Die "Ameisentheorie": Von handelnden Dingen und Menschen in hybriden Netzwerken

Collage: Fraktal als bildliche Entsprechung für das heterogene Netzwerk, bestehend aus heterogenen Akteuren (Bild: Fedi/Wikipedia) mit  kämpfenden Ameisen, englisch ant/s, wie die Abkürzung der Akteur-Netzwerk-Theorie ANT: Ein Ameisenhaufen ergibt auch ein schönes Sinnbild für das Akteur-Netzwerk.  Bild: Kalyan Varma/Wikipedia). OK, die Aussage der Collage kommt ein bisschen wie Knüppel auf den Kopf, aber was solls ... :)

Die Akteur-Netzwerk-Theorie (ANT) entstammt der Wissenschafts- und Technikforschung und stellt die Beziehung zwischen Mensch und Technik in den Vordergrund. Für die ANT bestimmen nicht Wissenschaft und Technik den Menschen sondern umgekehrt: Der Mensch konstruiert die Maschinen nach seinem eigenen Vorbild. Dementsprechend behandelt die ANT Menschen und technische Apparate gleichsam als soziale Akteure. Ziel der Theorie ist es aber nicht Menschen als Objekte zu betrachten und Subjektivität auf Dinge zu übertragen, sondern ihre Trennung zu umgehen und vielmehr von einer Verflechtung beider auszugehen. Der französische Soziologe Bruno Latour (*1947), einer der Begründer und Hauptvertreter dieser Theorie, bezeichnet die Form, in der menschliche und nicht-menschliche Akteure zusammenwirken, als "Kollektiv".

"Es handelt sich dabei um Netzwerke von Artefakten, Dingen, Menschen, Zeichen, Normen, Organisationen, Texten und vielem mehr, die in Handlungsprogramme 'eingebunden' und zu hybriden Akteuren geworden sind. Die Hybride entfalten sich in einem Bereich zwischen Natur und Kultur, zwischen Objekt und Subjekt und bilden eine bis heute kaum theoretisch erfasste Form kommunikativer Ordnung [...]." (1)

Die ANT bricht klassische Dichotomien wie Natur/Kultur oder Subjekt/Objekt auf und setzt sie miteinander in Beziehung. Sie betrachtet die Sphären nicht als voneinander getrennt sondern als sich schon immer gegenseitig beeinflussend und miteinander verwoben. Insofern versteht sich die ANT auch als Kritik der Moderne, die die Welt in sich gegenüberliegende Bereiche eingeteilt und voneinander getrennt hat.

"Zeichen, Menschen, Institutionen, Normen, Theorien, Dinge und Artefakte bilden Mischwesen, techno-soziale-semiotische Hybride, die sich in dauernd verändernden Netzwerken selbst organisieren. Die Moderne hat durch Reinigungsverfahren aus diesem Realitätsmix Konstrukte wie Natur und Gesellschaft, Subjekt und Objekt herauspräpariert und zu Erklärungsgründen erhoben, wobei diese Konstrukte eigentlich das sind, was einer Erklärung bedarf." (2)

Ein zentraler Begriff der ANT ist der des "Akteurs" oder "Aktanten" – damit kann sowohl ein Mensch als auch ein nicht-menschliche Entität gemeint sein. Unter der Devise, die Dinge sprechen zu lassen, wird auch nicht-menschlichen Akteuren die Fähigkeit zu handeln zugesprochen. Ein Akteur definiert sich dabei aber nicht als Subjekt mit Selbstbewusstsein und freiem Willen: "Intentionalität, Freiheit und psychische Innerlichkeit [gelten] nicht mehr als notwendige Eigenschaften eines Akteurs". (3) Dieser Grundsatz betrifft sämtliche Akteure, also auch die menschlichen, und ebenet damit den Weg für ein verändertes Subjektverständnis. "Die ANT schafft Freiraum für ein neues Menschenbild und bietet zugleich Anschlussmöglichkeiten an eine Reihe von Theorien [...], welche das autonome rationale Subjekt der Moderne in Frage stellen." (4)

Aktuere selbst sind auch komplex, sie können im hybriden Netzwerk andere Identitäten, Funktionen und Rollen einnehmen. Ein Beispiel dafür ist das Netzwerk von Schusswaffe und Mensch. Die Behauptung "Schusswaffen töten Menschen" ist materialistisch und technikdeterministisch. Die Aussage "Menschen töten Menschen, nicht Schusswaffen" ist dagegen sozialdeterministisch, da sie davon ausgeht, das alle Handlung vom Menschen ausgeht und die Schusswaffe nicht zur Handlung beiträgt. Von diesen beiden Sichtweisen distanziert sich die ANT, da sie das hybride und heterogene Wesen der Akteure nicht mitdenken. Die Waffe für sich genommen tötet noch nicht von selbst und der Mensch ohne Waffe will vielleicht nur verletzen. Der Mensch mit der Waffe in der Hand beziehungsweise die Waffe in der Hand des Menschen, werden aber zu etwas transformiert, das die Absicht hat zu töten.

"Der menschliche Akteur verschmilzt mit der Waffe und wird zu einem anderen Akteur, einem 'Waffen-Menschen' oder einer 'Menschen-Waffe'. Die Übersetzung ist symmetrisch, denn der Mensch ist ein anderer mit der Waffe in der Hand und die Waffe ist eine andere in der Hand des Menschen." (5)

Nicht nur des Netzwerk ist heterogen, auch die Akteure, die in dem Netzwerk miteinander veränderliche Bindungen eingehen, sind es, weshalb Belliger und Krieger in ihrer Einführung zur ANThology, auf die ich mich in diesem Eintrag beziehe, auch das Bild des Fraktals evozieren. (Ein Fraktal, auch Mandelbrot oder Apfelmännchen genannt, ist ein geometrisches Gebilde, das aus vielen verkleinerten Kopien seiner selbst besteht.)

Ein spannende Theorie, die sich für mein Vorhaben sehr schön anwenden lässt. Das geht natürlich noch weiter in die Tiefe, schließt an die Semiotik/Saussure und die Systemtheorie/Luhmann an. Aber der Grundgedanke gefällt mir...

(1) Belliger, Andréa; Krieger, David J. (2006): Einführung in die Akteur-Netzwerk-Theorie. In: Belliger, Andréa; Krieger, David J. (Hg.): ANThology. Ein einführendes Handbuch zur Akteur-Netzwerk-Theorie. Bielefeld: transcript Verlag, S. 13–47, hier S. 15

(2) Ebd.: S. 23

(3) Ebd.: S. 35

(4) Ebd.: S. 35

(5) Ebd.: S. 42

Experimentalsysteme als Zukunftsmaschinen

www.nichtlustig.de

Im Jahr 1999 trafen sich Wissenschaftler aus verschiedenen Fachrichtungen, um über die Perspektiven einer kulturwissenschaftlich orientierten Wissenschaftsgeschichte zu sprechen. Initiiert wurde dieser Workshop vom Max-Planck-Institut für Wissenschaftsgeschichte, namentlich Hans-Jörg Rheinberger, Henning Schmidgen und Sven Dierig. In seinem einführenden Vortrag stellt Henning Schmidgen die Praxis des Experimentierens ins Zentrum einer neu verstandenen Wissenschaftsgeschichte, die sich von den Praktiken ausgehend den historischen Kontext erschließen will.

"Es geht uns um eine an den Versuchsanordnungen, an den 'Experimentalsystemen' (Rheinberger) orientierte  Wissenschaftsgeschichte, die diese Systeme im Kontext ihrer materiellen und semiotischen Kultur situiert und davon ausgehend das kulturelle Feld insgesamt neu aufrollt, es gleichsam neu kartographiert." [PDF, S. 12f.]

Der Fokus in dieser Art der Wissenschaftsgeschichtsschreibung liegt nicht auf einer Person, Institution, Idee oder einem Diskurs, sondern konzentriert sich auf das konkrete Experiment, bzw. Experimentalsystem. System deshalb, weil im Experiment an sich schon immer verschiedene Komponenten zusammenwirken. Schmidgen spricht in Anlehnung an die Soziologie von einem Zusammenwirken von Aktanten, also menschlichen und nicht-menschlichen Handelnden, wie

"technischem Personal, Diplomanden und Doktoranden, ständigen Wissenschaftlern; einer Vielzahl von Meß- und Manipulationsgeräten, speziellen Ausrüstungen, Rechenanlagen; einem System zur Bereitstellung von Verbrauchsmaterial und nicht zuletzt einer entsprechenden Laborarchitektur." [PDF, S.16f.]

In Anlehnung an den Physiologen François Jacobs definiert Schmidgen das Experimentalsystem als "Zukunftsmaschine", da es nicht nur einen technischen Ablauf stabil reproduziert, sondern zusätzlich etwas Neues hervorbringt beziehungsweise so konstruiert ist, dass es durchlässig genug ist für das Unvorhergesehene. Stabilität und Permeabilität sind also zwei wesentliche Merkmale eines Experimentalsystems.

Entsprechend diesem Ansatz betrachte ich den Myographen auch als ein System, in dem verschiedene Komponenten bzw. Aktanten, anorganisches und organisches Material  zusammenwirken. All diese "Teilnehmer" generieren im Ensemble neue Zeichen, wissenschaftliche Erkenntnisse, die im Falle des Myographen sprichwörtlich in Form der Muskelzuckungskurven "aufgeschrieben" werden. Aber der Schreibende ist eben nicht mehr ein einzelnes Subjekt,

"sondern jenes Gefüge von Mensch, Tier und Maschine, bei dem die semiotische Tätigkeit in variabler Weise von einem oder mehreren der humanen bzw. nonhumanen Aktanten ausgeübt werden kann. So wird von ihnen mit an einer Graphosphäre gearbeitet, die sich an die Mechanosphäre der Versuchsaufbauten anlagert." [PDF, S. 20]

Unsortierte Gedanken zu historischen Vorstellung über die Seele/Geist/Lebenskraft

„Das Descartsche Modell für den ‚Lebensgeist‘: Hält ein Mann seinen Fuß zu nah am Feuer (A), dringt die Energie durch die Haut (B) ein. Eine dünne Leitung (c) gerät dadurch in Bewegung. So gelangt die Information zu dem ‚Lebensgeist‘ (F), der im Gehirn lokalisiert ist.“ Zitiert nach: Miketta, Gaby (1991): Netzwerk Mensch. Psychoneuroimmunologie: Den Verbindungen von Körper und Seele auf der Spur. Eine neue Wissenschaft revolutioniert unser Weltbild. Stuttgart: Georg Thieme Verlag. S. 13 (Fußnote)

Jetzt placken sich die Denker seit der Antike damit ab, das was wir "Seele" nennen (und damit durch die Jahre auch Geist, Bewusstsein, Denken, Unbewusstes, Vernunft, Emotionen usw. meinen), näher zu bestimmen und dann kommen die Materialisten und sagen: Interessiert uns nicht! Schluss mit der Metaphysik, es ist müßig, über etwas zu sprechen, das sich nicht im Experiment nachweisen lässt. Obwohl man bedenken muss, dass der Begriff der Seele in der Geschichte viele verschiedene Zuschreibungen erfahren hat, er wurde immer wieder umgedeutet und bezeichnete aber immer etwas Unsichtbares und Ungreifbares, das die Existenz des Menschen bestimmt. Helmholtz' Lehrer, der bekannte Physiologe Johannes Müller, war lange Zeit ein Vertreter des Vitalismus. Der Vitalismus trennte zwischen dem Organischen und Anorganischen, wobei angenommen wurde, dass das Organische von einer Lebenskraft oder vis vitalis durchflossen sei. Man könnte diese Lebenskraft mit dem sogenannten "Qi" in der fernöstlichen Lehre vergleichen. Galvani glaubte ja noch bei seinen Experimenten, bei denen er Frösche mit Stromstößen traktierte, diese Lebenskraft gefunden zu haben. Das Nervensystem ist das Bindeglied, denn im Gehirn wurde schon in der Antike der Sitz der Seele vermutet. Zwar glaubte Aristoteles, dieser Sitz müsste das Herz sein - diese Annahme hielt sich lange und ist bis heute als Metapher zu finden - jedoch Hippokrates und Galen und bereits 120 Jahre vorher Alkmaeon vermuteten selbiges in der grauen Masse. Im 17. Jahrhundert griff Descartes diese Denktradition auf und schrieb der Zirbeldrüse seelische Qualität zu. Das Nervensystem war im 16. Jahrhundert zwar schon bekannt, aber Descartes stellte es sich wie ein Rohrleitungssystem vor, durch den der Geist strömte. Diese Vorstellung hat er in der obigen Abbildung skizziert. Fortsetzung folgt...

Helmholtz-Biographien: Fast neues Buch vs. alt und online

Noch zwei Literaturtipps zu Helmholtz-Biographien:

1. Meulders, Michel: Helmholtz. From nlightenment to Neuroscience (2001), Englische Fassung von 2010. Ist eigentlich mehr als eine Biographie, weil Meulders auch einige von Helmholtz Experimenten und Erfindungen unter die Lupe nimmt. Außerdem streut er nette Anekdoten ein, das Lesen macht also auch noch Spaß ;). Erster Leseeindruck: Empfehlenswert! (Danke für den Buchtipp an Antorot)

2. Die gute Helmholtz-Bio von Leo Koenigsberger, einem Freund von Helmholtz. Alle drei Bände aus den Jahre 1902-1903 stehen als PDF zum Download zur Verfügung, großartig!

Myograph in action: Der Ablauf des Versuchs

Bevor der gesamte Versuch starten kann, muss auf dem Zylinder noch deine Markierung, die dem Augenblick der Reizung entspricht, gesetzt werden.

„Zu dem Ende lässt man den Zeichenstift sich an den Cylinder anlegen, und dreht die Schwungscheibe ganz langsam, bis ihr Daumen den Hebel […] berührt. So lange hat der Stift einen horizontale Linie gezeichnet; in dem Augenblicke der Berührung aber löst sich der inducierte Strom aus, der Muskel zuckt und diese Zuckung entspricht auf dem Cylinder eine einfache Verticallinie […]. Es ist klar, dass diese Verticallinie an der Stelle gezeichnet wird, wo der Stift in dem Augenblicke des Zusammenstosses von Hebel und Daumen, d.h. Im Augenblicke der Reizung steht.“¹

Sobald der Vorsprung der Schwungscheibe sich also auf Höhe des Hebelarms befindet, zeigt die Zeichenspitze auch immer auf die gesetzte Markierung auf dem Zeichenzylinder. Nachdem die Markierung gesetzt wurde kann der Versuch starten. Dazu wird der Stahlstab herunter gedrückt, was zur Folge hat, dass der Zeichenstift den Zylinder nicht berührt und dass der Hebel nicht vom Vorsprung der Schwungscheibe getroffen werden kann. In dieser Haltung wird das Uhrwerk gestartet. Ob die richtige Geschwindigkeit erreicht ist, kann über die Position der Pendelkugeln festgestellt werden. „Sobald man bemerkt, dass die Schwungkugeln sich zu trennen anfangen, kann die Zeichnung ausgeführt werden.“² Nun lässt man den Stahlstab los, worauf sich das Brettchen samt Hebel senkt und der Zeichenstift anlegt. „Nun geht der Daumen nicht mehr an dem Hebel vorüber, sondern trifft ihn, wirft ihn um und bewirkt dadurch die Zuckung, deren Verlauf auf dem Cylinder sich aufzeichnet.“³ Der Hebel ist also so montiert, dass er bei Berührung mit dem Vorsprung der Schwungscheibe umkippt, sodass bei einer erneuten Drehung kein weiterer Stromstoß ausgelöst wird. Ein Versuch impliziert also einen Stromstoß und dabei wird auch nur eine einzige Zuckungskurve aufgezeichnet.

Helmholtz wollte in seinen Versuchen nun aber Messungen von verschiedenen Enden des am Muskel befindlichen Nervens anstellen. Dazu führte er jeweils zwei Kurven übereinander aus: die eine von der dem Muskel nähere stehenden Nervenstelle und die andere von der entfernteren Nervenstelle. Um die beiden Kurven später voneinander unterscheiden zu können, zeichnete er in die Rußschicht mit einer Starnadel gekrümmte Häkchen „so an den auf- und absteigenden Theil der ersten Curve, dass sie von der zweiten abgewendet standen.“⁴

Um die Kurven auf der Rußschicht des Zylinders aufbewahren zu können, wird der Zylinder aus der Appartur entnommen und auf einer „angehauchten Fischleimplatte […] von der Art, wie sie die Kupferstecher zum Copiren der Zeichnungen gebrauchen“⁵ abgerollt. Beim Abrollen bleibt der Ruß auf der klebrigen Leimplatte haften, wobei die freigekratzen Kurvenspuren ausgespart bleiben. Der Abdruck auf der Leimplatte zeigt die Kurven nun aber gespiegelt. Deshalb wird von der berußten Seite des Leimblatts ein weiterer Abdruck auf einem nassen weißen Blatt Papier angefertigt. „Die Curven erscheinen dann weiss auf schwarzem Grunde, und sind sehr deutlich sichtbar.“⁶

Mit der graphischen Methode kann Helmholtz also leicht zwei Kurven, mit jeweils unterschiedlich vom Muskeln entfernten, gereizten Nervenstellen, direkt miteinander vergleichen. Das ist ein entscheidender Vorteil gegenüber der Pouilletschen Messmethode, die er bei seinen ersten Versuchen angewendet hatte.

„Der grosse Vortheil der beschrieben Methode besteht darin, dass man in jeder einzelnen Zeichnung zweier zusammengehöriger Curven unmittelbar aus ihrer Gestalt erkennen kann, ob der Muskel in beiden Fällen gleichmäßig gearbeitet habe, während wir dasselbe bei der electromagnetischen Zeitmessungsmethode nur aus einer langen Reihe von Einzelversuchen entnehmen konnten.“⁷

Die Versuche zur Fortpflanzungsgeschwindigkeit eines Reizes im Nerven mit dem Myographen bestätigte die Ergebnisse aus den ersten elektromagnetischen Versuchen, obwohl sich der horizontale Abstand der beiden Kurven nicht mit sehr großer Genauigkeit messen ließ. Bei einem Kurvenpaar beträgt dieser Abstand zum Beispiel einen Millimeter. Bei einem Zylinderumfang von 85, 7 mm und sechsfacher Drehung desselben pro Sekunde beträgt die Länge der Abszisse für eine Sekunde das Sechsfache des Zylinderumfangs, also 514,2 Millimeter.

„Die Länge von 1^mm entspricht also ¹/_514,2 Sekunde. Die Länge der Nervenleitung war 53^mm; daraus folgt die Fortpflanzungsgeschwindigkeit von 27,25 Metern in der Sekunde. Der wahrscheinlichste Werth aus den früheren Versuchen war 26, 4 Meter.“⁸

Helmholtz' Lehrer, der Physiologe Johannes Müller, glaubte, die Nerven würden Reize mit Lichtgeschwindigkeit transportieren (300 Mio. Meter pro Sekunde). Diese Annahme konnte Helmholtz mit seinen Experimenten eindeutig widerlegen. Im Vergleich zur Lichtgeschwindigkeit schleichen die Reize förmlich im Schneckentempo durch die Nerven. Diese Erkenntnis wirft natürlich weitere Fragen rund um die Wahrnehmung und das Bewusstsein auf, und Helmholtz hatte ja auch noch ähnliche Versuche am Menschen angestellt, wo er die Reaktionszeit testete. Eventuell werde ich noch darauf kurz eingehen könne, aber vielleicht sprengt das auch den Rahmen meiner Arbeit. Wir werden sehen...

1) Helmholtz 1852 – Messungen über Fortpflanzungsgeschwindigkeit der Reizung, S. 209f.

2) Ebd.: S. 210

3) Ebd.: S. 210

4) Ebd.: S. 210f.

5) Ebd.: S. 211

6) Ebd.: S. 211

7) Ebd.: S. 215

8) Ebd.: S. 216

Wie bau ich mir einen Myographen, Teil 4: Rechtzeitiger Stromschlag

Genau wie bei seinen ersten Messversuchen mit Pouillets Methode steht Helmholtz auch beim Myographen vor der Schwierigkeit, die Aufzeichnung synchron mit dem elektrischen Reiz starten zu lassen. Dazu hat er wieder eine kleiner Apparatur gebaut, die diese Anforderungen erfüllen soll. Die Vorrichtung besteht aus einem beweglichen Brettchen, an dem ein Stahlstab befestigt ist, der per Hand die Position des Brettchens wie beim Kippen einer Wippe ändern kann. Der Grad der Änderung wird durch zwei verschieden hohe Stahlschrauben unter dem Brettchen beschränkt. Auf der oberen Seite des Brettchens ist eine drehbare Achse eingesetzt, die durch zwei Metallplatten gehalten wird. An dem der Schwungscheibe zugewandten Ende der Achse ist ein senkrechter Hebelarm befestigt. Sein oberes Ende ist in Richtung des Scheibenrands gebogen und kann von einem Vorsprung dieses Randes getroffen werden, sofern das entsprechende Ende des beweglichen Brettchens auf der höher eingestellten vorderen Stahlschraube ruht. Eine Feder unterhalb des Brettchens bewirkt, dass das Brettchen der Stellung zugeneigt ist, bei der der Vorsprung der Drehscheibe den Hebelarm trifft. Wird durch Herunterdrücken des Stahlstabes dagegen des hintere Ende des Brettchens auf die niedrigere hintere Schraube gedrückt, geht der Vorsprung der Schwungscheibe ohne Berührung an dem gebogenen Hebelarm vorbei. In der Achse, die mit diesem Hebelarm verbunden ist, befinden sich zwei Drahtklemmen mit Kupferdrähten. Die amalgamierte Spitze des einen ist in ein Quecksilbernäpfchen eingetaucht und die Platinspitze des anderen ruht auf einem Platinblättchen. Durch ein leichtes Übergewicht der Achse steht die Platinspitze mit dem Platinblättchen stets im Kontakt. Das Platinblättchen steht über einen Draht und eine Klemme außerdem mit einem weiteren Quecksilbernäpfchen unterhalb des Brettchens in leitender Verbindung. Diese leitende Verbindung wird jedoch in dem Augenblick unterbrochen, wenn der Vorsprung der Schwungscheibe gegen den Hebelarm stößt. Durch die Quecksilbernäpfe

„wird der Strom eines Daniell'schen Elements geleitet, in dessen Kreis gleichzeitig eine Drahtspirale No. 1 eingeschaltet ist. Diese liegt in einer zweiten solchen Spirale No. 2, deren Enden mit dem Nerven in Verbindung gesetzt sind. In dem Moment also, wo der Daumen [i.e. der Vorsprung der Schwungscheibe, Anm. F.R.] […] gegen den Hebel […] stößt, wird der Strom in No. 1 unterbrochen, und dadurch in No. 2 ein inducierter Strom erregt, welcher den Nerven durchfährt. […] Der Moment des Stoßes fällt also genau mit dem Moment der Nervenreizung zusammen.“¹

Der Stahlstab, der die Achse und den Hebelarm trägt, ist über eine Schnur außerdem mit der zeichnenenden Spitze verbunden: er „dient dazu den Zeichenstift so lange von dem Zylinder entfernt zu halten, bis die Zeichnung ausgeführt werden soll.“² Durch Drehung des Stahlstabes wickelt sich die Schnur auf denselben und so kann der entsprechende Abstand der Spitze vom Zeichenzylinder eingestellt werden. Die Apparatur ist so eingestellt, dass der Stift bei jeder Aufzeichnung an derselben Stelle des Zylinders startet, sodass mehrere sich überlagernde Kurvenzeichnungen mögliche sind.

1) Helmholtz 1852 – Messungen über Fortpflanzungsgeschwindigkeit der Reizung, S. 208

2) Ebd.: S. 209

Wie bau ich mir einen Myographen, Teil 3: Uhrwerk, Pendel und Schwungscheibe

Das Uhrwerk sollte den Zeichenzylinder eigentlich in eine gleichförmige Drehgeschwindigkeit versetzen. Die Schwierigkeit lag nun gerade darin zu gewährleisten, das Uhrwerk und letztendlich den Zylinder permanent gleichförmig drehen zu lassen – eine Aufgabe, die

„streng zu lösen, […] der praktischen Mechanik bisher noch nicht gelungen ist. So vollkommen man die Uhrwerke mit springendem Gange herzustellen weiss, so wenig ist das bei denen der Fall, welche sich ununterbrochen gleichförmig drehen sollen.“¹

Gewöhnlich wird ein Kegelpendel mit entsprechendem Gewicht an den Enden als Regulator des Ganges eingesetzt. Angeregt durch das Uhrwerk vollführt das Kegelpendel eine Kreisbewegung um die vertikale Achse. Je nach Größe und Richtung des ersten Anstoßes jedoch kann das Pendel

„bald Kreise, bald Ellipsen um die Verticale beschreiben, und wenn dies letztere der Fall ist, so dreht es sich, und mit ihm das ganze Uhrwerk, schneller in den Punkten der Bahn, wo es der Verticalen näher, als in denen, wo es ihr ferner ist.“²

Das bedeutet, die Drehungsgeschwindigkeit ist Schwankungen ausgesetzt, die sich direkt auf die Messkurve auswirken. Beim Kymographen spielten diese Schwankungen kaum eine Rolle, da eine Umdrehung des Zylinders vielen Umdrehungen des Kegelpendels entsprach.³ Bei Helmholtz Myographen ist das anders: hier dreht sich der zu beschreibende Zylinder sechs Mal pro Sekunde und das Kegelpendel, wie ich noch genauer ausführen werde, ungefähr ein Mal pro Sekunde.

„Bei einem elliptisch schwingenden Kegelpendel von einer Sekunde Umlauf würden also die ganzen Umlaufszeiten des Cylinders abwechselnd größer und kleiner werden. Unsere Versuche bedingen aber, dass die Drehungsgeschwindigkeit des Cylinders nicht um ¹/₁₀₀ ihres ganzen Werthes variiere.“⁴

Für die Zwecke im Myographen, wo kleinste Zeiteinheiten gemessen werden sollen, was eine extreme Genauigkeit erfordert, werden diese Schwankungen also zum Problem. Außerdem ist es nicht möglich bei so kleinen Abweichungen, den Übergang des Kegelpendels von der Kreisbewegung zur elliptischen Bewegung – und umgekehrt – zu erkennen und zu verhindern. Aber gerade weil die zu messenden Zeiträume sehr klein sind, sieht Helmholtz eine Chance die Messungen immer zwischen den Schwankungen durchzuführen, wenn die Drehung gerade eine stabile Phase durchläuft. Bedingung wäre, dass die Schwankungen nur langsam vor sich gehen würden.

„Wenn also die Drehungsgeschwindigkeit des Uhrwerks langsame Schwankungen ihrer Größe zeigt, so brauchen wir das nicht zu fürchten, falls wir nur die Zeitpunkte erkennen können, wo sie den genau geforderten Werth hat.“⁵

Um die Veränderungen der Geschwindigkeit zu verlangsamen, integriert Helmholtz in seine Apparatur

„eine schwere, mit Blei ausgegossene Schwungscheibe […] von einem Pfunde Gewicht. Bei dem großen Beharrungsvermögen dieser Scheibe ändert sich die Geschwindigkeit ihrer Drehung nur sehr langsam, wenn die treibenden Kräfte des Uhrwerks etwas grösser oder kleiner werden.“⁶

Die Schwungscheibe ist mittig an der Achse befestigt, die an ihrem unteren Ende durch das Uhrwerk angetrieben wird und am oberen Ende den Zeichenzylinder trägt. Am unteren Ende der Schwungscheibe laufen zwei drehbare Flügel in einer kreisförmigen und mit Öl gefüllten Rinne. Die in der Höhe verstellbare Rinne und die beweglichen Flügel dienen der Regulierung der Uhrwerksgeschwindigkeit.

„Durch die verschiedene Stellung der Flügel […] und der Rinne kann der Widerstand, welchen das Oel der Bewegung der Flügel entgegensetzt, und dadurch auch die Geschwindigkeit des Uhrwerks innerhalb ziemlich weiter Grenzen beliebig geändert und regulirt werden.“⁷

Das Kegelpendel kann zwar nicht mehr als Gangregulator eingesetzt werden, jedoch kann es durchaus als Mittel dienen, nun die Größe der Umdrehungsgeschwindigkeit zu erkennen. Die beiden Schwungkugeln des Pendels hängen an einer Achse, die durch ein 48 Zähne zählendes Zahnrad gedreht wird. Dieses Zahnrad steht mit dem restlichen Uhrwerk samt treibenden Gewichts in Verbindung und greift gleichsam in das 12-zahnige Rad der Achse ein, welche die Schwungscheibe und den Zylinder antreibt. Wir wissen bereits, dass diese Achse, die den Zeichenzylinder trägt, sich sechs Mal pro Sekunde drehen soll. Das bedeutet, dass das Zahnrad mit den 48 Zähnen, an dem das Pendel hängt, sich vier Mal so langsam bewegt, also 1,5 Mal pro Sekunde. Anhand der Umdrehungszeit, der Schwerkraft und des Winkels, in dem die ruhenden Kugeln stehen, kann Helmholtz die nötige Länge der Pendel errechnen und entsprechend einstellen. Aus der Berechnung geht auch die optimale Position der Kugeln für die Messphasen hervor.

„Wählt man […] zur Anstellung der Versuche solche Zeiträume, wo die Kugeln weniger als ihren Halbmesser Distanz zwischen sich lassen, so ist man sicher, dass die Drehungsgeschwindigkeit bei den verschiedenen Versuchen nicht um ¹/₄₀₀ ihres Werthes variirt hat.“⁸

Das heißt also, das Helmholtz, nachdem er das Uhrwerk in Gang gesetzt hat, über die Position der sich drehenden Pendelkugeln den günstigen Moment für eine stabile Messung erkennen kann, nämlich genau dann, wenn der Abstand zwischen beiden Kugeln weniger als die Hälfte ihres Radius beträgt. Die Schwungscheibe mit ihrem Gewicht dient dabei zur Verlangsamung der Änderung der Geschwindigkeitsschwankungen, sodass jede Änderung der Geschwindigkeit mit Verzögerung eintritt und Helmholtz genügend Zeit hat, seine Aufzeichnung durchzuführen.

Helmholtz baute im Übrigen die Apparatsteile nicht ohne fremde Hilfe, im Gegenteil: er beauftragte für die genaue Ausarbeitung aller Teile einen ortsansässigen Mechaniker. Der für die Aufzeichnung verwendete Zylinder ist „von dem hiesigen Mechanikus Herrn Rekoss, der auch die übrigen Theile des Apparats gebaut hat, äusserst genau cylindrisch aus Glas geschliffen worden.“⁹ Vor seiner Benutzung wird der Zylinder mittels einer Lichtflamme mit einer leichten Rußschicht versehen, in die später die zeichnende Spitze die Zuckungskurve kratzt.

Dieser Part war eigentlich der komplizierteste, ich hoffe, alles richtig verstanden zu haben. Als Kulturwissenschaftlerin ist es in diesem Fall von Vorteil, einen Elektroingenieur in der Familie zu haben, der sich gerne stundenlang über die Funktion  elektromechanischer Bauwerke unterhält, und das beim Frühstück! Danke Papa :)

Ach ja, Kommentare sind erwünscht! Ich freue mich, wenn jemand etwas zu bemerken hat.  :)

1) Helmholtz 1852 – Messungen über Fortpflanzungsgeschwindigkeit der Reizung, S. 202

2) Ebd.: S. 203

3) Vgl. Ebd.: S. 203

4) Ebd.: S. 203

5) Ebd.: S. 204

6) Ebd.: S. 204

7) Ebd.: S. 205

8) Ebd.: S. 206

9) Ebd.: S. 206