Zeitung Heute : Preußische Präzision

Zuckende Froschschenkel, selbst gewickelte Magnetspulen und zornige junge Männer: Wie Berlin zum Zentrum der aufstrebenden Naturwissenschaften wurde

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Ein Abend im November 1847. Ort der Handlung: Berlin. Genauer: das dicht bevölkerte „Medizinerviertel“ südlich der Charité, in etwa das, was man heute ein „Szeneviertel“ nennen würde. Hier leben Künstler, Studenten, Lebedamen neben Handwerkern, Kaufleuten, Gelehrten und Offizieren. Die meisten Häuser sind schon dunkel. Nur in einer kleinen Wohnung in der Karlstraße 21, der heutigen Reinhardtstraße, brennt noch Licht.

Beim Schein einer Petroleumlampe beugt sich ein junger Mann über einen Experimentiertisch. Zwischen zwei Metallstativen ist ein enthäuteter Froschmuskel eingespannt. Feine Drähte führen von der Aufhängung zu elektrischen Apparaturen. Das blasse, kaum bleistiftdicke Gebilde zieht sich zusammen – der Muskel zuckt. Der junge Mann ist begeistert. Freudig erregt notiert er das Ergebnis des Versuchs. Dann springt er auf, geht in der halbdunklen Stube auf und ab. „Elektrizität!“, ruft er aus. Sein Name: Emil Du Bois-Reymond, 28, Arzt und Wissenschaftler, Spross einer Hugenottenfamilie.

Zugegeben, die Szene ist erfunden. Aber vielleicht hat sie sich so ähnlich zugetragen, im Berlin des Jahres 1847. Du Bois-Reymond gehört zu einer Gruppe junger Forscher, die sich in den Kopf gesetzt haben, der Naturwissenschaft endgültig zum Sieg zu verhelfen. Denn noch immer geistern in den Köpfen der Gelehrten die vagen Ideen der Naturphilosophie herum. Sie besagen, dass Lebewesen von einer Art spiritueller Energie erfüllt sind. Erst diese Energie verhilft der toten Materie zum Leben. Lebende und tote Materie unterscheiden sich also grundsätzlich. Mit naturphilosophischen Spekulationen sind große Namen verknüpft: Johann Wolfgang von Goethe, die Berliner Philosophen Schelling und Hegel.

Aber Du Bois-Reymond und seine Gefährten Hermann Helmholtz, Ernst Brücke und Carl Ludwig strotzen vor Zuversicht. „Organische Physiker“ nennen sich die zornigen jungen Männer. Zwar glaubt ihr wissenschaftlicher Lehrer, der Physiologe Johannes Müller, noch an das Vorhandensein einer „Lebenskraft“, einer „vis vitalis“. Doch das Gedankengebäude der Vitalisten hat längst tiefe Risse bekommen. 1828 war es dem erst 28-jährigen Chemiker Friedrich Wöhler, Lehrer an der Berliner Gewerbeschule, gelungen, Harnstoff, Bestandteil lebendiger Organismen, künstlich herzustellen. Eine Sensation – das Leben gehorchte offenkundig den gleichen chemischen Gesetzen wie tote Materie!

Und am 26. Juli 1847 begründet der 26-jährige Helmholtz vor der Berliner Physikalischen Gesellschaft das Gesetz von der Erhaltung der Kraft überzeugend. Es besagt, dass Energie in einem abgeschlossenen System weder erzeugt noch vernichtet, sondern nur umgewandelt werden kann, etwa in Wärme. Helmholtz wendet es auch auf Tiere und Pflanzen an, die offenbar ganz ohne immaterielle Lebenskraft auskommen. „An diesem Tag begann die Vorstellung von der völligen Begreiflichkeit der Welt, ihrer Begreiflichkeit als Mechanismus“, notiert Gottfried Benn rückblickend dazu.

Vor allem die Elektrizität fasziniert Du Bois-Reymond und seine Zeitgenossen. Als er im Auftrag seines Lehrers Müller mit seinen Experimenten „über tierische Elektrizität“ beginnt, ist bereits bekannt, dass Tiere nicht nur auf elektrische Ströme reagieren, sondern sie auch erzeugen. Elektrizität tritt an die Stelle der Lebensenergie. Winzige elektrische Ströme durchfließen den Körper, bringen Muskeln zum Zucken, das Herz zum Pumpen und das Gehirn zum Denken.

Du Bois-Reymond stürzt sich mit Feuereifer in seine Experimente mit Fröschen, den „Märtyrern der Wissenschaft“, wie sie sein Freund Helmholtz nennt, dazu mit Kaninchen und Hunden. Zunächst im Haus seiner Eltern, dann in seinem Stubenlabor in der Karlstraße und schließlich in einer Mansarde des Hauptgebäudes der Berliner Universität.

1848 erscheint der erste, bereits mehr als 700 Seiten umfassende Band seiner „Untersuchungen über die thierische Elektricität“. Der Körper wird dem Experimentator zur Maschine. Du Bois vergleicht den Froschmuskel mit dem Zylinder einer Dampfmaschine, die Nervenfasern mit den Telegrafenkabeln, die das Land zu durchziehen beginnen.

Noch Goethe hat als Naturforscher in erster Linie beobachtet und beschrieben, um das „Wesen“ eines Gegenstands zu ergründen. Faust lässt er abfällig über das Experiment sprechen: „Geheimnisvoll am lichten Tag/Lässt sich Natur des Schleiers nicht berauben/Und was sie deinem Geist nicht offenbaren mag/Das zwingst du ihr nicht ab mit Hebeln und mit Schrauben.“

In seiner 1882 gehaltenen Berliner Rektoratsrede „Goethe und kein Ende“ rechnet Du Bois-Reymond mit dem Dichter ab und wirft ihm vor, den „physikalischen Versuch“ verunglimpft und borniert Newtons und Fraunhofers Erkenntnisse ignoriert zu haben. Helmholtz urteilt nicht weniger scharf, Goethe sei unfähig, mechanisch-abstrakt zu denken.

Die Berliner Naturforscher um 1850 gehen völlig andere Wege. Sie legen dem frei schweifenden Geist Zügel an. Hypothesen, wissenschaftliche Vermutungen, werden mithilfe von Experimenten entweder bestätigt oder widerlegt. Präzise Messungen treten an die Stelle von Spekulationen, und aus den ermittelten Daten werden allgemeingültige Schlussfolgerungen abgeleitet, im Idealfall in der Sprache der Mathematik formulierte Gesetze. Formeln statt Spekulationen: Ein stärkerer Gegensatz zu den Geistersehereien der Romantik ist kaum denkbar.

Für ihre Experimente konstruieren die jungen Wissenschaftler neuartige Maschinen. Helmholtz ersinnt einen Apparat, mit dem die im Froschmuskel gebildete Wärme auf ein Tausendstel Grad genau gemessen werden kann. Das erscheint zunächst absurd, hat aber einen tieferen Sinn. Die im Muskel beim Zusammenziehen ermittelte winzige Temperaturerhöhung belegt, dass Energie umgewandelt wird, aber weder neu entsteht noch sich verliert. Im Muskel geht alles mit rechten Dingen zu.

Auch Du Bois-Reymond ist Wissenschaftler und Handwerker in einer Person. Versuchsapparaturen müssen ersonnen, gezeichnet und gebaut werden. „Wir haben selber unsere Rollen (Magnetspulen, die Red.) gewickelt, unsere Elemente gelötet, ja unsere Kautschukröhren geklebt, denn noch gab es keine käuflichen Gummischläuche“, erinnert sich Du Bois-Reymond später. „Wir sägten, hobelten und bohrten, wir feilten, drechselten und schliffen.“

Die besten Ideen und das größte Talent helfen nichts, wenn es an Mitteln für ihre Umsetzung fehlt. Es stellt sich als glückliche Fügung heraus, dass Du Bois fähige Mechaniker als Nachbarn hat.

In seiner Studie „Wissenschaft in der Maschinenstadt“ hat Sven Dierig herausgearbeitet, wie eng der Aufstieg der Berliner Forschung mit der Stadt und ihren Möglichkeiten zusammenhängt. Ohne das Berliner Handwerk hätte Du Bois-Reymond seine Untersuchungen niemals anstellen können. Seine Studien waren „ein kooperatives Unternehmen von Wissenschaft und Handwerk“, schreibt der Wissenschaftshistoriker.

In der Karlstraße, ein paar Häuser von Du Bois entfernt, wohnt der „Mechanikus“ Franz Boetticher. Gemeinsam mit Johann Georg Halske gründet er eine Werkstatt, in der Messinstrumente für Forscher wie Du Bois-Reymond gefertigt werden. 1847 wird Halske sich mit dem Artillerieoffizier Werner Siemens zusammentun, um Telegrafen zu bauen – der Beginn eines Weltunternehmens.

Bei Boetticher & Halske entstehen filigrane Laborinstrumente: Stative, Klemmen und Schrauben, Kontaktschalter, Elektromotoren, Waagen, die auf den Bruchteil eines Tausendstelgramms genau sind, und vor allem die unentbehrlichen kostbaren „Multiplikatoren“ – feine Strommesser, in denen ein kilometerlanger Kupferdraht vieltausendfach zu einer Magnetspule aufgewickelt ist. Multiplikatoren sind imstande, die winzigen bioelektrischen Ströme in einem Froschmuskel oder Nerv zu registrieren.

Es verwundert nicht, dass Du Bois die Künste seiner Handwerkerkollegen in höchsten Tönen lobte und die schnörkellose Sachlichkeit der Laborinstrumente als Ästhetik eines naturwissenschaftlichen Zeitalters pries, in dem Handwerk, Wissenschaft und Kunst verschmolzen.

In mancher Hinsicht war Berlin das Silicon Valley seiner Zeit, wie der Biologe Hubert Markl festgestellt hat. Begnadete Instrumentenbauer wie Halske und Siemens haben mit ihrer preußischen Präzision entscheidenden Anteil daran, dass die Stadt zum Weltzentrum der exakten Wissenschaften wird. Forschung, Technik und Produktion gehen eine enge Verbindung ein.

Nach der Reichsgründung 1871 beginnt der fulminante Aufstieg der Berliner Naturwissenschaft, die Zeit der Do-it-yourself-Laboratorien ist längst Geschichte. Du Bois-Reymond und Helmholtz, als „Reichskanzler der Physik“ gefeiert, bekommen Seite an Seite eigene, großzügige Institute im Herzen der Hauptstadt. Du Bois’ gründerzeitliches Institut hat sich in der Dorotheenstraße erhalten, am Platz von Helmholtz’ im Krieg zerstörten Physik-Institut befindet sich heute das ARD-Hauptstadtstudio.

In Berlin wird im ausgehenden 19. Jahrhundert Wissenschaft in großem Stil betrieben, und das verändert auch ihren Charakter. Ihr Vorbild ist die Fabrik, wissenschaftliche Veröffentlichungen werden zum intellektuellen Produkt – eine Entwicklung, die sich bis in die Gegenwart mit ihrer Massenproduktion von wissenschaftlichen Studien fortsetzt.

Du Bois-Reymond ist dagegen heute weitgehend vergessen, sein Fach, die Physiologie, steht völlig im Schatten der Molekularbiologie. Aus Du Bois’ vielen Reden wird vor allem ein Wort zitiert, das den fortschrittsgläubigen Physiologen ironischerweise als tiefen Skeptiker ausweist: Ignorabimus, „wir werden nicht wissen“. Der Wissenschaft werde es niemals gelingen, so dachte Du Bois, das Rätsel des Bewusstseins aufzuklären.

Nur wenige hundert Meter von seinem Institut entfernt haben sich Hirnforscher aufgemacht, ihren Berliner Urahn zu widerlegen. In der Philippstraße ist 2007 das Bernstein-Zentrum für Computational Neuroscience eröffnet worden, benannt nach Julius Bernstein, einem Schüler von Du Bois. Schon der hatte seinem Lehrer widersprochen.

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