Menschenrassen, gibts die?

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aus  nzz.ch, 20.4.2018, 05:30 Uhr                                          

von Markus Schär
 
... Wir alle sind auch Abkömmlinge der Neandertaler: Wir tragen zu rund zwei Prozent das Erbgut unserer Verwandten in uns, die seit ihrer Entdeckung 1856 als primitive Vormenschen galten. Zu dieser Erkenntnis kamen die Genetiker in den letzten zehn Jahren. Sie schlossen aus den Spuren, die sich in unserem Erbgut finden, dass die kleine Gruppe von Homo sapiens, die aus Afrika auszog, vor 50 000 Jahren im Nahen Osten mit Neandertalern Kontakte pflegte, auch sexuelle. Deshalb geben die modernen Menschen auf allen Kontinenten die Gene der verachteten Verwandten weiter – ausser in Afrika, wo sich Homo sapiens in seiner unvermischten Form durchsetzte.

Angenommen, es wäre umgekehrt: Die Europäer, die Asiaten und die Amerikaner würden den modernen Menschen in seiner reinen Gestalt verkörpern, nur die Afrikaner das primitive Erbe der als minderwertig angesehenen Neandertaler weitergeben. Liesse sich ein solcher Befund in einem akademischen Klima veröffentlichen, das die Erkenntnis ängstlich der politischen Korrektheit opfert? Über solchen Fragen tobt derzeit in den USA ein Streit unter Intellektuellen. ...



aus epochtimes.de, 24. 4. 2018

Gentechniker David Reich entzündet Streit über Rassen und Erbgut in den USA

Neueste wissenschaftliche Erkenntnisse könnten beweisen, dass genetische Unterschiede zwischen menschlichen Rassen doch weitaus mehr bedeuten, als nur "soziales Konstrukt".

David Reich – Professor für Genetik in Harvard ist  Autor des aktuellen Buches: „Who We Are and How We Got Here: Ancient DNA and the New Science of the Human Past“. Auf deutsch: „Wer wir sind und wie wir hierher kamen: Alte DNA und die neue Wissenschaft der menschlichen Vergangenheit“.

Reich vermied es in seinem Beitrag, die Emotionen zu sehr anzustacheln. Er setzte auch den Begriff „Rasse“ in Anführungszeichen. Vorsichtig formulierte der Wissenschaftler seine Erkenntnisse zur Genetik des Menschen

„Rasse“- ein soziales Konstrukt?

Es gibt dazu eine Vorgeschichte verschiedenartiger Publikationen: Die Anthropologin Ashley Montagu veröffentlichte im Jahr 1942, “Man’s Most Dangerous Myth:The Fallacy of Race“ – „Der gefährlichste Mythos des Menschen: Der Irrtum der Rasse“. Dieses Buch wurde sehr einflussreich und argumentiert, dass Rasse ein soziales Konzept ohne genetische Grundlage sei.

Das klassischste Beispiel hierbei sei die unterschiedliche Definition von „schwarz“. In den USA ist eine Person aus dem historischen Kontext gesehen schwarz, „wenn sie eine afrikanische Abstammung südlich der Sahara hat“. In Brasilien sei eine Person nicht schwarz, wenn man weiß, dass sie eine europäische Abstammung hat. 

Wenn schwarz auf verschiedene Menschen in unterschiedlichen Kontexten verweist, wie kann das dann eine genetische Grundlage dafür sein?“, berichtet „The New York Times“ in ihrem Artikel über das Buch von David Reich. 

Gentechniker Richard Lewontin veröffentlichte 1972 eine wichtige Studie über die Variation der Proteintypen im Blut. Er unterschied die von ihm untersuchten menschlichen Populationen in sieben „Rassen“ – West-Eurasier, Afrikaner, Ostasiaten, Südasiaten, Indianer, Ozeanier und Australier. Dabei konnte Lewontin feststellen, dass „etwa 85 Prozent der Variationen der Proteintypen durch Variationen innerhalb der Populationen und „Rassen“ und nur 15 Prozent durch Variationen über sie hinaus verursacht werden konnten.

Die Menge der Unterschiede zwischen den Menschen seien im Wesentlichen „Unterschiede zwischen den Individuen“. Daraufhin wurde die Theorie geboren, dass es unter den Menschen keine Unterschiede gebe, die groß genug seien, um das Konzept der „biologischen Rasse“ zu unterstützen.

Nun wurde argumentiert – Rasse sei ein „soziales Konstrukt“ – eine Art der Kategorisierung von Menschen, die sich im Laufe der Zeit und über Ländergrenzen hinweg verändert hätten, so schreibt Reich weiter. 

Es stimmt, dass Rasse ein soziales Konstrukt ist. Es ist auch wahr, wie Dr. Lewontin schrieb, dass menschliche Populationen sich in genetischer Hinsicht bemerkenswert ähnlich sind, so David Reich in seinem Artikel. 

Dieser Konsens, laut Reich, habe sich im Laufe der Zeit scheinbar, ohne hinterfragt zu werden, zur „Orthodoxie“ entwickelt. Doch diese Forschung – egal wie gut gemeint – liege auf „einem rutschigen Abhang“. Denn dies sei ein Ergebnis der Sorge um den Missbrauch der biologischen Differenz, die in Anlehnung an die Vergangenheit von Sklavenhandel und die Eugenikbewegung, zu verstehen sei, so Reich weiter.

Genetisches Erbe

Die interessanten Studien Reichs in seinem Buch bieten zunächst einmal Argumente für die Orthodoxie. Er sagt: „Die Menschen, die heute an einem Ort leben, stammen fast nirgends ausschließlich von den Menschen ab, die in der fernen Vergangenheit an diesem Ort lebten.“

Nur bei wenigen Urvölkern, wie bei den „San“ in der südafrikanischen Kalahari, seien alle Populationen aus Wanderungen hervorgegangen, bei denen es auch zu Sexualkontakten gekommen sei.

Im Erbgut der Westeuropäer sind Spuren ganz verschiedener Populationen zu finden. Da sind „die Jäger und Sammler, die sich vor 50 000 Jahren entlang dem Mittelmeer ausbreiteten und später vom Kaukasus aus nach Westen vordrangen.“

Auch wurde genetisches Material von Bauern, die vor 8800 Jahren von Anatolien auswanderten, gefunden. Ebenso das von einem Reitervolk – das aus der Steppe kam und im dritten Jahrtausend vor unserer Zeitrechnung den Kontinent überrannte – und das Erbgut der Westeuropäer prägen sollte.

Dazu käme noch die „Erinnerung an die Paarungen mit den Neandertalern, die rund 300 000 Jahre in Europa lebten.“ Aus diesem Grund meinte David Reich, stimme das Bild eines Stammbaums des Menschen nicht. „Es gab nie einen einzigen Stamm – seit je sehen wir Mischungen“, so David Reich, zitiert von „Neue Zürcher Zeitung“.

„Unerwünschte Erkenntnisse“

Doch bei seinen Forschungen über die Völkerwanderung kommt der Gentechniker auch zu den sogenannten „unerwünschten Erkenntnissen.“ Er fand heraus, dass die Jamnaja, die vor fünftausend Jahren aus der Steppe nördlich des Schwarzen Meeres nach Westeuropa, aber auch nach Nordindien vordrangen – nicht nur ihre Sprache durchsetzten – sondern auch ihre Gene. Das bildete die Urform der indogermanischen Familie. 

Das Heilige Buch der Hindu – Rigveda – beschreibt die Einwanderung dieses weißen Volkes und dort werden sie als „Arier“ bezeichnet. Doch nachdem das Interesse der Nazis im Dritten Reich an der „indogermanischen“ Vergangenheit groß war, konnten sich europäische Forscher nur noch schwer Gedanken diesbezüglich machen“, beschreibt David Reich. 

Reich fragt sich, warum sich bei fast allen Finalisten des 100-Meter-Laufs an den Olympischen Spielen seit 1980, Erbgut aus Westafrika finden lässt. Es hatte sich herausgestellt, dass es zwischen Populationen genetische Unterschiede gibt. Diese sind nicht nur auf die Hautfarbe begrenzt, sondern zeigen sich auch in der Körpergröße, in Krankheitsanfälligkeit oder eben in der Fähigkeit, schnell zu laufen zu können, berichtet die „Neue Zürcher Zeitung“. 

„Es ist wichtig, sich dem zu stellen, was die Wissenschaft offenbart, ohne das Ergebnis vorwegzunehmen, und mit der Gewissheit, dass wir reif genug sein können, um mit den Ergebnissen umzugehen“, so David Reich zur „New York Times“.
(vm)


Nota. - Wenn die Völker sich genetisch nicht unterscheiden, kann nicht eines einem andern genetisch überlegen sein. Doch wenn sie sich unterscheiden - kann dann eines einem andern überlegen sein? Gewiss - in Hinblick auf dieses oder jenes. Unlängst habe ich hier einen Beitrag gepostet, nachdem ein südasiati- sches Seenomadenvolk aufgrund einer genetischen Veränderung länger unter Wasser bleiben kann als andere Völker. Wenn sich heraustellen sollte, dass die Überlegenheit kenianischer Landstreckenläufer über die Läufer aus andern Völkern genetisch bedingt ist, dann... wären zumindest einige kenianische Ethnien andern Völkern im Langlauf überlegen.

Ja und?

Rassismus ist nicht aus wissenschaftlichen Irrtümern entstanden, sondern aus dem tiefverwurzelten Miss- trauen der Menschen gegen das Fremde. Das kommtt aus unserer Stammesgeschichte und spielte eine wichtige Rolle in der Selbsterhaltung der primitiven Gemeinschaften. Moderne Gesellschaften sind längst darüber hinaus, und in der Marktwirtschaft, wo ein jeder einem jeden als prinzipiell gleichberechtigter Austauschender begegnen soll, bringt es mehr Nachteile als Vorteil. 

Der größte davon ist, dass sich Fremdenhass und Rassismus politisch kapitalisieren lassen und Rechtsstaat und Liberalität gefährden. Die entscheidende Stärke der modernen Zivilation ist der Aufstieg der Wissen- schaften in den letzten vierhundert Jahren. Nicht, dass wissenschaftliche Argumente gegen Demagogen etwas ausrichten könnten - das müssen schon andere tun. Deren Kraft aber beruht allerdings auf der Wis- senschaft. Einzelne wissenschaftliche Abwege mögen irritieren, doch ohne dies ist Wissenschaft nicht möglich. Zu den primitiven Vorurteilen, die sich demagogisch ausschlachten lassen, gehört vielmehr Wissenschaftsfeindlichkeit. Eine zeitgenössische Spielart ist political correctness.
JE

Das Gehirn kartieren.

aus derStandard.at, 6. Mai 2018, 10:00

Das Ziel ist eine Landkarte des Gehirns

Wiener Wissenschaftern gelang ein kleiner Schritt: Sie entwickelten ein Verfahren für das Aufspüren bestimmter neuronaler Netzwerke

von Kurt de Swaaf

Es schläft nie wirklich. Bestimmte Bereiche mögen ihre Aktivität zeitweilig herunterfahren, doch irgendwo im Labyrinth der über 80 Milliarden Neuronen herrscht immer reger Betrieb. Ständig kommunizieren Nervenzellen miteinander. Elektrische Impulse eilen Axonen entlang, an den Synapsen sorgen diverse Botenstoffe für die Signalübertragung. Träume, Gedanken, Erinnerungen oder auch die zentrale Steuerung von Körperfunktionen – alles, was im Inneren unserer Köpfe vor sich geht, lässt sich zumindest theoretisch in chemische und physikalische Formeln fassen. Gelingen will dies allerdings noch nicht. Das Gehirn ist nach wie vor eines der größten Rätsel der Wissenschaft. Und so schnell wird sich das wohl auch nicht ändern.

Selbstverständlich gibt es Fortschritte. Eine Reihe von Forschungsinitiativen arbeitet seit Jahren daran, die funktionelle Struktur des Gehirns zu kartieren. Bei Mäusen ist dies bereits weitgehend gelungen. Der "Allen Mouse Brain Atlas" ermöglicht schon heute detaillierte Einblicke in die Schaltkreise von Nagerhirnen (vgl.: Nature, Bd. 508, S. 207). Gleichzeitig gelingt es Fachleuten, die genetische Aktivität von Nervenzellen zu entschlüsseln. Diese wiederum ist die Basis für das Zusammenspiel der Botenstoffe, auch Neurotransmitter genannt. "Es gibt immer mehr Daten", erklärt der Biochemiker Wulf Haubensak vom Institut für Molekulare Pathologie (IMP) in Wien. Der große Überblick allerdings fehlt. Die Informationen müssen zusammengeführt werden, betont Haubensak im Gespräch. Sonst komme man in der Forschung nicht weiter.

Informationen zusammenführen

Der IMP-Forscher hat sich diesen Brückenschlag zur Aufgabe gemacht. Gemeinsam mit Kollegen des Instituts für Molekulare Biotechnologie (IMBA) der Österreichischen Akademie der Wissenschaften (ÖAW), des Wiener Zentrums für Virtual Reality und Visualisierung (VRVis) und der Universität Erlangen sucht er nach neuen Möglichkeiten zur schnellen und auch kostengünstigen Erfassung neuronaler Netzwerke. Die Wissenschafter setzen dabei nicht auf eigene Laboruntersuchungen, sondern nutzen die bereits vorhandenen und im Netz frei verfügbaren Datenmengen. Eigentlich könnte das jeder machen, meint Haubensak. Vorausgesetzt natürlich, man verfügt über das notwendige Hintergrundwissen und eine leistungsfähige Computerausstattung. Biohacking am Bildschirm eben.

Ihren ersten bedeutenden Erfolg können die Experten nun verbuchen. Sie entwickelten einen Algorithmus, mit dessen Hilfe sich die unterschiedlichen Hirndaten sinnvoll verknüpfen lassen. Zum einen sind da die bereits erwähnten Genexpressionen und die Wechselwirkungen der so produzierten Neurotransmitter: Auf der anderen Seite stehen die Konnektome, die netzwerkartigen Verbindungen zwischen den Nervenzellen.

Von Gengruppen gesteuert

Die Grundidee ist, dass diese Geflechte von funktionellen Gengruppen gesteuert werden, sagt Haubensak. Es gilt also herauszufinden, welche Erbgut-Codes welche Netzwerke prägen, mitunter auch zu unterschiedlichen Zeitpunkten. Ein Puzzle von schier unfassbarer Komplexität, nur lösbar mit modernster Technik.

Der Algorithmus analysiert die gewichtete Genaktivität in einzelnen, räumlich erfassten Gehirnbereichen und vergleicht diese mit den Werten anderer Areale. Die Stärke der ein- und ausgehenden Signale spielt dabei eine ganz zentrale Rolle. Die Ergebnisse werden als dreidimensionale Funktionseinheiten dargestellt. So zeigt sich zum Beispiel, in welchen Hirnregionen jene mit Angstzuständen verbundenen Botenstoffe verstärkt auftreten. Eine detaillierte Beschreibung des Verfahrens wurde im heurigen Jahr im Fachmagazin NeuroImage (Bd. 170, S. 113) veröffentlicht.

Ein wesentlicher Aspekt des neuen Ansatzes ist die Berücksichtigung von Wechselwirkungen zwischen den Genen. Das Gehirn funktioniert nur über solche Synergien, wie Wulf Haubensak erläutert. Mit anderen Worten: Das Ganze ist mehr als die Summe seiner Einzelteile. Die Praxistauglichkeit ihrer Methode testeten die Forscher anhand bereits bekannter Schaltkreise. Sie fütterten ihr Programm unter anderem mit Daten über die genetische Steuerung des Sozialverhaltens von Mäusen. Die ermittelten Ergebnisse decken sich bestens mit der Realität. Ob der Algorithmus das Gehirn eines Menschen oder eines Nagers analysiert, macht dabei freilich keinen Unterschied. Von der Grundstruktur her sind alle Säuger gleich.

Perspektiven für die Medizin

Die Erstellung detaillierter neuroanatomischer "Landkarten" bietet nicht nur der Grundlagenforschung, sondern auch der Medizin hochinteressante Perspektiven. Zukünftig könnte das Verfahren zu einem besseren Verständnis der Ursachen von psychiatrischen Erkrankungen wie Depressionen oder autistischen Störungen führen. Es ließe sich vergleichen, inwiefern sich Gengruppen und einzelne Allele, sprich Erbanlagen, hinsichtlich ihrer Aktivität in den Hirnregionen von Betroffenen und Gesunden unterscheiden.

Ein Hemmnis gibt es dabei dennoch: "Das sind alles nur Vorhersagen", betont Haubensak. Am Computerbildschirm lassen sich lediglich Prognosen treffen, die anschließend experimentell verifiziert werden müssen. Der Algorithmus zeigt, wo man im Gehirn genauer hinschauen sollte, wo sich der Grund für eine Verhaltensänderung möglicherweise versteckt. Für einen tatsächlichen Nachweis ist nach wie vor die Laborarbeit gefragt – analog und lebensecht. 

Abstract
NeuroImage: "Predicting functional neuroanatomical maps from fusing brain networks with genetic information"

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Interview Wulf Haubensak

Das Naturgesetz von der Erhaltung der Energie.

 
aus Tagesspiegel.de, 26.03.2018;          Bei einer Entladung am Tesla-Generator leuchtet sonst unsichtbare Energie in Plasmakanälen

Naturgesetze
Die logische Poesie der Energie

Vor 100 Jahren erklärte die Mathematikerin Emmy Noether den Zusammenhang zwischen Energie und dem Rest der Physik. 

von Otto Wöhrbach

 Kein Platz und keine der rund 10 000 Straßen Berlins trägt den Namen von Emmy Noether (1882 - 1935). Immerhin ist ein Gymnasium in Köpenick nach der Frau benannt, die zu den bedeutendsten Mathematike- rinnen zählt – Mathematiker eingeschlossen. Zu ihren größten Leistungen gehört das „Noether-Theorem“, das vor 100 Jahren, in den „Nachrichten von der Gesellschaft der Wissenschaften zu Göttingen“ veröffent- licht wurde. Darin bewies sie mit einer, wie Albert Einstein es formulierte, „Poesie logischer Ideen“ einen geradezu „spirituellen“ Zusammenhang zwischen den grundlegenden Eigenschaften physikalischer Natur- gesetze und dem zentralen Begriff aller Naturwissenschaften: der Energie.

Schlüsselbegriff der modernen Zivilisation: Energie

Mittlerweile ist dieser Begriff aus seiner naturwissenschaftlichen Welt heraus vorgedrungen in unseren Alltag, in Politik und Wirtschaft. „Energie“ ist omnipräsenter Schlüsselbegriff unserer modernen Zivilisa- tion. Wir verwenden ihn wann immer wir über Geschichte und Gegenwart und die Zukunft unseres Plane- ten nachdenken. Viele Menschen stellen sich dabei Energie vor als eine Art Treibstoff, der nicht nur die unbelebte Welt in Bewegung hält, sondern auch durch unsere Körper strömt und uns mehr oder weniger energisches Leben ermöglicht. Und wenn die Energie einmal nicht strömen will, dann müssen nicht selten die Druiden des 21. Jahrhunderts her. Unter Berufung auf uraltes Wissen längst vergangener Kulturen in Ost und West meinen sie, „Energieblockaden“ wieder lösen zu können, damit alles wieder auf „Meridianen“ oder sonstigen Bahnen durch unsere Körper fließen kann.

Emmy Noether
 
Dabei begann die Karriere der Energie und des Energiebegriffs eigentlich erst vor weniger als 180 Jahren. Und sie begann nicht etwa in einem Physiklabor, sondern auf einem holländischen Handelsschiff, unterwegs in tropischen Gewässern. Die damals übliche Behandlung kranker Matrosen war der Aderlass. Dabei beobachtete der deutsche Schiffsarzt Julius Robert Mayer aus Heilbronn etwas, das vor ihm schon viele gesehen, worüber aber offenbar noch niemand nachgedacht hatte: Das aus den Venen strömende Blut der Matrosen war deutlich heller, als er es aus Europa in Erinnerung hatte. Mayer interpretierte das hellere Venenblut als Anzeichen für einen abgeschwächten Stoffwechsel. Er fragte sich: Was ist anders in den Tropen? Die Lufttemperatur, lautete seine Antwort. Diese schlichte Erkenntnis zündete in dem jungen Schiffsarzt die entscheidende Idee: In den Tropen gibt unser Körper weniger Wärme an die Umgebung ab als im kalten Europa. Deshalb muss der Stoffwechsel auch weniger Wärme nachliefern, damit die innere Körperwärme erhalten bleibt. Erhaltung! In der Natur, folgerte Mayer, beruht alle Veränderung darauf, dass etwas erhalten bleibt. Dieses quantitative „Etwas“ war für Mayer die „Kraft“ – ein Begriff, den auch die Physiker jener Zeit bereits verwandten.

Energie geht nie verloren
 
Den Begriff „Energie“ hatte schon der griechische Philosoph Aristoteles zwei Jahrtausende früher benutzt. Aber eben rein philosophisch. Er bedeutet so viel wie „Innere Wirkung“. Als physikalische Größe beschrieb ihn 1807 erstmal der englische Augenarzt Thomas Young für das Ausmaß der Wirkung, die ein bewegter Körper hervorrufen kann, etwa, wenn er irgendwo anstößt.

• An der Grenze der Naturwissenschaft.

Heute weiß man, dass Energie eine zahlenmäßige Bilanzgröße der Natur ist, die durch alle Veränderungen eines abgeschlossenen Systems hindurch erhalten bleibt. In etwa das war es, was Mayer meinte, auch wenn das helle Blut als ursprünglicher, beispielhafter Ideengeber wohl kaum etwas damit zu tun hatte. Als Beispiel eignet sich eher die Achterbahn: Während der Wagen ins Tal rollt, nimmt seine Höhe ab, dafür wächst aber seine Geschwindigkeit. Energetisch ausgedrückt: Was der Wagen an Höhenenergie verliert, gewinnt er an Bewegungsenergie dazu. Die Summe aus beiden Energieformen bleibt dabei in jedem Moment gleich, also „erhalten“.

Der "närrische Mayer" hatte recht

Nach einer universalen Erhaltungsgröße in der Natur hatten Naturforscher schon lange vor Mayer gesucht. Bereits 1686 hatte der Philosoph und Mathematiker Gottfried Wilhelm Leibniz eine „vis viva“ beschrieben, eine lebendige Kraft also, die bei rein mechanischen Vorgängen wie etwa bei einem Zusammenstoß von Körpern erhalten bliebe. Doch erst Mayer erkannte auch Wärme als Energieform. Und erst dadurch stimmten die Energiebilanzen. Im Bewusstsein, damit ein fundamentales Universalgesetz der Natur gefunden zu haben, versuchte Mayer gleich nach seiner Rückkehr, seine Entdeckung bekannt zu machen. Doch sein erster Artikel 1841 „Über die quantitative und qualitative Bestimmung der Kräfte“ wurde nicht einmal veröffentlicht. Sein zweiter Aufsatz ein Jahr später erschien zwar, aber in den für das Thema eigentlich nicht zuständigen „Annalen der Chemie und Pharmacie“. Und Physiker, die trotzdem Mayers „Bemerkungen über die Kräfte der unbelebten Natur“ zu lesen bekamen, waren offenbar nicht in der Lage, die Bedeutung der Ideen des Heilbronner Arztes zu erkennen. Tatsächlich waren sie formuliert in fachfremder Terminologie und versteckt zwischen weiteren eher nebulösen Spekulationen über die Ursachen des Laufs der Welt.

Seine Entdeckung einer buchstäblich All-umfassenden Erhaltungsgröße unter Berücksichtigung der Wärme fand jedenfalls kaum Beachtung. Mayer fühlte sich verkannt und verfiel zunehmend in Depressionen. 1850 stürzte er sich aus einem Fenster, überlebte aber und fristete weitere freudlose Jahre zunächst in Nervenheilanstalten. Später kehrte er nach Heilbronn zurück, wo man ihn fortan den „närrischen Mayer“ nannte.

Die Einheit für Energie müsste "Mayer", nicht "Joule" heißen

Doch das Thema der Erhaltung einer quantitativen Größe bei allen Naturerscheinungen lag in der Laborluft jener Zeit. Schon 1843 hatte der englische Physiker James Prescott Joule ein Experiment erdacht, mit dem er überprüfen wollte, ob mechanische Energie sich wirklich in Wärme verwandeln kann. Und tatsächlich zeigte sich, dass ein von einem fallenden Stein über eine Schnur angetriebener Quirl Wasser erwärmte. Joule konnte sogar den Umwandlungsfaktor messen: Besaß der Stein zum Beispiel eine Masse von 10 Kilogramm und fiel um 10 Meter herab, erwärmte der Quirl einen Liter Wasser um rund 0,2 Grad. 1847 schließlich legte der Universalgelehrte Hermann von Helmholtz mit seinem Vortrag „Über die Erhaltung der Kraft“ vor der Physikalischen Gesellschaft in Berlin endgültig die Basis für den Energiebegriff als universelle Grundgröße des wissenschaftlichen Weltbildes.

Ein kleiner Nebensatz in diesem langen Vortrag erwähnte zumindest Mayers Beiträge zur Entdeckung des Energie-Erhaltungs-Satzes: „Die Möglichkeit seiner allgemeinsten Gültigkeit sprach zuerst ein schwäbischer Arzt, Dr. Julius Robert Mayer, im Jahre 1842 aus“. Doch erst etwa ein Jahrzehnt später begannen Helmholtz und andere einzusehen, dass Mayer mit seinen Veröffentlichungen weitaus mehr geleistet hatte, als nur die „Möglichkeit“ der Energie-Erhaltung „auszusprechen“. Danach erfuhr Mayer bis zu seinem Tod 1878 wachsende Anerkennung und erhielt zahlreiche Auszeichnungen. Soweit überliefert wurde er trotzdem kein glücklicher Mensch mehr. Und die höchste Anerkennung blieb ihm versagt: Die Einheit, in der heute Energie gemessen wird, heißt „Joule“ und nicht „Mayer“.

Flüchtige Energie

Wärme, von Mayer als Energieform identifiziert, hat trotz aller Erhaltung ihre Eigenheiten. Denn sie lässt sich in der Praxis nur teilweise wieder in mechanische Energie zurückverwandeln. So kann zum Beispiel in einem „Kraftwerk“, in dessen Name Mayers ursprüngliche Begrifflichkeit noch nachklingt, die Wärme des Dampfes höchstens etwa zur Hälfte für den Antrieb der Turbinen genutzt werden. Der Rest entweicht oder kann allenfalls noch umliegende Gebäude beheizen.

Noch schlechter ist der Wirkungsgrad bei Automotoren: Die Wärme aus der Verbrennung von Treibstoff strömt zum Großteil direkt wieder aus dem Auspuff oder erhitzt den Motor. Von zehn Litern verbrannten Treibstoffs verwandelt sich bestenfalls die Wärme aus zwei Litern in die gewünschte Bewegungsenergie. Jeder Kühlturm eines Kraftwerks und jede Straße voller Autos ist ein Beispiel für die betrübliche Sonderrolle der Energieform Wärme in den Energiebilanzen: Sie lässt sich nur unter Verlusten einspannen für die energiehungrigen Zwecke unserer Zivilisation. Ein Perpetuum Mobile, also eine ewig laufende Maschine, die ausschließlich mechanische Energien ineinander umwandeln würde, ohne dabei Wärme zu erzeugen und abzugeben, gibt es nicht.

"Das weibliche Gehirn ist ungeeignet für Mathematik - mit Ausnahme von Fräulein N."

Ist die Energieform „Wärme“ also nur ein Bilanztrick, um die Idee der Energieerhaltung rechnerisch anzupassen an unsere realen Erfahrungen? Es war vor 100 Jahren Emmy Noether, die mit brillanter mathematischer Beweisführung zeigte, dass die Erhaltung der Energie mehr ist als ein empirisches Prinzip, das wir der Natur mit eigens erfundenen Energieformen aufzwingen. Energie-Erhaltung ergibt sich vielmehr zwangsläufig aus der Zeit-Symmetrie physikalischer Gesetze. Zeit-Symmetrie heißt: Jedes Experiment kommt heute zum gleichen Ergebnis wie morgen oder wann auch immer. Vom Urknall an bis in alle Zukunft wird die Geschichte dieses Universums von Gesetzen bestimmt, die sich nicht verändern. Das hört sich einfach an. Es bedurfte aber der überragenden Mathematik-Künste Noethers, um mit Methoden der modernen Algebra die „Invarianten Variationsprobleme“ zu lösen, die sich aus den Symmetrie-Eigenschaften der Naturgesetze ergeben, und dadurch die Existenz der Erhaltungsgrößen der Physik als logische Folge abzuleiten.

Die Männerwelt der Mathematiker damals staunte: „Ich halte das weibliche Gehirn für ungeeignet zur mathematischen Produktion; Frl. N. halte ich aber für eine der seltenen Ausnahmen“, so der Göttinger Mathematiker Edmund Landau. Obwohl auch viele weitere Forscher wie Albert Einstein oder David Hilbert ihre genialen „Produktionen“ anerkannten und bewunderten, hatte ein „Frl.“ jenseits von Putztätigkeiten und dergleichen laut eines preußischen Erlasses trotzdem nichts zu suchen an einer Universität.

Der schönste aller mathematisch-physikalischen Sätze

Erst in der Weimarer Republik wurde Frauen neben dem Wahlrecht auch das auf eine Universitätskarriere zugebilligt. 1919 wurde Noether als erste deutsche Frau habilitiert und als Privatdozentin in Göttingen zugelassen. Eine ordentliche Professur aber erhielt sie Zeit ihres Lebens nicht. 1933 entzogen die Nationalsozialisten ihr wie ihren männlichen jüdischen Kollegen die Lehrbefugnis wieder durch das „Gesetz zur Wiederherstellung des Berufsbeamtentums“. Sie emigrierte in die USA. Zwei Jahre später starb sie.

Das Noether-Theorem ist nach Meinung vieler Naturwissenschaftler der schönste aller mathematisch-physikalischen Sätze. Vielleicht sollte man doch einmal eine Straße der Hauptstadt nach ihr benennen. Und dann auch gleich eine nach Julius Robert Mayer, denn die gibt es bisher auch nicht.


Nota. - Das ist kein Streit um Worte, denn es verbirgt sich ein Grund-legende Vorstellung darin: das "Ge- setz" in der Natur. Der Naturwissenschaftler fühlt sich irgendwie unter seiner Standeswürde, wenn er ein- fach sagt "so und so ist es". Er muss doch durchblicken lassen, dass er auch weiß, warum es so ist. Wenn er sagt Gesetz, ist dieser Erwartung vorläufig Genüge getan. Unter einem Gesetz stelle ich mir eine Vorschrift vor, die ein mit Willen begabtes Subjekt 'setzt'; bei der römischen lex, deren Etymologie im Dunkeln liegt, ist es die Res publica. 

Kein seriöser Wissenschaftler versteht es heute noch so, aber zu sagen: Es ist nunmal so und mehr wissen wir nicht, traut sich auch keiner. Und so bleibt in der breiten gebildeten Öffentlichkeit die dunkle Vorstel- lung vom intelligenten Willensakt unangefochten. Das prägt die Bewusstseinsverfassung unserer ganzen Zivilisation, und das wiegt (auch im Reden der Wissenschaftler) letztlich schwerer als die Wissenschaft selbst.

Zur Sache: Die Vorstellung von der Erhaltung der Energie setzt voraus die Vorstellung von einem, nämlich einem endlichen Universum. Vorausgesetzt, letztere Vorstellung trifft zu, bleibt die Energie erhalten. Und dann bedeuten beide Vorstellungen dasselbe: Der 'Stoff' des Univerums bleibt derselbe, denn das Univer- sum ist eins; Raum und Zeit sind lediglich Attribute dieses Stoffs. Das ist kein Gesetz; das ist so. (Sofern alle Voraussetzungen zutreffen.)  

Solange sich die Voraussetzunmg wechselseitig stützen, ist das theoretische System, dem sie angehören, gültig und selber eine allgemeine Voraussetzung. Wird eine der Vorausset- zungen faktisch widerlegt, geraten auch die andern mehr oder weniger in Mitleidenschaft. Dann muss das Ganze revidiert und unter Umständen neu aufgelegt werden.
JE

 

Die Menschen haben den aufrechten Gang nicht erfunden.

aus derStandard.at, 24. April 2018, 09:00                                       Zwei der 3,6 Millionen Jahre alten Fußabdrücke von Laetoli

Aufrechter Gang entstand lange vor der Gattung Homo

Forscher analysierten die 2016 entdeckten Fußabdrücke von Laetoli in Äthiopien, die zwei Australopithecinen vor 3,6 Millionen Jahren hinterließen

San Diego / Wien – Der aufrechte Gang in gerader Körperhaltung gilt als eine der wenigen Eigenschaften, die Menschen exklusiv besitzen. Schimpansen können zwar im Notfall auch auf zwei Füßen gehen, aber Beine und Hüften sind dabei "unnatürlich" stark geknickt, ein bisschen so wie

Evolution des nicht ganz aufrechten Gangs von Groucho Marx.

 

Ab wann also konnten unsere Vorfahren so gut gehen wie wir? Kam diese Fähigkeit erst mit der Gattung Homo, die sich vor rund 2,5 Millionen Jahren herausbildete? US-Forscher um David Raichlen (Uni Arizona) beantworteten die zweite Frage am Sonntag mit einem eindeutigen Nein.
Raichlen und Kollegen präsentierten bei der Tagung "Experimental Biology" in San Diego neue Analysen der Fußspuren von Laetoli in Äthiopien, die auf Australopithecinen zurückgehen und 3,6 Millionen Jahre alt sind. Die Forscher verglichen diese Abdrücke mit jenen von modernen Menschen und Schimpansen.

Fußabdrücke (von oben) eines modernen Menschen, eines Menschen im Watschelgangs mit gebeugten Knien und Hüften sowie ganz unten des 3,6, Millionen Jahre alten Australopithecus.

Das Ergebnis: Australopithecus konnte bereits exzellent aufrecht gehen, praktisch so gut wie wir heute. Die Forscher gehen wie andere Kollegen davon aus, dass es vor rund sieben Millionen Jahren zu den Anfängen des aufrechten Gangs kam, vor rund vier Millionen Jahren dürfte er schon recht aufrecht und gerade gewesen sein. (tasch)


Nota. - Es ist umgekehrt. Der aufrechte Gang hat die Entwicklung der Familie Homo begründet. 

Die Frage ist nicht, ob Australopitezinen aufrecht gehen konnten, sondern ob sie es gewohnheitsmä- ßíg taten. Wichtiger ist noch, ab wann und unter welchen Bedingungen der aufrechte Gang zu einem Selektionsvorteil geworden ist. Das war die Geburtsstunde einer neuen Familie.
 JE


 

Alfred Adler.

aus Die Presse, Wien, 22.04.2018 um 12:04
 
Aufruhr im weiten Land der Seele
Sigmund Freud duldet keinen Widerspruch. Als Erster wagt es Alfred Adler, der Begründer der Individualpsychologie, seinem Mentor öffentlich zu widersprechen. Er bestreitet Freuds These, dass Sexualität Ursprung jeder Neurose sei, und geht in der Seelenforschung völlig neue Wege.

von Michael Horowitz 

Bis zu seinem vierten Lebensjahr kann der Bub nicht laufen. Der scheue, kränkliche Alfred leidet an chronischer Rachitis. Als Zweites von sieben Kindern wächst der Liebling des Vaters, eines Getreidehänd- lers, im äußeren Teil der Mariahilfer Straße auf. Mit fünf wäre er fast an einer Lungenentzündung gestor- ben. Dieses dramatische Erlebnis – aber auch der Tod des jüngeren Bruders – hat vermutlich seinen Wunsch, Schwäche in Effizienz umzusetzen und Arzt zu werden, bestimmt.

Alfred Adler, ursprünglich Augenarzt und Internist, wendet sich später unter dem Einfluss Sigmund Freuds der Seelenheilkunde zu. Er geht davon aus, dass eine Organschwäche ein Minderwertigkeitsgefühl auslöst: Den Versuch, Unterlegenheit – ausgehend von körperlichen Beeinträchtigungen oder sozialen Konflikten – zu kompensieren, sieht er als Ursache von Neurosen an. Wo Freud Sexualität als Ursprung erkennt, ortet Adler ein Minderwertigkeitsgefühl. „Neurosenprophylaxe“ nennt Adler, der Begründer der revolutionären Individualpsychologie, das körperlich und geistig gesunde Aufwachsen eines Kindes. Die eigene Kindheit ist die Wurzel für seinen völlig neuen Weg der Seelenforschung.

„Glauben Sie, dass es ein so großes Vergnügen für mich ist, mein ganzes Leben lang in Ihrem Schatten zu stehen“, meint Alfred Adler zu Sigmund Freud. Aus früher Freundschaft wird bald wissenschaftliche Gegnerschaft, die schließlich zum totalen Bruch führt. Bereits im Herbst 1902 hat Freud den fast fünfzehn Jahre jüngeren Adler per Postkarte zu seiner legendären Psychologischen Mittwochgesellschaft eingeladen. Um 20.30 Uhr, Berggasse 19.

Aus diesem von Zigarrenrauchschwaden durchzogenen Jour fixe im Wartezimmer der Praxis Freuds entstand später die Psychoanalytische Vereinigung, zu dessen Obmann Adler gewählt wurde. Sein Vortrag über die „Psychologie des Marxismus“ im März 1909 konnte jedoch den Bourgeois Freud überhaupt nicht überzeugen.

Knapp zehn Jahre nach dem ersten Besuch in der Berggasse kommt es zum definitiven Zerwürfnis, zum Vatermord: Als Erster wagt es Alfred Adler nach hitzigen Kontroversen, sich gegen Sigmund Freud, den Mentor, der keinen Widerspruch duldet, öffentlich aufzulehnen. Freud beschimpft den „vor Ehrgeiz wahnsinnigen“ Adler, der an einem „paranoiden Verfolgungswahn leide“. Dieser hat hingegen längst genug vom „Freud'schen Hühnerstall und seinem Gegacker“, gründet gemeinsam mit neun weiteren Freud-Epigonen den Verein für freie psychoanalytische Forschung und entwickelt eine von Freuds Psychoanalyse abweichende, eigenständige Lehre: Anders als Freud, der glaubt, dass „der Mensch nicht Herr im eigenen Haus“ sei, sondern ein Getriebener seines Unterbewussten, meint Adler, jeder Mensch könne sein Leben selbst gestalten, denn das „menschliche Seelenleben ist kein Sein, sondern ein Werden“. Er ist überzeugt, bereits als Kind strebe man nach Anerkennung und sozialer Resonanz, um sich von seinem geringen Selbstwertgefühl zu lösen. Wenn dies nicht gelänge, entstünde der Nährboden für psychische Störungen.

Während seines Studiums wird Adler Mitglied einer sozialistischen Studentengruppe und verliebt sich in Raissa Epstein, eine radikale, revolutionäre Russin, die zum Studium nach Wien gekommen ist. 1897 heiraten die beiden, von ihren vier Kindern werden zwei Psychiater. Alfreds Frau, die kommunistische Aktivistin, spielt mit dem 1908 nach Wien ins Exil geflohenen Leo Trotzki leidenschaftlich Schach, sonntags trifft man den Revolutionär, dem das Leben im bürgerlichen Wien sehr gut gefällt, im Stadtpark, oder man unternimmt mit den Kindern und Trotzki Ausflüge in die Hinterbrühl.

Adler etabliert seine Arztpraxis gegenüber vom Wurstelprater, bald zählen Varietékünstler und Zirkusartisten zu seinen Patienten, ihre außergewöhnlichen Fähigkeiten eröffnen ihm Einsichten in „organische Minderwertigkeit und ihre Kompensationen“.

Im Zentrum seiner Arbeit stehen oft gesellschaftlich Benachteiligte, die Reformen im Erziehungs- und Gesundheitswesen des Roten Wien der 1920er-Jahre sind eng mit Alfred Adler verbunden. Der Nervenarzt will nicht nur heilen, sondern auch vorbeugen. Er hält pädagogische Vorträge, berät Politiker wie den Schulreformer Glöckel und gründet Beratungsstellen für Lehrer: Die „Erziehung zum Erzieher“ ist für ihn eine der wesentlichsten Voraussetzungen der Psychohygiene. Er versucht, antiautoritäre Förderung des Kindes zu vermitteln. Voller Verständnis, Liebe und ohne körperliche Züchtigung – vor 100 Jahren alles andere als selbstverständlich.

Alfred Adler, selbst Idealtyp eines engagierten Pädagogen, weiß, dass man auf Familienverhältnisse kaum Einfluss nehmen kann, jedoch auf das schulische Umfeld umso mehr: „Durch die Schule konnte ich Hunderte von Kindern auf einmal erreichen.“

Bei rund einem Drittel aller Patienten finden Ärzte keine Ursachen für ihre Beschwerden. Oft stecken psychische Störungen dahinter. Erregung, Angst, Schrecken – seelische Erschütterungen dringen über die Nervenbahnen zu den Organen. Es treten Verkrampfungen und sogar Lähmungen auf, die sich zu chronischen Krankheiten entwickeln können. Alfred Adler, der den Menschen als Einheit von Körper, Seele und Geist sieht, erkennt die wesentliche Rolle des vegetativen Systems und ist einer der Pioniere der modernen Psychosomatik.

Bald sind seine neuen Wege in der Seelenforschung auch außerhalb seiner Heimat anerkannt. Ab 1926 hält Adler in den Vereinigten Staaten Vorlesungen. Seine realitätsnahen, brillant interpretierten Ideen finden großen Anklang. 1934 übersiedelt er mit seiner Familie endgültig nach New York, bezieht im legendären Hotel Gramercy Park Dauerquartier und behandelt dort auch seine Patienten.

Am 28. Mai 1937 bricht der 67-Jährige in Schottland auf dem Weg von seinem Hotel zur Universität in Aberdeen, wo er eine Vortragsreihe beenden will, nach einem Herzinfarkt zusammen. Adlers letztes Wort ist „Kurt“ – der Name seines einzigen Sohnes.

Sigmund Freud bleibt auch nach der Todesnachricht Alfred Adlers unversöhnlich. Mehr als 25 Jahre sind seit dem Zerwürfnis der beiden vergangen: „Für einen Judenbub aus einer Wiener Vorstadt“, schreibt er an den Schriftsteller Arnold Zweig nach Palästina, „ist ein Tod in Aberdeen schon an sich eine unerhörte Karriere und ein Beweis dafür, wie weit er es gebracht hat. Tatsächlich hat ihn die Welt reich dafür belohnt, daß er sich der Psychoanalyse entgegengestellt hat.“


Nota. - Der letzte Satz erhellt, wer von den beiden der Paranoiker war. Freud hatte Adler für seinen Schüler gehalten und betrachtete seine Abkehr als Verrat. Tatsächlich hatte Adler längst eigene psychiatrische Vor- stellungen entwickelt, als er in einem Leserbrief Freud Traumdeutung verteidigte - und deren Grundidee, seelische Leiden aus Konflikten zu erklären, die dem Individuum als solche gar nicht bewusst sind. So trafen sich die beiden und verbündeten sich eine zeitlang.

Doch Freud wollte die Seelenkunde als Naturwissenschaft betreiben. Der Grundstein seines System war die bezeichnenderweise so genannte Trieblehre. Anfangs folgte er dem mechanischen Modell von 'Kräften' und von Druck und Stoß, in den zwanziger Jahren näherte er sich unter vitalistischen Einflüssen der Darwin- schen Evolutionslehre und einem biologischen Modell. Jede der vielen Veränderungen und Korrekturen an seinem System beruhte ausschließlich auf seiner persönlichen Eingebung, er betrachtet sich ausdrücklich nicht als Erfinder, sondern als Entdecker der Psychoanalyse. Wissenschaftstheoretische oder gar wissens- logische Erwägungen waren ihm ganz fremd.

Anders Alfred Adler. Auf dem linken Flügel der sozialistischen Partei stehend, gehörte er zu den von Kant beeinflussten Austromarxisten und hatte ein grundsätzlich kritisches Verhältnis zu den Wissenschaften. Insbesonders die Philosophie des Als-ob des deutschen Kant-Forschers Hans Vaihinger hat sein Wissen- schaftsverständnis geprägt. Metaphysische Versuchungen kannte er gar nicht, er betrachtete die wissens- chaftlichen Theoriebildungen streng instrumental: als Werkzeuge, die man beiseite legt, sobald man selber sehen und Hand anlegen kann. 'Wie ein Geländer, an dem man sich im Nebel vorantastet, und das man loslässt, sobald sich der Dunst hebt.'  Sein. Lieblingsspruch war: "Alles kann auch ganz anders sein."

*

Adlers Frau Raissa war im übrigen die erste, die sich 1928 außerhalb der Sowjetunion zu Trotzki und der Linken Opposition bekannte, und ist eigentlich die Mutter des "Trotzkismus".

Zu Freud noch dies: Er erklärte die Ächtung der Psychoanalyse in der Sowjetunion mit dem Einfluss Trotzkis, der im Interesse Adlers handle - zu einem Zeitpunkt, als Trotzki, wie der Rest der Welt wusste, längst politisch entmachtet war. (Tatsächlich hatte er sich vorher für die Betätigungsfreiheit der dortigen psychoalaytischen Initiativen ausgesprochen.)
JE

Kultur und natürliche Selektion.

Kinder von Seenomaden (Moken)

aus Die Presse, Wien, 19.04.2018

Wie Kultur die Gene prägen kann

Seenomaden in Südostasien tauchen oft und lang. Das hat über die Jahrhunderte ihre genetische Ausstattung verändert – und ihre Milzen vergrößert.

von Thomas Kramar

Die letzten Seenomaden: Auf ihren traditionellen Booten mit bunten Segeln kreuzen die Bajau auf den Meeren zwischen Indonesien, Malaysien und den Philippinen, fangen und verkaufen Fische und Meeresfrüchte. In den letzten Jahrzehnten ist ein Teil dieser Menschen, auch auf Druck der indonesischen Behörden, sesshaft geworden, meist in Stelzenhäusern am Wasser. Doch ihrer spezifischen Jagdmethode sind die meisten Bajau treu geblieben: Sie tauchen tief und lang, bis zu fünf Minuten lang, ausgestattet mit Harpune und Muschelmesser, aber ohne Atemgerät.

Wie schaffen sie das? Ist es nur Übung, dass sie so lang den Atem anhalten können? Nein. Das sagt eine in Cell (19. 4.) erschienene Arbeit über „Physiological and Genetic Adaptions to Diving in Sea Nomads“ von Forschern um Melissa Ilardo (Uni Kopenhagen). Von Untersuchungen von Ama, japanischen Perlentauchern, wussten sie bereits, dass die Milz bei diesen physiologischen Extremleistungen eine Rolle spielen kann.

Extradosis roter Blutkörperchen

Die Milz, das Organ, über dessen Funktion die meisten Laien gar nichts – und die meisten Mediziner relativ wenig – wissen (siehe Kasten), hat nämlich die Fähigkeit, sich zusammenzuziehen und dadurch eine Extraportion roter Blutkörperchen – und damit Sauerstoff – ins Blut zu schießen. Das kann beim Tauchen ohne Atemgerät helfen. Und es liegt nahe, dass diese Kontraktion umso effektiver ist, je größer die Milz ist.

So untersuchten Ilardo und Kollegen zunächst mittels Ultraschall die Milzen von Bajau – die sich gern untersuchen ließen, wie Ilardo erzählt: „Sie sind Forscher“, sagt sie, „sie sind grundsätzlich neugierig und wollen mehr über die Welt wissen, auch über ihre eigene Biologie.“ Ergebnis: Die Bajau haben im Durchschnitt signifikant größere Milzen als ihre nächsten Nachbarn, die sesshaften, nicht tauchenden Saluan.

Liegt das am Training? Wächst die Milz mit den Anforderungen wie ein Muskel? Das könnte natürlich sein. Der Unterschied liegt aber – zumindest auch – an genetischen Faktoren, wie die Forscher um Ilardo im nächsten Schritt feststellten, durch systematische Vergleiche von frisch sequenzierten Genomen von Bajau- und Saluan-Individuen sowie bereits im „Pan-Asian Genome Project“ erzielten DNA-Daten. Sie fanden 25 Stellen im Genom, an denen sich die Bajau signifikant von den Saluan und den Han-Chinesen unterscheiden. Darunter ist ein Gen namens PDE10A, das in der Signalübertragung eine Rolle spielt und vor allem in der Schilddrüse exprimiert wird. Wahrscheinlich bewirken gesteigerte Konzentrationen an Schilddrüsenhormonen die Vergrößerung der Milz, meinen die Forscher.

Eine zweite signifikant unterschiedliche Stelle liegt bei BDKRB2, dem einzigen Gen, von dem man bisher weiß, dass es mit dem Tauchreflex zu tun hat, der darin besteht, dass beim Eintauchen in Wasser die Atmung zum Stillstand gebracht, der Herzschlag verlangsamt und das Blut in der Leibesmitte konzentriert wird.

An diesen beiden Stellen im Genom hat offensichtlich bei den Bajau natürliche Selektion in Bezug aufs Tauchen stattgefunden, sprich: Die Genvarianten, die sich bei ihnen durchgesetzt haben, haben sich deshalb durchgesetzt, weil sie das Tauchen erleichtern. Das funktioniert so: Individuen, die diese Genvarianten trugen, konnten besser tauchen – und hatten damit bessere Lebens- und Fortpflanzungschancen, womit in der nächsten Generation mehr Individuen diese Genvarianten hatten.

Ilardo spricht von einer „sehr aufregenden Entdeckung“, und tatsächlich: Es gibt bisher nur wenige Beispiele von natürlicher Selektion in einer bestimmten Population, gelenkt durch die Lebensweise und Kultur dieser Population. Ein anderes wären die Menschen in Tibet, die sich an die dünne Luft im Hochland angepasst haben. Ähnliche Selektion hat einst bewirkt, dass heute die meisten Europäer – im Gegensatz zu den Chinesen – Alkohol recht gut vertragen und auch als Erwachsene Milch trinken können.

Die Milz heißt auf Englisch „spleen“, davon kommt der Spleen: Man dachte einst, in ihr sitze die (üble) Laune. Tatsächlich hat sie mit Blut und Immunsystem zu tun. In ihr werden manche weiße Blutkörperchen (Lymphozyten) vermehrt und andere (Monozyten) gespeichert, rote Blutkörperchen werden

Mit der Supersymmetrie wird's doch nix.

Large Hadron Collider (LHC) am Cern
aus derStandard.at,17. April 2018

Teilchenphysik: Der schwere Abschied von der Supersymmetrie
Die Supersymmetrie wäre eine höchst elegante und "schöne" Erweiterung des klassischen Standardmodells, aber keine ihrer Vorhersagen konnte bisher bestätigt werden

von Florian Freistetter

Bisher habe ich mich in dieser Serie mit wissenschaftlichen Irrtümern der Vergangenheit beschäftigt. Anders ist es ja auch nicht möglich, denn niemand kann in die Zukunft schauen. Aber angesichts der Vergangenheit ist mit Sicherheit davon auszugehen, dass wir auch jetzt dabei sind, Fehler zu machen, die erst in der Zukunft aufgedeckt werden. Worum es sich dabei handelt, werden wir erst erfahren – aber es braucht nicht viel Spekulation, um zu vermuten, dass einige dieser Fehler im Bereich der Teilchenphysik stattfinden werden.

Im Juli 2008 habe ich die jährlich stattfindenden "Nobel Laureate Meetings" in Lindau am Bodensee besucht. Damals war man gerade dabei, die Konstruktionsarbeiten am großen Teilchenbeschleuniger LHC am Cern abzuschließen, und eine Gruppe von Physik-Nobelpreisträgern gab eine Pressekonferenz, um zu erklären, was man vom neuen Instrument erwarten könne. Sie alle waren sich einig, dass man damit früher oder später das Higgs-Teilchen finden werde.

Das ist im Juli 2012 dann ja auch tatsächlich passiert: Das in den 1960ern theoretisch vorhergesagte Teilchen, das im sogenannten "Standardmodell der Teilchenphysik" für die unterschiedlichen Massen der Grundbestandteile der Materie verantwortlich ist, wurde experimentell nachgewiesen.

Neue Physik gefragt

Die Vorhersage wurde bestätigt – und seitdem hat man am LHC jede Menge weitere interessante Entdeckungen gemacht. Aber keine davon ging über das Standardmodell hinaus. Bei der Pressekonferenz im Jahr 2008 drückte der Physiker Martin Veltman seine Hoffnung aus, der LHC werde etwas finden, mit dem niemand rechnet und das nicht den Vorhersagen des Standardmodells entspricht. Denn das würde zwangsläufig zur Entwicklung ganz neuer Theorien und Modelle führen.

Hypothesen, die über das Standardmodell hinausgehen, gibt es natürlich jede Menge. Die Forscher wissen, dass sie nötig sind, da mit den gegenwärtigen Theorien viele Phänomene (zum Beispiel die Natur der dunklen Materie oder die Masse von Neutrinos) nicht erklärt werden können. Es braucht eine neue Physik, aber niemand weiß genau, wo sie zu finden ist. Vom LHC erhoffte man sich Ergebnisse, die die Richtung weisen, in die man zu gehen hat. Genau das ist aber nicht passiert. Alles, was dort bis jetzt entdeckt wurde, entspricht genau dem, was vom Standardmodell zu erwarten war.

Elegante Hypothese

Besonders große Hoffnungen hatten die Teilchenphysiker in die "Supersymmetrie" gesetzt. Bei der Pressekonferenz in Lindau waren viele Nobelpreisträger davon überzeugt, dass man am LHC supersym- metrische Teilchen entdecken würde, noch lange bevor das Higgs-Teilchen nachgewiesen werden könne. Die Idee der Supersymmetrie existiert seit den 1960er-Jahren und besagt, dass alle bisher bekannten Elementarteilchen jeweils ein noch unentdecktes Partnerteilchen besitzen. Das Prinzip lässt sich mit der Beziehung zwischen Materie und Antimaterie vergleichen, nur dass sich die Teilchen hier nicht durch ihre elektrische Ladung unterscheiden, sondern durch schwer zu veranschaulichende Quanteneigenschaften.

Würde es die supersymmetrischen Teilchen geben, ließen sich damit einige Probleme lösen. Man wüsste, in welche Richtung man neue Theorien zur Teilchenphysik weiterentwickeln könnte. Man erhielte Hinweise, ob und wie sich die Gravitation mit der Quantenmechanik vereinen lässt, könnte das Problem der dunklen Materie lösen – und so weiter. Die Supersymmetrie wäre eine höchst elegante und "schöne" Erweiterung des klassischen Standardmodells – und genau deswegen fällt es so vielen Wissenschaftern auch so schwer, diese Idee aufzugeben.

"Schöne" und "hässliche" Theorien

Mangels konkreter Hinweise aus der Beobachtung der Natur orientiert man sich in der theoretischen Physik oft an abstrakten Prinzipien, die eigentlich eher philosophisch und nicht wissenschaftlich begründet sind. Dazu gehört auch die "Natürlichkeit". Das bedeutet in diesem Fall, dass eine über das Standardmodell hinausgehende Theorie – vereinfacht gesagt – nur von Parametern bestimmt werden sollte, die die gleiche Größenordnung haben. Die Zahlen, die das fundamentale Gerüst der Theorie bestimmen, sollen nicht beliebig groß oder klein werden, sondern alle "vernünftige" beziehungsweise "schöne" Werte haben.

In der Vergangenheit sind Physiker (und Mathematiker) mit diesem Prinzip oft erfolgreich gewesen. "Schöne" Theorien haben sich oft als korrekt herausgestellt, und wenn irgendwo "hässliche" Eigenschaften aufgetaucht sind, war das oft ein Zeichen dafür, dass irgendwas nicht stimmte (ein Beispiel dafür ist die "hässliche" Epizykeltheorie der Planetenbewegung aus der Antike, die durch das "schönere" heliozentri- sche Modell des Sonnensystems der Neuzeit ersetzt wurde). Auch die Supersymmetrie hätte das Potenzial, eine "schöne" neue Theorie der Teilchenphysik zu sein.

Nur konnte bis jetzt keine ihrer Vorhersagen bestätigt werden. Die Teilchen, deren Existenz sie vorhersagt, hätte der LHC eigentlich schon längst entdecken müssen. Natürlich kann man die Hypothesen der Super- symmetrie modifizieren. Man kann sie auf andere Art und Weise "schön" machen und erhält dann Vorhersagen über Teilchen, zu deren Nachweis nur größere Beschleuniger als der LHC in der Lage sind. So kann man die Idee der "Natürlichkeit" retten, die ausbleibenden Entdeckungen der Gegenwart rechtfertigen und die Bestätigung der Hypothese in die Zukunft verlagern.

Wider die "Natürlichkeit"

Und vielleicht funktioniert das ja auch. Vielleicht wird der LHC weiter nichts anderes tun, als das zu bestätigen, was wir wissen. Das Universum ist nicht verpflichtet, auf unseren technischen Fortschritt zu achten und uns mit jedem neuen Instrument auch neue Erkenntnisse zu liefern (selbst wenn es das bis jetzt immer getan hat). Vielleicht brauchen wir diesmal eben wirklich ganz andere Instrumente, wenn wir etwas Neues entdecken wollen. Vielleicht müssen wir uns aber auch von der Idee der "Natürlichkeit" verabschieden und akzeptieren, dass die Natur manchmal eben nicht "schön" ist. Vielleicht müssen wir auch in den "hässlichen" Ecken nach neuen Theorien suchen.

Die theoretische Physikerin und Wissenschaftsautorin Sabine Hossenfelder hat die Lage einmal so zusammengefasst: "We've maneuvered ourselves into a dead end by relying on aesthetic guidance to decide which experiments are the most promising."

Wenn die Idee der "Natürlichkeit" tatsächlich zu den zukünftigen Irrtümern der Wissenschaft gehört, dann sollten wir uns möglichst schnell daranmachen, einen Weg aus dieser Sackgasse zu finden.


Nota. - Ein Triumph der Wissenschaft ist es jedes Mal, wenn eine neue Erkenntnis gewonnen wird. Das kann auch die Erkentnis sein, dass diese oder jene Hypothese nicht zutrifft. Auf dem Schlauch steht die Wissenschnaft erst, wenn sie keine Hypothesen mehr entwickelt, die widerlegbar sind. 

Die Ausschau nach Schönheit ist selber eine schöne Methode und ist daher so fruchtbar: Sie regt an. Doch Schönheit ist eine anschaulische Qualität und gehört zur Einbildungskraft. Das Urteil über die (gedankli- che) Brauchbarkeit fällt aber in die Reflexion, und deren Methode ist das diskursive Denken, und da gibt es keine ästhetischen Qualitäten mehr.
JE