Du sollst dir ein Bild machen

Die Rolle der Bilder in der Wissenschaft oder: Warum physikalische Theorien nicht aus logischen Schlüssen entstehen.

Immer schon haben Bilder und Illustrationen eine Rolle in der Wissenschaft gespielt. Wer will, könnte sogar einen Grundzug der technischen Entwicklung in unserer Kultur dadurch charakterisieren, dass er auf die zunehmenden Bemühungen verweist, das zu kleine oder zu weit entfernte Unsichtbare sichtbar zu machen. Etwas primär Verborgenes sichtbar machen heißt, das dem Augensinn Vorenthaltene doch zugänglich und anschaubar - und damit anschaulich - werden zu lassen. Diese Bemühungen beginnen im 17. Jahrhundert, also genau in der Epoche, in der die moderne westliche Wissenschaft insgesamt entsteht, und im Grund drücken beide Entwicklungen ein und denselben Charakterzug aus, nämlich den, sehend wissen zu wollen.

Was wir sehen, wird zu Bildern. Aber was ist ein Bild? Das Grimmsche Wörterbuch sagt, dass unser Wort "Bild" von der althochdeutschen Form "bilidi" abgeleitet ist, in der als Wurzel "billôn" steckt, was wiederum - über einen hier nur angedeuteten lateinischen Umweg - auf "das Gestaltete" hinweist. Bilder sind also ursprünglich etwas Gestaltetes. Sie bezeichnen etwas, das der menschlichen Einbildungskraft entspringt und als innere Substanz des produktiven Künstlers verstanden werden kann, die er im kreativen Prozess nach außen bringt.

Innere und äußere Bilder

Eine wichtige Unterscheidung ist zwischen den inneren und äußeren Bildern zu machen, und sie lässt sich vielleicht durch die beiden Begriffe verdeutlichen, die der englischen Sprache für das eine deutsche Wort "Bild" zur Verfügung stehen, nämlich "picture" und "image". Mit Hilfe dieser beiden englischen Begriffen lässt sich ein Unterschied festmachen, den es zu beachten gilt, wenn die Frage nach der Rolle der Bilder in der Forschung mehr meint als die Funktion von schmückenden Beigaben, die man als "mit fotografischen Mitteln erzeugte Abbildungen" definieren könnte.

Wer sich möglichst einfach ausdrücken will, könnte sagen, "pictures" sind Bilder, die man macht - etwa mit einer Kamera -, und "images" sind Bilder, die man sich macht - etwa mit seiner Einbildungskraft. "Images" sind demnach innere Bilder, die mental erzeugt oder auf andere immaterielle Weise kreiert werden, und "pictures" sind äußere Bilder, die fotomechanisch oder auf andere technische Weise geliefert werden und in allen möglichen Formen von Kopien und Reproduktionen verfügbar sind. Die Bilder im Kopf ("images") entstehen dabei - wie die Neurobiologie zeigt - aus elementaren Formen, die in Hinblick auf das vorgegebene Ganze angeordnet werden, und genau diesen Vorgang nennt man Malen. Das Gehirn malt die Welt, wie wir sie sehen, und vielleicht sehen wir sie besser ein, wenn wir sie malen. Und so wie wir das Malen lernen müssen, müssen wir auch das Sehen lernen, so wie es der Wissenschaftsphilosoph Thomas Kuhn einmal ausgedrückt hat, als er darstellte, wie wir auf Bilder blicken, die Aufnahmen aus Dimensionen machen, denen unsere Augen nicht zugedacht sind: "Beim Blick auf ein Glaser-Kammer-Foto sieht der Studierende verworrene und unterbrochene Linien, der Physiker aber sieht die Aufzeichnung eines bekannten subnuklearen Vorgangs. Erst nach einer Anzahl solcher Umwandlungen des Sehbildes wird der Studierende ein Einwohner der Welt des Wissenschaftlers, der sehen kann, was der Wissenschaftler sieht."

Das Gehirn malt die Welt

Dieser fast selbstverständliche Zusammenhang wird hier erwähnt, weil er auch in einer ganz anderen Richtung gesucht werden kann und erreicht worden ist. Gemeint ist die Tatsache, dass Bilder der von Kuhn erwähnten Art, die zuerst mit Hilfe der Nebelkammern (1912) und anschließend durch Aufnahmen aus Blasenkammern einen Einblick in die Teilchenwelt zuließen, etwa zeitgleich mit dem Entstehen der modernen - also gegenstandslosen - Malerei aufgekommen sind, was nicht als Zufall beiseite geschoben werden kann und zum Beispiel mit großem Interesse von Künstlern des Blauen Reiters - allen voran Wassilij Kandinsky - verfolgt worden ist (wobei ein zwar nahezu unendlich weites, aber nach wie vor kaum betretenes Feld für ein interdisziplinäres kulturhistorisches Studium entstanden ist). Nach einem viel zitierten Satz sehen wir nur, was wir schon wissen. Doch woher wissen wir etwas? Könnte es nicht sein, dass an dieser Stelle zuerst auch das Sehen eine Rolle spielt?

Bei dieser Frage kommt uns zu Hilfe, was einer der ganz Großen der Physik unseres Jahrhunderts, der 1945 mit dem Nobelpreis für sein Fach ausgezeichnete Wolfgang Pauli (1900-1958), dazu gemeint hat. Pauli hat zur Überraschung der meisten Wissenschaftsphilosophen betont, was praktizierenden Physikern wahrscheinlich eher selbstverständliche Gewissheit sein wird, dass physikalische Theorien nämlich gerade nicht durch logische Schlüsse aus Protokollbüchern abgeleitet werden. Sie kommen - Pauli zufolge - vielmehr "durch ein vom empirischen Material inspiriertes Verstehen" zustande, welches er "als zur Deckung kommen von inneren Bildern mit äußeren Objekten und ihrem Verhalten" präzise beschrieben hat, wobei natürlich diese äußeren Objekte erst einmal selbst von der Wahrnehmung in Bilder umgewandelt werden müssen.

Übereinstimmen der Bilder

Bemerkt hatte Pauli dieses Zusammenpassen und Übereinstimmen von Bildern nicht nur im Verlauf seiner eigenen wissenschaftlichen Entdeckungen, sondern vor allem bei der historisch-kritischen Analyse der Werke und Argumente von Johannes Kepler, der sich im 17. Jahrhundert den heliozentrischen Vorschlag des Kopernikus zu eigen machte, indem er die Sonne endgültig in die Mitte der Welt setzte und die Erde um sie kreisen ließ. Das Studium der Schriften von Kepler lässt dabei erkennen, dass er diese kosmische Überzeugung nicht aus wissenschaftlich nachprüfbaren, sondern aus religiös motivierten Gründen gewonnen hat. Kepler besah den Himmel vor dem Hintergrund eines besonderen Bildes, das den dreifaltigen Gottes repräsentiert und von ihm selbst als Dreieinigkeit bzw. Trinität verstanden wurde. Für Kepler stellt die Trinität ein Urbild des Denkens dar, wobei er das lateinische Wort "archetypus" verwendet, das heute Eingang in die Psychologie gefunden hat und den Kreis zu Paulis eigenem Denken schließen wird.

Indem das heliozentrischen Weltbild das archetypische Bild der Trinität perfekt spiegelt bzw. repräsentiert, ist Kepler in der Lage, die Gesetze des Himmels zu erkennen. Er selbst hat sich im frühen 17. Jahrhundert schon in seinen ersten Schriften entsprechend geäußert und eine Erkenntnistheorie der Bilder formuliert: "Erkennen heißt, das sinnlich (äußerlich) Wahrgenommene mit den inneren Urbildern zusammenzubringen und ihre Übereinstimmung zu beurteilen, was [man] sehr schön ausgedrückt hat mit dem Wort, Erwachen' wie aus einem Schlaf. Wie nämlich das von außen Begegnende uns erinnern macht an das, was wir vorher wussten, so locken die Sinneserfahrungen, wenn sie erkannt werden, die intellektuellen und innen vorhandenen Gegebenheiten hervor, so dass sie dann in der Seele aufleuchten", wobei dieser zuletzt genannte Vorgang nur die Umschreibung Keplers für sein Glücksgefühl ist, das in diesem Zusammenhang auch als physikalischer Rausch beschrieben werden kann.

Begriffe aus Bildern

Die "innen vorhandenen Gegebenheiten" kennt die heutige Psychologie als präexistente innere Bilder, und die Befriedigung bzw. das Glücksgefühl, das sich mit der Bewusstwerdung einer neuen Einsicht einstellt, kann dadurch beschrieben werden, dass es zu einer Deckung dieser inneren Bilder mit denjenigen kommt, die von außen gekommen sind und nun in dieser Festlegung als Vorstufe der Begriffsbildung dienen können. In Paulis Worten: "Wenn man die vorbewusste Stufe der Begriffe analysiert, findet man immer Vorstellungen, die aus symbolischen' Bildern mit im allgemeinen starkem emotionalem Gehalt bestehen. Die Vorstufe des Denkens ist ein malendes Schauen dieser inneren Bilder, deren Ursprung nicht allgemein und nicht in erster Linie auf Sinneswahrnehmungen zurückgeführt werden kann. Die archaische Einstellung ist aber auch die notwendige Voraussetzung und die Quelle der wissenschaftlichen Einstellung. Zu einer vollständigen Erkenntnis gehört auch diejenige der Bilder, aus denen die rationalen Begriffe gewachsen sind."

Der Autor ist Professor für Wissenschaftsgeschichte in Konstanz.

Der Text ist die vom Autor gekürzte Fassung seines Vortrags beim Symposium "Dialog der Erkenntniskulturen" von 1. bis 3. Mai an der Universität Salzburg.