To Rule And To Measure (German)

Note: This is the German version of this entry. The original, English version can be found here: To Rule And To Measure. This entry was translated using DeepL and only adapted slightly. Any etymological discussions should be based on the English text.

Kurz und knapp: Dieser Eintrag illustriert verschiedene Maßeinheiten und Messgeräte vor.

Einführung

Im Laufe der Geschichte haben die Menschen Myriaden von Werkzeugen und Einheiten entwickelt, die helfen, Dinge, Prozesse und Menschen - kurz gesagt, die Welt - zu messen, zu kategorisieren, zu vergleichen, zu analysieren und zu verstehen. Wir haben Raum und Zeit, Schall und Licht, die Bewegung von Atomen und Molekülen gemessen, und es ist kein Ende in Sicht. Wir alle verwenden diese Messwerkzeuge jeden Tag - wenn wir morgens auf die Waage treten (oder das besser bleiben lassen), wenn wir die Zeit berechnen, die wir brauchen, um zur Universität zu kommen, die Menge an Zucker, die wir für den Kuchen benötigen, oder das Geld, das wir dieses Wochenende ausgegeben haben. Vielleicht denken wir sogar (unbewusst) darüber nach, wie viel Spaß verschiedene mögliche Aktivitäten machen könnten, oder überlegen, wie zufrieden wir mit unserer letzten Mahlzeit waren.

Einige Maßeinheiten sind sehr stark mit der physischen Welt verbunden, wie z.B. das Messen von Gewichten oder Längen, obwohl es verschiedene Einheiten dafür gibt. Andere sind sehr stark sozial konstruiert, wie zum Beispiel der Human Development Index (HDI), der die gesamte Lebensqualität mit einer Zahl belegt. Und dann gibt es eine große Bandbreite dazwischen, wie die Beaufort-Skala, die zwar etwas Physikalisches (Wind) misst, aber eine ziemlich willkürliche Form ist, dies zu tun.

Das Gleiche gilt für Werkzeuge, die es ermöglichen, physikalische oder soziale Phänomene in solche Einheiten zu übersetzen: Einige, wie ein Lineal, sind sehr stark auf physikalische Eigenschaften bezogen, während andere, wie IQ-Tests, auf so vielen Annahmen darüber beruhen, wie Intelligenz gemessen werden sollte oder könnte, dass starke normative Implikationen nicht zu leugnen sind. Das soll keine Bewertung darstellen, aber man sollte sich der Tatsache bewusst sein, dass Maßeinheiten bestimmte Annahmen über die Welt und darüber, wie viel wir über sie wissen können, implizieren können. Es gibt Dinge, die wir messen können, Dinge, die wir messen könnten, aber nicht unbedingt so sind, und Dinge, die wir überhaupt nicht messen können. Daher sollten wir bedenken, dass diese Zahlen nicht nur nicht objektiv, sondern auch normativ sind.

Der folgende Eintrag enthält Beispiele zu Maßeinheiten und Messwerkzeugen. Im Laufe der Zeit wird es weitere Ergänzungen geben. Sie alle stellen wichtige Durchbrüche dar und haben sich im Laufe der Zeit verfestigt. All diese verschiedenen Datenformate und Werkzeuge sollten unser Verständnis dafür stärken, dass wir Teile des Ganzen betrachten. Das Auftauchen neuer Maßeinheiten und -werkzeuge erschließt nicht nur neues Wissen, sondern zeigt auch die Grenzen unseres gesamten Wissens auf. Wie der Kritische Realismus behauptet, werden wir vielleicht nie in der Lage sein, alle Aspekte aller Mechanismen der Realität vollständig zu verstehen, die real sind. Zum Beispiel sind viele Institutionen von 'tacit knowledge' durchdrungen, die wir erst jetzt langsam erschließen. Wir müssen also anerkennen, dass die hier angeführten Beispiele Grenzen haben und dass es viele Formen von Wissen gibt, die sich nicht zähmen oder in Zahlen fassen lassen.

Für mehr Informationen darüber, wie Daten formatiert werden können, ist der Wiki-Eintrag über Datenformate zu empfehlen.

Beispiele für Maßeinheiten

Celsius vs Fahrenheit vs Kelvin

Celsius, Fahrenheit und Kelvin stellen die heute am häufigsten verwendeten Temperaturskalen dar. Während Celsius an den meisten Orten der Welt verwendet wird, wird in den USA und den dazugehörigen Territorien noch die Fahrenheit-Skala verwendet. Kelvin basiert direkt auf Celsius und wird am häufigsten von Wissenschaftler*innen verwendet, um ihre Ergebnisse zu kommunizieren (z. B. wenn von einem Temperaturanstieg von 2 K die Rede ist), aber in der alltäglichen Praxis in keinem Land wirklich verwendet.

Fahrenheit, Celsius und Kelvin. Quelle: NASA

In Celsius gefriert Wasser bei (~) 0°C und siedet bei (~) 100°C. -273,15°C stellt die niedrigste Temperatur dar, die ein Gas (theoretisch) erreichen kann, und kann in 0 Kelvin übersetzt werden. Kelvin ist also immer 273,15 höher als Celsius. Die Einheit Fahrenheit basiert auf einem Thermometer mit einem Gemisch aus Wasser, Eis und Ammoniumchlorid - die niedrigste Temperatur, die mit diesem Gemisch erreicht werden kann, wurde mit 0°F festgelegt. Fahrenheit kann wie folgt in Celsius umgerechnet werden: °F = (°C)x(9/5) + 32

Richterskala

Die Richterskala wird zur Messung der Stärke von Erdbeben verwendet. Sie wurde im Jahr 1935 von den US-amerikanischen Seismologen Richter und Gutenberg entwickelt. Sie basiert auf dem Logarithmus der Amplitude der größten seismischen Welle eines Erdbebenereignisses. Jeder Anstieg um eine Einheit auf der Skala bedeutet eine Verzehnfachung der Stärke eines Erdbebens und eine 31-fach höhere freigesetzte Energiemenge. Obwohl die heutigen Technologien seismische Wellen unterhalb dessen messen können, was mit der Richterskala möglich war, und besser geeignet sind, sehr starke Erdbeben zu messen, wird die Richterskala immer noch häufig verwendet, insbesondere in den Medien.

Die Richterskala. Quelle: Britannica

Beaufort-Skala

Die Beaufort-Windskala wurde vom britischen Admiral Sir Francis Beaufort im Jahr 1805 entwickelt. Sie ermöglicht es, die Geschwindigkeit von Winden anhand ihrer Auswirkungen auf Land und Ozeane zu bewerten. Sie geht von 0 bis 12, wobei 12 die stärksten Winde sind.

Die Beaufort-Skala. Quelle: Wikipedia

Dezibel

Dezibel (dB) oder auch Bel (1 Bel = 10dB) sind dimensionslose physikalische Einheiten, die sich auf das Verhältnis zwischen zwei Messwerten (Mess- und Referenzwert) auf einer logarithmischen Skala beziehen. Sie wurden erstmals 1931 publiziert und werden bis heute in verschiedenen Anwendungsbereichen verwendet; am häufigsten wird jedoch immer noch von dB gesprochen, wenn es um die Lautstärke von Geräuschen geht. Es ist jedoch wichtig zu beachten, dass dB nicht die absolute Lautheit von etwas angibt, sondern nur das logarithmische (nicht lineare!) Verhältnis zu einem Bezugspunkt, der für Schall der Punkt ist, an dem das menschliche Ohr keinen Ton mehr wahrnehmen kann.

Einige Beispiele für diese Verwendung sind:

• 20dB - leises Flüstern
• 50dB - normale Unterhaltung
• 110dB - Rockkonzert
• 140dB - Gewehrschuss
• 190dB - tödliche Lautstärke

Glück

Die Messung des Wohlbefindens von Menschen und dessen Fortschritt ist seit langem Gegenstand von Debatten. Während das BIP der am weitesten verbreitete Ansatz ist, um menschliches (vermeintliches) Wohlbefinden auf nationaler oder globaler Ebene zu messen, gibt es eine zunehmende Nachfrage nach alternativen Indikatoren. Einer davon, der in der Diskussion ist, ist das Glück (im Sinne von Zufriedenheit), wobei Bhutan das erste und bisher einzige Land ist, das das "Bruttonationalglück" in den Mittelpunkt seiner Entscheidungen stellt.
Glück - als eine sehr subjektive Maßeinheit - ist schwer zu bewerten. Der 'World Happiness Report' versucht dies auf über 200 Seiten zu tun. Er wird seit 2013 regelmäßig veröffentlicht und verwendet repräsentative, selbstberichtete Daten, zumeist aus dem Gallup World Poll. Hier beantworten die Teilnehmenden Fragen zu über 100 Aspekten des Lebens, darunter ihre durchschnittliche Lebensbewertung auf einer Skala von 1-10. Der World Happiness Report versucht dann zu verstehen, wie verschiedene Lebensaspekte Variationen in dieser selbstberichteten Lebensbewertung erklären. Im Bericht für das Jahr 2020 wird zum Beispiel untersucht, wie die Elemente BIP, soziale Unterstützung, Lebenserwartung, die Freiheit, Lebensentscheidungen zu treffen, Großzügigkeit und die Wahrnehmung von Korruption diese beeinflussen. Andere Elemente, die analysiert werden, sind Ungleichheit, Sorgen und Ärger, Diskriminierung, Einkommen, Vertrauen in die Gesellschaft, das politische System, Intimität und viele andere. Insgesamt stellt der Bericht fest, dass Finnland, Dänemark und die Schweiz die Länder sind, in denen die Menschen (im Durchschnitt) am glücklichsten sind, während Simbabwe, der Südsudan und Afghanistan die drei Schlusslichter bilden. Mehr über diesen Bericht erfahren Sie auf der entsprechenden Website.

Die Ergebnisse des World Happiness Report 2020. Quelle: World Happiness Report 2020, p.30.

Das Bild zeigt das durchschnittliche globale Glück zwischen 2017 und 2019. Die Lebensbewertung wird mit der Cantril-Leiter-Frage gemessen, bei der die Befragten gebeten werden, die Qualität ihres Lebens auf einer 11-stufigen Leiter-Skala zu bewerten, wobei die unterste Stufe der Leiter (0) das schlechtestmögliche Leben darstellt, das sie sich vorstellen können, und die höchste Stufe (10) das bestmögliche Leben ist. 'Positiver Affekt' wird durch einen Zwei-Punkte-Index gemessen, der die Teilnehmenden fragt, ob sie am Tag vor der Befragung häufig (1) Freude und (2) Lachen erlebt haben oder nicht. 'Negativer Affekt' wird durch einen Index mit drei Items gemessen, in dem die Teilnehmenden gefragt werden, ob sie am Tag vor der Befragung häufig (1) Sorgen, (2) Traurigkeit und (3) Wut erlebt haben.

IQ

IQ, kurz für Intelligenzquotient, ist eine gängige Messgröße zur Angabe und zum Vergleich der menschlichen Intelligenz. Es gibt keine Standarddefinition von Intelligenz und es existiert eine Vielzahl von normierten IQ-Tests. Ihre Auswahl muss berücksichtigt werden, wenn man über den IQ-Wert selbst spricht. Im Allgemeinen umfasst ein IQ-Test Fragen aus verschiedenen Bereichen, darunter allgemeines logisches Verständnis, Sprachverständnis, Allgemeinwissen, mathematische Fähigkeiten und andere. Nach der Durchführung eines IQ-Tests erhält jede*r Teilnehmer*in einen numerischen Wert, der seine*ihre Intelligenz angibt.

Das durchschnittliche Ergebnis ist mit 100 definiert, mit einer Standardabweichung von 15. Aus diesem Grund müssen die IQ-Test-Normen regelmäßig aktualisiert werden. Dies wurde im 20. Jahrhundert nicht getan, was zu immer höheren durchschnittlichen IQ-Werten führte, was als Flynn-Effekt bezeichnet wurde und nicht erklärt werden kann. Gemeinhin gilt jede*r, der*die einen IQ <70 hat, als 'geistlos', während jemand mit >130 als 'hochbegabt' gilt. Dabei gibt es jedoch heftige wissenschaftliche Kritik am IQ, da die Ergebnisse eines Menschen bei einem IQ-Test stark von seiner*ihrer Tagesform abhängen und der Test nicht alle relevanten Aspekte der Intelligenz abdeckt. Auch der gesellschaftliche Diskurs um den IQ ist problematisch, da er zu falschen Annahmen und Rückschlüssen auf die Fähigkeiten und den Wert eines Menschen führen kann.

HDI

Der Human Development Index (HDI) ist ein Index, der seit 1990 von den Vereinten Nationen veröffentlicht wird. Er berechnet einen Wert zwischen 0 und 1 basierend auf drei Aspekten des Lebens: Lebenserwartung bei der Geburt, Qualität der Bildung, gemessen an der Zahl von Jahren, die eine Person die Schule besucht, und Pro-Kopf-Einkommen. Jedes Land kann einen Wert zwischen 0 und 1 erreichen, wobei 1 das bestmögliche Ergebnis ist. Im Bericht 2019 waren die Länder mit dem höchsten HDI Norwegen, die Schweiz und Irland, die alle Werte über 0,94 erreichten, während das Schlusslicht der Tschad, die Zentralafrikanische Republik und Niger bildeten.

Der HDI ist ein recht einfaches Maß, das sich nur auf diese drei Elemente konzentriert. Es gibt auch den IHDI, der Ungleichheiten innerhalb dieser Kriterien anerkennt und berücksichtigt (mit den gleichen oberen und unteren drei Ländern). Der Bericht 2019 drehte sich um Ungleichheiten innerhalb und zwischen den Nationen, was auf eine zunehmende Anerkennung einer stärker integrierten Bewertung des HDI hinweist. Für die Gleichheit ist auch der GINI-Koeffizient von Bedeutung, der die finanzielle (Un-)Gleichheit innerhalb einer Nation anzeigt - mehr dazu hier.

Die globale Verteilung des HDI gemäß des 2019er Berichts. Die dunkelsten Bereiche stellen Werte über 0.8 dar, gefolgt von >0.7, >0.55 und >0.35. Quelle: Wikipedia

US-Amerikanisches Maßsystem vs Metrisches Maßsystem

Bis heute verwenden die Vereinigten Staaten von Amerika (sowie Liberia und Myanmar) ein Maßsystem (genannt 'USC'), das sich von dem metrischen System unterscheidet, das die meisten Länder verwenden. Das USC basiert auf englischen Einheiten und wurde 1832 formalisiert, während Großbritannien zunächst das Imperiale, und später das Metrische System nutzte. Die USA lehnten jedes metrische System mit der Begründung ab, dass es nicht "für den Herrn akzeptabel" sei. Im Jahr 1975 machte der 'Metric Conversion Act' das verbreitete metrische System zum bevorzugten System für Handel und Gewerbe, und es ist noch immer der Standard unter anderem in der Wissenschaft und im Militär, aber in der alltäglichen Praxis wird in den USA immer noch häufig das USC-System verwendet, insbesondere bei Konsumgütern und in der industriellen Fertigung.

Einige Beispiele sind:

• Länge und Fläche:
  • 1 Zoll = 2,54cm
  • 1 Fuß = 30,48cm
  • 1 Yard = 91,44cm
  • 1 Meile = 1,609344 km
  • 1 Acre = 4046,873 m²

• Masse und Gewicht:
  • 1 Unze = 28,35g
  • 1 Pfund = 453,59g

Das Gewicht der Seele (21 Gramm)

1907 versuchte der Arzt Duncan MacDougall, die Existenz der menschlichen Seele zu beweisen - wissenschaftlich. Er wählte sechs Personen aus, die kurz vor dem Tod standen, und stellte sie auf eine präzise Waage. In dem Moment, in dem sie starben, so behauptete er in der Veröffentlichung seiner Ergebnisse, verloren sie 21 Gramm an Körpergewicht, was durch keine anderen Vorgänge erklärbar war, als dass die Proband*innen beim Sterben ihre Seele verloren. Natürlich gab es Kritik an dieser Studie, und es wurden andere Erklärungen angeführt. Doch die Idee, dass die menschliche Seele 21 Gramm wiegt - und somit existiert - wurde populär und beeinflusste sogar den Filmregisseur Alejandro González Iñárritu, der einen Film aus dem Jahr 2003 genau so benannte: "21 Gramm". Bis heute wirft das Experiment die Frage auf, was die Wissenschaft wissen kann und was nicht.

Beispiele für Messgeräte

Wassertiefe und Knoten

Die Tiefenlotung ist eine Methode zur Messung der Wassertiefe. Sie wurde bereits im antiken Griechenland und Rom angewandt und findet auch heute noch Verwendung beim Hobbyangeln und als Backup für das heute übliche Echolot im Falle einer Störung. Beim 'Depth Sounding' (das nichts mit 'sound' = 'Geräusch' zu tun hat) wird ein dünnes Seil mit einem Lot, d.h. einem Gewicht, das am Ende des Seils hängt, kombiniert. Dieses Seil wird dann ins Wasser fallen gelassen, bis es die Grundoberfläche erreicht. Anhand von Markierungen, die am Seil angebracht sind, kann man schnell die Tiefe des Wassers messen.

Interessanterweise hat der Schriftsteller Mark Twain seinen Künstlernamen von dieser Technik erhalten. Beim Depth Sounding kann die Wassertiefe angegeben werden, indem man "By the mark" sagt und die Zahl addiert, die von der Wasseroberfläche getroffen wird. In Mississippi in den 1850er Jahren wurde die Zahl "zwei" als "twain" bezeichnet. Wenn die Lotsen also die Tiefe des Flusses maßen und sie zwei Faden betrug (ein Faden ist 1,8288m), sagten sie "by the mark twain".

Thermometer

Ein Thermometer basiert auf der Tatsache, dass sich Flüssigkeiten (und Gase) in Abhängigkeit von der Temperatur ausdehnen und zusammenziehen. Während die ersten Schritte in Richtung moderner Thermometer im antiken Griechenland und später wieder im 16. und 17. Jahrhundert gemacht wurden, waren die von Fahrenheit 1714 und Celsius 1742 erfundenen Thermometer die größten Durchbrüche (siehe Celsius vs. Fahrenheit vs. Kelvin). Im Laufe der Zeit gab es verschiedene Skalen, Einheiten und Flüssigkeiten (oder Gase), die in Thermometern verwendet wurden; heute basieren die meisten klassischen Thermometer auf Quecksilber, und trotz der Unterschiede in den Messeinheiten gibt es einen international vereinbarten Bereich von Temperaturen, die von einem Thermometer angezeigt werden.

Sextant

Ein Sextant. Quelle: Bright Hub Engineering

Ein Sextant ist ein nautisches Werkzeug zur Bestimmung der Position eines Schiffes. Er basiert auf der Messung des Winkelabstands zwischen astronomischen Objekten und wurde um 1700 von Newton und Hadley erfunden. Ein Sextant besteht aus einem Kreissektor mit einem Spiegel, einem Halbspiegel und einem Teleskop. Man schaut durch das Fernrohr auf einen bestimmten Punkt (auf einen Stern, die Sonne oder den Horizont) und bewegt den Spiegel so lange, bis ein zweiter Bezugspunkt auf den Halbspiegel reflektiert wird, so dass sich die Objekte schließlich überlappen. Anhand der Bewegung des Spiegels kann man den Winkel auf der Skala des Sextanten ablesen. Der Winkel zwischen einem Stern über dem Horizont hilft in Verbindung mit der Tageszeit, die geografische Breite mit Hilfe von astronomischen Tabellen zu bestimmen. Der Winkel zwischen dem Mond und einem Stern führt zur geografischen Höhe.

Trigonometrie

Die Sechs Trigonometrischen Funktionen. Quelle: Grade A Math Help

Die Trigonometrie ist eine der ältesten Formen des Rechnens und Messens, deren Ursprünge sich über Sumer, Babylon, Griechenland, Ägypten, Indien und andere frühe Zivilisationen bis vor 4000 Jahren erstreckten. Das Wort bedeutet "Dreiecksmessung" und bezieht sich auf die Verwendung von Seitenlängen und Winkeln von Dreiecken für Berechnungen. Wenn man die Größe von genügend Seiten und Winkeln eines Dreiecks kennt, ist es möglich, die Größe oder Länge der restlichen Seiten und Winkel zu berechnen. Die Trigonometrie wurde historisch in geodätischen Messungen, in der Astronomie, in der Navigation und in vielen anderen Anwendungsbereichen eingesetzt und ermöglichte die Entwicklung vieler relevanter Technologien und Erfindungen im Laufe der Geschichte.

Während die Trigonometrie recht aufwändig werden kann, basiert die grundlegendste planare Trigonometrie, wie wir sie heute kennen, auf der Arbeit von Rheticus und seinem Schüler Otho im 16. Jahrhundert und umfasst sechs grundlegende trigonometrische Funktionen: Sinus, Cosinus, Tangens sowie Kosekante, Sekante und Kotangens. Wenn man zwei Variablen des Dreiecks kennt, kann die dritte mit Hilfe eines Taschenrechners oder historisch mit einem Tabellenbuch oder einem Rechenschieber berechnet werden.

LiDAR

Das Prinzip der LiDAR-Technologie. Quelle: Archeological Photo Relief

LiDAR ist die Abkürzung für "light detection and ranging". Es ist eine Technologie, die den Abstand zwischen dem LiDAR-Sensor und jedem Objekt in seinem sichtbaren Bereich misst. LiDAR kann sowohl flugzeug- oder satellitengestützt als auch in der Nähe der Oberfläche eingesetzt werden. Der Sensor sendet mit einem Laser einen Lichtimpuls aus und erfasst das Licht, das von jedem Objekt reflektiert wird. Basierend auf der Zeit, die das Licht benötigt hat, berechnet er die Entfernung zum Objekt. Die Objekte können fest, aber auch flüssig oder sogar gasförmig sein. Auf diese Weise ist der LiDAR-Sensor in der Lage, ein 3D-Bild z.B. der Erdatmosphäre oder -oberfläche zu erstellen. Die LiDAR-Technologie kann bei der Erstellung von Landkarten helfen und wurde in jüngster Zeit eingesetzt, um Aerosole in der Luft, Temperaturprofile oder Spurengaskonzentrationen zu identifizieren.

Chinesisches Fingerrechnen

Chinesisches Fingerrechnen. Quelle: Wikipedia

In China gibt es ein System, die Zahlen von 1-10 mit nur einer Hand anzuzeigen (im Gegensatz zum westlichen Brauch, eine Einheit pro Finger anzuzeigen, also nur fünf pro Hand zu erreichen). Dieses System ist wahrscheinlich aufgrund der chinesischen Sprachvielfalt entstanden, oder auch aus dem Wunsch heraus, Informationen privat zu vermitteln.

Das Lineal

Ein Lineal aus Stahl. Quelle: Wikipedia

Lineale sind der Archetyp der Messwerkzeuge. Sie helfen, den Abstand zwischen Punkten oder die Länge von Linien zu bestimmen (was dasselbe ist, wenn man darüber nachdenkt), oder können als geometrisches Hilfsmittel verwendet werden, um festzustellen, ob eine Linie gerade oder gekrümmt ist, und um bei Bedarf gerade Linien zu zeichnen. Lineale werden üblicherweise aus Holz, Kunststoff, Stahl, flexiblem Band oder ähnlichem hergestellt, je nach Einsatzgebiet, Benutzerpräferenz und notwendiger Länge. Letztere kann unterschiedlich sein: Antike Lineale hatten unterschiedliche Längen, Lineale, die man in der Schule antrifft, messen typischerweise 30 cm Länge, und flexiblere (manchmal faltbare) Lineale, die in der Architektur, im Bauwesen oder anderen solchen Bereichen verwendet werden, messen oft mehrere Meter. Historisch gesehen wurden Lineale häufiger verwendet, nachdem das metrische System (siehe oben) ab dem späten 18. Jahrhundert populär geworden war. Das älteste erhaltene Lineal (aus einer Kupferlegierung) stammt jedoch aus dem Jahr 2650 v. Chr. aus Nippur in Sumer, und Lineale aus Elfenbein wurden im Indus-Tal vor 1500 v. Chr. verwendet.

Weltraumteleskop

Das Hubble Space Telescope. Quelle: Wikipedia

Ein Weltraumteleskop ist ein Teleskop im Weltraum. Anders als bei Satelliten, die die Erde abbilden, zielt es in den Weltraum, um entfernte Sterne, Planeten und andere astronomische Objekte zu kartieren oder zu vermessen. Weltraumbeobachtungen haben den Vorteil, dass sie nicht durch Filterung und Verzerrungen durch die Erdatmosphäre sowie durch Lichtverschmutzung auf der Erde beeinträchtigt werden. Daher ermöglichen sie den Wissenschaftler*innen eine bessere Beobachtung des Weltraums trotz der Schwierigkeiten bei der Wartung und der hohen Kosten für den Bau von Weltraumteleskopen.

Gas- und Flüssigchromatographie

Gaschromatographie (GC) und Flüssigkeitschromatographie ("Liquid Chromatography", LC) sind die beiden Hauptformen der Chromatographie, einer Analysetechnik zur Quantifizierung von Verbindungen in einem Gemisch, z.B. bei der Qualitätskontrolle in der Industrie, in der Forensik oder in den Umweltwissenschaften. Der Begriff "Chromatographie" wurde 1906 vom russischen Botaniker Tswett geprägt, während die Methode selbst erstmals 1952 verwendet wurde.

Eine Chromatographie besteht aus zwei Hauptkomponenten: einer stationären Phase und einer mobilen Phase, die sich entlang des Mediums im Chromatographen bewegt. Bei der Gaschromatographie besteht die mobile Phase aus einem Inertgas, wie Helium oder Stickstoff, während die stationäre Phase aus einer Flüssigkeit besteht. Bei der Flüssigkeitschromatographie ist die mobile Phase eine Flüssigkeit und die stationäre Phase ein Feststoff. Die zu analysierende Probe wird in diese Phasen eingebracht. Diejenigen Verbindungen, die stärker mit der stationären Phase wechselwirken ("like-dissolves-like"-Regel, d.h. chemisch ähnliche Verbindungen bleiben zusammen), bleiben länger in dieser Phase, während die Verbindungen, die weniger mit der stationären Phase wechselwirken, sich mit der mobilen Phase bewegen. Die Verteilung der Verbindungen zwischen den beiden Phasen kann mit verschiedenen Formen von Detektoren analysiert werden, was zu Erkenntnissen über die Zusammensetzung der Ausgangsprobe führt.

Das Prinzip der Chromatographie. Quelle: Microbenotes

Abschließende Bemerkungen

Viele dieser Maßeinheiten und Messgeräte werden von Forschenden oft als wissenschaftliche Methoden definiert. Wir würden dem widersprechen, denn sie erzeugen kein Wissen an sich, sind aber oft eine wichtige Grundlage für die Sammlung von Daten oder die Strukturierung des erworbenen Wissens. Wir müssen anerkennen, dass es eine Fülle von Daten gibt, und die hier vorgestellten Beispiele zeigen deren große Vielfalt und die entstehenden Herausforderungen, verschiedene Daten zu integrieren. Dies wird eine der wichtigsten methodischen Herausforderungen des 21. Jahrhunderts sein und unterstreicht sowohl die Bedeutung der Anerkennung qualitativer Methoden als auch die tiefe Normativität, die Teil der vielfältigen Datensätze ist, die wir haben.

Quellen und weiterführende Informationen

• Celcius, Kelvin & Fahrenheit: https://cryo.gsfc.nasa.gov/introduction/temp_scales.html
• Richterskala: https://www.britannica.com/science/Richter-scale
• Beaufort-Skala: https://www.weather.gov/mfl/beaufort
• Dezibel: https://www.elektronik-kompendium.de/sites/grd/0304011.htm, https://de.wikipedia.org/wiki/Bel_(Einheit)
• IQ: https://flexikon.doccheck.com/de/Intelligenzquotient, https://de.wikipedia.org/wiki/Intelligenzquotient, https://www.iqmindware.com/intelligence-trackers/iq-tests/increase-iq/, https://www.youtube.com/watch?v=7p2a9B35Xn0 (Misst der IQ tatsächlich Intelligenz?), https://www.youtube.com/watch?v=7p2a9B35Xn0 (eine kritische Reflektion)
• HDI: https://en.wikipedia.org/wiki/Human_Development_Index, http://hdr.undp.org/en/2019-report
• HDI, GDP und GINI-Index: https://www.investopedia.com/terms/g/gdp.asp, https://www.factmonster.com/math-science/weights-measures/metric-weights-and-measures (Reflektion über verschiedene Maßsysteme auf der Welt), http://hdr.undp.org/en/content/human-development-index-hdi (eine Alternative zum GDP), https://www.investopedia.com/terms/g/gini-index.asp (Ungleichheit messen)
• US-amerikanisches Maßsystem vs. Metrisches Maßsystem: https://en.wikipedia.org/wiki/United_States_customary_units, Martin Gardner (May 4, 2012). Fads and Fallacies in the Name of Science. Courier Corporation. pp. 180–. ISBN 978-0-486-13162-7. (quote on the metric system's acceptance)
• Das Gewicht der Seele: https://www.thevintagenews.com/2018/11/30/21-grams-experiment/
• Wassertiefe und Knoten: https://en.wikipedia.org/wiki/Depth_sounding
• Thermometer: https://en.wikipedia.org/wiki/Thermometer
• Sextant: https://www.brighthubengineering.com/seafaring/31615-marine-navigational-equipment-the-sextant/, https://www.spektrum.de/lexikon/physik/sextant/13240
• Trigonometrie: https://math.wikia.org/wiki/History_of_trigonometry
• LiDAR: https://www.dlr.de/rd/desktopdefault.aspx/tabid-5626/9178_read-17527/
• Chinesisches Fingerrechnen: https://en.wikipedia.org/wiki/Chinese_number_gestures
• Das Lineal: https://en.wikipedia.org/wiki/Ruler
• Weltraumteleskop: https://en.wikipedia.org/wiki/Space_telescope
• Chromatographie: http://www.chem.ucla.edu/~bacher/General/30BL/gc/theory.html, https://microbenotes.com/chromatography-principle-types-and-applications/

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The authors of this entry are Christopher Franz and Henrik von Wehrden.