Wie Röhren, Transistoren und ein paar sehr bewegliche Elektronen die Welt zusammenrückten
Ein Kabel liegt auf dem Meeresgrund. Tausende Kilometer lang, dunkel, kalt und unerreichbar. An einem Ende sitzt Europa, am anderen Amerika. Dazwischen der Atlantik und eine ziemlich einfache Hoffnung: Wenn man hier Strom hineinschickt, möge er bitte dort wieder herauskommen.
Das funktionierte tatsächlich. Nur nicht besonders gut.
Seit 1866 bestand eine dauerhafte Telegrafenverbindung über den Atlantik. Zum ersten Mal musste eine Nachricht nicht mehr mit dem Schiff reisen. Börsenkurse, Handelsaufträge, diplomatische Mitteilungen und militärische Befehle brauchten keine Wochen mehr, sondern nur noch Minuten.
Die Entfernung war noch da. Aber sie hatte einen Teil ihrer Macht verloren.
Elektrik ist noch keine Elektronik
Elektrizität war zu diesem Zeitpunkt längst bekannt. Man konnte damit Lampen zum Leuchten, Motoren zum Drehen und später Straßenbahnen zum Fahren bringen.
Aber das war zunächst Elektrik.
Elektrik verwendet Strom hauptsächlich als Kraft. Ein Elektromotor soll sich bewegen, eine Herdplatte soll heiß und eine Glühlampe soll hell werden. Der Strom verrichtet Arbeit.
Die Elektronik verwendet Strom dagegen auch als Träger von Informationen. Ein schwacher Strom kann eine Stimme, ein Musikstück, ein Bild oder später sogar einen Rechenbefehl darstellen. Die Elektronik nimmt dieses Signal auf, steuert es, verstärkt es oder schaltet es weiter.
Der Unterschied lässt sich einfach ausdrücken:
Elektrik bewegt Dinge. Elektronik bewegt Informationen.
Ein elektrischer Aufzug bringt Menschen in den fünften Stock. Eine elektronische Telefonanlage bringt ihre Stimmen auf einen anderen Kontinent.
Elektrik liefert die Kraft. Elektronik gibt ihr Sprache und Verstand.
Wenn aus einem Punkt ein langer Klecks wird
Die frühen Überseekabel kamen noch ohne elektronische Verstärker aus. Ein Morsesignal musste die gesamte Strecke aus eigener Kraft bewältigen.
Das war mühsam. Das Kabel schwächte den Strom nicht nur ab, sondern verformte ihn auch. Ein sauberer kurzer Impuls kam am anderen Ende als schwaches und in die Länge gezogenes Etwas an. Aus einem Punkt wurde beinahe ein Strich, aus mehreren Zeichen schnell elektrischer Brei.
Man konnte deshalb nur langsam morsen. Die Zeichen brauchten Abstand, damit sie sich nicht gegenseitig verschluckten. Hochempfindliche Messgeräte machten die winzigen ankommenden Stromstöße überhaupt erst sichtbar.
Für Morsezeichen reichte das. Der Empfänger musste lediglich unterscheiden können: Da ist ein Signal – oder da ist keines. Punkt oder Strich. Ja oder nein.
Eine menschliche Stimme ist erheblich anspruchsvoller. Sie besteht aus unzähligen Schwingungen, Tonhöhen und Lautstärken. Wird ein Teil davon abgeschwächt oder verzögert, klingt Sprache dumpf, verzerrt oder gar nicht mehr verständlich.
Ein Morsezeichen musste nur ankommen. Eine Stimme musste unterwegs erhalten bleiben.
Die Elektronik lernt das Verstärken
Hier beginnt die eigentliche Geschichte der Elektronik.
Im Jahr 1904 entwickelte der englische Ingenieur John Ambrose Fleming die erste brauchbare Elektronenröhre. Zwei Jahre später ergänzte der Amerikaner Lee de Forest eine dritte Elektrode. Seine Triode konnte etwas geradezu Fantastisches: Ein sehr schwaches elektrisches Signal steuerte einen wesentlich stärkeren Strom.
Das war mehr als gewöhnliche Elektrik. Man setzte nicht einfach einen größeren Motor oder eine stärkere Batterie ein. Ein winziges Signal bestimmte, was ein viel stärkerer Strom tun sollte.
Die Röhre gab dem Strom gewissermaßen einen Befehl.
Das schwache Signal wurde dabei nicht nur lauter. Die darin enthaltene Information blieb erhalten. Sprache blieb Sprache, Musik blieb Musik und ein Funksignal behielt seine Nachricht.
Ein leises Mikrofonsignal konnte nun einen Lautsprecher antreiben. Ein schwaches Radiosignal wurde hörbar. Ein Telefongespräch ließ sich unterwegs auffrischen und weiterschicken.
Das war die entscheidende Leistung der Elektronik: Sie erzeugte nicht bloß Strom. Sie konnte ein Signal aufnehmen, verstärken, bearbeiten und weitergeben.
Die Röhre überbrückt die Entfernung
Auf langen Telefonleitungen wurde ein Gespräch mit jedem Kilometer leiser und unverständlicher. Röhrenverstärker konnten das geschwächte Signal aufnehmen, verstärken und auf die nächste Etappe schicken.
An Land stellte man dafür Verstärkerstationen auf. Beim Überseekabel war das schwieriger. Niemand wollte alle paar Wochen auf den Atlantik hinausfahren, um auf dem Meeresgrund eine durchgebrannte Röhre zu wechseln.
Erst 1956 ging mit TAT-1 das erste transatlantische Telefonkabel in Betrieb. In den beiden Kabelsträngen arbeiteten insgesamt mehr als hundert Verstärker. Sie lagen tief unten im Meer und mussten jahrelang vollkommen zuverlässig funktionieren.
Anfangs konnten gerade einmal 36 Telefongespräche gleichzeitig über den Atlantik geführt werden. Das erscheint heute lächerlich wenig. Damals war es eine Sensation.
London konnte mit New York sprechen. Nicht per Morsezeichen, nicht per Brief und nicht mit mehrwöchiger Verzögerung. Menschen hörten einander unmittelbar.
Der Atlantik war noch genauso breit wie vorher. Für die menschliche Stimme war er plötzlich schmal geworden.
Radio ohne Draht
Die Elektronenröhre befreite Nachrichten anschließend sogar vom Kabel.
Sie verstärkte schwache Funksignale und machte den Rundfunk zum ersten elektronischen Massenmedium. Ein Sprecher konnte nun gleichzeitig Millionen Menschen erreichen. Musik, Börsenmeldungen, Nachrichten und politische Reden überschritten Grenzen, ohne an einem Schlagbaum anzuhalten.
Damit veränderte sich auch die Macht.
Regierungen konnten unmittelbar zur Bevölkerung sprechen. Militärische Einheiten ließen sich über große Entfernungen koordinieren. Handelshäuser erfuhren schneller von Preisen, Krisen und neuen Märkten. Wer Informationen früher erhielt, besaß einen erheblichen Vorteil.
Die Entfernung verschwand nicht. Aber sie verlor immer mehr von ihrer wirtschaftlichen, politischen und militärischen Bedeutung.
Das hatte helle und dunkle Seiten. Elektronik verbreitete Bildung und Unterhaltung – aber ebenso Propaganda und Kriegsbefehle. Technik hat bekanntlich keine Moral. Sie verstärkt zunächst einmal das Signal. Ob am Mikrofon ein vernünftiger Mensch sitzt, ist eine andere Frage.
Dann kam der Transistor
Elektronenröhren konnten verstärken und schalten. Sie hatten allerdings unangenehme Eigenschaften: Sie waren groß, wurden heiß, verbrauchten viel Strom und gingen gern im unpassenden Augenblick kaputt.
1947 wurde der Transistor entwickelt. Er erledigte im Prinzip dieselbe Arbeit, war aber viel kleiner, sparsamer und zuverlässiger.
Aus einzelnen Transistoren wurden Schaltungen. Aus Schaltungen wurden Mikrochips. Auf heutigen Prozessoren arbeiten Milliarden winziger Transistoren und schalten elektrische Signale in rasender Geschwindigkeit ein und aus.
Auch hier zeigt sich der Unterschied zwischen Elektrik und Elektronik besonders deutlich: Der Strom im Computer soll nichts heizen, beleuchten oder mechanisch antreiben. Seine winzigen Zustände bedeuten Null oder Eins, Ja oder Nein, Speichern oder Löschen.
Aus Elektrizität wird Information.
Die Röhre hatte das Signal verstärkt. Der Transistor machte daraus eine Weltmaschine.
Telefone wurden kleiner, Radios tragbar und Computer bezahlbar. Satelliten verbanden Kontinente. Glasfaserkabel transportierten schließlich nicht mehr 36 Gespräche, sondern gewaltige Datenmengen gleichzeitig.
Aus dem verstärkten Telefonsignal wurden E-Mail, Videokonferenz, Onlinehandel, Navigation und Internet.
Die Entfernung verliert ihre Macht
Früher bestimmte die Entfernung, wie schnell gehandelt, regiert und gekämpft werden konnte. Eine Nachricht reiste nur so schnell wie ein Pferd, ein Zug oder ein Schiff.
Die Elektronik änderte das.
Händler mussten nicht mehr wochenlang auf Preislisten warten. Politiker konnten sich unmittelbar abstimmen. Militärische Befehle erreichten weit entfernte Einheiten fast augenblicklich. Familien hörten die Stimmen ihrer ausgewanderten Angehörigen. Später konnten sie einander sogar sehen.
Die Menschheit rückte dadurch technisch näher zusammen. Nicht unbedingt menschlich – dazu reicht bekanntlich kein Verstärker.
Aber seit der Elektronenröhre kann eine leise Stimme den Ozean überqueren. Der Transistor machte daraus Milliarden Stimmen, Bilder und Datenströme.
Heute tragen wir diese gesamte Entwicklung in der Hosentasche. Und alles begann mit einem schwachen Signal, das am anderen Ende kaum noch zu erkennen war – bis eine Röhre sagte:
Das ist mir noch nicht laut genug.