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Großforschung

Gemeinsam könnten die klugen Köpfe dieser Welt viele brennende Probleme lösen. Doch leider lassen sich Wissenschaftler nur ungern organisieren. Eine Geschichte über die Dilemmata der Großforschung - und mögliche Auswege.




I. Forschung und Ergebnis

Die Kernspaltung war eine Entdeckung des letzten Friedensjahres. Otto Hahn und Fritz Straßmann trennten 1938 am Berliner Kaiser-Wilhelm-Institut für Chemie zum ersten Mal nachweislich schwere Atomkerne per Neutronenbeschuss. Es folgte eine einzigartige Kettenreaktion der Technikgeschichte. Im Winter 1938/39 erklärte Niels Bohr an der Universität Princeton, was den deutschen Physikern da gelungen war und wie die Kernspaltung als Energiequelle nutzbar gemacht werden könnte. Im Frühjahr 1939 unterzeichnete Albert Einstein, der ebenfalls in Princeton lehrte, einen Brief mehrerer Physikerkollegen an Franklin D. Roosevelt. Darin warnten sie den Präsidenten: Die Deutschen konzentrierten ihre Forschungsanstrengungen der Teilchenphysik auf den Bau einer "Bombe neuen Typs". Am 2. September 1939 beschloss die US-amerikanische Regierung, die Entwicklung von Nuklearwaffen ebenfalls zu forcieren. 1942 wurden die Anstrengungen im sogenannten Manhattan Project gebündelt und in Windeseile der Kernforschungsstandort Los Alamos aus dem Wüstenboden von Nevada gestampft. Im Mai 1945 hatten die Amerikaner die Bombe neuen Typs - und warfen zwei davon auf Hiroshima und Nagasaki.

Die Geschichte kennt viele Fragen ohne Antwort. Hätte es nicht ausgereicht, die Zerstörungskraft von "Little Boy" und "Fat Man" auf unbewohntem japanischen Gebiet unter Beweis zu stellen, wie es einige beteiligte Wissenschaftler forderten? Hätten die Amerikaner den Holocaust stoppen können, wenn sie die Wunderwaffe schon drei Jahre früher gehabt hätten?

Unstrittig ist die Entwicklungsleistung im Manhattan Project. Aus revolutionären Erkenntnissen der Grundlagenforschung entstand in sieben Jahren eine Waffe, die Japan zur bedingungslosen Kapitulation zwang. Das Manhattan Project war - wenn man von moralischen Fragen absieht - das Meisterstück der quasiindustriellen Großforschung, und der Physiker J. Robert Oppenheimer war das populäre Gesicht dazu. Allerdings: Die organisatorischen Fähigkeiten und die Durchsetzungskraft von General Leslie R. Groves an der Spitze des Projekts waren mindestens so wichtig für seinen Erfolg wie die Exzellenz der beteiligten Wissenschaftler. Die militärische Führung des Nuklearwaffenprogramms sorgte für ausreichend Mittel aus dem Verteidigungsbudget. Sie rekrutierte die besten Köpfe aus allen möglichen Forschungseinrichtungen des Landes. Groves organisierte die Arbeit und sorgte in stramm militärischer Manier dafür, dass alle Beteiligten gemäß Zeitplan die ihnen übertragenen Teilaufgaben lösten. Am Ende kam heraus, was bei großen Forschungsprojekten häufig fehlt: ein Ergebnis.

II. Neugier und Erkenntnis

Am europäischen Kernforschungszentrum Cern bei Genf steht der rund vier Milliarden Euro teure Teilchenbeschleuniger Large Hadron Collider (LHC). Im LHC werden in Vakuumröhren Protonen nahezu auf Lichtgeschwindigkeit beschleunigt und zur Kollision gebracht. Herzstück ist der sogenannte Atlas-Detektor, ein 45 Meter langer, 7000 Tonnen schwerer Koloss, vollgestopft mit Messtechnik, die registriert, welches Elementarteilchen nach dem Crash wie reagiert. Allein der Detektor hat etwa eine halbe Milliarde Euro gekostet. 174 Institute aus 38 Ländern waren am Bau beteiligt. Einer der führenden Köpfe des Projekts ist Siegfried Bethke, Direktor des Max-Planck-Instituts für Physik in München. Ein Gespräch mit ihm macht auch Laien Spaß, denn Bethke versteht es, die Faszination der Grundlagenforschung selbst jenen zu vermitteln, die den Wikipedia-Artikel zum LHC nie zu Ende lesen würden. "Wir wollen wissen, wie das Universum entstanden ist. Wie es aufgebaut ist. Und wie es sich weiterentwickeln wird", fasst er die Atlas-Mission zusammen. "Dazu müssen wir möglichst dicht an den Urknall herankommen."

3000 Physiker arbeiten am Detektor. Amerikaner, Russen, Japaner, Chinesen, Koreaner und Europäer teilen ihr Wissen über die Grenzen des Bekannten und technisch Machbaren. Keiner hat Befehlsgewalt über den anderen. Jedes beteiligte Institut kommt mit seinem Spezialinteresse, seiner besonderen Forschungsfrage und seiner Anforderung an die technische Ausgestaltung. In mühsamen demokratischen Prozessen müssen Entscheidungen vorangetrieben werden, damit am Ende ein funktionsfähiges Gerät herauskommt, das brauchbare Messergebnisse liefert.

Bethke hat dafür ein interessantes Bild gefunden: "Wir sind wie eine Herde Katzen." Katzen lassen sich bekanntlich nicht verherden. Entsprechend hart sind die Verhandlungen. Wer das meiste Geld bringt, hat die größten Chancen auf Durchsetzung seiner Positionen. Aber jeder muss Kompromisse machen. Denn, so Bethke: "Keiner von uns kann die Kiste allein bauen." Ohne Kiste keine Annäherung an den Urknall und keine Erkenntnis. Deshalb arbeitet das große, internationale Team zusammen.

Die Forscher stellen gern die praktischen Nebenprodukte ihrer Arbeit heraus. In der Medizin wären die Teilchenkanonen zur Tumorbekämpfung ohne die Grundlagenforschung lange nicht so ausgefeilt. Die industrielle Kühltechnik profitiert von dem Know-how zum Bau der kilometerlangen Beschleunigungsröhren, die oft auf die Nähe des absoluten Nullpunkts heruntergekühlt werden müssen. Hochleistungsmagneten hätten ohne Teilchenbeschleuniger heute wohl weniger Leistung. Manche sagen sogar: ohne Cern kein Internet. Denn die Notwendigkeit, Daten unter den Forschern auszutauschen, brachte Tim Berners-Lee auf die Idee des World Wide Web. Doch für die meisten Teilchenphysiker sind das nur Argumente, um den Etat für ihr eigentliches Anliegen zu rechtfertigen. Sie wollen ergründen, was die Welt im Innersten zusammenhält - unabhängig vom konkreten Nutzen.

III. Vision und Mission

Zugegeben: Es war ein technisch eng gefasster Auftrag, das physikalische Phänomen der Kernspaltung für eine Bombe mit bis dato unbekannter Zerstörungskraft zu nutzen. Dieser Auftrag wurde in einer Zeit ausgeführt, in der Politiker bereit waren, alle nötigen Ressourcen zur Verfügung zu stellen. Dennoch stellt sich die Frage, warum es Wissenschaftlern und Ingenieuren heute nicht gelingt, Antworten auf zumindest einige der großen Herausforderungen der Zeit zu finden. Wer besiegt endlich den HI-Virus oder die Malaria? Welche neue Pflanze schafft den Hunger aus der Welt? Welche Technik ist in der Lage, uns in 20 Jahren kohlendioxid- und atommüllfreien Strom zur Verfügung zu stellen?

Die Beiträge von Natur- und Ingenieurswissenschaften zur Lösung der großen Menschheitsfragen sind trotz riesiger Forschungsetats ausgesprochen bescheiden. Die Windräder und Solarzellen werden alle paar Jahre ein paar Prozentpunkte leistungsfähiger, die Verbrennungsmotoren ein paar Prozent effizienter und die Medikamente nicht nur teurer, sondern durchaus auch ein bisschen besser. Doch wo sind die Durchbrüche?

"Wenn ich morgens ins Büro gehe und auf den Schalter drücke, geht das Licht an", stellt Ulrich Buller nüchtern fest. Der Vorstand für Forschungsplanung der Fraunhofer-Gesellschaft lächelt kurz. Und kommt dann zur Pointe: "Das CO2-Problem lastet dann offenbar doch nicht so schwer auf unseren Herzen. Der Leidensdruck für eine grundlegende Energiewende ist nicht so hoch, dass sich eine Nation oder gar eine Staatengemeinschaft auf ein klares Ziel einigt und dieses Ziel dann mit allen Mitteln verfolgt." Oder, etwas freundlicher formuliert: "Es fehlt die Vision, etwas Großartiges zu erreichen." Buller verweist auf ein anderes historisches Beispiel der Großforschung - das Apollo-Programm.

Am 25. Mai 1961 sagte John F. Kennedy vor dem amerikanischen Kongress den berühmten Satz: "Ich glaube, dass dieses Land sich dem Ziel widmen sollte, noch vor Ende dieses Jahrzehnts einen Menschen auf dem Mond landen zu lassen und ihn wieder sicher zur Erde zurückzubringen." Am 21. Juli 1969 rammte Neil Armstrong die amerikanische Flagge in die Oberfläche des Erdtrabanten.

Das Programm der Amerikaner war bekanntlich Teil eines Wettkampfes; es wurde unter den Bedingungen der Systemkonkurrenz mit den Sowjets umgesetzt. Wernher von Braun lieferte die Vision der Weltraumeroberung. Der Mann auf dem Mond war die Mission dazu, die konkreter nicht hätte sein können. Die Nation stand geschlossen hinter Vision und Mission. Die Nasa wurde zu einer schlagkräftigen Organisation ausgebaut, von Beginn an zentralistischer als das Manhattan Project und mit noch mehr Mitteln ausgestattet.

Ulrich Buller schaut wieder zum Lichtschalter in seinem Büro. Er sagt: "Nicht die technische Komplexität hat zugenommen, sondern die gesellschaftliche." Soll heißen: Es war für James Watt möglicherweise ebenso schwierig, die Dampfmaschine zu entwickeln, wie für die internationale Physiker-Gemeinschaft einen funktionierenden Kernfusionsreaktor. Denn seitdem haben sich Wissen und Technik immens weiterentwickelt. Watt hat die Dampfmaschine durch Auslagerung des Kondensationsprozesses aus dem Zylinder zu einer revolutionären Technik gemacht. Die internationale Kernfusionswissenschaftlergemeinschaft erzählt seit 30 Jahren, dass sie in 30 Jahren so weit sein werde, mit dem Sonnenfeuer auf der Erde jede Menge Energie bei sehr wenig radioaktivem Abfall zu produzieren. Bis dato aber hat sie nur Milliarden Euro verbrannt.

IV. Komplexität und Demokratie

Bleiben wir der Einfachheit halber bei der Frage nach sauberer Energie. Doch die sei leider nicht einfach zu beantworten, fährt Buller fort. Denn die Interessen der Beteiligten seien zu unterschiedlich, als dass sich aus dem Begriff "saubere Energie" eine Vision und eine Mission ableiten ließen, auf die sich wiederum eine kritische Masse langfristig verpflichten lasse. Atomausstieg bedeute, in die Rechte der Kraftwerksbetreiber einzugreifen. Windräder verschandelten die Landschaft und belästigten Anwohner. Bullers aktuelles Lieblingsbeispiel sind Solaranlagen auf den Dächern von Wohnhäusern. Wenn diese die dort erzeugte Energie in nennenswerter Größe ins Stromnetz einspeisen sollen, müssten in naher Zukunft alle Bürgersteige aufgerissen werden. Denn die heute in der Erde vergrabenen Kupferleitungen sind zu dünn, um den Strom abzutransportieren. Die ersten Bürgerinitiativen dürften sich bald in Stellung bringen.

"Forschung muss nicht nur Innovationen schaffen, sondern auch noch die Lösung mit der geringsten Zahl an negativ Betroffenen finden", beschreibt der Fraun-hofer-Forscher die Herausforderung. So hätte die Kernfusion im atomkritischen Deutschland - zumal nach Fukushima - wohl kaum eine Chance, obwohl es sich um eine ganz andere Technik handelt als die in den heutigen Atomkraftwerken. Erschwerend kommt hinzu: Der politische Wind dreht sich auch noch permanent.

Ist ergebnisorientierte Großforschung in Demokratien des 21. Jahrhunderts überhaupt noch möglich? Wolfgang König, Wissenschaftshistoriker an der Technischen Universität Berlin, setzt zu einem gedanklichen Mehrsprung an. Die Basis seiner Überlegung lautet: "Wenn Sie keine klaren Ziele definieren, können Sie durchbrechende Erfolge in Großforschungsprojekten sowieso vergessen." König schließt zwei einschränkende Bedingungen an. Erstens: "Diejenigen, die Ziele definieren, müssen auch die Handlungsmacht haben." Zweitens: "Der politische Wille muss stabil sein." Seine Schlussfolgerung: "Da politischer Wille bezogen auf große Forschungsprojekte immer instabiler wird, bleiben auch die großen Erfolge aus."

Das klingt logisch. Dennoch gibt es gigantische Forschungsvorhaben, die scheinbar wie von selbst laufen. Zum Beispiel das Human Genome Project. Bei der Entschlüsselung der menschlichen Erbinformation war es die Weisheit der vielen, die, getrieben von Neugier und Ehrgeiz, gemeinsam eine ungeheure Fleißaufgabe erledigten. Hunderte Institute weltweit, lose koordiniert, entschlüsselten bestimmte Abschnitte der menschlichen DNA, die sie aus welchen Gründen auch immer besonders interessierten. Und weil alle von allen irgendwie profitieren konnten, gaben alle alles in eine gemeinsame Datenbank ein.

Außerdem gab es ein kommerzielles Parallelprojekt der Celera Corporation des amerikanischen Genforschers Craig Venter, der mit der sogenannten Schrotschuss-Methode bei der Analyse deutlich schneller vorankam. Konkurrenz belebt also auch in der Wissenschaft das Geschäft. Nach Ansicht vieler Beteiligter gab Venter dem Zusammenschluss der mehrheitlich öffentlichen Forschungsinstitute im Human Genome Project einen kräftigen Schub.

Das Human Genome Project ist das Paradebeispiel einer Gemeinschaftsleistung vieler verschiedener wissenschaftlicher Organisationen. Nur: Hier stand allein die Erkenntnis im Mittelpunkt des Interesses und keine konkrete Anwendung. Das Genom des Menschen zu kennen heißt noch lange nicht, den Krebs besiegen zu können. Die Gene bestimmter Pflanzen zu entschlüsseln hilft noch nicht im Kampf gegen den Hunger auf der Welt. Gibt es einen Ausweg aus diesem Forschungsdilemma? Immerhin gibt es ein paar Ideen.

V. Interdisziplinarität und Eitelkeit

"Universitäten sind disziplinär aufgebaut. Die Probleme der Welt sind nicht disziplinär." Auf diese knappe Formel bringt Sebastian Litta die aus seiner Sicht "größte Herausforderung bei der Frage, wie wir Forschung anwendungsorientierter organisieren". Er ist Gast am Wissenschaftszentrum Berlin und Fellow beim Thinktank Stiftung Neue Verantwortung. Die vergangenen Jahre hat er den ehemaligen Harvard-Präsidenten Derek Bok in Fragen der Wissenschaftsorganisation beraten und beim Aufbau der Leuphana Universität in Lüneburg mitgewirkt. Ähnlich wie in Konzernvorständen ist heute auch in den Leitungsgremien akademischer Einrichtungen Interdisziplinarität zum Zauberwort avanciert. Die Zusammenarbeit verschiedener Forscher und Fakultäten soll zu neuem Denken und neuen Lösungen führen. Doch das ist leichter gesagt als getan.

Zum einen liegt es in der Natur der Interdisziplinarität, dass sie schwer zu organisieren ist. Die Disziplinen sprechen unterschiedliche Sprachen. Sie haben einen unterschiedlichen Habitus, unterschiedliche Arbeitsweisen und -rhythmen, Erwargungen und Ziele. So ist ein nicht unerheblicher Teil der Arbeitsenergie notwendig, um vorab Missverständnisse auszuräumen. Im Verlauf des Projekts kommen neue in Serie hinzu. Interdisziplinarität ist wunderbar, denn der Blick aus den unterschiedlichsten Perspektiven bringt neue Erkenntnisse. Aber leider ist der Prozess sehr anstrengend für alle Beteiligten. Entsprechend hoch ist das Risiko des Scheiterns. Nicht zuletzt deshalb, weil Misserfolge - auch darin unterscheiden sich Universitäten kaum von Unternehmen - ein Lieblingsthema des Flurfunks sind. Auf den Gängen und in den Teeküchen formiert sich der Widerstand. Und der ist vor allem von Eitelkeit getrieben.

Sebastian Litta konnte unter anderem an der amerikanischen Elite-Universität Harvard beobachten: "Natürlich gibt es unter Wissenschaftlern die Erkenntnis, dass sich viele Probleme nur interdisziplinär lösen lassen. Aber eigentlich wollen doch alle die Könige ihrer eigenen kleinen Reiche bleiben." Wann immer Universitäten versuchen, eine Zusammenarbeit über die Fachgrenzen hinweg zu organisieren, bekommen sie den geballten Widerstand der Koryphäen einzelner Disziplinen zu spüren. "Die Beharrungskräfte sind enorm", resümiert Litta. Die großen Universitäten versuchten deshalb mehr oder weniger konsequent, interdisziplinäre Parallelstrukturen aufzubauen.

Das Poverty Action Lab des Massachusetts Institute of Technology (M IT) gehört zu den erfolgreicheren. Dort suchen Ökonomen, Ingenieure, Sozialwissenschaftler, Mediziner, Biologen und Wissenschaftler diverser anderer Disziplinen gemeinsam nach den besten Wegen zur Armutsbekämpfung. Die Arizona State University gilt indes als die amerikanische Universität, die den Weg der Interdisziplinarität am konsequentesten geht. In den vergangenen Jahren wurden dort schrittweise Fakultäten abgeschafft und interdisziplinäre Forschungsschwerpunkte definiert.

Darüber hinaus investierte die öffentliche Universität Millionen in eine Technik, die Lösungen für die Probleme der Welt visualisieren kann. Sie trägt den hübschen Namen Decision Theatre, Entscheidungstheater - und soll den Weg in eine transdisziplinäre Zukunft weisen. Dahinter verbirgt sich eine Art Imax-Kino für Planspiele, bei denen viele Einflussfaktoren berücksichtigt werden müssen. Bunte Mindmaps bringen Ordnung ins Wirkungschaos. Auf sieben riesigen Bildschirmen können komplexe Probleme grafisch so aufgelöst werden, dass die Folgen von politischen Entscheidungen oder technischen Anwendungen für verschiedene Gruppen von Menschen sichtbar werden. Das Entscheidungstheater gibt dann auch gleich Hinweise, wie diese Leute mit welchen Wahrscheinlichkeiten wie reagieren könnten.

Das Medium soll Politikern helfen, solche Lösungen für Probleme zu finden, die in pluralen Gesellschaften auch politisch durchsetzbar sind. Es soll also ganz im Sinne der Wissenschaftler Buller und König gesellschaftliche Komplexität wieder beherrschbar machen und für politische Stabilität sorgen - damit neue technische Lösungen auch irgendwann einmal verwirklicht werden können.

Das raffinierte Entscheidungstheater nützt allerdings nichts, wenn es keine überzeugenden, wissenschaftlich fundierten Lösungsvorschäge gibt. Die Ausrede von Elfenbeinturmbewohnern, es komme nicht zu revolutionären Neuerungen, weil die sowieso keine Chance auf Realisierung hätten, ist eben nur eine Ausrede. Etwas mehr Selbstkritik täte der akademischen Welt gut. Ein Ansatzpunkt wäre, ihr fragwürdiges System zur Förderung von Forschungsleistungen zu überdenken.

VI. Zitierkartelle und Anreize von außen

Wie wird ein junger Wissenschaftler Professor? Indem er in möglichst vielen relevanten Fachzeitschriften Aufsätze veröffentlicht, die möglichst oft von Kollegen in relevanten Fachzeitschriften zitiert werden. Dazu ist es häufig ausreichend, die gerade im Fach gängigen Schlagworte neu zu variieren. Zudem qualifiziert sich ein junger Wissenschaftler für die akademische Karriere, wenn er ein besonderes Talent darin entwickelt, Forschungsanträge zu schreiben, die möglichst viele Folgeförderanträge ermöglichen. Wie sinnvoll die eingeworbenen Mittel dann eingesetzt werden, ist nicht so wichtig. Echte und ehrliche Erfolgsmessung ist weder die Stärke der Antragsteller noch der Geldgeber.

Die Wissenschaft ist ein hochgradig auf sich selbst bezogenes System. Wer einmal Teil dieses Kosmos ist, hat wenig Anreiz, daraus gedanklich auszubrechen. Das Dumme ist nur: Zitate lösen keine gesellschaftlichen Probleme.

Das Gründungsmotto des MIT in Cambridge lautet "Mens et Manus", lateinisch für: Geist und Hand. Viele Wissenschaftler des vermutlich erfolgreichsten Innovationslabors der Welt interpretieren die Worte eher praktisch. MIT-Mitarbeiter und Studenten gründeten laut einer Studie der Sloan School of Management bislang 255 000 Unternehmen, die bis heute aktiv sind. Diese Firmen hatten im Jahr 2009 rund 3,3 Millionen Mitarbeiter und setzten rund zwei Billionen Dollar um.

Wenn aus Wissenschaftlern Gründer werden, ist die Chance groß, dass Forschungsergebnisse Wirtschaft und Gesellschaft voranbringen. "Da gibt es viel Luft nach oben, besonders in Deutschland", sagt Litta. Um die Forschergemeinschaft zu großen Innovationen zu motivieren, müssen die Impulse aber vermutlich von außen kommen. Von Menschen, die sich überhaupt nicht für Zitate, sondern nur für Lösungen interessieren. Amerikanische Großstifter denken und gehen voran. Die bekanntesten sind Melinda und Bill Gates mit ihren managementorientierten Methoden zur Aids- und Malaria-Bekämpfung. Zu den innovativsten gehört Eli Broad.

Seine finanziell sehr gut ausgestattete Broad Foundation fragte vor drei Jahren bei dem afro-amerikanischen Harvard-Ökonomen Roland Fryers an, wie man endlich die chronischen Defizite bei den Leistungen von Schülern aus der Unterschicht in den USA beheben könne. Für Studien an Problemschulen bekam Fryers, ein ehemaliger Drogendealer, vorab 44 Millionen Dollar. Sollte er eine echte und praktikable Lösung präsentieren, stellte der Stifter dem Wissenschaftler eine sehr viel höhere Summe in Aussicht, um seine Idee zu verwirklichen. Es kursiert die Zahl von einer Milliarde Dollar. Die Idee hinter Broads Angebot scheint offenkundig: Warum sollten Wissenschaftler anders funktionieren als Tiere in der Verhaltensforschung? Die öffnen irgendwelche Klappen, lernen Zeichensprachen und vollbringen Kunststücke, weil sie dafür Äpfel, Nüsse oder Bananen bekommen. Belohnung sorgt für Leistung. Wer Ergebnisse will, muss die richtigen Anreize setzen. ---