"Der Weise" und die Röntgenstrukturaufklärung

Der Weg nach Cambridge

Im zweiten Artikel dieser Serie steht der Kristallograph John Desmond Bernal im Mittelpunkt. Bernal, später von Kollegen und Freunden "Sage", "Der Weise" genannt, wurde am 10. Mai 1901 in Irland geboren. Seine Mutter war eine der ersten Studentinnen der Stanford Universität in Kalifornien. Bernal kam so früh in Kontakt mit Wissenschaft. Er las Ausschnitte der Vorlesungen von Faraday und kaufte von seinem Taschengeld ein Mikroskop. Auch in der Bedford School in Midlands, auf die er später geschickt wird, wurde auf Naturwissenschaft viel Wert gelegt. Seine Schulzeit aber war vom ersten Weltkrieg überschattet. Älteren Burschen ziehen in Krieg und viele fallen in Frankreich. Bernal erlebt beide Weltkriege. Den ersten als Schüler, den zweiten als Wissenschafter.

Emmanuel College, Cambridge

Der Weltkrieg verändert aber auch Cambridge. Was zuvor eine lebendige Universitätsstadt war, ist jetzt ein freudloser Ort. Soldaten trainieren in Cambridge bevor sie an die Front geschickt werden. Der Krieg verschont auch die geistige Elite des Landes nicht. 16.000 Cambridge-Studenten und junge Absolventen ziehen in den Krieg. Ein Drittel fällt oder wird schwer verwundet. Diese Erfahrungen prägten das Denken Bernals und seine später durchaus umstrittenen politischen Aktivitäten.

Auf wissenschaftlicher Ebene interessierte er sich vor allem für für Kristallografie, Chemie, Physik und Mathematik. Und es waren gerade diese Naturwissenschaften, die in den 40er und 50er Jahren den Umbruch in der Biologie begründen. Wie Ernst Peter Fischer im Vorwort zu der Neuauflage Schrödingers Was ist Leben? schreibt:

"Die moderne Biologie ist nicht das Werk von Biologen. Sie ließen sich in den 40er Jahren das Heft ihrer Wissenschaft aus der Hand nehmen."

Aber greifen wir nicht zu weit vor: Bernal bekam ein Stipendium am Emmanuel College in Cambridge, das als Hochburg des Puritanismus gilt. Wie sich zeigen wird, hätte es Bernal möglicherweise gar nicht geschadet, hätte ein wenig davon abgefärbt. In Emmanuel studierte er zunächst Mathematik und wechselte erst später (aufgrund recht schwacher Leistungen in Mathematik und dem Rat seines Tutors folgend) zu den Naturwissenschaften. Er studierte Physik, Chemie, Geologie, später Mineralogie. Bernal fühlte sich aber am meisten zur Physik hingezogen denn: 

"Chemie ist voll von Gerüchen, Geologie von Namen." ("Chemistry is too full of smells, Geology of names")

Die intensive Beschäftigung mit Physik und die Kenntnisse in Chemie und Mineralogie sind das Fundament für seine späteren wissenschaftlichen Arbeiten in der Röntgenstrukturaufklärung und Kristallographie.

Politik und Liebesleben 

Die Erfahrungen der Weltkriege und der Nachkriegsjahre führten bei Bernal neben der Wissenschaft zu einem leidenschaftlichen Interesse an Politik. Sein "Erweckungserlebnis" lässt sich auf den 7. November 1919 datieren. In dieser Nacht führte er eine lange Diskussion mit einem Komilitonen, H. Douglas Dickinson, dessen Vater Kurator des Science Museums in London, sowie Experte der Geschichte der Industriellen Revolution war. Bernal schreibt in seinem Tagebuch:

"Dieser Sozialismus ist eine wunderbare Sache. Warum hat mir noch niemand zuvor davon erzählt? Und Dick weiß alles darüber und erklärt es mir in wenigen Stunden. Die Theorie des Marxismus, das große russische Experiment, was wir hier und jetzt tun könnten. Es war alles so klar und einleuchtend, so universell."

Später, während seiner Zeit in London, trat er mit seiner Frau der kommunistischen Partie bei. In dieser Zeit verlor er auch endgültig seinen Bezug zur Religion. Zahllose Diskussionen (viele politischer Natur) brachten ihm den Spitznamen "Sage" ("Der Weise") ein. 

Auch seine Frau Eileen lernte er auf einer politischen Veranstaltung in Cambridge kennen. Die Ideen des Sozialismus sind nicht nur in elitären und universitären Zirkeln wie Cambridge heiß diskutiert, sondern griffen in Folge der Wirtschaftskrise nach dem Krieg auf die gesamte britische Insel über.

Apropos Eileen: Das Liebesleben Bernals böte genug Stoff für eine Verfilmung im Geiste der 60er Jahre mit Woody Allen in der Hauptrolle. Zwar hatte er mit Eileen zwei Söhne und die Beziehung zu seiner Frau blieb bis an sein Lebensende bestehen, aber beide Ehepartner nahmen es mit der Treue nicht so genau. Vor allem Bernal nahm sich eine Menge Freiheiten heraus. Liest man seine Biographie, so kann man den Eindruck gewinnen, dass er mit jeder zweiten Kollegin, die seinen Weg kreuzte, auch eine Affäre angefangen hatte. Zu seinen Beziehungen zählten Frauen wie Margaret Gardiner, mit der er einen Sohn hat, Margot Heinemann, eine Tochter und der späteren Nobelpreisträgerin Dorothy Crowfoot-Hodgkin. Besonders die Beziehung zu Crowfoot-Hodgkin erscheint problematisch, da sie zur Zeit ihrer Affaire auch seine Dissertantin war.

Bernals freizügige Einstellung zur Sexualität und wohl auch seine politischen Ansichten helfen ihm nicht gerade im eher konservativen Cambridge eine bessere Position zu erlangen.

Zurück zur Wissenschaft

Sein Doktorat machte er unter William Bragg, dem Direktor der Royal Institution in London. In dieser Zeit leistete er wesentliche Beiträge zur Röntgenkristallographie komplexer Moleküle. Er kehrte nach Cambridge zurück und unterrichtete Kristallographie und Strukturaufklärung. Dabei arbeitete er gemeinsam mit Dorothy Hodgkin. Mit seiner Arbeit legte er die ersten Grundlagen der sogenannten molekularen Biologie. Er beschäftigte sich dabei unter anderem mit der Aufklärung der chemischen Struktur der Steroide. Zu seinen Schülern zählen Größen wie Max Perutz aber ebenso Rosalind Franklin. Mit beiden werden wir uns in späteren Artikeln noch beschäftigen. Bernal untersuchte zunehmend komplexere chemische Strukturen. Bereits 1934 machte er den nächsten großen Schritt und erstellte erste Aufnahmenen von Protein-Kristallen wie Pepsin. Andere Proteine und Viren folgten. Er identifizierte dabei den Typus der spirallförmigen Strukturen, die später zur Entschlüsselung der DNS-Struktur führen wird.

1931 waren Gene und Chromosome bekannt. Auch wurde vermutet, dass diese aus Proteinen aufgebaut sind, denn alleine die ungeheure Vielzahl an möglichen Proteinen erlaube die Variabilität die benötigt wird. Doch die meisten der heute allgemein bekannten Zusammenhänge liegen zu Beginn der 1930er Jahre noch weitgehend im Dunkel. Etwa wurde die Frage heiß diskutiert, an welcher Stelle die Erbinformation gespeichert würde, oder wie diese Information von Generation zu Generation weitergegeben wird. Bernal schrieb: 

"Was wir nach J.B.S Haldane über Genetik wissen setzt voraus, dass individuelle Protein Moleküle in einem Chromosom exakt dupliziert werden. [...] Nur ein göttlicher Kopierer aber könnte ein komplexes dreidimensionales Molekül fehlerfrei kopieren. [...] Ziehen wir aber eine natürliche Lösung vor, so müssen wir uns vorstellen, dass dieses Molekül in zwei Dimensionen oder gar in einer Kette gestreckt wird. In dieser Form können sich gegengleiche Partner an diese Ebene oder Kette anpassen und chemisch gebunden werden." 

Er schloss allerdings die zwei-dimensionale Version aus chemischen Gründen aus. Im Jahr 1931 war dies noch eine unbelegte, wenngleich enorm weitsichtige Vermutung. Erst 20 Jahre später wird es James Watson und Francis Crick mit Hilfe der Daten von Rosalind Franklin und Linus Pauling gelingen diesen Mechanismus darzustellen.

Im Jahr 1936 wurde ihm Max Perutz, der aus Wien kommt als Student vorgestellt. Beide bleiben für viele Jahre in Kontakt; zunächst als Student, später als wissenschaftlicher Kollege. Auch dazu später mehr.

Krieg und Wissenschaft – Wissenschaft für den Krieg 

1937 wurde Bernal Fellow der Royal Society und 1938 als Professor am Birkbeck College in London nominiert. Aber nun kommt der zweite Weltkrieg dazwischen und er wurde zum wissenschaftlichen Berater im Ministerium für Homeland Security berufen. Seine kommunistische Gesinnung störte dabei nicht. Er wendet die wissenschaftliche Methode auf die strategische Kriegsführung an und beschäftigte sich unter anderem mit der Optimierung der Bombardierung durch Flugzeuge und riet vom Flächenbombardment deutscher Städte ab. Dies allerdings weniger aus humanitären Erwägungen, sondern vielmehr aus Gründen der Effizienz. Ein Bomberpiloten zu Bernal: "Wir schätzen uns schon glücklich, alter Junge, dass wir die Bomben ins richtige Land werfen."

Später im Krieg wude Bernal Louis Mountbatten's Team, das den "D-Day" plante, zugewiesen. Bernal kartographierte die Strände der Normandie. Der Krieg führte ihn an der Seite Mountbattens bis nach Südost-Asien, wo er Seite an Seite mit John Kendrew arbeitete. Kendrew erhielt später gemeinsam mit Max Perutz den Nobelpreis für die Arbeit an Hämoglobins. Auch an der Planung des sogenannten "Mulberry" Hafens, einem temporärer Hafen und dem eher obskuren Projekt Habbakuk, das eine Art von Flugzeugträger für die Invasion in der Normandie werden sollte war Bernal beteiligt. Auch der junge Max Perutz wurde eine zeitlang dem Projekt Habbakuk zugewiesen.

Bernal sah Wissenschaft aber immer mehr im Kontext der Auswirkungen auf die Gesellschaft. Sie sollte nach seiner Ansicht neben dem besseren Verständnis der Natur aber auch dem Wohlergehen der Menschen dienen. Im Jahr 1939 erschien sein einflussreiches Buch The Social Function of Science (Die soziale Funktion der Wissenschaft). Dieses Buch wird vielfach rezipiert. Auch der amerikanische Wissenschafter Linus Pauling äußerte sich sehr wohlwollen zu Bernals Ansichten und verwendete es als Literatur in Seminaren am California Institute of Technology in den USA. 

Nach dem Krieg kehrt Bernal nach London zurück. Er war schockiert von der Vorstellung der Auswirkungen eines Atomkrieges. Gemeinsam mit Frédéric Joliot-Curie gründete er das Welt-Friedens Konzil, das allerdings zu einem Instrument russischer Propaganda wurde. Auch schrieb er weiterhin viel über die Rolle von Wissenschaft und Gesellschaft und brachte sich sehr einflussreich in Kampagnen für soziale Verantwortung der Wissenschaft ein. Aber auch die Unterstützung der Grundlagenforschung war ihm ein stetes Anliegen.

Wegbereiter der modernen molekularen Biologie

Bernals Team 1946.
hinten: Sam Levene, G. Jeffrey, Hirsh, Pit, Helena Scouludi.
vorne: Anita Rimel, Ehrenberg,
John Desmond Bernal, Helen Megaw, Harry Carlisle.

Bernal war nicht nur ein Pionier der Röntgenkristallographie (dazu mehr in einem kurzen eigenen Artikel), er erkannte gemeinsam mit Dorothy Hodgkin sehr früh die Möglichkeiten, die in Computern stecken. Röntgen-Kristallographie erzeugt Daten, die erst mit komplexen mathematischen Verfahren aufbereitet werden müssen um konkrete Aussagen über die Struktur der untersuchten Substanzen zu erlauben. Eine der komplexen mathematischen Methoden ist die sogenannte Fourier-Transformation. Da die verschiedenen Atome den Röntenstrahl in unterschiedlicher Weise beugen, kommt es zu einer darauffolgenden Überlagerung der gebeugten Wellen. Das Ergebnis, das gemessen wird, spiegelt daher die Summe dieser überlagerten Wellen wieder. Mithilfe der Fourier-Transformation kann man versuchen, die ursprünglichen Wellenformen wieder zu rekonstruieren. Eine komplexe und zeitaufwändige Arbeit, besonders wenn diese händisch erledigt werden muss!

Andrew Donald Booth
(Foto von der International Union of Cristallographers)

Hodgkin und Bernal experimentierten mit den Möglichkeiten, Computer für diese Fourier-Transformationen einzusetzen und erkannten, wie sehr Computer diese mühsamen Berechnungen beschleunigen können. 1950 wurde der dritte Computer Großbritanniens am Birkbeck College entwickelt um Bernals Kristallographie-Forschung zu unterstützen. Andrew Donald Booth, einer der frühen Computer-Pioniere, hat bereits in Birmingham Analog-Computer gebaut. 1946 ermöglichte ihm Bernal eine Reise in die USA, wo er die wichtigsten Computer-Center besuchte, darunter Harvard, MIT, Bell Labs. Am meisten begeisterte Booth allerdings von Neumann in Princeton. Booth arbeitete an Speichertechnologien, die man als Vorläufer der modernen Festplatte bezeichnen kann. Diese Technologie wurde in die ersten Computer verwendet, auch im APEX. Dieser Rechner wurde am Birkbeck College für kristallographische Berechnungen getestet. Obwohl Booth sich auch weiter mit Kristallographie beschäftigte, hatten die damaligen Computer letztlich noch nicht genügend Speicherplatz um für die Strukturaufklärung von Proteinen eingesetzt werden zu können.

1953 wurd die Doppel-Helix Struktur der DNS von Watson und Crick erfolgreich entschlüsselt. Dazu mehr in einem späteren Artikel. Diese Aufklärung der DNS-Struktur war nur durch den Einsatz der Röntgenstrukturaufklärung, die Bernal mitbegründet hatte, und das enorme experimentelle Geschickt in der Anwendung dieser Methodik durch Rosalind Franklin möglich. Der Strukturvorschlag von Watson und Crick fand international aber vor 1956 wenig Anerkennung. Bernal hingegen erkannte die Bedeutung sofort und nannte sie "die bedeutendste alleinstehende Entdeckung in der Biologie".

Weisheit bis zum Ende?

"Bernal betrieb [nach dem Krieg] zwar noch hier und da ein bißchen Protein-Kristallographie, kümmerte sich aber mehr um die Verbesserung der Beziehung zu den kommunistischen Staaten.", James Watson, Die Doppelhelix

Gerade in den letzten Jahrzehnten seines Lebens ist von der sprichwörtliche Weisheit Bernals manchmal wenig zu spüren. Seine politischen Aktivitäten, vor allem die mangelnde Abgrenzung von sowjetischer Propaganda, wirkten sich negativ auch auf seine Glaubwürdigkeit als Wissenschafter aus. Er war zunehmend isoliert. Bernal ließ sich – für viele seiner Kollegen unverständlich – in die russische Propaganda einspannen. So saß er bei einer russischen Friedenskonferenz neben Chruschtschow. Auch gelten seine Äußerungen über die Rolle Stalins als problematisch. Aus wissenschaftlicher Sicht besonders negativ aufgenommen wurden auch seine Stellungnahmen zum russischen "Wissenschafter" Lysenko.

Trofim Denisovich Lysenko war ein Bauernsohn, der über keine konventionelle Ausbildung in Biologie verfügte, der aber erste Experimente mit Saatgut im Dorf seines Vaters durchführte. Sein Ziel war es, die landwirtschaftliche Produktivität zu verbessern. Seine Experimente waren  nie wirklich erfolgreich. Auch hat er sie nie gründlich genug durchgeführt und zumeist frühzeitig abgebrochen. Er war, kurz gesagt, ein schlechter Wissenschafter, gleichzeitig aber ein äußerst begabter Selbstvermarkter. Er bewarb sich und seine Ideen in den höchsten Tönen bis es ihm letztlich gelang bei Stalin Gehör zu finden. Seine Thesen sind und waren grundfalsch, passten aber hervorragend in das politische Gedankengut der Kommunisten der 1940er Jahren. So waren etwa Gregor Mendel und Thomas Morgan Feindbilder, vor allem die Idee, dass Erbinformation (vergleichsweise unveränderlich) in Chromosomen abgelegt ist. Lysenko behauptete, dass es keinen fixen Ort für die Erbinformation gäbe und dass man Eigenschaften in einem Individuum ändern und an die Nachfolgegeneration weitergeben kann. Er vertrat gewissermaßen eine Version des Lamarckismus. Dies passte gut in die Ideologie der Zeit, die zum Ziel hat die menschliche Natur zu verändern. 

Trofim Denisovich Lysenko spricht im Kreml. Im Hintergrund Joseph Stalin.

Falsche Ideen zu haben ist zunächst noch kein Problem, das passiert vielen Wissenschaftern. Lysenko war allerdings an ernsthafter Wissenschaft nicht interessiert und gewann dennoch zunehmend politischen Einfluss. Stalin sah die Bedeutung von Wissenschaft und Technologie und forcierte deren Anwendung auf die Gesellschaft, Industrie, Militär und Landwirtschaft.  Stalin glaubte aber bereitwillig völlig falschen Behauptungen, wenn sie ideologisch in sein Weltbild passten. Mit Lysenko hatte er einen willigen Partner gefunden. Seine Behauptungen passten hervorragend in die ersten 5-Jahrespläne. So schlecht Lysenkos Wissenschaft war, so groß war sein Einfluss den er auch gegen Kollegen ausübte. Viele angesehene Wissenschafter litten unter Lysenko oder wurden gar (wie der bedeutende Biologe Nikolai Vavilov) verhaftet und zum Tode verurteilt. Dieser Terror führte natürlich dazu, dass Wissenschafter und Verantwortliche der Landwirtschaft eher logen und falsche Angaben machten als darzulegen, dass Lysenkos Methoden nicht funktionieren. Lysenkos Einfluss reichte noch nach Stalins Tod bis in die 60er Jahre. Selbst in den 50er Jahren war es in der Sowjetunion praktisch nicht möglich ernsthafte Forschung im Bereich der Genetik durchzuführen. Nicht nur die Biologie und Genetik Russlands wurde durch Lysenko für Jahrzehnte beschädigt, sondern auch deren Landwirtschaft. Erst nach den 50er Jahren werden langsam die falschen Praktiken durch moderne Methoden, wie sie in den USA praktiziert werden, ersetzt.

Unter diesen Gesichtspunkten erscheint es doch sehr unangebracht, dass gerade ein herausragender Wissenschafter und Intellektueller wie Bernal einen solchen Scharlatan in Schutz nahm. Bernal war es immerhin, der selbst die Grundlagen legte, auf deren Basis Wissenschafter wie James Watson und Francis Crick mit der Aufklärung der Struktur und Funktion der DNS den Ansichten Lysenkos ins Reich der Mythen verwies. Für seine Ansichten wurde Bernal auch von Julian Huxley, dem Direktor der UNESCO offen kritisiert. Bernals Faszination für Russland, den Kommunismus und die Planwirtschaft scheinen mit seinem Intellekt eigentlich nicht vereinbar zu sein. 1953 erhielt er gar den Stalin-Friedenspreis. Möglicherweise hatten die Ideale seiner Jugend ihn noch im späteren Leben geblendet. Selbst Max Perutz scherzte über Bernals Eintreten für die Planwirtschaft, denn Bernal "war ein Mann der niemals irgendetwas plante. Er war total unorganisiert."

Mag er auch auf dem linken Auge blind gewesen sein, so muss sein Eintreten für Frieden respektiert werden. Von 1959-1965 folgt er dem Chemienobelpreisträger Frédéric Joliot-Curie als Präsident des Weltfriedensrates nach.

Bernal war, wie wir auch noch bei Persönlichkeiten wie James Watson oder Linus Pauling sehen werden, nicht der einzige Wissenschafter, der Spitzenleistungen in seinem Fach leistet und gleichzeitig in anderen intellektuellen oder menschlichen Aspekten nicht denselben hohen Standards genügt. Daher sind auch Aussage von Nobelpreisträgern und anderen Spitzenforschern immer gründlich zu hinterfragen, ganz besonders wenn diese aus Bereichen stammen, die nicht der Kernkompetenz der jeweiligen Person entspricht.

John Desmond Bernal starb am 15. September 1971.

Liste aller Artikel dieser Serie

Weiterführende Literatur

• Artikel in Nature
• J. D. Bernal, The Sage of Science, Andrew Brown: Book, Article
• International Union of Crystallography
• A life in Science, Andrew D. Booth
• Andrew D Booth - Britain’s Other "Fourth Man", Roger G. Johnson
• Bernals X-Ray Diffraction Camera, Science Museum London
• Century of Endeavour, JD Bernal and the 'Science and Society' Theme, Roy Johnston
• Max Perutz and the Secret of Life, Georgina Ferry
• BBC In Our Time: Crystallography

Die "Cambridge-Gang": Das Jahrhundert der Biologie

Das Jahrhundert der Biologie

Brenda Maddox schreibt in ihrer ausgezeichneten Biographie über Rosalind Franklin nicht ganz zu unrecht: "Die erste Hälfte des 20. Jahrhunderts gehörte der Physik, die zweite der Biologie." 

In der Zeit nach dem zweiten Weltkrieg gehörten Fragen, etwa wie Erbinformation weitergegeben wird, zu den großen Themen der Wissenschaft. Die Verbungslehre nach Mendel ist etabliert. Sie beschreibt mit drei Regeln wie Merkmale vererbt werden, deren Ausprägung durch ein Gen bestimmt wird. Auch eben der Begriff des Gens wird seit Anfang des 20. Jahrhunderts verwendet, wenngleich die Definition sich immer wieder ändert. Selbst heute gibt es noch keine wirklich wasserdichte Definition, mit der sich alle Genetiker gleichermassen identifizieren. Unter einem Gen wurde und wird im allgemeinen eine "Erbeinheit" verstanden, die für bestimmte Eigenschaften des Organismus verantwortlich ist. Oder anders ausgedrückt, ein Gen ist ein Stück DNS und enthält die Information, die notwendig ist, ein bestimmtes Protein zu erzeugen. Seit Beginn des 20. Jahrhunderts wird spekuliert, wie genau die Vererbung stattfinden würde, und ob es eine molekulare Basis dafür gäbe. Ebenso ist die Desoxyribonukleinsäure (DNS) des längeren bekannt. Das erste Mal konnte sie im Jahr 1869 vom schweizer Arzt Friedrich Miescher isoliert werden. Miescher hatte jedoch keine korrekte Idee über die Funktion dieser  Substanz.

Bereits in den 1920er Jahren war die Ansicht vorherrschend, dass Gene aus Proteinen bestehen. Proteine sind lange Ketten aus 20 verschieden Molekülen aufgebaut und wären in der Lage auch komplexe Information zu speichern. DNS enthält hingegen nur 4 verschiedene Moleküle. Viele Genetiker vermuteten daher, dass die DNS zu einfach wäre um die komplexe Erbinformation speichern zu können. Die genaue Funktion der DNS und die Aufklärung der Frage wo und wie die Erbinformation gespeichert wird, bleibt bis in die 40er und 50er Jahre unklar. Mit den Arbeiten von Bernal, Chargaff, Pauling, Franklin, Watson, Crick und vielen anderen beginnt das Verständnis der Genetik und in weiterer Folge der molekularen Biologie konkretere Formen anzunehmen.

Erwin Schrödinger: Was ist Leben?

Erwin Schrödinger

Eine wichtige Inspiration für viele waren in den 1940er Jahren die Dublin Lectures von Erwin Schrödinger, einem österreichischen Physiker. Einer breiteren Öffentlichkeit werden sie durch Schrödingers Buch "Was ist Leben" bekannt.  Schrödinger stellt eine wichtige Frage: warum wird Biologie immer noch so betrieben, als hätte sie nichts mit Physik und Chemie zu tun. Vielmehr sollten die chemischen Prinzipien, die der Biologie zugrunde liegen, ernsthaft untersucht werden. Die Überschrift des siebente Kapitel des Buches lautet etwa "Beruht Leben auf physikalischen Gesetzen?" Auch ist besonders das Vorwort des Buches in hohem Maße empfehlenswert. Was Schrödinger in den 1940er Jahren schreibt, trifft bis heute zu:

"Bei einem Mann der Wissenschaft darf man ein unmittelbares, durchdringendes und vollständiges Wissen in einem begrenzten Stoffgebiet voraussetzen. Darum erwartet man von ihm gewöhnlich, dass er von einem Thema, das er nicht beherrscht, die Finger lässt. [...]
Aber das Wachstum in die Weite und Tiefe, das die mannigfaltigen Wissenszweige seit etwa einem Jahrhundert zeigen, stellt uns vor ein seltsames Dilemma. Es wird uns klar, dass wir erst jetzt beginnen, verlässliches Material zu sammeln, um unser gesamtes Wissensgut zu einer Ganzheit zu verbinden. Andererseits aber ist es einem einzelnen Verstande beinahe unmöglich geworden, mehr als nur einen kleinen spezialisierten Teil zu beherrschen.
Wenn wir unser wahres Ziel nicht für immer aufgeben wollen, dann dürfte es nur den einen Ausweg aus dem Dilemma geben: daß einge von uns sich an die Zusammenschau von Tatsachen und Theorien wagen, auch wenn ihr Wissen teilweise aus zweiter Hand stammt und unvollständig ist – und sie Gefahr laufen, sich lächerlich zu machen."

Das Buch Schrödingers wurde von bedeutenden Wissenschaftern der Zeit kritisiert. Linus Pauling etwa schrieb: "Meiner Ansicht nach, hat Schrödinger keinen Beitrag zum Verständnis des Lebens geleistet." Max Perutz ist noch pointierter: "[...] was in diesem Buch richtig ist, stammt nicht von Schrödinger, und was von Schrödinger stammt, war schon zur Zeit der Veröffentlichung nicht richtig." Trotz dieser harten Worte einzelner, wird dieses Buch von vielen (jungen) Wissenschaftern der Zeit als bedeutende Inspiration bezeichnet. Für einige gilt es als Startschuss für eine neue Sicht auf die Biologie. Mag Schrödingers Buch vielleicht (nach Pauling) keinen direkten Beitrag zum Verständnis des Lebens geleistet haben, mag er sich nach der Ansicht mancher auch lächerlich gemacht haben, der indirekte Beitrag seines Werkes war erheblich. 

Fünf Nobelpreisträger (und einige, die leer ausgehen)

Die Verfolgung eben dieser Frage "Was ist Leben" führt vor genau 50 Jahren, also im Jahr 1962, zu fünf Nobelpreisen. Alle fünf Preisträger haben wesentliche Beiträge zur Aufklärung der komplexer Strukuren und Wirkweise von Biomolekülen geleistet: Max Perutz und John Kendrew in Chemie, James Watson, Francis Crick und Maurice Wilkins in Medizin.

Ich möchte mich in einer kleinen Serie von Blog-Artikeln mit der Geschichte (vor allem aber auch den nicht so bekannten Hintergründen) eine der wesentlichen wissenschaftlichen Durchbrüche des 20. Jahrhunderts, beschäftigen. Jede Woche wird ein neuer Artikel erscheinen. In dieser Serie steht natürlich auch die immer noch häufig vorherrschende Idee zur Diskussion, zwei junge Genies (Watson und Crick) hätten dieses komplexe Rätsel mehr oder weniger im Alleingang gelöst. Im Grunde genommen ist die Frage aber eine grundsätzlichere: Wird Wissenschaft von Individuen, von Genies vorangetrieben, denen wir dann Nobelpreise verleihen, oder ist die Sache etwas komplizierter? Wäre ohne Watson, Crick und Wilkins die Struktur der DNS nicht, oder zumindest wesentlich später gefunden worden? Welcher Teil des "Kuchens" ist ihnen zuzuschreiben? Sind sie gar nur die Fassade eines viel komplexeren Gebildes? Um diese Frage zu diskutieren, möchte ich zwei weitere Persönlichkeiten in den Vordergrund rücken, deren Leistungen einer breiteren Öffentlichkeit im wesentlichen unbekannt sind: John Desmond Bernal und Rosalind Franklin, die beide keinen Nobelpreis bekommen haben. Zu Recht?

Aber die Strukturaufklärung der DNA steht nicht alleine im Mittelpunkt. In den 50er Jahren, und damit im Herzen dieser Geschichte, steht die Entstehung eines neuen Paradigmas, einer neuen Wissenschaftsdisziplin, der Molekulargenetik. Eine entscheidende Persönlichkeit die diese Entwicklungen vorangetrieben hat, war der aus Österreich stammende Max Perutz. Perutz arbeitet nicht nur aktiv an der Aufklärung des Hämoglobins, sondern kann als Gründer des ersten Labors für molekulare Genetik gelten. Und damit sind wir in Cambridge angelangt.

Geschichte und Tradition ist in Cambridge allgegenwärtig. Ein College reiht
sich an das andere. Hier im Bild das Kings College.

Die meisten Wissenschafter, die ich in dieser Serie betrachte, sind eng mit der Universität von Cambridge verbunden. Wurde Cambridge auch im Jahr 1209 von Abtrünnigen aus Oxford gegründet, so zählt Cambridge heute zu den fünf besten Universitäten der Welt. Das Cavendish Lab ist eine der Forschungseinrichtungen Cambridges und bringt alleine fast 30 Nobelpreisträger hervor, darunter eben auch Watson, Crick, Perutz, Kendrew.

Begeben wir uns in den nächsten Wochen auf eine Reise in die Zeit des zweiten Weltkrieges und die Konflikte zwischen Wissenschaftern und Institutionen in den 40er und 50er Jahren, die die Erforschung der DNS und die Gründung der molekularen Biologie begleitet haben. Nicht zuletzt werden wir sehen, dass große Wissenschafter – öfter als man denken möchte – auch dunkle Seiten haben, die kaum mit deren sonstiger intellektuellen Seite vereinbar zu sein scheinen.

Was ist Leben? Wie funktioniert Wissenschaft? Begleiten Sie mich auf der Suche...

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Neues im Alten – eine Spurensuche

Ich sitze auf einer Bank im Emanuel College in Cambridge. Ich bin auf Spurensuche. Vor knapp hundert Jahren hat J D Bernal hier studiert. Er ist vermutlich zu einem Zeitpunkt auf derselben Bank gesessen und hat die Ururgroßeltern der Enten betrachtet, die jetzt im Teich vor mir schwimmen.

Generationen von Studenten, Wissenschaftern, Fellows ziehen durch diese Mauern ohne wesentliche physische Spuren zu hinterlassen. Sie sollen, umgeben von Unveränderlichem, dennoch die Welt verändern. Was immer von ihnen hier geschaffen wird, steht im Bezug zum Dauerhaften. Jeder Wissenschafter und Gast weiß, dass dieses College nach ihm (fast) genauso aussehen wird wie vor seiner Zeit. Gast für kurze Zeit (und sei diese kurze Zeit ein Forscherleben). Gast in einer Institution, die ihre Bestimmung in Jahrhunderten, nicht in Jahrzehnten misst. Für Bernal war Beständigkeit noch das bestimmende Bild seiner Zeit. Heute ist es etwas außergewöhnliches.

Was immer wir in jetzt schaffen ist veraltet, irrelevant bevor wir es aussprechen. Software, Unterhaltungselektronik, Filme, sogar Schmuck und Architektur sind Wegwerfprodukte. Welcher Architekt gibt sich noch der Illusion hin, etwas zu entwerfen, das länger als eine Generation Bestand haben wird?

Fortschritt. Sicher. In einer Zeit der Beschleunigung des Wissens, gibt es nur mehr Technologie von gestern. Tatsächlich? Oder ist das nicht auch eine selbstverfüllende Prophezeiung? Wir als Gestalter beobachten und als Beobachter sehen wir mit rasender Geschwindigkeit vergängliches. Wir sind von unwertigen Produkten umgeben. Wir haben den Blick für das Dauerhafte nicht nur verloren; wir lernen: Das Prinzip der Moderne ist Vergänglichkeit. Das Ablaufdatum ist Design-Prinzip. Durchsatz ist das Maß der Dinge moderner Wirtschaft. Wir haben das Interesse am Gekauften verloren, sobald wir das Geschäft verlassen.

Ich sitze im Emanuel College und frage mich, was diese Einstellung mit mir macht. Welchen Bezug habe ich zum eigenen Leben, zu den eigenen Ideen, aber auch zu Dingen die mich umgeben, wenn alles ein Durchlaufposten ist. Liebe ich meine Ideen noch mit derselben Leidenschaft wie Bernal vor 100 Jahren? Bin ich bereit mich zu vertiefen wenn Geschwindigkeit zählt, nichts um mich herum Bestand hat? Haben ich einen emotionalen Bezug zu einer Uhr, zu einem Anzug, zu einem Möbelstück, im Wissen, dass diese Dinge Fliessbandware sind; Güter, deren Bestimmung die Mülldeponie ist, und die nur kurze Zeit davor mit uns sind? Wenn es niemanden mehr gibt, der stolz ist etwas von dauerhaftem Wert zu produzieren? Es sind nur Konsumgüter. Aber sie umgeben uns. Wir leben in ihrer Mitte und werden ebenfalls zu Produkten dieses Denkens. 

Was macht das mit mir, nur noch von immer neuem Ramsch umgeben zu sein? Ist das wirklich ein unveränderliches Prinzip der sogenannten Moderne, oder vielmehr das Fundament der Krise in der wir stecken?

Ist das der Grund, warum ich mich anders fühle, wenn ich in diesem College-Garten sitze?

Was ist "nützliche" Forschung?

Zu Beginn des 20. Jahrhunderts spricht der Industrielle George Eastman mit Abraham Flexner, dem späteren Gründer des angesehenen Institute of Advanced Study in Princeton. Eastman möchte eine große Summe für die Förderung von Bildung investieren. Auf Flexners Frage, wen Eastman für den bedeutendsten Forscher hält, antwortet dieser Marconi. (Marconi gilt als Erfinder des Radios.) Flexner anerkennt zwar die Bedeutung des Radios, hält aber Marconis Beitrag für vernachlässigbar. Eine für manche überraschende Aussage. Nach Flexners Ansicht verdienen andere Wissenschafter die Anerkennung: Clark Maxwells legt die Grundlagen zum Verständnis elektromagnetischer Felder im 19. Jahrhundert und publiziert seine Gleichungen 1873; Heinrich Hertz erfüllt Maxwells Gleichungen mit Leben und weist elektromagnetische Wellen experimentell nach. Sowohl Maxwell als auch Hertz (und viele andere Wissenschafter) legen die wissenschaftliche Basis für Technologien und Produkte wie Radio, Funkt oder Fernsehen. Flexner schreibt: "Hertz und Maxwell waren Genies ohne Ziel, Marconi ein intelligenter Erfinder nur mit Nützlichkeit im Sinne." Dasselbe trifft auf die Elektrizität zu, die unser Leben bestimmt. Wir verdanken sie Oersted, Ampère, Wolaston, Faraday und vielen anderen. Faraday war Zeit seines Lebens nicht an der Anwendung seiner Ideen interessiert. Sein Interesse galt alleine dem Verständnis der Prinzipien der Natur.

Alexander Bell führt 1892 das erste Telefongespräch
von New York nach Chicago.

Das Fazit? Erfinder (und damit Einzelleistungen) werden überbewertet. Kevin Kelly schreibt "Das einsame wissenschaftliche Genie ist ein Mythos." Die meisten Produkte aber werden von mehreren Personen zeitgleich erfunden. Der letzte Schritt hin zum "revolutionären" Produkt (aber auch zur neuen wissenschaftlichen Idee) liegt zumeist in der Luft, weil die zugrundeliegenden Erkenntnisse, die die Folge anderer Erfindungen oder neuer Erkenntnisse der Grundlagenforschung sein können, diese geradezu aufdrängen. Darwin gilt als Vater der Evolutionstheorie, aber auch Malthus und Wallace waren ihr auf den Fersen. Hätte Darwin seine Reise mit der Beagle nicht überlebt, würden wir heute vielleicht Wallace feiern. Alexander Bell und Elisha Gray haben das Patent für das Telefon am selben Tag eingereicht, und auch das Higgs-Boson hat Peter Higgs nicht alleine vorgeschlagen, sondern wurde auch von einigen anderen (weniger bekannten) Physikern vorgeschlagen. Jede moderne Technologie hat viele Väter und Mütter und ist das Ergebnis eines vernetzen, globalen Prozesses und damit kaum vorhersagbar. 

Das macht den Versuch, Innovation planen zu wollen und frühzeitig nützliches von nutzlosem zu trennen zur Illusion. Innovation und neue Produkte sind oftmals das Ergebnis "zielloser" Grundlagenforschung mit kaum vorhersagbarem Fortschritt. Deren Ergebnisse werden dann aber in sehr fokussierter anwendungsorientierter Forschung oder von Erfindern auf praktische Probleme angewandt oder zu neuen Produkten umgesetzt werden können. Und selten sind es einzelne Genies, sondern viele Einzelkämpfer, die mehr oder weniger zur gleichen Zeit zu sehr ähnlichen Erkenntnissen oder Produkten kommen.

"Lasst uns daher unsere Suche fortsetzen, nach dem nutzlosen ebenso wie nach dem praktischen; mit der Zuversicht, dass auf lange Sicht beide der Menschheit dienen werden.", Abraham Flexner

Der Untergang (des römischen Reichs)

Der IT-Security Experte Bruce Schneier zitiert ein Interview mit Prof. Sander van der Leeuw über Resilienz am Beispiel des römischen Reiches. Ein System ist nach seiner Definition robust, wenn es in der Lage ist, äußerem Druck standzuhalten ohne sein Verhalten wesentlich zu verändern. Es ist resilient, wenn es bei steigendem Druck in der Lage ist durch gewisse Änderungen den Druck zu reduzieren. Sind fundamentale Änderungen oder Umbrüche im System notwendig, so ist es verletzlich (vulnerable). Ein System kann über die Zeit auch die Charakteristik ändern, beziehungsweise von resilient zu verletzlich wechseln.


Prof. van der Leeuw beschreibt derartiges systemisches Verhalten am Beispiel des römischen Reiches:

"I’ve worked a lot on the end of the Roman Empire. Let’s go back to sometime before the end. The Roman Empire expands all around the Mediterranean and becomes very, very big. It can do that because wherever it goes, it finds and then takes away existing treasure that has been accumulated over the centuries before. That treasure pays for the army, it pays for the administration, it pays for everything. But there’s a certain moment, beginning in the third century, when there is no more treasure to be had. The empire has already taken in all of the civilized world. At that point, to maintain its administration and military and feed its poor, it must depend basically on the annual yield of agriculture, or the actual product of solar energy. At the same time, the empire becomes less attractive because it has less to offer, because it has less extra energy. So now it has to deal with all kinds of unrest, and ultimately, the energy that it has available for its administration is no longer sufficient to maintain the empire. So between the third century and the fifth century, the empire has to make changes. That is the period when it adapts its behavior to all kinds of pressures. That is the resilience period. At the end of that period, when it is no longer able to maintain that, it quickly becomes vulnerable and falls apart."

Das römische Reich 117 v.Chr.
(by Tataryn77, Wikimedia Commons))

Historische Theorien und besonders deren Anwendung auf andere Epochen  sind bekanntlich immer problematisch. Dennoch finde ich die Parallele der Beschreibung des ausgehenden römischen Reichs mit der derzeitigen Situation (diesmal global) faszinierend. Und sei es nur im Sinne einer Metapher. Während das römische Reich seine Energie aus stetiger Plünderung immer neuer Völker bezogen hat, so haben wir aktuell das exponentielle Wirtschaftswachstum der letzten 150 Jahre durch Plünderung immer neuer natürlicher, vor allem aber nicht-erneuerbarer Ressourcen befeuert.

Dem römischen Reich sind die zu beraubenden Völker ausgegangen. Uns gehen die Ressourcen aus, beziehungsweise die Nutzung der Ressourcen richtet derartig großen Schaden an, dass sie systematisches Versagen zur Folge haben wird. Wir haben mittlerweile den Ast, auf dem wir sitzen, nahezu durchgesägt und geraten an einen Punkt, wo weiteres exponentielles Wachstum auf der Basis eines ebenso exponentiell wachsenden Ressourcenverbrauchs nicht mehr möglich ist. Wir erkennen Symptome, die den oben beschriebenen vergleichbar sind: Die bisher stetige Zunahme an Wohlstand (in westlichen Ländern) gerät an ein Ende. Bestehende (wirtschaftliche) Konzepte funktionieren nur mehr unzureichend. In einigen Ländern kommt es bereits zu erheblichen Unruhen (z.B. in Griechenland oder Spanien). Regierungen und Betriebe finden keine willigen Opfer mehr, die ohne weiteres geplündert werden können. Im Gegenteil, Staaten wie China (mit einer Milliarde Menschen und großem Appetit auf mehr Wohlstand) entdecken gerade erst das "Erfolgsrezept" der Plünderung globaler Rohstoffe. Nicht zuletzt sehen wir gerade, dass Finanzmärkte Plünderung und Faustrecht zum Prinzip erhoben haben. Auch hier wurden die Finanzen der Rechtlosen (und Dummen) bereits erfolgreich an die "Finanzeliten" überwiesen und das System Plünderung gelangt an einen Endpunkt.

Die Zeit der Resilienz (nach der Definition von Prof. Leeuw) wird vermutlich bald Vergangenheit sein. Systembrüche stehen bevor. Wird es uns gelingen, nach einer Phase der Resilienz in eine (friedliche) Phase des Überganges zu einem anderen System zu gelangen? Wird es uns gelingen, das Wirtschaftsprinzip "Plünderung" ebenso hinter uns zu lassen? Oder werden wir im Chaos untergehen? 

Wer wächst, steht still. Wer still steht, verliert.

Eine Reihe von überraschenden Umfragen geistert immer wieder durch die Medien: Seit Jahrzehnten werden Menschen in verschiedenen Nationen nach ihrem Wohlbefinden befragt. Sehr häufig liest man, dass sich das Empfinden der Befragten über die Zeit nur wenig ändert. Eine häufige Interpretation dieser Ergebnisse kommt nicht unerwartet: materieller Wohlstand hat offenbar wenig Einfluss auf das Wohlbefinden. (Dies wurde auch als Easterlin Paradox bezeichnet.) Obwohl unsere Wirtschaft wie verrückt gewachsen ist, obwohl nach der allgemeinen Ansicht unser Wohlstand in den westlichen Ländern in diesen Jahrzehnten enorm zugenommen hat – hat sich unsere Gefühlslage nur unwesentlich verändert. Manche behaupten gar, dass das Wohlbefinden in einigen Industrienationen sowie bei Frauen sogar zurückgegangen ist. 

"If, instead of looking at happiness across nations at a given time, we look within a nation at different times, we find the same story. In the last forty years, the per capita income of Americans (adjusted for inflation) has more than doubled. The percentage of homes with dishwashers has increased from 9 percent to 50 percent. The percentage of homes with clothes dryers has increased from 20 percent to 70 percent. The percentage of homes with air-conditioning has increased from 15 percent to 73 percent. Does this mean we have more happy people? Not at all. Even more striking, in Japan, per capita wealth has increased by a factor of five in the last forty years, again with no measurable increase in the level of individual happiness.", Barry Schwartz, The Paradox of Choice

Man könnte sich jetzt näher mit der Frage auseinandersetzen, wie "Glück" und "Wohlbefinden" zu definieren und dann auch noch über Jahrzehnte konsistent zu messen sind. Hier drängen sich viele Fragen auf: ist das Empfinden der einen Person die sich als Sehr Glücklich beschreibt tatsächlich gleich mit der einer anderen die sich ebenfalls Sehr Glücklich fühlt? Was bedeutet gleich in diesem Zusammenhang? Und wie verhält es sich über die Jahrzehnte? Ist es überhaupt zulässig diese Vergleiche anzustellen? Aber lassen wir diese Problematik einmal beiseite, und nehmen wir als Arbeitshypothese an, dass diese Befragung tatsächlich wissenschaftlich sauber ist. Selbst unter dieser Annahme aber, erscheinen mir die üblichen Erklärungen fragwürdig. 

Ich habe vielmehr die Vermutung, dass bei der Interpretation dieses Experimentes, beziehungsweise der Umfragen, eine wesentliche menschliche Eigenschaft gerne außer Acht gelassen wird. Nach meinem psychologischen Verständnis darf man Menschen bei solchen Fragen nicht als autonome Agenten betrachten, die nach irgendwelchen objektiven Kriterien ihre Situation beurteilen. Wir sind vielmehr soziale Lebewesen und vergleichen unsere eigene Situation stetig mit der Situation der Personen um uns herum, aber auch mit unserer eigenen Situation in der Vergangenheit und der (wahrscheinlichen) Zukunft. Solange wir das Gefühl haben vergleichsweise gut dazustehen und verglichen mit unserer Vergangenheit einen Fortschritt zu machen und eine positive Perspektive für die Zukunft zu haben (was auch immer das objektiv bedeuten mag, hier sind subjektive Gefühle das entscheidende) fühlen wir uns gut, glücklich, zufrieden. Solange es immer "aufwärts" geht, zumindest aber nicht abwärts, vor allem im Vergleich mit unsren Nachbarn, fühlen wir uns wohl. Bleiben wir aber auf den selben Stand (auf dem wir eben noch zufrieden waren) stehen, alle um uns herum können sich aber mehr Luxus leisten, werden wir unzufrieden.

Die Psychologie scheint in diesem Punkt recht klar zu sein: wenn Sie Menschen Geld anbieten, bevorzugen die meisten Teilnehmer 50€, wenn die anderen Teilnehmer 30€ bekommen als 70€, wenn die anderen 100€ bekommen. Sie geben sich also mit einer objektiv niedrigeren Summe zufrieden, wenn sie relativ gesehen besser abschneiden.

Was bedeutet das für die "Glücksumfragen"? Aus meiner Sicht vor allem, dass die Interpretation, dass der Zuwachs an Wohlstand keinen Enfluss hat, zu einfach gedacht ist. Der Zuwachs an sich spielt vielleicht keine wesentliche Rolle, aber unsere relative Position im Spiel und der Ausblick den wir haben. In den letzten Jahrzehten rasen wir aufwärts. Diejenigen die auf dem Lebensstandard der 80er Jahre geblieben sind, fühlen sich als Verlierer. Insofern bedeutet dies unter den derzeitigen Bedingungen: wer mitwächst, bleibt stehen. Wer stehen bleibt, verliert. 

Stimmt meine These, so bedeutet dies auf der anderen Seite aber auch, dass Gesellschaften, die mehr und mehr (ökonomisch) polarisiert werden, nur zu einem leeren Rennen der Menschen, mit vielen Verlierern führen. Insofern scheint sich wieder zu bestätigen, dass das Wohlbefinden aller in egalitäreren Gesellschaften höher sein müsste als das in stark polarisierten. Genau das scheint auch der Fall zu sein.

Wir sind Mike Daisey?

Die Aufregung um Mike Daisey's This American Life Beitrag über die Arbeitsbedingungen in chinesischen Fabriken, hat mittlerweile weite Kreise gezogen. This American Life hat eine ganze Folge dem Widerruf der Mike-Daisey Episode gewidmet. Dieser Widerruf war bekanntlich notwendig, weil erhebliche Teile der Geschichte nicht den Tatsachen entsprechen. Eine an sich vorbildliche Praxis mit Fehlern umzugehen, die besonders im Medien-Bereich Schule machen sollte. Aber gerade darum soll es hier nicht gehen. Über die Rolle der Medien, Journalismus, und die Frage, was sich in diesen Fabriken tatsächlich abspielt wird ohnedies zur Genüge berichtet.

Wirklich interessant finde ich aber die Entstehungsgeschichte dieses Beitrages. Das Radio-Feature ist ja nur der letzte Schritt einer langen Entwicklung. Ich bin kein Psychologe und möchte schon gar keine Fern-Diagnosen stellen, aber doch eine Beobachtung teilen und diskutieren. Denn Recherche, das Sammeln von Fakten und die darauf aufbauende Erstellung eines Werkes, können ein beachtliches Eigenleben entwickeln. Besonders dann, wenn man sich wieder und wieder in das eigene Werk vertieft und sich mehr und mehr damit zu identifizieren beginnt.  Das Werk kann, wie im Fall von Mike Daisey, ein Theaterstück, aber ebenso ein Artikel, ein Sachbuch oder eine Vorlesung sein. Wir stellen unser Werk dar, tragen vor Publikum vor, oder schreiben Jahre unseres Lebens an einem Buch. Selbst ein Sachbuch ist selten eine reine Faktensammlung, sondern führt den Leser, entwickelt eine These. Und diese These kann beginnen sich zu verselbstständigen. Ich möchte das als "Mike Daisey" Phänomen bezeichnen.

Ich kenne dieses "Mike Daisey" Phänomen in schwächerer Ausprägung von Vorlesungen. Man bereitet sich auf ein nicht-triviales Thema vor und beginnt einen roten Faden, eine Idee zu entwickeln. Diese kann eigentlich nur eine Annäherung an die Realität darstellen. Je öfter ich diese Vorlesung aber halte, desto mehr beginnt die Geschichte sich zu verfestigen. Die ursprünglich vage Idee wird sozusagen zur platonischen Idee. Was vorher noch an einigen Stellen wackelig war, entwickelt sich in der eigenen Anschauung mehr und mehr zur unumstösslichen Tatsache. Man ist sein eigener Zeuge. Wer könnte glaubwürdiger sein? Natürlich sollte man an diesem Punkt die eigene Idee wieder von vorne aufrollen und genau prüfen. Gleichzeitig wird genau das aber immer schwieriger. Denn eine Prüfung macht das stimmige, kohärente Bild löchrig, uneben. Die Wirklichkeit ist keine einfache, lineare Geschichte. (So manchen erfolgreichen Autoren ist es daher viel wichtiger eine runde Geschichte zu erzählen, als sich ernsthaft mit der unebenen Realität auseinanderzusetzen. Man denke an den Meister dieses Métiers, Malcolm Gladwell. Ein wunderbarer  Geschichtenerzähler. Geschichten, die aber wenig mit der Realität zu tun haben, auch wenn sie das vorgeben. Erstaunlich, dass Gladwell im Gegensatz zu Daisey immer noch weitgehend positiv rezipiert wird.)

Kommen wir zurück zu Mike Daisey. Ohne sein Verhalten entschuldigen zu wollen, so scheint es mir doch verständlich zu sein. Er ist von den chinesischen Arbeitsbedingungen unter denen unsere Luxusgüter produziert werden (zu Recht) betroffen und beschäftigt sich mehr und mehr mit diesem Thema. Schliesslich reist er selbst nach China. Das ist, denke ich, eine wesentlicher Eckpunkt, der zur späteren Entgleisung beiträgt. Denn lehnt man sich so weit aus dem Fenster, kann man es sich vor sich selbst kaum mehr verantworten, wenn man letztlich mit kaum greifbaren Ergebnisses zurückkehrt. Er trifft tatsächlich einige Arbeiter. Hört die eine oder andere Geschichte. Nichts wirklich dramatisches, aber immer vor dem Hintergrund der Dinge, die er zuvor gelesen und gehört hat. Die weite Reise in eine für Aussenstehende nur schwer zu verstehende Gesellschaft und Kultur. Schritt für Schritt verschwimmen Beobachtung und Hörensagen. Es wird konfabuliert — der Versuch das unbekannte verständlich zu machen, eine Linie zu finden. Und nicht zuletzt, immer im Sog etwas positives bewirken zu wollen. Viele Menschen sind schon am guten Willen gescheitert. Sie haben nicht verstanden, dass die Probleme der Welt wesentlich komplizierter sind, als sie es wahrhaben wollen. Sie haben auch nicht verstanden, dass guter Wille nur ein allererster Schritt sein kann und scheitern dann am zweiten. Der gründlichen Analyse. Und erst recht am dritten. Der undogmatischen und stetig reflektierten Umsetzung. Der vermeintlich gute Zweck heiligt eben nicht alle Mittel. 

Mike Daisey ist zurück in den USA. Arbeit am Theaterstück. Das verschwommene Bild aus Beobachtung, Gehörtem und Zusammengereimten muss geschärft, pointiert werden. Ein Theaterstück braucht klare Strukturen. Im Wunsch etwas positives zu bewirken, bleiben nun mehr und mehr Tatsachen auf der Strecke. Es ist ein Stück mit gerader Linie. Gut und Böse. Schmerz und Ausbeutung. Ein Erfolg. Er liest dieses Stück wieder und wieder. Und mit jedem Mal wird sein eigenes Bild klarer aber nicht richtiger. Tatsachen und Erfindung sind nun gerade für ihn kaum mehr zu unterscheiden. 

Dann kommt This American Life. Die Gelegenheit eines Lebens. Was schon als Theaterstück hochproblematisch war, wird im journalistischen Kontext zum Tsunami.

Mike Daisey. Schuldig? Sicher. Aber wie viel Mike Daisey steckt in unseren Überzeugungen?

Weg mit den Förderungen für erneuerbare Energien?!

Kürzlich war in einem Telepolis Artikel zu lesen, dass Spanien (offenbar in Folge der Finanzprobleme) die Einspeisvergütungen für erneuerbare Energien stoppen will. Für mich zeigt dieser Konflikt ein viel Grundlegenderes Problem an: Das Dilemma der konkreten Förderung bestimmter Energieformen. Es gibt einige gute Gründe, diese Direktförderung an sich in Frage zu stellen:

Zunächst einmal sind Förderungen immer problematisch. Die Politik muss entscheiden, welche konkreten Unternehmungen förderungswürdig sind. Dabei spielen Lobby-Interessen aller Art eine wichtige Rolle und nicht notwendigerweise die tatsächlich beste Option. Auch kann sich die Situation durchaus schnell ändern, wenn etwa neue Technologien auf den Markt kommen.  Politiker und Regierungen sind also sicher nicht die erste Stelle um zu entscheiden, welche konkreten Technologien die beste Wahl für unsere Zukunft sind. Hätten wir Politiker die Entscheidung in den 80er und 90er Jahren überlassen, möchte ich stark bezweifeln ob das Internet jemals entwickelt worden wäre. Dazu kommt, dass Förderungen erhebliche Bürokratie und damit Aufwand und Kosten nach sich ziehen. Weiters sind Förderungen stark vom kurzfristigen politischen Willen abhängig (wie man am Beispiel Spaniens sieht). Förderungen kosten Geld. Ausgaben sind immer unangenehmer als Einnahmen.

Es gibt also gute Gründe, eine andere Vorgehensweise zu bevorzugen. Dazu könnte man sich zunächst einmal die Frage stellen, was überhaupt das Ziel der Förderungen gewesen ist. Wohl nicht die konkrete Fördermaßnahme (mehr Windräder o.ä.), sondern vielmehr der berechtigte Wunsch fossile Energieträger mittel- und langfristig abzulösen. Wie dies konkret geschehen soll ist bei näherer Betrachtung aber zweitrangig. Fördert man Alternativtechnologien, so fördert man Alternativtechnologien, löst aber das Problem nicht unbedingt auf die effektivste Weise. Gerade die Energiewende wird nur gelingen, wenn eine Vielzahl von Maßnahmen eingeleitet wird, z.B.: neue Energieformen (Wind, Solar, Wasserkraft), Speichertechnologien, Smart Grids, Demand-Side Management, neue Wirtschafts- und Finanzmodelle, Effizienz-steigernde Maßnahmen, vielleicht völlig die Erforschung völlig neuer Technologien wie gentechnisch veränderte Bakterien die Bio-Kraftstoffe erstellen, Kernreaktoren x-ter Generation, was auch immer. Hier gibt es sicher noch viele Möglichkeiten an die auch ich gerade nicht denke.

Der Punkt ist: die Politik sollte keine Technologie-Entscheidungen treffen, sondern Rahmenbedingungen setzen, die es erlauben, dass sich neuen Technologien über den Markt gewinnbringend einführen lassen. Das lässt sich etwa mit einer stetig steigenden Steuer auf Ressourcen wie Öl, Kohle, Gas erzielen. Der Staat muss, mit anderen Worten, garantieren, dass fossile Energieträger nie mehr billiger, sondern nur mehr teurer werden. Damit nimmt einerseits der Staat mehr ein, und setzt andererseits ein klares Signal: Energie auf Basis fossiler Ressourcen wird in den nächsten Jahren vorhersagbar immer teurer. Die Preissteigerungen sollten natürlich schon mittelfristig, besonders aber langfristig sehr schmerzhaft werden. 

Auf diesem Weg aber, werden alternative Energiequellen, sowie Forschung und Entwicklung von selbst kostendeckend. Es ist unter diesen Rahmenbedingungen keine Einspeisvergütung für Windenergie und dergleichen mehr notwendig. Und das beste daran: der Staat, die Politik erspart sich die schwierige Frage beantworten zu müssen, welche Alternativen man fördern soll. Denn diese Entscheidung wird von innovativen Personen, Firmen, Forschern und Bürgern (!), durch die Wahl effizienterer Lösungen, durch Änderung des Verhaltens usw. getroffen. Derartige Verhaltensänderungen etwa mit Förderungen erzielen zu wollen, dürfte kaum gelingen.

Ein interessanter Konflikt der Skalierung: Effizienz versus Resilienz

Ich sehe gerade mit großem Interesse die kurze Präsentation und Diskussion mit Nassim Taleb. Er weist zu Recht darauf hin, dass größere Einheiten dazu neigen nicht-lineare Effekte zu zeigen. Dabei betont er hauptsächlich die daraus entstehenden Probleme und Risiken. Wir erinnern uns noch zu gut an die Banken die, "too big to fail" waren. Banken also, deren Kollaps möglicherweise ganze Volkswirtschaften mit in den Abgrund gerissen hätten. Milliarden an Steuergeld waren zur Rettung notwendig (damit genau diese Banken jetzt die Volkswirtschaften wegen wachsender Verschuldung unter Druck nehmen können; aber das ist ein anderes Thema).

Nassim Taleb: The Predictability of Unpredictability from The RSA on FORA.tv

Taleb bringt weiters das Beispiel eines Politikers in Washington vs. eines Politikers eines kleinen Dorfes. Beide würden in ihren Entscheidungen etwa gleich viele Fehler machen, allerdings ist der Rückkopplungsmechanismus im Dorf wesentlich stärker. Der Bürgermeister muss den betroffenen Bürgern fast täglich in die Augen schauen.

Auf der anderen Seite wirken diese Linearitäten aber auch in sehr positiver Weise. Geoffrey B. West weist beispielsweise darauf hin, dass größere Städte zwar komplexere Interaktionen mit sich bringen, dass aber gleichzeitig eine größere Städte in der Regel überproportional mehr an Innovation, Wohlstand etc. entwickeln. Auch andere Infrastrukturmassnahmen werden effizienter: Pro Kopf sinkt der Energieverbrauch, die Zahl der Tankstellen usw.

Wie gehen wir damit in Zukunft mit Nicht-Linearitäten um, die dramatische Effekte zum Positiven wie auch zur Krise haben? Ich denke, dass wir uns die positiven Effekte großer Einheiten wie von Städten schon aus umweltpolitischen Gründen keinesfalls entgehen lassen dürfen. Die Frage bleibt aber, ob es gelingen kann, dennoch auch große Einheiten Resilient zu gestalten. Vielleicht ist es aber auch eine Frage der Art des Systems?

Sehen Sie sich beide Präsentationen (beziehungsweise Podcasts, Texte) an. Was ist Ihre Meinung?

Auf beiden Augen blind durch die Wirtschaftskrise?

Ist Ihnen schon aufgefallen, dass in der derzeitigen Krise jeder selbsternannte oder durch Organisationen wie Universitäten scheinbar legitimierte Wirtschaftsexperte eine klare, aber jeweils zu den anderen diametral entgegengesetzte Meinung hat? Wir hören von Eurobonds, sie seien die Rettung sowie der Untergang Europas. Die Schuldenbremse ist eine unbedingte Notwendigkeit sowie ein Untergang des Systems usw.

Den wenigsten scheint aber das wesentlichste aufzufallen – wie absurd nämlich die gesamte Diskussion ist. Wir haben selbst nach 2008 nicht begriffen, dass wir nicht in irgendeiner Wirtschaftskrise sondern wohl vielmehr in einer Wirtschaftssystemkrise stecken. Einer Krise, von deren Ursachen einige seit langem bekannt sind. Der Tatsache etwa, dass exponentielles Wachstums auf begrenztem Raum prinzipiell an ein Ende gerät. Der Tatsache, dass wir unseren Lebensstandard auf nicht erneuerbaren Ressourcen aufbauen, aber auch ganz fundamentalen psychologischen Fakten:

Arabisches Astrolab aus dem
13. Jahrhundert.

Banken-Skandale sind nicht alleine auf moralische Schwächen der Beteiligten zurückzuführen. Dieses System der Finanzmärkte, das wir entworfen (oder wenigstens zugelassen) haben, zieht einerseits Menschen bestimmter charakterlicher "Eignung" an. Das ist für sich genommen schon ein Rezept für Probleme. Wir wissen aber aus der Psychologie (z.B. Kahneman et al), dass das Verhalten von Menschen sehr stark vom Entwurf des Systems, vom Umfeld, dem sie ausgesetzt sind, abhängig ist. Mit anderen Worten, man kann Umgebungen schaffen, in denen sich die meisten Menschen moralisch verhalten. Andererseits kann man aber ebenso Systeme schaffen, die negatives Verhalten stimulieren. Letzteres ist uns hervorragend gelungen. Das hören wir aber gar nicht so gerne, denn damit können wir nicht die ganze Schuld einfach auf ein paar obszöne Investment-Banker abschieben. Vielmehr müssten wir zur Kenntnis nehmen, dass wir als Bürger einen nicht geringen Anteil daran haben, dass diese Systeme sich so entwickelt haben. Wer war nicht gierig nach hohen Zinsversprechungen oder immer billigeren Konsumprodukten? Wen hat es wirklich interessiert, solange der BMW in der Garage steht, wer die Zeche für unser Verhalten bezahlen wird?

Natürlich haben die Wirtschaftsexperten dieser Entwicklung Vorschub geleistet. Beispielsweise  durch die Forderung nach Privatisierung und Marktliberalisierung um jeden Preis. Denn liberalisierte, von Regulatorien und Eingriffen verschonte Märkte sind ja wesentlich besser geeignet Betriebe, Banken und Finanzplätze zu betreiben als der Staat – so in etwa hat man uns die Notwendigkeiten erklärt. Jetzt dürfen wir alle kräftig in die Tasche greifen um genau diese effizienten Märkte und die Segelyachten der Investmentbanker vor dem Untergang zu bewahren.

Die derzeitige Situation stellt sich ungefähr so dar, als würde man ernsthaft Astrologen zuhören, die einer interessierten Öffentlichkeit die Entstehung des Universums, oder die Prinzipien der dunklen Materie erklären wollen. Astrologie ist eine Pseudowissenschaft, oder deutlicher gesagt, völliger Unsinn. Das ist jedem aufgeklärten Menschen klar. Daher taugt sie bestenfalls noch als Jahrmarktsattraktion oder Rubrik in Gratiszeitungen für intellektuelle Asketen. Drei Astrologen, die sich über die Fundamente kosmologischer Konzepte streiten, würden wir nicht einmal wahr-, geschweige denn ernst nehmen. Deren Wunsch auf die Titelseite von Scientific American zu kommen, wäre eine Lachnummer. Die Diskussionen der immer gleichen "Wirtschaftsexperten" nehmen aber Titelseiten auf Tageszeitungen ein, die sich selbst seriös nennen. Genau dieselben Experten, die die bisherige Krise weder vorhergesagt noch verstanden haben, verdienen auch weiterhin gute Beraterhonorare für Politiker und Banken und Agenturen aller Art.

Im Grunde aber ist jeder der beteiligten Experten und Politiker ahnungslos, und niemand versteht mehr wirklich was dieses System gerade mit uns macht. Und zumindest hinter verschlossenen Türen geben das auch die meisten zu, wie das der deutsche Publizist Frank Schirrmacher so eindrucksvoll im "Alternativlos" Gespräch darstellt.

Und dieses Unwissen ist ihnen nicht unmittelbar vorzuwerfen, im Gegenteil. Denn das ist eine klare Konsequenz und gleichzeitig das dritte Problem: Wir haben Systeme von Systemen entworfen, oder deren Entstehung zugelassen (z.B. Handel von Wertpapieren im Millisekundentakt, oder komplexe Derivate), die auf der Basis von Theorien dieser Wirtschaftsastrologen beruhen. Viele ihrer Annahmen sind aber, wie sich jetzt drastisch herausstellt, nicht nur fundamental falsch, sondern führen auch noch zu viel zu komplexen Abhängigkeiten als dass sind irgendjemand noch begreifen, oder gar das Verhalten der Systeme abschätzen könnte. Zu allem Überfluss sind sie nicht nur komplex sondern auch noch fragil, d.h. im Ernstfall kollabieren nicht einzelne Investment-Banken – damit könnten die Meisten wohl recht gut leben – sondern es droht das Versagen unseres gesamten Wirtschaftssystems.

Man kann den Verantwortlichen also nicht wirklich vorwerfen, das heutige System nicht zu verstehen. Sehr wohl aber, es zugelassen zu haben, dass ein derartiges System sich etabliert. Eine Wirtschaftswissenschaft, die etwas Wert wäre, hätte diese Probleme frühzeitig erkannt. Als wäre das nicht schlimm genug, legen wir unser Schicksal wieder und wieder in die Hände derselben Quacksalber.

"Let us remember that economists are evaluated on how intelligent they sound, not on a scientific measure of their knowledge of reality.", Nassim Taleb, Fooled by Randomness

Die Frage, die sich in Folge dieser Krisen aufdrängt, und vereinzelt auch diskutiert wird ist, ob Wirtschaftswissenschaft letztlich eine Pseudowissenschaft ist. Dies kann man, denke ich, trotz der derzeitigen Situation verneinen. Es gibt meiner Ansicht nach eine Vielzahl an Wichtigtuern und Quacksalbert gerade unter den Wirtschaftswissenschaftern. Es gibt immerhin auch Forscher wie Kahnemann oder Fehr. Die Wirtschaftswissenschaft ist aber heute vermutlich auf einem Stand wo die Medizin Ende des ausgehenden 19. Jahrhunderts, oder die Physik des 18. Jahrhunderts war. Eine erfolgversprechede Disziplin aber auch eine, die noch ziemlich am Anfang steht, und deren vorläufigen Erkenntnissen man mit entsprechen großer Skepsis zu begegnen sind. 

Denn es sind viele der wichtigsten Fragen noch unbeantwortet und heutige Systeme werden mit offensichtlich auf Basis mangelhafter Konzepte betrieben. Wie kann man es für vertretbar halten Systeme zu installieren, die commons nicht berücksichtigen, also mit anderen Worten ein Wirtschaftssystem das nicht das Funktionieren ökologischer Systeme zur Grundlage hat? Oder ein System, das an allen Ecken auf unbegrenztem (exponentiellem) Wachstum aufbaut?  Das erscheint ähnlich gescheit zu sein, wie eine Physik, die Schwerkraft für unphysikalisch erklärt, weil sie nicht ins gewünschte Bild passt. Oder eine Medizin, die Menschen nicht für tot erklärt, weil ewiges Leben Teil der eigenen Ideologie ist.  

Niemand käme auf die Idee auf die Expertise eines Physiker des 18. Jahrhunderts zurückzugreifen um Navigationssysteme des 21. Jahrhunderts zu optimieren. Ebensowenig würden wir einen Arzt des 19. Jahrhunderts einen Hirntumor operieren lassen. Den Wichtigtuern unter den Wirtschaftswissenschaftern aber glauben wir, dass sie Probleme lösen können, die sie weder angemessen verstanden noch beschrieben haben. Dabei verwenden sie Modelle, deren Status eher auf dem Niveau eines Astrolabs, als einer Kosmologie des 21. Jahrhunderts beruhen.

Willkommen im Mittelalter.  

Abfahrt: 22. Jahrhundert, Ankunft: Steinzeit?

Kürzlich habe ich wieder einmal einen Beitrag gehört, in es um die langfristigen Notwendigkeit ging die Erde zu verlassen, um das Überleben der Menschheit an anderen Stelle im Universum sicherzustellen. Die Argumentation ist auf den (aller)ersten Blick stimmig. Das Überleben der Menschheit ist auf der Erde zweifellos bedroht. Die Apologeten der (futuristischen) Raumfahrt denken zwar zumeist weniger an die nachfliegenden Probleme wie unmittelbar bevorstehende Umweltkatastrophen oder die Tatsache, dass wir offenbar nicht in der Lage sind ein sinnvolles und funktionierendes globales Wirtschafts- und Finanzsystem auf die Beine zu stellen. Man denkt eher an Asteroiden, die die Erde zerstören könnten, oder weist ganz allgemein darauf hin, dass noch jede Spezies über kurz oder lang ausgestorben ist. Das stimmt im Prinzip auch und daraus folgt dann nur konsequent, dass wir uns langfristig auf den Exodus vorbereiten sollten. So die verkürzte Argumentationslinie.

Die Idee, Menschen in ein Raumschiff zu setzen und zu anderen Welten segeln zu lassen, hat natürlich durch Star Trek und Co einen sehr romantisch-abenteuerlichen Touch bekommen und lässt sich entsprechend auch medial gut vermarkten. Damit lassen sich milliardenschwere Projekte, der sonst von eher nüchternen Erwägungen, militärischen oder wissenschaftlichen Interessen getriebene Raumfahrt, auch leichter dem Bürger verkaufen. Extraterrestrische Kolonialisierungsbestrebungen interessieren mich zwar im Detail nicht besonders, können aber doch als schöne Metapher dienen. Sie zeigt, wie ich kurz darlegen möchte, wie abhängig wir Menschen von der Funktionsweise einer ungeheuren Vielfalt an Systemen auf der Erde sind.

Überlegen wir uns zunächst einmal ganz oberflächlich, was notwendig wäre um ein solches Raumschiff erfolgreich starten zu lassen. Das fundamentalste Problem dieses Unterfangens liegt wohl darin, dass die nächsten Planeten (die möglicherweise Leben ähnlich dem der Erde zulassen würden) weit entfernt sind. Sie sind tatsächlich sehr weit entfernt. Selbst mit ungeheuer schnellen Raumschiffen ist die Reise eine Frage von zumindest Jahrhunderten vermutlich von deutlich längeren Zeiträumen. An dieser Stelle werden manchmal Generationen-Raumschiffe ins Spiel gebracht, also Raumschiffe auf denen viele Generationen von Menschen über einen längeren Zeitraum leben können. Es wird als geboren, gestorben, aber was ebenso wesentlich ist: alle benötigten Ressourcen müssen mitgenommen oder im Raumschiff hergestellt werden können. Das betrifft z.B. Lebensmittel, Wasser und Luft. Hier ist ein perfekter Kreislauf und Recycling aller Substanzen über Jahrhunderte vonnöten. Schon dies ist eine kaum zu bewältigende Aufgabe. (Auch die Frage wie mit medizinischen und technischen Problemen umgegangen werden soll ist nicht trivial.) 

Nehmen wir aus Spass am Gedankenexperiment einmal an, dass diese banalen technischen Probleme lösbar wären, wird es erst richtig interessant (und auch weniger fantastisch). Denn dieses extreme Beispiel legt viel fundamentalere Probleme offen. Selbst wenn das Raumschiff einen Planeten wie die Erde findet stellt sich die Frage wie, beziehungsweise auf welchem Niveau menschlicher Entwicklung dieser besiedelt werden kann. Das Raumschiff selbst ist natürlich Hightech. Aber wie soll dieser Standard gehalten werden? Wieviele Menschen können transportiert werden? Einige Dutzend? Hundert? Tausend? Wohl kaum mehr. Ist dies ausreichend um das Wissen der Menschheit darzustellen? Man könnte argumentieren, dass die Computertechnik so weit fortgeschritten ist, dass das gesamte Wissen in intelligenten Systemen oder mit Robotern repräsentiert ist. Dann stellt sich aber die nächste Frage: wie werden diese Systeme gewartet? In der Geschichte der Menschheit gab es keine einzige Technologie die ohne Wartung, Ersatzteile und Wissen wie die Wartung zu erfolgen hat ausgekommen wäre. Im Gegenteil, je technologisch fortschrittlicher die Geräte sind, desto komplexer ist in aller Regel auch die Wartung (und die Materialien, die dafür benötigt werden). 

Man mag einwenden, dass es schon heute Open Hardware Bewegungen gibt. Es wird alles mögliche im Do It Yourself Stil gebaut – vom Traktor bis zum Computerchip-Design. Allerdings vermute ich, dass selbst die energischsten DIY-Fans nicht das Erz für den Stahl des Traktors abbauen oder das Eisen schmelzen und formen. Auch die Werkzeuge wie Bohrmaschinen, Schraubenzieher usw. werden wohl im Baumarkt gekauft. Nun bin ich ziemlich sicher, dass es auf dem Raumschiff, beziehungsweise auf dem neuen Planeten (sofern es dort nicht schon intelligente Lebensformen gibt) keine Baumärkte gibt. Es stellt sich also ganz konkret die Frage: was ist die kleinste Einheit an Menschen, Wissensspeichern (Büchern...) und Basis-Materialien die ausreichen um eine Gesellschaft heutiger Komplexität zu bootstrapen. Was ist die kleinste Menge an Menschen die ausreicht um ein selbstorganisierendes System zu ermöglichen, dass in der Lage ist, Technologie heutiger Komplexität am Laufen zu halten. Genauer gesagt kann man nicht von einer stabilen Gesellschaft sprechen, wenn diese nicht in der Lage ist die notwendigen Werkzeuge und Systeme auch von Grund auf neu zu bauen. Letzteres ist natürlich noch einen Schritt komplexer. Dies betrifft die Weitergabe von wissenschaftlichem und technologischem und anderem praktischen Wissen, sowie der Erstellung komplexer Organisationsstrukturen die in der Lage sind diese komplexen Systeme zu betreiben. Denn, wie Andy Clark in "Being There" so treffend beschreibt, menschliches Wissen ist heute im wesentlichen externalisiert, also abgebildet in Strukturen wie Firmen, Staaten oder Universitäten, weil kein Individuum mehr in der Lage ist komplexere Unterfangen alleine zu meistern oder auch nur zu überblicken. 

Meine Vermutung ist, dass dafür bei weitem mehr als ein paar hundert, oder gar ein paar tausend Menschen notwendig sind. Ich würde auf zumindest auf einige Millionen tippen. Vergessen wir nicht, dass zur Herstellung der technologischen Basis einer modernen Zivilisation Wissen und Arbeitsleistung benötigt wird, die vom Betreiben einer Mine über die Produktion von Kunststoffen, den Anbau von Kartoffeln, das Management größerer Organisationen bis zur Programmierung von Betriebssystemen reicht. Und von der Mine bis zum fertigen Computer sind viele Arbeitsschritte höchst unterschiedlicher Fähigkeiten nötig. Auch sollte man sicherzustellen, dass eine gewisse Resilienz, also Widerstandsfähigkeit gegen Krisen gewährleistet ist. Man sollte das Wissen wesentlicher Schritte also nicht von einzelnen Personen (oder meinetwegen Robotern) abhängig machen.

Da der Gesamtprozess der Produktion einzelner Industriegüter hochgradig komplex ist, gibt es keine Einzelperson mehr, die in der Lage ist, den Prozess als ganzes zu überblicken. Roboter oder technische Systeme fallen, wie gesagt, als Basis aus, da sie selbst der Wartung und technischen Erneuerung bedürfen. Wir sind also nicht nur von Materialien und Wissens-Datenbanken, sondern auch von Strukturen, die in der Lage sind aus dem Wissen operativen Nutzen zu ziehen abhängig. Einen Computer auseinanderzunehmen und im Prinzip zu wissen wie er funktioniert reicht bei weitem nicht aus um einen neuen zu bauen. Wir benötigen die notwendigen gesellschaftlichen, wirtschaftlichen Strukturen sowie Bildungs-Einrichtungen um das System am Laufen zu halten. Ich denke, schon diese stark vereinfachte Überlegung macht klar, dass ein solches Raumschiff, sofern es jemals abgeschickt werden würde, wenn Überhaupt in der Lage wäre eine Gesellschaft auf Niveau der Antike zu gründen.

Ich denke, dies sind keine guten Grundlage für so manchen Raumfahrt-Optimisten. Die meisten Ideen, die ich in diesem Kontext bisher gehört habe, waren auch in etwa auf dem Niveau von Transhumanisten wie Kurzweil. Wobei man das Wort Niveau hier nicht wirklich passend ist. Was bedeutet diese Überlegung aber für weniger extreme Zeiträume und das Leben auf der Erde – also sagen wir für das 21. Jahrhundert?

Ich denke, dieses Gedankenspiel zeigt auch (abseits von interstellaren Kollonisationsphantasien), wie enorm abhängig und potentiell fragil unsere heutige Gesellschaft geworden ist. Würden wir etwa den Kollaps Chinas, der USA überleben? Wie sieht es mit dem Zusammenbruch der Finanzsysteme aus? (Und mit "Überleben" meine ich ein Überleben auf etwa dem Zivilisationsniveau auf dem wir uns heute befinden.) Oder wie wäre ein Klimawandel der sich in Richtung 4-6° Erwärmung in relativ kurzer Zeit bewegt – eine Änderung die ökologisch keinen Stein auf dem anderen lässt? Oder auch nur einen in wenigen Jahren rapide steigenden Ölpreis, der alle wirtschaftlichen Sektoren (inkl. der Landwirtschaft) die wir aufgebaut haben in den Grundfesten erschüttern würde?

Sicher, man hört regelmässig das Argument, die Menschheit war immer in der Lage sich an veränderte Verhältnisse anzupassen. Aber wie schnell dürften solche Änderungen vor sich gehen? Vor allem in der heutigen Gesellschaft. Es macht einen fundamentalen Unterschied, ob 500 Millionen Menschen auf der Erde leben, oder 7 Milliarden, ob eine Gesellschaft auf dem technischen und gesellschaftlichen Niveau des 17. Jahrhunderts oder die heutige in eine globale Krise gerät. Die strukturellen Vernetzungen, die die heutigen Systeme am laufen hält, sind global und massiv, nicht kleinteilig und lokal. Wie stabil sind die politischen Systeme, die schon heute bei nur marginalen Problemen in den meisten Staaten kaum mehr rationale Politik zustande bringt. Man denke beispielsweise an Rechtspopulismus/extremismus in Finnland, Ungarn, Frankreich oder Österreich, oder auch an die an Irrationalität, ja an Dummheit kaum zu überbietenden Ansichten vieler Politiker, beispielsweise der religiösen Rechten in den USA. Treten tatsächlich ernste Probleme auf, ist es da zu erwarten, dass ein kühler Kopf bewahrt wird? Dass international und rational zusammengearbeitet wird um die Probleme gemeinsam zu lösen? 

Im Grunde können wir die Frage schon jetzt anhand eines Beispiels beantworten. Der Klimawandel ist da. Alle Experten sind sich in diesem Punkt einig. Die Konsequenzen sind wahrscheinlich katastrophal. Wie handelt die (internationale) Politik? Mit einer Mischung aus Verleugnung des Problemes und Ignoranz.

Keine guten Vorzeichen für die nächsten Jahrzehnte, fürchte ich, oder habe ich etwas wesentliches übersehen?

Die grüne Revolution: Rettung der Menschheit oder Untergang auf Raten?

Es gibt kaum ein Thema, dass die Möglichkeiten und Grenzen von Wissenschaft und Technik so deutlich macht wie die sogenannte grüne Revolution, die auf Norman Borlaug zurückgeht. Sie zeigt das komplexe Wechselspiel zwischen Wissenschaft, Technologie, wirtschaftlicher Entwicklung, Demografie, dem Kampf um Ressourcen und letztlich der Frage, wie es gelingen kann auch langfristig innerhalb der natürlichen Grenzen des Planeten zu leben. Machen wir einen Blick zurück in die Jahre nach dem zweiten Weltkrieg.

Im Jahr 1920 leben rund 1.9 Milliarden Menschen auf der Erde. 1960 bereits über 3 Milliarden. In nur 40 Jahren wächst die Bevölkerung um mehr als eine Milliarde Menschen. Das Wachstum ist aber nicht gleich verteilt: in Pakistan  leben 1941 etwa 28 Millionen Menschen. In nur 10 Jahren wächst die Bevölkerung um 10 Millionen Menschen, in weiteren 10 Jahren also bis 1961 nochmals um 10 Millionen auf dann 51 Millionen. Im Jahr 1971 leben schon 70 Millionen Menschen in Pakistan. In dreißig Jahren hat sich die Bevölkerung des Landes mehr als verdoppelt. Eine Entwicklung, die viele Länder der Region teilen. [Daten von Gapminder] 

Thomas Robert Malthus
(Bild: Wikimedia Commons)

Die landwirtschaftliche Produktion der Zeit kann aber mit dem starken Bevölkerungswachstum nach dem zweiten Weltkrieg nicht mithalten. In den 1960er Jahren sehen sich also viele Entwicklungsländer einer Hungerkatastrophe gegenüber. Schon im 19. Jahrhundert warnt der britische Ökonom Thomas Robert Malthus, dass die Ernährung der Menschheit nicht mit dem Wachstum Schritt halten könnte. Malthus entwickelt daraus radikale politische Ideen, die vielleicht aus der Zeit heraus verständlich sind, die aber  kaum in die heutige Zeit passen. Aber auch im 20. Jahrhundert mangelt es nicht an warnenden Stimmen. Zu den bekanntesten gehört Paul Ehrlich. In seinem einflussreichen Buch "The Population Bomb" schreibt er im Jahr 1968: 

"Es ist unmöglich, dass Indien 1980 zweihundert Millionen Menschen mehr ernährt."

Beide hatten unrecht weil sie die Folgen neuer wissenschaftlicher Erkenntnisse und daraus folgender Technologien nicht richtig eingeschätzten. Weder die düsteren Prophezeiungen von Malthus noch die von Paul Ehrlich sind eingetroffen. In den 1960er Jahren ist dies unter anderem dem Amerikaner Noman Borlaug zu verdanken. Er gilt als einer der Begründer der sogenannten "grünen Revolution".  Tatsächlich gelingt es mit Unterstützung der Rockefeller Foundation in den 1960er Jahren die Landwirtschaftliche Produktion so zu intensivieren, dass in Mexiko die Weizenproduktion verdreifacht wird. Auch Indien und Pakistan profitieren von den neuen Anbaumethoden und erhöhen die landwirtschaftlichen Erträg um etwa 60%. [Britannica] Mexiko und Indien können in Folge der grünen Revolution den Eigenbedarf der Bevölkerung an landwirtschaftlichen Produkten aus eigenem Anbau abdecken. Norman Borlaug erhält für seine Leistungen den Friedens-Nobelpreis 1970.

Norman Borlaug
(Bild: Wikimedia Commons)

Borlaug gilt für viele als Wissenschafter, der Millionen Menschen durch neue Technologien das Leben rettet. Ohne die enormen Produktionssteigerungen in der Landwirtschaft seit den 1960er Jahren wäre es mit Sicherheit zu massiven globalen Hungerkatastrophen gekommen. Aber schon Borlaug selbst erkennt die Grenzen seiner Techniken frühzeitig. "Im Kampf gegen den Hunger wird kein Fortschritt von Dauer sein", so Borlaug in seiner Rede zum Nobelpreis, "bis die Organisationen zur Förderung der Nahrungsproduktion und diejenigen zur Vermeidung von Überbevölkerung an einem Strang ziehen." Ihm war schon 1970 klar, dass die grüne Revolution nur ein kurzes Durchatmen ermöglicht. Die Befürchtungen von Malthus und Ehrlich sind (noch) nicht eingetreten. Die Tatsache, dass die Probleme der 1960er Jahre durch Intensivierung lösbar waren bedeutet aber keinesfalls, dass wir in der Lage sind auch in der Zukunft wesentlich mehr Menschen ohne dramatische Folgen für die Umwelt zu ernähren. Ein Sieg auf Dauer wird daher nur möglich sein, wenn es uns gelingt, das enorme Wachstum der Weltbevölkerung in den Griff zu bekommen.

"If the world population continues to increase at the same rate, we will destroy the species", Norman Borlaug

Die Techniken der grüne Revolution werden besonders seit dem Aufkommen der Umweltbewegung auch kritisiert. Auf der einen Seite führt eine Intensivierung der Landwirtschaft dazu, dass weniger Fläche für gleiche Erträge benötigt wird. Das bedeutet ganz konkret, dass Landflächen von den massiven Eingriffen der Landwirtschaft verschont bleiben können und weniger Wälder gerodet werden müssen. Andererseits hat die Intensivierung der Landwirtschaft erhebliche Nebenwirkungen. Großflächigen Monokulturen die speziell für höchste Erträge gezüchtet werden führen häufig zu einer Reduktion der genetischen Vielfalt. Dies kann die Kulturen anfälliger für Krankheiten, Trockenheit und Änderungen in den Umweltbedingungen machen. Auch andere Umweltschäden der Intensiv-Landwirtschaft sind nicht zu vernachlässigen. Der Ökonom Jeffrey Sachs schreibt in einem Kommentar für Spektrum der Wissenschaft: 

"In gleichem Maße steigen daher auch agrarbedingte Umweltschäden. Rund ein Drittel der menschgemachten Treibhausgase entsteht bei Herstellung, Verarbeitung und Transport von Lebensmitteln: Kohlendioxid beim Brandroden von Wäldern für neue Anbauflächen, Methan aus gärendem Schlamm in Reisfeldern und den Mägen von Zuchtvieh, Stickoxide aus Kunstdünger. Mit jedem natürlichen Landstrich, der Feldern weichen muss, sinkt die Artenvielfalt an Land, während die Überdüngung von Feldern Ähnliches in Flüssen und Meeren anrichtet. Nicht zuletzt gehen rund 70 Prozent des weltweiten Wasserverbrauchs auf das Konto des Nahrungsmittelanbaus, was bereits heute in vielen Regionen dazu geführt hat, dass die Spiegel von Grundwasser, Seen und Flüssen bedenklich gesunken sind."

Tyndall und Arrhenius: 150 Jahre Klimaforschung

John Tyndall

In der öffentlichen Wahrnehmung ist Klimaforschung eine Sache von Computerexperten, die komplexe Klimamodelle auf Supercomputern ausführen und dann Zukunftsprognosen abliefern. Tatsächlich sind Computermodelle und Simulationen nur ein – wenn auch wichtiger – Teil heutiger Klimaforschung. Mindestens ebenso bedeutend sind herkömmliche Messungen, Beobachtungen sowie elementare Erkenntnisse aus Physik, Chemie, Geologie, Biologie und Ökologie. Anfänge moderner Klimaforschung kann man daher auch schon auf die Mitte des 19. Jahrhunderts datieren. Zwei illustre Namen sind mit der Untersuchung der Atmosphärenchemie und der Entdeckung des Treibhauseffektes verbunden: John Tyndall und Svante Arrhenius.

Der Brite John Tyndall, ein Zeitgenosse und Freund Faradays, und der Schwede Svante Arrhenius waren beide herausragende Physiker des ausgehenden 19. Jahrhunderts, beziehungsweise beginnenden 20. Jahrhunderts. Tyndall, ein experimenteller Physiker, ist bis heute allen Physik- und Chemiestudenten durch den nach ihm benannten Tyndall-Effekt vertraut. Dabei handelt es sich um die Beschreibung von Lichtstreuung an Teilchen die etwa in der Größe der gestreuten Wellenlänge liegen. Er beschäftigt sich aber auch mit der Rolle der Atmosphäre für das Klima, erkennte und beschreibt um 1860 als einer der ersten den Treibhauseffekt: 

"... Wasserdampf ist eine Decke, die wichtiger für die Vegetation Englands ist, als Kleidung für den Menschen. Entfernte man nur für eine Nacht den Wasserdampf über England, so würde man durch den Frost zweifellos jede Pflanze, die frostempfindlich ist, zerstören.", John Tyndall

Gegen Ende des 19. Jahrhunderts beginnt Svante Arrhenius die Bedeutung des Kohlendioxids (und auch des Wasserdampfes) für das Erdklima zu erkennen. Er stellt sich die (heute leider sehr relevante) Frage, welchen Effekt eine Verdopplung der Kohlendioxid-Konzentration in der Atmosphäre hätte. Seinen ersten Berechnungen nach wäre ein Temperaturanstieg von 5-6°C zu erwarten. Heute gehen Klimaforscher eher von einem Anstieg um 2-3°C aus. Diese Abschätzungen behandeln allerdings den Treibhauseffekt isoliert von anderen systemischen Effekten: Das Abschmelzen von Eisschilden beispielsweise, oder das Auftauen von Permafrost können die Erwärmung langfristig deutlich erhöhen. 

Bedenkt man, dass 100 Jahre intensiver Forschung zwischen diesen Zahlen liegen, war die Schätzung von Arrhenius ein guter Anfang. Er erhält 1903 auch einen der ersten Nobelpreise für Chemie. Die Auszeichnung hat allerdings nichts mit seiner Atmosphärenforschung zu tun, sondern bezieht sich auf die Theorie der elektrolytischen Dissoziation. Arrhenius arbeitet übrigens 1887 auch zusammen mit Ludwig Boltzmann in Graz.

stehend: Walther Nernst, Heinrich Streintz, Svante Arrhenius, Hiecke
sitzend: Aulinger, Albert von Ettingshausen, Ludwig Boltzmann, Ignacij Klemencic, Hausmanninger

Die Arbeiten von Tyndall und Arrhenius sind Meilensteine. Schon um 1900 ist also einigen Wissenschaftern klar, dass das Erdklima mit der Konzentration bestimmter Gase in der Atmosphäre in engem Zusammenhang steht. Diese fundamentalen physikalisch/chemischen Betrachtungen, Messwerte der letzten hundert Jahre, sowie die Rekonstruktion klimatischer Verhältnisse und der Atmosphärenchemie in geologischen Zeitskalen bilden, neben Erkenntnissen vieler anderer Wissenschaften wie der Biologie, die Basis für das heutige Verständnis der Atmosphärenchemie und des Klimas der Erde.

Diese Erkenntnisse zeigen heute jenseits jeden vernünftigen Zweifels, dass der Mensch die treibende Kraft klimatischer Veränderungen geworden ist. Zur Zeit steuern wir das Raumschiff Erde geradewegs in eine für die Menschheit katastrophale Zukunft. Keine ferne Zukunft übrigens, sondern eine, die die Jüngeren unter uns noch selbst erleben werden, unsere Kinder mit Sicherheit. Schnelles und energisches Gegensteuern kann den Klimawandel (wegen der Trägheit der beteiligten Systeme) zwar nicht mehr aufhalten, könnte aber aller Voraussicht nach die schlimmsten Effekte verhindern. 

Auch davon scheinen wir zur Zeit weit entfernt zu sein.

p.s.: Vielen Dank an James Hansen, der mich auf die historischen Arbeiten Tyndalls hingewiesen hat. Sein letztes Buch: Storms of my Grandchildren sollte übrigens wirklich jeder lesen.