Wer war Hermann von Helmholtz

Das Genie von der Spree

Wie der Arzt Hermann von Helmholtz die Physik revolutionierte, zählt zu den größten Pioniergeschichten des 19. Jahrhunderts. Eine Suche nach seinen Spuren – und danach, wie er die Wissenschaft bis heute inspiriert.

Der Physiker Dieter Hoffmann ist wissenschaftshistorischer Berater der Physikalisch- Technischen Bundesanstalt. Bild: Helmholtz/Christian Kielmann

Es ist wieder einmal Baustelle, aber Dieter Hoffmann lässt sich davon nicht irritieren. „Frau von Helmholtz war damals am Ende des 19. Jahrhunderts nicht erfreut, als sie hierherziehen musste aus der Berliner Innenstadt“, sagt er, „hierher in den ‚Steppensand‘ und die ‚öde Vorstadtumgebung‘, wie sie es nannte.“ Ein Bagger rumpelt an Dieter Hoffmann vorbei, dem Wissenschaftshistoriker vom Max-Planck-Institut für Wissenschaftsgeschichte; in der Straße werden neue Leitungen verlegt. Von der Steppe, die Anna von Helmholtz beklagte, wäre heute auch ohne die Bauarbeiten nichts mehr zu sehen: Das Gebiet hier in Charlottenburg ist längst dicht bebaut und das weitläufige Areal der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt (PTB) umgeben von sechsstöckigen Wohnhäusern. „Dort vorne“, sagt Dieter Hoffmann und deutet über einen Bauzaun hinweg auf einen Rohbau am Rand des Grundstücks, „stand früher die Präsidenten­villa.“

Dort, in der imposanten Villa von einst, erfuhr Hermann von Helmholtz’ Lebensweg seine Krönung: Als „Reichskanzler der Wissen­schaften“ wurde er tituliert, er verkehrte mit dem höchsten Adel und dem Kaiserhaus und legendär waren die Salons in seinem Hause, in denen die Berliner Gesellschaft zusammenkam. Der Gelehrte war auf dem Höhepunkt seiner Schaffenszeit ange­kommen; seine Arbeit von damals prägt die Wissenschaft bis heute. „Das hier war das erste Großforschungsinstitut der Moderne“, sagt Dieter Hoffmann, wenn er über das Gelände der Bundesanstalt spaziert, die damals noch Physikalisch-Technische Reichsanstalt (PTR) hieß. Dieter Hoffmann ist emeritierter Professor, ausgewie­sener Helmholtz-Experte – und seinem Forschungs­gegenstand denkbar nah gekommen: 

„Das hier war das erste Großforschungsinstitut der Moderne und Hermann von Helmholtz war sein erster Präsident.“ Dieter Hoffmann, Historiker

Er ist selbst Physiker, er ist wissenschafts­historischer Berater der PTB und wirkte auch in der Deutschen Physikalischen Gesellschaft (DPG), die Hermann von Helmholtz mitprägte. Und nicht zuletzt wurde auch Dieter Hoffmann, der mit markantem Berliner Dialekt spricht, in der Region geboren.

Bild: Universitätsarchiv Heidelberg

Von hier aus, dem Gelände der einstigen PTR, lässt sich ein enger Kreis zu Helmholtz’ Wirkungsstätten ziehen. Nach Potsdam reicht der Kreis, wo er 1821 als Sohn eines Gymnasiallehrers geboren wurde, und vor allem ins heutige Berlin-Mitte, wo er am Medizinisch-­Chirurgischen Friedrich-Wilhelms-Institut ausgebildet wurde. Hermann von Helmholtz nahm zwar auch Rufe ins damalige Königsberg, nach Bonn und nach Heidelberg an, aber seine produktivsten Jahre erlebte er hier in Berlin, in diesem engen geografischen Kreis rund um die PTR.

„Ich habe genau deshalb angefangen, mich mit Helmholtz auseinanderzusetzen“, erzählt Dieter Hoffmann: „Ich habe mich eigentlich seit Beginn meiner akademischen Karriere für die Geschichte der Physikalisch-Technischen Reichsanstalt interessiert, und da war er eben der erste Präsident.“ Über viele Jahre hinweg ist Dieter Hoffmann von hier aus immer tiefer ins Leben des Universalgelehrten eingetaucht, er hat sein Leben und seine Forschung fein säuberlich seziert. Wie war er also, der große Forscher?

Ein Teil der Antwort findet sich genau sechs Kilometer entfernt von Helmholtz’ Präsidentenvilla, in der er im Jahr 1894 starb. Dort, auf dem repräsentativen Hof vor der Humboldt-Universität an der Paradestraße Unter den Linden, steht Hermann von Helmholtz noch heute in Über-lebensgröße. Ernst und streng schaut er auf dem steinernen Standbild, die linke Hand auf einen Bücherstapel gestützt, gekleidet in einen langen Mantel. „Die Darstellungen aus der damaligen Zeit sind alle sehr ikonografisch“, sagt Dieter Hoffmann, „und die Fotografien waren allein schon aus technischen Gründen statisch und gestellt.“ Vor allem aber zeigt sich hier etwas anderes: Denn dass in direkter Nachbarschaft zur Helmholtz-Statue die beiden Humboldt-Brüder in Stein gemeißelt stehen und auch Max Planck, ist kein Zufall. „Da gibt es eine klare Abfolge, einen inhaltlichen Bezug“, erläutert Dieter Hoffmann: „Biografisch war Humboldt der Erste der drei; er hatte die gesamte Natur im Blick. Dann kam Helmholtz, der die Physik als Ganzes betrachtete und nicht bloß Teilgebiete. Und schließlich Planck, dessen Fokus schon wieder etwas enger war, wobei auch er das große Ganze im Blick behielt.“ In dieser Abfolge stünden sie symbolisch für die Entwicklung und disziplinäre Ausdifferenzierung der Naturwissenschaften im 19. und beginnenden 20. Jahrhundert. Das deutsche Wissenschaftssystem habe innerhalb der Lebensspanne dieser drei Männer einen grandiosen Sprung nach vorn gemacht.

„In meinen ersten sieben Lebensjahren war ich ein kränklicher Knabe, lange an das Zimmer, oft genug an das Bett gefesselt, aber mit lebhaftem Triebe nach Unterhaltung und nach Thätigkeit.“ Hermann von Helmholtz

Wie es Hermann von Helmholtz schaffte, die Grenzen der Technik immer weiter zu verschieben und immer exaktere Einblicke in die Naturgesetze zu gewinnen, zeigt sich beispielhaft an seiner wohl bekanntesten Erfindung – am Augenspiegel. „Das Exemplar, das wir bei uns im Haus haben, kommt dem ­Helmholtz’schen Original ziemlich nah“, erläutert Thomas ­Schnalke. Der Professor für Medizingeschichte leitet das Museum der Charité und er deutet auf ein unschein­bares Gerät von nicht einmal 30 Zenti-metern Länge. An einem Stiel aus Ebenholz ist eine Messing­fassung montiert, die der Arzt dem Patienten ans Auge hält. Mithilfe eines aufgesetzten, halb durchlässigen Spiegels kann er durch die Pupille hindurch den Augenhintergrund sehen – bis zur Erfindung von Helmholtz’ Augenspiegel war das unmöglich, weil der beobachtende Arzt mit seinem eigenen Kopf immer im Licht stand, das so nicht mehr durch die Pupille fallen konnte. „Ein geniales Gerät nach einem genial einfachen Funktionsprinzip“, sagt Thomas Schnalke.

Eine überlebensgroße Statue von Hermann von Helmholtz steht heute noch vor der Humboldt-Universität in Berlin. Bild: Christian Wolf, www.c-w-design.de (CC BY-SA 3.0)

Um die Technik allein geht es hier aber gar nicht. „Es war das erste Mal in der Menschheits­geschichte, dass Ärzte dem Körper im Inneren beim Leben zusehen konnten“, ruft Thomas Schnalke, und die Begeisterung ist ihm anzumerken. Er erinnert sich noch selbst an sein Medizin­studium, als seine Kommilitonen und er sich wechselseitig mit dem Augenspiegel untersuchten. „Das eingefangene Bild des Augenhintergrunds war grandios und gehörte mit zu den prägenden Erlebnissen meines Studiums“, schwärmt er noch heute: „Der sich verästelnde Gefäßbaum im Auge, die unterschiedlichen Breiten der Adern, der Eintrittspunkt des Sehnerven, das lag völlig plastisch vor einem!“ Helmholtz’ Erfindung, sagt Thomas Schnalke, sei eine der wenigen medi-zinischen Entwicklungen gewesen, die sich – so ähnlich wie die Narkose – sehr schnell überall auf der Welt verbreitet hätten. Und mehr noch: Die Erfindung sei einer der Anstöße gewesen, der zur Begründung der Augenheilkunde als eigener medizinischer Disziplin geführt habe. Thomas Schnalke schüttelt den Kopf, so unwahrscheinlich kommt ihm Helmholtz’ Erfindergeist vor: „Er hat sich gerade einmal drei Monate seines Lebens eingehender mit der Optik beschäftigt und dabei konstruierte er den Augenspiegel!“

Hermann von Helmholtz erwies sich mit dieser Erfindung als Mann auf der Höhe der Zeit: Die Medizin wurde damals gerade von einer Gruppe junger Gelehrter auf naturwissenschaftliche Grundlagen gestellt und wesentliche Impulse dafür gingen von Berlin aus. Als Gegenleistung für seinen staatlich finanzierten Studienplatz in der Medizin verpflichtete er sich, einige Jahre beim Militär zu praktizieren; es waren Jahre, in denen der junge Arzt systematisch sein Wissen erweiterte. Er zählte zu den Schülern des Professors Gustav Magnus, der in seinem Haus am Kupfergraben unweit des Pergamonmuseums das erste physikalische Institut Deutschlands gründete und in dessen Wohnzimmer sich eine Garde fortschritt­licher Wissenschaftler formierte. Man diskutierte, lernte, experimentierte und drang immer weiter in die Geheimnisse der Naturwissen­schaften vor. Hermann von Helmholtz selbst erklärte es sich als ein „günstiges Geschick“, dass er „als ein mit einigem geometrischen Verstande und mit physikalischen Kenntnissen ausgestatteter Mann unter die Mediciner geworfen war, wo ich in der Physiologie auf jungfräulichen Boden von grosser Fruchtbarkeit stiess, und dass ich andererseits durch die Kenntniss der Lebenserscheinungen auf  Fragen und Gesichtspunkte geführt worden war, die gewöhnlich den reinen Mathematikern und Physikern fern liegen.“

Der Augenspiegel ist Helmholtz’ bekannteste Erfindung. Bild: Christoph Weber, Berlin

„Die Physik galt damals noch für eine brodlose Kunst. Meine Eltern waren zu großer Sparsamkeit gezwungen; also erklärte mir der Vater, er wisse mir nicht anders zum Studium der Physik zu helfen, als wenn ich das der Medizin mit in den Kauf nähme.“ Hermann von Helmholtz

Es waren genau diese Grundlagen, die ihm später zur Erfindung des Augenspiegels verhalfen. Später – das heißt konkret im Jahr 1851, als Hermann von Helmholtz 30 Jahre alt war und gerade seinen ersten Ruf an die Universität des damaligen Königsberg angenommen hatte. „Das war eine Professur für Physiologie, also eine Stelle im medizinischen Bereich, und von dort aus folgten Berufungen nach Bonn und nach Heidelberg – ebenfalls als Mediziner“, sagt Helmholtz-Kenner Dieter Hoffmann. Wie im Fall des Augenspiegels dehnte Hermann von Helmholtz seinen Interessensbereich immer weiter aus. Er machte Experimente zur Nervenleitgeschwindigkeit, er formulierte das Energieprinzip und forschte unablässig zu allen Phänomenen, die ihm Rätsel aufgaben. Als „medizinische Grundlagenforschung mit physikalischen Methoden“ bezeichnet das Dieter Hoffmann, und im Rückblick ist klar: Genau das ebnete Helmholtz den Weg zurück nach Berlin. „Als dann die Professur eines seiner akademischen Lehrer frei wurde, nämlich die von Gustav Magnus, da gehörte er zum Kreis derer, die intellektuell Anspruch darauf erheben konnten.“ Er bekam den Ruf, nicht zuletzt dank des Einflusses seines Freundes und Kollegen Emil du Bois-Reymond, der damals Rektor der Berliner Universität war; mit diesem Schritt von Heidelberg zurück nach Berlin sei Hermann von Helmholtz dann endgültig vom Mediziner zum Vollphysiker geworden, sagt Dieter Hoffmann.

Im Observatorium, dem ältesten Gebäude auf dem PTB-Gelände, hat Tobias Schäffter sein Büro – wie einst Helmholtz. Bild: Physikalisch-Technische Bundesanstalt

Was folgte, war ein beispielloser Aufstieg sowohl in den höchsten gesellschaftlichen Kreisen als auch in der Wissenschaft. Helmholtz’ Ruf als begnadeter Forscher verbreitete sich rasend; wo immer er auf Kongressen oder Versammlungen auftrat, war er ein hofierter und umjubelter Redner. Er wurde in den Adelsstand versetzt und durfte fortan das „von“ vor seinem Namen tragen. In Analogie zum Reichskanzler Bismarck nannte man ihn den „Reichskanzler der Wissenschaften“. Die Krönung seines Lebenswerkes war dann im Jahre 1887, da war er 66 Jahre alt, die Gründung der PTR.

„Es gibt Leute, die sagen, dies hier sei noch ein Tisch aus seinem ursprünglichen Büro“, sagt Tobias Schäffter und klopft auf die polierte Holzfläche des großen, ovalen Besprechungstischs. Der Professor leitet heute das Institut Berlin der PTB, sein Büro hat er wie einst Helmholtz im sogenannten Observatorium auf dem großen Gelände. Wer ihm zuhört, wie er über Helmholtz’ Spuren spricht und darüber, woran er mit seiner Abteilung für medizinische Physik heute forscht, dem stechen sofort die Parallelen ins Auge. Wenn er erzählt, wie Hermann von Helmholtz damals mit den einfachen Mitteln seiner Zeit die Leitgeschwindigkeit von Nerven gemessen hat, und davon, wie er mit seinem Team auch heute noch zu den Grenzen des Messbaren vorstößt.

Zeitmikroskop. Hermann von Helmholtz maß als Erster die Nervenleitgeschwindigkeit. Er nutzte dazu ein Myo­graphion, bei dem sich die gemessene Zeit in einer Walze als Kurve einschrieb. Skizze: O. Langendorff (1891)

„Stellen wir uns doch einmal strategisch vor: Was würde ein Helmholtz heute eigentlich machen?“, fragt Tobias Schäffter: „Ist es immer noch die Physik mit ihrer Innovationskraft? Ist es die Biotechnologie? Ist es das vernetzte Denken und die Digitalisierung?“ Die Antwort bleibt offen. Aber noch eine Verbindung gibt es von Hermann von Helmholtz zur Gegenwart: Wenn Tobias Schäffter aus seinem Bürofenster schaut, blickt er auf die Baustelle. Dort, wo die im Krieg zerstörte Präsidentenvilla stand, entsteht jetzt ein neues Seminarzentrum, das zur Vernetzung von Wissenschaft und Industrie dienen soll. Schon früher war die Villa ein Ort, an dem Helmholtz alle zusammenbrachte: die alte Garde der Wissenschaftler mit den Nachwuchskräften wie jenem damals noch unbekannten Physiker Max Planck; die Industriellen wie seinen Freund Werner von Siemens mit Musikern und Politikern. „Diese interessanten Gespräche anzuregen, alle miteinander ins Gespräch zu bringen – das sollten wir heute noch einmal so hinbekommen“, schwärmt Tobias Schäffter, und wie er es so sagt, hier am alten Konferenztisch aus Helmholtz’ einstigem Büro, klingt es nach einem festen Vorsatz.

Auch heute noch, 200 Jahre nach seiner Geburt in Potsdam, hat Hermann von Helmholtz der Wissenschaft etwas zu geben.

Autor: Kilian Kirchgeßner

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