene Gegenstände je nach Blickwinkel ihre äußere Form ändern? Welche Wirklichkeitsauffassung resultierte daraus? Ich will den Gedanken nicht weiterspinnen, obwohl er geeignet ist, einige stillschweigende Voraussetzungen der Wahrnehmung zu unterminieren. Und da wir nun mal nicht ständig durch Fenster blicken, sind diese Fragen außerdem sehr hypothetisch. Sind sie das wirklich? Sind nicht auch unsere Augen eine Art Fenster? Jedenfalls blicken wir durch den Glaskörper, die Linse, die Hornhaut und nehmen alles auch noch auf dem Kopf stehend wahr. Ist das wirklich vertrauenswürdig? Nun, wir haben nichts Besseres und kommen in der Regel bestens damit zurecht – von Augenfehlern einmal abgesehen. Jedenfalls macht unser Gehirn aus den Seheindrücken die schöne, stabile, in Senkrechten und Waagerechten normierbare Welt. Aber ist nicht gerade darin das Problem zu sehen? Sind wir noch Herr im eigenen Hause?

Unter dem Blätterdach von Bäumen…

Vor kurzem nutzten wir das Sonnenwetter, um eine längere Wanderung im Wiehengebirge zu unternehmen. Dabei überquerten wir eine hellgraue Betonstraße, die über und über mit Sonnentalern übersät war. Nun sind Sonnentaler keine Seltenheit, wenn man an einem sonnigen Tag im Wald unterwegs ist. In diesem Fall war aber auffällig, dass die Straße in einem leichten Grünschimmer strahlte. Auch dafür gibt es eine plausible Erklärung. Sie ist grün, weil sie von grünem Licht beleuchtet wird. Das grüne Licht entsteht dadurch, dass das weiße Sonnenlicht durch das Blätterdach der Bäume gefiltert wird. Die trifft allerdings nicht nur für die Straße, sondern auch für die Waldwege zu.
Warum fällt das Grün hier besonders auf? Dafür gibt es zwei Gründe. Zum einen ist die hellgraue Betonstraße deshalb hellgrau, weil sie so gut wie alle Farben des weißen Sonnenlicht diffus reflektiert. Das erkennt man an den weißen Sonnentalern, die das ungefilterte Sonnenlicht reflektieren, das durch die Lücken im Blätterdach der Bäume hindurchgeht. Die übrigen Bereiche werden indessen durch das von den Blättern reflektierte bzw. durchgelassene grüne Licht beleuchtet, was nach der Wechelwirkung mit dem Sonnenlicht übrig bleibt.
In den übrigen Bereichen des Waldbodens, der u. A. auch das grüne Licht absorbiert, sieht man die Mischfarbe, die vom Boden ausgestrahlt wird – die typische Farbe des Waldbodens.
Das Grün auf der Straße fällt allerdings erst dann auf, wenn man nicht nur auf die Straße blickt, sondern auch noch Randbereiche des Waldbodens in den Blick nimmt. Denn heftet man den Blick nur auf die Straße, erscheint sie eher im ursprünglichen Grau. Warum das so ist? Das Auge und auch die der visuellen Wahrnehmung nachempfundene Sensorik der Kamera tendieren dazu die vorherrschende Farbe als weiß wahrzunehmen bzw. darzustellen (chromatische Adaptation). Wenn man jedoch gleichzeitig auch andere nicht grüne Bereiche wahrnimmt, funktioniert dieser Mechanismus nicht mehr und man sieht auch die Straße weitgehend in der tatsächlichen Farbe. Das Phänomen ist vielfach zu beobachten, wenn man denn darauf achtet.


Über ähnliche Phänomene wurde früher  hier und hier und hier berichtet.

Ein Wettfliegen am Himmel?

Eigentlich interessierte mich nur die wellenartige Wolkenstruktur, bis drei Jets in das Blickfeld eindrangen. Es sah so aus als würden sie sich ein Wettrennen liefern, was in dieser Höhe von mindestens 8 km allerdings dramatischer aussieht als es in Wirklichkeit ist. Denn die Entfernungen und Höhenunterschiede zwischen ihnen sind möglicherweise viel größer als man auf den ersten Blick einschätzen würde.
So zeigte sich auch im Folgenden, dass die Bahnen zweier Jets sich kurzfristig zu verschmelzen schienen, was aber eher eine Verdeckung der vom Beobachter aus gesehen hinteren durch die vorderen Kondensstreifen war, wie sich im weiteren Verlauf zeigte.
Ohne die Kondensstreifen hätte ich von diesem Schauspiel ohnehin nichts mitbekommen. Die Flugzeuge selbst wären wohl kaum aufgefallen, weil es fast unmöglich ist, sie ohne die Streifen zu erkennen. Wie man auf den Fotos sieht, setzen die Kondensstreifen erst ein ganzes Stück hinter den Flugzeugen an.

(Zur Vergrößerung auf Bild klicken)

Kopfnicken bedeutet nicht immer „Ja“

Wenn sich Hühner fortbewegen untermalen sie jeden Schritt mit einem übertrieben erscheinenden Kopfnicken. Aber sie sind damit nicht allein. Auch andere Vögel wie zum Beispiel Tauben sind für ihre notorische Nickbewegung bekannt. Dass das Nicken mit den Schritten koordiniert zu sein scheint, wird dadurch unterstrichen, dass die Nickfrequenz mit der Laufgeschwindigkeit zunimmt. Das spricht dafür, dass es sich nicht um eine bloße Marotte handelt, sondern um eine physikalisch-physiologische Notwendigkeit. Weiterlesen

Bewege dich, damit ich dich sehe

Wenn sich nach tagelanger Abwesenheit die Spinnen – meist langbeinige Zitterspinnen (siehe Abbildung) – im Hause ausgebreitet und ihre Netze gespannt haben, erleben sie regelmäßig das wahre Wunder. Als Tierfreund sauge ich sie nicht einfach mit dem Staubsauger weg, wie es ansonsten wohl üblich ist, sondern ergreife sie mitsamt eines Teils ihres Netzes in der hohlen Hand und trage sie hinaus in die große weite Welt. Dabei bleiben sie in der Regel völlig unversehrt. Weiterlesen

Ein Baumstamm aus Stein

Der hier rumliegenden Steinbrocken sieht aus wie ein abgesägter Baumstamm. Er sieht nicht nur so aus, er war auch mal Teil eines Baums – vor sehr langer Zeit, und es hat Millionen von Jahren gedauert bis aus dem Holzstamm ein Steinstamm wurde. Wie es im Einzelnen dazu kam, ist insofern wissenschaftlich noch nicht verstanden, als es bislang nicht gelang, Holz im Labor zu versteinern. Aber man hat ein grobes Bild von den physikalisch-chemischen Vorgängen, die der Steinstamm hinter sich hat. Weiterlesen

Uttum im Morgennebel

Wenn man die ostfriesische Landschaft erleben möchte, muss man früh anfangen. Oft beginnt der Tag mit Nebeln, die aus den Kanälen und Schlooten aufsteigen und die Strukturen der Landschaft mit etwa derselben Geschwindigkeit freigeben wie das eigene Bewusstsein sich auf den neuen Tag einzustellen vermag.
Ich habe bewusst eine Schwarzweiß-Aufnahme gewählt, weil das Wahrnehmung noch weitgehend durch die Stäbchen bestimmt wird.

Hier werde ich ab heute eine Woche ohne Internet verbringen 🙂

Die Stille gibt keine Ruhe

Physikalisch gesehen ist Stille die Abwesenheit von Schall. Die uns umgebende Luft ist in völliger Ruhe. Nichts schwingt, was das Trommelfell zum Mitschwingen anregen könnte. Doch wie „hört“ sich Stille an? Kann man absolute Stille überhaupt erleben? Weiterlesen

Optische Täuschungen 12: Virtuelle Verrückungen

Optische Täuschungen können sich über den rein visuellen Eindruck hinausgehend unmittelbar körperlich auswirken. In einem Kommentar einer früher vorgestellten Täuschung wurde dies bereits im Hinblick auf die schwankenden Parallelen einer aus schwarzen und weißen Fliesen bestehenden Wand geäußert. Ein besonders eindrucksvolles Beispiel einer Täuschung mit garantiert drastischer Körperwirkung kann man in einigen Science Centern, z.B. dem Phaeno in Wolfsburg erleben und vielleicht sogar erleiden. Weiterlesen

Optische Täuschungen 11: Figur-Grund

Diese Figur-Grund-Täuschung habe ich im Science-Center Phaeno in Wolfsburg entdeckt. Ich stand lange vor diesem Phänobjekt bis der Groschen fiel. Ich habe es ja bereits im Titel verraten, worum es geht: Eine Täuschung der Wahrnehmung bei der man  in mehrdeutigen Situationen zwischen Objekt (Figur) und Hintergrund (Grund) hin und her schwankt. Für mich waren die gedrechselt aussehenden Figuren dominant, bis plötzlich die Zwischenräume ein Eigenleben als Personen mit altertümlichen Gewändern zu führen begannen und die Objekte in den Hintergrund drängten.
Mir ist es auch schon passiert, dass ich gewissermaßen in freier Natur in der eine Täuschung gar nicht beabsichtigt war, massive Steinsäulen zugunsten luftiger Zwischenräume visuell in den Hintergrund gedrängt habe.

Optische Täuschungen 9: Wenn Parallelen schwanken

Irgendetwas stimmt hier mit der Fliesenwand nicht. Stimmt, sie sind nicht in der üblichen Weise verarbeitet. Vielmehr sind die einzelnen Reihen abwechselnd um eine halbe Fliesenlänge gegeneinander verschoben verlegt. Man sollte erwarten, dass das keinen großen Effekt auf die Wahrnehmung ausübt. Und doch ist es so. Sie sehen so aus, als ob sie ihre Größe verändern würden. Jedenfalls erscheinen uns die Reihen nicht parallel. Und doch sind sie es. Wenn man nämlich die Reihen Fliese für Fliese mit dem Auge abtastet oder sogar ein Lineal an das Foto anlegt, erweist sich alles parallel und in bester Ordnung. Nimmt man aber die Fliesen als Ganzes in den Blick, machen sie Spirenzchen. Wie sehr man sich auch bemühen mag, es gelingt einfach nicht hier visuell Ordnung hineinzubringen. Man fühlt sich angesichts der einander widersprechenden Wahrnehmungen genarrt. Weiterlesen

Optische Täuschungen 8: Manchmal wird ein Salatsieb zu einem Gesicht

In einem früheren Beitrag wurde bereits die Hohlmaske vorgestellt. Dabei handelt es sich um ein nach innen umgestülptes, konkaves Gesicht, das wir aus einem gewissen Abstand nicht anders als konvex und erhaben im doppelten Wortsinn sehen können. Bei dieser Konkav-Konvex- Täuschung wurde deutlich, dass unsere Wahrnehmung von der Freiheit Gebrauch macht, eine zweidimensionale Darstellung eines dreidimensionalen Gegenstands hinsichtlich der Hohlheit oder Erhabenheit in der einen oder anderen Weise zu beurteilen. Die Entscheidung wird ganz allgemein gesagt so getroffen, dass bei zweideutigen Darstellungen bekannter Gegenstände der vertrauteren Version der Vorrang eingeräumt wird, wenn immer dies möglich erscheint. Weiterlesen

Optische Täuschungen 5: Täuschungen der Täuschungen

Bilder und Fotografien sind an sich bereits Täuschungen. Sie erwecken auf der Fläche einen oft täuschend echten Eindruck räumlicher Verhältnisse. Beim Blick auf ein Bild einer hügeligen Landschaft können jedoch manchmal ganz unterschiedliche Eindrücke der Räumlichkeit entstehen. Betrachtet man beispielsweise das  Foto, so fällt auf den ersten Blick kaum etwas auf. Allenfalls die Unwahrscheinlichkeit, mit der derartig verzweigte Erhöhungen in einer realen Berglandschaft zu sehen ist, könnte einem zu denken geben. Vielleicht erkennt aber der eine oder die andere, dass hier ein Bild auf dem Kopf steht. Denn nicht jeder erliegt der Illusion in gleicher Weise.

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Optische Täuschungen 3: Perspektivische Täuschung

Im Anschluss an die vorausgegangenen Beiträge (hier und hier) möchte ich hier auf die perspektivischen Täuschungen hinweisen. Sie werden insbesondere in der Zeit der Wiederentdeckung der Perspektive durch Filippo Brunelleschi (1377 – 1446) in der Malerei und später in den nachfolgenden Darstellungstechniken wie Fotografie und Film intensiv genutzt und bestimmen unseren durch Bilder geprägten Alltag in ungeahnter Weise. In den meisten Fällen ist uns die Täuschung bewusst. So würde kaum einer davon ausgehen, dass dreidimensionale Darstellungen auf dem Papier wirklich dreidimensional wären. In geringen Entfernungen haben der Mensch und viele Tiere durch das binokulare Sehen eine Möglichkeit, echte Räumlichkeit von nur perspektivisch erzeugter Räumlichkeit zu unterscheiden. Dabei spielt insbesondere die Parallaxe eine wichtige Rolle. Denn wenn wir den Blick nur etwas verändern, scheinen sich die im Raum gesehenen Gegenstände umso weniger zu verschieben, je weiter sie entfernt sind.
Trotzdem ist man vor Täuschungen nicht sicher. Hier einige Beispiele: In der Kirche San Ignatio in Rom ist ein aufwändiges Deckengewölbe aufgrund von Geldmangel durch eine perspektivische Malerei ersetzt worden (oberes Foto). Weiterlesen

Optische Täuschungen 2: Spiegeltäuschung

Eine der bekanntesten Täuschungen besteht darin gespiegelte Gegenstände für real zu halten. Bei einem perfekten Spiegel gibt es rein optisch-visuell kaum eine Möglichkeit die Spiegelwelt von der realen Welt zu unterscheiden. Es sei denn, man vermag beide vergleichend in den Blick zu nehmen. Erst wenn man versucht, in die Spiegelwelt einzutreten, kommt es im doppelten Wortsinn zur Kollision mit anderen Aspekten der Beschaffenheit der Welt. Wer schon einmal gegen eine verspiegelte Wand beispielsweise in Form einer Glastür gelaufen ist, kann dies nur allzu gut bestätigen. Selbst Vögel, die gegen Fensterscheiben fliegen und sich dabei oft schwer verletzen oder gar zu Tode kommen, fallen auf die Spiegelwelt herein. Man versucht, sie vor dieser Täuschung mit einer anderen Täuschung zu bewahren, indem auffällige Aufkleber in der Form von Raubvögeln auf die Scheiben geklebt werden. Dadurch wird zwar die Spiegeltäuschung nicht aufgehoben, aber – so die allerdings wohl unberechtigte Hoffnung –  neutralisiert. Weiterlesen

Optische Täuschungen 1: Täuschungen gehören zum Alltag

Doch sich täuschen zu lassen, gilt nach landläufiger Auffassung als elend.
Ich behaupte dagegen, daß es das größte Unglück ist,
über alle Täuschungen erhaben zu sein. . .
Der Geist des Menschen ist nun einmal so angelegt,
daß der Schein ihn mehr fesselt als die Wahrheit.
Erasmus von Rotterdam

 Der Menschen Sinne sind trügerisch und täuschbar. Das wussten schon die Philosophen der Antike, denen jedoch die physikalischen und physiologischen Ursachen im heutigen wissenschaftlichen Verständnis fremd waren. Aber auch in der heutigen aufgeklärten Zeit trifft man nicht selten auf Phänomene, bei denen man den eigenen Augen nicht trauen kann. Weiterlesen

Täuschung und Enttäuschung

Was sich hier sich als Holzstamm darstellt, ist es nur zum Teil, wie ein Blick aus einer etwas anderen Perspektive zeigt. Es ist ein alter Zaunpfahl verlängert durch seinen Schatten. Hätte man das sehen können? Vielleicht, wenn man die scheinbare Durchdringung des Schattens durch Gräser bemerkt hätte.
Ich selbst habe zunächst einen längeren Pfahl gesehen und bin erst auf das Phänomen aufmerksam geworden, als ich im Vorbeigehen aus dem Augenwinkel zu sehen vermeinte, wie der scheinbar solide Pfahl im oberen Drittel abknickte. Weiterlesen

Der Mond in den Wolken

Goldmond brennt auf am Festungsturm; in Märchenfernen reist ein Sturm, zaust und zaubert. Ich trage Krüge weinbelaubt; der Wein schwatzt innen laut. Mond reitet na mit Söldnerstern: das rasche Heer verbirgt sich gern hoch in Wolken. Die wilde Wolkeninsel steht mit Pässen, die kein Mensch begeht, und schroffen Silberklippen. Mond landet im Wacholdermeer; die kleine Stadt schläft hell und leer hoch im Bergland. Ich steige leicht wie Wind empor, zum Wolkenwald durch Wolkentor; weiß nicht, wie meine Spur verlor. Ich wandre mit der Wolke. – –* Weiterlesen

Was wären wir ohne Staub?

sonnenstrahlen_dscf5420Ohne den Staub,
worin er aufleuchtet,
wäre der Strahl nicht sichtbar.

André Gide (1869 – 1951)

Dass hier Lichtstrahlen durch die Öffnungen im Blätterdach der Bäume brechen, „sieht“ man nur, weil feinste Wassertröpfchen das Sonnenlicht, von dem sie getroffen werden, in alle Richtungen aussenden, sodass es auf diese Weise auch unsere Augen erreicht.
Daraus wird oft der Schluss gezogen, dass man Licht an sich nicht sehen kann. Dies sagt vielleicht etwas über die Vorliebe zu paradoxen Aussagen aber nicht zur Eigenschaft des Lichts.  Denn wie es unmittelbar einleuchtend (sic!) sein sollte, können wir nur etwas sehen, wenn Licht in unsere Augen fällt. Nur dadurch dass uns Gegenstände Licht zusenden, sieht man sie. Und wenn das Licht, das durch das Blätterdach fällt, nur gesehen wird, wenn Streuteilchen vorhanden sind, so spricht das nicht für dessen Unsichtbarkeit. Wir sagen ja auch nicht, Schall sei unhörbar, nur weil er in einer gegebenen Situation unsere Ohren nicht erreicht.

 

 

Nur ein Blatt unter Blättern

In den schon zahlreich von den Bäumen abgeworfenen bzw. ihnen verlustig (nicht lustig!) gegangenen Blättern glaubte ich das Passfoto einer Person zu sehen. Aber es war nur ein Blatt, das bereits jetzt im Hochsommer fallen musste, bevor alles Grüne vom Baum entnommen worden war. Als ich das Blatt aufhob, war der Effekt dann doch nicht so stark wie auf dem Boden in der Gesamtheit der anderen Blätter. Weiterlesen

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