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Gigantische Versuchsanordnung im arktischen Eis findet Geisterteilchen

Neutrino-Jagd im ewigen Eis: Das Bild zeigt einen von 5.160 hochempfindlichen Lichtsensoren, die am Südpol installiert wurden.  (c) Foto: IceCube Collaboration/NSF
Neutrino-Jagd im ewigen Eis: Das Bild zeigt einen von 5.160 hochempfindlichen Lichtsensoren, die am Südpol installiert wurden.
(c) Foto: IceCube Collaboration/NSF

Darauf hat die IceCube-Kollaboration seit Jahren hingearbeitet. Nun deutet alles darauf hin, dass den Forschern im antarktischen Eis Neutrinos von außerhalb unseres Sonnensystems ins Netz gegangen sind. Unter den gefundenen Ereignissen befinden sich Neutrinos mit Energien, die tausendmal höher sind, als man sie auf der Erde selbst erzeugen kann. Diese kosmischen Neutrinos können einzigartige Informationen über den Aufbau von Supernovas, Gamma-Ray-Blitze oder Schwarzen Löchern liefern.

Das Neutrino-Teleskop IceCube am Südpol ist weltweit einmalig. In einem Kubikkilometer Eis sind insgesamt 5.160 hochempfindliche Lichtsensoren installiert. Wenn doch mal ein Neutrino im Eis wechselwirkt, entstehen geladene Teilchen die mit nahezu Lichtgeschwindigkeiten weiterfliegen. Diese erzeugen ein schwaches bläuliches Licht, das von den Detektoren aufgefangen wird.

„Wir sehen hochenergetische Neutrinos, von denen wir jetzt mit ziemlicher Sicherheit sagen können, dass sie astrophysikalischen Ursprungs sind“, sagt Prof. Dr. Marek Kowalski vom Physikalischen Institut der Universität Bonn. Neutrinos sind ganz besondere Teilchen: Sie können anders als elektromagnetische Strahlung sämtliche Materie durchdringen. Mit ihrer Hilfe lässt sich wie mit einem Röntgenapparat in die verstecktesten Winkel des Universums blicken. Allerdings wechselwirken diese Teilchen kaum und könnten selbst von einer Bleiabschirmung mit 1000 Kilometer Dicke nicht aufgehalten werden. Ihr Nachweis ist deshalb besonders schwierig. Mit der gigantischen Messeinrichtung „IceCube“ in der Antarktis sind nun dennoch zum ersten Mal Hinweise für hochenergetische Neutrinos aus dem Weltall gefunden worden.

Die meisten Neutrinos auf der Erde entstehen bei niedrigen Energien durch Kernfusion in der Sonne, sie können sich aber auch in der Erdatmosphäre bilden. Die Forscher des IceCube Projektes interessieren sich aber besonders für hochenergetische Neutrinos aus astrophysikalischen Quellen – zum Beispiel von Supernovas, Gamma-Ray-Blitzen oder galaktischen Schwarzen Löchern. Denn Neutrinos sind die einzigen Teilchen, die aus dem Inneren dieser Quellen entkommen können und damit einzigartige Informationen über ihren Aufbau liefern.

Morgendämmerung für ein neues Zeitalter der Astronomie

Gelungen ist der Nachweis der Neutrinos einem internationalen Team von rund 250 Wissenschaftlern und Ingenieuren der IceCube-Kollaboration unter Beteiligung der Astroteilchen-Gruppe von Prof. Kowalski. Mit der gigantischen Versuchsanordnung im antarktischen Eis wurden in den vergangenen zwei Jahren insgesamt 28 Neutrinos mit Energien größer als 30 Tera-Elektronenvolt (TeV), darunter zwei Ereignisse mit über 1000 TeV registriert. Dieser Fund war für die Forscher so bedeutsam, dass die Teilchen sogar eigene Namen bekamen: Ernie & Bert – den beiden beliebten Figuren aus der Fernsehserie „Sesamstraße“.

Mit der verbesserten Analyse der Daten, die nun auch die Richtung der Neutrinos liefert, konnten nicht nur diese beiden, sondern ein Großteil dieser Teilchen als potentielle kosmische Fernreisende identifiziert werden. „Das ist der erste Hinweis auf hochenergetische Neutrinos, die von außerhalb unseres Sonnensystems kommen“, sagt Prof. Dr. Francis Halzen, Projektleiter des IceCube-Experiments von der Universität Wisconsin-Madison (USA). „Dies ist die Morgendämmerung für ein neues Zeitalter der Astronomie.“

Ein Rätsel bleiben jedoch noch die Quellen, aus denen die Neutrinos im Weltraum stammen. Eine Möglichkeit sind Supernovas, bei denen die hochenergetischen Teilchen freigesetzt werden. Das Bild, das sich aus dem IceCube-Experiment abzeichnet, stellt sich für die Wissenschaftler noch verschwommen dar. „Wir können die kosmischen Quellen der Teilchen noch nicht nachweisen, weil wir bislang nicht exakt genug bestimmen konnten, aus welcher Richtung die Neutrinos aus dem Weltall in das Eis eindringen“, erklärt Prof. Kowalski. Die Forscher hoffen darauf, demnächst noch mehr Teilchen nachzuweisen, damit sich die Quellen allmählich schärfer abzeichnen.

Publikation: Evidence for High-Energy Extraterrestrial Neutrinos at the IceCube Detector, Science, DOI: 10.1126/science.1242856

Buchtipp:
Der Widerhall des Urknalls: Spuren einer allumfassenden transzendenten Realität jenseits von Raum und Zeit

Sensationeller Fischsaurierfund: Neue Gattung des schwäbischen Seedrachen

Fischsaurier
Fischsaurier

Stuttgart. Am Staatlichen Museum für Naturkunde Stuttgart haben Forscher eine international bedeutende Entdeckung gemacht. Im Rahmen eines Forschungsprojektes zur Lebensweise und Evolution der Fischsaurier wurde ein Fund aus dem Jahr 1975 erstmals wissenschaftlich untersucht. Dabei stellte sich heraus, dass es sich bei dieser Meeresechse um eine völlig neue Gattung und Fischsaurierart handelt. Und nicht nur das: Der Ichthyosaurier stammt aus einem bisher praktisch „saurierfreien“ Zeitalter (Mittlere Jura-Zeit) und ist ca. 175 Mio. Jahre alt. Für die Wissenschaft ist dieser Fund von großer internationaler Bedeutung, da mit diesem Fossil eine weltweite Fundlücke geschlossen wird. Der neue Fischsaurier gehört in die Verwandtschaft des „Schwäbischen Seedrachen“ (Suevoleviathan), der aus älteren Schichten von Holzmaden bekannt wurde. Damit können die Forscher nun davon ausgehen, dass die urtümlichen Seedrachen im Südwesten Deutschlands länger gelebt haben, als bisher angenommen.

Der Fischsaurier-Fund stammt aus einer inzwischen aufgelassenen Tongrube bei Heiningen im Kreis Göppingen und wurde im Jahr 1975 bei einer Grabung geborgen. Danach kam der Fund in die Sammlungen des Staatlichen Museums für Naturkunde Stuttgart und lag seit damals sicher verwahrt in der wissenschaftlichen Sammlung des Museums. Dort ruhen zahlreiche fossile Schätze – und Arbeit für Jahrhunderte. Denn die geborgenen Fossilien müssen meist in oft monatelanger Arbeit präpariert werden, bevor sie Informationen für die Wissenschaftler preisgeben oder reif für die Präsentation in Ausstellungen sind. Da die Arbeitskraft knapp ist, müssen die Forscher sorgfältig auswählen, welche Fossilien bearbeitet werden. Für das aktuelle Forschungsprojekt der kanadischen Gastwissenschaftlerin Dr. Erin Maxwell und dem Stuttgarter Paläontologen Dr. Rainer Schoch kam der Fischsaurier aus Heiningen nun wie gerufen. Denn – das war den Saurierspezialisten klar – er ist ein absolutes Unikat: Weltweit war bisher kein einziger Fischsaurier aus diesem Zeitabschnitt bekannt. Präparatoren des Staatlichen Museums für Naturkunde Stuttgart haben daraufhin den riesigen, 1,6 Meter langen Schädel, einige Wirbel und Rumpfteile der ca. 7,50 m messenden Meeresechse freigelegt.

Für den Saurierexperten des Staatlichen Museums für Naturkunde Stuttgart, Dr. Rainer Schoch, ist das freigelegte Fossil aus der Zeit des sogenannten „Braunen Juras“ eine Sensation: „Der Fischsaurier-Fund widerlegt frühere Vorstellungen und hilft uns bei der weiteren Erforschung der Saurier, ihrer Entwicklung und Lebensweise. Aufgrund dieses Fundes können wir sogar Aussagen über die Umwelt der Meeresechsen vor 175 Mio. Jahren treffen.“ Für den Urzeit-Forscher ergeben sich dadurch weitere wichtige Rückschlüsse auf die Evolution dieser Tiergruppe.

Nicht nur dieser Fund zeigt: Fischsaurier waren mit ihrem stromlinienförmigen Körper vollkommen an die Lebensweise im Jura-Meer angepasst und echte Erfolgsmodelle der Evolution. Die delphinähnlichen Meeresechsen erlangten bisher vor allem durch viele spektakuläre Funde aus den Ölschiefern in Holzmaden am Fuße der Schwäbischen Alb (Untere Jura-Zeit vor ca. 180. Mio. Jahren) große Berühmtheit. Die weltweit einmalige Besonderheit der baden-württembergischen Fundexemplare unterstreicht nun auch der aktuell bearbeitete, 3-dimensional erhaltene Fund. Da es sich bei diesem Fischsaurier um eine neue Gattung und Art handelt, hat die Meeresechse noch keinen wissenschaftlichen Namen. Dieser wird von den Forschern noch festgelegt. (Quelle: idw)

Baukastenprinzip: Uralter Welterfolg bedeutet die Zukunft für Roboter-Modelle!

Weinheim (ptx) – „ Patent-Anspruch: Die Herstellung von Modellbauten aus Leisten verschiedener Länge, welche in einer gleichmäßigen Längeneintheilung vielfach gelocht und mittelst gerader oder gekrümmter V-förmiger Splintnadeln und dazu gehöriger Keile verbunden werden, während die Flächenfüllung durch Einschieben von Platten in die an Leisten angebrachten Nuthen bewirkt wird.“ Mit diesen schlichten Worten aus einer Patentschrift des Kaiserlichen Patentamts beginnt am 8. April 1888 vor genau 120 Jahren ein beispielloser Welterfolg: der Konstruktionsbaukasten.

In einem Jahr in dem Heinrich Rudolf Hertz die Grundlagen der drahtlosen Telegrafie entdeckt, George Eastman den Rollfilm-Fotoapparat erfindet, Dunlop den Luft gefüllten Reifen einführt und der Amerikaner Burroughs sich die Additionsmaschine patentieren lässt, kommt das interessanteste technische Spielzeug vieler Generationen gerade zur rechten Zeit. Die Industrialisierung und der gewaltige technische Fortschritt in der zweiten Hälfte des 19. Jahrhunderts lassen ein Verständnis-Vakuum bei der Bevölkerung entstehen, das ausgefüllt werden muss. Besonders die in dieser Umbruchzeit heranwachsenden Kinder sind auf die technischen Neuerungen in ihrem Umfeld neugierig. So ist es auch nicht verwunderlich, dass die Patentbeschreibung des 1. Konstruktions-baukastens mit dem Satz beginnt: „Die Erfindung bezweckt, durch ein leicht zusammenfügbares und wieder auseinander nehmbares Material Bauten der verschiedensten Art herzustellen, welche sowohl als Modelle, als auch zu lehrreichem Spielzeug dienen können.“ Auch heute im Zeitalter der Elektronik ist der Konstruktionsbaukasten als Spielzeug nicht wegzudenken.

Als Erfinder ist Otto Lilienthal genannt. Das ist im ersten Moment eine Überraschung. Aber beim genauen Hinsehen entpuppen sich die Gebrüder Otto und Gustav Lilienthal nicht nur als Flugpioniere, sondern sind auch der Pädagogik und künstlerischen Erziehung zugetan. Besonders Gustav Lilienthal arbeitet in einem reformerischen Arbeitskreis mit, der Schriften wie „Die Schulen der weiblichen Handarbeit“ oder „Jugendspiel und Arbeit“ herausgibt. Zudem entsteht in Zusammenhang mit diesen Tätigkeiten 1880 der Steinbaukasten, der später unter dem Namen „Richters Anker-Steinbaukasten“ weltberühmt wird. Der Architekt und Kinderfreund Gustav Lilienthal dürfte deshalb auch –wie es aus Briefwechseln hervorgeht- der wirkliche Erfinder des 1. Konstruktonsbaukastens gewesen sein, nur kann er nicht in Erscheinung treten, da er zu diesem Zeitpunkt ohne Vermögen und somit nicht kreditwürdig ist. Bruder Otto, der Ingenieur, muss also herhalten.

Auf der Leipziger Messe 1888 zeigen die Lilienthals neben verschiedenen architektonischen Modellen auch eine Windmühle. Die Beweglichkeit über die drehende Achse ist der erste konkrete Hinweis auf entsprechende weitere Modelle, die die technische Wirklichkeit darstellen können. Doch wahrscheinlich bricht in der Folgezeit der engagierte Architekt in Gustav durch, denn seine wichtigsten Vorzeige-Modelle beschränken sich auf den Eiffelturm, die damals kühnen Konstruktionen aus Glas und Stahl und auf pompös gestaltete Bahnhöfe.

Richtig Bewegung und somit Technik bringen dann andere Hersteller wie Matador, Walthers Stabilbaukasten und Meccano Anfang des 20. Jahrhunderts ins Spiel. Heute würde man allerdings von Me-Too-Produkten sprechen, denn das übernommene Basisprinzip eines Konstruktionsbaukastens mit gelochten Leisten in gleichmäßigen Abständen und passenden Verbindungselementen haben die Lilienthals erfunden. Normalerweise wird derjenige vom Leben bestraft, der zu spät kommt. Im Fall Lilienthal ist es genau umgekehrt: Sie sind zu früh und wohl auch mit zu wenig Kapital ausgestattet. Das erfinderische und vertriebliche Know-How nutzen schließlich andere und ernten die Früchte der Lilienthals.

Neben dem Stabilbaukasten von Walther macht besonders der Metallbaukasten von Meccano Furore. 1901 in England von Frank Hornby entwickelt, wird er auch bald in Deutschland zum Kassenschlager. Allerdings dauert der Siegeszug nur bis zum 1. Weltkrieg. Dann kassiert der deutsche Staat die in Berlin angemeldeten Meccano-Patente und verkauft sie an Märklin weiter. Die Zoll-Maße bei den Lochabständen weisen noch heute auf den Ursprung hin.

Der Metallbaukasten ist jahrzehntelang der Traum aller Jungen. Da wird getüftelt, geschraubt und konstruiert. Das ist nach 1945 schnell vorbei, denn neue Werkstoffe verändern auch die Welt der Spielzeuge. Mit Kunststoffen werden die Spielzeuge unempfindlicher und zudem ist die Verformung einfacher und die Einsatzmöglichkeiten sind vielseitiger. Die Spielwaren-Industrie erkennt diesen Trend schnell und folgt ihm. Vieles, was bisher aus Holz oder Metall gefertigt war, entsteht nun aus Kunststoff. Als erstes kommt Lego auf den Markt, allerdings lediglich als „Klötzchenspiel“, denn es sind fast nur architektonische Modelle ohne Bewegung möglich. Die Technik findet dort erst richtig im Laufe der 70er Jahre statt.

Fast 80 Jahre hält das Lilienthal’sche Konstruktionsbaukasten-Prinzip aus gelochten Leisten. Erst 1964/65 kommt mit dem fischertechnik-System von Artur Fischer im wahrsten Sinn des Wortes Bewegung in die Baukastenwelt Und das natürlich gleich aus Kunststoff. Statt gelochter Leisten oder Bleche, die mit Schrauben und Muttern verbunden werden, setzt er das Prinzip der Schwalbenschwanzbefestigung ein, bei dem Zapfen in Nuten geschoben werden. So erreicht er einen hohen Grad an Modellfestigkeit und Vielseitigkeit der einzelnen Bauteile. Die sichere Befestigung ist für Fischer kein unbekanntes Gebiet, denn als einer der weltgrößten Dübelhersteller hat er schon immer mit diesem Thema zu tun gehabt. Im übrigen ist auch die Entwicklung des fischertechnik-Systems eng mit dem Dübel verbunden: Nämlich immer wenn es weihnachtet, ärgert sich Fischer über die langweiligen und einfallslosen Weihnachtsgeschenke, die er von seinen Lieferanten bekommt, und die er letztlich auch seinen Kunden überreicht. So entsteht die Idee, ein Befestigungsmittel für Kinder zu entwickeln, das gleichzeitig ein Spielzeug sein soll. An eine kommerzielle Auswertung ist zunächst gar nicht gedacht. Das Ergebnis der Tüftelei ist ein Baustein, der an allen sechs Seiten mit dem nächsten Stein zu verbinden ist. Bereits nach zwölf Monaten ist aus diesem Stein ein ganzer Bau-kasten mit unterschiedlichen Elementen geworden.

Nach über 40 Jahren auf dem Markt hat fischertechnik nicht nur bei Kindern und Jugendlichen technisches Wissen vermittelt, sondern auch ganze Generationen von Technikern in ihrer Berufswahl beeinflusst und geformt. Bei Wettbewerben wie „Jugend forscht“ spielt es immer wieder eine Rolle und in vielen Schulen sorgt das Material im Technik- oder Werkunterricht für den technischen Durchblick. Maschinenbaubetriebe setzen aus fischertechnik gebaute Nachbildungen ihrer Großanlagen zur gefahrlosen Erprobung der notwendigen elektronischen Steuerung ein. Selbst die Nachwuchsförderung in der IT-Branche erfolgt unter Einsatz von fischertechnik-Modellen. So arbeitet der Software-Konzern Microsoft mit dem Forschungszentrum Informatik an der Universität Karlsruhe zusammen und lehrt Studenten, wie Roboter-Modelle aus dem Konstruktionsbaukasten mit passgenauen Programmen zum Laufen zu bringen sind.

Die Gebrüder Lilienthal gelten als die Luftfahrtpioniere. Dass sie den Konstruktionsbaukasten erfunden haben, ist weitgehend unbekannt oder wird in der Bedeutung vernachlässigt. Doch beide Erfindungen bzw. Pioniertaten können in der Weiterentwicklung als gleichbedeutend betrachtet werden, denn viele der heute bedeutenden Konstrukteure und Ingenieure haben ihre ersten Schritte in das Reich der Technik mit einem Konstruktionsbaukasten begonnen.
Dieter Tschorn

Wie die Uhrwerkhemmung zu einem gewaltigen Innovationsschub führte

Die Geburtsstunde des neuen Zeitalters. WISSEN DER ZUKUNFT berichtet :

Kirchturmuhr
Prof. Dohrn-van Rossum mit einem alten Uhrwerk, das einst vermutlich eine Kirchturmuhr in Hannover antrieb und später als technisch veraltet in einer Dorfkirche landete. Der Professor bewahrte es vor der Verschrottung.

(idw). Sie ist so wichtig wie das Rad, die Dampfmaschine oder das Feuermachen: die Uhrwerkhemmung, erfunden um 1270. Erst sie machte es möglich, die Zeit genau zu messen – damit wurde sie zur Geburtshelferin der modernen Gesellschaft mit all ihren Vor- und Nachteilen. Wie der Mensch auf die Zeit kam, das erforscht seit Jahren der Chemnitzer Historiker Prof. Gerhard Dohrn-van Rossum.

Ohne sie würden wir Verabredungen verpassen und zu spät zur Arbeit kommen. Flugzeuge würden ohne uns starten und Züge ohne uns abfahren. Auch die Tagesschau müßte auf uns als Zuschauer verzichten, und mit dem morgendlichen Aufstehen wäre es noch schlimmer als ohnehin schon. Gemeint ist natürlich die Uhr, die “Schlüsselmaschine der Neuzeit”, die “wichtiger als die Dampfmaschine” sei, so der amerikanische Techniksoziologe Lewis Mumford schon 1934. Wie keine andere Erfindung ordnet und regelt sie unser Leben. Und oft genug fühlen wir uns auch von ihr bevormundet.

Wie die Uhr vom späten Mittelalter an unser Leben bestimmte, wie die Teilung des Tages in 24 gleich lange Stunden erfunden wurde und welche Folgen dies für den Lauf der Geschichte hatte, das erforscht der Chemnitzer Historiker Prof. Gerhard Dohrn-van Rossum seit Jahren. Und er hat darüber auch ein Buch verfaßt: “Die Geschichte der Stunde – Uhren und moderne Zeitordnungen”, das mittlerweile auch in Französisch und Englisch vorliegt. Eine japanische Übersetzung ist gerade in Arbeit. Wenn das Buch eines Wissenschaftlers derart beachtet wird, dann spricht das für sich. Tatsächlich erlaubt das Werk einen Blick in das späte Mittelalter und die frühe Neuzeit, wie wir sie so nicht kennen.

Für die Menschen früherer Epochen spielte die Zeitmessung keine Rolle – sie standen auf, wenn es hell wurde und gingen bei Dunkelheit zu Bett. Immerhin gab es schon eine künstliche Beleuchtung, etwa in Form von Kienspänen, Öllampen oder Kerzen, aber die waren für den normalen Bürger ohnehin zu teuer. Die Arbeit wurde meist nach Tagen bezahlt. Zwar konnten auch schon die alten Griechen und Römer die Zeit messen: Sie benutzten dazu Sonnen- oder Wasseruhren. Die aber waren schwierig zu bauen, noch schwieriger zu regulieren. Deshalb waren sie recht ungenau und hatten besonders in Mitteleuropa ihre Nachteile. Auch die Einteilung des Tages in 2 mal 12 Stunden war schon in der Antike bekannt. Dazu wurden der Tag und die Nacht jeweils in zwölf etwa gleich lange Abschnitte geteilt, was schon schwierig genug war. Die Nacht begann, wenn die Sonne unterging, der Tag bei ihrem Aufgang. Als Folge davon waren die Tag- und die Nachtstunden je nach Jahreszeit unterschiedlich lang. Dieser Effekt verstärkte sich noch, je weiter man nach Norden kam.

Für eine Menschengruppe allerdings war es wichtig, die genaue Zeit zu kennen: die mittelalterlichen Mönche, die ihre Gebetsstunden einhalten mußten. Tagsüber war das kein Problem, doch war auch ein Gebet um Mitternacht vorgeschrieben, und dieser Zeitpunkt war
schwierig zu bestimmen. Zwar versuchten die Mönche, die antiken Wasseruhren zu verbessern, freilich mit mäßigem Erfolg. Also behalfen sie sich, etwa mit genau abgewogenen Kerzen, die außen Zeitmarkierungen oder auch Nägel trugen, die beim Abbrennen der Kerze mit einem Geräusch zu Boden fielen.

Doch die Lage änderte sich schlagartig gegen Ende des 13. Jahrhunderts. Wer genau die zündende Idee hatte, die letztendlich die Welt verändern sollte, verliert sich im Dunkel der Zeiten – vermutlich wurde sie in einem Kloster geboren, und ebenso vermutlich gleich mehrfach und unabhängig voneinander. Die Grundprinzipien des mechanischen Uhrwerks waren schon in der Antike bekannt: Der Antrieb durch ein Gewicht an einem Seil, Zahnräder zur Übersetzung und ein Anzeigewerk, das beispielsweise einen Zeiger bewegen konnte. Solche Zeigerwerke hatte man auch schon mit Wasseruhren oder anderen Instrumenten verbunden. Mit einem Gewichtsantrieb über eine Welle konnte man zwar einen Mechanismus in Gang setzen, er hatte aber einen Nachteil – er ließ sich nicht regulieren. Einmal in Gang gesetzt, fällt das Gewicht immer schneller, der Bewegungsablauf läßt sich nicht mehr aufhalten. Was fehlte, war mithin eine Vorrichtung, die solch eine Regulierung des Fallens des Gewichts ermöglicht, die Uhrwerkhemmung. Dabei ist auf der Welle mit dem Gewicht ein Zahnrad montiert, in das in regelmäßigen Abständen abwechselnd zwei auf einer Spindel angebrachte, rechtwinklig zueinander stehende Metallzungen, die Spindellappen, eingreifen. Die Spindel selbst, die in ihrer einfachsten Form oben einen Waagbalken mit zwei Regulierungsgewichten trägt, schwingt dabei hin und her. Der Zug des Gewichts verursacht immer dann, wenn einer der Spindellappen das Zahnrad freigibt, einen kurzen Vorwärtsruck: Das ist das Ticken der Uhr.

Uhrwerkhemmung Diese Hemmung kann kaum hoch genug eingeschätzt werden. Sie muß zwischen 1271 und etwa 1300 erfunden worden sein. 1271 nämlich hatte der an der Pariser Universität lehrende Engländer Robertus Anglicus in einem Kommentar zu einem Astronomielehrbuch geschrieben: “Die Macher von Uhrwerken arbeiten an einem Mechanismus, der sich einmal am Tag dreht, aber sie haben es bisher noch nicht geschafft” – zu diesem Zeitpunkt existierte die Hemmung also noch nicht. Andererseits sind uns Berichte von Chronisten überliefert, die um 1300 solche Hemmungen bezeugen. Etwa ab 1330 werden dann auch die ersten Schlagwerke erwähnt.

Mit der Erfindung der Uhrwerkhemmung bricht ein neues Zeitalter an. Die Zeit wird in gleichmäßige Abschnitte eingeteilt, die “Stunde” im heute gebräuchlichen Sinne also gleich mit erfunden. In den folgenden hundert Jahren (so lange etwa dauerte es auch später bei der Dampfmaschine) breiten sich die mechanischen Uhrwerke in ganz Europa aus, zunächst in den reichen Klöstern, den großen Kathedralen, an den Herrscherhöfen. Doch der Bau ist für die damaligen Verhältnisse extrem aufwendig, zudem verschleißen die aus Weicheisen hergestellten Zahnräder schnell und die Wartung ist teuer. In Bologna etwa murren die Bürger, als ihnen für den Uhrwerksbau eine Sondersteuer auferlegt wird. Dennoch schließen sich aus Prestigegründen die großen deutschen und französischen Städte an, bis 1400 folgen auch die kleineren. Anfangs dienen die Uhrwerke meist nicht zur Zeitmessung, sie treiben vielmehr Glocken- und Figurenspiele an. Die Kirchen zum Beispiel wollen mit ihnen Neugierige anlocken, die die Mechanik und damit die Schöpfung bewundern sollen.

Die Folgen der Erfindung gehen freilich weit darüber hinaus: Galten die Europäer bisher als primitiv und zurückgeblieben, waren die islamischen Länder und China technisch am weitesten fortgeschritten, so geht der Vorsprung nun auf Europa über. Den Menschen wird plötzlich bewußt, was in den zwei, drei Jahrhunderten zuvor schon alles erfunden wurde, ohne daß sie es groß bemerkt hätten – die Windmühle etwa, das Zaumzeug oder die Sporen. Daß es die früher nicht gab, wußte man, weil sie bei den antiken Schriftstellern nicht erwähnt wurden. Das schafft ein Gefühl für den eigenen Wert. Damit wird plötzlich auch die Person des Erfinders, sein geistiges Eigentum, anerkannt – folglich nennt und bewahrt man auch seinen Namen. Mit anderen Worten: Man erfindet die Idee des Individuums. Das ist neu, das hat es weder in anderen Kulturen noch vorher in Europa gegeben. In China, im Islam, im Frühmittelalter waren Erfinder noch namenlos. Allenfalls hieß es da “unter der Regierung des Kalifen Harun Ar Raschid”, oder es wird der Name eines kaiserlichen Beamten genannt, der gar nicht der eigentliche Urheber war. Wer die Windmühle oder das Spinnrad erfand, beide seit etwa 1200 in Europa verbreitet – wir wissen es nicht. Der erste Brillenschleifer, nur hundert Jahre später, ist dagegen bekannt.

Mit der Anerkennung des Erfinders und der geistigen Leistung ändert sich auch die Einstellung gegenüber Innovationen. Galt noch im frühen Mittelalter alles Neue als schlecht, als des Teufels – schließlich kamen Uhren in der Bibel nicht vor – so setzte sich nun der Gedanke durch, daß, was neu ist, auch gut ist. Diese Haltung führt ab 1330 zu einem gewaltigen Innovationsschub – an allen Ecken und Enden wird plötzlich Neues erfunden. Die Menschen spürten: Es gibt so etwas wie den Fortschritt, wir können unsere eigenen Probleme lösen. Dieses Gefühl hielt bis in die Vorkriegszeit, ja bis zum Club of Rome an – der allgemeine Technikpessimismus ist, von Splittergruppen abgesehen, jüngeren Datums.

Mit der Zeit wandelten sich die Figuren- und Glockenspiele der Anfangsjahre immer mehr zu “richtigen” Uhren. Der öffentliche Stundenschlag von der Rathausuhr auf dem Marktplatz regelte jetzt das Leben. Damit bürgen sich auch feste Zeiten für allerlei Verrichtungen ein. Ratssitzungen beispielsweise konnten auf feste Stunden angesetzt werden, wer zu spät kam, mußte eine Geldstrafe zahlen. Vorher dauerten solche Sitzungen oft sehr lange und konnten dadurch die Existenz der Ratsherren, die oft Handwerker waren, gefährden. In den Schulen tauchen die ersten Stundenpläne auf, zu Ende des 14. Jahrhunderts gibt es in Hamburg die ersten Verordnungen über Beginn und Ende der Arbeit – das Wort “Arbeitszeit” hingegen erscheint erst nach 1800 in unserer Sprache. Damit gibt es auch erstmals so etwas wie Freizeit – die wird erst dadurch möglich, daß sich die Arbeitszeit messen läßt. Zeiteinheit ist dabei immer die Stunde, allenfalls die Viertelstunde. Erst mit den Eisenbahnen gelangt um die Mitte des 19. Jahrhunderts auch die Minute ins Bewußtsein der Menschen. Die Sekunde muß sogar bis an den Rand des 20. Jahrhunderts warten, als die Zeitungen anfangen, über Sportereignisse zu berichten. Etwa ab 1880 sind auch “normale” Menschen, etwa der kleine Handwerker, nicht mehr auf öffentliche Uhren angewiesen: Uhren werden nicht mehr in Handarbeit, sondern als industrielles Massenprodukt hergestellt.

Sogar vor der Folter machte die neue Zeitrechnung nicht halt: Lagen nämlich keine Beweise, sondern lediglich Indizien vor, konnte ein Angeklagter nur nach einem Geständnis verurteilt werden. Dieses sollte durch die Folter erzwungen werden, die von sadistischen Richtern teilweise exzessiv angewandt wurde. Doch Bedenken dagegen gab es auch damals. Man löste sie zunächst, indem man je nach Schwere des Verbrechens verschiedene Grade der Folter einführte. Nun kam eine zeitliche Befristung hinzu, die meist mit einer Sanduhr kontrolliert wurde – freilich galt dies nicht für Hexenprozesse. Der mutmaßliche Täter durfte die Uhr aber nicht sehen, damit er das Ende nicht abschätzen konnte. Es ist verbürgt, daß Angeschuldigte damals ihre Richter fragten: “He! Wie lange läuft die Uhr noch?”

Diese Beispiele haben eines gemeinsam, so Prof. Dohrn-van Rossum: Sie ersetzen eine Sachdiskussion durch eine formale Diskussion. “Dadurch werden zwar die Probleme nicht lösbar, aber immerhin verhandelbar”, so der Wissenschaftler. Inhaltlich könne man über manche Probleme nicht diskutieren, das sei aber möglich, wenn man sie in Zeitprobleme verwandle. Stundenpläne etwa klären nicht, welches Fach das wichtigere ist, sondern weisen statt dessen jedem Fach eine feste Zeitspanne zu. Ein Untersuchungsausschuß kann einen Sachverhalt zwar meist auch nicht aufhellen, er macht aber deutlich: Wir nehmen uns Zeit für ein Problem. Mit Hilfe der Zeit und ihrer Messung lernen die Europäer seit dem Spätmittelalter, wie man organisiert – andere Kulturen haben ein solches Zeitgefühl nicht entwickelt.

(Autor: Hubert J. Gieß)