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Technologie versus (Natur)Wissenschaft
oder die Natur als Rückseite der Technik
|englisch spanisch (DeepL)

Ich will heute über den Motor sprechen, der ein technisches Produkt ist und mithin jene Technik repräsentiert, von welcher ich im Sinne einer Technologie sprechen will. Es geht mir dabei nicht um den Motor, sondern darum, wie ich worüber - wie begründbar - spreche. Der Motor dient als Beispiel dafür, worüber ich sprechen will: über anfassbare, hergestellte Gegenstände, die eine Funktionsweise haben, die im Falle des Motors etwas einfacher ist, als jene von Computern, die mir üblicherweise als Beispiel dienen.
Inhalt
Ich werde zunächst ein paar Bemerkungen zu meinem Beobachten oder Sprechen machen und dann sagen, was ich als Motor bezeichne. Ich werde dann die Entwicklung des Motors unter dem Gesichtspunkt von Technik und Wissenschaft beschreiben.
Beobachtung
Das bewusste Sprechen über das Herstellen von materiellen Artefakten bezeichne ich als Technologie, während Wissenschaften sich mit dem Rest der Welt befassen, den sie oft als Natur bezeichnen.
Ich will meinen Gegenstandsbereich zunächst etwas genauer bezeichnen und dabei auch ein paar Anmerkungen darüber machen, worüber ich hier nicht sprechen will:

Ich beobachte hier meine Lebenswelt, die ich in zwei Hinsichten von anderen "Welten" unterscheide:

Dann will ich - auch vorweg - etwas über mein Sprechen sagen, das hier ein wichtiger Teil des Themas sein soll. Dass Menschen sprechen, rechne ich der Natur zu. Ich kann es tun, so wie Vögel fliegen können, wenn sie wollen. Sprechen hat einen praktischen Nutzen, den ich auch in der Kommunikation zwischen (anderen) Tieren beobachten kann. Ich kann durch Sprechen unter gegebenen Umständen andere Menschen beeinflussen. Aber auch darüber will ich hier nicht sprechen.
Als Sprechen bezeichne ich hier eine Vertonung von Schrift. Ich gehe davon aus, dass Menschen zuerst geschrieben und erst später gesprochen haben. Auch das will ich hier nicht erläutern. Hier geht es mir darum, dass Schreiben eine herstellende Tätigkeit ist, während ich mit Sprechen normalerweise keine Gegenstände herstelle. Was ich hier sage, habe ich davor - beobachtbar und anfassbar - aufgeschrieben. Ich habe Text hergestellt, den ich hier quasi vertone. Dass ich diese Musik auch ohne Notenblatt spielen könnte, rechne ich der Natur zu.
Text muss als hergestellter Gegenstandwie jedes Artefakt einen Zweck erfüllen, der seine Bedeutung ausmacht. Ich kann dessen Teile, also Buchstaben und Wörter nicht beliebig formen und nicht beliebig anordnen. Ich muss es hinreichend richtig tun. In der Technik erscheint dieses Richtigsein von Text beispielsweise in Form von Computerprogrammen, wo umgangssprachlich von Programmier-"Sprachen" gesprochen wird - obwohl kein Mensch eine Programmiersprache spircht.
Ein für mich hier wichtiger Punkt ist, dass ich nicht verstehen muss, was ich mache, wenn ich spreche. Ich kann es einfach tun. Ich brauche keinerlei Wissenschaft dazu. Dass ich durch Schallwellen irgendwelche Nerven in den Ohren von anderen anrege, mag richtig und wahr sein, aber es ist für mich hier ohne jede Relevanz, es ist Natur. Dass man mit Sprechen Denken und Bewusstheit verbinden kann, spielt hier auch keine Rolle.
Wenn ich schreibe, stelle ich anfassbare Gegenstände her. Schreiben ist eine körperliche Tätigkeit, die ich - euphemistisch gesprochen - "lernen" musste. Ich wurde zum Schön- und Richtigschreiben wie ein Hund trainiert. Dabei ging es nicht darum, was ich schreibe, sondern um das herstellende Handwerk, das spezifischen Kriterien unterliegt. Ich musste lernen, materielle Gegenstände zu formen, wie es in der Syntax vorgeschrieben wird.

Schreiben ist ein spezielles Handwerk. Beim Schreiben stelle ich Symbole her, also materielle Artefakte, die für etwas anderes stehen. Das, worauf ich verweise, bezeichne ich als Referenzobjekt. Ich unterscheide zwei verschiedene Arten der symbolischen Referenzierung, ich kann zeichnen oder bezeichnen. Ich kann jeden Tisch zeichnen, aber ich kann den Tisch nicht zeichnen. Digitale Symbole wie Schriftzeichen zeigen nicht, wofür sie stehen.
Es gibt viele Tische, aber den Tisch gibt es nicht. Man kann sagen, dass das Wort Tisch für eine mentale Repräsentation aller möglichen Tische stehe, aber auch diese Repräsentation kann niemand zeichnen oder sich in einem wörtlichen Sinn vorstellen. Wenn ich jemandem erläutern will, wie ich das Wort Tisch oder irgendein anderes Wort verwende, zeige ich ihm praktisch nie eine Sache und ganz sicher gar nie eine mentale Repräsentation einer Sache, ich erläutere das Wort, indem ich andere Worte dafür sage. Jedes bezeichnende Wort ist ein Er-Satz für einen Satz.
Das ist das Verfahren, das ich in Wörterbüchern erkenne, in welchen es sozusagen ausschliesslich um genau solche Erläuterungen geht. Eine spezielle Variante solcher Erläuterungen bezeichne ich als Definition. Ich definiere, wie ich ein Wort verwende, indem ich einen Oberbegriff und ein Kriterium angebe.
Meine Definitionen betreffen keine Dinge, sondern zeigen, wie ich Worte verwende. Wörter, für die ich eine Definition habe, bezeichne ich als Begriffe. Ich bemühe mich, sie immer so zu verwenden, dass ich sie duch meine Definition ersetzen könnte. Niemand muss Wörter so verwenden wie ich. Wie Wörter von andere Menschen verwendet werden, kann ich sehen, was andere wissen, ist für mich unerheblich oder transzendent. Ich kann es nicht wissen, ich kann nur sehen, was sie schreiben.
Meine Begriffe bilden ein Netzwerk, weil die Wörter in verschiedenen Zusammenhängen immer wieder vorkommen. Meine Wortverwendungen sind viabel, solange das Netzwerk für mich kohärent ist, also solange ich einen Begriff immer durch den gleichen Er-Satz ersetzen kann. Meine Erläuterungen haben in diesem Sinn kybernetische Beschränkungen, die festlegen, was ich mit je bestimmten Wörtern - ohne mir zu widersprechen - sagen kann.

Motor
Das Wort Motor verwende ich umgangssprachlich für allerlei, meistens denke ich aber an einen Automotor. Als Motor gilt im Alltag das Ding, das so bezeichnet wird. Mein Auto hat einen Motor. Meine Bohrmaschine hat einen Motor, bei meinem Kühlschrank spreche ich eher nicht von einem Motor und mein Computer scheint gar keinen Motor zu haben. Hier geht es mir aber um eine Definition, die ich in meiner Technologie als Er-Satz für den Ausdruck Motor verwenden würde. Dieser Begriff unterscheidet sich vom alltagssprachlichen Wortgebrauch begründet erheblich.
Als Motor bezeichne ich ein hergestelltes Artefakt (Oberbegriff), mit welchem ich ein Rad ohne meine Muskelkraft in eine permanente Rotation versetzen, also antreiben kann (Kriterium). Der Motor bekommt seinen Sinn im Gerät oder in der Maschine, die ich mit ihm antreibe.
Das ist eine funktionale Bestimmung. Sie sagt, wozu ein Motor gut ist, wozu ich ihn verwende oder welches Problem ich damit löse. Sie sagt aber wenig darüber, wie ein Motor konstruiert ist, oder wie er funktioniert.
Ein Motor - hier könnte ich jetzt obigen Anfang einsetzen - hat Teile, die sich durch eine Wirkung von Treibstoff relativ zu anderen Teilen des Motors bewegen. Damit ist beispielsweise ein Kolben in einem Zylinder gemeint, der sich aufgrund der Ausdehnung des Bezingemisches bewegt. Damit ist einiges über die Konstruktion gesagt, aber einiges auch offengelassen.

Ich unterscheide in Bezug auf Kolbenmotoren zwei Fälle. Im einen Fall benutze ich den Treibstoff, um Dampf zu erzeugen, und im anderen Fall benutze ich den Treibstoff direkter, um durch eine Explosion (Deflagration) einen Druck auf einen Kolben zu bewirken.
Ich will zunächst anhand von zwei Beispielen zeigen, was meine Definition ein-, respektive ausschliesst und danach einiges zur genetischne Entwicklung des Motors sagen.
Die sogenannte Dampfmaschine, die oft J. Watt zugeschrieben wird, ist - gemäss meiner Definition - keine Maschine, sondern - ganz entgegen der Bezeichnung - ein Motor. Ich verwende sie, um eine Maschine anzutreiben, was die definierte Funktion eines Motors ist. Jede Maschine hat eine Werkzeugfunktion, der Motor dagegen eben gerade nicht.
Der sogenannte Elektromotor ist - gemäss meiner Definition - kein Motor, er wird nicht mit Treibstoff betrieben. Er ist Teil eines komplizierten Gefüges, auf das ich im Zusammenhang mit der Entwicklung des Motores noch zu sprechen komme.
Der neben der weitgehend ausgestorbenen Dampfmaschhine typische Motor ist der Verbrennungsmotor, der Benzin braucht und von dem viele Menschen hoffen, dass er auch bald aussterben wird.
Ich vermute, dass ich mit diesen einfachen Bemerkungen bereits deutlich gemacht habe, dass auch über einfache Dinge sehr verschieden gesprochen werden kann. Ich vermute sogar, dass viele von Euch gar nicht einverstanden sind, mit dem, was ich bisher über den Motor sagte. Deshalb will ich nochmals daran erinnern, dass es darum geht, wie jeder von uns spricht. Ich gehe davon aus, dass alle je eigene Formulierungen haben, was eben erst dort zu Tage kommt, wo wir unsere Begriffe explizit machen. Mich interessiert sehr, wie andere Menschen Motor definieren. Ich kenne leider nicht viele, die es tun. Die meisten erkennen wohl kein Problem mit dem Wort - wenn sie nicht gerade mit mir sprechen.
Die genetische Entwicklung
Wie angekündigt will ich einiges zur Entwicklung des Motors sagen und dabei insbesondere darauf achten, was ich als Technik bezeichne, und inwiefern die Wissenschaft etwas dazu beigetragen hat. Dabei wird zwangsläufig auch klarer, was ich als Wissenschaft bezeichne.
Ich beschreibe hier keine Historie, sondern eine genetische Entwicklungsgeschichte, in welcher das zeitliche Auftreten von bestimmten Erfindungen unerheblich ist. Es geht nicht um Erfinder, sondern um eine sachlogische Entwicklung.
Artefakte bewegen

Als Keimformen des Motors erkenne ich rückblickend alle Verfahren, durch die ich Artefakte bewege, weil ich mit dem Motor genau das tue.
Ich beobachte hier nur Bewegungen von Artefakten, die ich willentlich verursache. Ein Artefakt, das sich quasi von selbst bewegt, indem es beispielsweise von einem Tisch fällt, ziehe ich hier so wenig in Betracht, wie einen vorbeifliegenden Vogel.
Ich bewege ein materielles Artefakt, wenn ich dessen Position oder dessen Ausrichtung im Raum verändere. Ein Artefakt will sich nicht bewegen, ich bewege es. Ein Schiff beispielsweise kann ich durch rudern, mit einem Segel oder einem Motor bewegen. Die verschiedenen Möglichkeiten sind in dieser Hinsicht äquivalent: Immer bewege ich das Schiff. Nicht der Motor bewegt das Schiff, ich bewege es mittels eines Motors.
Ich beschreibe die Entwicklungsgeschichte von intendierten Gegenstandsbewegungen anhand von Beispielen und beginne mit dem einfachsten Fall:
Ich stelle ein Floss in einen Fluss, wodurch sich das hergestellte Floss bewegt. Das Floss bezeichne ich als Technik, ich kann nicht sehen, was irgendeine Wissenschaft dazu beitragen würde. Dass das Floss im Fluss treibt, weiss ich als Erfahrung. Ich könnte es zum Phänomen machen, indem ich nach einer Erklärung dafür suche. Indem ich ein Floss herstelle, habe ich das Phänomen aufgehoben: Ich weiss, was ich wie wozu mache. Genau das bezeichne ich mit Technologie.

Auf einen See bewegt sich das Floss, das ein Schiff geworden ist, weil ich es entsprechend gebaut habe, nicht. Ich kann rudern. Ich kann ein Segel verwenden und das Ruder zum Steuern benutzen. Auch dazu brauche ich keine Wissenschaft. Mit dem Segelschiff kann ich mit dem Wind auch gegen den Wind fahren, aber ich brauche Wind, den ich nicht herstellen kann. Der Wind ist ein naturwüchsiger Fluss. Der Wind bewegt sich nicht, weil er keinen Körper hat, er fliesst oder weht. Warum der Wind mein Segelschiff bewegt, könnte ich zum Phänomen machen. Aber das Segelschiff habe ich gemacht, es ist ein von mir bewegtes Artefakt, es ist Technik.
Jede hier gemeinte Bewegung eines festen Körpers hat die Ursache darin, dass dieser Körper mit seiner Umwelt oder einem Teil davon spezifisch gekoppelt ist. Jede Bewegung eines Artefaktes ist an einen naturwüchsigen Fluss gekoppelt, der kein Artefakt betrifft.
Als strukturelle Koppelung bezeichne ich, dass ich die Bewegung des Segelschiffes mit dem Wind verbinde. Ich kann leicht erkennen, dass der Wind die Ursache ist. Dazu brauche ich nicht das geringste physikalische Wissen und keinerlei Erklärungen dafür, woher der Wind kommt. Wenn ich einen Hammer bewege, ist dieser mit meiner Armbewegung dadurch gekoppelt, dass ich ihn in der Hand halte. Auch das erkenne ich ohne jede Physik.
Es spielt technisch keine Rolle, weshalb der Wind, den ich verwende, um mein Segelschiff zu bewegen, weht und warum ich diese Strömung in der Luft mit der Bewegung eines Artefakts koppeln kann. Technisch ist entscheidend, dass der Wind das Schiff bewegt, wenn ich das Schiff entsprechend her- und in den Wind stelle. Andernfalls würde ich kein Schiff in den Wind stellen.
Pseudomotor

Die Windmühle und das Wasserrad setze ich wie das Segelschiff oder das Floss in Bewegung, indem ich sie in den entsprechenden naturwüchsigen Fluss stelle. Ich bewege damit die primäre Welle eines Antriebes, indem ich einen Fluss jenseits des hergestellten Antriebes nutze.
Auch die sogenannte Windmühle beruht auf einer Eigenart der umgangssprachlichen Bezeichnungen. Ich spreche nicht von einem Windrad, sondern von einer Mühle, während ich von einem Wasserrad spreche, auch wo es eine Mühle antreibt. Die Alltagssprache reflektiert, dass Windräder nicht wie Räder aussehen. Beide "Räder" haben in der Technik entwickeltere Formen bekommen. Hier spreche ich zunächst über die einfachsten Entwicklungsstufen.
Ich bezeichne Antriebsmechanismen, die Wind- oder Wasserräder enthalten, als Pseudomotoren, weil sie wie Motore dem Antrieb von Maschinen dienen und auch aus Bestandteilen bestehen, die sich - wie jene eines eigentlichen Motors - relativ zu einander bewegen. Die Vermittlung zur Maschine besteht darin, dass ein Bestandteil mit einer Transmission angetrieben wird, dass also nicht wie beim Segelschiff das Gerät als Ganzes bewegt wird. Mittels entsprechend konstruierten Antriebsmechanismen kann ich die Bewegung einer Welle, etwa durch Riemen, Ketten, Zahnrädern, Pleueln usw. beliebig umladen, also eine Maschine antreiben. Ich betrachte hier deshalb nur den Antrieb der Welle.
Mit Wasserrädern wurden in der Anfangszeit der Fabriken ganz viele Maschinen, beispielsweise Webstühle bewegt. Es gibt zielmlich aufwändige Transmissionen. Und es gibt eine sogenannte Wasserkunst, die das Wasser dorthin führt, wo es benötigt wird. Aber der Fluss, in welchem Regenwasser zum Meer fliesst, ist relativ ortsgebunden. Ich muss das Wasserrad zum Fluss bringen. Auch Windräder sind - von ihrer inversen Version als Propeller abgesehenen - ortsgebunden, ob wohl der Wind fast überall weht, was ja das Segeln erst möglich macht.
Die hier gemeinte Natur zeigt sich komplementär, als Wirkursache der technischen Bewegung. Sie ist das, was ich für die Funktion des Antriebes nutze. Technisch kann ich den Fluss des Wassers durch ein Gestell kontrollieren. Ich kann Wasser auf ein Wasserrad fliessen lassen. Ich kann nichts dafür tun, dass es fliesst, ich kann den Fluss nur partiell verhindern oder lenken. Und natürlich muss ich den Fluss nicht nutzen. Das Regenwasser fliesst auch ins Meer, wenn ich es nicht als Antrieb von Bewegungen verwende. Ich erkenne darin auch keine sinnlos verbrauchte Energie.
Beim Fahrrad beispielsweise bewege ich den Antrieb, indem ich eine Welle durch meine Muskelkraft drehe, im Göpel - eine Art Laufrad - durch die Kraft eines Tieres. Der Antriebsmechanismus ist technisch unabhängig vom Motor, aber für Motoren gemäss meiner Definition notwendig. Bei der sogenannten Tretnähmaschine, die eben keine Maschine ist, weil sie keinen Motor hat, aber wie die Dampfmaschine als Maschine bezeichnet wird, ist mit Motor wohl gemeint, dass sie ihrer Konstruktion nach mit einem Motor angetrieben werden könnte.
Pseudomotoren ersetzen meine Muskelkraft, aber ich kann sie nicht bewegen. Ich muss die Maschien zum Motor bringen. Genau diese Beschränkungen, die mit dem Flusswasser und dem Wind einhergehen, werden durch die Entwicklung der Technik auf einem höheren Niveau durch den eigentlichen Motor kompensiert.
Um es zugespitzt zu sagen: Die Pseudomotoren verbrauchen keinen Treibstoff - das ist ihr Problem.

Der eigentliche Motor
Beim eigentlichen Motor benutze ich einen Treibstoff, um einen Teil des Motors - typischer- aber nicht notwendigerweise einen Kolben - in Bewegung zu versetzen. Ich beobachte die Entwicklung anhand der Kolben-Dampfmaschine. Davor will ich aber noch etwas zur "Dampfmaschine" in der philosophischen Wissenschaft sagen.
H. Arendt hat geschrieben: "Neu war nicht die Dampfmaschine, sondern vielmehr die Entdeckung und Ausbeutung der Kohlenlager der Erde, durch die man endlich den Brennstoff gewann, um das Prinzip der Dampfmaschine anzuwenden. Die wesentlichste Vorbedingung der industriellen Revolution [sei] die Entdeckung der Kohle als Brennstoff. Die Dampfmaschine sei nur eine logische Folge davon. R. Barrow meinte, dass die industrielle Entwicklung in der Antike über einen gewissen Punkt nicht hinausgekommen sei, nicht, weil man keine Maschinen zu erfinden wusste, sondern weil für solche Maschinen keinen Brennstoff, eben keine Kohle gegeben war.
Es gibt viele Zeichnungen, die irgendwelchen alten Griechen zugerechnet werden, die Maschinen zeigen. Einige von Euch mögen sich an mein Standardbeispiel erinnern: der Tempel von Heron.
Was H. Arendt ausser Acht lässt, ist dass Kohle industriell erst Sinn macht, seit sie industriell - also durch das Proletariat - abgebaut wird. Industrie, die billige Kohle verwertet, ist ein soziales Verhältnis, das interessiert mich hier nicht. Dass Kohle als Energieträger fungiert, ist eine physikalische, also wissenschaftliche Beobachtung. Technologisch ist sie ohne Relevanz. Kohle wird nicht hergestellt, sie ist wie der Wind in der Natur vorhanden. Dass ich mit Kohle heizen kann, weiss ich jenseits von jeder Wissenschaft. Technologisch befasse ich mich damit, in welchen Artefakten ich Kohle wie verwende. Ich unterscheide, ob ich mit Kohle ein offenes Feuer unterhalte, um ein Höhle zu beheizen, oder ob ich Kohle zum Heizen einer Dampfmaschine verwende.
Die Entwicklung des eigentlichen Motors
In Bezug auf den eigentlichen Motor unterscheide ich zwei Fälle. Im einen Fall benutze ich den Treibstoff, um Dampf zu erzeugen, und im anderen Fall benutze ich den Treibstoff unmittelbarer, um durch eine Explosion (Deflagration) des Treibstoffes einen Druck auf einen Kolben zu bewirken.

Quelle: Wikipedia

In einer logisch-genetischen Geschichte beobachte ich beispielsweise, wie die Verwertung des Treibstoffes in der Entwicklung des Motors von einer äusseren Heizung in den Motor hinein wandert und dort in einer Deflagration aufgehoben wird.
Die einfachsten Keimformen der "Dampfmaschine" sind in einer solchen Geschichte nicht nur keine keine Maschinen, sie treiben auch keine Maschine an. Der Dampfkochtopf von D. Papin - der in vielen Technikgeschichten als erste Dampfmaschine bezeichnet wird - ist ein Gerät, mit welchem nichts angetrieben und nichts bearbeitet wird. Er ist eine sehr spezielle Heizung. Die Dampfmaschine von T. Savery, die auch oft genannt wird, ist eine Pumpe, in welcher keine Teile angetrieben werden. Als nächste Dampfmaschine gilt in solch beliebigen Geschichten gemeinhin jene von T. Newcomen. Auch die atmosphärische Dampfmaschine von T. Newcomen wurde als Pumpe verwendet. Sie war in dem Sinne eine eigentliche Maschine, dass sie mit einem Dampf-Motor angetrieben wurde, der einen Kolben bewegte und damit eine Welle antrieb. Sie war deutlich effizienter als jene von T. Savery, was hier aber wieder nicht interessiert.
Technologisch interessant ist, dass der Motor von T. Newcomen sozusagen die Gravitation als Antrieb verwendet. Mit dem dem Dampf wird der Kolben emporgehoben, so dass er anschliessend durch den Luftdruck nach unten gedrückt wird, weil der abgekühlte Dampf ein Vakuum erzeugt. Dieser Kreislauf entspricht dem Wasserkreislauf, durch welchen ein Wasserrad angetrieben wird. Dort hebt die Wärme der Sonne das Wasser in Dampfform empor, bevor es aufgrund der Schwerkraft in Form von Wasser wieder nach unten fällt und das Rad antreibt. Die Wege der Konstrukteuer scheinen oft unergründlich.
An dieser Stelle will ich nur kurz anmerken, dass mein Vortrag in verschiedenen Hinsichten unvollständig ist und bleibt.
Dass schon die alten Griechen wussten, dass man mit Dampf etwas bewegen kann, habe ich schon gesagt. Sie kannte sogar verschiedene Antriebsarten. Heron konstruierte eine beheizte Kugel, die sich durch Rückstoss drehte und so eine eine Welle in Rotation versetzte. Diese Konstruktion ist im hier gemeinten Sinn kein Motor, weil sich nicht Teile davon bewegen, sondern der ganze Apparat. Aber es handelt sich um eine Antriebstechnik, die F. Verbiest bereits um 1670 als Antrieb für sein Auto benutzte, und die heute als Raketenantrieb verwendet wird. Raketen haben auch keinen Motor, er würde im Weltraum nichts nützen. Darauf werde ich hier nicht näher eingehen.

Bildquelle: Wikipedia

In Bezug auf den Motor ist die Dampfmaschine ein praktisch ausgestorbenes Zwischenprodukt in der Entwicklung. Ich werde aber auf das Medium Dampf im Zusammenhang mit der Turbine nochmals ausführlicher zurückkommen. Hier will ich die Entwicklung zunächst mit dem Verbrennungsmotor abschliessen. Beim sogenannten Verbrennungsmotor wird der Treibstoff unmittelbarer verwendet. Als Treibstoff dient hauptsächlich raffiniertes Erdöl, also ein Stoffgemisch, das richtig aufbereitet sehr schnell verbrennt und sich dabei sehr stark ausdehnt.
Auch dazu will ich eine Anmerkung zur Alltagssprache machen. Verbrennung ist ein eigenartig gewählter Ausdruck, weil natürlich auch die Kohle in einer Dampfmaschine verbrannt wird. Im Englischen scheint der Ausdruck Motor gerade zu bezeichnen, dass im Unterschied zu Engine keine Dampfmotor ist. Das doppelbödige Englisch hat oft mehr Unterscheidungen als das Deutsche.
Der Ausdruck Verbrennung weist umgekehrt darauf hin, dass es sich nicht um eine Explosion handelt. Es gibt auch Explosionsmotoren, aber darauf will ich hier nicht eingehen.
Wichtig scheint mir, dass mit dem Verbrennungsmotor, von welchem es auch allerlei hier nicht erwähnte verschiedene Varianten gibt, eine Entwicklung abgeschlossen ist, in welcher der Treibstoffverbrauch ganz in den Motor hineingewandert ist. Damit ist die Entwicklung des eigentlichen Motor abgeschlossen, aber natürlich nicht die Entwicklung der Antriebstechnik.
Es gibt neben dem Motor auch Jet- oder Düsentriebwerke, auf die ich noch zu sprechen komme - wenn die Zeit es zulassen wird. Ich will hier aber zunächst mit dem sogenannten Elektromotor weiter machen, den ich umgangssprachlich ja auch als Motor bezeichne.

Das Motor-Gefüge
In der technischen Entwicklung gibt es anfänglich eine Phase, in welcher die Nutzung des Treibstoffes in den Motor hineinwandert, während sie anfänglich noch relativ getrennt von anderen Teilen des Motors erfolgte. Es handelt sich um eine zunehmende Intergration. Bei der watt'schen Dampfmaschine kann ich die beiden Teile noch leicht unterscheiden. In einem Teil wird mit dem Treibstoff Dampf hergestellt und im andern Teil wird der Dampf als Antriebsmedium benutzt. Diese Trennung ist im Benzinmotor aufgehoben.
Als Motor-Gefüge bezeichne ich ein Resultat einer umgekehrten Entwicklung, die ich als Differenzierung oder Spezialisierung bezeichne. Als Motor-Gefüge bezeichne ich ein Gefüge aus räumlich getrennten Teilen, das funktional einen Motor ersetzt. Motor-Gefüge beruhen auf einer technischen Entwicklung, in welcher Funktionseinheiten des Motors aufgetrennt und durch Medien verbunden werden. Diese Zerlegung ist insbesondere bei den Elektromotoren gegeben, deren metaphorischer "Treibstoff" ja weder im Motor verbrennt, noch einen Kolben bewegt.

Der sogenannte Elektromotor
Ich sage zunächst in einem umgangssprachlichen Sinn, was der sogenannte Elektromotor ist, den ich beispielsweise in einer Bohrmaschine verwende. Dieser Elektromotor ist ein Gerät, in welchem durch Strom in einer Leiterspule ein Magnetfeld erzeugt wird, wodurch eine Welle angetrieben wird. Dieser Elektromotor ist das komplementäre Gegenstück zum sehr ähnlich aufgebauten Generator, mit welchem ich aufgrund der Bewegung einer Welle elektrischen Strom erzeuge.
Das Artefakt - der vermeintliche Elektromotor - zeigt nicht, was Strom ist, aber es zeigt als Konstruktion, wie damit eine Welle bewegt wird, also welche wie geformten Teile wie angeordnet werden müssen. Wie das fliessende Wasser betrachte ich den elektrischen Strom als Phänomen, das ich der Natur zurechne. Ich muss den vermeintlichen Elektromotor in einem Strom stellen, den ich allerdings davor hervorbringen muss, weil er nicht wie Wasser naturwüchsig ohnehin nach unten fliesst.
Konventionell wird der Elektromotor als Wandler bezeichnet, der elektrische in mechanische Leistung oder kinetische Energie "umwandelt". Das entspricht einer volkstümlichen Auffassung, die weit in die Physik hineinreicht, wonach man Energie umwandeln kann. Sie ist auch mit der volkstümlichen Vorstellung verbunden, wonach man Energie verbrauchen kann. Deshalb wird dieser Elektromotor auch oft als elektrischer Verbraucher bezeichnet.
Der Strom fungiert im Motor-Gefüge, das ich als Gefüge bezeichne, weil es aus mehreren Teilen besteht, als Medium, das mir - wie der Dampf in der Dampfmaschine - dazu dient, die Welle zu bewegen. Meine Bohrmaschine wird in diesem Sinne durch einen Gesamtmotor angetrieben, wobei der sogenannte Elektromotor innerhalb der Bohrmaschine nur ein Teil des Motors ist, das in etwa dem Zylinder mit dem Kolben einer Dampfmaschine entspricht.
Der elektrische Strom wird dabei in einem umgangssprachlichen Sinn als eine Art Treibstoff gesehen. Bei der Dampfmaschine dagegen wird auch in der Umgangssprache nicht Dampf, sondern Kohle als Treibstoff gesehen. Die Umgangssprache orientiert sich dabei wohl an der Tatsache, dass ich Kohle, nicht Dampf kaufe, während ich eine Stromrechnung bekomme. Im Antrieb dient Dampf aber wie Strom als Medium.
Ich will zunächst etwas über Strom sagen und danach auf die Funktion des Mediums eingehen.

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Der elektrische Strom
Als Strom bezeichne ich einen in einem durch eine Quelle und eine Senke in zwei Teile zerlegten Kreis fliessenden Stoff. Das Wasser, das von der Quelle zur Senke fliesst, ist kein Treibstoff, aber ich kann damit einem Wasserrad antreiben.
In einer Metapher spreche ich vom elektrischen Strom, den ich mir dann auch als fliessendes Fluidum vorstelle. Mit dem elektrischen Strom kann ich eine Welle antreiben. Ich brauche dazu nicht zu wissen, was Strom ist und ich brauche keinerlei Wissenschaft. Es genügt ein ganz naives, anschauliches Bild von einem nicht sichtbaren Bach, mit dem ich etwas bewegen kann.
Genau wie Dampf kann ich den elektrischen Strom nicht nur zum Antreiben einer Welle verwenden, sondern in verschiedensten Geräten, die keine Welle haben. Ich kann mit Strom heizen oder ein einen Glühfaden zum Leuchten bringen. Das interessiert mich hier aber nicht. Hier geht es mir nur um den Motor.
Die Funktion des Mediums
Das Medium ermöglicht mir, den Motor in getrennte Teile zu zerlegen und diese funktional zu verbinden. Ich habe beispielsweise einen Generator, eine Leitung und einen Maschinenantrieb, als getrennte Artefakte, die ich einzeln ersetzen kann. Der Motor besteht aus mehr verschiedenen Teilen an schiedenen Orten, die verschiedene Funktionen erfüllen.
In Hydraulikantrieben fungiert Öl unter Druck als Medium. Damit kann ich beispielsweise eine Baggerschaufel bewegen, die relativ weit weg ist vom Kompressor, den ich beispielsweise durch einen Benzinmotor anantreibe. Das Öl fliesst in der Hydraulik in einem analogen Sinn zum Strom im Sinne einer Metapher, also nicht wie das Wasser in einem Bach.
Als Treibstoff bezeichne ich beispielsweise Benzin, weil ich damit einen Motor antreiben kann. Wenn ich Dampf oder Strom erzeugen will, kann ich dazu einen Treibstoff verwenden. Dampf und Strom kann ich zum Antrieb von Motoren verwenden, ich bezeichne sie aber nicht als Treibstoff, sondern als Medien. Dampf und Strom kann ich nicht wie naturwüchsige Treibstoffe abbauen, sie sind in der Natur nicht so zuhanden. Ich muss sie durch Technik hervorbringen. Sie lassen sich im Unterschied zu Treibstoffen praktisch nicht lagern.
Um es zugespitzt zu sagen: Die Abtriebsseite des Elektromotors (also der umgangssprachliche Elektromotor) verbraucht wie der Pseudomotor keinen Treibstoff - das ist sein Problem. Man kann den Strom nicht - wie beispielsweise Benzin - mitnehmen. Die einfache Lösung des Problems - die technisch keineswegs einfach ist - ist die Oberleitung bei der Eisenbahn.
Ich will dieses Problem nicht ausmalen. Aber ich weiss natürlich, dass Militärflugzeuge in der Luft nachgedankt werden, weil sie zu wenig Benzin mitnehmen können, und dass die Tankstelle, an der ich Benzin tanke, nicht durch eine Leitung mit der Quelle verbunden ist. Strom kriege ich zu hause, für Benzin muss ich zur Tankstelle fahren.

Bildquelle: Wikipedia
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Der eigentliche oder der ganze Elektromotor
Der eigentliche Elektromotor, also das Motor-Gefüge als Ganzes, treibt schliesslich wie ein eigentlicher Motor eine Welle an. Ich will auf die verschiedenen Varianten hier nicht näher eingehen, sondern nur beobachten, auf wie viele Arten die bereits thematisierten Techniken durch das Medium Strom in neuer Funktion innerhalb des Gefüges wieder erscheinen.
Im Wesentlichen geht es um die Trennung von Stromerzeugung, Stromfluss und Stromverwendung zum Antrieb von Maschinen.
In einem sehr verbreiteten Fall verwende ich ein Wasserrad. Ich treibe mit dem Wasserrad aber nicht den Antrieb einer Maschine an, sondern einen Teil des Elektromotors, den ich als Generator bezeichne, durch welchen ich den Fluss des Stroms, also einer Art Fludium, erzeuge.
Die Pseudomaschine, die ein Wasserrad direkt verwendet, hat den Nachteil, dass sie standortgebunden ist. Dieser Nachteil ist beim Elektromotor, der einen Generator enthält, durch das Medium Strom relativ aufgehoben, weil ich den Strom dorthin fliessen lassen kann, wo ich ihn brauche. Der Bohrer meiner Bohrmaschine bewegt sich überall, wo ich ihn an Strom anschliessen kann. Im hier gegebenen Fall bewegt sich der Bohrer aber aufgrund des naturwüchsigen Flusses von Wasser aus einem Stausee, den ich im Medium vermittle.
Der eigentliche Elektromotor nutzt die naturwüchsige Bewegung, die ich beim Pseudomotor und beim eigentlichen Motor verwende, indirekt.
Der Generator
Der Generator ist nur eine Möglichkeit Strom zu erzeugen und überdies kann ich den Generator auf sehr verschiedene Arten bewegen. Beim Wasserkraftwerk verwende ich den Fluss des Wassers, um das Generator-Wasserrad anzutreiben, das wie weiterentwickelt auch immer, immer noch als Wasserrad fungiert. Aber ich kann den Generator auch anders antreiben.
Den Generator an meinem Fahrrad bezeichne ich als Dynamo. Ich treibe ihn an, indem ich die Transmission durch mein Treten bewege. Dabei verzichte ich auf die naturwüchsige Bewegung jenseits eines Lebewesens, so dass ich gar nicht von einem Motor sprechen kann. Das Beispiel zeigt aber, dass ich die Entwicklung, die ich oben beschrieben habe, auch auf dieser Stufe wiedererkennen kann.
In den sogenannten Hybridantrieben bei Autos wird der Generator durch den Bezinmotor angetrieben und teilweise durch die sogenannte Rekuperation, die wie ein Dynamo funktioniert. Der Dynamo zeigt überdies, dass der Generator nicht an einen Standort gebunden ist.
Die Generatoren werden sehr oft durch Dampf angetrieben. Das ist typischerweise im AKW oder im Kohlekraftwerk der Fall. In diesen Fällen verwende ich eigentliche Motoren als Teile eines Motorgefüges.
Die Inversion(en)
Im eigentlichen Elektromotor kann ich nicht nur den Generator verschieden antreiben. Ich kann auch den generierten Strom in verschiedenen Antrieben verwenden.
In den meisten hier interessierenden Fällen wird mit Strom die Welle des umgangssprachlichen Elektromotors angetrieben. Es gibt aber auch den Wasserstoffmotor, für welchen der Strom zur Herstellung des Treibstoffes Wasserstoff verwendet wird, was einer Inversion des indirekt treibstoffbetriebenen Generators entspricht, die ihrerseits eine Art Inversion in der Brennstoffzelle hat, zu der ich später noch etwas sagen will.

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Die Stromproduktion
Die Stromproduktion durch Generatoren hat M. Faraday gefunden. Er wird als Naturwissenschaftler gepriesen. Er hat aber - in diesem Zusammenhang den Strom weder erfunden noch entdeckt noch physikalisch tiefschürfend erklärt, er hat einen Gerät konstruiert. Natürlich kann man ds Gerät vernachlässigen und von einem Experiment sprechen - aber auch dann hat es nichts mit Wissenschaft zu tun: es ist die Erfindung einer Technik, die zur Erzeugung von Strom verwendet werden kann.
Es gibt sehr verschiedene Möglichkeiten, um Strom zu produzieren. Ich will hier nicht näher auf die Geschichte eingehen, sondern nur zwei verschiedene Verfahren erwähnen, die in der heutigen Technik sehr wichtig sind. Das eine ist die Batterie, das andere ist der Halbleiter in der sogenannte Solarzelle.

Die Batterie
Ich habe eine Erklärung dafür, was in einer Batterie passiert. Dazu muss ich ein paar Annahmen über sogenannte Elektronen und deren Verteilung in Atomen machen. Beidees habe ich noch nie gesehen. Beides kommt in meiner Lebenswelt nicht vor.
Unabhängig von jeder Erklärung kann ich ein Phänomen hervorbringen, das ich als Stromproduktion bezeichne. Ich kann beispielsweise zwei Platten aus verschiedenen Metallen in einen Behälter mit Säure halten und die beiden Platen mit einem Draht mit einer Glühlampe verbinden. Die Lampe glüht, was ich als Licht wahrnehme, und mit einem Stromfluss erkäre, weil ich die Lampe auch mit Strom zum leuchten bringen kann.
Meine Erklärung beinhaltet, dass als Teil einer chemischen Reaktion Elektronen getrennt werden, die dann durch die Drahtverbindung fliessen, bis wieder ein Gleichgewicht hergestellt ist. Ich mag meine Erklärung toll und wichtig finden, aber das Licht kann ich unabhängig davon verwenden, um im Dunklen etwas zu sehen. Ich bezeichne das ganze als Lampe, die ich mittels einer Batterie zum Leuchten bringe.
Strom kann ich nicht speichern, aber ich kann Wasser in einen Stausee pumpen und ich kann den chemischen Batterieprozess hervorrufen, indem ich das entsprechende Material in den richtigen Proportionen zusammen bringe und duch leitendes Material verbinde.
Die Materialien, die ich für eine Batterie brauche, kann ich wie Treibstoff in der Natur abbauen und lagern. Den chemischen Prozess kann ich nicht herstellen, er ist ein naturwüchsiges Phänomen, das ich reproduzieren kann, so wie ich jederzeit Holz oder Kohle verbrennen kann, um Wärme zu erzeugen.
In einer Inversion des Verfahrens kann ich Strom dazu verwenden, die Ausgangsstoffe der Batterie zu produzieren. Dieses Verfahren bezeichne ich als Akkumulator. Umgangssprachlich wird eher von Energie- als von Stromspeicherung gesprochen.

Bildquelle: Wikipedia

Die Solarzelle
Die sogenannte Solarzelle beruht ebenfalls auf einem chemischen Prozess, in welchem Halbleitermaterial als Katalysator wirkt, in welchem die Strahlung der Sonne einen Strom auslöst.
Umgangssprachlich - typischerweis in der Wikipedia - wird gesagt, dass dabei Sonnenlicht direkt in elektrische Energie umwandelt werde. Das ist so, wie wenn man sagen würde, dass das Sonnenlicht in das fallende Wasser eines Wasserkraftwerkes umgewandelt werde. Solche Redeweisen beruhen auf einem volkstümlichen Energiebegriff. Sie zeigen aber umgekehrt, dass man von Physik gar nichts verstehen muss.
Die Verfahren wurden in den Anfängen der Beobachtung von elektrischen Phänomenen in der Mitte des 19. Jahrhunderts entdeckt. Weil sie damals keine erkennbare Anwendung hatten, wurden sie umgangssprachlich als Wissenschaft bezeichnet.
Im Nachhinein, also in einer Entwicklungsgeschichte der Technik, handelt es sich um Verfahren der Stromerzeugung, die auch in eigentlichen Elektromotoren verwendet werden.
Hier interessiert vor allem, dass durch die Zerlegung des Motors einzelne Teile durch andere Verfahren ersetzt werden können, was oft auch dazu führt, dass ursprüngliche Problem, wie etwa, dass ich Strom nicht speichern kann, mindestens teilweise aufgehoben werden.

Bildquelle: Wikipedia

Technologie
Das Beobachten der Entwicklung des Motors dient mir hier exemplarisch als Sprachspiel, anhand dessen ich meine Theorie beobachte. Die Entwicklung des Motors ist hinreichend kompliziert, um dem Sprachspiel hinreichend viel Material zu geben, und der Sache nach ist der Motor einfach genug, um die Begriffe kohärent zu halten.
Die Technologie, die ich hier entfalte, ist vordergründig eine Lehre, die sich mit Artefakten befasst, in welchen effiziente Verfahren aufgehoben sind. Es geht aber - wie vorab gesagt - nicht um die Herstellung dieser Artefakte. Damit befassen sich die Ingenieure. Es geht darum, was ich wie beschreibe oder worüber ich spreche, also darum, was ich beobachte.
Ich habe schon über meine Lebenswelt gesprochen. Ich will nochmals hervorheben, dass es im Mikro- und im Makrobereich je lediglich eine Handvoll Gegenstände gibt - Atome und Sterne -, die je eine Handvoll Zustänge annehmen. In meiner Lebenswelt dagegen unterscheide ich unzählige Gegenstände, von welchen zahllos viele zahllos viele Zusände annehmen. Kein Mensch kann sie erzählen. Carl von Linné beispielsweise hat eine Klassifikation entwickelt. Er hat dabei nur Pflanzen und Tiere in Betracht gezogen, ohne seine Kategorien zu begründen. Er hat auch keine plausible Begründung für seine Klassen gegeben. Mittlerweile werden Gene bemüht, was die wissenschaftlich gemeinte Sache nicht besser macht, ober an die Technik der sogenannten Genmanipulation (Bioengineering) anschliesst.
In meiner Technologie beobachte ich - wie C. von Linné - nicht einfach alles, sondern das Herstellen, weil ich genau darin mein Wesen erkenne, was ich in den Ausdrücken "Homo faber" oder "toolmaking animal" wiedererkenne.
Hergestellte Gegenstände haben einen Zweck, den ich als Gegenstandsbedeutung bezeichne. Ich habe keine Ahnung, wozu Gott Himmel und Erde getrennt hat, wozu er Wasser und Elefanten erfunden hat. Ich weiss, dass viele Menschen lieber von der Natur als von Gott sprechen. Aber ich weiss auch nicht, wozu die Natur einen Elefanten hervorgebracht hat, oder Menschen, oder deren Sprache - aber ich weiss, wie und wozu ich einen Hammer oder eine Sichel herstelle, oder einen Motor.
Ich will hier nicht darüber sprechen, wozu Technologie gut ist, sondern zeigen, dass die Begriffe der Technologie Referenzobjekte haben, die ich in dem Sinne begreifen kann, als ich sie mit den Händen anfassen kann. Ich muss dabei nichts Jenseitiges thematisieren, sondern kann zeigen, wie ich die bezeichneten Objekte auf eine Weise herstelle, die von anderen nachvollzogen werden kann.
Ich brauche dabei Konstruktionen, nicht geistige Konstrukte. Ich schaffe damit ein nachvollziehbares Sprachspiel, dessen Grenzen mir jederzeit bewusst bleiben. Die Kybernetik ist in diesem Sinne eine exemplarische Technologie.
Ich erkläre mir alle Phänomene kybernetisch und als Phänomen kommt genau in diesem Sinne in Betracht, was ich kybernetisch erklären kann. Etwas erklären - nicht jemandem etwas erklären ! - heisst einen Mechanismus zu konstruieren, mit welchem ich das zu erklärende Phänomen hervorbringen kann.

Wissenschaft
Ich will jetzt noch etwas zur Wissenschaft sagen. In meiner Lebenswelt spielt sie unmittelbar keine Rolle, ich brauche sie nie. Wissenschaft beschreibt, was weder erlebbar noch prüfbar (hypothetisch) der Fall ist.
Mittelbar spielt die Wissenschaft aber in der Politik - die sich in meiner Lebenswelt als Diskussion zeigt - eine rhetorisch extreme Rolle. Seit durch die sogenannte Aufklärung die Republik eingeführt wurde, wird in der Politik, die zuvor von weltlichen oder kirchlichen Adeligen entschieden wurde, diskutiert, wobei wissenschaftliche Argumente eingefordert werden. Wissenschaft hat in diesem luhmannschen Sinn als Bestandteil der politischen "Kommunikation" eine hohe Relevanz.
Als Wissenschaft bezeichne ich in einem weiten, noch undifferenzierten Sinn die Philosophie, die ich im Sinne der Renaissance den alten Griechen zurechne, die Sklaven hielten und über alles Bescheid wussten.
Die erste Differenz erkenne ich in der Logik, aus welcher die Mathematik - und insbesondere deren mit Abstand wichtigsten Teil, die Statistik - hervorgegangen ist. Die Philosophie zerfiel in zwei getrennte Bereiche.
Die zweite Differenz erkenne ich in der Naturwissenschaft, die G. Galilei auf den Punkt gebracht hat: Messen, was messbar ist, alles andere messbar machen!
Messen ist zunächst eine alltägliche Tätigkeit in meiner Lebenswelt. Das aber meinte G. Galilei natürlich nicht. Er meinte, was K. Popper etwas später auf den Punkt gebracht hat: die Falsifikation von Hypothesen.
Oft höre ich, dass das Experiment das Wesen der Wissenschaft sei. Experimentieren ist wie Messen eine alltägliche Tätigkeit in meiner Lebenswelt. Das hat mit Wissenschaft etwa so viel zu tun, wie dass Wissenschaftler zum Leben Sauerstoff brauchen.
Als Wissenschaft bezeichne ich das "Arbeiten" mit fiktiven Hypothesen. G. Galilei's exemplarische Fiktion war die des freien Falls, der er nicht beobachten, geschweige denn messen konnte. G. Galilei war einer der Ersten (der erste mir bekannte), die bewusst fiktive, ideale Gesetze erfunden haben. Die Fiktion des freien Falles verlangt Nachsicht auf Luftwiderstand oder Reibung. Kardinal Bellarmino sagte: Sei vernünftig: Bezeichne deine Ideen als Hypothesen, sonst sind sie Ketzerei.
Newton: Hypothesis non fingo, aber das interessiert heute die Wissenschaftler nicht mehr.
Wissenschaft ist - von den nach K. Popper total beliebigen, zufälligen Hypothesen abgesehen - eine Anwendung der Technik. Bei Galilei das Fernrohr, heute das CERN-Monstrum.
Die verbliebene Philosophie hat durch die Wissenschaft einen zweiten grossen Teil verloren. Einen Teil rettete I. Kant mit seiner Frage nach den Bedingungen der Möglichkeit, die ich als Idealismus bezeichne. Diese Philosophie wurde durch G. Hegel vollständig erfüllt.
Die Rest-Philosophie, die ich als Theologie bezeichne, befasst sich mit Fragen, die sich unter gesellschaftlichen Verhältnissen stellen: Warum arbeiten einige Menschen für andere? Entwickelte Menschen könnten sich diese Frage gar nicht stellen.
Die Philosophen habe dazu Bewusstsein, Psyche und Gesellschaft erfunden - die in meiner Lebenswelt keine Rolle - oder viel genauer eine sehr politische Rolle - spielen. Ich achte immer sehr darauf, wer wann soche Wörter verwendet.