Energie: Perpetuum Mobile - Das Bessler Rad (Videos)

Seit Jahrhunderten tüfteln Erfinder am Bau eines Perpetuum mobile. Es könnte all unsere Rohstoffprobleme mit einem Schlag lösen. Schade nur, dass diese Art von Maschinen nicht funktionieren kann. Aber stimmt das wirklich?

Ein Gerücht kursiert unter den Erfindern, die am Bau eines Perpetuum mobile arbeiten: Am Deutschen Patentamt sei ein Beamter nur damit beschäftigt, Anmeldungen für diese ewig Energie liefernden Maschinen abzulehnen.

Damit der Beamte die offizielle Haltung des Amtes unbeirrt durchsetzt, müsse er jedoch regelmäßig ausgewechselt werden – denn nach einiger Zeit beginne er selbst an die Möglichkeit der Wundermaschine zu glauben. Nur durch das Auswechseln des Personals, so schwingt es in dem Gerücht mit, ist es möglich, die Erfindung des Perpetuum mobile weiterhin zu unterdrücken.

Ist das wirklich so? Wir haben nachgefragt und trafen im Deutschen Patentamt auf den freundlichen und hilfsbereiten Regierungsdirektor Uwe Gebranzig. Auf seinem Schreibtisch landen alle Patentanmeldungen mit dem Aktenzeichen F03G_7/10: »angebliche Perpetua mobilia«. Er lehnt sie alle ab. Seit acht Jahren.

Ununterbrochen und unbeirrt. Er freut sich sogar auf neue Anmeldungen, denn an ihnen kann er seinen Geist schulen. Es ist ja nicht immer einfach, klar herauszuarbeiten, wieso eine bestimmte Maschine nicht laufen wird. Mehr als die Hälfte der abgelehnten Erfinder zieht anschließend vor Gericht – wo Gebranzig immer Recht bekommt. Was den Naturgesetzen widerspricht, läuft eben nicht, erklären die Richter. Ende der Verhandlung.

Schaut man in das Internet, sieht die Welt allerdings ganz anders aus: Dort ist die Sensation bereits perfekt. Das Auto, das nur mit Wasser läuft? Bereits gebaut! Der Generator, der Strom liefert, ohne dass man Energie hineinsteckt? Demnächst bestellbar!

Der Motor, der ohne Treibstoff auskommt? Zum Nachbau freigegeben! Die Konzepte sind »von vielen erprobt«, von »immer mehr Leuten anerkannt« oder von »bedeutenden Physikern bestätigt«.

Wie diese Maschinen funktionieren, erfährt man allerdings auch durch geduldiges Klicken nicht, dafür gerät man an schwierig zu verstehende Beschreibungen, in denen es von Fachwörtern wimmelt: Von »Potenzialwirbelwolken« ist die Rede, von »Ätherwellen«, von »Raum-Energie«, von »Orgon-Kräften«, »morphogenetischen Feldern«, »Würth-Schwungsystemen« und hunderterlei mehr.

Jedes dieser Systeme rettet die Welt, denn sie alle versprechen, kostenlos und unerschöpflich Energie zu liefern.

Die Erfinder der Maschinen wollen eine Vision realisieren, die schon über achthundert Jahre alt ist. So lange nämlich versuchen sich die Menschen am Bau der perfekten Maschine. Im 12. Jahrhundert beschrieb der indische Astronom und Mathematiker Bhascara bereits ein »immerfort bewegtes« Rad. Dazu müsse man, so erklärte der Gelehrte, auf der Oberfläche des Radkranzes schräg abstehende Glasröhrchen befestigen, die je zur Hälfte mit Quecksilber gefüllt sind.

Dann fließt das Quecksilber auf der einen Seite des Rades in die äußere Hälfte der Röhrchen – dadurch entsteht ein größerer Hebel als auf der anderen Seite, der das Rad kontinuierlich nach unten drückt: Es dreht sich unendlich im Kreis. Offensichtlich hat Bhascara sein Wunderrad nie gebaut – denn es funktioniert nicht. Stößt man es an, kommt es nach wenigen Drehungen zur Ruhe.

Dennoch griffen die Araber seine Idee begierig auf. Viele Menschen arbeiteten daran, Wasser auf die Felder zu pumpen, und ein Schöpfrad, das sich von allein dreht, wäre ihnen sehr gelegen gekommen. So erfanden sie ein Rad, auf dessen Kranz mit Gelenken verbundene Holzstücke befestigt waren. Die Gelenke waren so konstruiert, dass die Holzstücke auf der einen Radseite anlagen, während sie auf der anderen Seite aufklappten und abstanden – hier entstand wie bei dem Versuch mit den Quecksilberröhrchen ein größerer Hebel, der nach unten drücken und das Rad in immer währender Bewegung halten sollte.

Auch die Europäer bauten auf denselben Grundgedanken. So schlug der französische Architekt Villard de Honnecourt 1235 die Verwendung von Hämmern anstelle von Quecksilber vor; andere Erfinder ließen Gewichte an Scharnieren umklappen oder Kugeln in vorgegebenen Bahnen kreisen: Immer sollten bewegliche Massen ein Rad kontinuierlich auf der einen Seite stärker nach unten drücken als auf der anderen. Keine der Maschinen funktionierte.

Doch auch Perpetuum-mobile-Erfinder gehen mit der Zeit. Als Wasserräder für den Betrieb von Getreidemühlen modern wurden, konstruierten sie Maschinen, die mit »totem Wasser« arbeiten sollten: Fallendes Wasser trieb ein Wasserrad an, dessen Kraft nicht nur die Mühlsteine in Bewegung setzte, sondern zusätzlich eine archimedische Schraube: Sie pumpte das »tote« Wasser, das sich unten sammelte, wieder nach oben, sodass es erneut das Mühlrad antreiben konnte.

Der Vorteil dieser Maschine war, dass man damit unabhängig von schwankenden Wasserständen in den Bächen wurde. Der Nachteil: Sie lief nicht. Selbst das Renaissance-Genie Leonardo da Vinci forschte an diesen Mühlen – und stellte seine Arbeiten bald wieder ein. Er gelangte zu der Meinung, dass »es unmöglich ist, Mühlen mit totem Wasser anzutreiben«.

Doch seltsam: Je häufiger die Erfindung der selbst bewegten Maschine scheiterte, desto mehr wuchs die Faszination, die von ihr ausging. Immer neue Vorschläge präsentierten die Erfinder, immer neue Prinzipien versuchten sie sich zunutze zu machen: Sie koppelten verschieden schwere Flüssigkeiten zu einem ewigen Kreislauf; sie montierten Magnete so, dass sie einen Wagen endlos voranziehen sollten; oder sie versuchten, sich die Kapillarkräfte des Wassers dienstbar zu machen.

Im 17. und 18. Jahrhundert schließlich, in der Blütezeit des Perpetuum mobile, verging keine Woche, in der nicht ein Erfinder stolz seine neue Maschine vorführte. Doch keine davon funktionierte.

Bis auf eine! 1715 präsentierte Johann Ernst Elias Bessler, der sich vollmundig »Orffyreus« nannte, eine Wundermaschine. Am Hof von Merseburg baute der Mechaniker und Alchemist ein 3,40 Meter hohes Rad auf, das sich unablässig drehte. Das Rad war etwa 30 Zentimeter dick und mit Leinwand überzogen, so dass man sein Inneres nicht sehen konnte. 25 Umdrehungen schaffte es pro Minute und war stark genug, über Seilzüge 30 Kilogramm hochzuheben.

Die gelehrte Welt war elektrisiert, Orffyreus gab eine Triumphschrift heraus, begeisterte Anhänger schrieben Lobgedichte. Der Landgraf von Kassel ernannte ihn zum Kommerzienrat und ließ ihn auf Schloss Weißenstein ein weiteres Modell errichten. Anerkannte Fachleute prüften seine Erfindung, versiegelten den Raum, kehrten nach zwei Monaten zurück – und fanden das mysteriöse Rad noch immer in Bewegung. Die Experten neigten ihr Haupt in Ehrfurcht.

Den Mechanismus der Maschine bekamen allerdings auch sie nicht zu sehen. Orffyreus hätte sein Geheimnis nur für eine astronomische Summe verkauft. Zehn Jahre lang mehrte sich sein Ruhm, von Fürstenhaus zu Fürstenhaus wurde er weitergereicht – bis schließlich 1727 seine Magd gestand, dass die ewig drehenden Räder einfach über Seilzüge aus dem Nachbarraum bewegt wurden. Die große Zeit von Orffyreus war vorbei, unbeachtet starb er 1745.

Video:

Dreißig Jahre später zog das französische Patentamt, die »Académie Royale des Sciences« in Paris, die Notbremse: Sie erließ ein Dekret, nach dem fortan Perpetuum-mobile-Erfindungen nicht einmal mehr zur Prüfung angenommen würden. Dies geschehe auch zum Schutz der Anmelder, erklärten die Patentverwalter. Niemand solle mehr sein Geld, seine Gesundheit und den Zusammenhalt seiner Familie aufs Spiel setzen, nur um einer Fiktion hinterherzujagen.

Nach dem Beschluss dieses »Denkverbots« flaute die Erfinderlust tatsächlich ab. Die Meinung setzte sich durch, dass ein Perpetuum mobile nicht zu verwirklichen sei. Doch den Grund, warum es nicht geht, entdeckte erst gut fünzig Jahre später der Heilbronner Arzt Robert Julius Mayer. Er formulierte 1842 das wichtigste Resultat der Forschung nach dem Perpetuum mobile: Energie wird nie gewonnen oder verloren, sondern wandelt sich nur von einer Form in eine andere um!

Die Spannung einer Feder, die Geschwindigkeit eines Wagens, die Temperatur einer Flüssigkeit: Das alles sind unterschiedliche Energieformen. Egal, was man macht, immer wird nur eine Energieform in eine andere überführt: Ein Ofen wandelt chemische Energie des Holzes in Wärmeenergie; ein Stirling-Motor wandelt Wärmeenergie in Bewegungsenergie; ein Pendel wandelt Bewegungsenergie in Lageenergie (potenzielle Energie) und zurück. Diese Erkenntnis wurde als »Energieerhaltungssatz« (oder »Erster Hauptsatz der Thermodynamik«) zu einem zentralen Stützpfeiler der modernen Physik.

Dennoch zweifelten gelegentlich sogar bedeutende Physiker an ihm: So erwog der Nobelpreisträger Niels Bohr eine Zeit lang die Möglichkeit, dass der Energieerhaltungssatz im Atomkern seine Gültigkeit verliert. Ursache für seine Überlegung waren Beobachtungen beim radioaktiven Beta-Zerfall. Dabei wandelt sich ein Neutron des Atomkerns in ein Proton um und sendet dabei ein Elektron aus. Entgegen aller Erwartung besaßen die dabei ausgesandten Elektronen trotz gleicher Ausgangsbedingungen immer unterschiedliche Energie. Mögliche Erklärung: Energie ist irgendwie verloren gegangen, der Erste Hauptsatz gilt nicht in der Welt der Atome. Ein mikroskopisches Perpetuum mobile wäre dann vielleicht denkbar.

Der Mitbegründer der Quantentheorie, Wolfgang Pauli, löste den Fall 1930 mit dem gegenteiligen Ansatz: Er ging davon aus, dass der Erste Hauptsatz immer gilt, und folgerte, dass es dann wohl ein zweites, unsichtbares Teilchen (»Neutrino«) geben müsse, das beim Zerfall entsteht und die fehlende Energie mit sich trägt. Mehr als zwanzig Jahre dauerte es, dann bestätigten die Messungen: Pauli hatte Recht. Das Neutrino wurde gefunden. Der Energiesatz steht.

Eigentlich, so sollte man meinen, könnte man das Kapitel Perpetuum mobile hier beenden. Energie kann nie gewonnen werden. Die Maschine, die endlos Energie liefert, ist unmöglich. Die Erfinder können nach Hause gehen und sich wieder ihren Familien widmen.

Aber so einfach ist es nicht. Schon weil Erfinder sich nicht leicht entmutigen lassen. Wenn schon nicht die Maschinen unendlich kreisen, so tun es wenigstens die Gedanken der Erfinder. Außerdem lockt der Ruhm: Wem es gelingt, ein Perpetuum mobile zu bauen, gegen den wird Einstein ein Zwerg sein. Und immerhin lässt der Energiesatz ein kleines Türchen offen: Wärme lässt sich zwar nicht aus dem Nichts erzeugen – aber warum sollte man nicht eine Maschine bauen können, die sich aus der überall vorhandenen Energieform Wärme bedient? Ein Auto, das beschleunigt, indem es die Straße abkühlt – das wäre doch auch fantastisch.

Doch selbst dieses winzige Türchen wurde den Forschern vor der Nase zugeschlagen. Der französische Physiker Nicolas Léonard Sadi Carnot untersuchte 1824 als Erster den Wirkungsgrad von Dampfmaschinen und entdeckte dabei, dass Wärme immer nur von einem heißen in Richtung eines kalten Mediums fließt und dass nur die Differenz zwischen den beiden Temperaturen in mechanische Energie umgewandelt werden kann (»Zweiter Hauptsatz«). Eine Maschine, die Arbeit leistet, nur indem sie ein Wärmereservoir abkühlt, kann es danach nicht geben.

Echte Erfinder lassen sich allerdings auch davon nicht einschüchtern. Sie bringen vor, dass alle physikalischen Gesetze ja nur Erfahrungsgesetze sind und jede Erfahrung nur so lange gilt, bis eine neue Erfahrung ihr widerspricht. Dass das Perpetuum mobile unmöglich ist, lässt sich daher prinzipiell nie beweisen.

Allerdings zeigen die bisher gesammelten Erfahrungen eindeutig in eine Richtung: In 800 Jahren haben die Menschen Zigtausende Perpetua mobilia gebaut – funktioniert hat keines. Und mehr noch: Seit 1845 hat sich der Energieerhaltungssatz abermillionenfach bewährt. Jeder Automotor, jedes Flugzeug, jeder Kühlschrank, jedes Heizkraftwerk liefert die empirische Erfahrung, dass der Satz von der Erhaltung der Energie stimmt.

Gescheite Forscher, die heute am Perpetuum mobile arbeiten, versuchen daher nicht länger, Energie aus dem Nichts zu produzieren, sondern verweisen auf eine geheimnisvolle »freie Energie«, die von ihrer Maschine angezapft wird. Für diese Energie gibt es viele verschiedene Namen: »Kosmische Energie«, »Orgon-Energie«, »Vakuum-Energie«, »Äther-Energie«, »Raum-Energie« usw. Diese Energie durchzieht angeblich die ganze Welt, und man muss nur geeignete Verfahren finden, sie anzuzapfen.

Aus physikalischer Sicht ist das nicht unbedingt absurd. Neue Energieformen sind durchaus denkbar. So wäre zum Beispiel Radium eine Zeit lang als Perpetuum mobile durchgegangen. Radium leuchtet im Dunkeln und erhitzt seine Umgebung – ohne dass zunächst eine Ursache für diese Energieabgabe gefunden werden konnte. Erst später entdeckte man, dass die Energie des Radiums aus dem Zerfall von Atomkernen entsteht. Eine neue Energieform war entdeckt: die Kernenergie. Ähnliches wäre auch für die freie Energie möglich: Vielleicht existiert ja eine bislang unbekannte Energieform.

Immer wieder behaupten wissenschaftliche Außenseitergruppen, dass sie solch eine Energie entdeckt haben und nun eine Maschine bauen können, die diese Energie in Strom oder Bewegung umwandelt. Doch dann passiert regelmäßig etwas Merkwürdiges: Kurz bevor die weltbewegende Maschine der Öffentlichkeit vorgestellt wird, verschwinden ihre Erfinder von der Bildfläche.

Für die »Außenseiter« ist die Erklärung klar: Die Erfinder wurden von der Ölmafia beseitigt, ehe sie deren einträgliche Milliardengeschäfte gefährden konnten. Für die etablierten Forscher ist der Fall ebenso durchsichtig: Sobald der angebliche Erfinder der Wundermaschine genug Geld von Leichtgläubigen gesammelt hat, taucht er unter, ehe seine Maschine als Fälschung auffliegt.

Seltsam ist, dass weder die »Etablierten« noch die Außenseiter die behaupteten neuen Energieformen wissenschaftlich untersuchen. Es gibt zwar eine Flut von Behauptungen – aber keine ernst zu nehmende Forschung. Dass die Etablierten nicht nach der freien Energie fahnden, ist dabei noch einigermaßen verständlich: Sie glauben nicht daran und wollen weder Zeit noch Geld verschwenden.

Aber auch die Außenseiter forschen nicht. Sie präsentieren Wundermaschinen, ohne zu erklären, was es denn mit der geheimnisvollen freien Energie auf sich hat. Sie drücken sich um die mühselige Untersuchung, wann, wie und unter welchen Bedingungen die neue Energie auftaucht, wie sie sich von den bisher bekannten Energien unterscheidet und wie man sie messen kann.

Um zu verstehen, woher dieser Forschungs-Unwille kommt, muss man sich mit der mythischen Bedeutung des Perpetuum mobile beschäftigen. Die selbst bewegte Maschine ist nämlich keinesfalls ein Kuriosum – sondern ein Symbol: Es steht für die jahrhundertealte Frage, ob es dem Menschen möglich ist, die Welt vollständig zu verstehen oder nicht.

Aus Sicht der etablierten Forscher ist das Perpetuum mobile so etwas wie der »Teufel in der Physik«, meint der Technikhistoriker Eno Pertigen. Techniker und Physiker fürchten sich vor diesem »Teufel«. Er markiert das Terrain jenseits der Grenze, bis zu der gedacht werden darf. Denn wenn das Perpetuum mobile existiert, bricht das Chaos aus: Der Energiesatz ist hinfällig, und nichts bleibt berechenbar.

Ganz anders die wissenschaftlichen Außenseiter. Sie berufen sich auf die oft gemachte persönliche Erfahrung, dass es Dinge zwischen Himmel und Erde gibt, die sich nicht so einfach erklären lassen. Viele spüren das Wirken einer nicht genauer bezeichneten »Energie«, die die gesamte Welt durchzieht. Für sie, so schreibt Pertigen, steht »das Perpetuum mobile für die Wucht des Mythos von einer alldurchdringenden Kraft«. Ein Graus ist ihnen besonders die Vorstellung, unser Denken und Wissen von physikalischen Gesetzen einschränken zu lassen. Daher muss das Perpetuum mobile denkbar bleiben. Um sich am Leben zu fühlen, brauchen sie die Freiheit, kühn über alle Grenzen hinauszuschreiten.

Interessanterweise betreiben deshalb auch die Außenseiter keine systematische Forschung nach der Eigenart der freien Energie. Würden sie es tun, gäbe es nämlich nur zwei für sie gleichermaßen unerfreuliche Möglichkeiten: Entweder würden sie feststellen, dass es diese Energie nicht gibt – dann wäre ihr Traum vom Perpetuum mobile gestorben. Oder sie würden die freie Energie tatsächlich finden und messbar machen – dann würden sich sogleich die Physiker auf die neue Entdeckung stürzen, sie in ihr System von Naturgesetzen einflechten und sie in Maschinen nutzbar machen. Binnen kurzem hätte man danach dieselbe Situation wie jetzt: Alles ist wieder festgezurrt in Naturgesetzen, über die hinaus nicht gedacht werden darf – nur dass die Grenzzäune ein wenig nach außen verschoben wären. Also forschen auch die Außenseiter lieber nicht, schwelgen stattdessen in Träumen, wie sie mit ihren Erfindungen die Welt verändern werden, und reichen ab und zu einen Patentvorschlag ein.

Uwe Gebranzig vom Deutschen Patentamt wird den Vorschlag dann auf den Tisch bekommen, und er wird ihn wie üblich ablehnen – wegen »mangelnder technischer Brauchbarkeit«. Dennoch ist Gebranzig den abgelehnten Erfindungen gegenüber nicht negativ eingestellt: »Ich glaube, dass alles einen Sinn hat, auch die Anmeldungen zum Perpetuum mobile.« Vielleicht steckt in den abgelehnten Vorschlägen ja eine andere verwertbare Idee. Oder ein Erfinder hat durch seine Arbeit einen Ansatz gefunden, der ihm später hilft, ein anderes physikalisches Problem zu lösen. Immerhin hat man ja auch den Energieerhaltungssatz nur durch die Jagd nach dem Perpetuum mobile entdeckt.

Selbst für den Fall, dass doch mal ein echtes Perpetuum mobile unter den Erfindungen sein sollte, hat Gebranzig vorgesorgt. Seine Ablehnungen schließt er immer mit dem Satz: »Dem Erfinder ist es unbenommen, den Vorwurf der mangelnden technischen Brauchbarkeit durch das Vorführen eines funktionierenden Modells zu entkräften.«

Bisher hat das niemand getan.

Video: Im Jahr 1712 präsentierte der Uhrmacher Johann Ernst Elias Bessler ein Ding der Unmöglichkeit: Ein Rad, das nicht mehr aufhörte, sich zu drehen, sobald es in Bewegung kam. Seine Konstruktion rief zahlreiche Skeptiker auf den Plan, aber auch Unterstützer. Mehrere Experten begutachteten sein “Perpetuum Mobile” – darunter auch Gottfried Wilhelm Leibniz, einer der bedeutendsten Universalgelehrten jener Zeit. Doch das Geheimnis des “Bessler-Rads” nahm dessen Erfinder mit ins Grab.
Die Dipl.-Mathematikerin und Leiterin der Schweizerischen Arbeitsgemeinschaft für Freie Energie, Elisabeth Lehmann, scheint dem Rätsel nun einen Schritt näher gekommen zu sein. Beim Freie-Energie-Kongress in München präsentierte sie neue Erkenntnisse, die nahelegen: Es dreht sich doch…