Der Raum dazwischen. Vom Äther zur Information und zurück

Inhaltsverzeichnis

1. Einleitung

2. Zusammenfassung der Äthertheorien und ihrer Entstehungsgeschichte

3. Einführung in den Informationsbegriff

4. Parallelen und Differenzen zwischen Äther und Information

5. Schlussbetrachtung

5. Bildnachweise

6. Literaturverzeichnis

1. Einleitung

„[.] Der heutigen Physik liegt die Frage nicht mehr ferne, ob nicht etwa alles, was ist, aus dem Äther geschaffen sei? Diese Dinge sind die äußersten Ziele unserer Wissenschaft, der Physik.“¹

So sagte es Heinrich Hertz 1889 in einer viel beachteten Rede zur Entwicklung der Physik. Und warf damit ein Schlaglicht auf das Phantasma des Äthers als eine einheitsstiftende Ordnung der physikalischen Welt, als Trägermedium mit Universalgültigkeitsanspruch, in welchem die physikalischen Phänomene Elektrizität, Magnetismus und Licht zueinander finden.

Etwa 125 Jahre später, die Ätherkonzepte sind inzwischen veraltet und obsolet geworden, meint man nun stattdessen im Informationsbegriff eine ontologische Basis, quasi ein Fundament des Universums gefunden zu haben. So postuliert Vlatko Vedral von der University of Oxford: „Information ist das Garn, das alle Phänomene um uns herum verbindet und gleichzeitig ihren Ursprung erklärt“². Bringen wir beide Zitate in Korrelation, wird deutlich, worauf Martin Donner mit seinem Werk „Äther& Information - Die Apriori des medialen im Zeitalter technischer Kommunikation“ hinaus möchte: Denn er vertritt die These, dass in unserer modernen, durch Digital Computer bestimmten Gesellschaft, der Informationsbegriff diskursiv an eben jene Stelle tritt, die einst dem Äther zugesprochen wurde, oder, wie es auf dem Buchrücken seines Werkes zugespitzt formuliert heißt: „Der Informationsbegriff hat das Potential, zum Äther 2.0 des Digitalzeitalters zu werden“.³ Zur Untersuchung der Relationen und letztendlich zum Auffinden von Gemeinsamkeiten und Unterschieden der beiden großen Programmpunkte Äther und Information sowie deren Wechselwirkung spannt er dabei zu Beginn einen interdisziplinär fundierten historischen Rahmen, insbesondere der physikalischen Sicht, aus dem er sukzessive seine eigenen Interpretationen herleitet, analysiert und vergleicht. Dabei fällt auf, dass es beträchtliche strukturelle Parallelen gibt, aber eben auch gravierende Differenzen. Neben epistemologischen Fragestellungen, die aus eben jener Gegenüberstellung hervorgehen, sorgt Donner so meines Erachtens auch für eine erweiterte sowohl physikalische als auch philosophische Perspektive auf Medien, Information und deren Digitalisierung.

In der vorliegenden Hausarbeit geht es um das Aufzeigen und Entschlüsseln von Donners Kernargumenten und deren Einordnung und Beurteilung in einen medienwissenschaftlichen Kontext. Hierzu ist es in der gebührenden Kürze zunächst wichtig, sich einen inhaltlichen Überblick über die beiden Begrifflichkeiten Äther und Information und die mit ihnen verbunden disziplinübergreifenden Ausbreitungen zu verschaffen. Im nächsten Schritt sollen unter Zuhilfenahme der Schriften Donners die Schlüsselargumente beider Rahmenprogramme verglichen werden, um auf ein Fazit hinzuarbeiten, dass eine Antwort auf die folgende Frage zulässt: Ist es gerechtfertigt, beim Informationsbegriff vom „Äther 2.0“ zu sprechen?

2. Zusammenfassung der

Äthertheorien und ihrer Entstehungsgeschichte Wie einleitend bereits erwähnt ist der Begriff des Äthers bei weitem keine neuzeitliche, moderne Erfindung: Er wurde bereits vor über 2000 Jahren im Rahmen der Substanzlehre von Aristoteles in die Wissenschaft tradiert, der den vier Elementen Feuer, Wasser, Erde und Luft eine fünfte Ebene des Seienden hinzugefügt hat, die quinta essentia⁴. Diese fünfte Ebene war nicht nur durch ihren Charakter der Unwandelbarkeit und Ewigkeit gekennzeichnet; sie wurde von ihm auch als eine durchdringende Substanz verstanden, die alles Seiende miteinander verknüpft. In Aristoteles' Verständnis war diese Substanz ferner nicht ausschließlich stofflich definiert. Schon jetzt wird deutlich, dass sich der Äther (altgrichisch AlOqp Aither) bereits allein von seiner Benennung her als immanent bezeichnen lässt. Sein nicht-stoffliches Wesen verdeutlicht außerdem den stark medialen Charakter des Äthers, der somit als Konstitution für einen Kommunikations- und vor allem Medienbegriff gesehen werden kann.

Die Zurückverfolgung und Imagination dieser mysteriösen, allesdurchdringenden Substanz lässt also auf eine lange und bedeutende Vergangenheit des Äthers schließen. Doch erst mit Newton entsteht um etwa 1700 herum eine Physik, in der einem „ätherischen Medium“ eine wirklich tragende Rolle zugesprochen wird. So beschrieb er laut Henderson den Äther als „infinit rarer und subtiler als Luft, infinit dehnbarer und regsamer“⁵. In Newtons atomistisch gedachtem Kraftbegriff und seiner Himmelsmechanik, sprich der klassischen Physik, ging man noch von einem absoluten Zeit- und Raumbegriff aus, indem sich Kräfte als physikalische Wirkungen wie die Gravitation instantan übertragen ließen⁶. Sein Kraft-Stoff­Dualismus besagt also über den Kosmos, dass in ihm mechanische Elementarteilchen durch die im Äther verursachten Fernwirkungen im absoluten Raum beschleunigt werden⁷.

Die einzige frühneuzeitliche Äthertheorie, die sich laut James Clerk Maxwell durchsetzte, ist die ebenso im 17. Jahrhundert verfasste Theorie des Holländers Christiaan Huygens⁸. Ihm stellte sich die theoretische Frage, auf welche Art und Weise sich wohl das Licht der Sterne durch das Universum fortbewegen mag. Um den Antworten auf seine ungeklärten Fragen auf die Spur zu kommen, ging auch er von einem sowohl alle Körper als auch den (leeren) Raum durchdringenden kosmischem, gasartigen Medium aus, das er „luminiferous ether“ nannte. Aus physikalischer Sicht handelte es sich beim Äther also um eine hypothetische, feinstoffliche Substanz, mit der man versuchte, die Ausbreitung des Lichts zu erklären, für die es nach damaliger Ansicht das Vorhandensein eines Mediums bedurfte. Quasi analog zur auditiven Wahrnehmung von Schallwellen durch das Medium Luft wurde der Schluss gezogen, dass auch Lichtwellen, beziehungsweise Newtons Korpuskelteilchen⁹, ein Medium verlangen, um sich ausbreiten zu können: den Äther. Damit der Äther das leisten könnte, müssten ihm signifikant ambivalente Attribute zukommen:

1. Eine außerordentlich dünne Beschaffenheit, um zu realisieren, dass sich Licht, zum Beispiel das Licht der Sterne, auch über enorme Distanzen übertragen lässt.¹⁰
2. Die absolute Abwesenheit von Eigenschaften, die den Äther zur Absorption von Licht veranlassen könnten.

Mit anderen Worten darf der Äther über keine große Dichte verfügen, da er andernfalls unweigerlich Reibung an den Himmelskörpern des stellaren Raumes verursachen würde und so zum Beispiel der Erdrotation entgegenwirken könnte. Andererseits müsste er unheimlich starr und rigide sein, um in der Lage zu sein, dem Licht als tragendes Medium zu dienen, denn dieses bewegt sich immerhin mit einer Geschwindigkeit von etwa 300.000 km pro Sekunde; das gelte es auszuhalten.

Parallel zum atomistisch-mechanisch gedachten Weltbild bildete sich im Verlauf des 18. Jahrhunderts eine Strömung heraus, die als „romantische Physik“ oder „Dynamismus“ bezeichnet wurde und deren Anhänger im wahrsten Sinne des Wortes große Wellen schlagen sollten. Bei Newton - und damit der allgemein anerkannten Physik - wurden noch spezielle Teilchen für die fernwirkenden elektrischen Kräfte ausgemacht. Die dynamistische Physik hingegen betrachtete Materie nicht mehr als substantiellen und ponderablen Stoff, sondern vielmehr als ein von polaren Kräften entfaltetes Medium, was dem stofflich-mechanischem eine Kontinuität ohne materieller Interaktion entgegensetzte¹¹. Nach der Entdeckung des Zusammenhangs von elektrischen und magnetischen Phänomenen durch 0rsteds 1820 und ihrer undulatorischen und raumdurchdringenden Wirkungsweise, drückte Faraday 1832 die Bedingtheit derselbigen in der elektromagnetischen Induktion aus und konnte sie sogar mithilfe von Eisenfeilspänen visualisieren. Er war es somit auch, der den Feldbegriff in die Physik einführte und mit ihm eine Art Kraftlinienweltbild, dessen mathematisch konsistente Formulierung sich Maxwell nun zur Aufgabe machte. Bei seinen elektromagnetischen Versuchen unter der Schirmherrschaft William Thomsons alias Lord Kelvin nahm er die Ätheranalogie wieder auf und substituierte sie durch eine „nicht einmal [...] hypothetische Flüssigkeit“. Infolge dieser Analogie untersuchte er auch, welche immateriellen, aber dennoch mechanischen Eigenschaften dieser idealen Flüssigkeit zukommen müssten. Zudem stellte er bei seinen Überlegungen zu diesem Äthermedium fest, dass Licht sich nahezu mit derselben Geschwindigkeit ausbreitet wie die von ihm angenommenen elektromagnetischen Wellen.¹² Mit dem experimentellen Nachweis jener durch Heinrich Hertz (1888) schien sich das Konzept des Universalmediums als ideale Flüssigkeit namens Äther, welches nach wie vor als absolutes Bezugssystem für Raum und Zeit galt, oder, mit Thomson gesprochen “universal ether“ im Ausklang des 19.Jahrhunderts auch auf dem europäischen Festland endgültig zu bestätigen und durchzusetzen. Die Diversität in Qualität und Quantität der dabei entstandenen Ätherkonzepte ließen Maxwell selbst von einem „horror of aethers“ sprechen¹³. Zudem kamen mit dem Michaelson-Morley-Experiment (1887) auch erste ernsthafte Zweifel an den Äthertheorien auf¹⁴. De facto war der Äther nun also ein wie auch immer gearteter Körper, der keine mechanische Wechselwirkung mit anderen Körper eingeht und trotzdem das Bezugssystem für all diese Körper darstellt.

Dieser immensen Diskrepanz widmete sich auch Albert Einstein in seinem Aufsatz Zur Elektrodynamik bewegter Körper (1905), welche auch als „spezielle Relativitätstheorie“ bekannt ist. Darin heißt es: „Wir wollen diese Vermutung [...] einführen, dass sich das Licht im leeren Raume stets mit einer bestimmten, vom Bewegungszustande des emittierenden Körpers unabhängigen Geschwindigkeit fortpflanze“¹⁵. Diese These enthält die Erklärung dafür, was sich schon im Michaelson-Morley-Experiment andeutete: Die Lichtgeschwindigkeit ist konstant und nicht addierbar, wie das beispielsweise bei Wasserwellen der Fall ist. Zudem hat sie in allen Bezugssytemen, egal wie sich diese bewegen, immer den gleichen Wert. Zur Erklärung bedarf es nun also keinen Äther mehr.

Wie schon bei Faraday sind elektromagnetische Felder nun wieder immaterielle Entitäten ohne konkretes Trägermedium. Raum und Zeit als absolute Größen konvergieren zu einem vierdimensionalen Kontinuumsgefüge, in dem es nur noch relative Bewegung gegeneinander gibt. Der Äther als absolutes Bezugssytem ist mit Einsteins Theorie obsolet geworden, es gibt keine Notwendigkeit mehr für ihn. So wird in der gängigen modernen Physik gelehrt, dass elektromagnetische Wellen wie Licht als Transversalwelle aus gekoppelten elektrischen und magnetischen Feldern bestehen und, anders als zum Beispiel Schalwellen, kein Medium benötigen, um sich auszubreiten¹⁶. Das macht eine Ausbreitung auch über weiteste Entfernungen im All, also auch durch ein Vakuum, möglich.

Allerdings wäre es kategorisch verfehlt, den Äther durch den „leeren Raum“ zu ersetzen, ihn aber dennoch als Träger geometrisch-physikalischer Eigenschaften zu bestimmen. So konstatiert auch Einstein im Jahre 1920 in seiner Leidener Rede: “Nach der allgemeinen Relativitätstheorie ist ein Raum mit physikalischen Qualitäten ausgestattet; es existiert also in diesem Sinne ein Äther“¹⁷. Sprich, der Äther ist hier ein für den Menschen imaginier- und modellierbarer, homogener und isotroper Raum, in welchem immanent und unabdingbar konstante Naturgesetze wirken. „Dieser Äther darf aber auch nicht mit der für ponderable Medien charakteristischen Eigenschaft ausgestattet gedacht werden, aus durch die Zeit verfolgbaren Teilen zu bestehen; der Bewegungsbegriff darf auf ihn nicht angewendet werden“¹⁸.

Elementare Ätherfragen über den Holismus und der Körperlichkeit des Raumes oder dem Fundament von kosmischer Prozessualität bleiben dabei offen und hinterlassen einerseits eine systematische Lücke in der Geschlossenheit des vakuumfreien Weltbildes und andererseits in der gedachten Einheit von Mikro- und Makrokosmos. Es lässt sich jedoch feststellen, dass es seit den ersten antiken Äthertheorien bis in die Neuzeit des, beziehungsweise „der“ Äther, permanent um Fragen der Impulsübertragung, oder der Weiterleitung von Bewegung und Nachrichtenflüssen ging. Mit besonderem Fokus auf letztere ist ein Übergang zum Informationsbegriff gegeben, welchen es im folgenden Abschnitt zu erläutern gilt.

Abschließend zur Betrachtung des Ätherbegriffes sei aus meiner Sicht noch hinzugefügt, dass ich es besonders aus medienwissenschaftlicher Sicht interessant finde, dass gerade die „Undeutlichkeitsstelle“, die Undefinierbar- und nicht-Körperlichkeit des Äthers im klassisch­physikalischen Sinne eben auch genau das ist, was ihn als Medium ausmacht¹⁹.

3. Einführung in den Informationsbegriff

Ebenso wie beim Äther konstituiert sich auch der Informationsbegriff aus seiner „Undinghaftigkeit“, welche Martin Donner als unumgehbares Apriori von technischer Kommunikation bestimmt²⁰ und unter einem Deckmantel diverse Forschungs- und Erkenntniskonzepte beherbergt. Sowohl in den Geisteswissenschaften als auch im alltäglichen Sprachgebrauch des Begriffes Information tendiert man zu einem Verständnis, in dem er mit „Bedeutung“ oder „Geltung“ gleichgesetzt wird. Dies impliziert jedoch zum einen die stetige Existenz eines Empfängers (nach Shannon: für potentielle Information) und unterstreicht zum anderen den immanenten und intrinsischen Charakter von Informationen. Entsprechend wird der Informationsbegriff für den Zweck dieser Arbeit vorrangig aus einer naturwissenschaftlichen Perspektive heraus beleuchtet. In diesem Sinne wird bereits von einer Wechselwirkung subatomarer Teilchen als Informationsaustausch ausgegangen und weder Bedeutung noch Funktion gelten als generelle und unabdingbare Eigenschaften von Information.

Während beim Äther Substanz und zu übermittelndes Signal noch fusionieren und gewissermaßen eine Einheit bilden, werden diese beiden Entitäten im Informationsbegriff strikt voneinander getrennt²¹. Zugespitzt formuliert wird die Information zur essentiellen Substanz; ihre zahlreichen Trägermedien spielen hingegen zwar auch eine entscheidende Rolle, rücken im Zuge von informationstheoretischen, selbstbeziehenden Perspektiven jedoch in den Hintergrund.

[...]

¹ Hertz, Heinrich: Gesammelte Werke Band 1; Schriften vermischten Inhalts, Leipzig: Barth, 1895, S. 354.

² Zitiert nach Christian J. Meier: Eine kurze Geschichte des Quantencomputers (TELEPOLIS); Wie bizarre Quantenphysik eine neue Technologie erschafft. Heise Zeitschriftenverlag, Hannover, 2015.

³ Donner, Martin: Äther & Information; Die Apriori des medialen im Zeitalter technischer Kommunikation, Kulturverlag Kadmos, Berlin, 2017.

⁴ Diese Begriffe beziehen sich auf die Übersetzung Thomas von Aquins. Auch der Begriff Medium wird hier übersetzt, indem das für Aristoteles diffus formulierte „Dazwischen" ins griechische to metaxy und jenes wiederum ins lateinische medium übersetzt wird.Siehe dazu Hagen in Kümmel-Schnur 2008, S.22 und Sprenger 2012, Kap.3: „Aristotelische Einheit vor der Trennung".

⁵ Henderson, Linda Dalrymple: Moderne Kunst und das Unsichtbare. Die verborgenen Wellen und Dimensionen des Okkultismus und der Wissenschaften 1996 S.16.Der ungewöhnliche Titel dieses Werkes ist darauf zurückzuführen, dass besonders frühzeitige Elektrizitätsexperimente häufig in einem okkultistisch­wissenschaftlichen Spannungsfeld entstanden sind.

⁶ Dieses historische Konzept der Fernwirkung konkurriert zu dem Entwurf Descartes der philosophisch annahm, dass ein Körper durch nichts anderes als seine Ausdehnung vollkommen definiert sei und somit nur durch Berührung eine Wirkung auf andere Körper erfolgen könne (Nahwirkung).

⁷ An dieser Stelle muss jedoch angemerkt werden, dass Newton nie ein generelles Ätherkonzept vorlag und sich seine Ansichten im Laufe der Zeit auch änderten.

⁸ Maxwell: Ether, S.763.

⁹ Nach Newtons Korpuskeltheorie bestand Licht aus kleinsten Teilchen oder Korpuskeln (Körperchen). Diese wurde sukzessive im 19 Jh. durch die Wellentheorie des Lichtes abgelöst. Heute weiß man, dass elektromagnetische Wellen sowohl Teilchen- als auch Wellencharakter besitzen. Zudem ist diese Annahme verträglich mit der Photonentheorie Albert Einsteins (1905).

¹⁰ Alpha Centauri A und B sind mit 4,34 Lichtjahren (ca. 38,5 Billiarden Meter) Abstand die am nächstgelegenen Sterne.

¹¹ Faraday sagt: „Whether if of necessity requires matter for is sustentation will depend upon what is understood by the term matter”. Faraday 1855, S.443.

¹² Mit den theoretischen Berechnungen Maxwells, den Maxwellschen Gleichungen lässt sich das elektromagnetische Feld bis heute bescheiben. Bei der heute gebräuchlichen Formel wurde allerdings das Vektorpotenzial zur möglichst knappen Formulierung herausgekürzt. Vgl. Steimle 1994, S.265 ff.

¹³ Maxwell 1878, S.569. So gab es beispielsweise die Vorstellung eines „Gelee"- oder „Pechäthers", eine Art Stoff mit hoher Viskosität, der vergleichsweise langsamen Bewegungen wie denen der Himmelskörper wenig bis gar keinen Widerstand leistet (auf ihrer Bahn um die Sonne bewegt sich die Erde immerhin mit einer Durchschnittsgeschwindigkeit von 29,78 Kilometern pro Sekunde), jedoch bei schnellen Bewegungen (Licht) imstande ist, Eigenschaften größter Härte und somit auch Dichte aufzuweisen, um die hohe Geschwindigkeit des Lichtes auszuhalten. Ebenso erwähnt sei hier Mac Cullaghs quasielastischer Rotationsäther, indem quasi kleinste Partikelwirbelringe als Volumenelemente sich nicht klassisch elastisch verhalten, sondern lediglich ihre Rotation weitergeben und somit einer Ortsveränderung unterworfen sind. Aus dieser Theorie heraus entwickelte Fitz Gerald seinen „vortex sponge" und das band and wheels Modell (siehe Abbildung im Anhangl).

¹⁴ Da man inzwischen von einem weitgehend ruhenden Äther mit Ätherwinden ausgegangen ist und die Erde sich ja um die Sonne bewegt, muss es folglich immer wieder Phasen geben, in denen sich die Erde relativ zum ruhenden Äther bewegt und selbst wenn der Äther sich bewegte, gäbe es immer Relativgeschwindigkeiten. Die Idee des Michelson-Morley Experimentes war es nun den Ätherwind nachzuweisen, der aufgrund der Erdbewegung durch den Äther hätte entstehen müssen. Experimentelles Ziel war es mithilfe von Lichtlaufzeitmessungen eine Differenz zwischen zwei in unterschiedlichen Winkeln zur Erde verlaufenden Lichtstrahlen mit gleicher Strecke festzustellen. Dabei wurde ein Lichtstrahl im halbdurchlässigen Spiegel geteilt und beide Teil-Lichtstrahlen bewegen sich gleich lange Strecken zu ihren im 90°-Winkel angebrachten Endspiegeln und zurück und vereinigen sich dann wieder. Bei gleichen Ankunftszeiten kommt es zu konstruktiver Überlagerung, mit entsprechendem Interferenzmuster. Bei unterschiedlichen Zeiten würde sich das Interferenzmuster ändern. Es konnte jedoch kein nennenswerter Unterschied festgestellt werden. Die Lichtgeschwindigkeit blieb konstant. Die Versuchsergebnisse zeigten, dass in der Versuchsumgebung kein absolut ruhendes Medium existiert.

¹⁵ Einstein 1905, S.891.

¹⁶ Gerthsen Physik . 22., völlig neu bearbeitete Auflage. Springer, Berlin u. a. 2004, S. 177.

¹⁷ Einstein 1920, S.15. Zudem existieren auch heute noch verschiedene physikalische Konzepte, die durch bestimmte Transferprozesse oder mindestens Assoziationen an den Äther erinnern, wie z.B. das Gravitationsfeld, das Elektron, das Quantenvakuum oder die dunkle Materie.

¹⁸ Ebd.

¹⁹ So machte Medienwissenschaftler Joachim Paech diese Definitionsschwierigkeiten in seiner am 30.April 2007 gehaltenen Abschiedsrede mit dem Titel „Warum Medien?" deutlich:" Medium heißt es immer dann, wenn ein bestimmter Gegenstand in seiner Funktion beschrieben werden soll, die dessen Gegenständlichkeit z.B. als Apparat übersteigt oder unterläuft. Es entsteht eine Undeutlichkeitsstelle [...]."

²⁰ Donner, Martin: Äther & Information; Die Apriori des medialen im Zeitalter technischer Kommunikation, Kulturverlag Kadmos, Berlin, 2017, S.30.

²¹ Hayles 1999, S.1