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Eingefrorene Momente: Eine Frage der Belichtungszeit

Foto: AP/ George Eastman House

Fotografie Die zertrümmerte Sekunde

Es begann mit dem Galopp eines Pferdes, eingefroren wie im Flug. Seither jagen Forscher den kleinsten Sekundenbruchteilen hinterher. Das Wettrennen beflügelte die Entwicklung von Kino, Flugzeugen, Kunst und Kernwaffen. Und es geht ungebremst weiter ins Reich der Atome.

Pferde können fliegen - zumindest scheint es so für den Bruchteil einer Sekunde, wenn alle vier Hufe vom Erdboden gelöst sind. Mit einem Foto des Rennpferdes "Occident" elektrisierte Eadweard Muybridge 1872 in Kalifornien die Öffentlichkeit. Und entschied gleichzeitig einen jahrzehntelang schwelenden Streit, ob immer mindestens ein Huf am Boden bleibe, selbst im Galopp.

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"Der Mann, der die Sekunde spaltete", so beschreibt die Kunsthistorikerin Rebecca Solnit den Experimentalfotografen Muybridge und stellt ihn damit in eine Reihe mit den Vätern der Atomspaltung: die als Treibsatz der Beschleunigung, der Altes zertrümmert, Neues erschafft, Industrien umkrempelt, Gesellschaften prägt. Ein Treibsatz, der noch lange nicht ausgebrannt ist, bis heute, wo die Sekundenspalter mit ihren Blitzen das Reich der Atome erkunden.

Um 1870 lechzte die Welt nach neuen Bildern, die Schritt halten könnten mit der Mobilmachung der Gesellschaft. Telegrafen verbanden die Börsen von London und New York, Eisenbahnen stampften von Ostküste zu Westküste, Erntemaschinen unterwarfen das Land, automatische Webstühle verknüpften den Weltmarkt. Doch die Kunstakademien schwelgten weiterhin im trägen Pinselstrich auf riesigen Ölgemälden.

Die Sehnsucht nach einer neuen "instantaneous photography" wurde im letzten Drittel des 19. Jahrhunderts zur Manie, Fotozeitschriften überschlugen sich mit Meldungen zu neuartigen "Sofortbildern" - womit gemeint war: Bilder von einer Sekunde Belichtungszeit.

Eadweard Muybridge war nicht gerade der aussichtsreichste Kandidat als Sekundenspalter. Der Buchhändler aus San Francisco war zunächst nicht Herr der Beschleunigung, sondern ihr Opfer: Bei einem Postkutschenunfall gingen die Mustangs durch, er schlug mit dem Kopf gegen einen Baum und erlitt eine schwere Hirnverletzung am präfrontalen Kortex. Neun Tage lag er im Koma, danach litt er an Wahrnehmungsstörungen, er sah doppelt. Zwei seiner Mitreisenden kamen um.

Der Meister der visuellen Muße verschreibt sich der Beschleunigung

Muybridge verklagte die Postkutschenfirma - und investierte das Geld in seine Neuerfindung. Der bärtige Eigenbrötler nannte sich nun Helios, nach dem griechischen Sonnengott, und machte sich als Landschaftsfotograf einen Namen. Er reiste mit seinem "Flying Studio" durch Alaska und das Yosemite Valley, begleitet von einem Tross an Helfern, der ihm an steilen Hängen im Zelt eine mobile Dunkelkammer installierte. Die Belichtung einer einzelnen Aufnahme auf einer großen Glasplatte dauerte oft eine halbe Stunde - mit dem Effekt, dass Meereswogen wirkten wie Nebel, Wasserfälle wie Flüsse aus Milch, Passanten wie transparente Schemen. Diese Langzeitbelichtungen waren der unempfindlichen Fotochemie geschuldet, unbeabsichtigte Experimente der Entschleunigung: Nur wer saß oder lag, wurde abgelichtet, der rasende Rhythmus des Lebens blieb im Dunkeln.

Mit Anfang vierzig heiratete Helios eine über 20 Jahre jüngere Frau, bald kam ein Kind: Florado Helios. Als Muybridge herausfand, dass ihn seine Frau betrog, erschoss er den Nebenbuhler kaltblütig. Seine Verteidigung verwies auf seinen Hirnschaden. Er wurde freigesprochen. Er reiste nach Südamerika. Als bald darauf seine Frau starb, gab Helios seinen Sohn Florado Helios in ein Waisenhaus.

Helios senior, einst ein Meister der visuellen Muße, verschrieb sich nun der Beschleunigung. Von Leland Stanford, einem Eisenbahnmogul, bekam er den Auftrag, das technisch Unmögliche zu leisten: das legendäre Rennpferd Occident im vollen Lauf zu bannen. In Palo Alto, einem Dorf bei San Francisco, baute Muybridge eine Batterie aus 12 Kameras entlang der privaten Stallungen des Eisenbahnmoguls auf. Von den Dampflok-Ingenieuren ließ er sich neuartige Kameraverschlüsse bauen und spannte elektrische Drähte über die Bahn, mit denen das Pferd die Kameras auslöste; eine Art Selbstporträt. Den Hintergrund drapierte Helios mit weißen Bettlaken, um das Motiv aufzuhellen.

Der Körper als Rennmachine

Es geht die Legende, dass Stanford eine Wette gewinnen wollte. Dabei ging es ihm um weitaus mehr: Mit wissenschaftlichen Methoden wollte er die Pferdezucht verbessern. Die Tiere galten damals immer noch als Schlüsseltechnologie der Beschleunigung. "Animal Locomotion" sollte Helios später seine Fotostudien nennen: der Körper als Rennmaschine.

Die ersten Versuche schlugen fehl, die Belichtungszeit war zu lang, Occident war so schnell, dass er unsichtbar blieb. Muybridge verkürzte die Belichtung auf eine Fünfhundertstelsekunde: Erfolg! "Dies ist die wohl wundervollste Leistung in der Fotografie", schwärmte Muybridge von sich selbst. Andere bezichtigten ihn des Betrugs. Es schien ihnen einfach unmöglich, ein Rennpferd im Flug zu bannen.

Muybridge legte nach, fieberhaft entriss er dem Alltag Sekundenbruchteile, um sie zu verewigen, er machte Serien von Affen, Büffeln, Elefanten; von Nackten beim Ringen, beim Springen, beim Schmieden; von einer Frau beim Verhauen eines Kindes und beim Heruntergehen einer Treppe. "Nu descendant un escalier" heißt der kubistische Akt von Marcel Duchamps, basierend auf dieser Serie von Muybridge. Kunstakademien nutzten "Animal Locomotion", um den Studenten einen neuen Blick auf den menschlichen Akt zu eröffnen - nicht statisch wie auf Ölbildern, dynamisch, als moderne Maschine. Philip Glass komponierte eine Oper über seine kalifornischen Fotovisionen, Cy Twombly und Francis Bacon ließen sich von ihnen inspirieren. Die Spaltung der Sekunde machte Helios unsterblich.

Sein Auftraggeber Leland Stanford wurde von den Sekundensplittern inspiriert, die anwendungsnahe Forschung weiter zu fördern. Als sein einziger Sohn mit 15 Jahren an Typhus starb, setzte ihm der Vater ein Monument, indem er unweit seines Gestüts in Palo Alto eine neue Art Universität gründete: offen für Frauen und Männer, nicht konfessionell, technisch orientiert.

Übergang zwischen Kunstgewerbe und Wissenschaft

Die Stanford-Universität wurde nach dem Zweiten Weltkrieg zum Geburtsort des Silicon Valley, das mit seinem rasenden Prozessorenpuls die Welt auf Trab hält. Die beiden Absolventen Hewlett und Packard bauten hier 1939 ihre ersten kommerziellen Elektronikbauteile in einer Garage. Auch die Google-Gründer haben dort studiert. Ein "Schneller!" gebiert das nächste.

Bald wurde der kauzige Bildvisionär aus Palo Alto überholt von der Dynamik, die er mit angestoßen hatte. Muybridge war eine Übergangsfigur zwischen Kunstgewerbe und Wissenschaft, schon bald kritisierten Kenner seine Fotos als unwissenschaftlich. Seine Verschlüsse liefen nicht präzise wie ein Uhrwerk, hieß es. Zudem: Sein Versuchsaufbau mit jeweils einem Dutzend Kameras bedeutete, dass jedes Bild eine leicht verschobene Perspektive zeigte.

Entnervt machte sich ein ehemaliger Bewunderer von Muybridge daran, selbst eine bessere Schnellschusskamera zu entwickeln. Etienne-Jules Marey, ein Arzt und Mitglied der Académie des Sciences, baute in Paris ein "fotografisches Gewehr", bei dem sich eine lichtempfindliche Glasplatte hinter dem Objektiv weiterdrehte, bis zwölf Bilder belichtet waren nach einer Sekunde. So blieb die Perspektive exakt gleich, das Gerät war klein, mobil und schnell wie ein Repetiergewehr.

Marey diente seine Schnellfeuerkamera dem Militär an. Das französische Kolonialreich expandierte in Asien und Afrika, die Truppen brauchten besseres Schuhwerk für Gewaltmärsche, Marey lieferte die Bilder dazu und filmte Soldaten beim Marschieren, um ihre Bewegungen zu analysieren: Teile die Sekunde und beherrsche die Welt!

Seine Drehtechnik eignete sich nicht nur zum Einfangen von Sekundenbruchteilen, sondern später auch zum Vorführen der Bilderbeute. Bisweilen wird Marey als einer der Väter des Kinos genannt.

Im Gegensatz zu Muybridge sah er sich nicht als Künstler, sondern als Wissenschaftler. Er analysierte Rätsel des Alltags, zum Beispiel, wie Katzen es schaffen, beim Sturz immer auf den Pfoten zu landen (durch eine elegante Körperdrehung). Doch eigentlich wollte er selbst gern fliegen.

Vom fotografischen Revolverheldentum inspiriert

Mit seinem fotografischen Gewehr schoss er Bilder von Vögeln im Flug, um in Zeitlupe die Gesetze der Aerodynamik zu studieren, und baute später einen Windkanal, um Flügelprofile zu testen.

"Der Maschinenbauer kann nützliche Konzepte aus dem Studium der Natur gewinnen, die ihm zeigen, wie selbst komplizierteste Probleme sich mit bewundernswertester Einfachheit lösen lassen", schrieb er in seinem Buch "La machine animale" ("Die Tiermaschine"): "Die Gesetze der Mechanik gelten sowohl für die belebten Motoren als auch für die anderen Maschinen."

Auch Frederick Winslow Taylor ließ sich vom fotografischen Revolverheldentum inspirieren und wandte dessen Einsichten auf die Organisation der Arbeit an. Die Spaltung der Sekunde durch die Schnellschussfotografie stand Pate bei der Geburt der von der Stoppuhr diktierten Fabrikarbeit. Der Fotorevolver bildete nicht nur ab, er zeichnete auch den Weg in die weitere Beschleunigung vor. Die moderne Industriegesellschaft erschuf sich selbst nach ihrem eigenen Abbild.

Der neue Millionstelsekunde-Rekord

Bald wurden selbst die mechanischen Kameraverschlüsse zu träge für das rasende Tempo der Maschinen, Rotationspressen und Generatoren. Das Licht selbst musste nun eine doppelte Aufgabe übernehmen: als Beleuchtung und Verschluss. 1931 erfand Harold "Doc" Edgerton das Blitzlicht-Stroboskop.

Aufgewachsen in Aurora, einem kleinen Kaff im Mittleren Westen, lernte er als Kind von seinem Onkel Ralph das Handwerkszeug der Fotografie. Um rasend schnelle Maschinen zu verbessern, verdunkelte er den Raum und zerhackte die Bewegung mit einem Blitzlichtgewitter. Bald knackte er einen neuen fotografischen Rekord: die Millionstelsekunde.

Die winzigen Blitze konnten über Millionenetats entscheiden. Als der Konzern Procter & Gamble seinen Konkurrenten Lever Brothers in einem Patentstreit um Seifenherstellung verklagte, war einer der wichtigsten Zeugen stumm, aber beredt: Eine Bildanalyse von Edgerton bewies, dass der Herstellungsprozess beider Firmen unterschiedlich ablief, der Angeklagte wurde freigesprochen.

Edgerton wurde Professor am Massachusetts Institute of Technology bei Boston. In kürzester Zeit gelangen dem "Doc" moderne Ikonen der Beschleunigung: "Coronet" taufte er das Bild eines kronenförmigen Rings, der einen Tropfen Milch beim Aufschlagen auf die Oberfläche für einen Sekundenbruchteil umgibt. 1937 wurde das Bild im Museum of Modern Art in New York ausgestellt. In seinem Kurzfilm "Quicker'n a Wink" ("Flotter als 'n Augenblick") zeigte er 1940 dem erstaunten Kinopublikum, wie eine Kugel in Zeitlupe eine Glühbirne durchschlägt, wobei die Scherben in der Luft Walzer zu tanzen scheinen. Der Film bekam einen Oscar.

Muybridges Bildersturm geht in die nächste Runde

Das Schießen mit Kameras und Kanonen lagen dicht beisammen beim Doc. Der Professor aus Aurora verlieh dem Wort "Blitzkrieg" eine neue Bedeutung, als seine Nachtsicht-Stroboskope es 1944 alliierten Bombern ermöglichten, vor der Landung in der Normandie die feindlichen Stellungen zu erkunden. Später baute er eine Kamera, die Atombombenblitze aus großer Nähe aufnahm.

Damit war die nächste Herausforderung definiert. Wie selbstverständlich wird die Atomenergie zur Stromversorgung verwendet. Und dennoch bleiben die atomaren Prozesse dem Blick verborgen - ähnlich wie der genaue Bewegungsablauf beim Galopp eines Pferdes.

Wie sieht es aus, wenn zwei Elektronen einen Atomkern umkreisen - und was genau geschieht, wenn eines von ihnen von einem Laserstrahl herausgeschossen wird wie eine Billardkugel? Ferenc Krausz hat es beobachtet und festgehalten: Im Sommer 2010 gelang es dem Leiter einer Arbeitsgruppe am Max-Planck-Institut für Quantenoptik in Garching, derlei unvorstellbar winzigschnelle Vorgänge sichtbar zu machen. Sein Rekord liegt bei Blitzen, die nur 80 Attosekunden dauern. Er besitzt sogar eine Urkunde vom "Guinness-Buch der Rekorde".

Eine Attosekunde ist der milliardste Teil einer Millardstelsekunde. Selbst ein Lichtstrahl kommt in dieser Zeit nur einen tausendstel Mikrometer weit. Wenn unser Herzschlag eine Attosekunde dauern würde, wäre das Alter des Universums nach einer Sekunde verstrichen.

Wenn Krausz mit seinen Attosekunden-Bildern den Tanz von Molekülen und Elektronen festhält, so ist das Wissenschaftszeitschriften wie "Science" und "Nature" Titelgeschichten wert.

Die Garchinger Attobilder strahlen etwas von der Magie aus, die Helios' Fotos von fliegenden Pferden gehabt haben mögen im Jahr 1872.

Doch schon werden neue Horizonte erkennbar: Tausendmal schnellere Bilder könnten Prozesse im Innern von Atomen sichtbar machen, sogenannte Zeptosekunden. Nach diesen Zeptosekunden kämen Yoktosekunden. Und danach nichts mehr - zumindest gibt es dafür kein Wort. Noch nicht.

Die Attosekunden-Bilder aus Bayern könnten sogar die Computerindustrie rund um die ehemaligen Rennställe des Leland Stanford umkrempeln, wo Muybridge einst die Sekunde spaltete. "Wir versuchen, mit Hilfe von Attosekunden-Lasern auch den Strom in Elektronikbauteilen zu steuern", sagt Krausz. Die kürzesten Blitze der Welt könnten helfen, noch rasendere Rechenprozessoren zu entwickeln.

Der Bildersturm, den Muybridge mit dem fliegenden Occident entfesselte, geht in die nächste Runde. Schneller! Schneller!

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