Wissenschaft

Wie entstehen eigentlich Aha-Erlebnisse in der Wissenschaft?

Von Badewannen bis zu herunterfallenden Äpfeln: Findet heraus, was tatsächlich hinter einigen der berühmtesten Geschichten über zündende Ideen der Wissenschaft steckt.Dienstag, 7. November 2017

Von Cathy Newman
Das Haus, in dem Isaac Newton als Kind gelebt hat, steht noch immer – samt dem Apfelbaum, der ihm angeblich Einsichten in die Gesetze der Schwerkraft verlieh.

Ein herabfallender Apfel inspirierte den Physiker Isaac Newton dazu, seine Gesetze der Schwerkraft zu formulieren. Der griechische Universalgelehrte Archimedes nahm ein Bad und kam so darauf, wie man Volumen und Dichte berechnen kann. Beides sind ikonische Momente in der Geschichte der Wissenschaft, bei denen Menschen zündende Ideen hatten. Oder, wie Archimedes angeblich im Moment seiner Einsicht ausgerufen haben soll, „Eureka“!

Heutzutage können solche Momente der Einsicht mit Hirnscans gemessen werden. Sie zeigen, dass in diesen Augenblicken ein Teil der rechten Hemisphäre aufleuchtet. Anna Marie Ross, eine Wissenschaftshistorikerin der Universität von Lincoln, rät uns allerdings, einige dieser Aha-Erlebnisse mit Vorsicht zu genießen. Trotzdem glaubt sie, dass sie uns viel über den kreativen Prozess verraten können.

Die folgende Unterhaltung mit Ross fand in London und an Newtons Geburtsort statt, in Woolsthorpe Manor im englischen Lincolnshire. Ganz in der Nähe steht noch der berühmte Apfelbaum, der Newton angeblich zu seiner Theorie der Schwerkraft inspiriert haben soll.

Die Geschichte von Newton und dem herabfallenden Apfel wurde in einem Manuskript der Royal Society aus dem 18. Jahrhundert in London aufgezeichnet. Geschrieben wurde es von William Stukeley, seinem Freund und ersten Biografen. Er zitiert Newton, der gesagt haben soll, seine Gedanken über die Natur der Schwerkraft seien durch den Fall eines Apfels inspiriert worden, als er in nachdenklicher Stimmung dasaß. Bestätigt das die Geschichte nicht?

Newton erzählte Stukeley die Geschichte nicht in Lincolnshire, wo sich der Baum befindet. Er erzählte sie 1726 in London. Newton war nicht mehr das junge Genie, das versuchte, vorwärts zu kommen. Newton erzählte die Geschichte als alter Mann, der mit einem jungen Schüler sprach. Zu diesem Zeitpunkt war er schon „der große Mann“, der Staatsmann der Wissenschaft, der seine Gefolgsleute um sich sammelte.

Sie trinken Tee unter den Apfelbäumen in Newtons Garten in Kensington. Sie kommen ins Plaudern und Newton sagt vielleicht: „Weißt du, der Einfall zur Schwerkraft kam mir erstmals, als ich als junger Mann in Woolsthorpe unter einem Apfelbaum saß.“ Ich kann mir Stukeley vorstellen, der sehr intelligent, aber auch sehr naiv war, wie er zu Newton sagte: „Was, wirklich?“

Die Geschichte wurde also ausgestaltet. Der Apfel fiel nicht einfach – er fiel Newton auf den Kopf. Man sagt ja, Lügen haben kurze Beine. Warum hat diese Geschichte dann so lange Beine?

Zum einen ist Stukeleys „Memoirs of Sir Isaac Newton‘s life“ eine der wenigen Quellen, die wir über Newtons frühes Leben haben. Ein anderer Grund, weshalb diese Erzählung propagiert wurde, liegt in einem Streit. Newton und der Philosoph und Mathematiker [Gottfried Wilhelm] Leibniz waren in einen Disput um die Entdeckung der Infinitesimalrechnung verwickelt. Leibniz hatte sie zuerst veröffentlicht, aber Newton war eher darauf gekommen. Was gäbe es da also Besseres als die Auffassung, dass er ein Wunderkind war? Es ist eine hübsche, visuelle Geschichte über Inspiration. Die Menschen erinnern sich daran, erzählen sie weiter, und mit jeder Nacherzählung wird sie besser.

Keith Moore, der Bibliothekar der Royal Society, beschreibt die Apfelgeschichte ironisch als „Sound Bite des 18. Jahrhunderts“ – also als bewusste, prägnante Äußerung, die sich gut als Zitat eignet. Ist es fair, Newton als einen Spindoktor, oder schlimmer noch, als Lügner zu bezeichnen?

Ich glaube nicht, dass Newton gelogen hat. Ich denke, er hatte wirklich eine Einsicht. Man könnte es als wahren Kern betrachten. Aber ich glaube nicht, dass der Apfel ihn wirklich am Kopf getroffen hat. Davon hätte er eine Gehirnerschütterung bekommen.

Sehen wir uns ein anderes berühmtes Aha-Erlebnis an: Der griechische Mathematiker Archimedes und die Geschichte, wie er ein Problem für den König von Syrakus gelöst hat, indem er ein Bad nahm.

König Hieron II. hatte eine neue königliche Krone in Auftrag gegeben, für die er das Gold stellte. Als die Krone dem König überreicht wurde, verdächtigte dieser den Goldschmied, einen Teil des Goldes selbst behalten und dafür Silber in die Krone gemischt zu haben. Er wies Archimedes an herauszufinden, ob die Krone denn tatsächlich aus purem Gold sei. Dabei sollte er sie allerdings nicht beschädigen. Wie also sollte er das anstellen? Er ließ sich in ein Bad sinken und realisierte plötzlich, dass er das Volumen der Krone durch das Maß an Wasser messen konnte, das sie verdrängte. So konnte er das Problem lösen. Er sprang aus der Wanne und rief „Eureka!“ und flitzte der Legende nach nackt durch Syrakus.

Verstand er [die Konzepte] Volumen und spezifisches Gewicht? Vermutlich. Flitzte er nackt durch Syrakus? Vermutlich nicht. Außerdem wurde vieles von dem, was wir über Archimedes wissen, lange nach seinem Tod geschrieben.

Verstanden. Erzählungen über wissenschaftliche Entdeckungen werden also, wie auch alle anderen Erzählungen, im Nachhinein geschönt oder ausgefeilt. Aber lassen Sie uns darüber sprechen, was solche Aha-Erlebnisse über den wissenschaftlichen Prozess und Kreativität aussagen.

Nun ja, beide Geschichten, sowohl die von Newton als auch die von Archimedes, beschreiben die Notwendigkeit, den Geist zu beruhigen und in Ruhe nachzudenken. Sie zeigen auch, wie man unterschiedliche Dinge miteinander in Verbindung bringt – einen fallenden Apfel und die Schwerkraft, ein überlaufendes Bad und das spezifische Gewicht. Das sagt uns, dass Kreativität Raum zur Entfaltung braucht. Viele Wissenschaftler kommen auf kreative Ideen, wenn sie es sich erlauben, ein bisschen herumzuspielen.

Zum Bespiel?

Alexander Fleming [der Biologe, der Penicillin entdeckt hat] hat Spiele geliebt. Wenn man Bakterien in Petrischalen züchtet, dann haben sie verschiedene Farben und Formen. Er malte Bilder auf den Agarplatten, indem er verschiedene Farben [von Bakterien] benutzte – zum Beispiel das Bild einer Ballerina. Man muss die Grundlagen seines Fachs kennen, damit man sie ein bisschen auflockern kann, um zu sehen, was passiert.

Das klingt schon ein wenig verträumt.

Der Schauspieler John Cleese vergleicht Kreativität mit einer Schildkröte. Man hat eine Idee. Die Schildkröte kommt dann behutsam aus ihrem Panzer und sieht sich um. Und wenn man dann sagt: „Oh, das ist doch bescheuert, dafür habe ich keine Zeit“, dann zieht sie sich wieder zurück.  Aber wenn man ihr Raum zum Nachdenken gibt und ihr Zeit lässt, dann wächst sie.

Anders ausgedrückt könnte man also sagen, dass ein Aha-Erlebnis ein wissenschaftliches Haiku ist ...

Es ist der Kern einer Idee. Man hat da noch keine Vorstellungen von all den Schritten oder Vorbereitungen, aber die Leute mögen [solche Geschichten], weil sie Dinge vereinfachen und die ganze langwierige Plackerei rauskürzen. Es ist eine Analogie, die jeder versteht. Bei Geschichten über Aha-Erlebnisse werden Jahrzehnte über Jahrzehnte von Arbeit auf einen einzigen inspirierenden Moment verdichtet. Das ist wie eine Parabel.

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