Comics : „Mit Spider-Man Newton erklären“

Wieso Physikprofessor James Kakalios Comics als Lehrmaterial benutzt

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"Spider-Man hilft, die Grundgesetze der Physik zu erklären", sagt Profesor James Kakalios.Illustration: Promo

Der amerikanische Physikprofessor James Kakalios (48) mag es gern anschaulich. Die Grundgesetze der Wissenschaft erklärt er am liebsten mit Comics, zum Beispiel in seinem aktuellen Buch „Die Physik der Superhelden“ (Verlag Rogner und Bernhard bei Zweitausendeins, 470 Seiten, 29,90 Euro).

Herr Kakalios, Sie erklären physikalische Gesetze mit Comicfiguren wie Spider-Man und Superman. Das kann doch nicht seriös sein.

Warum nicht? Physiker arbeiten im Hörsaal doch ständig mit fiktiven Beispielen. Wir werfen Gegenstände von Türmen und ignorieren den Luftwiderstand. Wir schießen einen Pfeil in einem Winkel von 37 Grad von einem 200 Meter hohen Kliff. Wir nutzen Dinge, die in Wirklichkeit noch nie jemand so gemacht hat, um physikalische Prinzipien zu erklären. Genau darum geht es auch bei den Comics. Und wenn die Studenten dadurch zu eigenen Überlegungen angeregt werden – wunderbar!

Haben Sie deswegen Comics als Unterrichtsmaterial ausgesucht?

Als die Universität ein spezielles Programm für Studienanfänger startete, bei dem kreative Ideen gefragt waren, habe ich meinen inneren „Geek“ rausgelassen, meinen Spinner. Ich habe mit meinem über Jahrzehnte angesammelten Wissen über Comics die passendsten Beispiele rausgesucht, um Physik zu erklären. Aber ich benutze auch andere Beispiele, etwa von Star Wars oder aus Fernsehshows. So wie andere Kollegen zum Beispiel die Fernsehserie CSI benutzen, um Biologie zu vermitteln.

Was macht Comics so geeignet für die Vorlesung?

Man gewinnt schnell die Aufmerksamkeit der Studenten. Etwa mit Spider-Man. Seine Freundin Gwen Stacy fällt von der Brücke, er fängt sie im letzten Moment mit seinem Spinnennetz auf. Trotzdem stirbt sie. An diesem Beispiel lässt sich erklären, was eine abrupte Bremsung bei hohem Tempo bewirkt.

Was lernen die Studenten daraus?

Bei der Analyse dieser Szene erkennen sie, dass Stacy starb, weil die Kräfte beim Aufprall zu groß waren. Daraus lässt sich ableiten, wie Airbags im Auto funktionieren müssen, damit die Insassen möglichst unverletzt überleben. Die Airbags müssen sich verformen, um die Zeit des Auffangens zu verlängern. Spiderman hilft also, Newtons Bewegungsgesetze zu erklären. Und das Gelernte wird besser behalten, weil es mit einer Geschichte verbunden ist.

Ernten Sie nicht Kritik von Fachkollegen, weil Sie die hohe Wissenschaft zu sehr vereinfachen?

Das mache ich doch nicht. Ich nutze Comics als Illustration, um Kompliziertes anschaulicher zu machen. Und ich habe gemerkt: Es macht den Studenten Spaß, sie bekommen leicht Zugang zur Physik und dennoch fühlen sie sich nicht belehrt.

Sie sagen, dass bei physikalischen Experimenten bestimmte Naturgesetze ausgeblendet werden – wie im Comic auch. Haben also die so gefundenen Erkenntnisse mit der Realität genauso wenig zu tun wie ein Comic?

Nein. Nehmen wir beispielsweise Max Planck zu Beginn des 20. Jahrhunderts. Damals galt das wissenschaftliche Dogma: „Die Natur macht keine Sprünge“. Demnach hätten glühende Gegenstände ununterbrochen Licht aussenden müssen. Experimente sprachen dagegen. Es war also Zeit, eine neue Regel zu finden – mit Hilfe eines kleinen Tricks, wenn Sie so wollen. Planck nahm an, Atome im glühenden Objekt könnten Licht nur in kleinen Portionen, den Quanten, abgeben. Er postulierte das Plancksche Wirkungsquantum. So entstand die Quantenmechanik.

Das heißt, er ignorierte einen Teil der Realität, um zu seinen Erkenntnissen zu kommen?

Planck sagte gewissermaßen: Ich kann mit meinem Auto so schnell fahren, wie ich will, aber nur in bestimmten Schritten, etwa von zehn Stundenkilometern. Ich kann also 20, 30 oder 40 km/h fahren, aber nie 23 oder 35 Stundenkilometer. Das griff Einstein auf, als er postulierte, das Licht komme in kleinen Paketen namens Photonen. Dafür bekam er den Nobelpreis. 1925 stellte Erwin Schrödinger seine berühmte Gleichung auf, dann entwickelte Heisenberg die Quantenmechanik. Diese Jungs, das sind die wahren Superhelden. Sie haben die Welt verändert.

Das ist lange her.

Aber es wirkt sich heute noch aus. Ihr Kassettenrekorder da zum Beispiel nutzt Quantenmechanik, genauso wie CD-Spieler, Mobiltelefone und so weiter. Also all die Dinge, ohne die meine Teenager-Kinder das Leben nicht lebenswert fänden.

Wurden diese wissenschaftlichen Großtaten in den Comics aufgegriffen?

Manche Ideen erscheinen fast zeitgleich in der Welt der Physik und in den Comics. So tauchten Parallelwelten, wie sie die moderne String-Theorie propagiert, schon 1961 in einem Comic auf. Zuerst im Zusammenhang mit dem superschnellen Helden Flash, dann mit Superman. Wissenschaftlich wurde diese Idee erstmals 1957 in einem Fachaufsatz erwogen, den der Autor von Flash bestimmt nicht gelesen hat. Ich würde wetten, dass der Comicautor alleine auf diese Idee gekommen ist.

Wie wird die Theorie im Comic dargestellt?

In einer Geschichte von 1961 reist Flash in der Zeit zurück. Dabei merkt er, dass der Flash aus den 40er Jahren in einer parallelen Welt existiert, die anders schwingt als die der 60er Jahre. Dann erkennt er, dass es eine unendliche Anzahl von Welten gibt. Auch Superman macht 1961 eine Zeitreise und landet in einer Parallelwelt. Dort kann er Dinge ändern, ohne dass das für seine Welt der Gegenwart irgendwelche Konsequenzen hätte. Das sind genau die Ideen, die heute die String-Theoretiker beschäftigen.

Sie tragen die „Physik der Superhelden“ vor Wissenschaftlern vor, wie kürzlich im Berliner Hahn-Meitner-Institut. Sie treten damit aber auch bei Comicfestivals auf. Wie sind die Reaktionen?

Die Besucher der Comicfestivals stellen die besseren Fragen.

Wieso das?

Comicfans sind doch nicht in erster Linie unreife Jungs, sondern oft Erwachsene, die in Hightech-Berufen arbeiten und enormes Fachwissen haben. Bei uns gibt es einen Witz. Wenn ein Star-Wars-Film Premiere hat, braucht man gar nicht zu versuchen, einen Computernotdienst ans Telefon zu bekommen, weil die Experten alle im Kino sitzen. Ähnlich ist die Begeisterung für Comics.

Was verbindet Comic- und Physik-Fans?

Es geht in beiden Welten um kreative Problemlösungen. Batman sitzt in der Falle. Die Wände kommen näher, das Wasser steigt, wie kommt er da raus? Er muss eine kreative Lösung finden. Auf dieselbe Art funktioniert Forschung. Wir haben ein Problem. Wir kennen die Spielregeln, von Wassermechanik bis zu Elektrizität und Magnetismus. Wie wenden wir die bekannten Regeln an, um neue Probleme zu lösen? Einen Unterschied gibt es aber: Wir tragen im Gegensatz zu Batman keine Strumpfhosen.

Wenn Sie eine Comic-Geschichte entwerfen würden, wovon würde sie handeln?

Kürzlich wurde ich von der Verfasserin eines Comics über „Atom“ angesprochen. Das ist ein Comic-Held, der bis auf die Größe eines Atoms schrumpfen kann. Sie fragte: kann jemand, der nur so groß ist wie ein Atom, überhaupt sehen? Ich sagte, es geht nicht mit sichtbarem Licht, man muss Strahlen verwenden, die dieselbe Wellenlänge wie Atome haben. Also Röntgenstrahlen. Wenn das Röntgenlicht auf Atome trifft, werden diese sichtbar. Mit unseren Augen können wir aber Röntgenstrahlen nicht wahrnehmen. Sie müssen in den sichtbaren Bereich verschoben werden, das gelingt mit einer Art von Nachtsichtbrille. Mein Vorschlag war, dafür Implantate in die Sehnerven einzupflanzen.

In Ihrem Buch beschreiben Sie, wie Ideen aus Comics später von Erfindern umgesetzt wurden. Etwa der Einsatz von Mikrowellen zum Erwärmen von Gegenständen. Gibt es andere Comic-Ideen, die wir noch als Realität erleben werden?

Vielleicht wird man in der Lage sein, Kraftfelder zu bauen, unsichtbare Wände, die undurchdringlich sind. Es wird ja bereits daran geforscht, Objekte unsichtbar zu machen. Auch intelligente Kleidung wird es bald geben. Die Computer sind praktisch ins tägliche Leben eingewoben. In einer völlig kabellosen Welt werden wir automatisch mit einer Fülle von Informationen versorgt.

Neben Ihren Superhelden gibt es ein paar andere Comic-Figuren, die wichtige Beiträge zum wissenschaftlichen Fortschritt geleistet haben. Wir haben Ihnen ein Heft mitgebracht.

Oh, Onkel Dagobert.

Ja, aber vor allem Daniel Düsentrieb, der Erfinder.

Ich wette ungesehen, dass seine Erfindungen alle realistisch sind. Ich weiß, dass sein Schöpfer, Carl Barks, den Geist eines Ingenieurs hatte. Er war sehr kreativ und baute in seine Comics viele Dinge ein, die wissenschaftlich korrekt sind.

Zum Beispiel?

In einer Folge müssen die Figuren ein gesunkenes Schiff bergen. Also füllen sie das Schiff mit Tischtennisbällen – und es steigt! Jahre später versuchte ein echter Erfinder, die gleiche Idee patentieren zu lassen. Der Antrag wurde zurückgewiesen, weil das Patent schon veröffentlicht war – in einem Comic von Disney-Zeichner Carl Barks!

In dieser Geschichte aus den 1950er Jahren erfindet Daniel Düsentrieb eine Maschine, die Geräusche auslöschen kann.

An solchen Maschinen arbeitet die Wissenschaft derzeit. Man möchte Wellen erzeugen, die phasenverschoben zu Schallwellen sind und diese eliminieren, sodass man nichts hört. Der Comic ist also vollkommen realistisch.

Was ist mit dieser Flugmaschine, auf der Daniel Düsentrieb hier herumfliegt?

Das einzige Problem in der Realität mit solchen Flugmaschinen ist, dass man sehr viel Energie braucht, um die Schwerkraft zu überwinden, so dass es keine sehr effiziente Art der Fortbewegung ist. Aber es wäre möglich wie Daniel Düsentrieb zu fliegen. Ich glaube, Sie haben mir gerade das Thema für mein nächstes Buch geliefert: „Die Physik von Entenhausen.“

Wir haben Ihnen auch noch ein Buch von Wilhelm Busch mitgebracht. Seine Zeichengeschichten gelten ja als Vorläufer der Comics. Sagen Sie uns: Eignet sich „Max und Moritz“ als naturwissenschaftliches Lehrbuch – etwa die Szene hier, in der vier Hühner sich selbst an Schnüren aufhängen, die sie zuvor geschluckt haben?

Das ist schon denkbar. Angenommen das Brot in ihren Mägen hat sein Volumen vergrößert, wie es viele Materialien tun, wenn sie feucht werden. Dann ist plausibel, dass die Hühner es nicht mehr ausspucken können und an den Schnüren hängen bleiben.

Und diese Szene, in der ein Schneider von zwei Gänsen aus dem Wasser gezogen wird?

Ziemlich unrealistisch. Jede Gans müsste mindestens die Hälfte seines Gewichtes tragen. Aber eine Gans kann höchstens ein Gewicht tragen, das ihrem eigenen entspricht, also etwa zehn bis zwanzig Kilogramm. Das heißt, der Schneider dürfte nur 40 Kilogramm wiegen, damit es funktionieren könnte.

Ihr Resümee?

„Max und Moritz“ eignet sich vielleicht nicht als wissenschaftliches Fachbuch, aber es kann ein Ausgangspunkt sein, um Menschen für Physik zu interessieren. Genauso nutze ich die Superheldencomics.

Das Gespräch führten Paul Janositz und Lars von Törne.

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