Farben

Die Schwierigkeiten, den Begriff Farbe in der deutschen Sprache präzise zu fassen, spiegeln sich darin wider, dass Farben zwar den zwei Haupt kategorien „Spektralfarben“ bzw. „Pigmentfarben“ zugeordnet werden, aber in beiden Kategorien sowohl gleiche Farbtöne als auch eine Anzahl von Synonymen existieren:

Gab es Farbe schon immer? Eine scheinbar seltsame Frage! Man kann sie nach dem, was wir unter Farbe verstehen, auf zwei Arten beantworten. Ist sie nur die Empfindung, die bei der Wahrnehmung von Licht im menschlichen Gehirn entsteht? Dann wäre Farbe natürlich nicht älter als die ersten Menschen. Vielleicht würde man Farbe sogar von der sprachlichen Bildung erster Farbbegriffe abhängig machen; ihre Geburtsstunde könnte man dann in der Zeit vermuten, in der auch die ersten Höhlengemälde entstanden. Da aber auch viele Tiere Farben sehen können, wäre eine solche Definition wohl zu eng. Welches waren also die ersten Tiere, die über Farbsehen verfügten? Darüber ist leider nicht genügend bekannt. Die ersten Tiere mit Facettenaugen (z.B. die berühmten Dreilappkrebse oder Trilobiten), lebten im Kambrium, also vor etwa 570 Millionen Jahren. Ob sie schon Farben sehen konnten, ist mehr als ungewiss. Aber, würde man von einem Roboter nicht auch behaupten, dass er Farben sehen kann, wenn er sich danach orientiert? Demnach existieren Farben doch in gewisser Weise unabhängig von den Sinneswahrnehmungen der Lebewesen. Man kann sie vielleicht an der physikalischen Erscheinung der elektromagnetischen Strahlung bestimmter Wellenlängen festmachen, auch wenn diese Definition von „farbigem“ Licht wiederum auf unser heutiges Sehsystem Bezug nehmen muss und damit sehr anthropozentrisch ist. Trotzdem: seit wann gibt es das, was wir Menschen im Universum unserer Vorstellung als Farbe bezeichnen?

Begriffe für Farbnamen, Schattierungen und Kontraste von Farben sind ein wichtiger Bestandteil im Grundwortschatz jeder Sprache. Mit anderen Worten gehören Farbbezeichnungen zu den allgemeinen Eigenschaften und Merkmalen (= Universalien) von natürlichen Sprachen und Farben bilden einen der wichtigsten Informationsträger des Menschen. Das Wortfeld der Farben gehörte in den letzten drei Jahrzehnten zu den am meisten untersuchten. In allen Sprachen gibt es eine bestimmte Menge grundlegender Farbtermini. Ihre Anzahl ist jedoch sehr unterschiedlich, wie Untersuchungen und Tests von ca. dreihundert veröffentlichten Sprachen zeigen konnten; die Zahl von Farbtermini schwankt zwischen zwei und mehr als zwanzig. Grundlegende Bezeichnungen monochromatischer Farben sind Lexeme, d. h. ein Begriff wie Blau kann nicht aus einem anderen abgeleitet werden. Er kann auch keinem umfassenden Farbfeld zugeordnet werden, wie die Farbe Karmesin zu Rot; die Farbbezeichnung ist auf viele Objekte anwendbar und wird im Alltag häufig gebraucht.

In alten Kulturen wussten weise Frauen und Männer um die Bedeutung der Farben und um ihren Einfluss auf seelische und körperliche Vorgänge. Moderne Psychologen und Farbtherapeuten behaupten, dass sich niemand der Wirkung von Farben entziehen kann, ja dass der Mensch auf sie angewiesen ist, mit Ausnahme von Farbenblinden und Menschen, die von Geburt an blind sind. Offenbar besitzen Farben Kräfte, mit denen wir Menschen in positiver oder in negativer Weise in Beziehung stehen. Der Beobachter verbindet Farben mit bestimmten Empfindungen und Eigenschaften, diese Zuordnung erfolgt nach Ansicht einiger Psychologen nach einem allen Menschen innewohnenden kollektiven Muster. So soll die Farbe Rot bei Menschen unterschiedlicher Ethnien gleichermaßen erregend wirken und ähnliche Impulse und Begehren auslösen, weil sie die Puls- und Atemfrequenz sowie den Blutdruck erhöht.

Aus den ca. 2 600 Jahren, in denen sich Menschen bewusst mit Farben befasst haben, sind mehr als 60 verschiedene Farbordnungen und Farbmodelle überliefert, die zu Farbsystemen zusammengefasst werden. Angehörige unterschiedlicher Berufsgruppen haben sich bemüht, Farben zu erklären und mit verschiedenen Zielsetzungen eine Ordnung in die bunte Vielfalt zu bringen. Derartige Versuche haben von einfachen, linearen Farbreihen zu mehr oder minder komplizierten, grafischen Modellen in Form geometrischer Körper im 20. Jahrhundert geführt. Am Anfang stehen Ordnungsversuche altgriechischer Philosophen und Gelehrter, wie Empedokles (um 500 − 430 v. Chr.), Aristoteles (384−322 v. Chr.) und Ploaton (428 − 348 v. Chr.), die in Europa bis ins 17. Jahrhundert fortwirkten. Ohne neue abweichende Ordnungssysteme zu erarbeiten, beschäftigten sich von der Spätantike bis ins hohe Mittelalter vornehmlich Gelehrte und Theologen mit Farben; dazu zählten u. a.:

Wenn Licht auf einen Gegenstand auftrifft, können generell drei Prozesse stattfinden:

Blut, die symbolträchtigste der menschlichen Körperflüssigkeiten, fällt sofort auf durch seine extrem rote Farbe. Das rote Blut der Wirbeltiere, der Ringelwürmer und der Kopffüßer ist ein „flüssiges Organ“. Es durchfließt alle Teile des Körpers, zuweilen in dicken Adern und Venen, zuweilen in winzigen verzweigten Kapillaren von nur 1/100 mm Durchmesser und unvorstellbarer Gesamtlänge. Es versorgt alle Zellen mit Nährstoffen und transportiert die Abfallprodukte ab, es ist ein hormoneller Nachrichtenweg, eine Warmwasserheizung und ein Wächter gegen eingedrungene Krankheitskeime. Zuallererst aber hat das Blut die Aufgabe, die Zellen des Körpers mit Sauerstoff zu versorgen und das bei der „kalten Verbrennung“, der Zellatmung, entstehende Kohlendioxid abzutransportieren. Wie jedes Organ enthält das Blut verschiedene Zelltypen. Sie sind in einer blassgelben Salz- und Eiweißlösung, dem Blutplasma, suspendiert. Das Blut der Wirbeltiere enthält weiße Blutkörperchen (Leukocyten), deren Aufgabe die Immunabwehr ist, also die Zerstörung körperfremder Zellen. Eine weitere Sorte von kleinen kernlosen Zellen, die Blutplättchen (Thrombocyten) sind für die Blutgerinnung zuständig. Doch für die wichtigste aller Funktionen, den Transport der Atemgase, sind die roten, einem eingedellten Diskus ähnlichen und oft geldrollenartig aufeinandergestapelten Blutkörperchen (Erythrocyten) verantwortlich; beim Menschen ebenfalls kernlose Zellen von etwa 7,5 µm (1 µm = 10⁻⁶ m) Durchmesser, die dem Blut seine typische Farbe verleihen. Ausgereifte Erythrocyten, die aus noch kernhaltigen Vorgängerzellen im Knochenmark hervorgehen, enthalten beim Menschen keine Zellorganellen mehr, sie besitzen aber eine Zellmembran, die den gelöst vorliegenden Blutfarbstoff enthält. Er macht ungefähr ein Drittel des Inhalts aus.

Chamäleons sind baumbewohnende, 20–30cm große Echsen, die sich durch ihre lange, herausschießbare Klebezunge und durch die Fähigkeit, rasch die Hautfarbe zu wechseln, auszeichnen.

Eine längst vergessene Umweltzerstörung leitete die Herstellung von synthetischen Farbstoffen in der Chemie ein: Im Zuge der einsetzenden Industrialisierung zu Beginn des 18. Jahrhunderts wurden die Wälder Schottlands und Irlands für die eisenschaffende und eisenverarbeitende Industrie rigoros abgeholzt, um den Brennstoff Holzkohle zu gewinnen. Der wachsende „Brennstoffhunger“ dieser Industrie führte zu einer raschen Verknappung der Holzkohle, sodass nach einem anderem Brennstoff gesucht werden musste. Dazu bot sich die Steinkohle an. Bei ihrer Verkokung wird nicht nur der für das Eisen schädliche Schwefel entzogen, sondern zudem der Heizwert gesteigert. Erstmals wurde die Verkokung 1735 von A. Darby jun. erfolgreich durchgeführt.

Der englische Arzt und Physiologe Thomas Young (1773 – 1829) beschäftigte sich mit der Farbwahrnehmung durch das menschliche Auge. Er vermutete 1802, dass das menschliche Auge nur für drei Farben empfindlich ist, und dass aus diesen drei Farben alle Mischfarben hergestellt werden können. Das Farbensehen ist nach seinen Erkenntnissen nämlich nicht in der „Physik“ des sichtbaren Lichts begründet, sondern im Bau der Netzhaut. Gestützt auf Berechnungen des englischen Physikers James Clerk Maxwell (1831 – 1879) und auf direkte Messungen der Absorptions spektren von Sehfarbstoffen entwickelte der deutsche Physiker und Physiologe Hermann von Helmholtz (1821 – 1894) die bis heute anerkannte „Drei-Farben-Theorie“, die er zwischen 1856 und 1867 in seinem Handbuch der Optik veröffentlichte. Mit Hilfe von psychophysikalischen Messungen und Untersuchungen wies er nach, dass jede Farbe mittels additiver Mischung aus den pri mären Spektralfarben Rot, Grün und Blau erzeugt werden kann. Bei Farbreizen werden mindestens zwei der drei Zapfentypen gleichzeitig durch einfallendes Licht erregt, was eine solche Mischung ermöglicht. Ferner betonte der Physiologe, dass das menschliche Auge bei Mischfarben nicht die einzelnen Farbanteile zu isolieren vermag, sondern sie stets als einheitliche Farbe empfindet. Von Helmholtz verglich auch die Charakterisierung dieser drei Primärfarben analog zu den Klangeigenschaften von Tönen anhand von Buntton (= Farbton), Sättigung und Helligkeit. Diese Farbeigenschaften bilden heute noch die Grundlage vieler farbmetrischer Modelle, so auch des gängigen CIE-Modells. Abweichend von Newton (New tonsche Farbenlehre, Seite 295) erkannte er, dass die additiv gemischten Spektralfarben stets leuchtender sowie gesättigter sind als die subtraktiv gemischten primären Grundfarben der Maler. Erst im Jahre 1967 konnte der amerikanische Biochemiker George Wald (1906 – 1997) den endgültigen Nachweis für die unterschiedlichen drei Zapfentypen führen. Mit dieser „Drei-Farben-Theorie“, in der Literatur auch als Young-Helmholtz-Theorie bekannt, wird bis heute das Farbsehvermögen des Menschen erklärt. Nicht erklärbar mit dieser Theorie sind folgende Phänomene:

Wenn wir einem Menschen in die Augen schauen, so ist das zumeist ein mit starken Gefühlsregungen verbundener Moment — ein bedeutsamer „Augenblick“. Bereits dieser Ausdruck, der das ganze Erleben der Gegenwart verbal auf den Sehvorgang reduziert, zeigt, wie wichtig dieses Organ für uns Menschen ist. Gesunde Menschen nehmen mit den Augen mehr Informationen auf, als mit all ihren anderen Sinnen zusammengenommen. Die Augen sind die Eingangspforten für alle Informationen über Farben und Formen der Außenwelt, die wir im Sehsystem zu einem geistigen Eindruck verarbeiten und die wesentlich zu unserer internen Repräsentation der Wirklichkeit, dem „Weltbild“, beitragen.

Das Auge des „Augentieres“ Mensch ist ein Hochleistungsapparat, der in der Natur nur von ganz wenigen Tiergruppen in einigen Eigenschaften übertroffen wird, z. B. von einigen Raubvögeln in der Sehschärfe, von Arthropoden in der Farbsichtigkeit und von Nachttieren in der Lichtempfindlichkeit.

Niemand würde zwischen Wasserwellen, die in einem See entstehen, und einem fliegenden Stein, der sie erzeugen kann, irgendeine Ähnlichkeit annehmen. Trotzdem werden zwei scheinbar so unterschiedliche Phänomene in der Physik unter der Bezeichnung „Strahlung“ zusammengefasst.

Seit Jahrhunderten nutzen Chemiker die Farbigkeit von Lösungen und die Farbe der bei chemischen Umsetzungen im Reagenzglas entstehenden Niederschläge zu analytischen Zwecken. Zunächst beschränkte sich ihre Anwendung auf die qualitative Analyse. Eine Probelösung nahm nach der Behandlung mit einem Reagenz entweder einen bestimmten Farbton an oder eben nicht, wenn sich der gesuchte Stoff nicht in der Probe befand. Auch die Beurteilung der Flammenfärbung bei Verdacht auf bestimmte Metallionen gehört in diese Kategorie. Im Laufe des 20. Jahrhunderts durchlief die instrumenteile Analytik eine stürmische Entwicklung; immer mehr exakte Messgeräte kamen zum Einsatz. Insbesondere wurden die Methoden der Spektroskopie im ultravioletten, im infraroten und auch im sichtbaren Wellenlängenbereich stark verfeinert. Nun konnte nicht nur das Vorhandensein einer bestimmten Farbe nachgewiesen werden, sondern darüber hinaus wurde die Intensität der Färbung im Vergleich zu einem Standard bestimmt. Über bestehende lineare Zusammenhänge zwischen Konzentration und Absorption bzw. über Eichkurven konnten so exakte quantitative Analysen aufgrund von Färbungen durchgeführt werden. Heute ist kein analytisches Labor mehr denkbar ohne UV-Visible-Spektrometer und viele andere, auf farbigem Licht beruhende Messgeräte. Und schon lange sind es nicht mehr nur die Chemiker, die die Farbigkeit von Substanzen nutzen. In der Biologie, der Medizin und allen anderen, mit Substanzen umgehenden Wissenschaftszweigen wird mit Farbtests gearbeitet.