Bemerkungen

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Sie könnten diesen Abschnitt provokativ finden. Das ist beabsichtigt.

Annahmen

Es schadet nicht, mit der Untersuchung grundlegender Annahmen zu beginnen. Viele sprechen über Energie, doch nur wenige können sauber erklären, wie der Begriff "Energie" in der Physik definiert ist. Fragen Sie den Mann auf der Straße oder selbst einen Techniker: "Was ist Energie?". Der Betreffende mag vielleicht auf eine Steckdose in der Wand zeigen und sagen "Kommt da raus!"
Das ist keine besonders brauchbare Antwort, weil sie zwar sagt, wie Energie erfahrbar ist, aber nicht, was sie ist. Stellen Sie diese Frage einem Elektroingenieur und er wird Ihnen, aufgrund irgendeiner universitären pawlowschen Konditionierung, antworten: P ist I mal U. Diese Antwort ist nicht einen Deut besser als die vorige. Der Ingenieur hat Ihnen zwar eine Definition für Energie gegeben, aber er hat Ihnen nicht erklärt, was Energie ist. Fragen Sie Physiker über Elektronen, und Sie werden lernen, daß sie sich manchmal wie Teilchen, manchmal wie Wellen verhalten. Das stinkt. Jetzt haben Sie zwar erfahren, wie sich Elektronen verhalten können, aber Sie wissen immer noch nicht, was sie sind. Vielleicht bietet Ihnen der Physiker die Antwort an, daß ein Elektron, gemäß Einsteins berühmter Formel, einer Energie von 510983 Elektronenvolt entspricht. Wieviele? Ein Elektron? Irgendwann merken Sie, daß nichts von alledem nützlich war.

Doch: "Was ist Energie?" beharren Sie auf Ihrer Frage. Je mehr Sie fragen, umso mehr Antworten bekommen Sie, und alle sind irgendwie verschieden. Sie werden langsam merken, daß alle Antworten beschreiben, wie Energie von einer Art in die andere umgewandelt werden kann, und wie Energie erfahrbar ist. Sie lernen von Thermodynamik, von den Hauptsätzen, aber Ihre ursprüngliche Frage bleibt unbeantwortet. Selbst die von Einstein beschriebene Äquivalenz von Masse und Energie hilft Ihnen nicht aus diesem Dilemma, denn genausogut könnten Sie fragen "Und was ist dann Masse?" Am Schluß enden Sie wie das Kind, das herausgefunden hat, wie es seine Eltern terrorisieren kann. "Was?" "Wie?" "Warum?" Am Schluß gibt es die Antwort: "Weil es so ist" oder: "Du bist noch zu jung, um das zu verstehen". Beide Antworten sind eine schwache Ausrede dafür, nicht gleich zu sagen "Ich hab' selber keine Ahnung". In dieser Situation befinden sich heute Physik und Technik. Wir sind mit den Fakten vertraut geworden, wir haben gelernt zu verstehen, wie sich bestimmte Dinge verhalten, wie Energie transformiert werden kann - und wir fragen nicht mehr "warum?"

 Prinzipien

Die vorangegangenen technikgeschichtlichen Exkurse und physikalischen Darstellungen zeigen, daß der Weg zum modernen Verständnis der Welt, die uns umgibt, alles andere als einfach war. Manche Irrtümer eines Aristoteles hielten sich hartnäckig und manche der "anschaulich klaren" Dinge sind schlicht falsch. Viele Perpetuum-Mobile-Erfinder tappen in dieselben Fallen, denen zahlreiche Vorgänger ebenfalls zum Opfer fielen. Wenn man von einer gewissen Uneinsichtigkeit absieht, dann sollte die Frage berechtigt sein, weshalb bestimmte Fehleinschätzungen so persistent sind.
Ein Grund mag in der Inkonsequenz liegen, mit der diese Personen ihre Modellbildung der realen Welt treffen. Die moderne Welt zeigt uns, daß viele hochkomplexe technische Systeme als Synthese einfacher Teilsysteme durch systematisches, planvolles Arbeiten geschaffen werden können. Die Vorgehensweise, die diese Systeme erlaubt, wird nun auf die Konstruktion eines Perpetuum Mobile oder meinethalben einer Freien-Energie-Maschine angewendet. Dieselbe systematische Basis, die die Berechnung oder den Bau einer modernen Brücke erlaubt, sollte Basis für ein PM sein. Welchen Wert hätte eine solch' weltbewegende Erfindung, wenn sie als Einzelstück existierte, aber nicht reproduzierbar wäre? Die Schaffung der unbegrenzten Energie aus dem Nichts wäre freilich damit erledigt, aber den Verschleiß der Maschine kann man nicht aufhalten. Wird die Reproduzierbarkeit zur Bedingung erhoben, dann muß ein reproduzierbarer Teil der Apparatur die Erschaffung der Energie bewerkstelligen. Es genügt, anhand der üblichen Kriterien der Synthese komplexer Systeme, eine gewisse Unabhängigkeit der Teilsysteme in sich anzunehmen. So gesehen, sollte die Trennung des "speziellen" Teiles von der herkömmlichen Technik möglich sein. Niemand bestreitet die Anwendbarkeit dieser Verfahren in der technischen Praxis. Wenden wir sie auf ein PM an, dann plötzlich sollen herkömmliche Maschinenelemente das Unerwartete vollbringen. Diese Annahme ist gelinde formuliert, nicht schlüssig. Ein Konstrukteur kann nicht zugleich beide Maximen hochhalten, denn sie widersprechen sich.

 Analogien

Analogien sind ein beliebtes Mittel, unanschauliche Tatsachen mittels vertrauter Vorstellungen zu illustrieren. Man kann ein ideales Gas durch ein mechanisches Modell von Glaskügelchen in einem gerüttelten Gefäß veranschaulichen. Gewisse Aussagen werden damit einsehbar, aber ob sie den Fakten entsprechen, das muß mit anderen Methoden herausgefunden werden. Doch sind Moleküle einfach nur winzige hochelastische Kügelchen? Ist es berechtigt, ein Elektron auf einer "Planetenbahn" um einen Atomkern kreisen zu lassen? Ja, wenn diese Vorstellung geeignet ist, ein Phänomen ausreichend präzise zu "erklären". Nein, wenn sich Widersprüche zur Beobachtung ergeben. Doch wer kann schon ein Elektron beobachten? Beobachtung findet nie unmittelbar statt. Kann man seinen Augen trauen? Verfälscht nicht schon die Brille die Sicht? Die Gegner des Galileischen Fernrohr führten seinerzeit an, daß das Fernrohr nicht die reale Welt zeige, sondern eine Sinnestäuschung. Kann man da noch einem Mikroskop trauen, einem Tomographen oder den Spuren in einer Nebelkammer? Anhand der Beobachtungen schaffen wir uns eine Modellwelt, die die reale, aber nicht erfahrbare Welt erklärt. Wir bedienen uns Analogien, wohin man sieht. Kepler erklärte die Planetenbahnen anhand eines Satzes ineinandergesteckter Polyeder. Die mathematisch-mysthische Analogie "erklärte" zwanglos die Beobachtung, obwohl sie diese nur zufällig beschrieb. Vielleicht leidet das "Gesetz von Titius und Bode" am gleichen Mangel, denn es beschreibt nur ungefähr die astronomischen Fakten, aber jeder Versuch, eine Kausalität physiklischer Art zu erkennen, die dieses "Gesetz" quasi erzeugt, war vergeblich. Die Gefahr der Analogien besteht darin, daß sie ein Modell abliefern, ohne Aussagen zu Kausalitätsbeziehungen innerhalb des Originals sicherstellen zu können.

Inzwischen sind Analogien und Modellbildungen aus dem technisch-wissenschaftlichen Umfeld nicht mehr wegzudenken. Computer simulieren komplexe Systeme und aus dem Ergebnis der Modellrechnung wird auf das reale System geschlossen. Dies ist eine Extrapolation der klassischen formalen Methoden in die Welt des numerischen Overkill. Die Qualität der Analogie steht und fällt aber mit der Sorgfalt, die der Modellbildung gewidmet wurde.

Was bleibt als Fazit? Die ernüchternde Erkenntnis, daß wir weit mehr in Analogien zu denken gewohnt sind, als wir wahrhaben wollen. Und plötzlich merkt man, daß manche radikalen griechischen Philosophen mit ihrer Einschätzung, die ganze Welt sei eine Illusion, nicht unbedingt verkehrt lagen.

 Verifizierbarkeit und Falsifizierbarkeit

Galilei war Wegbereiter der modernen Synthese aus Theorie, Experiment, Analyse und Verifikation der Theorie. Die Verifikation geht von einigen, selbstverständlich anmutenden Annahmen aus:

• Kausalität der theoretischen Argumentationskette
• Reproduzierbarkeit des Experiments
• Korrektheit mathematischer Methoden

Die klassische Physik erzielte mit diesem Ansatz gute Erfolge, was für die praktische Anwendbarkeit einen großen Fortschritt darstellte. Ab einem gewissen Zeitpunkt konnte man auf die Ergebnisse der Physik in dem Sinne vertrauen, daß sie für die Praxis keine wesentlich abweichenden Ergebnisse lieferte. Man merkte bald, daß Idealisierungen nur in begrenzten Bereichen anwendbar sind und führte Verfeinerungen und Korrekturen der bestehenden Theorien durch, damit sie den realen Gegebenheiten besser gerecht wurden. Man mag dies als Flickwerk bezeichnen, doch die Welt ist nicht ideal, man möchte fast meinen, sie weicht aus Bösartigkeit den groben Simplifizierungen aus.
Irgendwann reifte die Erkenntnis, daß eine Versuchsanordnung nur eine Falsifikation einer Theorie liefern kann, nicht aber eine Verifikation als unumstößliches Resultat vorangegangener theoretischer Überlegungungen. Die Physik kann Aussagen im statistischen Sinne liefern, basierend auf axiomatischen Grundsätzen. Eine Sicherheit im Sinne mathematischer Verläßlichkeit kann sie nicht bieten. Perpetuum-Mobile-Erfinder oder Verfechter der freien Energie betrachten dies als Rechtfertigung zur Suche nach ihrem gewünschten Resultat. "Auch Einstein hat geirrt", so die platte Argumentation. Es ist ein offenes Geheimnis, daß viele Berühmtheiten geirrt haben, aber das hat nicht die früheren Ergebnisse vollständig entwertet. Durch die Lorentz-Transformation wurde Galileis Physik der Bewegung nicht falsch, sondern neu interpretiert. Für die gewöhnliche Praxis bleib alles beim alten. Also: Möge doch die progressive Theorie ihren Weg finden! Doch im Punkte Falsifizierbarkeit akzeptieren die Erfinder plötzlich nicht mehr, daß ihre Maschine aus banalen Gründen nicht geht. Die Tatsache, daß sich Galilei auf einen Teilaspekt beschränkte, bedeutet nicht, daß eine Apparatur, die Galileis Formeln zuwiderläuft, funktionsfähig ist.

 Das Anthropische Prinzip

Was ist das Anthropische Prinzip?

Grob gesprochen: Die Welt ist so wie sie ist, damit wir darin existieren können. Sehr grob. Das bewirkt berechtigte Fragen wie z.B.: Wieso ist die Welt so wie sie ist? Warum haben Naturkonstanten genau die Werte, die sie haben? Warum hat der Raum drei Dimensionen? Warum ist die Bandbreite so schmal, die die Naturkonstanten und anderen Bedingungen einnehmen können, daß Leben - und damit auch wir möglich sind?
Kreationisten mißbrauchen dieses Prinzip für ihre "Theorie" und übersehen, daß die extreme Interpretation des anthropischen Prinzips "Occams Rasiermesser" zuwiderläuft. Beide Prinzipien können in ihrer jeweiligen Extremform nicht gleichzeitig gültig sein, doch in abgeschwächter Form können beide zu nützlichen Erkenntnissen führen.

Im Umkehrschluß kann das anthropische Prinzip zwar nicht begründen, warum die Welt so ist, wie sie ist, aber es zeigt, daß diese Welt zumindest an einer Stelle Leben (lassen wir das Wort "intelligent" mal vorübergehend beiseite) hervorbrachte. Denkbar sind viele verschiedene Arten von Universen - ob sie im Sinne der technischen Durchführbarkeit existieren können, sei dahingestellt. Die Konstellation, in der wir uns befinden, ist gerade so geartet, daß wir existieren können. Es benötigt weder einen Schöpfergott, noch philosophische Betrachtungen, um das zu begründen. Insbesondere ist es närrisch, aus der Art des Universums eine auf uns gerichtete Absicht oder Kausalität ableiten zu wollen. Im Gegenteil, wir existieren, weil das Universum so ist - es wäre mehr als größenwahnsinnig, einen gezielten Plan unzunehmen.

Was hat das mit dem Perpetuum Mobile zu tun? Schauen wir uns doch diese Aussagen mal an:

• Ken Amis: "God wouldn't have put us on earth and commanded us to use and exploit its resources if those resources would run out and destroy us prematurely, before God himself destroys us with the final Armageddon. God surely must have provided the means to sustain humanity long enough to ensure its final destruction by his own hand. After all, the first time God wiped out most of mankind, in the great flood, did He not provide miraculous suspensions of laws of physics, to allow the survival of humankind? Surely the laws of physics as we now understand them can likewise be suspended or modified if the need arises. And that need is upon us. With sufficient faith we will find the answer." zitiert aus Perpetual motion is the way to go.
• Die Hauptsätze der Thermodynamik verbieten das Perpetuum Mobile.

Ich tendiere zu der zweiten Aussage, denn sie wird zugleich durch das anthropische Prinzip und Occams Rasiermesser besser gestützt, als die erste. Angenommen, unser Universum mit all' seinen Eigenschaften erlaubt die Existenz eines Perpetuum Mobile. Das Universum brachte vielleicht nicht nur Leben auf diesem Planeten hervor, sondern auch auf anderen. Die Vielzahl der möglichen Gestalten, die die Gesamtheit der Planeten hat, ist sowohl nach Menge, als auch nach Inhalt außerhalb unseres Vorstellungsvermögens. Selbst die Kreativität auf unserem Planeten ist beachtlich. Wenn nun das Perpetuum Mobile auf vergleichsweise einfache Art durchführbar wäre, dann gäbe es das schon lange und hätte in kürzester Zeit das ganze Universum einem Überhitzungstod ausgeliefert. Das Universum existiert noch - heuristischer "Beweis" dafür, daß ein PM zumindest nicht auf einfache Art gebaut werden kann.

 Freie Energie

Sprechen wir über's Geschäft. Was ist "Freie Energie"? Klar, dafür müssen Sie nichts bezahlen. Stellen Sie sich vor, irgendwo auf dem Land zu leben, mit einem Bachlauf in Ihrem Grundstück. Sie bekommen einen Generator geschenkt und basteln sich aus Abfallholz ein Wasserrad, um den Generator anzutreiben. Schon haben Sie freie Energie!

Wie --- daran dachten Sie nicht? Warum? Ich habe eben von freier Energie geschrieben. Sie haben praktisch keine Kosten, um Ihre freie Energie zu bekommen, und das Sonnenlicht, das die Quelle der Energie ist, bekommen Sie ebenfalls kostenlos (solange nicht unser Konkursminister darauf Steuern erhebt).

Ach so, Sie wollen diesen alten Krempel nicht. Sie wollen mit irgendeinem technischen Gerät Freie Energie von irgendwoher abzapfen. So wollen den Fortschrittlichen angehören, und selbstverständlich haben Sie auch vor, die ganze Sache tatkräftig zu finanzieren. Es gibt einen Haufen Erfinder, die das Geld von Ihnen gerne entgegennehmen werden. Ich frage nochmals: "Was ist Freie Energie?" Sie haben dafür bezahlt, Etwas aus Nichts zu bekommen. Mir ist schon klar, Sie wollen in die Zukunft investieren und die Ergebnisse der Erfinder abwarten. Doch vergessen Sie nicht: Die meisten Freie-Energie-Maschinen sind Perpetua Mobilia in hübsch verpackten Worten. Und selbst wenn sie denn mal ewig laufen werden, können Sie vielleicht genauso lange auf Ihren Gewinn aus der Investition warten.

Und wenn doch? Wer garantiert Ihnen denn, daß nicht eines schönen Tages kleine grüne Männchen mit großen UFOs auftauchen und uns bedrohen, weil wir ihre Freie Energie abzapfen? Sie können sich vorstellen, wenn die UFOs bauen können, dann haben die ganz andere Waffen als die Spielzeuge unserer Politiker. Also: wir zahlen den Kerlen die "Freie Energie". Schöne Bescherung. Einen Monopollieferanten gegen einen anderen einzutauschen, nur für die progressive Idee mit der "Freien Energie". Irgendwann prägte Donald Simanek in unserer Korrespondenz den Ausdruck fee energy.

 Perpetua Mobilia

Perpetua Mobilia sind eine faszinierende Sache. Es ist sehr attraktiv, die Welt ein für allemal von dem drückenden Energieproblem zu befreien. Wäre sie es nicht, gäbe es weder diese Website, noch viele andere. Doch ist ein Perpetuum Mobile wirklich möglich? Lassen wir doch mal die Hauptsätze der Thermodynamik, Newtons Gesetze und die anderen Sachen beiseite. Benutzen wir das Symmetrieprinzip und folgern wir aus den beobachtbaren Umkehrmöglichkeiten physikalischer Vorgänge das Anti-Perptuum-Mobile: Den Energie-Annihilator.

 Energievernichtung

Jeder Blödmann kann ein Perpetuum Mobile erfinden. Nehmen wir mal an, er hätte Erfolg. Ein funktionierendes PM stellt eine riesige Gefahr für das ganze Universum dar. Können Sie sich ausmalen, was passiert, wenn ein Perpetuum Mobile wirklich liefe? Die Energie, die diese Maschine erzeugt, muß "verbraucht" werden, damit sie nicht schmilzt oder durch die Fliehkraft zerspringt. Alle bisherigen "Energieverbraucher" genügen den Hauptsätzen der Thermodynamik - kurz, sie heizen ihre Umgebung auf. Das erwärmt nicht nur die Erdatmosphäre, sondern durch Abstrahlung auch das gesamte Weltall. Das geht solange, bis auch hier keine Temperaturerhöhung möglich ist, weil die Maschine von der selbsterzeugten Übertemperatur zerstört wird.

Aber wir haben die Möglichkeit, das Universum zu retten! Nein, kein neuer Filmstoff, bei dem der wagemutige Held die Teufelsmaschine in ein Schwarzes Loch befördert. Wenn es möglich ist, ein PM zu bauen, dann können wir auch einen Ernergievernichter konstruieren. Man muß nur den technischen Prozeß umkehren, der dem PM zugrunde liegt. Für einen Energie-Annihilator gäbe es viele nützliche Anwendungen:

• Kühlschrank ohne Energiezufuhr
• Automotoren- und Maschinen-Kühler
• Ein Feuerlöschapparat für Großbrände. Sehr nützlich, wenn George W. mal wieder Krieg im Nahen Osten führen will. Haben Sie ein Perpetuum Mobile konstruiert? Kehren Sie den technischen Prozeß um und verkaufen Sie das Ding für viel Geld an das US Government!
• Ein Ultra-Tieftemperatur-Generator für unsere Physiker. Bose-Einstein-Kondensat für jeden!
• Supraleitende Magnete zum Nulltarif! Magnetschwebebahn, wir kommen!
• Eine Bombe, die auf Feindesgebiet abgeworfen, alles einfriert. Deutlich sauberer als Nuklearwaffen. Sie müssen natürlich einen Ausschaltknopf an dem Gerätel einplanen, damit nicht das ganze Weltall zum Eisklumpen erstarrt.

Bislang habe ich Symmetrieargumente benutzt. Sind Sie immer noch der Meinung, das Perpetua Mobilia machbar sind? Dann ist auch ein Energievernichter möglich. Doch wie können diese beiden Geräte unterschieden werden? Oder sind es nur verschiedene Betriebsarten desselben Gerätes?
Sicher, das Symmetrieprinzip habe ich bislang als ein gültiges Prinzip ausgeklammert. Symmetrie ist bekanntlich die Kunst der Phantasielosen. Nichts ist folglich naheliegender als ein Anti-PM.

Haben Sie den Film Yellow Submarine gesehen? Erinnern Sie sich an das merkwürdige Staubsaugerwesen, das nach und nach Alles aufsaugt, einschließlich Hintergrundbild? Schließlich kommt das Vieh auf die bizarre Idee, sich selber wegzusaugen...