DIE FERNE LOCKT. Friedrich II., der junge Hohenstaufe, zog von Palermo nach Aachen, um sich zum König krönen zu lassen. Kolumbus suchte den Westweg nach Indien. Armstrong, Aldrin und Collins flogen zum Mond. Menschen haben Fernweh, reisen ruhelos.
In unendlicher Ferne funkeln die Sterne. Vergessen wir einmal Einsteins Unterscheidung von unendlich und unbegrenzt. Ist das All wirklich unbegrenzt? - So fragte Aristoteles in seinem Manuskript «Vom Himmel». Er dachte im Gegensatz zu Aristarch von Samos geozentrisch und meinte, der Himmel drehe sich in begrenzter Zeit um die Erde, sei also von begrenzter Grösse (sonst wäre ja seine Geschwindigkeit unendlich).
Viele griechische Philosophen der Antike zogen es vor, die Welt durch Nachdenken zu verstehen. Bei ihren Überlegungen zum System von Erde, Sonne, Mond und Sternen stützten sie sich auf die Beobachtungen der Astronomen an Euphrat und Nil. Die Hochkulturen des alten Orients kannten bereits Kalender mit Schalttagen. Ihre astronomischen Beobachtungen waren also erstaunlich genau, obwohl sie keine Fernrohre besassen, ebensowenig wie die Mayas und Inkas.
Warum wurde das Fernrohr erst im 17. Jahrhundert erfunden, obwohl es schon in der Antike von so evidentem Nutzen gewesen wäre? Kalendermacher wollten die Längen von Tag, Monat und Jahr ermitteln, Astrologen Horoskope erstellen, Naturphilosophen Weltsysteme entwerfen. Wieso also liess die Idee des Fernrohrs auf sich warten, obwohl das Altertum eine hochentwickelte Mathematik sowie Gläser kannte? Das Brennglas kommt bereits in der Komödie «Die Wolken» von Aristophanes vor. Auch der Brennspiegel und viele Grundlagen der geometrischen Optik waren bekannt. Claudius Ptolemäus fand im 2. Jahrhundert korrekte Messwerte für die Lichtbrechung.
Der Erfindergeist weht, wann er will. Roger Bacon schrieb 1267, durch gebrochene Strahlen könne sehr nahe gesehen werden, was sehr weit entfernt ist, und meinte, «wir würden Sonne und Mond gleichsam vom Himmel herabziehen können». Eine Konstruktion hat der franziskanische Doctor mirabilis nicht angegeben.
MIT DER ERFINDUNG DES FERNROHRS im 17. Jahrhundert wurde verwirklicht, was so lange zum Greifen nahe geschienen hatte: In acht Jahren entstanden vier Systeme! Die Geschichte ist verwickelt und paradox. Johannes Kepler wirkte als kaiserlicher Mathematiker in Prag und wertete die von Tycho Brahe ohne Fernrohr gewonnenen Planetenbeobachtungen aus. Als Ergebnis präzisierte Kepler 1609 die heliozentrischen Vorstellungen von Kopernikus, der ja noch bei der antiken Ideologie der Kreisbahnen stehengeblieben war. Kepler erkannte, dass die Erde und die anderen Planeten auf Ellipsenbahnen um die Sonne wandern, und wurde so zum Architekten des modernen Weltbildes. Er musste eigentlich an leistungsfähigen astronomischen Instrumenten brennend interessiert sein. Doch in seinem Buch von 1604 über Optik suchen wir vergebens nach Fernrohrideen.
Am 2. Oktober 1608 beantragte Hans Lipperhey aus Middelburg bei den Generalstaaten - der Versammlung der niederländischen Provinzdelegierten - ein Patent für ein Linsenfernrohr, konnte aber seine Priorität nicht beweisen. Bereits im nächsten Frühjahr erfuhr Galileo Galilei von dieser Erfindung und baute selbst ähnliche Fernrohre. Wie die Holländer verwendete er ein konkaves Okular. Die spektakuläre Vorführung seines «Perspicillums» auf dem Campanile von San Marco in Venedig bewies den Werbeinstinkt des genialen Professors. Römische Jesuiten bestätigten seine astronomischen Beobachtungen, während sich Skeptiker weigerten, durch sein Instrument zu blicken. Seine Entdeckungen wie die Jupitermonde und die Ringgebirge unseres Mondes veröffentlichte Galilei 1610 unter dem Titel «Sidereus Nuncius». Diese Sternenbotschaft elektrisierte Kepler. Schon im Jahr darauf erschien sein Lehrbuch «Dioptrice», in dem er die Optik brechender Medien und die Wirkung des Galileischen oder holländischen Fernrohrs souverän erklärte und drei eigene Erfindungen publizierte: das Teleobjektiv - welcher Fotograf kennt den Erfinder? - und zwei Fernrohrsysteme.
Ein astronomisches und ein terrestrisches Fernrohr nach Kepler realisierte der Ingolstädter Jesuit Christoph Scheiner 1613 beziehungsweise 1614. Und schon 1616 baute sein römischer Mitbruder Nicolaus Zucchius das erste Spiegelteleskop. Ein Hohlspiegel warf das Licht aus der Tiefe des Fernrohrs schräg zum Okular am Rande seiner Öffnung. So entsteht jedoch kein gutes Bild. Es blieb einem Grösseren vorbehalten, das erste brauchbare Spiegelteleskop zu schaffen: 1668 stellte Isaac Newton dem vom Hohlspiegel reflektierten Licht einen kleinen, ebenen Spiegel in den Weg, der die Strahlen durch eine seitliche Öffnung des Fernrohrs zum Okular führte. Spiegel haben entscheidende Vorteile: Erstens können sie in grösseren Dimensionen verwendet werden als Linsen. Schott in Mainz gelang es jüngst, eine Serie von Glaskeramikspiegeln von acht Metern Durchmesser zu giessen. Zweitens erzeugen Spiegel keine Farbfehler.
ALS EINE IRONIE DER WISSENSCHAFTSGESCHICHTE kann man es sehen, dass ein Irrtum Newton zur Erfindung des Spiegelteleskops führte: Aus korrekten Versuchen zog er den falschen Schluss, ein achromatisches, also farbfehlerfreies Linsensystem sei eine Utopie. Doch die Wirklichkeit bewies die Möglichkeit: Das erste achromatische Linsenobjektiv schuf der Jurist Chester Moor Hall 1733, er hielt seine Erfindung jedoch geheim. 25 Jahre später wurde dann das achromatische Fernrohr von John Dollond patentiert. Ursprünglich Seidenweber, baute er mit grossem Erfolg optische Instrumente. Auch Joseph von Fraunhofer war Autodidakt. Seine Fernrohre gehörten zu den besten seiner Zeit. Mit Fraunhofers Königsberger Heliometer, einem Messfernrohr, bestimmte Bessel 1838 die erste Fixsternparallaxe und berechnete daraus, dass der Doppelstern 61 im Schwan rund 600 000mal so weit entfernt ist wie die Sonne. Das sind rund 10 Lichtjahre. Moderne Grossteleskope entdeckten noch in 10 Milliarden Lichtjahren Entfernung Galaxien, die uns so von ihrem Zustand vor 10 Milliarden Jahren erzählen.
Joseph von Fraunhofers Grabstätte trägt die Inschrift «Approximavit sidera» (Er hat uns die Sterne nähergebracht). Warum wollen wir uns die Sterne heranholen? «Die Sterne sind schön, weil sie an eine Blume erinnern, die man nicht sieht», sagte Saint-Exupérys kleiner Prinz. Das Fernrohr des Astronomen stillt den Durst nach Schönem, denn es vervielfacht die Zahl der sichtbaren Sterne. Zusammen mit Messgeräten geben Fernrohre Auskunft über die Physik der Gestirne. Satellitengetragene Röntgenteleskope erfassen Supernovaüberreste, Quasare, ja sogar Neutronensterne mit ihrer unvorstellbaren Dichte von rund 100 Millionen Tonnen pro Kubikzentimeter. Freilich entfalten die Naturwissenschaften eine herbere Faszination als Musik, Literatur und bildende Kunst; doch ohne sie bliebe unsere Kultur ein Torso. Naturwissenschaftliche Erkenntnisse können Zäsuren der Kulturgeschichte markieren.
KOPERNIKUS' WERK «De revolutionibus orbium coelestium» hat nicht nur Umläufe beschrieben, sondern - zusammen mit dem Fernrohr - eine geistige Umwälzung ausgelöst. Behutsamer als Galilei hat Kepler an der kopernikanischen Wende mitgewirkt. Er war auf Ausgleich bedacht und argumentierte mathematisch, physikalisch und - musikalisch. In der Tradition der Pythagoräer suchte er nach Sphärenharmonien. Tatsächlich fand er zum Beispiel 2/3 (eine Quint) als Verhältnis der grössten und kleinsten Winkelgeschwindigkeit des Mars auf seiner Bahn um die Sonne und stellte planetarische Tonleitern auf. Galilei liebte es, zugespitzt zu formulieren, und benutzte, wie wir heute wissen, neben korrekten auch physikalisch falsche Argumente. Weder die Wissenschafter noch die Kirchen verfügten über die volle «Wahrheit» (schon Luther und Melanchthon hatten die Ideen von Kopernikus scharf angegriffen). Der Prozess gegen Galilei in Rom war eine geistesgeschichtliche Tragödie. Heute zieht man die Grenzen zwischen Wissenschaft und Glauben anders als vor 360 Jahren. Papst Johannes Paul II. hat hierzu ein befreiendes Wort gesprochen. Die Astronomie und das Fernrohr haben die Welt verändert.
STEIGEN WIR VON DEN STERNEN HERAB ZUR ERDE. Vom Fernrohr - einer ambivalenten Erfindung - profitieren Navigatoren und Landvermesser, Jäger und Krieger. Neben Wanderern und Zöllnern haben auch Ornithologen und Opernfreunde Freude am Fernrohr. Die Exponate in den Optischen Museen von Carl Zeiss in Oberkochen und der Ernst-Abbe-Stiftung in Jena lassen uns die blühende Phantasie erahnen, mit der die Kunsthandwerker des Barock, Empire und Biedermeier ihre Theatergläser und «Perspektive» schufen. Virtuos spielten sie mit Gold, Silber, Porzellan, Email, Schildpatt und Elfenbein. Ornamente, Wappen, Blumen, aber auch Portraits und Genremalerei finden sich auf den Tuben der Handfernröhrchen. In Oberkochen sieht man auch Fernrohre in Spazierstockgriffen und einen Theaterspion (jumelle de jalousie) mit einem verborgenen Spiegel, über den Monsieur die Dame in der Nachbarloge ungeniert fixierte. Halsketten mit ausziehbaren Kleinstferngläsern sprechen für die Schaulust des 18. und 19. Jahrhunderts. AM EINEN POL DER VISUELLEN NEUGIERDE gafft der Voyeur, am anderen forscht der Wissenschafter mit Mikroskop und Fernrohr und erschliesst uns die Submikrometerwelt der Zellen und die Quasare am «Rand» des Alls. Goethe irrte fundamental, als er bemerkte: «Der Mensch an sich selbst, insofern er sich seiner gesunden Sinne bedient, ist der genaueste physikalische Apparat, den es geben kann . . .»
Nein, optische Instrumente vermitteln präzise Kenntnisse. Sie weisen den Menschen auf seine Verantwortung für die Erde hin und weisen ihm seine Grenzen im Universum.
Wolfgang Pfeiffer ist ehemaliger Leiter des Optischen Museums Oberkochen und war verantwortlicher Redaktor der «Zeiss Information»; er lebt in Aalen.