Bildsprache Die Macht des Augenblicks

Goethe suchte das Idealbild, die Wissenschaft des 19. Jahrhunderts die Wirklichkeit. Heute erweitert digitale Bildbearbeitung die Grenzen der Darstellung. Ein Gespräch mit dem amerikanischen Wissenschaftshistoriker Peter Galison über die zweifelhafte Aussagekraft wissenschaftlicher Abbildungen

Eine hochauflösende mikroskopische Aufnahme zeigt die Mikromechanik auf einem Chip

DIE ZEIT: Wo Naturwissenschaftler sind, sind Bilder nicht weit: Aufnahmen von Gehirnen oder Galaxien, Zeichnungen von Dinosauriern. Können wir diesen Bildern trauen?

Peter Galison: Das hängt davon ab, was Sie über die Welt wissen wollen.

ZEIT: Die Wahrheit.

Galison: Leicht gesagt. Das Problem ist, dass die Menschen in den vergangenen Jahrhunderten unterschiedliche Auffassungen von der wahren Welt hatten. Nehmen Sie als Beispiel die Kernspintomografie eines Gehirns. Sehen Sie in dem Bild die Wahrheit?

ZEIT: Man sieht viele Farben.

Galison: Man sieht das Ergebnis eines ziemlich komplizierten Bildgebungsverfahrens. Die künstlichen Farben repräsentieren den Sauerstoffgehalt des Blutes in unterschiedlichen Gehirnarealen. Man braucht eine Reihe von Annahmen – einige davon trifft der Computer, andere der Wissenschaftler –, um den Sauerstoffgehalt mit der Gehirnaktivität in Verbindung zu bringen. Wenn uns ein Hirnforscher ein solches Bild zeigt und sagt: Wir sehen hier einem Menschen beim Denken zu, sollte man vorsichtig sein.

ZEIT: Aber Kernspintomografen sind doch inzwischen ein Standardwerkzeug.

Galison: Es gibt immer wieder Überraschungen. Die Bilder werden stark vom Computer bearbeitet. Als die Geräte auf den Markt kamen, zeigten sie mathematische Artefakte, Strukturen also, die nichts mit der Realität zu tun hatten. Viele Menschen wurden aufgrund dieser Fehler unnötig am Rücken operiert.

ZEIT: Bilder mit Nebenwirkungen?

Galison: Sozusagen. Ärzte haben die Gesundheit ihrer Patienten riskiert, weil sie anfangs nicht richtig verstanden, wie ihre Geräte funktionierten. Sie betrachteten die Kernspintomografie als eine Art magisches Röntgen. So etwas passiert mit jedem neuen Abbildungsverfahren, nicht nur in der Medizin, auch in der Astronomie oder der Teilchenphysik. Immer wieder tauchen auf Bildern Artefakte auf. Jede Forschergeneration muss aufs Neue lernen, diese zu erkennen.

ZEIT: In Ihrem jüngsten Buch Objektivität haben Sie gemeinsam mit Lorraine Daston vom Max-Planck-Institut für Wissenschaftsgeschichte die Rolle der Bilder in der Forschung analysiert. Was können Wissenschaftler daraus lernen?

Galison: Wer Straßenkarten betrachtet, erkennt bestimmte Konventionen. Eine große, rote Linie repräsentiert eine größere Straße als eine kleine, gelbe Linie. Hätte jede Karte eigene Konventionen, könnten wir sie kaum sinnvoll benutzen. Diese Lektion müssen viele Wissenschaftler erst noch lernen. Sie gebrauchen Bilder oft in einer sehr schludrigen Art und Weise. So wird Farbe von Labor zu Labor unterschiedlich eingesetzt. Verständigte man sich auf Konventionen, wären die Bilder nützlicher und mit einem Minimum an Verwirrung und Täuschung interpretierbar.

ZEIT: Wer soll solche Konventionen festlegen?

Galison: Wissenschaftliche Zeitschriften könnten einen Teil der Verantwortung übernehmen, ebenso wissenschaftliche Gesellschaften. Außerdem muss die Ethik der bildlichen Darstellung im Studium gelehrt werden. Ich bin sicher, dass auch die ZEIT einen Kodex hat, was Fotografen und Bildredakteure ändern dürfen und was nicht.

ZEIT: Das stimmt.

Galison: Es gibt berühmte Fälle im Fotojournalismus, in denen Recherchen nachträglich in Verruf gerieten, weil die Bilder manipuliert waren. Solche Skandale haben Herausgeber und Redaktionen bewogen, Regeln für den Umgang mit Bildern festzulegen. Ähnliche Fälle gibt es in der Wissenschaft. Deshalb überprüfen manche Fachzeitschriften inzwischen alle Bilder auf unerlaubte Veränderungen. Solche Regeln sind angesichts der Möglichkeiten digitaler Bildbearbeitung nötiger denn je. Den Kontrast eines Bildes zu verändern kann harmlos sein. Aber wenn man den Kontrast in einigen Teilen des Bildes selektiv verändert, kann man reale Effekte unsichtbar machen und Artefakte verstärken.

ZEIT: Sie reden von Fälschung.

Galison: Zwischen dreister Fälschung und legitimer Bildbearbeitung liegt die Grauzone des Selbstbetrugs. Man sagt sich: Ich entferne nur ein paar Artefakte – klick, klick, klick –, und plötzlich vermittelt das Bild einen Eindruck, der über den Gehalt des ursprünglichen Bildes weit hinausgeht. Das Journal of Cell Biology hat berichtet, dass bei 25 Prozent der akzeptierten Manuskripte mindestens ein Bild die Richtlinien der Zeitschrift verletzte, während ein Prozent der Manuskripte tatsächlich gefälschte Bilder zu enthalten schien. Ich sorge mich weniger um die Fälschungen – die hat es immer gegeben und wird es immer geben – als um die große Grauzone.

ZEIT: Lassen sich Wissenschaftler also von ihren eigenen Bildern täuschen?

Galison: Sie lassen sich von ihnen verführen. Die Bilder suggerieren unmittelbaren Zugang zur Wirklichkeit, aber das ist eine Täuschung. Wir müssen lernen, Bilder zu lesen, so wie wir lernen, Literatur zu lesen. Einen Zeitungsartikel muss man anders lesen als ein mittelalterliches Gedicht oder einen Liebesbrief. So ist es auch mit Bildern, nicht jedes Bild spricht die gleiche Sprache. Jetzt ist es mal wieder so weit, solch eine neue Sprache zu lernen.

ZEIT: Welche?

Galison: Die Bildsprache der Nanotechnologie. Da zeigen Bilder zum Beispiel, wie Nanoröhrchen gerollt und geschnitten werden – dünne Kohlenstofflagen, aufgerollt zu Röhrchen mit einem Milliardstelmeter Durchmesser. Das ist die Welt aus der Sicht eines Ingenieurs. Der Nanowissenschaftler fragt sich nicht, ob dieses Nanoröhrchen real ist, sondern wofür es nützlich sein könnte. Kann ich es bewegen, rollen, irgendwo ankleben, teilen, gar damit einen Computer bauen? Diese Bilder sind Teil des Verarbeitungsprozesses.

ZEIT: Und Teil einer Marketing-Maschine. Eines der ersten Nanobilder zeigt das IBM-Logo, aufgebaut aus einzelnen Atomen.

Galison: Das ist ein ganz anderes Verständnis wissenschaftlicher Abbildungen als früher. Im 18. Jahrhundert wollte die Wissenschaft idealisierte Bilder. Diese Vision trieb zum Beispiel Goethe, als er eine Art »Urpflanze« abzubilden versuchte, ein idealisiertes Gewächs, das in allen Pflanzen draußen vor seinem Fenster enthalten war. Im 19. Jahrhundert war es dagegen der Albtraum der Wissenschaftler, die Welt im Prozess des Abbildens zu verfälschen. Sie nutzten Techniken wie das Fotografieren, um das getreue Abbild der Natur möglichst direkt und ohne Einfluss des Menschen auf eine Buch- oder Zeitschriftenseite zu bannen.

ZEIT: Und im 20. Jahrhundert?

Galison: Da wurden Wissenschaftler zu geschulten Experten, und die Bildgebung wurde ein Handwerk. So wie ein Tischler lernt, einen guten Stuhl zu bauen, lernten Wissenschaftler die Abbildungstechniken. Sie eliminierten Artefakte aus den Bildern ihrer Messgeräte, aber nicht weil sie glaubten, sie hätten eine geniale Einsicht, sondern weil sie lernten, wie ihre Maschinen funktionierten. Mit der Nanotechnologie des 21. Jahrhunderts ändern Bilder ihre Funktion erneut. Aus Repräsentation der Wirklichkeit wird im buchstäblichen Sinne Präsentation: Wissenschaftler zeigen ihre Bilder in PowerPoint-Präsentationen, um Geld von Risikokapitalgebern einzuwerben.

ZEIT: Ist das noch Wissenschaft?

Galison: Die Nano- und Biowissenschaften bringen einen neuen Forschertyp hervor, einen Hybriden aus Wissenschaftler, Ingenieur und Unternehmer. Viele melden Patente an, und zahlreiche Forschergruppen an den Hochschulen gründen Unternehmen aus.

ZEIT: Der Untergang der Wissenschaft?

Galison: Das Ende der Wissenschaft wurde schon oft beschworen. Sogar Albert Einsteins Theorien wurden als unwissenschaftlich beschimpft, weil sie die Vorstellung von Raum und Zeit radikal umkrempelten. Wird vom Ende der Wissenschaft geredet, ist das für Historiker meist ein Anzeichen für einen tiefer gehenden Umbruch.

ZEIT: Geben Sie also Entwarnung?

Galison: Natürlich gibt es Gefahren für die Wissenschaft. Aber die Wissenschaft kann nicht stillstehen. Sie konnte nicht im Goethe-Modus weitermachen und auch nicht im Modus des 19. Jahrhunderts verharren. Die Wissenschaft ändert sich nicht nur in ihren Ergebnissen, sondern auch in ihren Methoden. Die Nano- und Biowissenschaften werden die wissenschaftliche Landschaft erneut umpflügen.

ZEIT: Kommt nun die Grundlagenforschung unter die Räder?

Galison: Was soll man dagegen machen? So tun, als sei Wissenschaft nicht längst verquickt mit multinationalen Konzernen und milliardenschweren Forschungsprogrammen? Nach dem Zweiten Weltkrieg kam die Großforschung auf. Teilchenbeschleuniger wurden gebaut, und es hieß: 20 Wissenschaftler am selben Experiment, das ist Fabrikarbeit, keine Wissenschaft, ein Albtraum! In Europa verdammte man Teilchenbeschleuniger als »Amerikanisierung der Wissenschaft« und kletterte auf das Jungfraujoch, um kosmische Strahlen zu messen. 1960 war der Streit vorbei, Teilchenphysik mit großen Maschinen wurde Bestandteil der Wissenschaft – in den USA, in Europa, in der Sowjetunion. Wie beschaulich erscheinen uns heute 20 Wissenschaftler pro Experiment. Am Teilchenbeschleuniger LHC in Genf arbeiten 2500 Forscher in einem Team.

ZEIT: Wie werden Wissenschaftshistoriker auf unsere Zeit zurückblicken?

Galison: Wir befinden uns mitten in einem Umbruch, der so groß ist wie die Umwälzungen nach dem Zweiten Weltkrieg, die letzte große Neuordnung der Disziplinen. Damals gab es an den Universitäten eine starke Hinwendung zu den Naturwissenschaften. Physikalische Fakultäten spielten eine wichtige Rolle für die Landesverteidigung und erhielten Millionen von Dollar.

ZEIT: Die Stärke der großen Nagturwissenschaften ist gegenwärtig noch unschwer zu erkennen. Aber was passiert in den nächsten Jahren?

Galison: Wir sehen heute eine Umstrukturierung in derselben Größenordnung. Klassische Fachgebiete wie Physik, Chemie, Biologie, Mathematik, Ingenieurwissenschaften werden uns im Jahr 2050 wohl ziemlich seltsam vorkommen. Vielleicht wird man sie als Vermächtnis der Arbeitsteilung des 19. Jahrhunderts ansehen.

ZEIT: Dem Physiker in Ihnen wird das leidtun.

Galison: Ein Großteil meiner Kollegen an der Fakultät für Physik der Harvard University erforscht Dinge, die man vor 30 Jahren niemals als Physik identifiziert hätte: Stringtheorie, Nanowissenschaft, Biotechnologie. Aber ich habe gelernt, dass das, was heute als Wissenschaft zählt, morgen vielleicht etwas ganz anderes ist. Ich weiß noch, wie schockiert ich war, als diese anwendungsorientierte Nanowissenschaft begann. Nach einer Weile gewöhnt man sich jedoch dran und muss sich eingestehen, dass sie ziemlich interessant ist. Die Versuchung ist groß, zu sagen: Meine Generation hat es richtig gemacht, die nächste Generation verrät die Ideale der Wissenschaft. Ich habe mir das abgewöhnt.

Die Fragen Stellten Tobias Hürter und Max Rauner