Erläuterung zu Robert Denk's Entdeckung

So wie es sich aus heutiger Sicht darstellt, kann es sich bei Denk's Entdeckung nur um einen heute unbekannten festkörperphysikalischen Effekt handeln. Aus den in den Dokumenten gegebenen Informationen lässt sich entnehmen, dass es sich bei Denk's aktivem Bauelement nicht um einen Transistor nach dem US-Patent, welcher auf dotierten Halbleitern beruht, handeln kann. Denk hatte weder das nötige physikalische Wissen, noch die erforderlichen aufwendigen Technologien und hochreinen Materialien zur Verfügung, um einen Transistor auf der Basis dotierter Halbleiter mit der erforderlichen Präzision herstellen zu können. Er hatte auch nicht die Absicht, einen Transistor zu bauen. Er hatte also auch nicht nach einem Festkörperverstärker gesucht. Er entdeckte 1942 durch Zufall einen bis dahin unbekannten festkörperphysikalischen Effekt, als bei einer Fehlschaltung zwei blanke und oxydierte Drähte bewirkten, dass ein Röhrenradio weiterspielte, obwohl zwei Röhren ausgeschaltet waren. Die Funktion einer Röhre, also eines Verstärkers, liess sich durch ein Bauelement ersetzen, welches zum Teil aus zwei blanken und oxydierten Drähten bestand. Denk's gesamte weitere Aktivität beschränkte sich darauf, diese Funktion kontrolliert reproduzieren zu können, was ihm nach 400 Versuchen auch gelang. Dass dieses (auf Foto 2 abgebildete) kleine Radio über den eingebauten Lautsprecher im Februar 1948 spielte, also funktionierte, ist sicher erwiesen, weil es dafür etliche Zeitzeugen gibt. Daran besteht also kein Zweifel. Das von Denk als "kalte Kathode" bezeichnete aktive Bauelement ist vermutlich mit dem gesamten bekannten physikalischen Wissen nicht beschreibbar und damit auch nicht beurteilbar. Die Existenz des entdeckten Effektes ist nicht erklärbar. Die Beschreibung, dass die Funktion im Wesentlichen durch zwei oxydierte Drähte realisiert werden kann, reicht zu dieser Feststellung aus. Dies ist kein dotierter Halbleiter, auf denen alle heute verwendeten Transistoren beruhen. Denk's aktives Bauelement ist durch einfachste und billigste Verfahren herstellbar. Denk's Entdeckung zeigt also, dass dort etwas existiert, was wir noch nicht kennen, dass es also mehr gibt, als wir momentan sehen und uns momentan bewusst sind, dass unser gegenwärtiges physikalisches Weltverständnis offenbar "unvollständig" ist. Dass Denk's röhrenloses Radio heute als "Transistorradio" bezeichnet wird, liegt daran, dass keine anderen Begriffe existieren. Es gibt keinen Begriff für das von Denk entdeckte physikalische Phänomen, eben weil das Phänomen unbekannt ist. Für das in den USA entwickelte Halbleiterbauelement wurde zum Zweck der Bezeichnung der Begriff "Transistor" eingeführt. Da Denk's Bauelement auch als Verstärker einsetzbar ist, also dasselbe leistet wie ein Transistor, trifft der Begriff "Transistor" von seiner Bedeutung auch auf Denk's Bauelement zu, weil auch hier, im Gegensatz zur Röhre, offenbar ein festkörperphysikalischer Effekt zugrunde liegt. Den Dokumenten und Zeitzeugenberichten zufolge konstruierte Denk ein kleines, also zweifelsfrei röhrenloses Radio, welches über Lautsprecher, also Niederfrequenzverstärker, laut und in guter Klangqualität spielte. Ein Transistor auf Basis dotierter Halbleiter kann das wesentliche Bauelement wie bereits erwähnt nicht gewesen sein. Eine mögliche Verwendung von Detektorkristallen (zur Demodulation) erklärt auch nicht das Prinzip des Niederfrequenzverstärkers, welcher aufgrund der Existenz des eingebauten Lautsprechers vorhanden gewesen sein muss. Bis heute ist kein physikalisches Phänomen bekannt, welches für Denk's Radio in Frage kommt. Die aus heutiger Sicht wesentliche Beobachtung lässt sich in folgendem Satz zusammenfassen:

1948 ertönt aus einem kleinen (röhrenlosen) Radio laute (NF-Verstärker) Musik!

Was ist das? Ein dotierter Halbleiter ist es nicht. Welches physikalische Phänomen liegt zugrunde? Welche Antworten sind möglich? Da es bis heute keine einzige Antwort gibt, kann nur geschlussfolgert werden, dass es sich offenbar nur um ein unbekanntes physikalisches Phänomen handeln kann. Zur Wahrscheinlichkeit, dass es sich hier tatsächlich um einen unbekannten physikalischen Effekt handelt, ist folgendes zu sagen. Wie gesagt handelt es sich bei Denk's aktivem Bauelement nicht um eine Entwicklung aus der aktuellen physikalischen Modellvorstellung heraus, welche auf den aktuell zugrunde gelegten Axiomen beruht, sondern um eine zufällige Entdeckung. Der wesentliche Unterschied zwischen zufälligen Entdeckungen und Beobachtungen in gezielt durchgeführten Experimenten ist, dass bei experimentellen Verfahren entsprechend der zugrunde gelegten theoretischen Modellvorstellung zumeist eine begrenzte Anzahl möglicher Resultate erwartet wird. Entsprechend der Ergebnisse der Experimente werden dann vorhandene Beschreibungen modifiziert und dadurch die praktische Anwendbarkeit der zugehörigen Modelle erhöht. Eine zufällige Entdeckung dagegen entspricht einem Experiment, bei dem keine theoretische Modellvorstellung zugrunde liegt, also keine bestimmten Resultate erwartet werden. Beliebige Experimente ohne erwartete Resultate können zu zufälligen Entdeckungen führen. Falls derartige Experimente zu signifikanten Entdeckungen führen, was äusserst unwahrscheinlich und daher eben nur durch Zufall möglich ist, ist das Resultat im allgemeinen wesentlich bedeutender für die Naturwissenschaften, da die Reduzierung der Wirklichkeit auf extrem vereinfachende Modellvorstellungen, die allen gezielt durchgeführten Experimenten zugrunde liegen, entfällt. Zufällige Entdeckungen haben häufig genau jene Resultate zur Folge, die durch lange, ausgedehnte experimentelle Untersuchungen nicht erzielt werden konnten. Derartige vom Wesen her zufällige Entdeckungen gibt es z.B. häufig bei Medikamenten, bei denen zwar die Wirkung erwiesen ist, jedoch zum Zeitpunkt der Entdeckung nicht bekannt ist, warum diese Wirkung eintritt. Ein Beispiel dafür ist das 1928 von Fleming zufällig entdeckte Penicillin. Dass es sich bei Denk's Entdeckung um eine zufällige Entdeckung handelt, ist in sofern von erheblicher Bedeutung, als dass gezielt durchgeführte Experimente wohl kaum dieses Ergebnis hätten liefern können. Jede Durchführung von Experimenten erhöht zwar die Wahrscheinlichkeit einer zufälligen Entdeckung, sie kann diese jedoch nicht ersetzen, weil man bei gezielt durchgeführten Experimenten im allgemeinen an der "falschen" Stelle sucht. Man muss bedenken, wie lange es z.B. dauerte, bis die Formulierung der klassischen Mechanik möglich wurde. Seit Newton dauerte es dann fast 250 Jahre, bis die allgemeine Relativität und die Quantenmechanik die klassische Mechanik in ein umfassenderes Modell integrierte. Sowohl die durch die allgemeine Relativität, als auch die durch die Quantenmechanik beschriebenen Naturvorgänge waren aus der Sicht der klassischen Mechanik nicht "möglich". Sie konnten aus dieser eingeschränkten Sicht überhaupt nicht existieren. Eine Existenz ergibt sich jedoch aus einer Beobachtung, z.B. einer zufälligen Entdeckung, und nicht aus einem sich unaufhörlich evolutionär entwickelnden physikalischen Weltbild. Auch kann ein logischer Widerspruch zu einem Modell kein Gegenargument zu einer eindeutigen Beobachtung sein, wenn "Messfehler" ausgeschlossen sind. Diese Evolution der die Naturvorgänge beschreibenden Modelle war nur durch Beobachten und Schlussfolgern, also durch Entdeckungen möglich. Beobachtungen und zufällige Entdeckungen sind sozusagen die "Substanz", die als Gegenstand des Denkens erst die rationalen Schlussfolgerungen ermöglicht, die dann u.U. zu weiteren Entdeckungen führen. Wenn man bedenkt, dass die gesamte Elektrotechnik gerade einmal ungefähr 200 Jahre alt ist, sind Entdeckungen, die in Ihrer Wirkung spezielle Teile der bisherigen Modelle modifizieren, nicht nur möglich, sie sind zu erwarten. Sie sind sogar für die Weiterentwicklung der theoretischen Modellvorstellung unerlässlich, da die den Modellen zugrunde liegenden Axiome nur erlauben, das Naturgeschehen in begrenztem, endlichem Umfang beschreiben zu können. Die Anzahl der möglichen Schlussfolgerungen stösst an natürliche Grenzen. Offenbar liefert jedoch die (menschliche) Evolution immer wieder neue, zum Teil zufällige Entdeckungen, in deren Folge sich dann eine umfassendere Beschreibung des Naturgeschehens neu herauskristallisiert. Welche Bedeutung Robert Denk's Entdeckung zukäme, könnte nur beurteilt werden, wenn der Effekt bekannt wäre. Dass dieser Effekt gerade 1942 entdeckt wurde, ist auch in sofern naheliegend, als dass zu dieser Zeit von Bastlern noch auf die verschiedensten irgendwie brauchbaren Leitermaterialien zurückgegriffen wurde. Das von Denk entdeckte natürliche physikalische Phänomen kann offenbar nur durch Zufall entdeckt werden, da es der aktuellen physikalischen Modellvorstellung in sofern widerspricht, als dass es momentan daraus noch nicht ableitbar ist. Nach dem aktuellen Modell dürfte die Erscheinung überhaupt nicht existieren, da das Modell eine derartige natürliche Erscheinung nicht "zulässt". Das von Denk entdeckte Phänomen muss sich also nicht durch die aktuelle physikalische Modellvorstellung beschreiben lassen. Um den Transistor auf Basis dotierter Halbleiter zu realisieren, waren aufwändige Experimente, also Beobachtungen, zufällige Entdeckungen und logische Schlussfolgerungen erforderlich. Erst nach der endgültigen Realisierung folgte offenbar die umfassende Beschreibung des theoretischen Modells. Genau das trifft auch auf Denk's aktives Bauelement zu, nur dass Denk kein theoretisches Modell zugrunde legte oder entwickelte, sondern einfach das nachbaute, was er entdeckte. Dies war offenbar aufgrund der "genialen Simplizität dieser Konstruktion", wie es in den Dokumenten heisst, möglich. Dass in beiden Fällen, also sowohl beim Bauelement aus dotierten Halbleitern, wie auch bei Denk's Bauelement im wesentlichen die experimentelle Praxis für den Erfolg entscheidend war, ist dabei von erheblicher Bedeutung. Modelle können eben nur das bisher beobachtete beschreiben. Eine neue Beobachtung oder Entdeckung kann daher nur bedingt durch die bisherige Modellvorstellung beurteilt werden. Man darf nicht tatsächlich vorhandene, eindeutige Beobachtungen mit extrem eingeschränkten Modellvorstellungen verwechseln, welche die Wirklichkeit nur in einem vermutlich winzigen Bruchteil beschreiben können. Das vermutlich meiste von dem, was existiert, kennen wir nicht, nehmen wir nicht einmal wahr, da dies unsere begrenzte (wissenschaftliche) Wirklichkeitsvorstellung nicht zulässt. Möglicherweise existiert sogar um ein unvorstellbar vielfaches mehr als das, was wir bis jetzt entdeckt und durch rationales Schlussfolgern erschlossen haben. Wir übersehen also vermutlich "fast alles". Dass es subjektiv nicht "so aussieht", als würden wir das meiste übersehen, liegt daran, dass es eben nicht die gesamte Wirklichkeit ist, die wir wahrnehmen, sondern eben lediglich der geringe Teil der individuellen Erfahrung, der sich in unserer subjektiven Wahrnehmung als "gesamte Wirklichkeit" präsentiert. Vermutlich fast alle existierenden Informationen liegen ausserhalb des individuellen Bewusstseins. Da die persönliche "Referenz-Wirklichkeit", auf die man sich bei jeder Beurteilung beziehen muss, nur die eigene Erfahrung sein kann, wird nicht nur das übersehen, was man selbst nicht kennt, sondern insbesondere auch das, was niemand kennt, was vermutlich den grössten Teil der Wirklichkeit ausmacht.

Dass Denk's Effekt, welcher 1948 zum Bau eines röhrenlosen Niederfrequenzverstärkers führte, in der Festkörperforschung zu keinerlei Anstössen geführt hat, liegt möglicherweise daran, dass niemand weiss, wo man ansetzen sollte. Ein Festkörperforscher, der erhebliches physikalisches Wissen und Erfahrung und eine hoch präzise Technologie zur Herstellung eines Festkörperverstärkers aus reinsten Materialien benötigt, ist schlicht überfordert, wenn jemand sagt, dass ein mit einfachsten und billigsten Werkzeugen bearbeiteter Aluminiumzylinder mit einer Elektrode aus einer Silberlegierung, auf die eine Oxydschicht aufgetragen ist, einen Transistor ersetzt. Derartiges ist in der begrenzten, sich in gerade einmal 200 Jahren entwickelten theoretischen Modellvorstellung nicht möglich, "kann also nicht sein".

Robert Denk hat im Februar 1948 das von ihm nach einem unbekannten Prinzip gebaute weltweit erste röhrenlose Radio mit Lautsprechern der Öffentlichkeit vorgestellt. Die Anerkennung dieser Tatsache wird jedoch dadurch "erschwert", dass dies aus heutiger Sicht nur mit Transistoren möglich ist, das Prinzip der oxydierten Drähte also nicht in die begrenzte aktuelle physikalische Modellvorstellung passt. Das, was hier momentan passiert, ist, dass eine Entdeckung vergessen wird, weil sie nach dem aktuellen naturwissenschaftlichen Weltverständnis nicht möglich ist und, unabhängig davon, keinen Einfluss auf die Entwicklung der heute verfügbaren Technologien hatte. Bisher haben fast immer die Entdeckungen die Modelle modifiziert. Selten, dass ein Modell eine spätere Entdeckung voraussagen konnte. Hätte Denk das "nötige physikalische Wissen" besessen und hätte er ein Transistorradio bauen wollen, dann hätte er sicher nicht versucht, aus einer Schaltung mit zwei blanken, oxydierten Drähten noch zu wählenden Materials einen Verstärker zu bauen. Er wäre sicher davon ausgegangen, dass dies absolut unmöglich sei, weil auch er die Wirklichkeit mit der in seinem Bewusstsein abgebildeten begrenzten Modellvorstellung verwechselt hätte. Er hätte übersehen, dass das in seinem Bewusstsein abgebildete Modell lediglich der Anwendung bzw. Handhabung der Wirklichkeit dient und nicht die Wirklichkeit selbst ist. Insbesondere hätte er jedoch höchstwahrscheinlich den von ihm zufällig entdeckten physikalischen Effekt nicht entdeckt. Er wäre als Physiker heute genau da, wo die anderen Festkörperforscher heute auch sind. Zufällige Entdeckungen, die oft wesentliche Gegenstände des rationalen Schlussfolgerns sind, sollten wir nicht deswegen ignorieren, weil wir unsere begrenzte modellhafte Vorstellung von der Wirklichkeit mit der unabhängig vom Individuum existierenden Wirklichkeit verwechseln, welche auch die Naturgesetze umfasst, die vermutlich zum grössten Teil unbekannt sind. Die unabhängig vom Individuum existierenden Naturgesetze bewirken das bekannte, wie auch das unbekannte, aber z.T. (zufällig) beobachtbare Naturgeschehen. Da die modellhafte Vorstellung von der Wirklichkeit nur das bisher entdeckte berücksichtigt, ist zu erwarten, dass das aktuell zufällig neu entdeckte nicht in die begrenzte bisherige Wirklichkeitsvorstellung passt. Dass eine neue zufällige Entdeckung im Bereich der Festkörperelektronik mit dem bisher vorhandenen physikalischen Modell nicht vereinbar ist, durch dieses also nicht erklärt werden kann, ist zu erwarten, da die Halbleiterphysik wie alle Naturwissenschaften die Resultate experimenteller Praxis beschreibt. Die aktuelle Halbleiterphysik berücksichtigt also nur die Naturvorgänge, die bereits bekannt sind, die also bisher durch experimentelle Verfahren beobachtet wurden. Da man jedoch davon ausgehen muss, dass die Festkörperphysik nur einen Bruchteil der das Verhalten von Festkörpern verursachenden Naturgesetze abdeckt, ist diese nur bedingt dazu geeignet, neue zufällige Entdeckungen in diesem Bereich zu beurteilen.

Das Problem bei Denk's Entdeckung ist, dass dafür gewissermassen niemand zuständig ist. Die Historiker können damit nichts anfangen, da die Entdeckung zu keiner der heute existierenden Technologien einen Beitrag geleistet hat. Die Wissenschaftler können damit auch nichts anfangen, da sich die vorhandenen Informationen nicht in ihr theoretisches Modell integrieren lassen. Da es sich bei Denk's Entdeckung und dem in den USA patentierten Transistor um eindeutig unterschiedliche physikalische Phänomene handelt, Denk also keine dotierten Halbleiter verwendete, wird hier niemandem etwas streitig gemacht, weswegen Denks Entdeckung eben eindeutig eine Pionierleistung war.

Dipl.-Ing. Heiko Benduhn


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