Metrologie: Die heimliche Leitwissenschaft

Von Ralf Keuper

Die Definition und Anwendung einheitlicher Maße ist ein unscheinbares Geschäft. Was kümmert es den Normalverbraucher, wie schwer das Urkilo wirklich ist? Dennoch ist diese Frage von nicht zu unterschätzender Bedeutung für unseren Lebensalltag. Künftig wird das Urkilo, wie u.a. in Was wiegt ein Kilo? berichtet wird, durch eine abstrakte Naturkonstante, das Plancksche Wirkungsquantum, ersetzt. Eine neue Zeit bringt es mit sich, dass die Maßeinheiten den veränderten Realitäten angepasst werden:

Die Welt der Normen ist zurechtgezimmert; aber sie hält, solange jeder gleich viel gewinnt und verliert, was auch mit dem neuen Maß so bleiben wird. Das Urkilogramm war seit 1889 in Realitätsanker für alle Sinnesmenschen. Es war da, wenn man es brauchte, und man brauchte es ständig, viel hing von ihm ab.

Neben dem Ur-Kilogramm wurden auch 4 weitere SI-Einheiten neu definiert, wie in Revolution der Metrologie zu erfahren ist. Die Einführung der  SI-Einheiten (das internationale System der Maßeinheiten) erfolgte im Jahr 1960, als die Generalkonferenz für Maß und Gewicht tagte. Felix Martin bezeichnet diesen Vorgang in seinem Buch Geld, die wahre Geschichte als Ergebnis eines Prozesses, der sich über Jahrhunderte hinzog:

Die Schaffung des Internationalen Einheitensystems war daher die sichtbare und materielle Manifestation einer tiefgreifenden, aber unsichtbaren Wandlung in der Geschichte der menschlichen Ideen. Dieser Prozess dauerte Jahrhundert – vermutlich sogar Jahrtausende.

Der Beschluss war der vorläufige Höhepunkt für die fortschreitende Abstraktion in Wirtschaft und Gesellschaft, so Martin:

Er war Ausdruck des Erfolgs einer schrittweisen Abstraktion im Lauf der Geschichte nicht nur, zum Beispiel von den getrennten Konzepten der Höhe von Pferden und der Größe ihrer Reiter zur Idee der Höhe im Allgemeinen, sondern von den allgemeinen Ideen der Höhe und Länge und Tiefe zum Allgemeinbegriff der linearen Ausdehnung. Er markierte nichts weniger als deinen fundamentalen Wandel der Begriffe, die die Menschheit verwendet, um die physikalische Welt zu quantifizieren.

Die Neudefinition der SI-Einheiten mittels Naturkonstanten hat vor allem für die Wissenschaft und Technik große Bedeutung:

So wird das Eichen von Messgeräten sehr viel präziser – und damit sind verlässlichere Messungen möglich. Das erleichtert nicht nur die Arbeit von Physikern, Astronomen und Ingenieuren. Auch Zukunftstechnologien wie die Quantenoptik oder Nanotechnologie profitieren davon.

Über den (Um-)Weg der Wissenschaft und Forschungen zu Zukunftstechnologien wirken sich die neu definierten Maße irgendwann auch auf das Leben der Menschen aus.

Das Messen ist eine der Grundvoraussetzungen dafür, dass Menschen untereinander Waren austauschen können.

Solange die Menschen der Vorzeit nur für ihren eigenen Bedarf jagten, fischten oder Früchte sammelten, bestand für sie kein Anlass, sich über Begriffe wie Länge und Zeit, Gewicht und Volumen zu verständigen. Erst als er Mensch zu tauschen und zu handeln begann, gewannen definierte Maße und Gewichtseinheiten an Bedeutung. Eine Übereinkunft zwischen Käufer und Verkäufer über die zugrunde gelegte Maßeinheit war eine unumgänglich Voraussetzung für den friedlichen Warenaustausch (in: Maßmenschen. Von Ampère und Becquerel bis Watt und Weber. Wer den internationalen Maßeinheiten den Namen gab).

Die zunehmende Digitalisierung, d.h. die Vernetzung von Mensch und Maschine mittels Datenübertragung in Echtzeit, stellt die Metrologie vor neue Herausforderungen. In Deutschland ist die Physikalisch Technische Bundesanstalt (PTB) in Braunschweig die oberste Instanz bei allen Fragen des Messens. Neben dem  NIST in den USA und dem NPLin Großbritannien zählt die PTB laut Wikipedia zu den führenden Instituten der Metrologie.

In Metrologie für die Digitalisierung von Wirtschaft und Gesellschaft hat die PTB ihre Digitalisierungsstrategie beschrieben. Warum sich die PTB dazu veranlasst sah, geht aus den folgenden Zeilen hervor:

Messwerte, Daten, Algorithmen, mathematische und statistische Verfahren sowie Kommunikations- und Sicherheitsarchitekturen bilden die Grundlage der digitalen Erweiterung und Transformation. Somit ist die digitale Ertüchtigung der Qualitätsinfrastruktur (QI) – dem Dreiklang aus Metrologie, Normung und Akkreditierung – sowie des gesetzlichen Messwesens mit Konformitätsbewertung, Eichwesen und Marktüberwachung zentrale Voraussetzung für das Gelingen der digitalen Transformation zu einer vernetzten Wirtschaft, Industrie und Gesellschaft. Der Physikalisch-Tech- nischen Bundesanstalt (PTB) als dem nationalen Metrologieinstitut obliegt dabei eine Schlüssel- rolle mit vielfältigen Zuständigkeiten und Kompetenzen.

Die Metrologie sei überdies ein Mittel, um die Martkdominanz der großen Plattform-Unternehmen aus den USA und Asien zu begrenzen.

Die Beherrschung von Schlüsselkompetenzen in den Bereichen der Kalibrierung, IT- Sicherheit, Messtechnik und Datenanalyse ist .. die Grundlage für eine bedarfsorientierte Standardisierung. .. In den Expertendiskussionen an der PTB wurde ebenso mehrfach vor einem sogenannten „Plattformkapitalismus“ gewarnt, der durch die Marktdominanz einzelner Unternehmen entstehen kann und der nicht zuletzt KMU ganz wesentlich bedroht. Dem kann nur mit einer flexiblen und verlässlichen Normensetzung und Standardisierung begegnet werden. Dies ist insbesondere in einer globalisierten Wirtschaft von großer Bedeutung, um die Handlungsmöglichkeiten deutscher und europäischer Unternehmen nicht durch andere globale Wettbewerber begrenzen zu lassen.

Alles in allem also eine Wissenschaft, deren Bedeutung man nicht unterschätzen sollte.

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