Das menschliche Sehen hat schon lange die Aufmerksamkeit von Naturphilosophen, Medizinern und Forschern im Allgemeinen auf sich gezogen und Faszination auf alle ausgeübt, die sich um die Entschlüsselung seiner grundlegenden Prinzipien und Mechanismen bemühten. Doch zumindest bis zur Mitte des 19. Jahrhunderts wurde die Erforschung des Sehens kaum als (eigenständiges) Fachgebiet angesehen. Sie war stark zergliedert; die zugehörigen Themen und deren Bearbeitung waren über zahlreiche verschiedene Zeitschriften und Periodika verstreut. Zwischen 1840 und 1870 vollzog sich jedoch ein tiefgreifender Wandel in der Erforschung des Sehens, der durch ein neues Ausmaß an Verflechtung zwischen Methodik und Theorie gekennzeichnet war. An der Spitze dieser entscheidenden Wende stand der Universalgelehrte Hermann von Helmholtz. Er legte den Grundstein für das moderne Gebiet der physiologischen Optik und begründete eine Tradition, die die methodischen Ansätze der Physik, der Physiologie und der Experimentalpsychologie miteinander verband.

Dreh- und Angelpunkt der Theorie des Phakoskops sind die sogenannten Purkinje-Sanson-Bilder. Benannt sind diese Bilder nach den Physiologen Johannes Evangelista Purkinje und Louis Joseph Sanson, die sie in der ersten Hälfte des 19. Jahrhunderts erstmals umfassend beschrieben haben.

Die Untersuchungen von Helmholtz schlossen genaue Messungen der Krümmungsradien der Hornhaut sowie der vorderen und hinteren Fläche der Linse ein. Die Ergebnisse zeigten, dass sich nur die Krümmung der vorderen Oberfläche der Linse signifikant verändert, zwischen 10 bzw. 6 mm beim Fokussieren auf ferne bzw. nahe Objekte. Folglich ist das zweite Bild das einzige, das während der Akkommodation nennenswerte Veränderungen in Größe und Position erfährt. Dieses Bild ist jedoch auch am schwierigsten zu erkennen, da es sich ca. 8–12 mm hinter der Pupille befindet, was zu einem sehr schwachen Erscheinungsbild führt.

Das Mitte des 19. Jahrhunderts entwickelte Phakoskop wurde schnell populär und fand in akademischen Vorlesungen über Physik, experimentelle Psychologie und Physiologie breite Anwendung. Trotz seiner weiten Verbreitung hat Helmholtz das Gerät nie beschrieben, wie Otto Becker, Professor für Augenheilkunde an der Universität Heidelberg, feststellte. Dies holte Becker im Jahr 1874 nach.

Wie die Signatur am Gerät verrät, hat Heinrich Sittel das Phakopskop aus der Sammlung des Deutschen Museums gefertigt. Sittel war ab 1858 Assistent von Helmholtz am Physiologischen Institut der Universität Heidelberg. Das Instrument wurde zunächst von Helmholtz in Heidelberg benutzt, wie aus dem alten Inventar der physiologischen Sammlung der Universität hervorgeht, bevor es an das Physikalische Institut in Berlin überführt wurde, wo Helmholtz 1871 zum Professor ernannt wurde.

Otto Becker stellte fest, dass eine Lichtquelle, die in einem dunklen Raum in der Nähe der Prismen positioniert wird, es dem Beobachter ermöglichen sollte, drei Spiegelungen, die Purkinje-Sanson-Bilder, in den Pupillen der Versuchsperson zu sehen. Bei der Anwendung des Phakoskops fokussiert die Versuchsperson zunächst ein entferntes Objekt durch das rechteckige Fenster und stellt dann ihren Fokus auf die eingeführte Nadel um. Infolgedessen sollte eine merkliche Veränderung der Größe und Form des zweiten Purkinje-Bildes zu erkennen sein.

Die Nachstellung von Helmholtz' ursprünglichen Beobachtungen hat nicht nur neue Erkenntnisse über die komplizierte Beziehung zwischen Experimentator, Versuchsperson und Licht bei dieser Art von Experiment hervorgebracht, sondern auch die im Originalgerät liegenden Beschränkungen aufgezeigt. Dies wirft neue Fragen auf und veranlasst uns, darüber nachzudenken, warum Helmholtz das Phakoskop nie selbst beschrieben und warum Becker das Experiment akribisch auf kurzsichtige Augen mit weiten Pupillen zugeschnitten hat.

Die Prinzipien, die Helmholtz' Phakoskop zugrunde liegen, bereiteten den Weg für spätere Untersuchungen der Akkommodationsmechanismen. In einer in den 1970er­-Jahren durchgeführten Studie, die vom Air Force Office of Scientific Research unterstützt wurde, entwickelten die Forscher beispielsweise eine moderne Version des Phakoskops, um Veränderungen der Krümmung der vorderen Oberfläche der Augenlinse zu messen. Auf diese Weise konnten sie diese Veränderungen mit der wahrgenommenen Größe von weit entfernten Objekten in Beziehung setzen.

Das Phakoskop, das vorerst zur Ergänzung des Unterrichts in Physik, Physiologie, Augenheilkunde und experimenteller Psychologie sowohl an europäischen als auch an amerikanischen Universitäten eingesetzt wurde, hat sich als beispielhafte Fallstudie erwiesen: Es ist ideal geeignet, um die Wechselbeziehung zwischen Optik, Physiologie und experimenteller Psychologie auf dem aufkeimenden Gebiet der wissenschaftlichen Untersuchung des menschlichen Sehens zu untersuchen.

Die Methoden der experimentellen Wissenschaftsgeschichte haben es mir in meinem Projekt erlaubt, Beschränkungen der Gerätschaften, implizites Wissen und das feingliedrige Wechselspiel zwischen Experimentalaufbau, Probandin und Experimentator heute wieder ans Licht zu bringen. Mit seinem Archiv, seiner Bibliothek und seinen objektbezogenen Forschungseinrichtungen bietet das Deutsche Museum als eines der Foruschungsmuseen der Leibniz-Gemeinschaft ein ideales Umfeld für die Durchführung dieses Forschungsprojekts.