Im siebzehnten Jahrhundert hat ein italienischer Wissenschaftler, Livio Burattini, der Galilei studierte, den Vorschlag gemacht, das Pendel, das jede Sekunde schlägt, als Maßeinheit für die Länge einzuführen. Diese Einheit nennt sich Meter, abgeleitet von μέτρο, dem griechischen Wort für Maß. Heutzutage verwenden wir die Lichtgeschwindigkeit, jedoch mussten wir über die Französische Revolution hinausgehen, um eine internationale Übereinstimmung zu erreichen.

Wer erfand das „Meter“?

Die Antwort auf diese Frage ist überraschend einfach: Das Wort Meter stammt von μέτρο, dem griechischen Wort für Maß, und wurde 1675 von Tito Livio Burattini, einem Bellunesen, im Text „Misura Universale“ vorgeschlagen, um die Referenzeinheit für Maße anzugeben.

Livio Burattini ist das klassische Beispiel eines unsichtbaren Genies in der italienischen Wissenschaftsgeschichte. Er ist einer dieser Fälle, die unter der „Eustachio-Syndrom“, einer chronischen Vergesslichkeit, leiden, die wir Italiener vielen Pionieren, Innovatoren, Vorreitern und großen Wissenschaftlern zuteilen, die wir im Staub der Geschichte begraben haben. Im siebzehnten Jahrhundert, einer Zeit großer kultureller und wissenschaftlicher Veränderungen, war Burattini ein Ägyptologe, der Jahre damit verbrachte, Obelisken zu messen, eine nicht gerade einfache Aufgabe zu dieser Zeit. Nach dieser Erfahrung zog er nach Polen, wo er in Krakau Stanislaw Pudlowski traf, einen Schüler von Galileo Galilei. Dies ist ein für seine wissenschaftliche Arbeit wichtiger Punkt, der seinen weiteren Werdegang beeinflusste.

Die frühe Innovation Burattinis

Der Bellunese (1617-1681) dachte auch über eine fliegende Maschine nach, und im galileischen Museum gibt es eine „Additionsmaschine“ für Münzen, die Livio Burattini Ferdinand II. de’ Medici schenkte. Dennoch war dies, wie manchmal fälschlicherweise behauptet wird, nicht seine Erfindung. Bei aller Produktivität konnte er nicht als der Erfinder der Rechner bezeichnet werden, da diese Ehre Pascal für die bekannte „Pascaline“ zustand.

Burattini befasste sich auch mit Linsen und Optik sowie mit Astronomie. Deshalb schlug er den Namen Meter für die Länge eines Pendels vor, das jede Sekunde schlägt.

Die Verbindung zwischen Raum und Zeit

Um den unerwarteten Zusammenhang zwischen Raummesseinheit und Zeit zu verstehen, ist es wichtig zu erwähnen, dass Galilei das Phänomen der Isokronie des Pendels entdeckte und damit einem jahrhundertealten Rätsel der Wissenschaft – der Ungenauigkeit und Unzuverlässigkeit von Uhren – eine Lösung bot.

Hier ist eine Zusammenfassung der fünf Beiträge, die ich der Geschichte der Zeitmessung und des Sekunden gewidmet habe, um das über Jahrtausende ungelöste Rätsel zu rekonstruieren, das durch eine Technologie geboren wurde, die sich zwischen Norditalien und Süddeutschland entwickelte. Diese beiden geografischen Gebiete sind noch heute für ihre Uhrentürme bekannt.

• Wer erfand die moderne Uhr? Galilei, um die Lichtgeschwindigkeit zu messen (auch wenn er es nicht schaffte).
• „Die Insel des vorhergehenden Tages“ von Umberto Eco und das Dilemma der Längengrade. So erfand die britische Marine die „Globalisierung“.
• Der Fehler der „New York Times“ von 1909, der den Norweger Amundsen (mit einer kleinen Lüge und einer Uhr) dazu brachte, den Südpol zu erobern.
• Hier ist die Uhr, die die Relativitätstheorie von Einstein bewiesen hat (und die wir alle täglich verwenden, wenn wir mit Google Maps reisen).
• Von Degas‘ Pferderennen zu Dalís geschmolzenen Uhren: So hat die Zeit unsere Gesellschaft beschleunigt und Künstler und Freizeitgestaltungen beeinflusst.

Die Entwicklung der Zeitmessung

Um es am Rande zu erwähnen, führt der große Wirtschaftshistoriker Carlo M Cipolla die Ursprünge der heutigen mechanischen Präzisionsindustrie auf die ersten Uhrmacher zurück – einer Evolution der Hersteller von Bombarden und Kanonen, die gelernt hatten, Metalle präzise zu bearbeiten (Referenz: „Die Maschinen der Zeit. Die Uhr und die Gesellschaft. 1300-1700“).

Diese zeitliche Abfolge erlaubt es uns jetzt, zur ursprünglichen Frage zurückzukehren: Livio Burattini, der in Kontakt mit Galileis Studien über das Pendel kam, versuchte, diese grundlegende Entdeckung zu nutzen, um ein „universelles“ Maß für den Meter zu entwickeln, das überall gültig war. Daher der Titel seines Werkes: „Misura Universale“. Kurz gesagt, der Bellunese Wissenschaftler empfahl jeder Person, die sich an einem beliebigen Punkt der Welt befindet, ein Pendel zu verwenden, das jede Sekunde schlägt, um einen Meter durch seine Länge zu messen.

Ein geniales System.

Die Herausforderungen der Messtechnik

Es funktionierte jedoch nicht: Obwohl Galilei keine Gelegenheit hatte, dies zu testen, hängt die Isokronie des Pendels nicht nur von seiner Länge, sondern auch von der Schwerkraft ab, die nicht einheitlich ist. Die Schwerkraft variiert je nach Höhe und Breitengrad, was bedeutet, dass sie unterschiedlich ist, ob man sich in Paris oder nahe dem Äquator befindet.

Christiaan Huygens, der Wissenschaftler, der die Isokronie des Pendels auf die Hemmung von Uhren anwendete – ein Verfahren, das bis heute ihre Miniaturisierung und Genauigkeit ermöglicht – zeigte, dass zwei identische Pendel zwischen Paris und Cayenne, Französisch-Guyana, täglich um zwei Minuten auseinander liegen.

Die Schwerkraft wird auch von vertikalen Erdkonzentrationen beeinflusst, wie zum Beispiel den Bergen in der Nähe, denn alle Massen erzeugen ihre eigene Gravitation (auch unsere Körper produzieren eine, wenn auch kaum wahrnehmbar). Aber auch dies wurde erst viel später entdeckt, insbesondere durch einen berühmten historischen Fall: den Versuch, die Mason-Dixon-Linie zu bestimmen, um geografische Streitigkeiten zwischen Pennsylvania und Maryland zu lösen. Für die Interessierten habe ich hier über die wissenschaftliche Geschichte von Pennsylvania berichtet: „Wahlhilfe“: Hier entstand das „Gps ante litteram“, das die Sklaven befreite.

Jedenfalls hätte Livio Burattini das Rätsel des Meters, das jede Sekunde schlägt (oder des Pendels, das jede Sekunde schlägt und einen Meter lang ist), nicht lösen können. Denn trotz dieses genialen, aber ineffektiven Versuchs, die beiden internationalen Maßeinheiten zu vereinen, lebten das, was Burattini später Meter nannte, und das Sekunde größtenteils parallel existierenden Leben.

Die moderne Definition des Meters

Seit 1983 wird der Meter nicht mehr über ein physisches Muster wie den Platin-Iridium-Stab (der 1889 eingeführt wurde) definiert, sondern als die Strecke, die Licht im Vakuum in 1/299.792.458 Sekunden zurücklegt. Tatsächlich wissen wir, dass im Vakuum die maximale Lichtgeschwindigkeit eine Konstante ist (die c in der berühmten Einstein-Formel über Energie und Masse) und beträgt 299.792,458 km pro Sekunde. Daher 299.792.458 Meter pro Sekunde. Wenn wir eine Sekunde durch 299.792.458 teilen, erhalten wir die Zeit, die das Licht benötigt, um unseren Meter zu durchqueren.

Weniger bekannt ist, dass die metrologische Revolution, noch vor dem Licht und dem physischen Meterprototyp, auch von der Französischen Revolution beeinflusst wurde: Am 26. März 1791 definierte die Nationalversammlung den Meter als ein zehnmillionstel des Meridianbogens, der vom Nordpol zum Äquator führt. Es war, zusammen mit Burattinis Versuch, einer der Vorläufer der Globalisierung, der Versuch, ein universell gültiges Maß für alle zu haben (obwohl dies in der Tat anfangs die jahrhundertealte Diplomatie des Meters verletzte, da die Anglo-Saxen mit der französischen Vorreiterrolle unzufrieden waren). Die französische Grandeur fügte hierbei ein unwissenschaftliches Element hinzu: Dieser Meridianbogen sollte durch Paris verlaufen. Es ist bedauerlich, dass alle Meridiane gleich sind. Daher kann er überall verlaufen. Doch dies war nicht das Problem: Auch diese Definition basierte auf einer falschen Überzeugung, dass die Meridiane eine Länge von 20.000 km haben (man zielte auf die runde Zahl ab). Wie sich herausstellen sollte, war dies jedoch kein präzises Maß: die Meridiane sind in Wirklichkeit 20.004,5 km lang. Daher stellte sich heraus, dass der Versuch (schon seit der Antike), die internationale Referenz an ein physisches Element der Erde zu koppeln, letztlich vergeblich war. Auf erstaunliche Weise approximiert jedoch der Meter der Französischen Revolution das Meter, das Livio Burattini zu finden versuchte, ziemlich genau. Oder vielleicht haben wir uns nach so komplizierten Schicksalswendungen so überzeugen wollen.