Ein Steinbock.
Von dem Einhorn.
Nobelpreisträger bis Sextaner folgen dem naturwissenschaftlichen Gedankengang und bilden ihn zumindest teilweise in ihren Arbeiten (Originalarbeit in einer Fachzeitschrift bis hin zur einfachen Hausaufgabe) ab.
Dem, was sie tun oder gedanklich nachvollziehen
Fragestellung, Hypothesenbildung, Entwurf eines Experiments, Versuchsaufbau, genaues Beobachten, Messen, Daten erfassen, Ergebnisse graphisch darstellen, beschreiben, Artikel abfassen, Folgerungen ziehen, Befunde deuten, Theorien veranschaulichen, ...
liegen fast immer Bilder und Modellvorstellungen zugrunde.
Tierbilder
Am Anfang stellten Bilder von Pflanzen und Tieren ein Abbild dar. Es sollte die Existenz und das Aussehen der Allgemeinheit zur Kenntnis bringen. Schon die ersten Autoren bemühten sich um genaue Beschreibungen und Illustrationen. Da die Verfasser aber auch Vollständigkeit anstrebten, nahmen sie auch Tiere auf, die sie nicht selbst gesehen hatten; man denke auch an Dürers Nashorn.
Ein Steinbock. |
Von dem Einhorn. |
Maria Sibylla Merians Darstellung der Lebenszyklen von Insekten auf ihrer Wirtspflanze beeinflusste auch Naturwissenschaftler, sollte aber in erster Linie „Göttliche Wunder“ vorstellen – wie der Titel auch schon andeutet.
 Korallenbaum und Augenspinner |
Bei wissenschaftlichen Abbildungen geht es um die Einheit von Struktur und Funktion – d.h. es soll eine Erkenntnis bewiesen, vermittelt oder veranschaulicht werden. Gesners Texte waren, bis auf die Nennung des Tiernamens, nicht notwendige Ergänzungen. Das ist bei Bildern aus Wissenschaft und Technik ganz anders – ohne Erläuterungen sind sie unverständlich.
 Thermoaufnahme von Königspinguinen |
Elektromagnetische Wellen mit einer Wellenlänge zwischen 400 und 700 nm werden vom menschlichen Auge wahrgenommen („sichtbares Licht“). Um die anderen Teile des elektromagnetischen Spektrums sichtbar zu machen, müssen sie ins visuelle Spektrum verschoben oder übersetzt werden.
Das Bild der Königspinguine ist ein nachträglich gefärbtes Bild, das mit einer Infrarotkamera aufgenommen wurde. Warme Bereiche wurden am Computer rötlich, kalte bläulich eingefärbt. Durch diese Verschiebung sehen wir etwas, das wir mit bloßem Auge nicht beobachten können.
Ohne die Kenntnis der Methode und der Farbcodierung kann man nichts Sinnvolles erkennen. Es wurde nur ein kleiner Aspekt des Tieres untersucht.
Es gibt heute ein ständig wachsendes Arsenal der unterschiedlichsten Untersuchungs- und Darstellungsmöglichkeiten. In Andreas Beyer, Markus Lohoff (Hrsg.): Bild und Erkenntnis, Aachen 2005 umfasst allein das Glossar der Visualisierungstechniken 69 Seiten.
Die Abbildungen enthalten in wechselnden Anteilen Spuren des Wirklichen, wissenschaftliche Hypothesen und künstlerische Vorstellungen. Genau genommen wird nichts abgebildet sondern etwas konstruiert. Es geht naturgemäß immer um den Einzelfall, Ziel ist es aber „dem Übermaß der Erscheinungen durch die Ökonomie ihrer Erklärungen entgegenzutreten“ (Hans Blumenberg). Von dieser Art der Abbildung zu Modellvorstellungen ist es nur ein kleiner Schritt. Da Modelle häufig nur einen einzigen Aspekt verdeutlichen, sind sie zwangsläufig „einseitig“. Sie sind kein „Bild“, sondern die Verdichtung einer Idee. „Da die Natur chaotisch und fast unendlich vielfältig ist, bedeutet die Suche nach Mustern so viel wie Reduktionismus: Komplexe Lebewesen und Systeme müssen auf ein Schattenbild ihrer selbst reduziert werden." (David Quammen)
Mikroskopische Bilder
„Aber das Fernrohr war eine Kuriosität, bevor es in der Hand Galileis zum Instrument der curiositas wurde.“
Hans Blumenberg: Das Fernrohr und die Ohnmacht der Wahrheit
Die Lupe, „das Flohglas“, erschließt vorher nicht gesehene Einzelheiten, das Bild fügt sich aber ohne Bruch an die Welt des bloßen Auges an. Sie wurde am Anfang auch kaum zu wissenschaftlichen Untersuchungen genutzt.
 Floh |
Sie wurde von dem Amateur Antoni van Leeuwenhoek zum „Mikroskop“ weiterentwickelt und für eine Fülle unsystematischer Untersuchungen genutzt. Er machte erstaunliche Entdeckungen, die unverbunden nebeneinander standen.
Mit dem zusammengesetzten Mikroskop gewonnene Bilder sind für den Laien schwer zu interpretieren. Zu dem „flachen“ Bild muss man immer noch die dritte Dimension hinzudenken; die Bedeutung der einzelnen Linien erschließt sich auch erst nach einiger Übung. Bei Bildern von Pflanzenzellen kommt hinzu, dass es sich für fast alle Schüler und auch Erwachsenen um ein „unbekanntes Wesen“ handelt. Viele sind überrascht, dass Pflanzen Lebewesen sind.
 Gefäßbündel aus einem Malvenblatt |
Die äußeren Parenchymzellen sind unregelmäßige 14- bis 20-Flächner, die dickwandigen Xylemzellen der Mitte sind quergeschnittene Röhren. Ohne Maßstabsangabe ist auch diese Vorstellung unvollständig.
 Ausschnitt aus einer Leberzelle der Ratte |
Ein elektronenmikroskopisches Bild ist ohne Kenntnis des Präparations- und Aufnahmeverfahrens kaum zu interpretieren. Da jede Linie eine Membran wiedergibt, wären Vorstellungen zum molekularen Membranaufbau hilfreich für das Verständnis. Der „Schnappschuss“ (Präparat im Hochvakuum) ist Ausschnitt eines dynamischen Vorgangs.
Die konfokale Fluoreszenzmikroskopie erlaubt, mit Farbstoff markierte Moleküle sichtbar zu machen und zu verfolgen.
 Kernteilungsstadium |
Der Mensch
Poseidon |
Muskeln |
Die Bronzestatue zeigt einen Körper, der der griechischen Idealvorstellung entspricht. Bilder in der anatomischen Forschung und Lehre versuchen durch Abstraktion ein Normbild, beziehungsweise das Bild eines „Norm-Menschen“ zu entwickeln. Andreas Vesalius (De Humani Corporis Fabrica, Basel 1543) stellte den Einzelmenschen in der Seziersituation dar, weil er damit zeigen wollte, dass er selbst die Untersuchungen durchgeführt und nicht wie damals üblich unbesehen übernommen hat. Sein Wissen stammte wörtlich „aus erster Hand“. So gesehen ist Gunther von Hagens mit seinen Körperwelten keinen Schritt weiter gekommen. Berücksichtigt man, dass Vesalius die Funktion der Organe so weit wie ihm möglich behandelt hat, sind die statischen Toten ein Rückschritt.
Die Anatomiebücher der späteren Zeit wurde eine Form der Illustration entwickelt, die ausschließlich der Informationsvermittlung diente („Nicht-Stil“). Alle Abbildungen waren von Technik und Stil her einheitlich und zeigten meist nur die behandelten Körperteile. Es ging darum die Körperteile zu benennen.
Den Übergang zwischen den Darstellungen bildet
J.M. Bourgery und N.H. Jacob: Traité complet de l`anatomie de l`home
Paris 1831 bis 1854
Die statische Betrachtung herrschte lange, zu lange vor. Sie hatte zur Folge, dass das Medizinstudium in nebeneinander stehende Blöcke aufgeteilt wurde. Eine Verbindung von Struktur und Funktion ließ lange auf sich warten. – Sie fand, selbstverständlich möchte man sagen, in Amerika mit dem legendären „Netter“ statt. Frank H. Netter war von Anfang an ganzheitlich ausgerichtet: Das erste Bild zeigt den kranken Patienten mit seinen Problemen in seiner normalen Umgebung, weitere Illustrationen führen von äußeren zu inneren Strukturen, von Organabbildungen über histologische und cytologische Befunde mit elektronenmikroskopischen Aufnahmen, immer begleitet von Darstellungen der Untersuchungsmethoden mit den dazugehörenden Instrumenten und Geräten, zur Physiologie und ihrer möglichen Fehlfunktionen.
In der Neurowissenschaft hat man durch die Entwicklung neuer bildgebender Verfahren Struktur und Funktionsweise eng verknüpft. Die Positronen-Emissions-Tomographie (PET) und die funktionelle Magnet-Resonanz-Tomographie (fMRT) sind in der Lage, Funktionszustände des Gehirns während kognitiver Leistungen abzubilden. Die eingesetzten Geräte stellen lediglich Datensätze bereit, die mit einem Computerprogramm auf die Gehirnanatomie bezogen werden. Es wird ein Gehirnschnitt mit Aktivitätsmustern konstruiert.
 Aktivitätsmuster eines männlichen Gehirns beim Lesen |
Auch in der Medizin führte der Weg wieder von der ganzheitlichen, ungerichteten Anschauung zur (Teil-) Funktion. Sie muss in das System Lebewesen eingebunden werden.
In den drei Abschnitten stand am Ende jeweils eine Abbildung, die über die Möglichkeiten unserer Sinnesorgane hinausgeht und neben der Struktur einen Funktionszustand verdeutlicht.
Man sollte immer bedenken, dass die naturwissenschaftliche Abbildung selten Selbstzweck ist, sondern eine Aufgabe erfüllen soll.
Es gibt drei wissenschaftliche Arbeitsweisen der Biologie
- sammeln, klassifizieren, ordnen,...
- mit Experimenten Hypothesen überprüfen
- Vorhersagen mit Hilfe des Aktualitätsprinzips
Sammelobjekte sind statisch. Ihre Illustration ist die Abbildung.
Die beiden anderen Methoden erschließen den Systemcharakter und die Dynamik. Ihre Illustration sind Modelle.
Sowohl Kunstwerke als auch Ergebnisse der Naturwissenschaften sind kreative Leistungen mit Vorgeschichte. In beiden Fällen ist die Kenntnis von vielen Zusammenhängen Voraussetzung für das Verständnis.
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Oktober 2006
© B.Bossert
