Die Nobelpreis-Vergabe an Forschende in Deutschland in diesem Jahr und in den vergangenen Jahren macht deutlich, wie exzellent unsere Wissenschaftslandschaft besonders in den naturwissenschaftlichen Disziplinen organisiert ist.
2020 ging der Physik-Nobelpreis für die Forschung zu Schwarzen Löchern an Reinhard Genzel vom Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik in Garching, den er sich mit mit Roger Penrose von der Universität Oxford und Andrea Ghez von der Universität in Kalifornien teilte.
Die Gewinner des Chemie-Nobelpreis 2021 waren der Deutsche Benjamin List und der US-Amerikaner David MacMillan für die Entwicklung der asymmetrischen Organokatalyse, ein ebenso “einfaches wie geniales” Werkzeug zur Bildung von Molekülen. List ist Direktor des Max-Planck-Instituts für Kohlenforschung in Mülheim an der Ruhr.
Der Physik-Nobelpreis 2021 ging an den deutschen Klimaforscher Klaus Hasselmann und an seinen US-japanischen Kollegen Syukuro Manabe sowie den Italiener Giorgio Parisi. Hasselmann arbeitete am Max-Planck-Institut für Meteorologie. Und in diesem Jahr bekommt Ferenc Krausz vom Max-Planck-Institut für Quantenoptik in Garching den Nobelpreis für Physik gemeinsam mit Pierre Agostini von der Ohio State University in den USA und Anne L’Huillier von der Universität Lund in Schweden. Sie erhalten den Preis „für experimentelle Methoden zur Erzeugung von Attosekunden-Lichtimpulsen für die Untersuchung der Elektronendynamik in Materie“, so das Nobelpreiskomitee.
Die drei Nobelpreisträger werden für ihre Experimente ausgezeichnet, die der Menschheit neue Werkzeuge zur Erforschung der Welt der Elektronen in Atomen und Molekülen an die Hand gegeben haben. Pierre Agostini, Ferenc Krausz und Anne L’Huillier haben einen Weg zur Erzeugung extrem kurzer Lichtimpulse aufgezeigt, mit denen sich die schnellen Prozesse messen lassen, bei denen sich Elektronen bewegen oder ihre Energie verändern.
Es gibt potenzielle Anwendungen in vielen verschiedenen Bereichen. In der Elektronik zum Beispiel ist es wichtig zu verstehen und zu kontrollieren, wie sich Elektronen in einem Material verhalten. Attosekundenpulse können auch dazu verwendet werden, verschiedene Moleküle zu identifizieren, etwa in der medizinischen Diagnostik.
Und dennoch gibt es Dauernörgler, die die Leistungen der Forschungsinstitutionen schlecht reden, von der Quantenphysik bis zur Künstlichen Intelligenz. Ausgründungen oder Patente sind nicht der einzige Maßstab für die Exzellenz der Wissenschaftsorganisationen:
So hat Jens Frahm vom Max-Planck-Institut für biophysikalische Chemie die MRT revolutioniert und sie zu einem der bedeutendsten bildgebenden Verfahren in der klinischen Diagnostik gemacht. Die von ihm und seinem Team in den 1980er Jahren entwickelte FLASH-Technologie reduzierte die Bildaufnahme-Raten von Minuten auf Sekunden – erst damit wurde das MRT alltagstauglich. 2010 beschleunigten Frahm und sein Team die MRT-Aufnahmen ein weiteres Mal erheblich auf bis zu 100 Bilder pro Sekunde, indem sie ein neues mathematisches Verfahren für die Bildrekonstruktion nutzten.
Die Technik erlaube es, beliebige Vorgänge im Inneren des Körpers wie ein schlagendes Herz oder komplexe Abläufe wie das Sprechen oder Schlucken direkt zu beobachten. Für seine Arbeiten wurde Jens Frahm 2018 mit dem Europäischen Erfinderpreis ausgezeichnet. Die Technologie wird von Unternehmen wie Siemens und Bruker genutzt, die MRT-Apparate herstellen. Keine Ausgründung, aber unverzichtbar für die Herstellung und Anwendung des bildgebenden Verfahrens.
Ein weiteres Beispiel für den langen Weg von der Grundlagenforschung in die Anwendung sind die Arbeiten von Ignacio Cirac vom Max-Planck-Institut für Quantenoptik. Er ist theoretischer Physiker und als solcher ein Wegbereiter der zweiten Quantenrevolution. Seine theoretischen Arbeiten haben den Grundstein gelegt für wegweisende Experimente zu Quantencomputern und Quantenkryptographie. In einer Publikation von 1995 erklärten Cirac und sein Kollege Peter Zoller, wie man mit Ionenfallen einen Quantencomputer bauen könnte.
Weichen in die Zukunft der KI-Forschung stellt auch das Deutsche Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz (DFKI). So ist im Saarland kürzlich die Initiative CERTAIN („Center for European Research on Trusted AI“) ins Leben gerufen worden. Es setzt auf Kooperation entlang der gesamten Wertschöpfungskette, von der Grundlagenforschung über die angewandte Forschung, die Industrie, die Standardisierung und Zertifizierung, bis hin zum Engagement mit der Gesellschaft. Den initialen Kern bilden neben Forschungsgruppen des DFKI die beiden Saarbrücker Max-Planck-Institute für Informatik und für Software-Systeme und die Universität des Saarlandes. Dazu kommen wichtige Partner aus der Industrie wie ZF, Daimler Trucks oder die DFKI-Ausgründung Semvox, die inzwischen ein Teil von Cariad ist. Auch das Bundesamt für Sicherheit in der Informationstechnik (BSI) beteiligt sich mit seiner auf KI fokussierten Saarbrücker Zweigstelle. Wichtige Partner bilden etwa die französische Forschungseinrichtung INRIA, das große französische Trusted-AI-Projekt „Confiance.ai“, das Luxembourg Institute of Health (LIH), TNO in den Niederlanden und CIIRC in Prag. Und auch auf europäischer Ebene bestehen enge Verbindungen über den europäischen KI-Verband CLAIRE und die großen EU-Forschungsnetzwerke für KI.
Aktive und ausgemusterte Politiker und politische Beamte sollten sich doch erst einmal diese Projekte anschauen, wenn wieder einmal der deutsche Standort bei Zukunftsthemen herunter geschrieben und geredet wird.