Die Entzauberung des Vitruv

Zwar hielt der britisch-australische Archäologe Frank Sear bereits in einem 1990 publizierten Fachartikel fest, dass „Vitruv selbst fest mit Abweichungen von der Norm rechnete“ und dies auch „unzweideutig“ so artikuliert hätte. In Wahrheit aber ist das vitruvsche Schema nicht einmal die Norm, sondern eher die seltene Ausnahme, wie Wladek Fuchs darlegen sollte. Der in Warschau geborene Vollblut-Wissenschaftler hebt entschuldigend die Hände und blickt zum Himmel: „Meine Eltern waren beide Mathematiker. Wahrscheinlich habe ich meine ausgeprägte Neigung zu präzisen Kalkulationen von ihnen geerbt.“ Diese Präzisionsliebe war es auch, die Fuchs an der von Vitruv beschriebenen Formel mit dem zwölfzackigen Stern zweifeln ließ. Schon aus statischer Sicht sei dieses Konzept kaum auf die große Mehrheit der römischen Theaterbauten übertragbar, fand der Forscher.

Römische Präzision

Vor Fuchsʼ Nachforschungen erklärte die Wissenschaft vorhandene Abweichungen vom vitruvschen Schema mit spontanen Anpassungen an das jeweilige Gelände, mit schlichten Messfehlern oder mit Ungenauigkeiten in der Ausführung. Doch so viel Improvisation und Dilettantismus wollte Fuchs nicht wahrhaben: „Auch wenn die Römer natürlich mit römischen Zahlen operierten und noch keine Dezimalzahlen kannten, hatten sie bereits sehr präzise Maßeinheiten, die bis weit ins Mittelalter hinein von namhaften Architekten und Baumeistern verwendet wurden“, betont der Experte und verweist auf die römische Elle (cubitus), die umgerechnet 44,4 Zentimeter betrug, oder den römischen Fuß (pes), der 29,6 Zentimeter maß. Hinzu kamen zahlreiche kleinere Untereinheiten. „Damit besaß das antike Rom nicht nur ein gutes System von Proportionen, sondern auch ein zuverlässiges System für präzise mathematische Kalkulationen“, so Fuchs. Für Kreisberechnungen, etwa des Tribünenumfangs und der damit korrelierenden Zuschauerkapazität, behalf man sich mit der von Archimedes ermittelten Pi-Näherung 22:7. Deren Abweichung vom „echten“ Pi beträgt gerade mal 0,04 Prozent.

Dass römische „Starchitekten“, denen prestigeträchtige Theaterprojekte wie jenes in Volterra anvertraut wurden, leichtfertig Rechen- oder Ausführungsfehler produzierten, bezweifelte Fuchs noch aus einem anderen Grund: „Diese Leute wussten nur allzu gut, dass gröbere Missgeschicke sie nicht bloß ihren Job und ihre gesellschaftliche Stellung kosten konnten, sondern möglicherweise auch den Kopf.“ So weit, so plausibel. Doch als wissenschaftlicher Einzelkämpfer sah sich der polnisch-amerikanische Professor kaum in der Lage, seine Vitruv-Gegenrede mit mathematisch-scharfer Evidenz zu untermauern: Entsprechende eigene Vermessungen mit herkömmlichem Gerät hätten ihn vermutlich Jahre, wenn nicht Jahrzehnte gekostet – von den nötigen Finanzmitteln ganz zu schweigen.

Im April 2016 aber fand Fuchs einen starken Partner: Ein kalifornischer Techkonzern aus San Francisco rückte mit modernsten Laserscannern sowie mit hochauflösenden 360-Grad- und Drohnenkameras in Volterra an. Das Team des Architektur-Software-Riesen Autodesk scannte das komplette römische Freilichttheater, drei ganze Tage lang, von 110 verschiedenen Positionen aus. Das Resultat: eine 27 Gigabyte schwere dreidimensionale Point Cloud (deutsch: Punktwolke) mit Milliarden von Punkten, die nur Millimeter von ihren jeweiligen Umgebungspunkten entfernt liegen. Zur Veranschaulichung wurden die Punkte anschließend mit synchronisierten Fotodaten koloriert, die aus zahllosen Einzelfotos zu einer 360-Grad-Panorama-Rundumsicht zusammengefügt wurden, was dem Betrachter einen nahtlosen Perspektivwechsel ermöglicht. Im Resultat erinnert das Ganze an die Bilder von Google Street View.

Fuchs aber interessierte sich vor allem für die Punktwolke. Mit diesen hochpräzisen Messdaten konnte der Forscher das Konstruktionskonzept des Vitruv quasi vom Ende her lesen, um zufrieden festzustellen, dass der Ausgangspunkt des römischen Gelehrten schlicht falsch war – zumindest in Bezug auf Volterra: Die architektonische Keimzelle des dortigen Freilichttheaters ist nicht etwa ein Kreis mit eingeschlossenem zwölfzackigem Stern, sondern ein Kreis mit eingeschlossenem Siebeneck (Heptagon), dessen Seiten abermals in drei Teile unterteilt wurden. So entstand ein 21-seitiges Layout.

Eine von Fuchs und Autodesk angefertigte Tortengrafik auf Basis der Laserscan-Daten belegt: Sämtliche Tribünenabschnitte, Aufgänge und Einlasstüren sind letztlich nach den verlängerten Strecken zwischen Kreismittelpunkt und den sieben Heptagon-Ecken ausgerichtet. „Nichts war so, wie Vitruv es geschrieben hatte“, sagt Fuchs. Autodesk verfasste dazu folgende Mitteilung an die Fachpresse: „Was Sie über römische Entwürfe an der Architektur-Hochschule gelernt haben, wurde soeben als falsch entlarvt.“

Scans von 50 Theatern

Die Entzauberung des Vitruv in Volterra war der Auftakt zu einer großen Forschungskampagne von Fuchs und seinen amerikanischen Techpartnern. Und siehe da, die von dem antiken römischen Gelehrten beschriebene Konstruktionsnorm mit zwölfzackigem Stern oder Zwölfeck ist nur bei sieben von 50 untersuchten Theatern der römischen Welt anzutreffen. In den meisten Fällen sind es Kreise mit eingeschlossenen sieben- bis neunseitigen geometrischen Figuren, an denen sich der architektonische Aufbau ausrichtet: etwa beim berühmten römischen Theater im spanischen Cartagena, dessen Konstruktion auf einem Achteck (Oktogon) beruht, oder beim römischen Theater von Gubbio (Italien), dem ein Neuneck (Nonagon) zugrunde liegt. Die Varianz reicht laut Fuchs bis hinauf zu 13-seitigen Polygonen, also Vielecken.

Ist Vitruv also durch diese Forschungsergebnisse unglaubwürdig geworden? Nein, sagt Henner von Hesberg. Der ehemalige Erste Direktor der Abteilung Rom am Deutschen Archäologischen Institut in Berlin hat sich ein ganzes Berufsleben lang immer wieder mit dem Werk des Vitruv befasst. Die nicht ganz neue Debatte über dessen Schriften und über die Abweichungen in der baulichen Praxis – auch in Bezug auf römische Theater – betrachtet der emeritierte Professor differenziert. „Grundsätzlich gibt es in unserem Fach zwei Extreme. Das eine Extrem, nach dem Vitruv eine Art Bibel für Architekten der römischen Antike geschrieben hat. Alle Bauten und Teile von ihnen müssen seinen Angaben entsprechen, und wenn sie das nicht tun, dann handelt es sich bei den Ausführenden um Ignoranten oder Dilettanten, die ihn nicht gelesen haben“, so von Hesberg. „Das andere Extrem, nach dem Vitruv ohnehin nur seine eigenen Theorien aufstellt, ohne von der Realität stärker berührt zu sein.“

Die Wahrheit liege wohl irgendwo dazwischen und enthalte viele Fragen, so von Hesberg: „Etwa für wen Vitruv geschrieben hat und was er eigentlich seinen Lesern vermitteln wollte. Vitruv wollte nach meiner Meinung nie eine ‚Bibel‘ sein.“ Dazu hätten erst andere sein Werk erklärt. „Vitruv bildet nur einzelne Möglichkeiten ab, nicht das ganze Spektrum. Damit ist er aber nicht widerlegt“, verteidigt von Hesberg den Mann aus Formia in der Region Latium. Zusätzlich verweist der Experte auf ein grundsätzliches Dilemma für Bauplaner: „Architektur ist immer ein Aushandlungsprozess zwischen vielen Beteiligten, den Auftraggebern, Architekten, Ausführenden und Benutzern. Da kommt viel zusammen und da muss öffentlich argumentiert werden, besonders in einer antiken Gesellschaft.“ So kann eine architektonische Ausgangsformel schnell schnöden Sachzwängen zum Opfer fallen.

Wladek Fuchs wiederum mutmaßt, dass Vitruv die Bedeutung des zwölfzackigen Sterns in seinen Büchern möglicherweise bewusst überhöht hatte, weil er darin eine gewisse Metaphorik sah: Schließlich hatte die Zahl 12 („XII“) im alten Rom eine wichtige symbolische Bedeutung als Zeichen der Vollständigkeit, nicht zuletzt mit Blick auf die Dei consentes genannte Gruppe der zwölf meistverehrten Gottheiten. Doch Fuchs sagt: „Metaphorik sorgt nicht dafür, dass Bauwerke aufrecht stehen. Das kann am Ende nur die Mathematik gewährleisten.“ Selbst für das ovale Kolosseum von Rom konnte der Forscher aus Detroit eine andere geometrische Ausgangsfigur ermitteln als bislang angenommen: Statt einer Raute, deren obere und untere Spitze mit den Breitseiten des Innenraum-Ovals abschließen, identifizierte Fuchs mit seinem Team eine Raute, die mit dem innersten Tribünenring abschließt.

Das vergleichsweise kleine Freilichttheater von Volterra bestand nicht ganz so lange wie das gewaltige Kolosseum, aber doch rund 300 Jahre lang. Ab dem 3. Jahrhundert n.Chr. wurde es zunehmend weniger genutzt und ein steter Verfall setzte ein. „Im frühen Christentum hatten Theater, Unterhaltung und Vergnügen nicht mehr diesen Stellenwert wie zuvor“, so Fuchs. „Der Mensch sollte auf Erden leiden wie Christus, um dann in den Himmel zu gelangen.“ Laut Überlieferung beschleunigte ein Erdrutsch den Niedergang der einstigen Kulturstätte und des an die Bühnenrückseite angeschlossenen Parks. Die alten römischen Bausteine fanden schließlich eine neue Verwendung: Sie stecken heute in der mittelalterlichen Stadtmauer, die von oben auf die Theaterruinen herabschaut.

Als moderner Volterra-Tourist im 21. Jahrhundert n.Chr. braucht man schon eine gute Portion Vorstellungsvermögen, um die vollen Dimensionen und die ursprüngliche Pracht des antiken römischen Theaters erfassen zu können. Oder man nimmt sich eine digitale Rekonstruktion zur Hand: Basierend auf den Laserscan-Daten von Autodesk und seiner eigenen ermittelten Konstruktions-Keimzelle mit dem siebenseitigen Polygon konnte Fuchs die ursprünglichen Strukturen annähernd genau rekonstruieren – zumindest virtuell. Der Wissenschaftler liebt dieses „wunderbare Spielzeug“, wie er es nennt: Wieder und wieder lässt er an seinem Tablet aktuelle Fotos von der Theaterruine durch Simulationen des antiken Neuzustands überlagern. „Das ist wie eine Zeitreise“, sagt er hörbar begeistert.

Rekonstruktion nach Erdbeben

Unterdessen hat Autodesk fast ganz Volterra einscannen lassen, einschließlich der kompletten Stadtmauer. Sinn und Nutzen dieser Maßnahme zur „digitalen Sicherung“ zeigte sich am 6. Mai 2024: An jenem Tag brachte eine bis heute nicht genau definierte starke Bewegung des Erdbodens einen Teil von Volterras Stadtmauer zum Einsturz. Auf Basis der archivierten Scans und Panoramabilder wird der betroffene Abschnitt nun originalgetreu wieder zusammengefügt, Stein für Stein. Derweil betont Autodesks Volterra-Projektleiter Tristan Randall, dass sein Arbeitgeber sämtliche Scan- und Digitalisierungs-Arbeiten in Volterra „pro bono“ leistet – für die von Fuchs geleitete Volterra-Detroit-Stiftung und für den Erhalt der historisch bedeutsamen Stadt, die heute noch etwa 10.000 Einwohner hat.

Dazu muss man wissen: Volterras historische Stätten sind zahlreichen Gefahren ausgesetzt. Die Gegend verzeichnet seit jeher eine starke seismische Aktivität. Im Durchschnitt gibt es hier pro Jahr knapp 1.000 Erdbeben im Umkreis von 100 Kilometern. Allein in der letzten Oktoberwoche 2025 ereigneten sich drei Beben oberhalb von Stärke 2. Auch stärkere, deutlich spürbare Beben kommen immer wieder vor. Zudem können anhaltende Regenfälle und daraus resultierende Erdrutsche die nach etruskischer Tradition auf einem Hügel erbaute Stadt und ihre Strukturen beschädigen, wie die regionale Denkmalpflegerin Elena Sorge erzählt. „Bereits im Januar 2014 gab es hier in Volterra einen Erdrutsch, bei dem ebenfalls ein Teil der Stadtmauer kollabierte“, sagt die Archäologin und Etruskologin. „Leider hatten wir damals noch keine entsprechenden Scans. Die Mauer musste anhand von alten Fotos bestmöglich repariert werden.“

Während Elena Sorge referiert, wandert ihr Blick durch den prunkvollen Sitzungssaal im Palazzo dei Priori, dem früheren Kommunalpalast von Volterra, in dem sich heute die Stadtverwaltung befindet. Auch dieses rund 800 Jahre alte Renaissancegebäude mit all seinen Außenmauern und Innenräumen befindet sich vollständig gescannt in der Datenbank. „Man sollte nicht nur an Erdbeben oder Erdrutsche als mögliche Schadensereignisse denken“, erklärt Sorge: „Die detaillierten Laserscan-Daten können auch im Falle eines größeren Wasserschadens oder eines Feuers Gold wert sein.“ Tristan Randall verweist auf den folgenschweren Brand in der weltberühmten Pariser Kathedrale Notre-Dame im April 2019: „Zum Glück gab es zum Zeitpunkt des Unglücks bereits vergleichbare Scans von der gesamten Baustruktur, sowohl von den Außenmauern als auch von der Dachkonstruktion und vom Innenraum.“ Auf Basis dieser Daten konnte Notre-Dame bis Ende 2024 wieder aufgebaut werden, nahezu originalgetreu.

Aktuelle Ausgrabung eines Amphitheaters

Derweil bearbeiten die US-Scan-Spezialisten ein paar Kilometer weiter nördlich bereits die nächste Baustelle – und das kann man in diesem Fall ruhig wörtlich nehmen: Im Juni 2015 wurde auf einer Grünbrache am heutigen Stadtrand von Volterra ein leicht geschwungenes Stück Mauerwerk im Boden entdeckt. Erste Probegrabungen erbrachten Hinweise auf eine größere römische Baustruktur. Die Ausgrabungen, die noch andauern, zeigten schnell, dass es sich um ein Amphitheater handelte. Nach bisherigem Befund ist das für rund 6.000 Zuschauer konzipierte Bauwerk jedoch nie wirklich fertiggestellt geworden. Darauf weisen überstehende Steine an einzelnen Mauer-Enden hin. „Die Römer schnitten die letzten Steine erst auf Linie, wenn die Mauer fertig war“, erklärt Ausgrabungsleiter Patrizio Giannelli. „Hier haben demzufolge vermutlich nie Kämpfe oder sonstige Aufführungen stattgefunden.“

Dennoch wird auch diese antike Baustruktur digital gesichert. Bereits während der Freilegung werden Schritt für Schritt entsprechende Laserscans und hochauflösende 360-Grad-Fotos angefertigt. Ob Autodesk seinen Datenschatz vermarkten und historische Stätten wie das römische Theater in Volterra eines Tages in den Vereinigten Staaten klonen will? So, wie die Chinesen dies in den 2010er-Jahren mit dem österreichischen Städtchen Hallstatt taten? Projektleiter Tristan Randall wirkt ob dieser Frage aufrichtig irritiert. „Nein, das haben wir garantiert nicht vor“, beteuert der gebürtige Texaner. „Allerdings arbeiten wir gemeinsam mit dem Videospiele-Entwickler Epic Games an einem virtuellen Rundgang durch das vollständig intakte römische Theater von Volterra.“ Eine solche Immersiv-Zeitreise mit Virtual-Reality-Brille könnte einen Besuch in der alten Etrusker- und Römerstadt künftig noch lohnenswerter machen. Der alte Vitruv würde ganz sicher staunen. ■