Leibniz-Ausstellung – Leibniz Universität Hannover

EXPLORE!Leibniz im Sockelgeschoss des LUH-Hauptgebäudes

Der Universalgelehrte Gottfried Wilhelm Leibniz und sein Wirken im Kontext der frühneuzeitlichen Wissenschaftskultur des 17. Jahrhunderts stehen im Mittelpunkt der Leibniz-Dauerausstellung im Welfenschloss. Die Ausstellung ist als Format der Wissenschaftskommunikation verankert im Referat für Kommunikation und Marketing und vermittelt das Thema innerhalb der Universität und in die Öffentlichkeit.

Sonderausstellung

im Wissenschaftsjahr 2024: "Freiheit"

Ein Ausstellungsschwerpunkt ist der wissenschaftlichen Universitätssammlung von technischen und mathematischen Modellen zu den Erfindungen von Gottfried Wilhelm Leibniz gewidmet. Ausgestellt sind Modelle der berühmten Vier-Species-Rechenmaschine, Binär- und Chiffriermaschine, sowie Funktionsmodelle der Staffelwalze und des mechanischen Zehnerübertrags. Hier können Besucherinnen und Besucher erleben, wie "aus Zahlen Mechanik wird" und erfahren, welchen Kraftakt es einst kostete, die aus insgesamt 650 Teilen bestehende Rechenmaschine mit "Feile, Hand und Auge" herzustellen. Auch Leibniz' Ideen und Forschungen in den Geistes-, Rechts-, Wirtschafts- und Kunstwissenschaften sowie der Politik werden anhand zahlreicher bebilderter Tableaus vorgestellt.

Meilensteine der Technikgeschichte: Die Leibnizschen Rechenmaschinen

Vier-Spezies-Rechenmaschine (Original) — Vier-Species-Rechenmaschine, Gottfried Wilhelm Leibniz, Hannover um 1690, Gottfried Wilhelm Leibniz Bibliothek, Hannover

Für uns heute selbstverständlich, zu Zeiten von Leibniz noch undenkbar: Maschinen übernehmen das Rechnen – von einfachen Zahlenadditionen bis hin zu umfassenden Rechenoperationen. Präzise Recheninstrumente als effektive Hilfsmittel beim Rechnen mit großen Zahlen waren in der Barockzeit gefragt. Durch den allgemeinen Fortschritt der Wissenschaften, besonders aber durch die in vielen Gebieten durchgeführten Landvermessungen, stieg der Bedarf an immer genaueren Rechen- und Messinstrumenten.

Leibniz hat dezimale und binäre Rechenmaschinen erfunden und ist der geniale Begründer einer Konstruktion für mechanische Rechenmaschinen, die bis zur Mitte des 20. Jahrhundert Vorbild war.

"Lebendige Rechenbank": Die Vier-Spezies-Rechenmaschine

Nachbau der Vier-Spezies-Rechenmaschine — Der 6/12/1-stellige Nachbau der leibniz‘schen Originalmaschine im Maßstab 2:1 erfolgte 2004/05 durch Prof. Erwin Stein † und die Leibniz Universität Hannover. Ziel war es, mit möglichst geringen Änderungen der Parameter vollständige Zehnerüberträge und eine robuste Konstruktion zu erzielen.

Die einzig erhaltene Leibniz-Rechenmaschine (sog. "Jüngere Maschine") mit acht Eingabe-, 16 Resultat- und einer Zählwerkstelle wurde ab 1690 in Hannover gebaut. Als eine "lebendige Rechenbank" - deren Zahlen sich selbst rechnen, pries Leibniz seine Maschine in Wissenschaftskreisen und Fürstenhäusern des 17. Jahrhunderts an. Ab 1692 in Helmstedt vervollständigt und später im sächsischen Zeitz verbessert, wurde die Maschine erst kurz vor Leibniz' Tod, im Sommer 1716 nach Hannover zurückgebracht. Einst im Eigentum des Kurfürstentums Braunschweig-Lüneburg in Hannover ist das letzte erhaltene Original heute im Besitz des Landes Niedersachsen und wird von der Gottfried Wilhelm Leibniz Bibliothek verwahrt. Ihre Entstehungsgeschichte und Funktionsweise vermittelt die Leibniz-Ausstellung der Leibniz Universität Hannover.

Die Staffelwalze

Eine der innovativsten und nachhaltigsten technischen Erfindungen von Leibniz war die Staffelwalze, ein Bauteil zur Zifferneingabe einer Rechenmaschine. Dieser zylindrische Körper mit 9 Zahnrippen, welche den Ziffern 1 - 9 entsprechend gestaffelte Längen besaßen, ermöglichte die Eingabe der Zahlen in das Rechenwerk. Je eine Staffelwalze, für jede Stelle im Einstellwerk, kann parallel zur Achse mit Zahnstangen verschoben werden. Die eingestellte Ziffer wird dann über die Länge der Rippen durch ein Übernahmezahnrad abgegriffen und in das Rechenwerk übertragen. Dieses neuartige Maschinenelement besaß große Vorteile bei der Zifferneingabe, weil es eine gleichzeitige Übertragung aller Ziffern in das Rechenwerk - und damit das mechanische Multiplizieren und Dividieren ermöglichte. Im Einflussbereich der Pariser Uhrentechnik ersann Leibniz die Staffelwalze 1672 in Paris. Ein erstes Holzmodell mit der Zifferneingabe mittels Staffelwalzen präsentierte er 1673 in der Royal Society London und 1675 in der Académie des Sciences.

Vorläufer des Computers: Machina Aritmethica Dyadica

1679 übertrug Leibniz seine Gedanken zum Rechnen im binären Zahlensystem (er nannte es Dyadik) auf die prinzipielle Funktionsweise einer binären Rechenmaschine. Die "Machina arithmeticae dyadicae", die nur mit den Ziffern 0 und 1 rechnen können sollte, beschrieb er auf folgende Weise: "Eine Büchse soll so mit Löchern versehen sein, dass diese geöffnet und geschlossen werden können. Sie sei offen an den Stellen, die jeweils 1 entsprechen, und bleibe geschlossen an denen, die 0 entsprechen. Durch die offenen Stellen lasse sie kleine Würfel oder Kugeln in Rinnen fallen, durch die anderen nichts." Dieser prinzipielle Vorläufer der heutigen binären Computer ermöglicht die Addition und Multiplikation mit Hilfe abrollender Kugeln aus dem Eingabeschlitten in das Rechenwerk mit den Zweierüberträgen.

Der funktionale Nachbau der Leibniz Universität Hannover von Prof. Erwin Stein und Gerhard Weber aus dem Jahr 2003/2004 visualisiert das leibniz'sche Konzept mit gleicher Funktionslogik wie bei der dezimalen Rechenmaschine.

Geheime Nachrichten verschlüsseln: Machina deciphratoria

Das Bewahren von "secreta domus", von höchsten Staatsgeheimnissen, war für einen Politikberater und geschätzten Diplomaten vom Schlage eines Leibniz an der Tagesordnung. Das Abfangen von Korrespondenzen wie auch das gegenseitige Bespitzeln, um an brisante Informationen zu gelangen, gehörte ebenso dazu wie Ideenraub von Erfindungen, vor dem sich Leibniz häufig schützen musste. So schlug Leibniz Kaiser Leopold I. 1688 in Wien seine Idee für eine Maschine vor, "damit ein potentat mit vielen ministris, in unterschiedlichen ziphern gleich correspondiren" kann.

Die Buchstaben eines Geheimtextes werden mit Hilfe von polyalphabetischen Substitutionen mit jeweils sechs Buchstabenstreifen ver- und entschlüsselt. Durch die sechs axialen Stellungen der Staffelwalze mit 12/10/8/6/4/0 Zähnen auf sechs Zahnkränzen sind 4320 Verschlüsselungen möglich. Die Maschine wurde von Klaus Badur und Wolfgang Rottstedt gebaut.