Die Sichtbarmachung des Unsichtbaren. Eine historisch-anthropologische Untersuchung zur Bedeutung der Farbe in der Medizin

Inhaltsverzeichnis

A. Einleitung

B. Ansatzpunkte einer Erörterung des „Phänomen Farbe“
B.1. Physik und Farbe
B. 1.1. Vom Zusammenhang zwischen Licht und Farbe
B. 1.2. Licht - Wellenlänge oder Partikel?
B. 1.3. Farbe als physikalische Größe
B. 1.4. Das Phänomen der Streuung
B.2. Physiologie der Farbwahrnehmung
B. 2.1. Theoretische Grundlagen einer Physiologie der Farbwahrnehmung
B. 2.2. Der dioptrische Apparat
B. 2.2.1. Die Färbung der Linse
B. 2.2.2. Die Netzhaut und ihre Aufgaben
B. 2.3. Farbwahrnehmung im Gehirn
B. 2.4. Zur Evolutionstheorie der Farbwahrnehmung
B.3. Psychologie und die Wirkung der Farben auf den Menschen
B. 3.1. Farbe und Gemüt – psychologische Wirkung von Farbe
B. 3.2. Farbe und Körper – physiologische Wirkung von Farbe
B. 3.2.1. Raumgestaltung in Krankenhäusern
B. 3.2.2. Zur psychologischen Bedeutung der Färbung von Medikamenten
B. 3.3. Farbe und Kultur – Farbe als „kulturelles Konstrukt“

C) Zur phänomenologischen Bedeutung von Farbe in traditionellen Medizinsystemen
C.1. „Traditionelle Medizinsysteme“ und Empirie
C.2. Farbe in der Semiotik (Zeichenlehre)
C. 2.1. Semiotik als vorwissenschaftliche „Diagnosemethode“
C. 2.2. Farbe als Signifikant für Krankheit und Gesundheit
C. 2.3. Von der Semiotik zur Diagnose
C.3. Farbe in der „Volksmedizin“
C.4. Farbe in der Humoralpathologie
C. 4.1. Zur Konzeption und Verbreitung der Humoralpathologie
C. 4.2. Säfte, Elemente und Farben in der galenischen Humoralpathologie
C. 4.3. Urindiangostik (am Beispiel der tibetischen Humoralpathologie)

D) Zur indikatorischen Bedeutung von Farbe in der naturwissenschaftlich geprägten Medizin
D.1. Zur Konzeption der Naturwissenschaft Medizin
D.2. Zur Rolle der Farbe in der modernen Diagnostik
(am Beispiel der Mikroskopie)
D. 2.1. Vorgeschichte: Die Entdeckung der synthetischen Farbstoffe
D. 2.2. Zur Bedeutung der Farben in der Entwicklung der Mikroskopie
D. 2.3. Farben in den bildgebenden Verfahren der modernen Diagnosik
D. 2.4. Blickdiagnostik als „Relikt“ einer traditionellen Anwendung von Farbe
D.3. Zur Bedeutung von Farbe für die Chemotherapie
D. 3.1. Vorgeschichte: Die Entwicklung der ersten synthethischen Heilmittel
D. 3.2. Die Grundlagen der Chemotherapie und ihre „farbigen Anfänge“
D. 3.2.1. Paul Ehrlich und die Theorie der selektiven Abtötung von Mikroben
D. 3.2.2. Die Stoffgruppe der Sulfonamide
D. 3.2.3. Moderne Arzneimittelherstellung
D.4. „Randbereiche“ der naturwissenschaftlichen Medizin
D.4.1. Zur Bedeutung von Farbe in Esoterik und alternativer Medizin
D.4.1.1. Exkurs: Interview mit der Auraheilerin Nina Dul
D.4.1.2. Erläuterung zum esoterischen Verständnis von „Farbe“
D.4.2. Farbe in der Homöopathie
D.4.3. Farbe und Ernährung

E) Ergebnisse der Untersuchung

F) Schluss

G) Bibliographie

H) Anhang
Abb. 1: Liniennetzplan des U-Bahnsystems in London
Abb. 2: Kopie der Originalskizze Newtons zu seinem „Experimentum crucis“
Abb. 3: Übersicht über das Elektromagnetische Spektrum
Abb. 4: Korrelation von Farbeindruck und Wellenlängenbereichen des Lichtes
Abb. 5: Übersicht die Sensitivität der drei Zapfenarten
Abb 6: Überblick über die Regionen der Sehrinde beim Affen
Abb. 7: Operationssaal des Kreiskrankenhauses in Immenstadt/Allgäu.
Abb. 8: Foto von Nina Dul

A. Einleitung

„Denn immer, wenn wir irgend etwas sehen, sehen wir Farben.“^[1]

Der Wecker klingelt und die roten Ziffern, die ihm aus der Zimmerecke entgegenleuchten, zeigen Herrn X an, daß es Zeit ist aufzustehen. Sein erster Weg führt ihn, wie jeden Tag, ins Badezimmer, wo er die grüne Zahnbürste aus dem Regal nimmt (die rote gehört seiner Ehefrau) und sich damit die Zähne putzt. Nach weiteren allmorgendlichen Tätigkeiten verläßt Herr X pünktlich seine Wohnung und macht sich mit seinem Auto auf den Weg zur Arbeit. Nach kurzer Autofahrt bezeichnet ihm ein blaues Schild, auf dem ein weißes „P“ abgebildet ist, daß er am Ziel der Fahrt angekommen ist und hier sein Auto abstellen kann.

Gegen Nachmittag hat Herr X einen Termin in einem Teil der Stadt, der mit dem Auto nicht gut zu erreichen ist, weswegen er sich entschließt, in diesem Fall sein Auto stehen zu lassen und die öffentlichen Verkehrsmittel zu benutzen. Er verläßt also seinen Arbeitsplatz und macht sich auf den Weg zur nächsten U-Bahn-Haltestelle. Bei jeder Straßenüberquerung zeigt ihm ein rotes Männchen an, daß er seinen Weg an der bezeichneten Stelle unterbrechen muß, während ein grünes Männchen ihm jeweils bedeutet, daß er seinen Weg gefahrlos weiter fortsetzen kann. Das grüne „U“ auf gelbem Untergrund zeigt ihm schließlich an, daß er am ersten Etappenziel, der U-Bahn-Haltestelle, angekommen ist. Um sich weiter darüber zu orientieren, welche der zahlreichen U-Bahn-Linien ihn an das gewünschte Ziel bringen kann, wirft er einen Blick auf den Liniennetzplan und findet heraus, daß die gelbe Linie in die von ihm gewünschte Richtung fahren wird, woraufhin er den gelben Wegweisern zur bezeichneten U-Bahn-Station folgt. Er versichert sich kurz, ob die U-Bahn, die gerade auf dem Bahnsteig eingefahren ist, auch wirklich mit einem gelben Schild gekennzeichnet ist und nicht vielleicht doch in eine andere, als die von ihm gewünschte Richtung unterwegs ist, steigt ein und erreicht einige Minuten später das ersehnte Ziel.

Dieser kurze hypothetische Einblick in den Alltag des ebenfalls hypothetischen Herr X zeigt, welch nützliches Instrument die Farbwahrnehmung für den Menschen zur Orientierung in seiner Umwelt darstellt. Dennoch, oder vielleicht gerade deswegen, erscheint diese Fähigkeit auf den ersten Blick eher banal und nebensächlich. So sind Farben für die meisten Menschen ein so selbstverständliches Merkmal der Umwelt, daß im Alltag in der Regel über sie „hinweggelesen“^[2] wird. Farben treten im Alltag des 21. Jahrhunderts fast immer dort in Erscheinung, wo innerhalb komplexer Zusammenhänge, wie beispielweise in einem Netz öffentlicher Verkehrsmittel (vgl. Abb. 1 im Anhang) bestimmte Elemente dieser Systeme besonders hervorgehoben oder von anderen Elementen unterschieden werden sollen. Dabei werden die einzelnen Farben als Markierungen genutzt, die auf den ersten Blick auf die durch sie „bezeichneten“ Sinnzusammenhänge verweisen sollen. Vorraussetzung für eine Orientierung anhand dieser Markierungen ist jedoch, daß eine Übereinkunft über die Deutung der einzelnen Markierungen besteht, da diese sonst vom Betrachter entweder überhaupt nicht wahrgenommen werden oder diesem vollkommen unverständlich erscheinen. (So würde beispielweise ein Mensch aus dem Mittelalter, dem Blau als wärmste Farbe unter den Farben bekannt ist, die Farbgebung der Wettervorschau im Fernsehen mit Sicherheit als vollkommen sinnlos empfinden, bei der kalte Bereiche in Blau gekennzeichnet werden, während Hitze durch Rot oder Orange dargestellt wird.)

Menschliches Erkennen geschieht also vor dem Hintergrund eines Netzwerkes von Symbolen, und jedes Individuum ist auf die „kulturelle Matrix“ der Gesellschaft angewiesen, in der es lebt.^[3] Farben stellen in dieser „kulturellen Matrix“ ein wichtiges Symbolsystem dar, das der Mensch nutzt, seine Welt zu gliedern und, durch Codierung und Decodierung der Umwelt in das „...visuelle[..] Kommunikationsmittel...“^[4] Farbe, diese Umwelt berechenbar und erfassbar zu machen. Obwohl „Farbe“ durchaus nicht der einzige Zugang ist, durch den sich der Mensch die Welt erschließen kann, kann man feststellen, daß diesem Symbolsystem mit zunehmender Komplexität der menschlichen Erfahrungswelt eine besondere Bedeutung zukommt. (vgl. Punkt B.3.).

Dieser Gedankengang soll im Folgenden anhand der Bedeutung des Symbolsystems Farbe in dem begrenzten menschlichen Erfahrungsbereich der Medizin verfolgt werden. In diesem Zusammenhang wird besonders der Zusammenhang zwischen unterschiedlichen Wahrnehmungen über Ursprung und Wesen von Farbe und den jeweiligen Konzeptionen und Methoden der Medizin zu betrachten sein, und inwieweit beide Faktoren die Anwendung von Farbe und damit ihre Bedeutung beeinflussen.

Zur Bedeutung von Farbe in der Medizin

„Die Wahrnehmungs- und Wissensstruktur, welche [...] jede Medizin leitet, ist die der unsichtbaren Sichtbarkeit.“^[5]

Mehr noch, als in vielen anderen Bereichen des menschlichen Lebens ist in der Medizin das Erkennen von Zusammenhängen an „Sehen“ gebunden. Farbe wiederum ist elementares Element des Sehens und Erkennens und spielt in vielen Medizinsystemen sowohl in der Erkennung, als auch in der Therapie verschiedenster Krankheiten eine wichtige Rolle.

Die „...normative Fundamenatalforderung“^[6] an die Medizin als heilende Kunst, besteht darin, Krankheiten vorzubeugen, zu behandlen und zu erforschen. Um aber Krankheiten behandeln zu können, muß man eine Veränderung im Gegenüber zunächst wahrnehmen und als Erkrankung identifizieren können. Diese Wahrnehmung von Krankheiten beruht in erster Linie auf der sensuellen – nicht zuletzt optischen – Wahrnehmung des jeweiligen Patienten und orientiert sich an den an ihm beobachtbaren Veränderungen. Für den Arzt als außenstehenden Beobachter besteht also die Hauptaufgabe darin, Einsicht in die Vorgänge im Inneren des jeweiligen Patienten zu erlangen, die die Erkrankung hervorgerufen haben, um diese behandlen zu können und einer ähnlichen Erkrankung in Zukunft vorbeugen zu können.

Das Hauptproblem, mit dem sich die Medizin demnach seit ihren Anfängen auseinandersetzen mußte und aus dem sie in gewissem Sinne ihren Ausgang genommen hat, ist die Tatsache, daß Krankheit ein zunächst von Außen unsichtbarer Vorgang im Inneren des Körpers ist, der im Verborgenen des Körpers beginnt und für ein Gegenüber nur dann sichtbar wird, wenn sich pathologische Veränderungen am äußeren Erscheinungsbild des „Patienten“ zeigen.

Ein erster Zugang zu den Veränderungen im „fremden“ Körper des Patienten liegt für den behandelnden Arzt zunächst ausschließlich in den Schilderungen des Erkrankten über seine Beschwerden. Daneben ist es aber vor allem die sensuelle Wahrnehmung durch den Gehör-, Tast- und insbesondere Gesichtssinn, die dem Arzt Aufschluß über den Gesundheitszustand des Patienten und über die Art seiner Erkrankung geben können. Neben diesen beiden grundlegenden Methoden jeder Medizin, werden in vielen Kulturen übersinnliche Mächte über den Zustand des Patienten und die jeweiligen Möglichkeiten der Heilung befragt. Und schließlich besteht die Möglichkeit, direkt in den Körper des Patienten einzugreifen, um durch eine „Invasion“ in den Körper des Patienten diesem seine Geheimnisse zu entreißen.

Fragestellung und Zielsetzung der vorliegenden Arbeit

In der vorliegenden Arbeit soll versucht werden, den Zusammenhang zwischen „Farbe“ und Medizin^[7] zu untersuchen, indem verschiedene Anwendungsbereiche von Farbe in verschiedenen Medizin- und Heilungssystemen dargestellt und in einen Zusammenhang mit kulturell-vorherrschenden Normen und Vorstellungen über „Farbe“ und „Medizin“ gestellt werden sollen.

Die Argumentation wird dabei auf verschiedenen Ebenen erfolgen und drei unterschiedliche Fragestellungen zu beleuchten versuchen. In einem ersten Schritt der Argumentation soll zunächst die wissenschaftliche Auseinandersetzung mit dem „Alltagsphänomen Farbe“ aus Sicht verschiedener Wissenschaften dargestellt werden, um ein Bild von den verschiedenen Möglichkeiten einer Definition von Farbe zu vermitteln, die jeweils in Abhängigkeit zu der jeweilis verfolgten Fragestellung und dem – von den unterschiedlichen Wissenschaften eingenommenen Standpunkt gesehen werden kann. Im zweiten Schritt, wird der Frage nachgegangen werden, ob und in welchen Bereichen sich eine Bedeutung von Farbe in der Medizin belegen läßt und ob sich Unterschiede in dieser Bedeutung feststellen lassen, und worin eventuelle Unterschiede begründet sein könnten. In diesem Zusammenhang wird sich insbesondere die Frage nach einer möglichen geschichtlichen oder kulturellen Bedingtheit stellen und zu beantworten sein.

Der dritte Argumentationsstrang wird diesen Ansatz auf anderer Ebene weiterverfolgen, indem am Beispiel der Bedeutung von Farbe in der Medizin die Bedeutung von vorherrschenden Theorien und Vorstellungen für die Konzeption und Methodik von Medizin und Wissenschaft im Allgemeinen hinterfragt wird. Es stellt sich also die Frage, in welcher Verbindung gesellschaftliche Normen und Wissenschaft stehen, beziehungsweise inwiefern das Spektrum der, in einer bestimmten Kultur zur Erklärung der Welt zur Verfügung stehenden Theorien Einfluß auf die Methoden des Erkenntisgewinnes dieser Kultur und letztendlich wiederum auf das Spektrum der in der jeweiligen Gesellschaft möglichen Erfahrungen hat. Besonderes Augenmerk kommt in diesem Zusammenhang dem Axiom der „Sichtbarmachung“ zu, das in der Konzeption der Medizin als Wissenschaft eine wichtige Rolle spielt und die Übersetzung von subjektiv erfahrbaren Sachverhalten in objektivierbare Beobachtungen fordert. Die Bedeutung dieser wissenschafts­theoretischen Vorraussetzung der modernen Naturwissenschaften soll im Folgenden am Beispiel der Entwicklung der Chemotherapie und Mikroskopie dargestellt werden, deren grundlegende Impulse in den Anfängen der Farbstoffindustrie zu finden sind. Sowohl Mikroskopie, als auch Chemotherapie gehören heute zu den Grundpfeilern der naturwissenschaftlich geprägten Medizin des 21. Jahrhunderts. Anhand dieser beiden Elemente der modernen naturwissenschaftlichen orientierten Medizin, soll abschließend die Frage erörtert werden, wie die „..naturwissenschaftliche Wende..“^[8] der Medizin und ihre grundlegende Neukonzeption im 18. und 19. Jahrhundert Einfluß auf die medizinische Nutzung des Symbolsystems „Farbe“ gehabt haben.

Die vorgelegte Darstellung verfolgt nicht den Anspruch, einen chronologischen Überblick über das gesamte Spektrum des behandelten Themas zu geben, sondern möchte stattdessen exemplarisch in den bisher noch weitgehend unerschlossenen Zwischenbereich, der „Farbe“ mit Medizin verbindet, einführen und Ausgangspunkte und Anregungen für weitere Investigationen in dieses breite Feld anbieten.

Vorgehensweise und Aufbau der Arbeit

Für eine eingehende Betrachtung des Phänomens Farbe ergeben sich eine Vielzahl von Zugängen. Der unmittelbarste Zugang ist sicherlich der individuell-phänomenologische, der seinen Ausgangspunkt in der Erfahrung und Empfindung von Farbe nimmt. Neben dieser rein subjektiven Erfahrung haben sich aber auch eine Reihe von Gelehrten aus den verschiedensten Wissenschaftsbereichen mit Farbe, als einer grundlegenden Erfahrung des Menschseins, auseinandergesetzt. Deswegen soll zu Anfang der vorliegenden Arbeit dem zentralen Element dieser Darstellung, den Farben, Rechnung getragen werden, indem unterschiedliche Ansatzpunkte einer Auseinandersetzung mit dem „Phänomen Farbe“ vorgestellt werden, um eine Einführung in die Definitionsbreite und unterschiedlichen Herangehensweisen an diesen zentralen Bereich menschlicher Realitätswahrnehmung zu vermitteln. Dabei wird aus der Perspektive verschiedener wissenschaftlicher Disziplinen, die sich mit dem Phänomen „Farbe“ auseinandergesetzt haben, der Begriff „Farbe“ von verschiedenen Standpunkten aus betrachtet werden. In Bezug auf die Verbindung von Farbe und Medizin sind dabei insbesondere die Wissenschaftsbereiche der Physik, Physiologie und Psychologie von Interesse.

Dieser ersten Annäherung an das Thema „Farbe“ folgt ein Überblick über verschiedene Bereiche, in denen Farben eine Rolle in der Medizin gespielt haben und zum Teil noch heute spielen. Die Gliederung dieses Haupteils erfolgt nach der Art der Anwendung von Farbe, indem grundsätzlich zwischen der Verwendung von Farbe in „traditionellen“ Medizinsystemen und der Nutzung von Farbe in der naturwissenschaftlich geprägten Medizin unterschieden wird. Anhand der vorgestellten Anwendungsbereiche von Farbe und der Erörterung der Medizinkonzeption, die den jeweiligen Verwendungen von Farbe in der Medizin zu Grunde liegen, soll untersucht werden, ob sich grundlegende Unterschiede in der Bedeutung von Farbe in der Medizin in verschiedenen Epochen und Kulturen feststellen lassen und wie diese möglichen Bedeutungsunterschiede bewertet werden können.

B. Ansatzpunkte einer Erörterung des „Phänomen Farbe“

B.1. Physik und Farbe

B. 1.1. Vom Zusammenhang zwischen Licht und Farbe

Die Farben als Elemente des Lichtes bestehen im Grunde aus „farblosen Energiestrahlen“, die sich durch Wellenlänge und Intensität voneinander unterscheiden. Auf ihrem Weg in unser Auge transportieren diese Lichtstrahlen „[...] Daten über Zustand und Beschaffenheit unserer Umwelt [...]“^[9] in unser Auge, wo diese Daten von den Sehzellen aufgenommen und in Zusammenarbeit von Auge und Gehirn zu für uns wahrnehmbaren Informationen verarbeitet werden, was in unserem Bewußtsein die verschiedenen Farbempfindungen entstehen läßt. Die an sich farblosen Lichtstrahlen sind in diesem Vorgang der Farbwahrnehmung nur Datenübermittler, aber erst unser Sehorgan kreiert die Farbempfindung.^[10]

Die Geschichte der systematischen Untersuchung des Sehens in Licht und Farbe beginnt in der Antike mit dem griechischen Philosophen Aristoteles (384 – 322 v. Chr.) und seiner Schrift „de sensu“^[11]. In dieser Schrift argumentiert er, daß zwischen Farbe und Licht eine enge Verwandtschaft bestehe, daß aber Farbe als dem Licht untergeordnet und nachgestellt zu betrachten sei.^[12] Diese Wertung ergab sich für Aristoteles daraus, daß zwar „...[d]as Sichtbare, also der eigentliche Gegenstand des Sehens ... die Farbe [sei]“^[13], daß aber Licht als Vorraussetzung für eine Wahrnehmung von Farbe vorhanden sein müsse, und demnach der Farbe vorangestellt sei. Weiterhin ergibt diese Theorie, daß Farbe als eine der Oberfläche von Gegenständen zugehörige Eigenschaft zu verstehen sei. Licht war in dieser Vorstellung zwar Ursache und Vorraussetzung für das Sichtbarwerden dieser „Objektfarben“, hatte aber - anders als im modernen Verständnis von Farbe – keine direkte Verbindung zur Zusammensetzung des Lichtes. In der mittelalterlichen Vorstellung von der Natur der Farbe, war Licht als Helligkeit die Ursache und Vorraussetzung für das Sichtbarwerden der Farben, hatte ursächlich aber keinen direkten Bezug zum Licht.^[14] In Aristoteles Theorie der Farbe markierten Schwarz und Weiß die beiden äußeren Pole der Farbenskala und bildeten die Grundlage für alle anderen Farben, die seiner Meinung nach aus einer Mischung dieser Grund ­gegebenheiten in verschiedenen Verhältnissen entstünden. Gelb, als dem strahlenden Weiß nächstgelegene Farbe galt in diesem Zusammenhang als hellste Farbe, während am anderen Ende der Skala Blau als dunkelste Farbe empfunden wurde. Grün oder Rot nahmen in der Regel die Positon in der Mitte ein und galten als benachbarte Farben, die in einander übergingen. Farbe wird in dieser Vorstellung also nicht durch ihren Farbton klassifiziert, sondern durch den Grad der Helligkeit, ein dem Wesen nach eigentlich farbloses Kriterium.^[15]

Diese „aristotelische Farbenlehre“ wurde über die Antike hinaus in das abendländische Mittelalter tradiert und lieferte im Wesentlichen bis hinein ins 18. Jahrhundert die maßgebliche Theorie zu Wesen und Wahrnehmung der Farben.^[16]

Erst durch die Theorien und Experimente des Physikers Isaac Newton (1642 – 1727) wurde dieses Verständnis grundlegend verändert, indem Newton die Beziehung zwischen Farben und Licht dahingehend neu definierte, daß Licht Ursprung der Farben sei, daß also Licht und Farbe sich gegenseitig bedingten.^[17] Das grundlegende Experiment der newtonschen Farbtheorie, die Grundlage der modernen Optik werden sollte, ist das sogenannte „Experimentum crucis“, daß Newton im Jahre 1665 erstmals durchführte. (Zum Aufbau des Experiment vgl. Abb. 2 im Anhang).

Newtons Experiment bestand darin, Licht durch ein Prisma fallen zu lassen und so das eintreffende Licht in seine Spektralfarben aufzuspalten. Nachdem er diese Teilfarben des Lichtes wieder durch ein zweites Prisma gelenkt hatte, vereinigten sich die einzelnen Spektralfarben wieder und wurden zu weißem Licht.^[18]

Zur Zeit Newtons war bereits bekannt, daß Licht sich durch ein Prisma in die Farben des Regenbogens aufspalten ließ. Für Newton ergab sich aus dem Ergebnis seines Experimentes der Beweis, daß Licht nicht, wie vor ihm angenommen, homogen, sondern aus farbigen Strahlen zusammengesetzt sei, die jeweils unterschiedliche Berechungswinkel aufwiesen.^[19] Durch diese neue Definition von Licht und Farbe wurde es möglich, Farbe in Unabhängigkeit von Helligkeit zu beschreiben.^[20]

(Waren vor Newton nur zwei Komponenten – Helligkeit und Dunkelheit – nötig, um eine Farbe zu beschreiben und zu bestimmen, verwendet man heute – auf der Grundlage der newtonschen Farbenlehre, zumindest drei Koordinaten um eine Farbe genau beschreiben zu können: Farbton, Helligkeit und Sättigungsgrad.^[21] )

Die Ergebnisse von Newtons Experimenten zu Farbe und Licht wurden sowohl in England, als auch in Frankreich intensiv rezipiert und heftig diskutiert. Da sich aber durch Newtons Theorien eine Reihe von physikalisch zuvor unerklärbaren Naturphänomenen erklären ließen, setzte sich seine Vorstellung von der physikalischen Natur von Licht und Farbe in den folgenden Jahren durch und begründete, was man heute als „Newtonianismus“ der modernen Naturwissenschaften bezeichnet.

B. 1.2. Licht - Wellenlänge oder Partikel?

Für Newton war Licht aus kleinsten Partikeln zusammengesetzt, die sich vom betrachteten Objekt in Richtung Beobachter fortbewegen.^[22]

Dementgegen konstituierte Christian Huygens im Jahre 1690 in seinem „Treatise on Light“, daß Licht eher als eine Art Welle verstanden werden könnte, daß sich von der jeweiligen Lichtquelle aus in Richtung des Beobachters bewege. Diese neue Vorstellung von der Natur des Lichtes machte es möglich, auf der Grundlage der verlangsamten Fortbewegung des Lichtes beim Durchqueren von materiellen Medien, einige Phänomene des Lichtes, wie Reflexion und Refraktion zu erklären.^[23]

In den folgenden Jahrzehnten kam es zu vielen Diskussionen über die eigentliche Natur des Lichtes – wellenartig oder in Partikeln, wobei Newtons Partikeltheorie zunächst bis Ende des 18. Jahrhunderts vorherrschend war.^[24]

Erst der schottische Physiker James Clerk Maxwell (1831 - 1879) konnte die Wellennatur des Lichtes nachweisen und belegte mit seinen Experimenten über elektromagnetische Felder, daß Licht sich als elektromagnetische Welle durch Ersetzen von elektrischen Partikeln fortpflanzt.^[25] Zu Lebzeiten Maxwells galt diese Theorie noch als unrealistisch und schwer nachvollziehbar, da seine Theorie nur Aussagen über die Fortbewegung elektromagnetischer Wellen im Vakuum geben konnte, nicht für tatsächlich anzutreffende natürliche Umgebungen oder Medien.

Heinrich Hertz (1857 - 1894) konnte jedoch beweisen, daß alle elektromagnetischen Wellen die Eigenschaften von Licht haben und entsprechend Licht alle Eigenschaften von elektromagnetischen Wellen.^[26]

Zu Beginn des 20. Jahrhunderts trugen dann vor allem Max Plancks (1858 - 1947) Konzept der Quantisation und Albert Einsteins (1879 - 1955) Relativitätstheorie zu einer Vertiefung des Verständnisses der wirklichen Natur des Lichtes und der Farben bei, so daß sich in den 1920er Jahren eine Synthese der beiden Vorstellungen von der wellenartigen Natur des Lichtes und seiner Zusammensetzung aus Partikeln abzuzeichen begann.^[27]

In der modernen Physik ist die Doppelnatur des Lichtes eine weithin anerkannte Hypothese, wobei beide Betrachtungsweisen des Lichtes wissenschaftlich angewandt und untersucht werden. Dabei hat sich herausgestellt, daß beide Betrachtungsweisen Antworten auf unterschiedliche Fragen geben. Indem man mit der Wellenlängen-Natur des Lichtes arbeitet, lassen sich Phänomene, wie beispielweise das Phänomen der Interferenz beschreiben, während zur Untersuchung und Erklärung der Ereignisse bei einer Kollision von Photonen und Partikeln die Partikel-Natur des Lichtes bessere Erklärungsmöglichkeiten bietet. Heute sind diese Erkenntnisse der Relativitätstheorie und Quantentheorie als „quantum electrodynamics“ zusammengefaßt.^[28]

B. 1.3. Farbe als physikalische Größe

„Was seinem inneren Aufbau nach aus Elektronen und Energie besteht erscheint rot oder grün [...]“^[29]

In der modernen Physik bezeichnet man als „Farbe“ den relativ kleinen Schwingungsbereich des elektromagnetischen Spektrums, auf dessen Reize das menschliche Auge reagiert. Farbe ist also der für den Menschen sichtbare Bereich der elektromagnetischen Energie, deren Spektrum von 0,00005 Nanometern bis zu einigen Kilometern Wellenlänge reicht. (vgl. Abb. 3 im Anhang). Dieser relativ kleine, optisch als Licht wahrnehmbare Bereich des elektromagnetischen Spektrums befindet sich irgendwo zwischen dem extrem kurzwelligen Bereich der Gammastrahlung und den extrem langwelligen Schallwellen in einem Bereich zwischen etwa 390 Nanometerund 760 Nanometer (nm)^[30]. Diese sehr unterschiedlichen Bereiche der elektromagnetischen Energie unterscheiden sich einzig in ihrer Frequenz, beziehungsweise Wellenlänge. Innerhalb des sichtbaren Schwingungsbereiches der elektromagnetischen Energie, lösen dabei jeweils bestimmte Wellenlängenbereiche (oder die Mischung einzelner Wellenlängenbereiche im menschlichen Auge) die jeweiligen Farbempfindungen aus. (Vgl. Abb. 4 im Anhang). Eine Wellenlänge von 390 nm würde demnach in einem normalsichtigen Menschen die Farbempfindung „Violett“ auslösen, während das Licht am anderen Ende des sichtbaren Lichtspektrums, beispielweise bei 730 nm als „Rot“ wahrgenommen werden würde. Als „Weiß“ wird die Gleichverteilung aller Farben wahrgenommen. Aber auch das gleichzeitige Auftreten von Komplementärfarben wie z.B. Violett (480 nm) und Gelb (580nm) im gleichen Verhältnis interpretiert das Auge als Weiß.^[31] Insgesamt ist das menschliche Unterscheidungsvermögen für Wellenlängen an beiden Enden des sichtbaren Spektrums relativ unempfindlich, während in der Mitte dieses Spektrums – also im Bereich von 500 bis 600 nm - unser Sehorgan auch die geringsten Änderungen der Wellenlänge genau registrieren und in unterschiedlichen Farben repräsentieren kann.^[32]

B. 1.4. Das Phänomen der Streuung

Die Entdeckung, daß die verschiedenen Wellenlängen des Lichtes in unterschiedlichem Maße beim Kontakt mit Materie gestreut werden (daß also die jeweiligen Lichtstrahlen gebrochen werden), entdeckte der Physiker John William Lord Raleigh (1842 – 1919), nach dem dieses Phänomen „Rayleigh-Streuung“ genannt wird. Seine Theorie besagt, daß es beim Auftreffen von Lichtstrahlen auf ein Molekül (z.B. auf Sauerstoff oder Stickstoff in der Erdatmosphäre), zur Streuung des Lichtes kommt, was dazu führt, das von dem Gasteilchen eine neue Lichtwelle ihren Ausgangspunkt nimmt, meist in eine andere Richtung als die der ursprüngliche Lichteinstrahlung.^[33]

Kurzwelliges, „blaues“ Licht wird dabei stärker gestreut, als langwelliges „rotes“.^[34]

B.2. Physiologie der Farbwahrnehmung

B. 2.1. Theoretische Grundlagen einer Physiologie der Farbwahrnehmung

„Colour, like beauty, is in the eye and brain of the beholder.“^[35]

Ausgehend von Newtons Erkenntnissen zur Zusammensetzung des Lichtes aus den Spektralfarben (vgl. B.1.1.), entwickelten der Physiker Thomas Young (1773 - 1829) und der Arzt Hermann von Helmholtz (1821 - 1894) die Trichromatische Theorie des Farbensehens. Die physikalische Grundlage für diese, heute allgemein akzeptierte Theorie zur Erklärung der menschlichen Farbwahrnehmung bildete Youngs Erkenntnis, daß jede beliebige Farbe aus einer Kombination von nur drei Grundfarben hergestellt werden kann. Helmholtz nutzte diese Wissen zur Erklärung der physiologischen Grundlagen der Farbwahrnehmung, indem er postulierte, daß im menschlichen Auge drei Arten von Rezeptoren mit jeweils unterschiedlichen Absorptionsspektren vorhanden sein müssen und eine Kombination der Reaktionen dieser Rezeptoren alle Farbeindrücke des Menschen hervorrufen könnten.^[36] Diese sogenannte Young-Helmholtz-Theorie der physiologischen Vorraussetzungen des Farbensehens im menschlichen Auge, ergeben zusammen mit der sogenannten Retinex-Hypothese von Edwin Land, dem Erfinder der Sofortbildkamera, die wissenschaftliche Grundlage der Erklärung des Farbensehens beim Menschen.^[37]

Diese Retinex-Hypothese besagt, daß die Farbwahrnehmung durch die Verbindung und Beteiligung sowohl der Netzhaut (Retina) im Auge, als auch bestimmter Gehirnbereiche im Cortex stattfindet. Die Aufgabe der Netzhaut besteht dabei darin, die im Auge eintreffenden Lichtreize aufzunehmen und an das Gehirn weiterzuleiten, während in den für die Farbwahrnehmung zuständigen Bereichen der Hirnrinde der eigentliche Farbeindruck durch die Berechnung der relativen Farb-Zusammensetzung in der wahrgenommenen Umgebung entsteht.^[38] „[Diese] Retinexberechnungen erfolgen sehr schnell und [verlaufen] nicht bewußt.“^[39]

B. 2.2. Der dioptrische Apparat

Der sogenannte dioptrische Apparat besteht aus Hornhaut, Linse, vorderer Augenkammer und Glaskörper. Noch bevor das Licht die Netzhaut im hinteren Teil des Augenkörpers erreicht, wird hier bereits ein Bild der in der Aussenwelt wahrgenommen Umwelt entworfenen, das in der Netzhaut in Nervensignale umgewandelt und an das Gehirn zur Auswertung weitergeleitet wird.^[40]

B. 2.2.1. Die Färbung der Linse

Die wichtigste Aufgabe der Linse besteht darin, die in das Auge eintreffenden Lichtstrahlen auf die Netzhaut zu bündeln.^[41]

Da jedoch das Licht beim Durchtritt durch transparente Medium, wie beispielweise die Linse des Auges, gestreut wird (vgl. Punkt B. 1. 4.), kommt es zu einer unterschiedlichen Bündelung der Farben im Augenhintergrund. So wird rotes Licht in der Regel hinter der Netzhaut und blaues vor der Netzhaut gebündelt. Gelb nimmt eher einen Mittelwert zwischen diesen beiden Extremen ein.^[42]

Ein weiteres interessantes Charakteristikum, das die Linse des menschlichen Auges aufweist, ist ihre leicht gelbliche Färbung. Je älter ein Mensch wird, desto mehr nimmt diese Gelbfärbung zu, als würde die Welt, die wir wahrnehmen langsam „vergilben“. Im Alter tritt dann häufig neben einem Nachlassen der Brechkraft des Auges eine fast vollkommene Gelblichtrübung der Linse auf, die auch „grauer Star“ oder Katarkat genannt wird. Diese Trübung wirkt wie ein Farbfilter, indem kurzwelliges Licht gefiltert wird, weswegen Violett- und Blautöne blasser erscheinen und Grün eher gelblich erscheint. Heute ist es möglich, eine derartig „beeinträchtigte“ Linse durch eine Kunstlinse zu ersetzen, wodurch die Erkennung von kurzen Wellenlängen und deren Repräsentation in den entsprechenden Farbwerten wieder möglich wird. Nach einer derartigen Operation berichten die vormaligen Katarkat-Patienten über ein viel intensiveres Farberleben, insbesondere von einer viel intensiveren Wahrnehmung der Farbe Blau, als sie sogar aus ihrer Jugend erinnern.^[43]

B. 2.2.2. Die Netzhaut und ihre Aufgaben

Die Netzhaut ist phylogenetisch eine Art „...vorgeschobener Aussenposten des Gehirns...“^[44], und dient zur Aufnahme, Umwandlung und Weiterleitung der ins Auge aus der Umgebung einfallenden Lichtsignale.^[45] Dieses komplizierte Gebilde aus verschiedenen Zellschichten, Nervenfasern und Ganglienzellen beinhaltet die verschiedenen Arten von Lichtrezeptoren, die durch ihre unterschiedliche Reaktionen auf verschiedene Helligkeiten und Wellenlängen die Grunddaten liefern, auf deren Grundlage das Gehirn eine Unterscheidung der Umwelt in Farben konstruieren kann.^[46]

Die Lichtrezeptoren der Netzhaut werden grundsätzlich in zwei Gruppen unterteilt – Stäbchen und Zapfen - die jeweils andere Empfindlichkeitsbereiche aufweisen und unterschiedliche Funktionen erfüllen.

Die Aufgabe der Stäbchen liegt dabei in erster Linie in der Dunkel-Wahrnehmung („skoptisches Sehen“) und in der Koordinierung der verschiedenen Anpassungsmechanismen des Sehorganes, während die Zapfen vor allem für das wahrnehmen und darstellen von Wellenlängenunterschieden, also für das Buntsehen verantwortlich sind.^[47]

Während die Stäbchen vor allem im Gelb-Grün-Bereich, also im Bereich um 505nm, besonders empfindlich sind, haben die drei Zapfenarten jeweils unterschiedliche Empfindlichkeitsmaxima. Typ A-Zapfen, die sogenannten „blauen Zapfen“ reagieren am empfindlichsten bei 450nm, während Typ B- Zapfen ein Empfindlichkeitsmaximum bei ca. 525 nm aufweisen, weswegen man sie als „grüne Zapfen“ bezeichnet. DieTyp C-Zapfen, werden als dritte Zapfenart mit der Farbe „Gelb“ assoziiert, haben ihre höchste Empfindlichkeit also bei 555nm.^[48] (Zur Übersicht über die unterschiedlichen Absorptionskurven der drei Zapfenarten für verschiedene Wellenlängen vgl. Abb. 5 im Anhang). Aus dem Zusammenspiel dieser drei Arten von Lichtrezeptoren lassen sich alle Farben konstruieren. (Zur Trichromatischen Theorie des Farbensehens von Young-Helmholtz vgl. Punkt B.2.1.)

[...]

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^[1] Küppers, H.: Harmonielehre der Farben. Köln 1999, S. 12.

^[2] Ähnlich wie ein geübter Leser die einzelnen Buchstagen, aus denen seine Lektüre besteht, kaum mehr einzeln wahrnimmt, sondern nur noch die durch den Zusammenhang der Buchstaben vermittelten Informationen in seinem Bewußtsein registrieren wird.

^[3] Pfleiderer, B.: Der semiotische Ansatz [...]. Curare, Vol. 4 (1981), S. 224.

^[4] Petter, G.: Die bunte Welt der Farben. Würzburg 1981, S. 54.

^[5] Foucault, M.: Die Geburt der Klinik. Frankfurt am Main 1988, S. 179.

^[6] Sadegh-zadeh, K.: Artikel "Medizin, Wissenschaftstheoretische Probleme der". In: Handbuch wissenschaftstheoretischer Begriffe. Hrsg. v. Josef Speck. Göttingen 1980, S. 406.

^[7] Der Begriff „Medizin“ wird im Folgenden weit gefaßt und im eigentlichen Sinne des lateinischen Begriffes „ars medicina“ verwendet, also als „[...]Wissenschaft vom gesunden u[nd] kranken Menschen, von den Ursachen, Wirkungen u[nd] der Vorbeugung u[nd] Heilung d[er] Krankheiten“. Pschyrembel, W.: Klinisches Wörterbuch. Berlin; New York 1977, S. 750.

^[8] Sadegh-zadeh 1980: 410.

^[9] Küppers 1999: 12.

^[10] Ebd.: 13.

^[11] Vor Aristoteles sind von Seiten der Vorsokratiker und von Platon einige Zitate oder kurze Äußerungen über Ideen zum Vorgang des Sehens und der Natur der Farben überliefert, die aber kein zusammenhängendes Bild ergeben und keine einheitliche Theorie zum Sehvorgang andeuten. Lindberg, D.: Auge und Licht im Mittelalter. Frankfurt am Main 1987, S. 27.

^[12] Ebd.: 30.

^[13] Zit. n. Lindberg 1987: 30.

^[14] Roque, G.: Licht und Farbe. In: Spektrum der Wissenschaft Spezial: Farben. Ausg. 4/2000, S. 10 - 12.

^[15] Ebd.

^[16] Meier, C. und R. Suntrup: Zum Lexikon der Farbenbedeutungen im Mittelalter. In: Frühmittel­alterliche Studien. Hrsg. v. Karl Hauck, Bd. 21, Berlin 1987, S. 390 – 394.

^[17] Roque 2000: 13.

^[18] Ebd.: 11.

^[19] „Light itself is a heterogeneous mixture of differently refrangible rays.“ Zit. n. Longair 1995: 71.

^[20] Roque 2000: 12. ; Longair 1995: 72.

^[21] Gage, J.: Die Sprache der Farben. Ravensburg 1999, S. 68.

^[22] Longair 1995: 78.

^[23] Ebd.

^[24] Ebd.: 79.

^[25] Longair 1995: 94.

^[26] Ebd.: 96.

^[27] Ebd.: 97.

^[28] Feynman, R.: QED – Die seltsame Theorie des Lichts und der Materie. München 1988.

^[29] Plessner, H.: Gesammelte Schriften IV. Die Stufen des Organischen und der Mensch – Einleitung in die philosophische Anthropologie. Frankfurt am Main 1981. (Zitiert als Plessner 1981b), S. 161.

^[30] Im Allgemeinen verwendet man die Maßeinheit Nanometer (1 nm = 1 mμ = 10–9 Meter), um die Wellenlänge elektromagnetischer Schwingungen zu bezeichnen. Eine andere Art der Einteilung ist die Angström-Skala, in der 1 Angström (Å) ungefähr 0,1 Nanometer entspricht (10 Å = 1 nm). Falk, Brill und Stork: Ein Blick ins Licht - Einblicke in die Natur des Lichts und des Sehens, in Farbe und Fotografie. Basel; Boston; Berlin 1990, S. 14.

^[31] Wolf, F.: Körper, Geist und neue Physik. Bern; Minden; Wien 1993, S. 201-202.

^[32] Ebd.: 201.

^[33] Schlegel, K.: Die Farben des Himmels. In: Spektrum der Wissenschaft Spezial: Farben. Ausg. 4/2000, S. 14.

^[34] Longair 1995: 73.

^[35] Baylor, D.: Colour Mechanisms of the Eye. In: Colour: Art & Science. Hrsg. v. Trevor Lamb und Janine Bourriau. Cambridge 1995, S. 103.

^[36] Longair 1995: 80.

^[37] Gekeler, H.: DuMont´s Handbuch der Farbe. Köln 1988, S. 71.

^[38] Klivington, K.: Gehirn und Geist. Heidelberg; Berlin; New York 1992, S. 117. ; Küppers 1999: 20.; Zenki, S.: Warum Grün grün bleibt. In: Spektrum der Wissenschaft Spezial: Farben. Ausg. 4/2000, S. 76.

^[39] Klivington 1992: 117.

^[40] Bertram, B.: Farbstoffe in Lebensmitteln und Arzneimitteln. Stuttgart 1989, S. 16.

^[41] Wolf 1993: 193.

^[42] Ebd.: 194.

^[43] Lanthony, P.: Die Palette fehlsichtiger Maler. In: Spektrum der Wissenschaft Spezial: Farben. Ausg. 4/2000 (Zitiert als Lanthony 2000b), S. 72.

^[44] Lanthony, P.: Forscher und Farbe. In: Spektrum der Wissenschaft Spezial: Farben. Ausg. 4/2000 (Zitiert als Lanthony 2000a), S. 6.

^[45] Bertram 1989: 16.

^[46] Ebd.

^[47] Küppers 1999: 13.

^[48] Wolf 1993: 193.