Alle Beiträge von twb

Faradayscher Käfig

Der Versuch am 15. Januar 1836 in der Royal Institution in London war spektakulär. Im Hörsaal stand ein Würfel aus Holzlatten, etwa zweimal mannshoch, die Seitenflächen mit einem Netz aus Draht bespannt. Der Forscher Michael Faraday schloss den Würfel an eine Elektrisiermaschine an, stieg hinein und mass die elektrischen Felder – Ergebnis: null. Jeder Punkt des Raums war frei von Elektrizität. Eine geschlossene Hülle aus Metall, die ihr Inneres vor elektromagnetischen Feldern schützt, heisst seither «Faradayscher Käfig».

Ob das Flugzeug, dessen Passagiere vor Blitzschlag sicher sind; das Auto, das die Antenne auf dem Dach trägt, weil sonst das Radio nichts empfangen kann; der Mikrowellenherd, dessen Innenraum aus Metallgitter die Umgebung von jeder Strahlung abschirmt; das Elektrolabor, dessen leitende Wände die empfindlichen Messgeräte von Störfeldern schützen: allesamt Faradaysche Käfige.

Tatsächlich war das Phänomen schon 80 Jahre davor entdeckt worden. Ein anderer Forscher mit Namen Benjamin Franklin hatte 1755 eine ungeladene Kugel an einem Seidenfaden in eine elektrisch geladene Metalldose fallen lassen.

Obwohl die Kugel den Boden berührte,

schrieb Franklin später,

wurde sie nicht elektrisch geladen, wie das bei einer Berührung der Aussenseite der Fall gewesen wäre.

Franklins Dose war nichts anderes als ein Faradayscher Käfig.

Auch Franklin kennen wir heute weniger als Wissenschaftler als vielmehr als Staatsmann. Er hatte am Entwurf der Unabhängigkeitserklärung der Vereinigten Staaten mitgearbeitet und gilt heute als einer der Gründerväter der USA.

Marshmallow-Test

Ein Kind sitzt im Raum, vor ihm ein Marshmallow, ein zweiter in Sichtweite. Das Kind ist allein; seine Aufgabe: Sich beherrschen. Wenn es warten kann, bis der Professor nach einer Viertelstunde wiederkommt, darf es beide Marshmallows essen – wenn nicht, gibt’s bloss diesen einen.

Der Test von 1972 mit 32 Kindern von Eltern an der Stanford University machte seinen Erfinder, den Psychologen Walter Mischel, weltberühmt, wegen eines verblüffenden Zusammenhangs: Je geduldiger das Kind, folgerte Mischel, desto grösser seine Selbstkontrolle im Erwachsenenalter. Die Kinder, die der Versuchung länger standhalten konnten, seien später erfolgreicher – persönlich, in der Beziehung, in Beruf und Gesellschaft.

Daran mochten der Entwicklungspsychologe Tyler Watts von der New York University und seine Kollegen nicht so recht glauben. Sie wiederholten den Versuch mit 900 Kindern, die sie später, mit 15, einer Reihe von Tests unterzogen, in Sprache oder Mathematik. Dazu befragten sie die Mütter über den familiären Hintergrund. Das Ergebnis war ernüchternd: Die Fähigkeit, einer Versuchung zu widerstehen, hing nur noch mässig mit späteren Kompetenzen zusammen. Und wenn die Forscher noch andere Grössen herausrechneten, den Ausbildungsgrad der Eltern etwa, sagte die Wartezeit als Kind nichts mehr über die Leistungen als Jugendliche aus.

Das war, nach einem langen Forscherleben, auch Test-Erfinder Mischel bewusst. In einem Interview im Jahr 2015 gab er zu:

Die Vorstellung, man könne die Zukunft eines Menschen sicher vorhersagen, durch die simple Tatsache, wie lange er sich eine Belohnung versagen kann, ist Unfug.

Kursiv

Aldo Pio Manuzio war ein angesehener Buchdrucker und Verleger in Venedig. Vornehm lateinisch nannte er sich «Aldus Pius Manutius», und seine Bücher sollten die Texte der grössten Dichter und Denker der Antike enthalten, Aristoteles, Homer und Platon, die Werke von Vergil und Horaz. Seit 1495 arbeitete er mit dem Schriftengiesser Francesco Griffo aus Bologna zusammen. Der stellte für seinen Auftraggeber als erstes griechische Lettern her, die mit ihren verschlungenen Linien eine griechische Handschrift imitierten. Die Drucke waren beim gelehrten Publikum zwar beliebt, aber alles andere als lesefreundlich, und dazu erschwerten die Schnörkel den Setzern die Arbeit.

Ums Jahr 1500 begann Manutius eine Vergil-Ausgabezu planen – handlich und gut lesbar sollte sie sein,

ein sehr kleines Format, so dass man die Bücher gut in der Hand halten und die Texte gut lesen und auswendig lernen kann,

wie er einem Freund schrieb. Als Schrift wählte Manutius völlig neuartige Typen seines Partners Griffo aus – die Grossbuchstaben gerade (recte, wie das in der Typographie heisst), die Kleinbuchstaben dagegen «kursiv», vom lateinischen Verb currere, «eilen», weil sie sich elegant in Leserichtung vorbeugen, als ob sie liefen – die erste Kursivschrift der Geschichte.

Die Vergil-Ausgabe erschien 1501, und die neue Schrift war auf Anhieb so beliebt, dass die Drucker aus Venedig sie für viele weitere Werke verwendeten.

Venedig, Bologna, Italien: Auf Englisch heisst kursiv übrigens nicht «kursiv», sondern italic. Und weil die Schrift des Francesco Griffo so erfolgreich war, wird das 16. Jahrhundert auch the age of italics genannt, das Zeitalter der Kursivschrift.

F-Loch

Nicholas Makris ist Professor am renommierten Massachusetts Institute of Technology und entwickelt akustische Ortungsgeräte, mit denen sich Meerestiere aufspüren lassen. In seiner Freizeit spielt er Laute, und als Wissenschaftler, der er ist, beschloss er 2014, dem Klang von Saiteninstrumenten auf den Grund zu gehen.

Die Laute besitzt, ebenso wie die Gitarre, in der Korpusmitte ein rundes Schallloch, durch das die bewegte Luft entweichen kann. Frühmittelalterliche Fiedeln hatten ebenfalls runde Schalllöcher, allerdings zwei, auf jeder Seite des Stegs eines. Im Lauf der Jahrhunderte begann sich bei den Geigen die Form der Löcher zu ändern – im 12. Jh. zu halbkreisförmigen, im 13. Jh. zu c-förmigen und im 16. Jh. schliesslich zu f-förmigen Schalllöchern. Makris’ Team begann, Instrumente aus der goldenen Zeit des Geigenbaus zu untersuchen – von Amati, Stradivari, Guarneri, anhand von Plänen aus Museen, Datenbanken von Sammlern, mit Röntgen und Computertomographie.

Was die Forscher herausfanden, war zunächst trivial: Je grösser das f-Loch und je fester der Boden, desto voller der Klang. Tatsächlich wurden vom 16. bis ins 18. Jahrhundert die f-Löcher länger, die Böden dicker, und beides führte zu einem mächtigeren Ton.

Ob die berühmten Geigenbauer genau wussten, was sie taten, lässt sich nicht beantworten. Doch mit Sicherheit wussten sie den Klang einer ganz besonders gelungenen Geige zu beurteilen und nutzten die dann als Vorlage für die nächste. So veränderte sich die Form von Instrument und f-Loch, besser und besser, in kleinen und kleinsten Schritten, bis hin zu den Meistergeigen von heute.

Basketball

James Naismith war Arzt und Sportlehrer an der YMCA International Training School in Springfield, Massachusetts, und er hatte Sorgen. Die 18 neuen Athleten des Jahres 1891 waren Rowdys; sie liebten kampfbetonte Sportarten, und im Winter in der Sporthalle liess die allgemeine Gereiztheit die kleinste Rangelei zur ausgewachsenen Massenschlägerei ausarten. Also dachte Naismith nach. Für die häufigen Verletzungen im Fussball, Rugby, Football, Hockey und Baseball gab es zwei offensichtliche Gründe: den Kampf um den Ball und die Tore, deren Hüter beim gegnerischen Ansturm am meisten abbekamen.

Um die jungen Wilden bei Laune zu halten, dachte sich Naismith daher ein neues Ballspiel aus: So wenig Körperkontakt wie möglich, die Tore in die Höhe, hoch über die Köpfe der Spieler hinaus. Naismith liess den Hausmeister Pop Stebbins an den Emporen der Sporthalle zwei «baskets» aufhängen, Körbe, wie man sie für die Pfirsichernte brauchte. Nach einem Treffer wurde der Ball mit einem Stock wieder herausgefischt; das nach unten offene Netz gibt es erst seit 1906. Basketball sollte ein reines Pass- und Wurfspiel sein – heikle Kämpfe um den Ball sollten unterbleiben. Die Körbe hingen so hoch, dass ein Torwart unsinnig war, und die insgesamt 13 Spielregeln waren darauf hin angelegt, dass sich auch bei vollem Einsatz keiner verletzte.

Seit 1936 ist Basketball für Männer olympisch, seit 1976 auch für Frauen. Naismiths Regeln gelten im Wesentlichen noch immer, und die Korbhöhe von 3,05 Metern – die Balkonhöhe der alten Sporthalle in Springfield – ist bis heute die Norm.