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Zeit und Uhren

"Was ist Zeit?" (St. Augustinus)

"Zeit ist, was eine Uhr misst." (Albert Einstein)

Wir wollen der berühmten - aber gleichwohl immer noch unbeantworteten - Frage des Augustinus danach, was die Zeit eigentlich sei, zusammen mit Einstein aus dem Wege gehen und uns statt dessen die Uhren betrachten, von denen manche übrigens meinen, dass sie die Zeit nicht nur mässen, sondern machten.

Das Zeitnormal und der Takt

Alle Uhren haben - in der Sprache der Uhrmacher - die Fähigkeit ein sog. Zeitnormal zu erzeugen, also Zeit zu takten, Zeitabschnitte festzulegen. Je gleichförmiger dies gelingt, desto genauer geht die Uhr - wobei freilich die Genauigkeit einer Uhr stets nur an der einer anderen gemessen werden kann. Es gibt verschiedenste (s.u.) Möglichkeiten, diese Zeitnormale zu realisieren, oft verwendet man dazu iterative, rhythmische, in sich selbst zurücklaufende Bewegungen - Schwingungen, Oszillationen mit anderen Worten.

Die größte Uhr der Welt ist die Welt selbst, der Kosmos. Die Erde dreht sich um sich, erzeugt so das Tagesnormal, dreht sich um die Sonne und vollendet so das Jahr. In den Tiefen des Kosmos gibt es schnell rotierende Neutronensterne, die mit geradezu erschütternder Genauigkeit, im Takt von Millisekunden, Röntgenstrahlen aussenden.

Kommen wir zu den irdischen, den menschengemachten Uhren.
Sonnenuhren - die ältesten Uhren der Menschheit - messen und unterteilen nur das Normal, das von der Erdrotation erzeugt wird, sind also keine "eigenständigen" Uhren.
Die mittelalterlichen Kerzenuhren (eine Kerze genormter Dicke, mit Abbrandmarkierungen), die antiken Wasseruhren (ein Behälter mit kleinem Spundloch, aus dem Wasser in ein Auffanggefäß tropft) und die allbekannten Sanduhren erzeugen nur unzuverlässige, schwankende Zeitnormale.
Die mechanischen (Räder-)Uhren, die im Mittelalter aufkamen, erzeugen ihre Normale über Pendel oder Unruhen, in Quarz -oder Atomuhren werden die Schwingungen und Resonanzen von angeregten Quarzkristallen und Atomen zur Erzeugung ultrakurzer Normale verwendet.

Ganz anders - ohne Schwingungen - funktionieren die "radioaktiven Uhren". Sie ähneln den Kerzenuhren des Mittelalters, sie messen einen "Abbrand". Man kann, wenn man die Ausgangsmenge radioaktiven Materiales und dessen Halbwertzeit in einer Probe kennt, deren Alter berechnen - meist werden diese Uhren, die sehr lange Zeitnormale erzeugen, zur Datierung von geologischen Vorgängen, von Gesteinen, Fossilien oder archäologischen Fundstücken verwendet.

Die allerälteste Uhr aber, die der Mensch zur Messung kurzer Zeitspannen verwendet, ist - er selbst. Das leicht zugängliche, wenn auch schwankende Zeitnormal des Herzschlages und der Atmung war - noch vor den Wasseruhren - das Maß, das man an kurze Vorgänge anlegte. So verglich der Arzt den Puls seines Patienten kurzerhand mit dem seinen, um dessen Schnelligkeit abzuschätzen.

Wie die Richtung in die Zeit kommt

Zeit hat nicht nicht nur Takt, hat nicht nur das Normal, das die Uhren ihr zumessen - Zeit hat Richtung. Sie läuft vorwärts, nie zurück - zumindest nicht in unserem Alltagskosmos. Wie die Richtung in die Zeit kommt, ist ziemlich rätselhaft. Die Gesetze der klassischen Physik sind zeitinvariant - kein Zeitpunkt ist vor irgendeinem anderen ausgezeichnet, keiner ist als "Jetzt" ausgewiesen. Das Vergangene könnte ebensogut das Zukünftige sein, die Welt könnte rückwärts laufen, ohne eins dieser Gesetze zu verletzen.

Das tut sie aber erfahrungsgemäß nicht. Die Physiker greifen, um das zu erklären, gerne zu einem statistischen Argument, das sich hinter dem Begriff der "Entropie" verbirgt. Entropie ist ein Ordnungsmaß, und die Erfahrung lehrt, dass von zwei Zuständen, die aufeinander folgen, der spätere meist der unordentlichere ist.
Ein alphabetisch wohlsortierter Zettelkasten, der zu Boden fällt, verliert die Ordnung der Karteikarten, und egal wie oft man sie erneut durcheinanderwürfe - die ursprünglich alphabetische Ordnung würde sich nie wieder einstellen. Es ist wahrscheinlicher, dass der ungeordnete Zustand dem geordneten nachfolgt, einfach deshalb weil es viel mehr Möglichkeiten der Unordnung (hier: Durcheinander der Karteikarten) als der Ordnung (hier: alphabetische Anordnung) gibt.

Wirklich befriedigend ist diese Erklärung aber nicht. Denn zum einen erleben wir ja in, an und um uns dauernd auch Prozesse der Entstehung von Geordnetem aus dem Chaos, man denke an die Evolution der Lebewesen oder daran, wie zu jedem Frühling die Pflanzen ihre wohlgeformten Blüten treiben. Nun, entschuldigen sich die Physiker, die Entropie sei ein globales Konzept, lokal hingegen könne es - durch einen Eintrag von Energie, sei es das Sonnenlicht, sei es die ordnende Hand des Karteikartensortierers - zur Zunahme von Ordnung kommen.

Zum anderen bleibt - auch vor dem Hintergrund des entropischen begründeten Zeitpfeiles - die Entstehung des ausgezeichneten Zeitpunktes, den wir "Jetzt" nennen, rätselhaft, zumindest, was die äußere, die physikalische, die Raumzeit also angeht.
Was das subjektive Empfinden von "Jetzt", "Vergangen" und "Zukünftig" angeht, wissen wir immerhin soviel, dass jene Bewusstseinsäußerungen mit der Aktion verschiedener Hirngebiete verknüpft sind. Wie fragil diese Systeme sind, und welch erstaunliche "Irrtümer" dem Gehirn unterlaufen können, wenn es das subjektive "Jetzt" konstruiert, das kennt jeder, der schon einmal ein Déjà-vu erlebte, also den unabweisbaren Eindruck, dass das gerade Wahrgenommene eigentlich Vergangenes sei.