Im September 1999 verloren die Wissenschafter der Nasa den Kontakt zu einem ihrer Satelliten. Kaum war der Mars Climate Orbiter in die vorgesehene Umlaufbahn über dem Roten Planeten eingeschwenkt, war er auch schon verschwunden. Der Grund für das Fiasko? Während die Ingenieure der Nasa die Schubkraft der Sonde in metrischen Einheiten berechnet hatten, hatte sich die Herstellerfirma an den Einheiten des anglo-amerikanischen Masssystems orientiert. Das Ergebnis: ein Unterschied von 40 Kilometern bei der Berechnung der Umlaufbahn und 125 Millionen in den Marssand gesetzte Dollars.
In den Wissenschaftskreisen Frankreichs, wo ich seinerzeit lebte, löste die Nachricht eine gewisse Schadenfreude aus. Die USA mussten einen demütigenden Preis dafür zahlen, dass sie sich – neben Myanmar und Liberia – als einziges Land der Welt über das internationale metrische System hinwegsetzen.
Ich kann mich bis heute jener Zeit erinnern, als die Vereinigten Staaten das metrische System einführen wollten. 1972 erzählte uns mein Grundschullehrer in Berkeley, Kalifornien, dass wir am metrischen System nicht vorbeikämen, weil die USA sich früher oder später dem Rest der Welt anschliessen würden. Aber die Jahre strichen ins Land, und ich wurde neugierig auf die Geschichte jener Zukunft, die nicht kommen wollte. Warum war ein Meter ein Meter? Die Spurensuche führte mich bis zur Französischen Revolution zurück.
Die französischen Gelehrten, die vor 200 Jahren das metrische System begründeten, taten es in der Absicht, endlich Ordnung zu schaffen. Zu seinen Vätern gehörten Antoine-Laurent Lavoisier, der Begründer der modernen Chemie, Pierre-Simon Laplace, der bedeutendste Physiker der Epoche, und der Marquis de Condorcet, der Begründer der mathematischen Sozialwissenschaft. Sie alle waren empört über die Unterschiedlichkeit der unzähligen Masseinheiten, die nicht nur von Land zu Land, sondern auch von Stadt zu Stadt, ja sogar von Kirchgemeinde zu Kirchgemeinde variierten.
Diese Männer wollten wissenschaftliche Ergebnisse ohne Missverständnisse übermitteln können, eine effizientere staatliche Besteuerung und Verwaltung ermöglichen und Betrug und Misstrauen beim Warentausch zwischen Händlern und Verbrauchern eindämmen. Und ganz im Sinne der universalistischen Ansprüche der Französischen Revolution suchten sie nach einem Einheitsmass nicht nur für das Land Frankreich, sondern für die ganze Welt. Das neue Masssystem sollte darum auf der Grösse der Welt selbst gründen.
Im Juni 1792 definierte die Nationalversammlung zu Paris die Grundeinheit des neuen Masssystems – den Meter – als ein Zehnmillionstel der Entfernung zwischen Nordpol und Äquator. Wie viel das war, wusste man so ungefähr, aber eben nicht genau. Sie schickte zwei Astronomen aus, um jenen Teil des Erdmeridians zu triangulieren, der von Dünkirchen über Paris nach Barcelona reicht. Der weltläufige und hochgelehrte Jean-Baptiste-Joseph Delambre wurde nach Norden ausgesandt, der vorsichtige und gewissenhafte Pierre-François-André Méchain nach Süden. Sechs Jahre lang mühten sich die beiden, unserem Planeten jenes Mass zu entringen, das, Meter genannt, in einem Platinstab verewigt werden und «allen Völkern für alle Zeiten» als Norm dienen sollte.
Aber wie haben sie’s gemacht? Die wahre Geschichte ihres Abenteuers erfährt man nur aus einer Quelle: dem monumentalen dreibändigen Werk «La base du système métrique décimal» aus der Feder des gen Norden ausgesandten Astronomen. Delambre behauptet darin, er habe das Werk geschrieben, um der Welt einen vollständigen Bericht über die gemeinsame Arbeit zu geben, und bei der Entgegennahme erklärte Napoleon: «Eroberungen werden kommen und gehen, aber dieses Werk wird fortbestehen.»
Doch die «Base» ist ein recht eigenartiges Buch, bei dessen Lektüre ich auf einige wunderliche Widersprüche stiess. An einer Stelle erklärt Delambre, er habe die Originaldokumente der Expedition im Pariser Observatorium hinterlegt, falls irgendjemand seine Angaben überprüfen wolle. Also zog ich los, um die erstaunlichen Berechnungen selbst in Augenschein zu nehmen. Doch was ich dort entdeckte, war, gelinde gesagt, verblüffend. Um nicht zu sagen: skandalös.
Delambres Logbücher sind klassische Exemplare ihrer Gattung: gebundene Bände mit numerierten Seiten, jede mit Tinte beschrieben, datiert und am unteren Rand signiert. Méchains Logbücher sind damit überhaupt nicht zu vergleichen. Sie bestehen aus losen Blättern, die mit Bleistift beschrieben, unsigniert, manchmal auch ohne Datum sind; später wurden sie von Delambre in ein grosses Buch eingeklebt, mit Tinte nachgezeichnet und mit zahlreichen Anmerkungen versehen.
Auf der letzten Seite fand ich folgende handschriftliche Bemerkung Delambres: «Damit die Öffentlichkeit nicht erfährt, was sie nicht wissen muss, habe ich all jene Details unterschlagen, die ihr Vertrauen in eine so wichtige Mission, die zu verifizieren wir keine Gelegenheit haben werden, schmälern könnten. Ich habe behutsam alles zum Schweigen gebracht, was den geringsten Schatten auf den guten Ruf werfen könnte, den Monsieur Méchain zu Recht für die Sorgfalt, mit der er alle seine Beobachtungen und Berechnungen anstellte, geniesst.»
Aber was musste denn hier unterschlagen werden? Wodurch hätten Zweifel an den Beobachtungen von Méchain geweckt werden können? Einen Teil der Antwort auf diese Frage fand ich in dem vertraulichen Briefwechsel der beiden Astronomen. Méchain hatte Delambre gebeten, die Briefe zu verbrennen, aber Delambre hatte sie stattdessen versiegelt und verwahrt. Diese Briefe, die seit zweihundert Jahren ungelesen aufbewahrt wurden, enthalten ein schreckliches Geheimnis: dass der Meter «nicht stimmt», dass bereits Méchain und Delambre wussten, dass er nicht stimmt und, schlimmer noch, dass sie die Spuren des Fehlers vertuschten.
Heute definieren wir einen Meter als die Distanz, die das Licht während einer 299 792 458stel Sekunde in einem Vakuum zurücklegt. Aber selbst diese moderne Definition beruht immer noch auf jenem fehlerhaften Wert, den Delambre und Méchain in den 1790ern ausgerechnet haben. Heute wissen wir, dass die Entfernung zwischen Nordpol und Äquator rund 10 002 000 Meter beträgt, was bedeutet, dass der Meter ungefähr 0,2 Millimeter (die Dicke von zwei Blatt Papier) zu kurz ist.
Die Geodäsie ist die Wissenschaft von der Grösse und Gestalt der Erdkugel. Im 18. Jahrhundert beruhte diese Wissenschaft noch wesentlich auf der Triangulation. Bei diesem Verfahren wurden erhöhte Beobachtungspunkte – Kirchtürme, Berggipfel, Aussichtspunkte – auf ein und demselben Meridian ausgewählt, von denen aus der Landvermesser die Winkel einer Reihe von imaginären Dreiecken bestimmte. Dann vermass er auf dem Boden die eine Seite dieser Dreiecke und konnte daraus die anderen Seiten errechnen. Zuletzt wurden mit den Hilfsmitteln der Astronomie die Längen des nördlichen und des südlichen Endpunkts auf dem Meridian bestimmt und daraus der Gesamtumfang der Erdkugel hochgerechnet.
Delambre und Méchain waren sich ihrer Verantwortung sehr wohl bewusst. Lavoisier hatte Méchain sogar ausdrücklich ermahnt: «Vergessen Sie nicht, dass Sie die wichtigste Mission ausführen, mit der jemals ein Mensch betraut wurde, dass Sie für alle Nationen dieser Welt arbeiten und dass Sie der Vertreter der Akademie der Wissenschaften und aller Gelehrten des Universums sind.» Aber 1792 war ein ungünstiger Zeitpunkt, die Welt zu vermessen. Die französische Monarchie war zusammengebrochen. Das ganze Land war in Aufruhr.
Binnen eines Jahres befand sich Frankreich im Krieg mit sämtlichen Nachbarn, und ein radikaler Regierungswechsel führte am Ende sogar zur Abschaffung der Akademie der Wissenschaften. Delambre und Méchain setzten ihre Arbeit trotz allen Unbilden fort. Beide stammten aus der Unterschicht des Ancien Régime, hatten bei demselben Astronomen gelernt und fühlten sich ihrem Auftrag verpflichtet.
Delambre entging während der Reise nur um Haaresbreite der Guillotine, Méchain erlebte eine ganze Reihe von Schicksalsschlägen. Er hatte bereits den ganzen Winter des Jahres 1793 in Barcelona verbracht, als zwischen Spanien und Frankreich der Krieg ausbrach. Dann erlitt er einen schweren Unfall und lag für drei Tage im Koma. Während er angeschlagen im Gasthaus das Bett hütete, beschloss er, einen weiteren Winter dortzubleiben, um seine bisherigen Ergebnisse zu bestätigen und seiner Sache doppelt sicher zu sein. Man stelle sich sein Entsetzen vor, als er feststellte, dass die neuen Resultate nicht mit den alten übereinstimmten! Aber noch viel schlimmer war, dass er Spanien verlassen musste, ehe er die Diskrepanz zwischen seinen Messungen ausräumen konnte. Da er nicht wusste, wo der Fehler lag – hatte der Meter nun diese Länge oder jene? –, entschloss er sich, den zweiten Datensatz zu verheimlichen, zögerte aber dennoch den Tag der Offenbarung immer weiter hinaus. Ganze fünf Jahre weigerte er sich, nach Paris zurückzukehren.
1798 schliesslich beraumten die Pariser Gelehrten eine internationale Konferenz an, die sich mit den Ergebnissen der Meridianexpedition befassen und ein für alle Mal die Länge des Meters festlegen sollte. Doch Méchain weigerte sich weiter, die Mission abzuschliessen oder seine Daten herauszurücken. Seine Briefe nahmen einen immer verzweifelteren, melancholischeren, ja lebensmüden Ton an. Aus lauter Ratlosigkeit sandten die Kollegen seine Frau aus, ihn aus den abgelegenen Bergen Südfrankreichs heimzuholen – ein äusserst geschickter Schachzug, denn Madame Méchain, selbst eine fähige Astronomin, gelang es, ihren Gatten zur Vollendung seiner Mission und zur Rückkehr nach Paris zu überreden. Aber Méchain gab, im Unterschied zu Delambre, seine Berechnungsgrundlagen nicht heraus. Das Einzige, was von ihm zu bekommen war, waren die Ergebnisse.
Die neue Masseinheit wurde 1799 in einem Platinstab verewigt, und Napoleons neue Regierung begann, die Bürger zur Übernahme des Meters zu bewegen. Méchain jedoch brütete weiter vor sich hin. Als sich 1802 die Gelegenheit ergab, den zu vermessenden Meridian bis zu den Balearen nach Süden auszudehnen, machte er sich sofort auf den Weg; er hoffte, die Divergenzen von Barcelona aus der Welt schaffen zu können. Méchain war inzwischen sechzig Jahre alt, und die neue Expedition wurde zu einem kompletten Fehlschlag. Er starb 1804 in Valencia an Malaria. Erst jetzt kam Delambre in den Besitz der Papiere seines Kollegen und erkannte den Betrug. Er stand nun selbst vor einer folgenschweren Entscheidung: Sollte er Méchains Daten veröffentlichen?
Am Ende entschied er sich dafür. Erstens stand die Wissenschaft in der Pflicht, ihre Entdeckungen öffentlich zu belegen. Und zweitens war Delambre zu der Überzeugung gelangt, dass Méchains Daten eine ganz andere, neue Entdeckung bestätigten. Die Messungen der Expedition bewiesen nämlich, dass die Erdkugel so stark durch geologische Kräfte verformt war, dass selbst ihre Meridiane verzerrt waren. Die Abweichungen in Méchains Daten aus Barcelona waren auf solche geologischen Kräfte zurückzuführen. Dergleichen hatte niemand erwartet: Es war eine echte wissenschaftliche Entdeckung.
Das einzige Problem dabei war, dass diese Entdeckung die gesamte Expedition unterminierte. Denn wenn jeder Meridian eine andere Länge besass, dann taugte der Erdumfang kaum noch zur universellen Grundlage für eine neue Masseinheit. Und wenn die Erde ungleichmässig gekrümmt war, dann konnte man aufgrund eines Meridianabschnitts nicht seine Gesamtlänge hochrechnen.
Doch Delambre hatte noch einen Trumpf in der Hand, um seine Entscheidung zu rechtfertigen: eine neue Methode zur Bearbeitung wissenschaftlicher Daten. Denn im Jahr nach Méchains Tod hatte der französische Mathematiker Legendre ein Verfahren veröffentlicht, mit dessen Hilfe man einer Reihe von unvollständigen Daten eine mathematische Kurve einpassen konnte: die Methode der kleinsten Fehlerquadrate. Legendre war darauf aufmerksam geworden, als er die Meridiandaten auswertete. Im nächsten Jahrzehnt verknüpften Laplace und Gauss das Verfahren Legendres mit der Wahrscheinlichkeitsrechnung und begründeten damit die moderne Statistik.
Méchain hatte also nicht wirklich einen Fehler gemacht, er hatte den Fehler nur falsch gedeutet. Und seine lebenslangen Bemühungen, trotz allem eine Aura der Vollkommenheit zu bewahren, hatten unversehens den Weg zu einer Methode gewiesen, mit der sich die unvermeidlichen Fehler eines jeden Versuchs, die Welt (oder eines ihrer Objekte) zu vermessen, mathematisch korrigieren liessen. Delambre veröffentlichte Méchains Daten, verbarg aber dessen Täuschungsversuch vor der Öffentlichkeit. Doch er tat dies, wie ich feststellte, aus ganz anderen Gründen als Méchain. Der hatte die Abweichungen in seinen Daten unterschlagen, weil er glaubte, sie seien von Bedeutung. Delambre machte sich zum Komplizen des Betrugs, weil er wusste, dass sie keinerlei Bedeutung hatten.
Obwohl die Expedition von einer falschen Voraussetzung hinsichtlich der Form der Erdkugel ausgegangen war, führte sie zu einem neuen Verständnis der Erde. Sie war mit unrealistischen Erwartungen an die Vollkommenheit der Welt ausgezogen und brachte stattdessen ein Verfahren zum Umgang mit Abweichungen und Fehlern hervor.
Doch welche Bedeutung hat der Fehler in der Bestimmung des Urmeters? Solange wir über einen feststehenden Standard verfügen und diesen in einem Platinstab verewigt haben – kann es uns da nicht völlig gleichgültig sein, ob dieser Stab seiner ursprünglichen Definition entspricht oder nicht? Sind Normen nicht ohnehin bloss soziale Konventionen und als solche nur auf die Zustimmung derer gegründet, die sich daran halten?
Im folgenden Jahrzehnt versuchte die französische Regierung ihre Bürger erfolglos zur Annahme des metrischen Systems zu bewegen. Wie sich herausstellte, zogen es die einfachen Leute vor, im täglichen Leben weiter mit den unterschiedlichen alten Masseinheiten zu rechnen. 1812 verfügte Napoleon die Rückkehr zum Masssystem des Ancien Régime.
Erst Mitte des 19. Jahrhunderts unternahm die französische Regierung den nächsten Anlauf, die Bevölkerung zur Übernahme des metrischen Systems zu überreden. Seine Neutralität kam wiederum der preussischen Regierung politisch sehr gelegen, und so übernahmen auch die deutschen Staaten mit der Einigung von 1870 das metrische System. Dass es «in der Natur» begründet war, spielte dabei eine viel geringere Rolle als die Tatsache, dass es in keinem bestehenden deutschen Staat verwendet wurde und daher allen annehmbar schien.
Und so verbreitete sich der Meter nach und nach um die ganze Welt. In die Schweiz mit ihren vielfältigen Masseinheiten wurde das metrische System zunächst von den französischen Revolutionstruppen importiert, aber mit ihrem Rückzug überwiegend auch wieder aufgegeben. Erst im Verlauf des 19. Jahrhunderts wurde der Meter, Kanton für Kanton, wieder eingeführt, bis schliesslich der Bund 1875 mit 16 anderen Gründerstaaten die internationale Meterkonvention unterzeichnete.
Angesichts dieser verwickelten Geschichte ist es vielleicht nicht mehr ganz so überraschend, dass die Amerikaner dem metrischen System mit einem gewissen Argwohn begegnen. Im Unterschied zu den meisten anderen Ländern verfügten die Vereinigten Staaten dank ihrer kolonialen Vergangenheit seit je über vergleichsweise einheitliche Masseinheiten. Erst in den letzten Jahrzehnten, in denen sich die US-Wirtschaft und die Weltwirtschaft immer enger miteinander verflochten haben, haben amerikanische Industrien mit der Umstellung aufs metrische System begonnen. Ein dramatischer Beleg für diese neue Mischwirtschaft war der eingangs beschriebene spektakuläre Absturz der Marssonde Climate Orbiter. Es ist keineswegs gleichgültig, mit welcher Elle man misst.
Ken Alder ist Professor für Geschichte an der Northwestern University in Evanston, Illinois (USA). Sein neustes Buch, «Das Mass der Welt» (C. Bertelsmann 2003), über die Suche nach dem Urmeter ist mehrfach ausgezeichnet worden.
Aus dem Englischen übersetzt von Robin Cackett , Berlin.