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Dieser Artikel: Ausgabe 12/2016 vom 20.03.2016
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Die perfekte Form

Das Ei ist immer noch voller Geheimnisse und Rätsel


Es wird gegessen, bemalt und an Ostern versteckt: Das Ei ist ein
uraltes Symbol. Aber das scheinbar simple Naturprodukt beschäftigt auch Designer und Wissenschaftler - und stellt die Mathematik noch immer vor Rätsel.

Russisches Poster, 1916.
Foto: PD
   Russisches Poster, 1916.

        

Es hat die vollkommene Form: rund, aber nicht kugelig; fast wie ein Handschmeichler. Und obwohl die Schale scheinbar so zerbrechlich und dünn ist, schützt es das neue Lebewesen, bis es reif zum Schlüpfen ist. Das Ei ist ein Phänomen, seit Beginn der Menschheit Symbol für Fruchtbarkeit und Leben. Schon vor rund 5000 Jahren verschenkten Chinesen bunt bemalte Eier zum Frühlingsanfang. In der indischen Mythologie hatte der ganze Kosmos zunächst die Gestalt eines Eis. Zahlreiche Osterbräuche stellen das Ei ins Zentrum. Denn Ostern feiern Christen die Auferstehung Christi nach seinem Tod am Kreuz.

Doch das Ei ist auch aus naturwissenschaftlicher Sicht eine Besonderheit: Es ist beispielsweise noch nicht gelungen, eine mathematische Formel für die Eiform zu finden. Der Maler und Mathematiker Albrecht Dürer (1471-1528) etwa glaubte: Wenn ein Kegel - also ein Körper, der unten rund ist und oben spitz zuläuft - schräg durchgeschnitten wird, könnte der Schnitt die »Eilinie« ergeben. »Doch hier irrte Dürer«, sagt der Mathematiker Albrecht Beutelspacher von der Universität Gießen.

Seit Dürer habe sich nicht viel an diesem Erkenntnisstand geändert. »Es gibt zwar Versuche, die Eiform zu beschreiben, aber ein Ei ist weder definiert - so wie ein Kreis oder eine Ellipse definiert ist -, noch gibt es ein Instrument, um eine Eilinie zu zeichnen«, erklärt Beutelspacher.

Ei ist nicht gleich Ei. Je nach Vogelart und Brutort unterscheiden sich die Eiformen stark voneinander. Eier, die auf einem flachen Untergrund ausgebrütet werden, sind eher kugelig. Eier von Felsenvögeln sind dagegen eher länglich. »Das ist das Ergebnis brutaler Evolution«, sagt Beutelspacher. Je runder ein Ei, desto eher kommt es ins Kullern - ein Ei, das von einer Felswand fällt, ist sofort kaputt.

Leichtere Stöße hingegen kann ein Ei gut abpuffern - so stabil ist die hauchdünne Schale. »Die Stabilität kommt daher, dass es so schön rund ist«, erklärt der Mathematiker. Ecken, Knicke oder Einbuchtungen wären gefährdete Stellen.

»Durch die Homogenität ist es so, dass jeder Druck, der irgendwo ausgeübt wird, von der gesamten Struktur aufgefasst und aufgefangen wird«, veranschaulicht er. Ein ähnliches Prinzip gilt auch für andere natürliche Strukturen wie etwa Bienenwaben oder Spinnennetze. Im Umkehrschluss heißt es aber auch: Wenn das Ei irgendwo einen kleinen Riss hat, dann geht es ganz leicht kaputt.

Doch nicht nur Kugeln und Eier, auch Halbkugeln und Halbeier werden von Mathematikern untersucht. Hierbei sind sie auf Erstaunliches gestoßen: »Nicht jeder runde beziehungsweise konvexe Körper ist starr«, sagt Professor Konrad Polthier von der Freien Universität Berlin. So kann zum Beispiel ein halber Tischtennisball - dessen Hülle ähnlich dünn wie eine Eierschale ist - leicht am Rand zusammengedrückt werden. »Allerdings besitzen auch solche Halbkugeln oder Halbeiflächen eine Stabilität gegenüber Verbiegungen, wenn man nämlich den Rand fixiert«, sagt Polthier.

Legt man denselben halben Tischtennisball mit dem Kreisrand auf einen Tisch, so stellt man fest, dass dieser nicht mehr mit dem Daumen eingedrückt werden kann. »Das dünne Material des Balls ist zunächst flexibel, mit fixiertem Rand aber starr.«

Dieses Prinzip haben sich in der Architektur viele zunutze gemacht. Kuppeldächer erinnern an die Form, wie etwa der Felsendom, dessen goldenes Dach zum Wahrzeichen Jerusalems geworden ist. Auch in der Autoindustrie setzten Designer auf das Ei. Durch runde Fronthauben und Kotflügel sieht der VW-Käfer nicht nur niedlich aus, sondern ist beim Überschlag auch stabiler.

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Stephanie Höppner

 


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abgerufen 01.10.2016 - 12:19 Uhr

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