Bild in der Wissenschaft

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Übersicht: Das Bild in der Wissen­schaft

Das Bild in der Wissenschaft tritt heute in viel­fälti­gen Formen und Funkti­onen auf. Wir finden es in den unter­schiedlich­sten wissen­schaft­lichen Diszi­plinen sowohl natur- als auch geistes- und sozial­wissen­schaft­licher Art. Es zeigt uns gleicher­maßen die Welt des Mikro­kosmos (Bilder von Mikro­orga­nismen oder orga­nischen Zellen etc.) als auch jene des Makro­kosmos (Bilder von Lebe­wesen oder Gala­xien; vgl. Abb. 1).

Ab­bil­dung 1: Die Welt er­for­schen...

In­stru­men­ten­bil­der – in die­sem Fal­le Bil­der, die durch mi­k­ro­sko­pi­sche, fo­to­gra­fi­sche oder te­le­sko­pi­sche Be­ob­ach­tungs­ver­fah­ren ge­won­nen wur­den – stel­len da­bei nur ei­ne von vie­len Er­schei­nungs­wei­sen des wis­sen­schaft­li­chen Bil­des dar. Bal­ken­dia­gram­me zur Ver­an­schau­li­chung von Um­fra­ge­er­geb­nis­sen in der So­zio­lo­gie oder Kur­ven­dia­gram­me zur Visuali­sierung von Mess­daten in der Physik wären ande­re Beispie­le. Die bild­hafte Reprä­senta­tion ist dabei in ihren viel­fälti­gen Formen ein wichti­ger Bestand­teil sowohl der wissen­schaftli­chen Kommu­nika­tions-, Doku­menta­tions- als auch der For­schungs­prozes­se selbst.

Das Bild in der Wissenschaft wurde in den letzten Jahren in unterschied­lichsten Kontex­ten thema­tisiert und aus dem Blick­winkel verschie­dener wissen­schaftli­cher Diszi­plinen beleuch­tet (vgl. z.B. [Baigrie 1996a]Baigrie, Brian S. (1996).
Picturing Knowledge. Historical and Philosophical Problems Concerning the Use of Art in Science. Toronto, Buffalo, London: University of Toronto Press.

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; [Gall 2007a]Gall, Alexander (2007).
Konstruieren, Kommunizieren, Präsentieren. Bilder von Wissenschaft und Technik. Göttingen: Wallstein Verlag.

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; [Groß & Wester­mann 2007a]Groß, Dominik & Westermann, Stefanie (2007).
Vom Bild zur Erkenntnis? Visualisierungskonzepte in den Wissenschaften. Kassel: Kassel Univ. Press.

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; [Liebsch & Mößner 2012a]Literaturangabe fehlt. Bitte in der Bibliographie-Sammlung einfügen als: Buch, Artikel in Zeitschrift, Beitrag in Sammelband, Sammelband, andere Publikation. ). Eine wichti­ge Perspek­tive bringt nach wie vor die Kunst­geschich­te ein (vgl. z.B. [Stafford 1998a]Stafford, Barbara Maria (1998).
Kunstvolle Wissenschaft. Aufklärung, Unterhaltung und der Niedergang der visuellen Bildung. Amsterdam/Dresden: Verlag der Kunst.

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). Horst Brede­kamp et al. legen beispiels­weise eine ausführ­liche Ana­lyse techni­scher Bilder und der ihnen inhä­renten Stile „einer Zeit, einer Menta­lität, eines Forscher­kollek­tivs und eines Geräts“ ([Brede­kamp et al. 2008a]Bredekamp, Horst; Schneider, Birgit & Dünkel, Vera (2008).
Das Technische Bild. Kompendium zu einer Stilgeschichte wissenschaftlicher Bilder. Berlin: Akademie.

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): S. 9) vor.


Kunst und Wissenschaft

[…] und wahrlich, die Malerei ist eine Wissen­schaft und echte Tochter der Natur, weil sie von dieser erzeugt ist; doch richti­ger müßte man sie Enke­lin der Natur nennen, weil alle offen­baren Dinge von der Natur erzeugt worden sind und diese Dinge ihrer­seits die Male­rei gebo­ren haben. Also werden wir sie richtig Enke­lin der Natur und mit Gott verwandt nennen. Leonar­do da Vinci 1492 (zitiert nach [da Vinci 1958a]da Vinci, Leonardo (1958).
Philosophische Tagebücher. Hamburg: rowohlt, übers. und hrsg. von G. Zamboni.

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: S. 83)
Denkt man an Bilder, denkt man wahrschein­lich zunächst an den Kontext der Kunst und erst in einem zweiten Schritt an jenen der Wissen­schaften.
Ab­bil­dung 2: Leo­nar­do da Vin­ci: «Pro­por­ti­o­nen des Kop­fes»
Da­bei wa­ren bei­de Kon­tex­te vor noch nicht all­zu lan­ger Zeit eng mit­ein­an­der ver­zahnt, wie es an den Ar­bei­ten von Leo­nar­do da Vin­ci be­son­ders deut­lich wird. Da Vin­ci war nicht nur ein be­gna­de­ter Ma­ler, son­dern auch ein nicht we­ni­ger lei­den­schaft­li­cher Na­tur­for­scher (vgl. [da Vin­ci 1958a]da Vinci, Leonardo (1958).
Philosophische Tagebücher. Hamburg: rowohlt, übers. und hrsg. von G. Zamboni.

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). Prä­zi­se hat er da­bei sei­ne Be­ob­ach­tun­gen nicht nur im Wort, son­dern auch im Bild – in der von sei­ner Hand ge­fer­tig­ten Zeich­nung (Abb. 2) – für die Nach­welt festge­halten (Leonar­dos Werk, vgl. auch [Robin 1992a]Literaturangabe fehlt. Bitte in der Bibliographie-Sammlung einfügen als: Buch, Artikel in Zeitschrift, Beitrag in Sammelband, Sammelband, andere Publikation. : S. 198, 200f.). Das Bild wird damit zum zentra­len Gegen­stand der Wissen­schaften. Es doku­mentiert die Beobach­tungen, macht sie verfüg­bar, ermög­licht ande­ren Forschern einen genau­en Vergleich mit ihren Resul­taten und hilft, das einmal erlang­te Wissen weiter­zuge­ben und zu erhal­ten.
Galileo Galilei liefert uns ein weiteres Beispiel für diese Verknüp­fung von künstle­rischem Können und natur­wissen­schaftli­chen Forscher­geist.[1] Detail­getreu hielt er in von Hand gefer­tigten Zeichnun­gen fest, was ihm sein Blick durch das Tele­skop am Nacht­himmel ent­hüllte. Hier­zu gehö­ren beispiels­weise seine Zeichnun­gen des Mondes (vgl. auch [Robin 1992a]Literaturangabe fehlt. Bitte in der Bibliographie-Sammlung einfügen als: Buch, Artikel in Zeitschrift, Beitrag in Sammelband, Sammelband, andere Publikation. : S. 22), welche zum ersten Mal deutlich werden ließen, dass der Trabant der Erde von Kratern über­sät und durchaus nicht der perfekt geform­te Himmels­körper war, zu welchem ihn die Aristo­teli­sche Lehre noch erklärt hatte (vgl. [Chalmers 2007a]Chalmers, Alan F. (2007).
Wege der Wissenschaft. Einführung in die Wissenschaftstheorie. Berlin: Springer, 6. verbesserte Aufl., hrsg. und übersetzt von Niels Bergemann und Christine Altstötter-Gleich.

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: S. 65).

Deutlich wird an diesen Fall­beispie­len, dass seit der Begrün­dung der moder­nen Natur­wissen­schaften das Bild immer schon eine wichti­ge Rolle in diesem Kontext gespielt hat. Offen­bar ist der Zu­sammen­hang zwischen Bild und Wissen­schaft dem­nach doch ein enge­rer als unse­re anfäng­lichen Intu­iti­onen uns sugge­rierten.

Nicht immer waren freilich die Kompe­tenzen so gela­gert, dass Forscher­geist und Künstler sich in ein und dersel­ben Person verban­den. Oftmals waren und sind auch heute noch die Wissen­schaftler auf die Unter­stützung der Künstler ange­wiesen, wenn sie ihre Ergeb­nisse nicht nur schriftlich, sondern eben auch bildlich darstel­len, verviel­fälti­gen und veröf­fentli­chen möchten. Auf das wechsel­volle Verhält­nis von Kunst und Wissen­schaft geht Anja Zimmer­mann (2009) genau­er ein. In ihren Ausfüh­rungen zeigt sich, dass es sich aus der wissen­schaftli­chen Perspek­tive dabei nicht allein um eine neutra­le Inan­spruch­nahme von Diensten einer ande­ren Diszi­plin gehan­delt hat, sondern dass durchaus eine wechsel­seiti­ge Beein­flussung der jeweils vertre­tenen Dar­stellungs­ideale erfolg­te. Insbe­sonde­re betraf dies die Über­legun­gen dazu, was die cha­rakte­risti­schen Eigen­schaften einer objek­tiven Darstel­lung ausma­che (vgl. [Zimmer­mann 2009a]Zimmermann, Anja (2009).
Ästhetik der Objektivität. Genese und Funktion eines wissenschaftlichen und künstlerischen Stils im 19. Jahrhundert. Bielefeld: transcript Verlag.

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: S. 31ff.; [Daston & Gali­son 1992a]Literaturangabe fehlt. Bitte in der Bibliographie-Sammlung einfügen als: Buch, Artikel in Zeitschrift, Beitrag in Sammelband, Sammelband, andere Publikation. ). Auch zeigt sich im Laufe der Ent­wicklungs­geschich­te, dass sich zwischen Kunst und Wissen­schaft ein steter Prozess von gegen­seiti­ger Annä­herung einer­seits und mehr oder weni­ger starken Abgren­zungs­versu­chen an­derer­seits abspiel­te. Immer wieder gab es von Seiten der Wissen­schaftler Bestre­bungen, sich von ihrer Abhän­gigkeit von künstle­rischen Zuar­beiten zu befrei­en und selbst die Bilder zu erstel­len, die im jewei­ligen For­schungs­feld gebraucht wurden (vgl. z.B. [Zimmer­mann 2009a]Zimmermann, Anja (2009).
Ästhetik der Objektivität. Genese und Funktion eines wissenschaftlichen und künstlerischen Stils im 19. Jahrhundert. Bielefeld: transcript Verlag.

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: S. 53ff.). Aber auch im künstle­rischen Bereich wurde insbesondere infolge der Erfin­dung und Weiter­entwick­lung der Foto­grafie, die seit jeher als beson­ders zuver­lässi­ges und realis­tisches Medium gilt (vgl. z.B. [Wiegand 1981a]Wiegand, Wilfried (1981).
Die Wahrheit der Photographie. Klassische Bekenntnisse zu einer neuen Kunst. Frankfurt am Main: S. Fischer.

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), die Bestre­bung geweckt, ganz neue Darstel­lungs­formen z.B. die abstrak­te Male­rei in der moder­nen Kunst zu ent­wickeln (⊳ Abstrak­tion). Hinter­grund war dabei die Über­legung, dass mit der Foto­grafie das Ideal der realis­tischen Darstel­lung in einer Weise verwirk­licht wurde, wie sie mit den Mitteln der Male­rei nie erreicht werden könnte.
Alex Soojung-Kim Pang ([Pang 2002a]Pang, Alex Soojung-Kim (2002).
Technologie und Ästhetik der Astrofotografie.
In Ordnungen der Sichtbarkeit. Fotografie in Wissenschaft, Kunst und Technologie, 101-141.

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) erläu­tert ferner ein Problem, dass insbe­sonde­re mit dem Einsatz von Foto­grafien im wissen­schaftli­chen Kontext (hier nun der Astro­nomie) verbun­den war: die Frage der Re­produ­zierbar­keit im Druck. Auch hier waren die Wissen­schaftler wieder auf die enge Zu­sammen­arbeit mit Fach­fremden – nun den Her­stellern der Druck­platten für die foto­grafi­schen Bilder – ange­wiesen.
Der Triumph­zug der Foto­grafie in die Obser­vatorien war, so schien es, gepaart mit der Entwick­lung mecha­nischer Druck­metho­den, die eine von Ansich­ten und Inter­venti­onen unab­hängi­ge Verviel­fälti­gung verspra­chen ([Pang 2002a]Pang, Alex Soojung-Kim (2002).
Technologie und Ästhetik der Astrofotografie.
In Ordnungen der Sichtbarkeit. Fotografie in Wissenschaft, Kunst und Technologie, 101-141.

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: S. 103).

Erneut ging es, wie schon in den Ko­opera­tionen mit der bilden­den Kunst, um das Heraus­arbei­ten gemein­samer Dar­stellungs­konven­tionen (vgl. ebd.: S. 122ff.). Anschau­lich beschreibt Pang, wie als wichti­ge Hürde hier die Verstän­digung über die Rele­vanz einzel­ner Bild­kompo­nenten und über die Unter­scheidung zwischen einer erlaub­ten Verbes­serung der Abbil­dung und einer uner­laubten Mani­pula­tion des Bildes genom­men werden musste (vgl. ebd., 131ff.).

Das Bild in der Wissenschaft ist aber keines­falls nur ein Phäno­men der Renais­sance oder ande­rer vergan­gener Zeit­alter. Es behaup­tet seine Stellung auch weiter­hin und baut diese stetig aus. Es folgte der Aus­differen­zierung der Wissen­schaften in die unter­schiedlich­sten Einzel­diszi­plinen hinein und das sowohl in den Natur- als auch den Sozial- und Geistes­wissen­schaften (vgl. z.B. [Liebsch & Mößner 2012a]Literaturangabe fehlt. Bitte in der Bibliographie-Sammlung einfügen als: Buch, Artikel in Zeitschrift, Beitrag in Sammelband, Sammelband, andere Publikation. ). Ferner hat sich am Beispiel der Foto­grafie schon gezeigt, dass das Bild sich nicht bloß inhalt­lich in den Wissen­schaften weiter­entwi­ckelt, sondern sich eben­so in seiner Form zuneh­mend aus­differen­ziert hat. So wurden im Laufe der Jahre immer mehr Ab­bildungs­verfah­ren ent­wickelt, die sowohl die Art der Darstel­lung als auch die Weise der techni­schen Ent­stehung des Bildes betref­fen.


Formen wissenschaftlicher Bilder

Schauen wir uns heutige wissen­schaftli­che Bilder an, kann man ganz allge­mein konsta­tieren, dass sich von der Zeichnung eines da Vinci oder Gali­lei bis zu den Bild­formen der Gegen­wart viel geändert hat. Das Bild in der Wissen­schaft weist heute eine vielfäl­tige Erschei­nungswei­se auf. Hierzu gehö­ren beispiels­weise: Compu­tergra­phiken, Diagram­me, Filme, Foto­grafien, Karten, Zeichnun­gen etc. Auch sprachli­che Bilder (Meta­phern etc.) spielen eine wichti­ge Rolle (vgl. [Vögtli & Ernst 2007a]Literaturangabe fehlt. Bitte in der Bibliographie-Sammlung einfügen als: Buch, Artikel in Zeitschrift, Beitrag in Sammelband, Sammelband, andere Publikation. : Kap. 1). Ludwik Fleck (1980) disku­tiert in diesem Zu­sammen­hang beispiels­weise die Meta­pher des “Zell­staates” in der Biolo­gie und die heuris­tischen Auswir­kungen des aus dem po­litik­wissen­schaftli­chen Bereich entlehn­ten Wortes ‘Staat’ für das neue Forschungs­gebiet (vgl. [Fleck 1980a]Fleck, Ludwik (1980 [Orig. 1935]).
Entstehung und Entwicklung einer wissenschaftlichen Tatsache. Einführung in die Lehre vom Denkstil und Denkkollektiv. Frankfurt am Main: Suhrkamp, mit einer Einleitung hrsg. von L. Schäfer und T. Schnelle.

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: S. 148f.).

Wollen wir uns einen Überblick über die verschie­denen Formen des wissen­schaftli­chen Bildes verschaf­fen, könnten wir versu­chen, Katego­risie­rungen[2] vorzu­nehmen.

  • Wir könnten zwischen von Hand herge­stellten und technisch erzeug­ten Bildern unter­scheiden wollen – aber sind Zeichnun­gen, denen eine Foto­grafie zur Vorla­ge diente oder bei denen ande­re techni­sche Hilfs­mittel (Came­ra obscu­ra etc.) bei der Anfer­tigung verwen­det wurden, noch von Hand herge­stellt?
  • Wir könnten unterscheiden wollen zwischen beweg­ten und unbe­wegten Bildern – aber sind Stand­bilder eines Films noch bewegt oder abge­spielte Serien­foto­grafien noch unbe­wegt?
  • Oder wir entscheiden uns für eine Kate­gori­sierung nach hybri­den (also aus Text und Bild zusam­menge­setzten) und einfa­chen bildhaf­ten Reprä­senta­tionen – aber sind Foto­grafien von Texten, wie sie z.B. durch bestimm­te Scan­verfah­ren entste­hen, keine einfa­chen bild­haften Re­präsen­tatio­nen mehr?

Wie wir es auch drehen, offenbar gibt es stets so viele Ausnah­men wie Regel­fälle. Ein einheit­liches Klassi­fika­tions­system lässt sich daher nicht erstel­len.

Nichtsdestotrotz sollten wir uns aber eine Quelle vieler neuer Bild­formen in den Wissen­schaften einmal kurz vor Augen führen: die zuneh­mende Tech­nolo­gisie­rung. Viele Bilder in den Wissen­schaften sind das Ergeb­nis von instru­mentell gestütz­ten Beobach­tungs- und Ana­lyse­prozes­sen. Die techno­logi­sche Weiter­entwick­lung der jewei­ligen Instru­mente wirkt sich dabei unmit­telbar auf die Dar­stellungs­möglich­keiten (z.B. hinsicht­lich des Auf­lösungs­vermö­gens) der resul­tieren­den Bilder aus. Inte­ressan­te Beispie­le hierfür finden wir u.a. in der Medi­zin mit den neuen Diagno­se­verfah­ren wie der MRT (Magnet­reso­nanz-​Tomo­graphie) oder der PET (Posi­tronen­emis­sions-​Tomo­graphie). Anschau­lich wird der Zu­sammen­hang da­rüber hinaus in der Biolo­gie an der Metho­de der Mikro­skopie, in welcher eine steti­ge Ent­wicklung von den ersten klassi­schen (Draufsicht-) Licht­mikro­skopen bis zu den heuti­gen Elek­tronen- oder Raster­tunnel­mikro­skopen oder der Metho­de der Video­mikro­skopie statt­gefun­den hat.[3]

Die fortschreitende Techno­logi­sierung betrifft aber nicht nur die Weiter­entwick­lung von Instru­menten, sondern auch den weiten Bereich der Infor­mations­techno­logie. Hier werden eben­falls stetig neue Verfah­ren der Vi­suali­sierung von Daten und der Mani­pula­tion ihrer Dar­stellung ent­wickelt (⊳ Bild­verar­beitung, digi­tale). Grafik­program­me bilden dabei nur einen kleinen Bereich der Möglich­keiten, die sich insbe­sonde­re auf das weite Feld der Com­puter­simula­tionen erstre­cken (vgl. z.B. [Weinert 2007a]Literaturangabe fehlt. Bitte in der Bibliographie-Sammlung einfügen als: Buch, Artikel in Zeitschrift, Beitrag in Sammelband, Sammelband, andere Publikation. ). Die Entwick­lungen reichen dabei heute bis zu Möglich­keiten der virtu­ellen Mani­pula­tion von Forschungs­objek­ten im drei­dimen­siona­len Daten­raum (vgl. [Huber 2007a]Literaturangabe fehlt. Bitte in der Bibliographie-Sammlung einfügen als: Buch, Artikel in Zeitschrift, Beitrag in Sammelband, Sammelband, andere Publikation. ; ⊳ Cyber­space & inter­akti­ves Bild).

Die kontinuierliche Zunahme solch digital erzeug­ter Vi­suali­sierun­gen lässt Marti­na Heßler danach fragen, ob eine „digi­tale Zäsur“ in den Wissen­schaften konsta­tiert werden müsse (vgl. Heßler 2006). Im Hinter­grund steht dabei die Annah­me, dass in solchen wissen­schaftli­chen Bildern das Re­ferenz­objekt nicht mehr klar erkenn­bar sei. Heßler spricht in diesem Zu­sammen­hang von der „doppel­ten Unsicht­barkeit“ der Basis dieser visu­ellen Darstel­lungen. Einer­seits sei das visu­ali­sierte Phäno­men (die Enti­tät, der Prozess als Objekt der Darstel­lung etc.) und an­derer­seits der Algo­rithmus, nach welchem die Visu­ali­sierung erstellt werde, für den Betrach­ter mit dem bloßen Auge nicht zugäng­lich.

In diesem Kontext wird oftmals der Aspekt der Mani­pulier­barkeit thema­tisiert. Gera­de das digi­tale Bild regt viele Kriti­ker dazu an, eine eher nega­tive Ein­schätzung bezüg­lich des Status wissen­schaftli­cher Bilder und ihrer Rolle im Forschungs­prozess abzu­geben (vgl. z.B. [Mitchell 1994b]Mitchell, William J.T. (1994).
The Reconfigured Eye. Visual Truth in Post-Photographic Era. Cambridge, London: MIT Press.

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im Kontext der Di­gital­foto­grafie). Zwar wird meist einge­räumt, dass auch im ana­logen Bereich eine Mani­pula­tion der Bilder möglich sei, doch in der digi­talen Welt seien diese Möglich­keiten noch viel­fach poten­ziert und wesent­lich einfa­cher zu errei­chen. Vögtli und Ernst weisen beispiels­weise darauf hin, dass „[d]ie Ver­änder­barkeit […] eine inhä­rente Eigen­schaft der digi­talen Bilder […]“ ([Vögtli & Ernst 2007a]Literaturangabe fehlt. Bitte in der Bibliographie-Sammlung einfügen als: Buch, Artikel in Zeitschrift, Beitrag in Sammelband, Sammelband, andere Publikation. : S. 72) sei. Ist das Re­ferenz­objekt des Bildes darüber hinaus dem bloßen Augen nicht zugäng­lich, und wird es erst mit dem Instru­menten­bild sichtbar, scheint eine skepti­sche Haltung diesen Bildern gegen­über im Wissen­schafts­alltag ange­bracht zu sein.

Vögtli und Ernst machen weiterhin darauf aufmerk­sam, dass insbe­sonde­re im wissen­schaftli­chen Kontext das Problem gar nicht so sehr in einer plumpen Daten­fälschung zu Tage trete. Dies werde zumeist bereits durch die den Wissen­schaften inhä­renten Sanktions­mecha­nismen (Verlust der Repu­tation, der Lehr­befug­nis etc.) mehr oder weni­ger wirkungs­voll verhin­dert.

Das Problem sind im Allge­meinen weni­ger echte Fälschun­gen, bei denen die Daten erfun­den oder kopiert werden, als vielmehr Manipu­lati­onen, die Wissen­schaftler guten Gewis­sens vorneh­men. Im Bestre­ben, ein möglichst ästhe­tisches und klares Bild zu präsen­tieren, verän­dern sie es auf in­akzep­table Weise. Eine genaue Abgren­zung in erwünsch­te und nicht erwünsch­te Mani­pula­tionen ist dabei schwierig (ebd. S. 74).
Wir treffen hier erneut auf die Problem­stellung, welche uns bereits im Kontext der Frage nach der korrek­ten Repro­duktion foto­grafi­scher Bilder aus der Astro­nomie bei Alex Soojung-​Kim Pang ([Pang 2002a]Pang, Alex Soojung-Kim (2002).
Technologie und Ästhetik der Astrofotografie.
In Ordnungen der Sichtbarkeit. Fotografie in Wissenschaft, Kunst und Technologie, 101-141.

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) begeg­net ist. Was gilt als zu ver­urtei­lende Mani­pula­tion, und was zählt als noch erlaub­te Opti­mierung der Darstel­lung?
Ab­bil­dung 3: M51 im na­hen In­fra­rot-​Be­reich auf­ge­nom­men mit dem Hubb­le Space Te­le­scope

Es zeigt sich, dass die Da­ten-​Ma­ni­pu­la­ti­on und da­mit auch die Ma­ni­pu­la­ti­on der re­sul­tie­ren­den Dar­stel­lung in den Wis­sen­schaf­ten durch­aus nicht durch­weg ne­ga­tiv be­trach­tet wird. Die Be­ar­bei­tungs- und Ein­griffs­mög­lich­kei­ten, wel­che ins­be­son­de­re die di­gi­ta­len Bil­der er­lau­ben, wer­den dem­ent­spre­chend oft­mals auch ge­nutzt, um gra­fisch be­stimm­te Ei­gen­schaf­ten des vi­su­a­li­sier­ten Ob­jekts deut­lich zu ma­chen, die selbst nicht un­be­dingt mit den ge­wähl­ten Dar­stel­lungs­kon­ven­ti­o­nen kor­re­lie­ren. Sabi­ne Müller (2007) thema­tisiert so beispiels­weise den Einsatz von Falsch­farben[4] für Astro­foto­grafien, um z.B. Struktur­details hervor­zuhe­ben (z.B. Höhen­unter­schiede auf Pla­neten­ober­flächen) oder Eigen­schaften sichtbar zu machen, die für das menschli­che Augen ansons­ten unsicht­bar geblie­ben wären (z.B. ultra­violet­te oder infra­rote Strahlung von Sternen, vgl. Abb. 3).[5]

Die annähernde Ubiquität der Bilder stellt die Wissen­schaftler damit auch vor die Heraus­forde­rung, dass sie diese heute nicht mehr nur auswer­ten, sondern auch selbst erstel­len und verbrei­ten können müssen. In vielen Berei­chen müssen die Forscher selbst die Skripte erstel­len, mit deren Hilfe die erho­benen Daten in einem visu­ellen Kontext zuein­ander in Bezie­hung gesetzt werden. Da für die Erstel­lung solcher Com­puter­program­me meist das entspre­chende Fach­wissen der jewei­ligen Diszi­plin notwen­dig ist, werden heut­zuta­ge von vielen Natur­wissen­schaftlern entspre­chende Mehr­fach­quali­fika­tionen erwar­tet. Sie sollen nicht bloß dazu in der Lage sein, ihre Theorien auszu­arbei­ten, Vorher­sagen zu erstel­len und expe­rimen­telle Über­prüfun­gen durchzu­führen, sie sollen auch die dafür notwen­dige Soft­ware ent­wickeln und bedie­nen können. Vögtli und Ernst mahnen daher eine rele­vante Bild­kompe­tenz der Wissen­schaftler an:

Wir sind überzeugt, dass Natur­wissen­schaftler ange­sichts dieser zuneh­menden Bedeu­tung des Visu­ellen über eine Bild­kompe­tenz in Bezug auf wissen­schaftli­che Bilder verfü­gen müssen ([Vögtli & Ernst 2007a]Literaturangabe fehlt. Bitte in der Bibliographie-Sammlung einfügen als: Buch, Artikel in Zeitschrift, Beitrag in Sammelband, Sammelband, andere Publikation. : S. 163).


Funktionen wissenschaftlicher Bilder

Grundsätzlich lässt sich differen­zieren zwischen Bildern als Hilfs­mittel und als Gegen­stand der wissen­schaftli­chen Forschung.[6]

Allerdings muss angemerkt werden, dass eine klare Trennung schwierig erscheint, zumal immer wieder Ele­mente der einen Rubrik in die ande­re wechseln und umge­kehrt. Wissen­schaftli­che Il­lustra­tionen beispiels­weise, die einst­mals klarer­weise als Hilfs­mittel zur Kom­muni­kation bestimm­ter Ein­sichten gedacht gewe­sen sein mögen, können im Laufe der Zeit selbst zum Gegen­stand unse­rer (z.B. wissen­schafts- oder kunst­histo­rischen) Forschung werden, weil sie Ein­blicke in die Gedan­ken- und Wahrneh­mungs­welt der jewei­ligen Epo­che vermit­teln (vgl.[Fleck 1980a]Fleck, Ludwik (1980 [Orig. 1935]).
Entstehung und Entwicklung einer wissenschaftlichen Tatsache. Einführung in die Lehre vom Denkstil und Denkkollektiv. Frankfurt am Main: Suhrkamp, mit einer Einleitung hrsg. von L. Schäfer und T. Schnelle.

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: S. 176ff.).


Das Bild als Hilfsmittel: Kommuni­kation und Doku­menta­tion

Welche Funktionen übernimmt das wissen­schaftli­che Bild, wenn wir es als Hilfs­mittel der Forschung betrach­ten? In diesem Kontext spielt es eine wichti­ge Rolle insbe­sonde­re bei

  • der Kommunikation, also der synchro­nen Vermitt­lung, sowie
  • der Dokumentation, also der Speicherung und damit der dia­chronen Zugäng­lich­machung wissen­schaftli­cher Erkennt­nis.
Kommunikation: Im Bereich der Kommu­nika­tion lässt sich noch weiter danach diffe­renzie­ren, ob das wissen­schaftli­che Bild im Rahmen der Wissens­vermitt­lung inner­halb der Fach­community (z.B. in Form von Diagram­men oder Graphen in Journal-​Arti­keln, Postern oder Fach­vorträ­gen etc., vgl. z.B. [Peri­ni 2005a]Perini, Laura (2005).
Visual Representations and Confirmation. In Philosophy of Science, 72, 913-926.

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: S. 913), zu Aus­bildungs­zwecken (als Il­lustra­tionen in Lehr­büchern oder Grafi­ken in Vor­lesungs­skripten etc., vgl. [Müller et al. 2012a]Literaturangabe fehlt. Bitte in der Bibliographie-Sammlung einfügen als: Buch, Artikel in Zeitschrift, Beitrag in Sammelband, Sammelband, andere Publikation. ) oder zur Vermitt­lung von Forschungs­ergeb­nissen an Laien (als Il­lustra­tionen in Arti­keln oder als Do­kumen­tations­sendun­gen von Wissen­schafts­journalis­ten etc., vgl. [Fleck 1980a]Fleck, Ludwik (1980 [Orig. 1935]).
Entstehung und Entwicklung einer wissenschaftlichen Tatsache. Einführung in die Lehre vom Denkstil und Denkkollektiv. Frankfurt am Main: Suhrkamp, mit einer Einleitung hrsg. von L. Schäfer und T. Schnelle.

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: S. 155f.; [Hennig 2007a]Hennig, Jochen (2007).
Wissensbilder und Bilderwissen in Wissenschaftsmuseen. Das Konzept der Ausstellung »Atombilder«.
In Konstruieren, Kommunizieren, Präsentieren. Bilder von Wissenschaft und Technik, 435-460.

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) verwen­det wird. Auch dieser letzte Punkt kann noch einmal diffe­renziert betrach­tet werden.
  • So ist es zum einen möglich, interes­sierte Laien schlicht in einer verein­fachten sowie anschau­lichen und daher oft bild­haften Form über die Entwick­lungen auf einem bestimm­ten Forschungs­gebiet infor­mieren zu wollen (vgl. z.B. [Frercks 2009a]Frercks, Jan (2009).
    Runs. Computersimulationen des Unsichtbaren am Max-Planck-Institut für Astrophysik.
    In Datenbilder. Zur digitalen Bildpraxis in den Naturwissenschaften, 65-121.

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    ). Beispiele wären hier die viel­fälti­gen Ange­bote des Wissen­schafts­journa­lismus in Form von eige­nen Zeit­schriften­reihen wie «Sterne und Weltraum» oder «Psycho­logie heute» etc., die sich oft durch eine reich­halti­ge Bebil­derung auszeich­nen.
  • Zum anderen zählt zu diesem Kontext auch der große Bereich Öffent­lich­keits­arbeit, in welchem es durchaus nicht nur um die Infor­mation der Öffent­lichkeit gehen muss. Hier spielen im wissen­schaftli­chen Umfeld mindes­tens eben­so oft Aspek­te wie das Publik­machen der eige­nen Forschungs­ergeb­nisse zum Ein­werben neuer oder weite­rer Förder­gelder eine Rolle. Visu­ali­sierungen dienen hier zur Legi­timie­rung der Forschungs­arbeit – mit ihrer Hilfe werden zentra­le Ergeb­nisse kommu­niziert –, die letztlich eine Fort­setzung dersel­ben ermög­lichen soll (gewähr­leistet durch mone­täre Unter­stützung oder durch gewon­nenes Inte­resse der Öffent­lichkeit).

Es sei darauf verwiesen, dass die Berei­che der Öffent­lichkeit­sarbeit im hier beschrie­benen ersten und zweiten Sinne durchaus eng inein­ander greifen können. Auf diesen Aspekt weist beispiels­weise Sabi­ne Müller im Kontext von Bildern in der Astro­nomie hin.

Astro­nomen stellen in diesem Sinne schöne Bilder für die Öffent­lichkeit her, nicht zuletzt, um die Faszi­nation für die Astro­nomie in der Bevöl­kerung aufrecht zu erhal­ten, um lang­fristig die Finan­zierung der extrem teuren, aber wirtschaft­lich kaum nutz­baren Forschung sicher­zustel­len ([Müller 2007a]Müller, Sabine (2007).
Visualisierung in der astronomischen Digitalfotografie mit Hilfe von Falschfarben.
In Vom Bild zur Erkenntnis? Visualisierungskonzepte in den Wissenschaften, 93-110.

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: S. 106).
Für die Verwendung von Bildern in diesem Kontext sprechen die viel­fälti­gen Vor­teile der bild­haften Darstel­lung. Hier kommt der viel­zitier­te Satz ‘Ein Bild sagt mehr als tausend Worte’ zum Tragen. Bildern wird allge­mein die Fähig­keit zuge­sprochen, komple­xe Sach­verhal­te einfach und über­sichtlich wieder­zuge­ben, sodass ihre Inhal­te für den Betrach­ter leichter erfass­bar werden als dies bei verba­len Beschrei­bungen der Fall wäre. John Kul­vicki ([Kul­vicki 2010a]Kulvicki, John (2010).
Knowing with Images: Medium and Message. In Philosophy of Science, 77, 295-313.

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) macht in diesem Zu­sammen­hang darauf aufmerk­sam, dass die Un­mittel­barkeit, mit der Bilder eine große Menge an Infor­matio­nen zugäng­lich machen können, vor allem auf drei Aspek­ten beru­he: auf der Extra­hierbar­keit der Infor­matio­nen sowie auf der syntak­tischen und der seman­tischen Auffäl­ligkeit der Daten­präsen­tation (vgl. ebd.: S. 296). Was ist mit diesen Merkma­len genau gemeint?

»Extrahierbarkeit« erscheint dabei noch als relativ ein­gängi­ges Konzept. Es gibt uns Aufschluss darü­ber, welche konkre­ten Eigen­schaften der Reprä­senta­tion dafür verant­wortlich sind, dass wir die bereit­gestell­ten Infor­matio­nen an der entspre­chenden Reprä­senta­tion unmit­telbar able­sen können. „Extract­ability concerns how non­semantic features of repre­senta­tions are respon­sible for the infor­mation that they convey“ (ebd.: S. 299).

Die syntaktische und semantische Auffäl­ligkeit der Daten­präsen­tation betref­fen dage­gen weni­ger das Bild selbst, sondern eher den Rezi­pienten der Darstel­lung. Unter der »syntak­tischen Auffäl­ligkeit« versteht Kul­vicki dabei Folgen­des: Um eine Infor­mation unmit­telbar zugäng­lich zu machen, müssen die Eigen­schaften der Reprä­sentation, mit deren Hilfe die Infor­mations­vermitt­lung erfol­gen soll, perzep­tuell hervor­stechen (vgl. ebd.: S. 300). Der Betrachter muss sie leicht als rele­vante Details erken­nen und seine Aufmerk­samkeit entspre­chend auf sie richten können. Letztlich handelt es sich dann um eine psycho­logi­sche Frage, wie genau diese Eigen­schaften beschaf­fen sein müssen, damit sie die Aufmerk­samkeit des Rezi­pienten entspre­chend binden.

»Semantische Auffälligkeit« erklärt schließlich die Tatsa­che, dass der Rezi­pient auch eine unmit­telba­re Verbin­dung zwischen der Eigen­schaft der Reprä­senta­tion und der zu vermit­telnden Infor­mation herstel­len kann (vgl. ebd.: S. 301). Kurz gesagt, um Infor­matio­nen unmit­telbar zugäng­lich machen zu können, muss das Bild extra­hierba­re Infor­matio­nen enthal­ten. Es muss die Aufmerk­samkeit des Rezi­pienten schnell auf die rele­vanten Details lenken, und der Betrach­ter muss wissen, wie er die darge­stellten Details seman­tisch deuten soll (⊳ Ähnlich­keit).

Ab­bil­dung 4: «Olym­pus Mons»

Be­trach­ten wir zur Ver­an­schau­li­chung die­ser re­la­tiv ab­strak­ten Cha­rak­te­ri­sie­rung bild­haf­ter Re­prä­sen­ta­ti­o­nen ei­ne Falsch­far­ben­auf­nah­me des Olym­pus Mons des höchs­ten Vul­kans un­se­res Son­nen­sys­tems auf dem Mars (Abb. 4). Wie las­sen sich hier die eben ge­nann­ten Ei­gen­schaf­ten bild­haf­ter Re­prä­sen­ta­ti­o­nen zu­ord­nen? Of­fen­sicht­lich soll uns die Dar­stel­lung In­for­ma­ti­o­nen über die Hö­hen­un­ter­schie­de des Vul­kans lie­fern. Das Bild weist ei­ne be­stimm­te ab­ge­bil­de­te Form und ei­nen da­mit kor­re­lier­ten Farb­ver­lauf auf. Ei­ne Le­gen­de am un­te­ren Bild­rand er­läu­tert, den Zu­sam­men­hang zwi­schen Far­be und Hö­he (violett steht für den tiefsten Punkt mit minus fünf Kilo­metern Höhe und weiß für den höchsten Punkt mit plus zweiund­zwanzig Kilo­metern Höhe). Die Legen­de erlaubt es demnach dem Rezi­pienten, eine Verbin­dung zwischen Farbe und Höhe herzu­stellen, und bildet damit das Merkmal der seman­tischen Auffäl­ligkeit, das Kul­vicki auch als „plan of cor­relation between features of the repre­senta­tion and features of the data that is easy to grasp“ beschreibt (vgl. ebd.: S. 301). Nicht­natu­ralis­tische Bilder in der Wissen­schaft sind üb­licher­weise mit einer Legen­de ausge­zeichnet, die es dem Rezi­pienten erlaubt, die Abbil­dung unmiss­verständ­lich zu entzif­fern.

Wie steht es mit der syntaktischen Auffällig­keit? Diese ist im aufge­tragenen Farb­verlauf des Bildes gegeben. Er lenkt die Aufmerk­samkeit des Rezipienten und macht deutlich, dass hier die relevante Information zu suchen ist. Die Farben müssen für irgendetwas, offen­sichtlich differenziert zu Betrachtendes stehen. Extrahierbar sind die Informationen ebenfalls auf Grund des Farb­verlaufs in Kombination mit der Relief­ansicht des Vulkans. Umriss­linien und Schattierungen lassen das Bild des Vulkans überhaupt erst entstehen, grenzen die Form vom Hinter­grund ab. Zusammen­genommen ermöglichen all diese Eigen­schaften, dass der Betrachter unmittelbar die genauen Höhen einzelner Regionen sowie die Höhen­unter­schiede zwischen verschiedenen Bereichen an der Darstellung ablesen kann.

Kulvicki macht ferner darauf aufmerksam, dass die Unmittelbarkeit, mit der Information zugänglich gemacht wird, kein Allein­stellungs­merkmal bildlicher Repräsentationen sei. Entscheidendes Diffe­ren­zierungs­mer­kmal gegenüber verbal­sprachlich darge­botenen Informationen sei eher, dass Bilder ihre Informationen „unmittelbar über viele verschiedene Ebenen der Abstraktion hinweg“ zugänglich machten (ebd.: S. 302-310). Sicherlich könnten wir das eben diskutierte Beispiel der Visuali­sierung der Höhen­unterschiede des Olympus Mons mittels Falsch­farben auch verbal­sprachlich ausdrücken. Wir könnten beispiels­weise eine Tabelle anfertigen, in welcher jedem Koordinaten­punkt des Vulkans (bestehend aus Längen- und Breiten­grad­angabe) eine konkrete Höhen­angabe zugewiesen wird. Schwerlich könnten wir aus dieser Tabelle aber einfach ablesen, dass Olympus Mons an seiner Spitze ein deutliches Gefälle nach innen aufweist, bis auf welche Höhe der Rückgang hier erfolgt und welche Gesamt­form er aufweist. Kulvicki schreibt dazu: „With lists, numerals, and descriptions the rule is ‘decode first, ask questions later’. Only once we have figured out the specific content of the list can we abstract from its details to something we are interested in” (ebd.: S. 306). Tabellen können zwar auch bestimmte Informationen unmittelbar zugänglich machen. Allerdings muss der Wissen­schaftler sie zunächst verstehen und wissen, welche Fragen er eventuell beantwortet haben möchte, nur dann kann er die Informationen in der Tabelle entsprechend anordnen. Weiß er noch nicht, was für ihn von Interesse ist - sprich: welche Fragen er durch seine Daten beant­wortet haben möchte - wird ihm die relevante Information in der Menge der gebotenen Daten eventuell nicht ersichtlich.

In der grafischen Darstellung ist dieses Problem nicht gegeben. Gerade die Möglichkeit, die Höhen­verhältnisse abstrakt mittels Falsch­farben darzustellen, ermöglicht es dem Forscher hier, das Rundum­profil des Vulkans mit den verschiedenen relevanten Höhen­schichten auf einen Blick zu erkennen – und darüber hinaus eben auch noch die Besonder­heiten der Vulkan­kuppel mit den abfallenden Hängen an der Spitze zu bemerken.

By and large, however, images have the advantage of presenting much information across many levels of abstraction in an immediate manner. Images and graphs are tools for discovery and diagnosis, interestingly enough, because they present a wealth of information in such a way as to allow us to ignore what simply does not matter. Descriptions are not as helpful in this way, and they are thus best suited to stating the conclusions we draw rather than presenting the data on the basis of which we draw them (ebd.,: S. 307).

Der Vorzug des wissenschaftlichen Bildes in unserem Beispiel besteht also darin, dass durch den Einsatz der Farben auch eine Verein­fachung der Darstellung erzielt wird. Es wird nicht die Höhe jedes einzelnen Koordi­naten­punktes wieder­gegeben, sondern nur ein unge­fährer Verlauf, der sich aus den Farb­über­gängen für den Betrachter ergibt.

Deutlich wird an der Diskussion dieses Beispiels die heuristische Funktion, die wissen­schaft­lichen Bildern häufig zukommt. Sie dienen nicht allein der Kommunikation bestimmter Informa­tionen, sondern ermöglichen es dem Betrachter oft auch, neue Erkennt­nisse über den Forschungs­gegen­stand zu erlangen.

Dokumentation: Das wissenschaftliche Bild übernimmt aber nicht allein im Bereich der Kommunikation wesentliche Funktionen. Wir finden es ebenso in den Bereichen der wissen­schaftlichen Daten­struktu­rierung und -dokumentation. Ziel seiner Verwendung ist es hier, die gemachten Beobach­tungen festzu­halten, die einmal gesammelten Daten zu erhalten. Schon früh haben Forscher, wie der Fall Leonardo da Vincis belegt, dabei darauf gesetzt, ihre Erfahrungen und Erkennt­nisse nicht nur im geschriebenen Wort, sondern eben auch im Bild festzuhalten und damit für andere und für die Nachwelt zugäng­lich zu machen.

Schnell verwischen sich hier die Grenzen zum Einsatz des wissen­schaftli­chen Bildes in der Kommunikation, denn einmal gewonnene oder erzeugte Bilder dokumen­tieren nicht bloß die Beobach­tungs­ergebnisse, sondern können ebenso anderen Forschern im kommunikativen Akt zur Verfügung gestellt werden. Sie tragen damit zum Ideal der Inter­subjekti­vität in den Wissen­schaften bei: Andere Forscher können anhand der dokumen­tierenden Bilder die Forschungs­ergebnisse ihrer Kollegen nach­voll­ziehen, über­prüfen und gegeben­enfalls korrigieren.

Warum werden aber Bilder in diesem Kontext verwendet? Gibt es – ähnlich wie beim Gebrauch von Bildern als Hilfs­mittel zur Kommunikation wissen­schaftlicher Ergebnisse – auch in diesem Fall eine oder mehrere Besonder­heiten des Bildes, welche seine Verwendung in diesem Kontext begünstigen? Zumindest die folgenden drei Aspekte, die eng miteinander zusammen­hängen, scheinen eine wichtige Rolle zu spielen:

  • Fehlende Benennung: Laura Perini ([Perini 2005a]Perini, Laura (2005).
    Visual Representations and Confirmation. In Philosophy of Science, 72, 913-926.

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    ) weist darauf hin, dass mittels Bildern Entitäten als Beobach­tungs­ergeb­nisse dokumentiert werden können, für welche noch gar keine verbal­sprachliche Benennung vorliegt. Sie behandelt dabei als Beispiel die Bilder, welche mittels eines Elektronen­mikro­skops erzeugt wurden und schreibt: „Electron microscopy can represent unfamiliar phenomena, without need to articulate hypotheses about results prior to the experiment. […] This system can also represent very complicated structural properties, even when there are no linguistic terms for the same features” (ebd.: S. 921). Gibt es aber noch keine Benennungen, kann auch keine adäquate verbal­sprachliche Beschreibung des Phänomens gegeben werden. Das Bild ist damit für die detail­getreue Dokumentation unver­zichtbar.
  • Details: Einen wichtigen Punkt stellt ferner die Kapazität zumindest einiger wissen­schaftlicher Bild­typen dar, die beobach­teten Entitäten etc. mit sehr vielen Details wiederzugeben – also eine Komplexität der Darstellung zu gewähr­leisten, die – im Gegen­satz zu verbal­sprachlichen Beschreibungen – nichts­destotrotz schnell und unmittelbar zu erfassen ist. So kann es auch passieren, dass erst bei der erneuten Begut­achtung des dokumen­tarischen Bildes bestimmte Aspekte des Forschungs­gegen­standes dem Wissen­schaftler selbst oder seinen Kollegen gegen­wärtig werden (vgl. [Mößner 2013a]Literaturangabe fehlt. Bitte in der Bibliographie-Sammlung einfügen als: Buch, Artikel in Zeitschrift, Beitrag in Sammelband, Sammelband, andere Publikation. ).
  • Objektivität: Insbesondere “mechanisch” erzeugte Bilder – vor allem Foto­grafien – scheinen darüber hinaus die Möglich­keit zu objektiven Auf­zeich­nungen des Beobach­teten zu bieten. Dies bedeutet vor allem, dass subjektive Einfluss­faktoren auf die Darstellung des Forschungs­gegen­standes (z.B. verursacht durch eine unzu­reichende Beobachtungs­kompetenz oder durch Hinter­grund­theorien erzeugte Erwartungs­haltungen) ausge­schaltet werden können. Thorsten Ratzka ([Ratzka 2012a]Literaturangabe fehlt. Bitte in der Bibliographie-Sammlung einfügen als: Buch, Artikel in Zeitschrift, Beitrag in Sammelband, Sammelband, andere Publikation. ) formuliert dies aus der Perspek­tive des Astro­physikers folgender­maßen: „Außerdem spielt durch die Foto­grafie das individuelle Seh­vermögen eines Beobachters keine Rolle mehr. Dies führt zu objektiven Messungen, die mit anderen Messungen verglichen werden können. Zudem können die Daten über lange Zeit­räume archiviert werden. So werden noch heute alte Auf­nahmen benutzt, um zum Bei­spiel nach früheren Beobach­tungen von Klein­planeten zur Berechnung ihrer Bahn oder nach veränder­lichen Sternen zur Ableitung ihrer Licht­wechsel zu suchen“ (ebd., 246). Auch hier sehen wir wieder, dass insbesondere der Aspekt der Inter­subjekti­vität, welcher durch die bild­hafte Dokumen­tation gewährleistet scheint, eine wesentliche Rolle spielt. Die aufge­nommenen Fotos können so zum einen anderen Forschern zur Aus­wertung zugänglich gemacht und zum anderen können sie auch im historischen Verlauf erneut betrachtet und analysiert werden.

An dieser Stelle muss jedoch darauf hinge­wiesen werden, dass der Aspekt der Objektivität, welcher das wissen­schaftliche Bild in der Dokumentation zu gewähr­leisten scheint, in letzter Zeit durchaus kritisch differenziert betrachtet wurde - beispiels­weise in den wissen­schafts­geschicht­lichen Unter­suchungen von Lorraine Daston und Peter Galison ([Daston & Galison 1992a]Literaturangabe fehlt. Bitte in der Bibliographie-Sammlung einfügen als: Buch, Artikel in Zeitschrift, Beitrag in Sammelband, Sammelband, andere Publikation. ). Sie machen darauf aufmerksam, dass auch der Begriff der Objektivität selbst einigen Verände­rungen unterlag. Die unter­schiedlichen Auffassungen, was eine objektive Darstellung ausmache, führten dann auch zur Herstellung und Favori­sierung verschiedener Bild­typen in den Wissen­schaften.

Daston und Galisons Analyse des Objektivitäts­begriffs hat zwischen­zeitlich eine Reihe von kritischen Reaktionen hervor­gerufen. Um nur eine Stimme zu nennen, sei hier Jutta Schickore genannt. Sie diskutiert in diesem Zusammen­hang unter­schiedliche Doku­menta­tions­verfah­ren für Mikro­skopie-Präparate im 19. Jahr­hundert. Hier kamen eine ganze Reihe unter­schiedlicher bild­hafter Darstellungs­verfahren zum Einsatz: „Mikro­skopiker im neun­zehnten Jahr­hundert haben die Anblicke, die ihre Instrumente ihnen boten, auf unter­schiedliche Weise fixiert: in Zeichnungen oder Stichen oder, seit den 1840er Jahren, auf Mikro­foto­grafien“ ([Schickore 2002a]Schickore, Jutta (2002).
Fixierung mikroskopischer Beobachtungen: Zeichnung, Dauerpräparat, Mikrofotografie.
In Ordnungen der Sichtbarkeit. Fotografie in Wissenschaft, Kunst und Technologie, 285-310.

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: S. 285). All diese Verfahren kamen in derselben historischen Periode zum Einsatz. Es stellt sich demnach die Frage, wann welcher Art von Abbildung der Vorzug gegeben wurde. Schickore wendet sich in ihrer Analyse insbesondere gegen die These von Daston und Galison, dass zu dieser Zeit der Foto­grafie als dem objektiven Medium stets der Vorzug gegeben worden sei (vgl. ebd.: S. 301).

Dieser letzte Aspekt der Objektivität führt uns zum Abschluss des Abschnitts über die Funktion des wissenschaftlichen Bildes in Kommunikations- und Dokumentationsprozessen noch zu einer kritisch zu betrachtenden Konsequenz der Verwendung von bildhaften Repräsentationen in diesen Kontexten: Bilder können die Wahrnehmung der Forscher entscheidend beeinflussen.

Vögtli und Ernst machen darauf aufmerksam, dass auch in der Wissen­schaft kanonische Bilder entstehen können. „Kanonische Bilder sind Standard­bilder, die einen wissen­schaftlichen Sach­verhalt immer wieder auf dieselbe Art und Weise darstellen. Diese Einschränkung auf eine einzige Darstellungs­form und eine fixierte Perspektive behindert jedoch das Sehen und Denken“ ([Vögtli & Ernst 2007a]Literaturangabe fehlt. Bitte in der Bibliographie-Sammlung einfügen als: Buch, Artikel in Zeitschrift, Beitrag in Sammelband, Sammelband, andere Publikation. : S. 92). Auf diesen Punkt im Zusammen­hang mit bild­haften Darstellungen in den Wissen­schaften hat schon Ludwik Fleck hingewiesen. Er führt aus, dass Bilder für den Forscher in dessen Vor­stellung bindend werden können, auch wenn sie ursprünglich nur aus mnemo­technischen oder didaktischen Gründen eingeführt wurden (vgl. [Fleck 1980a]Fleck, Ludwik (1980 [Orig. 1935]).
Entstehung und Entwicklung einer wissenschaftlichen Tatsache. Einführung in die Lehre vom Denkstil und Denkkollektiv. Frankfurt am Main: Suhrkamp, mit einer Einleitung hrsg. von L. Schäfer und T. Schnelle.

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: S. 154f.). Christine Roll führt uns diesen kritischen Aspekt schließlich sehr plastisch am Beispiel von Land­karten vor Augen. „Karten sind nicht einfach neutrale Informations­speicher und bilden die Wirk­lichkeit nicht objektiv ab. Vielmehr zeigen uns Karten durch Projektionen, Farbgebungen, Illustrationen und durch die Wahl thematischer Schwer­punkte, ja schon durch den gewählten Ausschnitt, bestimmte Perspek­tiven auf die Wirklichkeit. Damit tragen sie selbst zur Ausbildung und Strukturierung von Raum­vorstellungen bei, beein­flussen ihrerseits unsere Seh­gewohnheiten und Vorstellungen […]“ ([Roll 2007a]Roll, Christine (2007).
Farben und Verzerrungen auf Karten. Zu Möglichkeiten und Grenzen kartografischer Visualisierung.
In Vom Bild zur Erkenntnis? Visualisierungskonzepte in den Wissenschaften, 47-59.

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: S. 47). Das Bild in der Wissen­schaft ist demnach nicht bloß als neutrales Hilfs­mittel einzustufen, sondern kann seinerseits ebenso epistemische Funktionen übernehmen, die durchaus einer kritischen Bewertung bedürfen.

Das Bild als Gegenstand der Forschung

Das wissenschaftliche Bild begegnet uns jedoch nicht bloß als Hilfs­mittel, sondern auch als eigen­ständiger Gegen­stand der Forschung. Klaus Sachs-Hombach schlägt hier eine Differen­zierung vor in die Funktionen, die wissenschaftliche Bilder

Abbildung 5: M31 im ultra­violetten Licht aufgenommen
Das Bild als Beleg: Eine empirische Basis stellt das wis­sen­schaft­liche Bild oft­mals des­halb dar, weil das For­schungs­objekt selbst dem mensch­lichen Auge in der Beo­bach­tung nicht zu­gänglich ist. Das Bild wird da­mit zum Sur­ro­gat des Ob­jekts. Es macht die for­schungs­re­le­van­ten Eigen­schaften des Objekts der Beobach­tung zugänglich. Damit ist ein wichtiger Effekt dieser Visuali­sierungen benannt: Sie machen Unsicht­bares sichtbar (vgl. z.B. [Frercks 2009a]Frercks, Jan (2009).
Runs. Computersimulationen des Unsichtbaren am Max-Planck-Institut für Astrophysik.
In Datenbilder. Zur digitalen Bildpraxis in den Naturwissenschaften, 65-121.

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; [Vögtli & Ernst 2007a]Literaturangabe fehlt. Bitte in der Bibliographie-Sammlung einfügen als: Buch, Artikel in Zeitschrift, Beitrag in Sammelband, Sammelband, andere Publikation. : S. 18f.). Sie sind Darstellungen von Nicht-Beobacht­barem, d.h. von nicht für das bloße Auge Sicht­barem (z.B. Röntgen­bilder, Infrarot- oder Ultra­violet-Aufnahmen wie Abb. 5, MRT-Bilder etc.). „Nur ein kleiner Teil der Phäno­mene, mit denen sich die Natur­wissen­schaften beschäftigen, sind dem blossen Auge ohne Hilfs­mittel zugänglich“ ([Vögtli & Ernst 2007a]Literaturangabe fehlt. Bitte in der Bibliographie-Sammlung einfügen als: Buch, Artikel in Zeitschrift, Beitrag in Sammelband, Sammelband, andere Publikation. : S. 18).
Ein eindrückliches Beispiel für die Relevanz, die dem wissen­schaftlichen Bild als Visuali­sierer des Unsicht­baren zukommen kann, geben Dominik Groß und Gereon Schäfer (2007) für den Bereich der Medizin. Sie beschreiben den Fall der Wach­koma-Patientin Terri Schiavo. Hier habe ein Vergleich von Computer­tomo­grafie-Auf­nahmen des Gehirns der Patientin mit solchen eines gesunden Gehirns letztlich die Ent­scheidung begünstigt, die lebens­erhaltenden Maß­nahmen zu beenden (vgl. [Groß u. Schäfer 2007a]Groß, Dominik & Schäfer, Gereon (2007).
Das Gehirn in bunten Bildern. Farbstrategien und Farbsemantiken in den Neurowissenschaften.
In Vom Bild zur Erkenntnis? Visualisierungskonzepte in den Wissenschaften, 271-282.

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: S. 272). Das Bild sollte hier also etwas über den (Gesund­heits-/Krank­heits-)Zustand des Gehirns und damit auch der Patientin selbst aussagen – eine Information, die auf Grund des Krank­heits­bildes (Wach­koma) anders nicht in Erfahrung zu bringen war.

Wird das wissenschaftliche Bild solchermaßen als Surrogat des Forschungs­objekts verwendet, kommt ihm auch die Funktion eines Belegs zu. Es dokumentiert die gemachte Beobach­tung, das durch­geführte Experiment und kann anderen Forschern zugänglich gemacht werden. Vögtli und Ernst sprechen hier vom „visuellen Beweis“: „Wissen­schaftliche instrumen­telle Bilder haben in der wissen­schaftlichen Forschung die Funktion des visuellen Beweises. Sie werden als Stell­vertreter benötigt, um wissen­schaftliche Resultate den Publika­tionen (Fach­zeit­schriften, Lehr­büchern, Inter­net-Zeit­schriften) beizufügen, sie zu verviel­fältigen und der wissen­schaft­lichen Gemein­schaft zugänglich zu machen. Die Leser der Fach­zeit­schriften vertrauen dabei der Ent­sprechung von Bild und Beobach­tung“ ([Vögtli & Ernst 2007a]Literaturangabe fehlt. Bitte in der Bibliographie-Sammlung einfügen als: Buch, Artikel in Zeitschrift, Beitrag in Sammelband, Sammelband, andere Publikation. : S. 72). Hier greifen also die Funktionen des wissenschaftlichen Bildes als Beleg und als Hilfsmittel der Dokumentation und Kommunikation ineinander.

Das Bild im Begründungskontext: Bei der Verwendung von Bildern im Begrün­dungs­kontext geht es darum, ob das wissen­schaftliche Bild auch zur Recht­fertigung von Erkenn­tnis­an­sprüchen verwendet werden kann.

Im Gegensatz zur eben diskutierten Funktion des wissen­schaftlichen Bildes als Beleg wird die Frage nach seiner Rolle im Begrün­dungs­kontext von vielen eher kritisch beurteilt. Der Grund hierfür besteht darin, dass dem Bild damit eine viel stärkere episte­mische Funktion zukäme als bei seiner Verwendung als Beleg. In diesem Kontext geht es nicht mehr nur darum, das Ausgangs­material den anderen Wissen­schaftlern mittels Bildern zur Verfügung und damit auch deren jeweiligen Urteilen anheim­zustellen. Vielmehr würde mit dem Bild selbst die Argumentation (oder zumindest Teile davon) vorliegen, welche die Recht­fertigung für die präsen­tierte Forschungs­meinung darstellen soll. Man würde also nicht mehr bloß einen Beleg austauschen, wenn man ein Bild weiter­reicht, der dann eventuell mit unter­schiedlichen Argumenten verknüpft werden könnte, sondern man würde ein (voll­ständiges) Argument kommunizieren.

Es stellt sich demnach die Frage: Gibt es so etwas wie visuelle Argumente? Die Beantwortung dieser Frage hängt natürlich ganz entscheidend davon ab, was man unter einem Argument versteht. Orientiert man sich hier an der klassischen philo­sophischen Auffassung, ergibt sich eine der obigen Frage gegenüber eher skeptische Haltung. Argumente sind, dieser Auffassung zufolge, stets sprachlich verfasst (zu den Gründen vgl. [Mößner 2013a]Literaturangabe fehlt. Bitte in der Bibliographie-Sammlung einfügen als: Buch, Artikel in Zeitschrift, Beitrag in Sammelband, Sammelband, andere Publikation. ). Das bedeutet jedoch nicht, dass Bilder im argumen­tativen Kontext überflüssig sein müssen. Vielmehr sollte man das Argumen­tieren als eine kommunikative Handlung ansehen, in deren Kontext Bilder wesent­liche Funktionen übernehmen können. „Werden Argumente allerdings in Kombination mit Bildern in einem gemeinsamen kommunikativen Akt präsentiert, dann übernehmen die Bilder eine wesentliche Rolle zur Erfüllung der Funktion des präsen­tierten Arguments –, z.B. indem sie die relevanten Belege für die Thesen oder not­wendige Informationen zum Verständnis von Prämissen und Konklusion liefern. In diesen Fällen sind die Bilder unverzichtbarer Bestandteil für das Verstehen von Argumenten“ ([Mößner 2013a]Literaturangabe fehlt. Bitte in der Bibliographie-Sammlung einfügen als: Buch, Artikel in Zeitschrift, Beitrag in Sammelband, Sammelband, andere Publikation. ). Zieht man einen solchen Ansatzpunkt in Betracht, wird deutlich, dass eine trenn­scharfe Differenzierung zwischen der Funktion des wissen­schaftlichen Bildes als Beleg und im Begründungs­kontext jedoch nicht mehr vorgenommen werden kann.

Das Bild im Entstehungskontext: Schließlich kann das wissen­schaftliche Bild auch noch im Entstehungs­kontext des wissen­schaftlichen Forschungs­prozesses auftreten. Hier geht es um die Grund­lagen eines Forschungs­gebiets. Auf welcher Basis entsteht eine neue Theorie, eine neue Forschungs­richtung? Eine Möglichkeit wären Modelle. Insbesondere Analogie­modelle, bei denen Eigen­schaften und Charakteristika von Entitäten oder Prozessen aus anderen Bereichen zur Erklärung neuer Phänomene herangezogen werden, können hier wertvolle Ent­wick­lungs­hilfen leisten (vgl. z.B. [Fleck 1980a]Fleck, Ludwik (1980 [Orig. 1935]).
Entstehung und Entwicklung einer wissenschaftlichen Tatsache. Einführung in die Lehre vom Denkstil und Denkkollektiv. Frankfurt am Main: Suhrkamp, mit einer Einleitung hrsg. von L. Schäfer und T. Schnelle.

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: S. 148 f.).
Da Modelle auch in Form bild­hafter Darstel­lungen auftreten können, kann in diesem Kontext das wissen­schaftliche Bild wiederum eine wichtige Funktion über­nehmen (vgl. [Vögtli & Ernst 2007a]Literaturangabe fehlt. Bitte in der Bibliographie-Sammlung einfügen als: Buch, Artikel in Zeitschrift, Beitrag in Sammelband, Sammelband, andere Publikation. : Kap. 2). Auf diese Funktion weisen auch Horst Bredekamp et al. hin: „Bilder vermögen zudem neue Forschungen auszulösen. So wäre beispiels­weise die Entwicklung des Forschungs­zweiges der Genetik kaum ohne die Existenz von Bildern wie dem Modell der Doppel­helix und den Röntgen­interferenz­bildern denkbar gewesen“ ([Bredekamp et al. 2008a]Bredekamp, Horst; Schneider, Birgit & Dünkel, Vera (2008).
Das Technische Bild. Kompendium zu einer Stilgeschichte wissenschaftlicher Bilder. Berlin: Akademie.

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: S. 8). Das wissen­schaftliche Bild mag so also in Form eines Modells eine Theorie­entwicklung anregen oder auch entscheidend voranbringen.

Vögtli und Ernst weisen im Kontext der Verwendung von Bildern als Modellen aber auch auf eine entschei­dende Fehler­quelle hin. Mit Modellen zu arbeiten heißt auch, dass man sich der Aspekt­haftigkeit dieser Repräsen­tationen bewusst sein muss. „Sie geben keine voll­ständige Beschreibung eines Phänomens, sie sind selektiv und abstra­hierend, verein­fachend und redu­zierend“ ([Vögtli & Ernst 2007a]Literaturangabe fehlt. Bitte in der Bibliographie-Sammlung einfügen als: Buch, Artikel in Zeitschrift, Beitrag in Sammelband, Sammelband, andere Publikation. : S. 57). Allerdings werde gerade dieser Umstand häufig vernach­lässigt. So werde oftmals über­sehen, dass die Visuali­sierungen tatsächlich nur Modelle darstellen, nicht jedoch die postulierten Entitäten oder Prozesse selbst. Der Grund für diese Fehl­deutung besteht darin, dass häufig gegen­ständliche Modelle als Vorlage für wissen­schaftliche Bilder dienen (vgl. ebd.: S. 47ff.). Durch diese Verbindung komme es oftmals zu einer Art Verschmel­zung von Modell und Visua­lisierung. Gerade in der Lehre, so konstatieren Vögtli und Ernst, bestehe so oftmals die Neigung, das Bild des Modells als die Sache selbst zu präsentieren (vgl. ebd.: S. 58). Diese Haltung kann natürlich die Forschung schnell in eine falsche Richtung lenken. Eine zu starke Orientierung am Modell und eine Vernach­lässigung des bloßen Analogie­charakters desselben können dem Wissen­schaftler leicht den Blick für wichtige Details der realen Entität verstellen. Auch hier greift daher wieder die Forderung nach einer relevanten Bild­kompetenz auf Seiten der mit den Visuali­sierungen Arbeitenden, wie sie bereits im Zuge der Erläuterung der unter­schiedlichen Bild­formen angesprochen wurde. Die Arbeit mit dem Bild erfordert so nicht nur die Fähigkeit zur Herstellung und Verbreitung, sondern eben auch zur kritischen Evaluation des bildhaft Dargestellten.[7]

Anmerkungen
  1. Na­tür­lich las­sen sich auch in vie­len wei­te­ren Be­rei­chen, nicht nur der As­tro­no­mie, Bei­spiele fin­den, die die Über­schnei­dung von künst­le­ri­schem Ta­lent mit na­tur­wis­sen­schaft­li­chem For­scher­geist do­ku­men­tie­ren. Ins­be­son­de­re die Bio­lo­gie ist reich an sol­chen Fäl­len. Exem­pla­risch mag hier auf Ge­org​ For­ster hin­ge­wie­sen sein, wel­cher u.a. an der zwei­ten Ex­pe­di­ti­on von James Cook in den Süd­pa­zi­fik (1772-​75) teil­nahm und sei­ne um­fang­rei­chen Be­ob­ach­tun­gen der dor­ti­gen Tier- und Pflan­zen­welt in sei­nen Zeich­nun­gen fest­hielt.
  2. Mar­ti­na Plü­ma­cher setzt sich eben­falls mit dem Pro­blem der Erstellung einer Bild­taxo­nomie im Rahmen der Eta­blie­rung ei­ner Bild­wis­sen­schaft aus­ein­an­der (vgl. [Plü­ma­cher 2005a]Plümacher, Martina (2005).
    Bildtypologie als Grundlage der Bildwissenschaft.
    In Bildwissenschaft zwischen Reflexion und Anwendung, 132-143.

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    ).
  3. Zur His­to­rie der Mik­ro­sko­pie und zu Pro­blem­stel­lun­gen der Bild­aus­wer­tung vgl. [Weiss 2012a]Literaturangabe fehlt. Bitte in der Bibliographie-Sammlung einfügen als: Buch, Artikel in Zeitschrift, Beitrag in Sammelband, Sammelband, andere Publikation. .
  4. Bei Falsch­far­ben­dar­stel­lun­gen wer­den ge­wöhn­lich be­stimm­te Ei­gen­schaf­ten des ab­ge­bil­de­ten Ob­jekts etc. mit­tels Farb­wer­ten co­diert und her­vor­ge­ho­ben. Die dar­ge­stell­ten Farb­wer­te müs­sen da­bei in kei­ner Wei­se mit den rea­len Far­ben der En­ti­tät über­ein­stim­men (vgl. [Mül­ler 2007a]Müller, Sabine (2007).
    Visualisierung in der astronomischen Digitalfotografie mit Hilfe von Falschfarben.
    In Vom Bild zur Erkenntnis? Visualisierungskonzepte in den Wissenschaften, 93-110.

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    : S. 95f.)
  5. Vgl. [Mül­ler 2007a]Müller, Sabine (2007).
    Visualisierung in der astronomischen Digitalfotografie mit Hilfe von Falschfarben.
    In Vom Bild zur Erkenntnis? Visualisierungskonzepte in den Wissenschaften, 93-110.

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    : S. 95ff.; vgl. auch die Aus­füh­run­gen zum Ein­satz von Far­ben in den Bil­dern des Hubble Space Tele­scopes. ⊳ Se­man­tik lo­gi­scher Bil­der.
  6. Ei­ne Zu­sam­men­schau un­ter­schied­lich­ster Funk­ti­onen wis­sen­schaft­li­cher Bil­der fin­det sich z.B. bei Jan Frercks [Frercks 2009b]Frercks, Jan (2009).
    Formen, Funktionen und Praxen von Wissenschaftsbildern. Ein systematischer Blick auf die Reportagen.
    In Datenbilder. Zur digitalen Bildpraxis in den Naturwissenschaften, 122-130.

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    : S. 127 ff.
  7. Dieser Beitrag ist im Rahmen des DFG-Projekts „Visualisierungen in den Wissenschaften - eine wissenschaftstheoretische Untersuchung“ entstanden.
Literatur                             [Sammlung]

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Ausgabe 1: 2013

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Seitenbearbeitungen durch: Nicola Mößner [96], Joerg R.J. Schirra [57] und Dimitri Liebsch [15] — (Hinweis)