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31. 10. 2008
Grundfragen der Physik,
neu gestellt und beantwortet von einer Frau
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Wirbel und Spirale
als "weibliche" Symbole - die Ausgrenzung des Wirbels in Physik und Philosophie

Die Übersicht der Notizen auf dieser Seite
  1. Einführende Gedanken
  2. Ein Lichtenberg-Zitat
  3. Die "Manifestation der Energie" und der Erkenntniswert der Symbolsprache  - das Symbol Spirale
  4. Künstler "bemächtigen sich" physikalischer Themen
  5. Nicht-Wissenschaftler und Wirbel
  6. Erste physikalische Bemerkungen

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Spirale
In unserem Kulturkreis  sind gegenwärtig Wirbel- und Spiralabbildungen eher selten zu finden. Doch sie sind wieder im Kommen. In anderen Kulturen sind sie wesentlich häufiger vertreten - oft mit hohem symbolischen bzw. informativen Gehalt. Auf der Seite "Wirbelbilder" habe ich einige wenige Abbildungen zusammengestellt:
Wirbelbilder
Wirbelrad
Diese Abbildung zeigt das frühere Logo der Webseite, eine bearbeitete Darstellung eines "gotländischen Wirbelrades" . Da  sich das Phänomen Wirbel und Spirale am besten erfassen läßt, wenn man  es selbst zeichnet oder wie in diesem Fall als Mandala ausmalt, habe ich auf der Seite "Wirbelrad" eine große Abbildung des original Wirbelrades  aus dem Buch
     Energie und Kraft durch Mandalas
     von Marion und Werner Küstenmacher
ins Netz gestellt.
Wirbelrad
1. Einführende Gedanken
 
Die Gedanken auf dieser Seite schreibe ich in der Hoffnung, andere für die Phänomene von Spirale und Wirbel interessieren zu können. Denn aus meiner Sicht ist deren Erklärungspotential auch für das physikalische Verständnis der Struktur der Materie und der physikschen Realität insgesamt heute erst von wenigen PhysikerInnen erkannt. 
Einige interessante Überlegungen zum Wirbelbegriff finden sich im Thema "Struktur der Materie" auf der Seite "Kelvin", auf der es um Kelvins  Wirbelatom geht. Die Konfrontation mit diesem Modell hatte in mir einen Erkenntnis-Schock ausgelöst. Andererseits passierte mir etwas ähnliches wie  David Ash es beschreibt: das plötzliche Begreifen des Erkenntnispotentials, das im Modell des Wirbel liegt. Danach gab es kein Zurück in den vorherigen Erkenntnisstand.  Denn dieser Erkenntnisgewinn ist ein ausgesprochen lustvolles Erlebnis*.
* Natürlich weiß ich, daß der Begriff "lustvolles Erlebnis" keine wissenschaftliche Kategorie ist.
Deshalb bitte ich um Verzeihung, wenn ich ihn trotzdem verwende.
Das hat gute Gründe, die ich zu einem späteren Zeitpunkt im Rahmen des Themas
Wissenschaftstheorie > Erkenntnistheorie darlegen werde.
siehe Kelvin
und
Ash & Hewitt
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2. Ein Lichtenberg (Sudelbücher) - Zitat
 
"Die größten Mathematiker haben an den Wirbeln gedreht und gelenkt um sie gehen zu machen.
Aber es half alles nichts, sie mußten herunter diese Wirbel und allgemeine Schwere bestieg den Thron und herrscht nun von der Milchstraße bis zur Sonne, und wird herrschen bis ans Ende der Zeit."
 
Dieser Gegenüberstellung von Wirbel und Schwere versuche ich noch auf den Grund zu kommen.  
3. Die Manifestation der Energie und der Erkenntniswert der Symbolsprache - Das Symbol Spirale
 
Spirale und Wirbelwind gelten überall auf der Welt, in den verschiedensten Kulturkreisen, als "Manifestation der Energie" - das sollte einen Physiker hellhörig machen. Vielleicht kann er durch die Befragung dieses Symbols Erkenntnisse über das Wesen der Energie gewinnen, die die "reine" Physik nicht bieten kann?
Mathematisch gesehen ist eine Spirale die Kopplung von Kreis und Gerade. Wenn die Gerade als "männlich" und der Kreis als "weiblich" gilt, ist die Spirale nicht einmal - wie oft behauptet - ein weibliches Symbol, sondern die Verbindung des männlichen und weiblichen. Sie ist ein Beispiel für die Anwendung bzw. Wirkung der sogenannten Weltformel (siehe dazu auch Mathematik > Weltformel  und 2gleich1 )
 
Das Symbol Spirale: die Verbindung von männlicher und weiblicher geometrischer Figur
Oft wird dem männlichen Denken die Gerade zugeordnet, es wird als "eindimensionales" oder "lineares Denken" bezeichnet. Dem weiblichen Denken wird i. a. der Kreis zugeordnet. Das ist spannend, denn selbst in den Kosmologien streitet man sich, ob alles in ewigem Kreislauf gleich bleibt oder sich ständig ändert und dann einen Anfang und ein Ende haben muß.  Beides gleichzeitig -  Linie und Kreis  - kann nicht richtig sein. Also muß man entscheiden, welchem von beiden man den Vorzug gibt: dem linear-männlichen oder dem kreisförmig-weiblichen Denken.
Aber es gibt doch eine Möglichkeit, beides zu verbinden, beides "zu eins zu machen":
die Spirale
In der Mathematik ist das sehr schön nachvollziehbar: dort ergibt die Überlagerung eines Geraden mit einem Kreis tatsächlich eine spiralförmige Kurve.

Die Spirale gilt zusätzlich zum Kreis als weibliches Symbol. Ich interpretiere das so, daß weibliches Denken in der Lage war und ist, männlich-lineares Denken einzubeziehen.
 
Das Geheimnis der Spirale
Nachdem ich mich jahrelang mit Spiralen beschäftigt hatte, sie wohl 1000 mal gezeichnet und beobachtet hatte, fand ich irgendwann im Jahr 2003 das "Geheimnis" der Spirale.  Es ist so schwer in Worte zu fassen, daß ich es gar nicht versuche. Es ist auch nur wirklich zu begreifen beim Zeichnen und wenn man z. B. Schreibpapier wie eine Irisblende spiralförmig anordnet: das kann man mit wenigen Blättern sehr weitläufig oder mit vielen  Blättern, die dann sehr eng übereinander liegen. Auch wenn man z. B. einen Stift mit Klebestreifen umwickelt und genau beobachtet, was passiert, wenn man den Klebestreifen weitläufig-einlagig oder halb überlappend und dadurch doppelt umwickelt usw. - dann bekommt man langsam eine  Ahnung vom Phänomen der Spirale: es ist das Phänomen der Kontinuität .... - ich kann es wirklich nur schwer beschreiben.
 
Anwendungs-Beispiel Verkehrs-Kreisel ...
  ... Kreisverkehr. So ist das mit den Vorurteilen: als hier in Wittenberg der erste Verkehrskreisel gebaut werden sollte, fand ich das blöd. Es genügte, ihn nur wenige Male zu benutzen, um zu erkennen, wie vorteilhaft er ist. Er nutzt das Prinzip der Spirale(n) aus.
Hier, beim Kreisel, findet eine „Selbstorganisation“ statt, eine „Rückkopplung“ zwischen gesamter Situation und einzelnem Fahrtziel.
Selbst bei äußerst vielen Fahrzeugen ergeben sich „Lücken“, die von den wartenden Fahrzeugen erkannt und genutzt werden, so daß die Verkehrsdichte in Stoßzeiten sehr hoch  sein kann, wesentlich höher als im traditionellen Ampel-Verkehr. Die bei Ampeln notwendigen Leerzeiten auf der Kreuzung entfallen und so wird der Durchsatz insgesamt größer.
Das Prinzip ist das gleiche wie bei den Lamellen einer Irisblende in Fotoapparaten. Die Fahr-Kurve eines Autos in den Kreisel hinein bzw. aus ihm hinaus ist ein Stück einer Spirale. In den Kreisel hinein können sich gleichzeitig bis zu vier "Spiralarme" bewegen.
 
Die Bedeutung des Symbols
Eine so ausführliche Darstellung der symbolischen Bedeutung der Spirale ist selten zu finden, deshalb gibt es hier ausnahmsweise ein wörtliches Zitat:
Zitat aus dem
Lexikon alter Symbole:
siehe Quellen Kürzel Symbole-Lex
 
"Spirale: Ein äußerst komplexes Symbol, das seit dem Paläolithikum verwendet wird und im vordynastischen Ägypten, auf Kreta, in Mykene, Mesopotamien, Indien, China, Japan, im präkolumbianischen Amerika, in Europa, Skandinavien und Großbritannien anzutreffen ist; es tritt auch im pazifischen Raum auf, jedoch nicht auf Hawaii. Die Spirale verkörpert sowohl solare als auch lunare Mächte auf verschiedene Weise; die Luft; das Wasser; den grollenden Donner und den Blitz; sie ist auch ein Wirbel; die große Schöpferkraft; Emanation. Die Spirale kann sich ausdehnen und zusammenziehen und daher das Anwachsen und Schwinden der Sonne, das Zu- und Abnehmen des Mondes und analog dazu, Wachstum und Expansion einerseits und Tod und Kontraktion andererseits, Auf- und Abwicklung, Geburt und Tod darstellen und auch Kontinuität bedeuten. Sie kann außerdem das sich drehende Himmelsgewölbe darstellen; den Lauf der Sonne; die wiederkehrenden Jahreszeiten; die Rotation der Erde. Als der Luftwirbel bei Gewitterstürmen und die Bewegung des Wassers bedeutet sie Fruchtbarkeit und den dynamischen Aspekt der Dinge. Als der -> Wirbelwind wird sie mit dem aufsteigenden chinesischen Drachen in Verbindung gebracht, und die Spirale und der Wirbelwind haben besonders als Manifestation der Energie in der Natur die gleiche Symbolik. Spiralen bzw. Wirbel werden mit dem Spinnen und Weben des Lebens und des Schleiers der Muttergöttin, die Beherrscherin des Schicksals und der Weberin des Schleiers der Illusion, in Zusammenhang gebracht. Die Spirale hat auch teil an der Symbolik des -> Labyrinths und dem durchtanzten bzw. durchlaufenen „Irrgarten“. Auf der metaphysischen Ebene symbolisiert die Spirale die Reiche des Seins, Wanderungen, das Umherirren der Seele in der Manifestation und ihre schließliche Rückkehr zum Zentrum.
Die Doppelspirale stellt das Anwachsen und Abnehmen solarer oder lunarer Kräfte dar sowie den Rhythmus von Evolution und Involution, Leben und Tod usw. Sie kann auch die beiden Hemisphären verkörpern; die beiden Pole; Tag und Nacht; alle Rhythmen der Natur; yin und yang; Shakta und Shakti; das Manifeste und das Nichtmanifeste; auch die Kontinuität zwischen wiederkehrenden Kreisläufen. Als Bild für Donner und Blitz und die Regenwolken ist sie auch ein Fruchtbarkeitssymbol. Die Spirale kann auch Flamme und Feuer verkörpern wie z.B. in der kelt. Symbolik. In der Tradition der Maori bedeutet sie das männliche Prinzip und ist phallisch, obwohl sie in der Regel mit der weiblichen Vulva als der Spirale der Seemuschel assoziiert wird. Auf Kreta und in Mykene stehen die eingerollten Tentakel des Oktopus in Beziehung zu Spirale, Donner, Regen und Wasser. In China bilden Daoismus und Buddhismus die „Kostbare Perle“ oder die „Drachenkugel“ bisweilen in Spiralform ab; die Doppelspirale übernimmt die Symbolik des yin-yang.
Die Spirale wird durch alles symbolisiert, was schnecken-, schrauben- oder spiralförmig ist: Schneckenhäuser, Seemuscheln, das Ohr, die Tentakeln des Oktopus, Tierhörner, Tiere, die sich - wie Hund und Katze - einringeln, durch die zusammengerollte Schlange, durch Pflanzen, die spiralförmig wachsen, wie z.B. Efeu, Tannenzapfen und die sich entfaltenden Wedel von Farnen. Sie wird auch mit Götter- und Königsohren, mit regenbringenden Tieren und Reptilien assoziiert und mit der zusammengerollten und schlafenden Schlange kundalini. Götter des Wirbelwindes oder der Elemente und der Bewegung, wie z.B. Rudra und Pusha, lassen ihre Haare spiral- oder muschelförmig flechten. Die Spirale steht auch mit dem --> Omphatos (offenbar ein Druckfehler - richtig: Omphalos, B. K. ) als einem Kraft- und Lebenszentrum in Zusammenhang."
Das Zeichen   "->"  
im Text bezieht sich auf Verweise innerhalb des Lexikons alter Symbole, nicht auf   andere Seiten dieser Website.

Hervorhebungen durch Fettdruck im Text sind von mir - B. K.
Spirale und Wirbel
Die Spirale ist die mathematische Darstellung des physischen Wirbels.  Physische Wirbel gibt es vorwiegend in der Luft (Tornado) oder im Wasser (Strudel). Einige Vorstellungen von der Struktur der Materie gehen davon aus, daß sie auf sogenannten Elementarwirbeln basiert, die sich in immer höheren Hierarchien reproduzieren (Selbstähnlichkeit, Fraktale - siehe Abb. rechts). Kelvin hat mit seinem "Wirbelatom"  eine moderne Vorstellung uralter Wirbel-Bilder geschaffen. In der Geschichte wurden Wirbelvorstellungen  (Philosphie, Kosmogonie) meist bekämpft und unterdrückt.
Die Spirale und der Wirbel galten als ausgesprochen "weibliche Symbole". Sie sind auf der ganzen Welt verbreitet und nur in den Einflußgebieten christlicher Zivilisation mehr oder weniger "abgeschafft". Ein Spezialfall der Spirale ist das Labyrinth.
Diese Abb. zeigt sehr schön, was Fraktal und Spirale verbindet:
Wirbel- und Fraktalstruktur gekoppelt
Diese Abbildung etwas größer und weitere Spiral- bzw. Wirbelabb. in Wirbel-Bilder
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4. Künstler "bemächtigen sich" physikalischer Themen

Eine Formulierung, die ich vor mehr als 10 Jahren las, gab mir wesentliche Hilfe des Verstehens, obwohl sie einer eindeutig männlich geprägten Denkweise entsprach: Ich las von den "Kunst und Wissenschaft als den beiden Polen menschlicher Erkenntnis". Das sollten - denke ich - Wissenschaftler nie vergessen: es gibt auch andere Erkenntnisebenen als die wissenschaftliche.
Eine zweite interessante Bemerkung fand ich in der Bertelsmann-Lexikothek: dort stand im Zusammenhang mit der Holographie, daß sich die Künstler ihrer "bemächtigt" haben. Es las sich, als hätten die Künstler den Wissenschaftlern das Terrain streitig gemacht.  Warum verwenden Sachbuchautoren solche Formulierungen? Das ist ein Problem, das demnächst im Rahmen des Themas Wissenschaftstheorie näher untersucht wird.

Die Kunst zumindest hat - im Unterschied zur Physik - mit der Spirale und dem Wirbel keine Probleme. Sie hat sich von jeher ihrer bedient oder sich ihrer "bemächtigt".

Allerdings gibt das folgende Beispiel auch zu denken:
Da ich als Kind (Ende der 50er, Anfang der 60er Jahre) noch die harmonische Schrift mit Schwüngen und Bögen gelernt habe und darin das Fragezeichen noch eine angedeutete Doppelspirale war, fiel mir in den vergangenen Jahren zunehmend auf, daß die meisten Computerschriftarten ein Fragenzeichen darstellen, bei dem der untere Bogen nur noch rudimentär oder sogar nur noch als einfacher Strich vorhanden ist. Hier in dieser Schrift (Verdana) sieht es so aus:
                              ?
Man kann das als ästhetische Variation sehen, man kann es auch als Unterdrückung der Doppelspirale sehen. Eine Frage konnte mir zumindest noch niemand beantworten: Woher stammen die beiden Zeichen "!" und "?" für die Kennzeichnung  der Satzenden bei Ausrufe- und Fragesatz? Wann wurden sie geprägt und warum in dieser Form?
Es dürfte kaum zu übersehen sein, daß sich in diesen beiden Zeichen sehr schön das "männlich-lineare" und das "weiblich-kreisförmige" Denkprinzip erkennen lassen.


Der Text in der Lexikothek: „Künstler haben sich dieser Technik bereits vereinzelt bemächtigt.“ - in Band 1 der Lexikothek, S. 342,
siehe Quellen
5. Nicht-Wissenschaftler und Wirbel
 
Ich habe mir einmal die Mühe bzw. die Freude gemacht, nachzusehen, in welchem Zusammenhang das Wort "Wirbel" im allgemeinen Sprachgebrauch, insbesondere bei unseren Dichtern und Denkern Verwendung findet.

Eigenschaften des Wirbels, wie sie Dichter sehen:
- saugender, sausender, hohler, entsetzlicher Wirbel,
- sich auflösende und wieder erzeugende Wirbel (Hegel)
- Wirbel verschmelzen verschiedenes, gelegentlich „verschmolz alles in einem rauschenden und tobenden Wirbel der Lust” (G. Keller: Der grüne Heinrich)
- im Tanz herumwirbeln,
- ermüdender Wirbel, einschläfernder Wirbel,
- emportragende Wirbel
- der Sterne Wirbel (Schiller Ode „An die Freude”)
- brüllender Wirbel
- Wirbel der Zerstreuung (wörtlich und im übertragenen Sinne verwendet)

im übertragenden-symbolischen Sinn:
- Wirbel der Geschichte,
- dämonische Wirbel,
- Wirbel der Gedanken,
- Gestoßen nur sei er gewandelt, gezogen nur sei er gegangen, gleichsam als werde er von einem Wirbelwind getrieben.
zu dieser letzten Formulierung siehe auch in Physik >
Bewegung >
Druck - Sog,
Abschnitt 8,
die "weibliche" Sicht:
Druck und Sog verbinden sich zu einem Ganzen,
                    zu einem "harmonischen Fluß".

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6. Erste physikalische Bemerkungen

      Die   wohl wichtigste Bemerkung über den Wirbel ist, daß er Bewegung ohne Leere zuläßt. Die traditionelle Atomistik geht von der Notwendigkeit der Leere aus, als Voraussetzung dafür, daß die Atome sich überhaupt bewegen können.

   Verwirbelungen führen zu Verdichtungen bzw. Zusammenziehungen der Materie. Deshalb können sie - oberflächlich betrachtet - wie die Gravitationskraft als Sog- bzw. Zugkräfte gesehen werden.

  In fließenden Medien enstehen Wirbel an Kanten, Einengungen, an einliegenden Körpern. Das Phänomen ist jedoch, daß dabei immer zwei Wirbel entgegengesetzten Drehsinns entstehen. Das führt zu der Frage, ob man die beiden überhaupt trennen kann oder eigentlich den "Doppelwirbel" als "eins" und den einzelnen Wirbel als "halben Doppelwirbel" nur im Zusammenhang mit seinem Gegenstück betrachten darf.

    Mit dem Begriff Wirbel werden viele physikalische Phänomene bezeichnet, die jedoch genauer differenziert werden müssen. Neben ebenen Wirbeln gibt es schraubenförmige, es gibt quellenfreie Wirbel und Wirbel, die sich um eine Quelle  oder Senke bilden.    Letztere könnten von besonderem Interesse sein, denn ihr das Erklärungspotential   könnte für die Struktur der Materie und auch für die Wechselwirkungen der "Teilchen"  vielleicht interessante Erkenntnisse bereithalten.

     Überall dort, wo man von "Kreisen" ausgeht, könnte es sich u. U. ebenfalls um Wirbelfelder handeln in dem Sinne, daß neben einer rotierenden Bewegung auch eine radiale Bewegung stattfindet, eine nach innen oder außen gerichtete Sog- oder Druckbewegung eines wie auch immer gearteten Fluidums.

Laminare und turbulente Strömung :
  In einer Flüssigkeit wie Wasser (Wasserleitung, Flußbett) passiert etwas spannendes: wenn die Strömungsgeschwindigkeit einen bestimmten Wert überschreitet, bilden sich Turbulenzen, Wirbel in dem Strom, der dadurch verlangsamt wird. Meist wird dieses Phänomen als die Auswirkungen der "Reibung" beschrieben. Diese Wirbel speichern sozusagen die Bewegungsenergie in einer Rotationsbewegung, wie es auch bei Schwungrädern ausgenutzt wird. Später können sich die Wirbel wieder auflösen und ihre Energie an die Flüssigkeit abgeben, sie wieder "antreiben". Die Natur hat hier sozusagen zwei Grenz-Umkehr-Situationen geschaffen, einen dynamischen Zustand zwischen zwei Extremwerten: wird die Flüssigkeit zu schnell, verlangsamt sie sich durch die Wirbelbildung, wird sie andererseits zu langsam, kann sie durch die Auflösung der Wirbel wieder beschleunigt werden. So kann ein Fluß verschieden stark ausgeprägte Gefälle besser überwinden.

   Nun hat Viktor Schauberger eine interessante Beobachtung gemacht: man kann durch entsprechende Formung der Rohre (erinnern an die Hörner einiger Tiere, ähnlich länglich-spiralig-verdreht wie diese) erreichen, daß natürliche im Wasser vorhandene Mikrowirbel sich auflösen und die Flüssigkeit beschleunigen. Er hat sogar eine Maschine gebaut, mit deren Hilfe er einen Kreislauf schaffen konnte, aus dem Energie abgezapft werden konnte. Er sprach dabei von  "negativer Reibung", ein Wort, das natürlich bei jedem richtigen Physiker Unverständnis auslösen muß.

    Aus meiner Sicht sind diese Beobachtungen vor allem deshalb interessant, weil sie eine sehr schöne Analogie zu den verschiedenen Wirbelmodellen für die Struktur der Materie aufzeigen.
 
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