Richard Feynman stellte diese Frage an sich selbst und gab dann zur Antwort, dass alle Materie aus Atomen besteht. Ich würde stattdessen den Rat weitergeben, dass gekrümmtes Glas kleine Strukturen sichtbar machen kann. Nicht nur, weil ich kurzsichtig bin und die natürliche Auslese mit mir schon lange kurzen Prozess gemacht hätte, wenn ich keine Brille hätte. Sondern auch, weil Linsen eine Schlüsselrolle in der Geschichte der Naturerkennung gespielt haben.
Dank der frühen Mikroskope und Teleskope waren Menschen im 16. Jahrhundert zum ersten Mal in der Lage, sich über die Grenzen ihrer eigenen Sinneswahrnehmung hinwegzusetzen. Mithilfe von Teleskopen schauten sie in den Nachthimmel und konnten nun Sterne und Planeten besser beobachten. Dabei lernten sie, Bahnen der Himmelsobjekte zunehmend genau vorherzusagen, und verstanden so die Gravitationsgesetze. Mit Mikroskopen untersuchten sie Materialstrukturen und Kleinstlebewesen, was der Medizin und Biologie immensen Fortschritt brachte. Und ich, wie viele andere, verdanke meinen Weg in die Wissenschaft nicht unbeträchtlich einem Mikroskop in meiner Schulzeit, das heute keinen Forscher beindrucken würde, aber im 16. Jahrhundert eine Weltsensation gewesen wäre.
Heute benutze ich, wie so viele, ein Smartphone, um Fotos zu machen. Die Linsen darin sind zusammengesetzte Linsen. Dabei handelt es sich um konkave und konvexe Linsen, die wie auf einem übermäßig belegten Brot gestapelt sind: Salami, Käse, Schinken, Tomate, Gurke – und noch eine Zwiebelscheibe obendrauf. Mit sechs Lagen ist man bei Smartphone-Linsen gut dabei, manchmal sind es auch mehr. Der ganze Linsenstapel ist dann einige Millimeter breit und hoch. In marktüblichen Smartphones sind die Linsen in der Regel nicht aus Glas, sondern aus Kunststoff. Zwar ist die Abbildungsqualität von Kunststoff schlechter, aber er ist einfacher zu verarbeiten und daher billiger.
Die Grenzen der Miniaturisierung
Doch Linsen stellen sich einem der prägendsten Fortschrittsfaktoren unserer Zeit in die Quere: der Miniaturisierung. Während viele technologische Komponenten – von Schaltkreisen über Speicher bis zu Bildschirmpixeln – kleiner und kleiner geworden sind, lassen sich Linsen nicht beliebig verkleinern, denn sie müssen genug Licht einfangen und fokussieren können. Macht man sie zu klein, leidet die Bildqualität.
Deshalb hat ihr Smartphone wahrscheinlich nur einen digitalen Zoom, mit dem man den Bildausschnitt verändert, und keinen optischen Zoom, bei dem das Licht anders eingefangen wird – denn der würde nicht ins Gehäuse passen. Und im Dunkeln ist die Bildqualität von Smartphones schlecht. Die Bilder werden körnig, einfach deshalb, weil kleine Linsen wenig Licht einfangen. Dieses Problem kann teilweise mit besseren digitalen Sensoren, mehreren Kameras, und intelligenter Bildverarbeitung ausgeglichen werden. Aber selbst damit kommt man nicht unter einige Millimeter Linsengröße.
