Wissenschaftskolleg zu BerlinI N S T I T U T E F O R A D VA N C E D S T U D Y

Köpfe und Ideen2010

3

Zum AuftaktLuca Giuliani

Das vorliegende fünfte Heft „Köpfe und Ideen“ portraitiert– wie auch die Ausgaben zuvor – eine kleine Auswahl derdiesjährigen Fellows. Die meisten Beiträge stammen vonJournalisten, die von außen auf die Arbeit des einzelnenWissenschaftlers blicken. Eine Ausnahme ist das Portraitder Mathematikerin und Physikerin Marie Farge, das voneinem Mitfellow geschrieben wurde; damit wird zugleicheine Brücke geschlagen über den vermeintlich breiten, tiefenGraben zwischen Natur- und Geisteswissenschaften. DerSchriftsteller Martin Mosebach hingegen hat in seinem„Brief aus Berlin“ eine kleine Liebeserklärung an den Berli-

ner Winter verfasst, die geeignet ist, selbst eingefleischteWinterverächter versöhnlich zu stimmen.

In den fotografischen Portraits von Maurice Weiss sind dieForscher mitsamt ihrem Gepäck dargestellt. Dieseserscheint, obwohl die Fellows in so vieler Hinsicht eine heterogene und bunte Gruppe sind, doch erstaunlich gleich-artig: die Logistik schafft einen unübersehbar gemeinsamenNenner. Ob die Fellows nach ihrem Jahr am Wissenschafts-kolleg freilich „noch einen Koffer in Berlin“ behalten: daswird sich erst noch zeigen.

4

Inhalt

6

16

22

28

Moralischer Fortschritt?

Der New Yorker Soziologe und Philosoph Steven Lukes Fellow 2009/2010

untersucht die Geschichte der Moral und kommt dabei

an der Frage des moralischen Fortschritts nicht vorbei

Interview: Ralf Grötker

Vom Wirbel um die Turbulenz

Die französische Physikerin Marie Farge versucht dem Problem Fellow 2009/2010

der Turbulenz mithilfe der Wavelet-Theorie zu Leibe zu rücken

von Claus Pias

Können Ameisen zählen..., rechnen..., kalkulieren...?

Der Biologe und Wissenschaftshistoriker Manfred Laubichler Fellow 2009/2010

spürt den Mechanismen der Arbeitsteilung nach

von Julia Voss

Der Deichdenker

Eine Begegnung mit dem Kunsthistoriker und Bildwissenschaftler Permanent Fellow 2009/2010

Horst Bredekamp, der Wissenschaft zwischen rituellem Rückzug

und institutionellem Volldampf betreibt

von Alexander Cammann

5

38

44

54

56

58

„Was mit Medien...“

Ist Medienreflexion institutionalisierbar? – Claus Pias fragt sich, Fellow 2009/2010

was aus der Medienwissenschaft werden soll

Interview: Jürgen Kaube

Die drei von der Quantenphysik

Jens Eisert, Tobias Osborne und Ulrich Schollwöck sind den Fellows 2009/2010

Geheimnissen komplexer Quantensysteme auf der Spur

von Rainer Scharf

Brief aus Berlin

Berliner Winter Fellow 2009/2010

von Martin Mosebach

Bildnachweise und Autoren

Impressum

6

Ralf Grötker: Wir reden heute viel darüber, ob in Län-dern wie der Türkei oder China in absehbarer Zeit dieMenschenrechte ebenso akzeptiert sein werden wie imWesten. Auf der anderen Seite gibt es Stimmen, nachdenen auch wir im Westen den Endpunkt unserer mora-lischen Entwicklung noch nicht erreicht haben – etwa,weil wir immer noch ganz selbstverständlich unsereMit-Lebewesen verspeisen – Tiere. Der amerikanischeSchriftsteller Jonathan Safran Foer, der in seinem viel-diskutierten Buch „Eating Animals“ die Grausamkeiten

der Massentierhaltung anprangert, glaubt sogar, dass inzwanzig Jahren die meisten unserer Mahlzeiten vegeta-risch sein werden. Vor diesem Hintergrund wäre esinteressant zu wissen: Was verstehen wir unter morali-schem Fortschritt? Und wie ist so etwas wie moralischerFortschritt überhaupt möglich?

Steven Lukes: Moralischer Fortschritt, ebenso wie Fort-schritt schlechthin, entstand als Idee während der Auf-klärung: Eine Aufwärtsbewegung der Menschheit als

Moralischer Fortschritt?

Der New Yorker Soziologe und Philosoph Steven Lukes untersucht die Geschichte der Moral und kommt dabei an der Frage des moralischen Fortschritts nicht vorbei Fellow 2009/2010

Interview: Ralf Grötker

7

solcher! Sehr schön kommt dieser Gedanke beispiels-weise in Condorcets Schrift „Entwurf einer historischenDarstellung der Fortschritte des menschlichen Geistes“(Marie Jean Antoine Nicolas Caritat, Marquis de Con-dorcet, Esquisse d’un tableau historique des progrès del’esprit humain, 1794) zum Ausdruck.

(steht auf und zieht einen antiquarischen Band aus dem Regal)

Ich bereite gerade eine neue Ausgabe dieser Schrift vor,die auf englisch erscheinen wird. Condorcet war derletzte der „Philosophen“, der kritischen Intellektuellenim vorrevolutionären Paris. Gegen Ende seines Lebenswurde er von den Jakobinern verfolgt und starb 1794 imGefängnis. Den „Entwurf“ schrieb er auf der Flucht.Den Optimismus, den er trotz alldem aufbrachte, findeich bemerkenswert. „Die moralische Güte des Men-schen, die eine notwendige Folge seiner Konstitutiondarstellt, ist zu unbegrenzter Vervollkommnung fähig,wie auch seine anderen Eigenschaften“ ist im „Entwurf“zu lesen. Und: „Die Natur hat Wahrheit, Glück undTugend in einer unzerbrechlichen Kette aneinanderge-schmiedet.“Dieses Gedankenpaar – die Fähigkeit des Menschen zurPerfektion und die Interdependenz von Wahrheitsfin-dung und ethischen Zielen – findet man später erst beiHegel, dann bei Marx und unzähligen Fortschritts- undModernisierungstheoretikern des 19. und 20. Jahrhun-derts, bis hin zu Francis Fukuyama und seiner trium-phalen Idee vom „Ende der Geschichte“. Der zufolge

hat der Verbund von liberaler Demokratie und Kapita-lismus alles erreicht, was es zu erreichen gilt.

Grötker: Beschreibt diese Fortschrittsgeschichte auchnoch unsere Gegenwart?

Lukes: Heute ist insbesondere die politische Linke, dieja traditionell immer eine progressive, fortschrittlicheLinie vertreten hat, nicht mehr länger sicher, was sie sicheigentlich für die Zukunft wünscht. Sozialismus: wassoll das sein? Gut, der Name steht für ein soziales, politi-sches und ökonomisches System, das gerechter und effi-zienter ist als der Kapitalismus. Aber wie soll so etwasaussehen? Mein Freund und Kollege, der Politikwissen-schaftler Claus Offe (Fellow 1991/92), meint, Progressivesollten heutzutage nicht neue Ideen verfolgen, sondernsich vielmehr auf Verteidigungsmechanismen konzen-trieren, um die verheerenden Folgen des vermeintlichen„Fortschritts“ in den Griff zu bekommen. Dazu zählenetwa die steigende Arbeitslosigkeit, die wachsende Bela-stung der Sozialsysteme, oder, genereller, die Herausfor-derung, die darin besteht, die Versprechen einer sozialenDemokratie einzulösen. Ich glaube, dass Offe damitRecht hat.

Grötker: Aber gilt diese Skepsis auch für die Moral?

Lukes: Versuchen wir einmal, die Frage nach der Moralso zu stellen, dass sie Gegenstand einer sozialwissen-schaftlichen Untersuchung sein kann...

10

Grötker: Wie wollen Sie das angehen?

Steven: Für unseren Zweck, glaube ich, ist ein Ver-ständnis von Moral hilfreich, welches aus der Traditionder sogenannten Sentimentalisten stammt, also von Phi-losophen des 18. Jahrhunderts wie David Hume undAdam Smith. Dieser Denktradition zufolge ist eineMoral ein normatives System, welches eine Bandbreitevon spezifisch menschlichen moralischen Empfindun-gen sowohl zum Ausdruck bringt wie auch kanalisiert.Zu diesen Gefühlen zählen Sympathie, Schuld, Scham,das schlechte Gewissen, Bedauern, Stolz, Dankbarkeit,Empörung, Verachtung, Ekel und so weiter. Diese Emp-findungen, so scheint es, haben sich aus biologisch vorge-gebenen Gefühlen entwickelt. Insofern ist es denkbar,dass auch Tiere über zumindest einige der Vorbedin-gungen für Moral verfügen.

Grötker: Die meisten Moralphilosophen – zumindestdiejenigen, die in einer kantianischen Tradition stehen –würden auf Ihre Vorstellung von Moral entgegnen, dassGefühle oder Empfindungen, wie zum Beispiel Sympa-thie, doch etwas anderes seien als Moral. Denn Moralgeht einher mit moralischen Urteilen – Urteilen hin-sichtlich dessen, was man moralischer Weise tun odernicht tun soll. Und solche Urteile bedürfen einer speziel-len Form der Begründung; einer Begründung aus Sichteines unparteiischen Beobachters. Dahin gelangt mannicht auf dem Weg der Gefühle. Und Tiere könnendiese Art von begründeten Urteilen schon gar nicht fällen.

Lukes: Eine Empfindung, darunter verstehe ich dieFähigkeit, etwas zu fühlen. Und darum geht es in derMoral. Wenn wir moralisch urteilen, müssen wir ja nichtnotwendigerweise in diesem Moment auch ein bestimm-tes Gefühl erleben. Wer etwas als „empörend“ beurteilt,muss nicht selbst empört sein. Weiterhin ist es zumin-dest bei uns Menschen so, dass es gesellschaftlich geteilteNormen dafür gibt, was für Empfindungen in einerSituation angemessen sind. Am Ende sind es also vonNormen geleitete Empfindungen, die uns helfen Akteu-re, Handlungen und Einstellungen zu beurteilen.

Grötker: Wie wollen Sie dieses Konzept wiederumempirisch erforschen – also operationalisieren?

Lukes: Nehmen Sie das Ultimatum-Spiel!

Grötker: Eine Person erhält eine Geldsumme, die siebeliebig mit einer zweiten Person teilen kann. Nimmtdiese zweite Person, den Gesamtbetrag kennend, den ihrangebotenen Teilbetrag an, dürfen beide ihren jeweili-gen Betrag behalten...

Lukes: ...lehnt sie ab, weil ihr die Aufteilung als unfairerscheint, gehen beide Spieler leer aus.

Grötker: Was hat das mit moralischem Fortschritt undnormgeleiteten Empfindungen zu tun?

Lukes: In der ökonomischen Verhaltensforschung ist

11

das Ultimatum-Spiel ein Experimentalsystem, dessenEigenschaften bis ins Detail erforscht sind. Dementspre-chend gut stehen die Chancen herauszufinden, obabweichende Ergebnisse durch neue, ins Experimenteingeführte Faktoren bedingt sind – oder von anderen,längst bekannten Effekten herrühren. Nun hat man mit Hilfe des Ultimatum-Spiels heraus-gefunden, dass die meisten Menschen im Experimentähnlich reagieren. Sie weisen Angebote zurück, dieihnen zu niedrig und deshalb als unfair erscheinen –auch, wenn sie dann selbst leer ausgehen. Insofern kratztdiese Art von Experimenten auch am Bild des homooeconomicus. Es gibt aber auch Abweichungen: Ange-hörige des Walfängervolkes Lamelara in Indonesienzum Beispiel legten im Experiment mehr Wert auf glei-che Verteilung als Menschen in Europa, den USA oderChina.

Grötker: Vielleicht weil diese Menschen relativ unbe-rührt von unserer westlichen Kultur sind?

Lukes: Auch mit sogenannten Naturvölkern, die weit-gehend abgeschottet im Amazonas-Gebiet leben, hatman das Experiment durchgeführt. Sie haben sich exaktso verhalten wie westliche Probanden. Die Wissen-schaftler haben sich die Lamelara-Ergebnisse deshalbdamit erklärt, dass für die Walfänger eine enge Koope-ration und absolute Verlässlichkeit überlebensnotwen-dig sind. In meinen Augen zeigt das Experiment, dassdas, was im Ultimatum-Spiel als „fairer“ Teilbetrag

empfunden wird, durchaus abhängig von kulturellenNormen ist. Von Hierarchien, von Aufstiegschanceninnerhalb einer Gesellschaft – dies alles formt die emo-tionale Reaktion.

Grötker: Das alles bedeutet doch auch, dass es so etwaswie eine moralische Wahrheit, die es zu finden gälte,nicht gibt. Auch moralischer Fortschritt ist daher keineAngelegenheit des schlichten Auffindens oder Entde-ckens. Was als Empfindung als angemessen gilt, ist viel-mehr Sache des Aushandelns, der persönlichen oder garkollektiv-historischen Erfahrung...

Lukes: ...ja, der gegenseitigen Interpretation. Gleichzei-tig schwingt bei der Frage der Angemessenheit immerso etwas mit wie die Idee des unparteiischen Beobach-ters. Mir scheint, dass der unparteiische Beobachter –Adam Smith nannte ihn „den Mann in der Brust“ – denwir befragen, wenn wir moralische Urteile fällen, eineArt sozialpsychologische Version der kantianischenInstanz des „Gewissens“ ist. Nur dass diese Instanz ebenin wirklichen Menschen verkörpert ist, die auf andere inkonkreten Situationen Bezug nehmen. Wir fragen unser alter ego: Was ist, von einem uneigen-nützigen Standpunkt aus betrachtet, die rechte Art desEmpfindens? Dabei geht es nicht einfach nur darum,etwas moralisch als gut oder schlecht zu beurteilen, son-dern immer ganz konkret um bestimmte Empfindun-gen. Die Reduzierung allein auf die Idee desmoralischen Sollens, wie man sie in der kantianischen

Moralphilosophie ja auch heute noch findet, ist mir zueinspurig. Aus Kants Philosophie können wir wenig fürunser konkretes Handeln ableiten.

Grötker: Das war auch nicht sein Ziel.

Lukes: Aber dennoch stellt sich uns doch die Frage nachdem richtigen Handeln!

Grötker: Bedeutet das, dass sich Widersprüche immoralischen Urteil allein auf unterschiedliche Einschät-zungen dessen zurückführen lassen, was wir als dieangemessene Empfindung in einer spezifischen Situati-on erachten?

Lukes: Wenn man in die Geschichte schaut, aber auch,wenn man verschiedene Kulturen unserer heutigenWelt miteinander vergleicht, wird man bald bemerken,dass es eine Vielzahl von Moralsystemen gibt und dassauch die moralischen Ansichten in unserer eigenenGesellschaft sehr stark auseinander gehen. Oft hat dasetwas damit zu tun, dass ein anderer Ausschnitt aus demSpektrum der Empfindungen besonders betont wird:Schuld, Ehre oder Scham. Und sowohl als Individuenwie auch im Kollektiv verfolgen Menschen manchmalsehr unterschiedliche Werte. Den einen liegt ihre per-sönliche Autonomie mehr am Herzen, den anderen dieSolidarität innerhalb der Familie.

Grötker: Wir haben jetzt von unterschiedlichen morali-

schen Ansichten gesprochen. Wie kommt nun der mora-lische Fortschritt ins Bild?

Lukes: Vorab: es geht hier um die Entwicklung vonNormen, nicht um tatsächliches Verhalten. Die Sklave-rei zum Beispiel ist schon lange abgeschafft. Dennochgibt es faktisch heute vermutlich mehr Sklaverei als vorhundert Jahren. Der Unterschied besteht darin, dassman Sklaverei nicht mehr öffentlich gutheißen kann.Fortschritt heißt hier also, dass so etwas wie Sklaverei,Vergewaltigung oder die Benachteiligung von Frauenheute zumindest als illegitim anerkannt ist – auch wennFrauen weiterhin vielerorts benachteiligt, und, schlim-mer noch, grausam misshandelt werden, wie etwa beider Witwenverbrennung in Indien oder den brutalensexuellen Übergriffen, die im Kongo an der Tagesord-nung sind. Dies vorausgeschickt, möchte ich gern dreiErklärungen von moralischem Fortschritt unterschei-den.

Grötker: Nummer eins?

Lukes: Gemeinsam mit Philosophen wie Amartya Senoder Martha Nussbaum gehe ich davon aus, dass esBasisvoraussetzungen gibt, die notwendig für „mensch-liches Funktionieren“ sind. Man kann eine Liste vonBefähigungen aufstellen, die nötig sind, um ein men-schenwürdiges Leben zu führen. Auf einer solchen Listewürde man Dinge finden wie körperliche Unversehrt-heit, Wohnraum, Lesen und Schreiben können, bis hin

12

13

zu der Möglichkeit, sich in der Gesellschaft bzw. Öffent-lichkeit ohne Schamgefühl bewegen zu können. An demeinen oder anderen Punkt mag man sich über die Aus-gestaltung einer solchen Liste streiten. Aber im Prinzip,meine ich, kann man sich schon einigen. Fortschrittbesteht nun ganz einfach darin, diese Basisvoraussetzun-gen nach und nach immer mehr Menschen auch wirk-lich zugänglich zu machen. Oder darin, in einem erstenSchritt zumindest anzuerkennen, dass hier ganz reelleAnsprüche bestehen.

Grötker: Okay, und Nummer zwei?

Lukes: Ich glaube, dass es neben den Basisvoraussetzun-gen für ein menschenwürdiges Leben so etwas wie fun-damentale Gefühle gibt. Menschliches Leiden mitanzusehen beispielsweise versetzt uns in Stress. SchonBabys erleben das. Dieses Gefühl ist so universal wie derEkel vor Körperflüssigkeiten. Damit einher gehenmoralische Normen, welche Handlungen, die Schmerzund Leiden verursachen, verbieten. Solche Normenvariieren allerdings hinsichtlich des Kreises von Perso-nen, die darunter fallen, und der Arten von Schmerzund Leid, die in Betracht gezogen werden. Meine Ver-mutung ist dennoch, dass wir die historisch zu beobach-tende Abwendung von körperlicher Züchtigung und diezunehmende Sensibilität hinsichtlich der Grausamkei-ten, die Tieren zugefügt werden, dadurch erklären kön-nen, dass sich ein so starkes Gefühl wie Mitleid im Laufeder Zeit gegenüber anderen Faktoren durchsetzt. Dies

geschieht deshalb, weil unsere emotionale Fähigkeit,Mitgefühl zu empfinden, auf lange Sicht betrachtet diekulturelle Evolution von Normen, die auf dieses Gefühlbezogen sind, erleichtert. Das erklärt zum Beispiel auchdie weltweiten Forschritte, was die Abschaffung derTodesstrafe betrifft, erst in den europäischen Ländernund zunehmend auch wieder in den USA, die dieTodesstrafe in den 1970er Jahren schon einmal als ver-fassungswidrig erklärt hatten. Einzig China, wo jedesJahr mehrere tausend Menschen hingerichtet werden,passt nicht in diesen Trend.

Grötker: Was ist die dritte Erklärung für moralischenFortschritt?

Lukes: Es gibt, neben den fundamentalen Gefühlen,Werte, die einen gewissen Vorrang haben – zum Beispieldeshalb, weil sie eine Vorbedingung dafür sind, dassandere Werte realisiert werden können. Gesundheitwäre in diesem Sinn ein vorrangiger Wert. Damit ließesich vielleicht die beachtliche Erfolgsgeschichte vonNichtraucherschutz-Gesetzen in verschiedenen Län-dern erklären.

Grötker: In der Forschung werden verschiedene Grün-de genannt, warum das Rauchverbot am Arbeitsplatz, inRestaurants und Kneipen erst in den USA, dann aberauch in Europa akzeptiert wurde. Zunächst entsteht nie-mandem ein besonderer Aufwand, die neuen Regeln zubefolgen. In den meisten Restaurants zum Beispiel gibt

es Nichtraucherräume. Und dort, wo der Aufwand grö-ßer ist, wie zum Beispiel auf Langstreckenflügen, gab esfolglich auch Widerstand. Weiter spielt es eine Rolle,dass Verstöße gegen die Nichtraucherregelung relativschwer zu verbergen sind. Es gibt auch keine ausgepräg-ten Subkulturen, in deren Reihen Raucher Schutz fin-den könnten. Und schließlich hat auch dieGesetzgebung selbst zur Akzeptanz von Nichtraucher-schutzregeln beigetragen. Auch unter Rauchern, dashaben die Untersuchungen gezeigt, war die Zustim-mung zu Nichtraucherschutzregeln stärker, wenn diesegesetzlich angeordnet wurden oder wenn man bereitsErfahrungen damit hatte sammeln können. Dies allesspricht nun dafür, dass ganz andere Faktoren als funda-mentale Gefühle und vorrangige Werte den Wandel vonNormen auslösen...

Lukes: Meine Frage ist auch nicht so sehr die nach demAuslöser. Mich interessiert mehr, warum sich einbestimmter Wert durchgesetzt hat. Was sich ja auchbeim Nichtraucherschutz beobachten lässt, ist, dass es soetwas wie ein Bedürfnis nach Konsistenz, nach Folge-richtigkeit gibt: Wenn die Gefahren des Passivrauchenseinmal bekannt sind, wird sich das Verhalten früheroder später dementsprechend ändern – ganz einfach,weil es Rauchern langfristig unangenehm sein wird, ihreMitmenschen zu schädigen.

Grötker: Verhält es sich nicht ganz ähnlich mit demzunehmenden Bewusstsein dafür, dass an unserem Ver-

zehr von Tieren etwas nicht in Ordnung sein könnte?Vielleicht werden ja wirklich in zwanzig Jahren diemeisten Mahlzeiten, die wir einnehmen, vegetarischsein. Die Rahmenbedingungen jedenfalls würden stim-men: niemandem entsteht ein besonderer Aufwand; esexistiert keine ausgeprägte Minderheitenkultur; und wirsammeln zunehmend Erfahrungen in Sachen vegetari-scher Ernährung.

Lukes: Condorcet brachte Ende des 18. Jahrhunderts dieFrage auf, wie man es rechtfertigen könne, dass dieMenschenrechte der Hälfte der Menschheit – nämlichden Frauen – verwehrt blieben. Solcherart Fragen sindes, die für die Dynamik moralischen Fortschritts verant-wortlich sind, weil durch sie moralische Normen zuneh-mend universal werden. Unterschiede zwischen Mannund Frau, zwischen ethnischen Gruppen und vielleichtauch zwischen Menschen und Tieren werden aus mora-lischen Gründen zunehmend nicht mehr als Argumentakzeptiert, verschiedene Behandlungsweisen zu recht-fertigen. Deshalb: Ja, vielleicht wird uns der moralischeFortschritt wirklich in absehbarer Zeit zu Vegetariernmachen.

14

16

Anders als unsere alltäglichen Computer, die mit büro-kratischer Ruhe eins nach dem anderen erledigen, füh-ren Vektorrechner eine Berechnung an vielen Datenzugleich durch. Anstatt die Welt als allgemeine Warte-schlange zu betrachten, bei der man sich einfach hintenanstellen muss, um irgendwann dranzukommen, for-dern sie einen systematischen Blick darauf, was sich ähn-lich ist, sodass es gemeinsam in einem Schritt behandeltwerden kann. Daher entfalten Vektorrechner ihreGeschwindigkeitsvorteile nur, wenn viele Daten auf diegleiche Weise bearbeitet werden können. Diese Datenmüssen aber erst einmal vorhanden sein und dann imgleichen Moment zur Verarbeitung herangeschafft wer-den. Und hier fangen die Probleme an – Probleme, mitdenen sich Marie Farge vor drei Jahrzehnten beschäftig-te, als sie um 1980 in Paris die ersten Testprogramme fürdie legendäre „Cray 1“ schrieb.

Die „Cray 1“ war damals der schnellste Rechner derWelt: eine schlanke, achteckige Säule mit 100 Megaflops(Millionen Rechenoperationen pro Sekunde) und einer

umlaufenden Sitzbank, unter der sich ein Freon-Kühl-system verbarg, fünfeinhalb Tonnen schwer, knapp 200Kilowattstunden konsumierend, von einer einzelnenPerson entworfen und von unzähligen Frauenhändenverdrahtet. Frauen waren damals in der Informatik oftnoch für die Zulieferarbeit zuständig. Nicht so MarieFarge – noch heute gerät sie ins Schwärmen, wenn sievon dieser Zeit erzählt. Ohne eine Sekunde überlegen zumüssen, kann sie die Rechnerarchitektur aufzeichnen,die Register, Speicherbänke und Pipelines skizzieren; siekennt die Nanosekunden-Zyklen der verschiedenenSpeicherzugriffe und schreibt noch fließend „Assemb-ler“. Damals hat sie Matrizenmultiplikation optimiert,wofür Vektorrechner architektonisch hervorragendgeeignet sind. Dabei liegen die Widerstände nicht in derMathematik, sondern in der Konstruktion der Hard-ware. Wie befüllt man die schnellen 64 Vektorregistermit Daten aus den langsamen 8 Speicherbänken undverliert dabei möglichst wenig wertvolle Zeit durchSpeicherzugriffe? Marie Farges Lösung besitzt denCharme eines gelungenen „hacks“: durch eine gezielte

Vom Wirbel um die Turbulenz

Die französische Physikerin Marie Farge versucht dem Problem der Turbulenz mithilfe der Wavelet-Theorie zu Leibe zu rücken Fellow 2009/2010

von Claus Pias

17

Erweiterung der Matrix können die Spezifika der Hard-ware und die Eigenheiten des Compilers (der den Fort-ran-Code automatisch für Vektorrechner übersetzt)plötzlich so zusammenspielen, dass sich die Geschwin-digkeitsausfälle bei Schreib/Lese-Vorgängen drastischreduzieren. Für sie als Physikerin war die „Cray 1“ indiesem Moment weniger mathematisches Werkzeugdenn physikalisches Experiment.

Wenn die These gilt, dass verschiedene Sprachen undWerkzeuge an unserem Denken mitarbeiten, indem siedie Welt unterschiedlich aufteilen, dann fördert die Pro-grammierung von Vektorrechnern wahrscheinlich ein„Denken in Ähnlichkeiten“. Marie Farge lehrt undforscht an der École Normale Supérieure in Paris, undhört man ihr zu, so ist man überwältigt von der Assozia-tionsgeschwindigkeit, mit der sie sich zwischen Scienti-fic Computing, Physikgeschichte, Mathematik undPhänomenologie bewegt und dabei leichtfüßig vomkleinsten Detail zu grundlegenden Fragen hin undzurück wechseln kann. Möglicherweise ist dies auch dieFormel, durch die sich ihre Forschungen charakterisie-ren lassen: die Suche nach kohärenten Strukturen undihre nichtlineare Interaktion auf multiplen Skalen.

Marie Farge, die oft in Nagoya und Tokio gearbeitet hatund deren Wohn- und Arbeitszimmer am Wissen-schaftskolleg eine japanisch anmutende Klarheit undRuhe ausstrahlt, beschäftigt sich mit turbulenten Strö-mungen. Bekanntlich ist unsere Lebenswelt von solchen

Turbulenzen erfüllt: vom kräuselnden Rauch einerZigarette und den Milchwolken im morgendlichen Kaf-fee bis hinauf zu den Strömungen in der Atmosphäreund den Weltmeeren. Und eben weil wir alltäglich vonTurbulenzen umgeben sind, erscheint uns so evident,was doch unendlich kompliziert ist. Die Wahrnehmungsagt uns schlicht: Zigarettenrauch steigt zunächst geradenach oben, beginnt dann irgendwann Wirbel zu bildenund löst sich zuletzt auf – jedes Mal in anderen Formen,aber doch irgendwie immer ähnlich. Dies angemessenzu beschreiben, gehört jedoch zu den letzten großenungelösten Problemen der klassischen Physik. Es zähltauch – unter der Beschreibung „Analyse von Existenzund Regularität von Lösungen der dreidimensionaleninkompressiblen Navier-Stokes-Gleichungen“ – zu densieben Millenniums-Problemen der Mathematik, aufderen Lösung die „Clay-Foundation“ ein Preisgeld vonje 1 Million Dollar ausgesetzt hat.

Natürlich hat man gelernt, auf unterschiedliche Weisemit Turbulenz umzugehen. Einerseits kann man sichsolchen Phänomenen mit statistischen Ansätzen nähern,um die Mittelwerte vorherzusagen und um den Preisder Verallgemeinerung (etwa den Verzicht auf räumli-che Grenzen) Vorhersagen für Klassen von Fällen zumachen. Andererseits kann man gewisse Einzelfällepraktisch behandeln, weil es in der Technik (beispiels-weise der Industrie, dem Motoren- und Flugzeugbau)erforderlich ist, mit Turbulenzen operational umzuge-hen und befriedigende ad-hoc-Lösungen zu finden.

19

Aber eine Theorie der Turbulenz selbst ist noch nicht inSicht, und die Forschung befindet sich noch immer ineinem vorwissenschaftlichen Stadium. Zwar gibt es mitden Grundgleichungen der Strömungsdynamik (densogenannten Navier-Stokes-Gleichungen) so etwas wie„first principles“, jedoch keine bewiesenen Lösungen fürden allgemeinen dreidimensionalen Fall, aus denen manetwa das Verhalten eines einzelnen gegebenen turbulen-ten Systems vorhersagen könnte. Und mehr noch: Viel-leicht kann man sagen, dass seit den Anfängen dermodernen Turbulenzforschung Mitte des 19. Jahrhun-derts immer noch offen ist, was die richtigen Fragen undwas die entscheidenden Objekte sind.

In diesem Sinne versteht sich Marie Farge durchaus alsZeitgenossin von Hermann von Helmholtz, der 1858seine Sätze über das Verhalten von Wirbeln in reibungs-freien Flüssigkeiten aufstellte, oder von Osborne Rey-nolds, der 1883 eine Kennzahl zur Beurteilungreibungsbehafteter Strömungsvorgänge fand, die dasUmschlagen gleichmäßiger (laminarer) in chaotische(turbulente) Strömungen markiert. Marie Farges Fragensind ebenso fundamental und einer klassisch cartesiani-schen Erkenntnistheorie verpflichtet: Was sind diewesentlichen Bausteine von turbulenten Strömungen?Wie lassen sie sich extrahieren, welchen Gesetzen folgensie und wie sind sie miteinander verbunden? Schon seitder ersten internationalen Turbulenz-Tagung, die 1961von Hans Liepmann in Marseille initiiert wurde, vermu-tet man, dass es solche kohärenten Strukturen geben

könnte, in die sich turbulente Strömungen zerlegen las-sen. Hätte man sie gefunden, so ließe sich eine allgemei-ne Theorie aufstellen, um das deterministische Chaosvon Turbulenz vorauszusagen. Diese wäre für die Erfor-schung des Flügelschlags eines einzelnen Insekts bis zuden Zirkulationen des globalen Klimas von kaum abzu-schätzender Bedeutung.

Doch die bisherige Annahme, dass es sich bei diesen„Atomen“ der Turbulenz sehr wahrscheinlich um Wir-belstrukturen handelt, macht die Sache noch keineswegseinfacher. Denn wie, wo und warum bilden sich dieseWirbel? Wie identifiziert man einzelne Wirbel? Wieunterscheidet man, welche Wirbel für die Entwicklungdes Gesamtsystems bedeutsam sind und welche nicht?Und welchen Detailgrad muss man überhaupt beachten,wenn es doch eine grundlegende Eigenschaft von nichtli-nearen Prozessen ist, dass kleine Störungen überraschendgroße Auswirkungen haben können? Turbulenz spieltsich in verschiedensten Größenordnungen zugleich ab,aber eine vollständige Lösung der Bewegungsgleichun-gen (also eine „Direkte Numerische Simulation“ oderDNS) auf allen Skalen ist nur bedingt möglich. Mit wel-chen Mitteln trennt man aber dann das Hauptsächlichevom Nebensächlichen und die bedeutsamen Zusammen-hänge vom unbedeutenden Hintergrund? Und wie lässtsich das Skalierungsproblem lösen?

Es ist Marie Farges Überzeugung, dass sich unsere Vor-stellungen von Turbulenz mit den Medien verändern, in

20

denen wir sie untersuchen. Spätestens seit den AchzigerJahren ist es der Computer als Medium, der die Katego-rien von Theorie und Experiment um eine dritte – die derSimulation oder des „numerischen Experiments“ –ergänzt hat. Und es sind neue Verfahren der Datenanalyseentstanden, die ohne Digitalcomputer nicht denkbar sind.

Beides spielt in Marie Farges Arbeit eine zentrale Rolle:Die Theorie entsteht im Wechselspiel von numerischenExperimenten, in denen Turbulenzen und die Emergenzvon Wirbeln aus zufälligen Ausgangsbedingungen simu-liert werden, und rechnergestützter Datenanalyse. Mehrnoch kann man vielleicht sagen, dass die Verfahren derDatenanalyse hier selbst zu einer Form von Theorie wer-den. Die Technik nämlich, die Marie Farge benutzt, sindsogenannte „Wavelets“ – eine Erweiterung der Fourier-Analyse, die in den 1980er Jahren ursprünglich für die Fil-terung von Sonardaten in der Erdölindustrie entwickeltwurde und inzwischen kaum mehr aus der Signalverar-beitung wegzudenken ist. Am einfachsten kann man siewohl in ihrer Anwendung als Komprimierungsverfahrenfür Bild- und Audiodaten beschreiben. Als solche dienen„Wavelets“ dazu, Information von Redundanz zu trennenund geschickt zu codieren – von dem abzusondern, wasnur die Speicher verstopfen würde. Komprimierungsver-fahren sind daher nicht nur Werkzeuge der Optimierung,sondern zugleich auch Erkenntnisinstrumente, weil sieAussagen über Strukturen liefern.

Es ist diese strukturelle Analogie zwischen der Filte-rung von Information und der Filterung von Wirbeln,die „Wavelets“ mit der Suche nach den konstitutivenElementen einer turbulenten Strömung verbindet. Wiedestilliert man Wichtiges aus Unwichtigem? Mit„Wavelets“ scheint es möglich, genau das zu filtern undmathematisch zu fassen, was man in der Turbulenz zuerkennen hofft. Denn einerseits bilden sie ein effizien-tes Werkzeug zur Multiskalenanalyse und funktionie-ren zudem wie ein mathematisches Mikroskop mitbeliebig einstellbarer Brennweite. Und andererseitsbasiert die Kompression selbst auf der Ermittlungzusammenhängender Strukturen, sodass große „Wave-let“-Koeffizienten zusammenhängenden Komponen-ten, den Wirbeln, und kleine „Wavelet“-Koeffizientenunzusammenhängenden Komponenten, dem Hinter-grund, entsprechen. Aber es bedurfte Marie FargesAssoziationsfähigkeit, diese Zusammenhänge herzu-stellen. Vielleicht sind Wirbel und Turbulenz also nichtmehr das, was sie einmal waren, bevor es Computergab. Vielleicht gilt aber auch jener Ausspruch vonHeinrich Hertz, dem Pionier der Elektrizitätsfor-schung, den Marie Farge gerne zitiert: „Man kann sichdes Gefühls nicht erwehren, dass diese mathematischenFormeln eine eigene, unabhängige Existenz haben, undklüger sind selbst als ihre Entdecker, dass wir aus ihnenmehr gewinnen können, als ursprünglich in sie hinein-gesteckt wurde.“

22

Der amerikanische Bundesstaat Arizona besteht auseiner riesigen Wüste, die sich im Südwesten erstreckt,und dem Grand Canyon, der den Nordwesten durch-zieht – über die Hauptstadt Phoenix sagt man, dass dortSwimmingpools so häufig seien wie andernorts Gara-gen. Arizona ist damit wahrscheinlich der letzte Ort, andem man einen Biologen vermuten würde, einen öster-reichischen noch dazu. Arizona ist aber genau der Ort,an dem der in Salzburg geborene Manfred Laubichlerseit neun Jahren lehrt und forscht. Zuvor hatte er inWien sein Studium beendet, wurde an der Yale University

als Biologe promoviert und hängte an der Princeton Uni-versity ein Doktorratsstudium der Geschichte an. Wieum alles in der Welt aber verschlägt es einen Österrei-cher nach Arizona? Was lockt einen Biologen nachTempe, den Standort der Arizona State University?Manfred Laubichlers Geschichte muss von Österreichaus erzählt werden, dem Land, dem Bruce Chatwin inseinem Roman „Traumpfade“ ein kleines sprechendesKapitel widmet, das davon handelt, wie er, der englischeReiseschriftsteller, Konrad Lorenz in seinem Garten inAltenberg besucht. Chatwin macht sich keine Illusionen

Können Ameisen zählen..., rechnen..., kalkulieren...?

Der Biologe und Wissenschaftshistoriker Manfred Laubichler spürt den Mechanismen der Arbeitsteilung nach Fellow 2009/2010

von Julia Voss

23

über den „Vater der Ethologie“, der ihn mit rosiggebranntem Gesicht empfängt. Er weiß von dessen Ver-strickung in den Nationalsozialismus, er hat sein Buchüber „Das sogenannte Böse“ aus dem Jahr 1963 gelesen,aber er ist trotzdem fasziniert von dem alten Mann, derihm eine unvergessliche Darstellung von zwei kämpfen-den männlichen Stichlingen gibt. Lorenz, schreibt Chat-win, schlug „die Hände unter seinem Kinn zusammenund spreizte die Finger, um die Stacheln der Stichlingeanzudeuten. Er verfärbte sich rot an den Kiemen. Ererblasste. Er schwoll an und er schwoll ab, er machteeinen Satz nach vorn und floh.“ Zu seiner eigenen Über-raschung trifft Chatwin mit Lorenz nicht nur einen aus-gezeichneten Tierimitator, sondern, wie er schreibt,einen Menschen, der dem nahezu kindlichen Zwangunterliege, die Begeisterung über seine Entdeckungenmit anderen zu teilen. Man könnte das auch eine landes-typische Eigenart nennen: In Österreich interessierensich Biologen für die großen Fragen – von KonradLorenz über Rupert Riedl bis Irenäus Eibl-Eibesfeldt. Siebleiben so hartnäckig an diesen Fragen, „bis sie darübernarrisch werden“, wie Manfred Laubichler sagt. Er selbsthat bei Rupert Riedl studiert, dem Meeresbiologen, Ver-treter einer evolutionären Erkenntnistheorie und Mitbe-gründer des Konrad-Lorenz-Instituts für Evolutions-und Kognitionsforschung in Altenberg. Auch Laubichlerhat natürlich eine große Frage. Sie lautet: Wie entstehtArbeitsteilung? Und diese Frage umfasst alle Ebenen desLebendigen, den Mikrokosmos wie den Makrokosmos –vom Genom über die Zelle bis zum Insektenstaat.

Österreicher zu sein, hilft also vielleicht dabei zu verste-hen, dass es die großen Fragen sind, die das Fach derBiologie umtreiben und besonders spannend machen;dass es aber auch die großen Fragen sind, die leicht in dieIrre führen. Deswegen ist es von Vorteil, die Geschichtezu kennen. Im Jahr 2006 gab Laubichler zusammen mitdem Wissenschaftshistoriker Michael Hagner einenSammelband zu eben diesem Thema heraus: „DerHochsitz des Wissens. Das Allgemeine als wissenschaft-licher Wert“, über die Bedeutung des Allgemeinen inden Wissenschaften des 19. und 20. Jahrhunderts. Werglaubt, die Wissenschaften hätten sich im Zuge derModerne nur in spezialisierte Fachgebiete aufgesplittert,irrt. Gerade die Biologie hat sich mit Charles Darwin,dem Begründer der Evolutionstheorie, parallel zu ihrerInstitutionalisierung, Professionalisierung und Techni-sierung den großen Fragen zugewandt. In dem Maßaber, schreibt Manfred Laubichler in einem kürzlich fürdie „Encyclopedia of Life Sciences“ verfassten Artikel, indem biologisches Wissen das Selbstverständnis des Men-schen prägt, sei es „immer schon politisch“. An eineabgeschottete, an reiner Erkenntnis interessierte Wissen-schaft glaubt Laubichler nicht. Und mit noch einemMissverständnis räumt er auf: der Vorstellung, dass dieKenntnis der Geschichte für die Wissenschaft selbstüberflüssig sei. An naturwissenschaftlichen Fakultätenwird Wissenschaftsgeschichte häufig als ein mit abgeleg-ten oder unbrauchbar gewordenen Ideen vollgestopfterTrödelladen betrachtet. Wer an diesem Bild festhält,kann sich Laubichler als denjenigen vorstellen, der mit

25

schöner Regelmäßigkeit die Picassos auf dem Flohmarktfindet. Zusammen mit der WissenschaftshistorikerinJane Maienschein veröffentlichte er 2007 den Band„From embryology to Evo-Devo: a history of develop-mental evolution“, eine Geschichte der Entwicklungs-biologie von ihren Anfängen bis in die Gegenwart. SeinInteresse gilt vor allem dem deutschen Biologen Theo-dor Boveri, der im neunzehnten Jahrhundert an See-igeln zu Vererbung und Entwicklung forschte. WasBoveri an der zoologischen Forschungsstation in Neapelbeobachtete, ist, so Laubichler, heute nicht von wenigerInteresse als vor hundert Jahren. Und damit wären alledrei Stränge genannt, die den Österreicher über denOzean nach Amerika und schließlich in die Wüste vonArizona gezogen haben: Biologie, Geschichte und dieMöglichkeit, beides in der Forschung miteinander zuverbinden. Es war die Arizona State University, die ihmdie Ressourcen bereitstellte, welche es ihm erlaubten,sich nicht für eines von beiden entscheiden zu müssen.Mehr als hundertzwanzig Professoren beschäftigt dieSchool of Life Sciences der Universität; das Center for Soci-al Dynamics and Complexity das Laubichler leitet, zähltüber fünfundzwanzig Mitarbeiter, darunter Biologenebenso wie Anthropologen, Historiker, Philosophen,Informatiker oder Psychologen. Was Arbeitsteilung heißt, lässt sich am besten an einemBeispiel zeigen, das in Arizona intensiv erforscht wird:den Ameisen. Ein Kollege, mit dem Laubichler engzusammenarbeitet und auch publiziert, und der auchkurzzeitig sein Mitfellow am „Wissenschaftskolleg“

war, ist der seit 2004 an der School of Life Scienes unddem Center for Social Dynamics and Complexity lehrendeVerhaltensbiologe Bert Hölldobler. Dessen jüngstePublikation, das zusammen mit Edward Osborne Wil-son verfasste Werk „Der Superorganismus. Der Erfolgvon Ameisen, Bienen, Wespen und Termiten“, ist vorwenigen Monaten auf Deutsch erschienen. Über Jahr-zehnte hinweg hat der deutsche Zoologe das Verhaltenvon Ameisen studiert, eine gänzlich eusozial organisier-te Tierfamilie, in der also selbst die Fortpflanzungarbeitsteilig durchgeführt wird. Ein typischer Ameisen-staat besteht aus einer eierlegenden Königin, Heerscha-ren von unfruchtbaren Weibchen und für einen kurzenZeitraum auch einigen Männchen, die bald nach derBegattung sterben. Diese arbeitsteilige Organisation gibtden Forschern das große Rätsel auf, wie sie sich evolutio-när entwickelt haben mag: denn obwohl das Genom derTiere fast identisch ist, unterscheiden sich Ameisen einesStaates phänotypisch deutlich voneinander. Je nach Füt-terung werden die Individuen während des Wachstumsfür verschiedene Aufgaben herangezüchtet - etwa zuSoldaten mit bulligen Beißwerkzeugen. Wie viele Solda-ten ein Staat braucht, wird dabei offenbar kalkuliert. InNew Jersey beispielsweise, wo bisher keine Feueramei-sen leben, die andere Nester überfallen, bilden Staatenweniger Soldaten aus als in Florida, wo die Gefahr einesräuberischen Einbruchs tagtäglich droht. Mehr noch:Als im Zuge eines Experiments die Soldatentruppe einesNestes durch Entnahme entsprechender Ameisen mini-miert wurde, regulierte der Staat die Soldatenprodukti-

26

on nach oben, bis das vorherige Niveau wieder erreichtworden war. Ameisen können also zählen und Zahlenuntereinander auf chemischem Weg kommunizieren.Noch verzwickter allerdings, als den Code dieses Kom-munikationssystems zu dechiffrieren, ist die Frage, wiesich dieser herausgebildet hat. In einem anderen Experi-ment wurden zwei Ameisenköniginnen zusammenge-sperrt – mit dem erstaunlichen Ergebnis, dass sie sichkurz darauf arbeitsteilig organisierten. Die eine Königinlegte die Eier, die andere übernahm es, den Nachwuchszu füttern. Wie aber entstehen solche Dominanzhierar-chien? Gibt es evolutionär ausgebildete Strukturen vonSozialverhalten? Sind Individuen Agenten mit einemRegelsatz? Für Fragen dieser Art wurde in Arizona das Center forSocial Dynamics and Complexity eingerichtet. Den Ein-wand gegen ein derart umfassendes Forschungspro-gramm formuliert Laubichler selbst: Die Vorstellung,dass menschliches Verhalten auf ein reduktionistischesSchema heruntergebrochen werden könnte, kann zuRecht Unbehagen auslösen. Eben deswegen führt manin Arizona „Dynamics“ und „Complexity“ bereits imTitel des Instituts. Der Name ist Programm. Denn vonder neodarwinistischen Vorstellung, dass die Gene eineArt Blackbox sind, die Organismen determinieren, hatman sich längst verabschiedet. Wofür man sich in Arizo-na interessiert, sind Kommunikation und Feedback-loops, Austausch- und regulatorische Entwicklungs-systeme, die sowohl bei Wachstum und Differenzierungeines vielzelligen Organismus als auch im Lebenszyklus

eines Ameisenstaats oder in der Entwicklung von Insti-tutionen und Kulturen beobachtet werden können. Dasvereint Historiker wie Jane Maienschein und Zoologenwie Bert Hölldobler oder Manfred Laubichler, der aufbeiden Feldern tätig ist. Inmitten der unterschiedlich-sten Fachwissenschaftler kann man ihn sich als Koope-rationsgenie vorstellen. Die Zeit in Berlin bietet ihmideale Möglichkeiten, auch deswegen, weil er die Stadtund ihre reiche Wissenschaftslandschaft bereits durchseine regelmäßigen Forschungsaufenthalte am Max-Planck-Institut für Wissenschaftsgeschichte kennt. Die For-schung über die Evolution der Arbeitsteilung lässt sicham besten mit Kollegen vorantreiben. Arbeitsteilig ver-steht sich.

28

Dort, wo die Schafe friedlich weiden, wächst Jahr fürJahr auch ein bedeutendes geisteswissenschaftlichesWerk heran. Auf der Halbinsel Eiderstedt in Nordfries-land liegt der Rehmstackerdeich; hier steht nahe derNordsee das Haus, in das sich Horst Bredekamp füracht bis zehn Wochen im Jahr zum Schreiben zurück-zieht, auf halber Strecke zwischen Garding undOldenswort, den Geburtsorten von Theodor Mommsenund Ferdinand Tönnies. In Einsamkeit und Freiheitwird hier unweit des Wattenmeeres seit nunmehr drei-

ßig Jahren formuliert, was an Eingebungen und Ideensich angesammelt hat. Bredekamp ist hier für nieman-den zu erreichen, mit Ausnahme seiner Frau; täglich zueinem festgesetzten Zeitpunkt gibt es ein einziges Tele-fonat mit den studentischen Hilfskräften an seinemLehrstuhl, für Aufträge und zu erledigende Dinge. „ImSchreiben bin ich Autist“, erklärt Bredekamp, „es gibtdann um mich herum keine Gespräche und keine Elek-tronik.“ Es ist ein Gezeitenwechsel, dem sich derKunsthistoriker freiwillig unterwirft; in dieser stillge-

Der Deichdenker

Eine Begegnung mit dem Kunsthistoriker und Bildwissenschaftler Horst Bredekamp, der Wissenschaft zwischen rituellem Rückzug und institutionellem Volldampf betreibt Permanent Fellow

von Alexander Cammann

29

stellten Zone fernab vom Wissenschaftsbetrieb entstehtBuch um Buch.

Der Kunsthistoriker Horst Bredekamp ist eine rätsel-hafte Gestalt. Seine Produktivität raubt einem denAtem; die Anzahl seiner Ämter und Funktionen über-steigen das normale menschliche Maß; sein Terminka-lender diesseits der befristeten Nordseeeinsamkeit istdicht getaktet wie der eines Spitzenpolitikers oder Vor-standsvorsitzenden. Dennoch scheint die vibrierendeSpannkraft seines Intellekts kaum je zu ermüden. WennUmberto Eco einen Doppelgänger besitzt, wie eine schö-ne Fama besagt, so müßte dies ebenso für Bredekampzutreffen. „Ja, zuletzt war es eindeutig zuviel“, seufztder Kunsthistoriker, „es muss weniger werden“ – undder Zuhörer ahnt sogleich, dass dieser Satz von seinemGegenüber sicher nicht zum ersten Mal ausgesprochenwurde. Eine Rastlosigkeit ist ihm ebenso zum Habitusgeworden wie eine charmante nervöse Zerstreutheit, dieselbstredend nur eine Maske für ausdauernde Konzen-tration und Präsenz ist. Die Berlin-Brandenburgische Aka-demie der Wissenschaften und die Deutsche Akademie derNaturforscher, die „Leopoldina“ in Halle, profitieren vonihrem Ordentlichen Mitglied. Und das Wissenschaftskol-leg, an dem er bereits 1992/93 ein Fellowjahr verbrachte,hat ihn 2003 zum Permanent Fellow berufen. Seithernimmt er nicht nur an dessen wöchentlichen Kolloquienteil, sondern bestimmt auch massgeblich dessen wissen-schaftliche Richtung mit und nimmt Einfluss auf dieFellowberufungen der kommenden Jahre. „Das Mira-

kel“, so Bredekamp, „liegt darin, dass sich das Wissen-schaftskolleg nicht abnutzt; jeder Jahrgang hat eine eige-ne Physiognomie, und zu jedem Dienstagskolloquiumgehe ich noch immer mit einer gewissen festlichen Span-nung.“ Daneben steuert er diverse Großforschungspro-jekte an der Berliner Humboldt-Universität, an der er seit1993 lehrt; maßgeblich prägt er das dortige Hermann-von-Helmholtz-Zentrum für Kulturtechnik, wofür er1998 sogar den Ruf an die Bibliotheca Hertziana in Rom,immerhin ein Max-Planck-Institut, ausschlug. Er warMitglied der Kommissionen des Wissenschaftsrats zur„Zukunft der Geisteswissenschaften“ und zur „Zukunftder Medienwissenschaften“; er wirkt in zahllosen Beirä-ten von Stiftungen und Institutionen im In- und Aus-land mit. Dass zu einem solchen Dasein alsWissenschaftsorganisator ein ausgeprägter Wille zurGestaltung gehört, versteht sich. Jedoch klingt es ebensoglaubwürdig, wenn Bredekamp seine Arbeit in Groß-forschungsprojekten und Institutionen als innere Pflichtbezeichnet: „Ich bin ja privilegiert in meiner intellektu-ellen Arbeit – also habe ich die Verpflichtung, den Ein-richtungen, die mir diese Arbeit ermöglichen, etwaszurückzugeben.“ Zudem sei die Kollektivarbeit - nebendem schreiberischen Autismus – für ihn ebenfalls ein„Stück vom Glück“; die Anregungen durch andere,seien es Studenten, Mitarbeiter oder Gelehrte, wären fürsein Denken von immenser Bedeutung. Wie weit seineintellektuellen Neigungen reichen, davon kündet auchindirekt die von Schülerinnen und Schülern herausgege-bene voluminöse Festschrift zu seinem sechzigsten

31

Geburtstag, zu der auch viele Nicht-KunsthistorikerAufsätze beisteuerten. Und auf einigen Seiten findetman dort Fotografien, die den bis heute begeistertenFußballer Horst Bredekamp in Aktion zeigen. Vielleichtsein populärstes Buch schrieb er denn auch über dieBedeutung des „calcio“ im Florenz der Medici währendder Karnevalszeit: als Repräsentationsform der Machte-lite und Massenvergnügung.

Wer auf die Realitäten des heutigen Großforschungs-betriebs schaut, der muss es tatsächlich als ein kleinesWunder ansehen, dass Bredekamp im Laufe der Jahremitnichten zu einem sich in Routinen und Positions-kämpfen genügenden Interessenverwalter mutiert ist.Vielmehr ist er die seltene Verkörperung eines einfluß-reichen Geisteswissenschaftlers, dessen Neugier trotzinstitutioneller Macht ungebrochen ist; die Lust an derErkenntnis und der Gedankenverfertigung ist dem1947 in Kiel geborenen Sohn eines Kapitäns im Laufeseiner Karriere nicht abhanden gekommen. Erkennt-nisprozesse bieten auch für Bredekamp immer nochÜberraschungen: „Sie sind eben nicht durch den freienWillen zu planen“, lacht er. Auch ihm kann es passie-ren, wie er fasziniert erzählt, dass ihn, ermüdet aufdem abendlichen Heimweg vom Wissenschaftskolleg,vor einer roten Ampel urplötzlich ein Gedanke über-kommt, der zentrale bisherige Positionen seiner Theo-rie des Bildakts um 180 Grad dreht. So geschehen imOktober 2009, und bald nachlesbar in eben jener„Theorie des Bildakts“, der Ausarbeitung seiner

Frankfurter Adorno-Vorlesungen von 2007, die imHerbst erscheint.

„Meine Ideen laufen vor den Fakten her, und es istimmer eine besondere Anstrengung nötig, damit amEnde die Fakten die Ideen einholen.“ Entsprechendlange kann die Detailarbeit dauern, erklärt Bredekamp;fünf Jahre brauchte er für seine Studie „Die Fenster derMonade“ über die visuellen Überlegungen des Philoso-phen Gottfried Wilhelm Leibniz als Voraussetzung fürdessen Denken (2003); acht Jahre dachte er über ThomasHobbes „Leviathan“ und dessen Bild vom Staat nach(1999). Und fast zwanzig Jahre nach seinen ersten Über-legungen veröffentlichte er 2007 seine große Studie überden Astronomen Galileo Galilei, dessen Entdeckungenam Himmel ohne seine künstlerischen Fähigkeitennicht möglich gewesen wären. Es war ein triumphalerAbschluss dieser Trilogie über die künstlerisch-visuellenVoraussetzungen natur – und geisteswissenschaftlichenDenkens – und wir finden hier Bredekamp in nuce: einForscher mit Interessen, die weit über das engere, tradi-tionelle Geschäft der Kunstgeschichte hinausgreifen undsich demzufolge im engsten Austausch mit anderenWissenschaften weiterentwickeln. Ein imperialer Gestusist Bredekamps suggestivem Denkstil dabei zweifelloszueigen. Wer seine Vorträge hört, wird sich, auch wennes ihm manchmal widerstreben mag, dem dynamischenSog, der von diesem freundlich-besessenen Redner dortvorne ausgeht, kaum entziehen können. Seine drahtigeGestalt erscheint auf seltene Weise zart und zäh

32

zugleich – diese Mischung gehört ebenfalls zum Faszi-nosum Bredekamp, wie jeder an dessen Forschungenzu Herrscher- und Künstlerrepräsentationen derRenaissance geschulte Betrachter unschwer erkennt.Dieser Überwältigungsästhetiker wirkt durch seineKunstfertigkeit. Ein bißchen Magie und Charismagehören stets zur Rolle. Insofern gilt in einem doppel-tem Sinne: Bei Bredekamp ist Aura am Werk.

Die herkömmlichen Fragen und Themen der Kunstge-schichte, die um die großen Werke und Künstler, alsodie „Hochkunst“, kreisen, haben sich nach seiner Über-zeugung als zu eng erwiesen. Auch deshalb provozierteBredekamp vor Jahren einen Kunsthistorikertag mit sei-ner Forderung nach einem „Aufstand“. Forciert hat erhingegen gemeinsam mit anderen über die Jahre hin dieGrenzüberschreitung seines Faches betrieben, hin zueiner historischen Bildwissenschaft, die alle Bereiche desVisuellen als zentrale Phänomene des menschlichenDaseins in den Blick nimmt - darin besteht das eigentli-che „Bredekamp-Projekt“. Der Bildwissenschaftlerwird in seiner „Theorie des Bildakts“ in einer theoreti-schen Bündelung die handlungsstiftende Kraft von Bil-dern begründen, die aus deren grundsätzlicherAmbiguität resultiert: einerseits leblose Materie zu sein,andererseits von äußerst lebhafter Wirkung auf Men-schen. Die Bildwissenschaft nicht nur als Leitwissen-schaft unserer bilderzentrierten Zeit, sondern gar alsDIE allgemeine Theorie unserer Gegenwart? „Michinteressiert, wie Denken funktioniert“, erklärt Brede-

kamp seine Motivation und ergänzt sogleich seine Ant-wort: „Wir denken durch Formen.“ Vielleicht kann manin solchen Vorstellungen Spurenelemente eines Materia-lismus bei jemandem entdecken, der einst marxistischanfing: seine Dissertation, 1975 unter dem Titel „Kunstals Medium sozialer Konflikte. Bilderkämpfe von derSpätantike bis zur Hussitenrevolution“ erschienen, kün-det davon. „Ich habe Marx nie verloren“, bekennt Brede-kamp, er greife immer noch zu ihm - hinzugekommenseien mit der Zeit allerdings viele andere Denker, vorallem auch Walter Benjamin und Carl Schmitt, derenbipolarer Brüderschaft er eine vielbeachtete Studiegewidmet hat. Zum intellektuellen Rückgrat seinesArgumentierens ist Aby Warburg geworden, mit demihn nicht zuletzt der Kampf gegen „grenzpolizeilicheBefangenheit“ und der „aufrichtige Ekel vor der ästheti-sierenden Kunstgeschichte“ (Warburg) verbindet. Einweiteres Leitgestirn in Bredekamps Kosmos ist zweifel-los Erwin Panofsky, der nicht zufällig ebenfalls inengem Austausch mit Forschern anderer Disziplinenstand und einen bemerkenswerten Aufsatz über Galileials Künstler verfasste.

Eine ungewöhnlich kreative Generation deutscherKunsthistoriker hat das Fach maßgeblich in den letztenJahrzehnten geprägt – darin anderen Geisteswissen-schaften übrigens gar nicht unähnlich. Neben Brede-kamp kann man Hans Belting, Gottfried Boehm,Werner Busch und viele andere, vor allem Bredekampsakademischen Lehrer, den zehn Jahre älteren Martin

33

Warnke, nennen. Ist diese mächtige Phalanx auch eineenorme Belastung für die Nachwachsenden? So rechtwill Bredekamp das nicht gelten lassen: „Es kommenausgezeichnete Leute nach, der momentan in Harvardlehrende Frank Fehrenbach oder auch Ulrich Pfistererin München wären zwei aus einer ganzen Reihe ande-rer.“ Seine Generation habe allerdings profitiert voneiner vergleichsweise frühen Modernisierungsbewegungim Fach, die in den sechziger Jahren einsetzte und 1968in der Gründung des „Ulmer Vereins“ kulminierte, derdie traditionelle Kunstgeschichte kritisch mit gesell-schaftstheoretischen Fragestellungen konfrontierenwollte und das bis heute tut. „Es ging damals eigentlichum die Negation einer Negation: 1933 wurden durchdie Vertreibung vorzüglicher Wissenschaftler ins Exildie Geisteswissenschaften in Deutschland geköpft.Methodologische Debatten in der Kunstgeschichte, bisdahin eine Leitwissenschaft, brachen ab; bis in die sech-ziger Jahre fanden sie im Grunde nicht mehr statt.“Seine Generation, so ließe sich hinzufügen, hat das dannglänzend nachgeholt.

Ausgezeichnet mit dem Sigmund-Freud-Preis für wis-senschaftliche Prosa der Deutschen Akademie für Spracheund Dichtung (2001), mit dem Hamburger Aby M. War-burg-Preis (2005), mit dem Marburger Richard-Hamann-Preis für Kunstgeschichte (2009), als globalplayer der deutschen Kunstgeschichte überall zu Gast,unter anderem in Princeton und am Getty Center in Kali-fornien: Was will man da eigentlich noch erreichen? Er

lächelt und antwortet mit einem ewigen Projekt, das ermit sich herumschleppe und das irgendwann noch ansLicht der Öffentlichkeit müsse: die nordspanischeSkulptur der Romanik. Tatsächlich können begeisterteStudenten von gemeinsamen Exkursionen entlang desJakobswegs nach Santiago de Compostela berichten. Einanderer Bredekamp-Traum, an dessen Umsetzung erkraftvoll arbeitet, zielt ins Herz der Hauptstadt: dasHumboldt-Forum vis a vis der Berliner Museumsinsel.Hinein in das – wie auch immer dann gestaltete –Schloßgebäude sollen nach seiner Idee die wissenschafts-historisch so bedeutsamen Sammlungen der Humboldt-Universität, um deren Wiederentdeckung sichBredekamp in den vergangenen Jahren bemüht hat,unter anderem in einer vielbewunderten Ausstellung imMartin-Gropius-Bau. Die Kunstkammer der Renais-sance, jene Keimzelle des modernen Museums, die erintensiv erforscht hat, würde im Schloß eine reale Wie-derauferstehung feiern können: Artefakte aus Kunst,Technik und Wissenschaft, vereint im anregenden Mit-einander – das wäre für ihn eine „verwirklichte Utopie“.Ohnehin seien die zwei Jahre am Museum, die er nachdem Studium als Volontär am Liebieghaus in Frankfurtam Main verbrachte, vielleicht seine glücklichste Zeitgewesen.

Ansonsten wäre da „etwas fürs Alter“, Bredekamp mur-melt es in zurückhaltender Beiläufigkeit: vielleicht nochdas große Michelangelo-Buch… Man braucht ihm nichtzu sagen, wie viele dieses Werk von ihm begierig erwar-

34

ten; vor 150 Jahren hatte Herman Grimm, einer seinerVorgänger auf dem Berliner Lehrstuhl, ein zweibändi-ges Riesenwerk über den Künstler vorgelegt. Vorerstbegnügen wir uns mit Bredekamps 2009 publiziertenMichelangelo-Essays, in denen er auch auf die unvollen-deten Werke und die Zeitknappheit dieses vielgefragtenKünstlers eingeht, als Produkt und Voraussetzung sei-nes Schaffens: Die zeitliche Bedrängung war auch einProblem des 16. Jahrhunderts; sie zeigt jedoch ebenso,„dass Zwänge dieser Art zu Auswegen führen konnten,die der Epoche eine Signatur zu geben vermochten.“Wer wollte das nicht als Blick in die geplagte undzugleich selbstbewusst hoffende Seele des Autors lesen?Dass wir vom dynamischen Denker Horst Bredekampnoch einige intellektuelle Signaturen unserer Epocheerwarten dürfen – geschrieben natürlich auf dem Deichan der Nordsee –, das jedenfalls scheint gewiss.

36

Jürgen Kaube: Herr Pias, vor kurzem sind, fast am sel-ben Tag, zwei neue Zeitschriften für Medienwissen-schaft herausgekommen. Abgesehen davon, dass manmanchmal den Eindruck hat, es wäre für junge Diszipli-nen bisweilen besser, nicht allzu schnell zu wachsen unddie guten Beiträge nicht auf zu viele Publikationsflächenzu verteilen – was ist das eigentlich, die Medienwissen-schaft? Die triviale Antwort wäre ja: Forschung überTechniken der Kommunikation. Doch da stößt mandann auf das Problem, dass es solche Forschungen ja seitjeher auch schon unter anderen Etiketten gibt. DieFächer heißen dann Kunstgeschichte, Soziologie,Archäologie, Politik-, Literatur- oder Filmwissenschaft.Inzwischen gibt es sogar eine Buchwissenschaft. Wieverhält sich zu all dem die Medienwissenschaft?

Claus Pias: Wissenschaftshistorisch betrachtet, hatte esdas Interesse an Techniken und materiellen Technolo-gien der Kommunikation innerhalb der genanntenFächer ja nicht immer leicht. Nehmen wir die Literatur-wissenschaft. Dass z. B. Romane in Buch- oder mitunter

in Zeitungsform publiziert werden, also Druck voraus-setzen, daraus wurde lange Zeit gar keine Erkenntnisgezogen. Man hielt sich an den „geistigen“ Inhalt, dieHerstellungs- und Verbreitungstechniken sowie diemöglichen mentalitätsgeschichtlichen Konsequenzenfür ein „typografisches Zeitalter“ wurden als Nebensa-che behandelt. Als Friedrich Kittler sich in den Achtzi-ger-Jahren in der Germanistik mit einer Arbeit überAufschreibesysteme habilitieren wollte, die heute alsKlassiker behandelt wird, schien das so undenkbar, dassdreizehn Gutachten nötig wurden. In der Kunstge-schichte war die Situation ein wenig besser, hier gibt esschon länger Beachtung für die technischen oder diemedialen Voraussetzungen der Werke. Aber auch fürdie Philosophie gilt, dass Begriffe wie „Technik“ und„Kommunikation“ im Vergleich mit „Praxis“ oder„Bewusstsein“ erst sehr spät ausdrücklich zum Gegen-stand des Nachdenkens wurden.

Kaube: Hinzukommt, wie mir scheint, eine lange Zeitherrschende merkwürdige Minderschätzung inklusiver

„Was mit Medien...“

Ist Medienreflexion institutionalisierbar? - Claus Pias fragt sich, was aus der Medienwissenschaft werden soll Fellow 2009/2010

Interview: Jürgen Kaube

37

Kulturtechniken. Das Technische und Mediale erscheintlange als subaltern. Pierre Bourdieu schreibt noch in denSiebzigerjahren ein Buch über die Fotografie mit demUntertitel „Eine illegitime Kunst“. Und warum war dieFotografie illegitim? Weil sie technischer und zugleichmassenmedialer ist als die Malerei. Als die erstenDeutschlehrer im Gymnasium derselben Jahre mitFernsehanalysen begannen, galt das manchen – unteranderem oftmals diesen Lehrern selber - als Abschiedvom Abendland. Die mediale Seite von etwas zu unter-suchen, schien auf den Abschied vom Kanon und vomBildungswert hinauszulaufen.

Pias: Völlig richtig, und natürlich darf man die politi-sche Dimension der Beschäftigung mit akademisch min-derreputierten Gegenständen wie Pornos, Comics,Italowestern und Fernsehserien im Gefolge von 1968nicht unterschätzen. Hinzu kommen medientechnischeEntwicklungen, die ebenfalls für die Entstehung vonMedienwissenschaft eine Rolle spielten. Ohne denVideorekorder und die dadurch geschaffene Möglich-keit des Zitierens hätte man einfach keine Filmwissen-schaft in einem Seminarraum betreiben können. Einezusätzliche Schwierigkeit liegt darin, dass „Medium“jenseits von Einzelmedien wie Film, Fernsehen oderFotografie ein funktionaler Begriff ist. Die Frage ist also:Welche mediale Funktion erfüllt etwas in einembestimmten Kontext? Was kann alles zum Mediumwerden? Und welche Reichweite hat so ein Konzept wie„mediale Funktion“? Eine solche Funktionsbestim-

mung des Medialen – sei es nun in Kunst, Literatur,Musik, Physik, Biologie oder Recht - setzt aber ziemlichviel Kenntnis dieses jeweiligen Kontexts voraus. Oderumgekehrt formuliert: Die Medienwissenschaft mussstets achtgeben, nicht in Oberflächenbeobachtungenhängen zu bleiben. Und es ist für Geisteswissenschaftleroft natürlich auch ein gewisser Aufwand damit verbun-den, sich die technischen Kenntnisse über Optik undAkustik, das Radio, den Computer oder ein Laborgerätanzueignen.

Kaube: Damit hätten wir jetzt schon eine ganze Listevon Gründen für die Unwahrscheinlichkeit der Medien-wissenschaft. Trotzdem schießt das Fach seit etwa zwan-zig Jahren in die Breite und mitunter auch in die Höhe.Inzwischen gibt es eigene medienwissenschaftliche Stu-dien an fast fünfzig deutschen Universitäten. Man zähltweit mehr als hundert Studiengänge. Wie kommt das?

Pias: Ein Grund dafür ist sicher die Bedeutung, die denMedien – auch von den Medien selber - zugeschriebenwird. Das Wachstum des Faches erfolgte parallel zudem, was man als die Ausbreitung der sogenannten„neuen Medien“ bezeichnet. Daraus schloss man oftfälschlicherweise, dass ein medienwissenschaftlichesStudium eine berufsqualifizierende Maßnahme sei. (InWahrheit scheint es mir eher ein Renovierungsunter-nehmen der Geisteswissenschaften zu sein.) Ein zweiterPunkt ist, dass Medienumbrüche wie die Digitalisierungimmer zum Rückblick auf die gerade vergehende

40

Medienepoche verleiten. Und zuletzt leben wir offen-sichtlich in einer Gesellschaft, die sich selbst seit Jahr-zehnten Geschichten von der Macht der Medien und derWirklichkeit als Medienkonstrukt erzählt. Man sprichtvon „vierter Gewalt“, wenn man die Zeitungen und dasFernsehen meint. Findet irgendwo ein Amoklauf statt,werden Ego-Shooter-Spiele oder das Internet verant-wortlich gemacht. Ganze Generationen werden nachden Medien eingeteilt und charakterisiert, die in ihrerJugendzeit auf den Markt kamen. Die Medienwissen-schaft erscheint insofern als die Schlüsseldisziplin fürZeitdiagnosen.

Kaube: Über die Zeitdiagnostik schweigen wir lieber.Sie ist ja am Ende nicht viel mehr als die Textgattung,durch die Wissenschaftler sich Präsenz in den Mediensichern – und die Medien, den Göttern sei’s geklagt, fal-len immer wieder darauf rein. Was die Träume der Stu-denten angeht, durch Medienwissenschaft in die Medienhineinzukommen: Wäre es nicht viel naheliegender, die-sen Wunsch durch ein Studium zu befördern, das sichanstatt mit „Medien“ mit etwas ganz Bestimmtem, bei-spielsweise dem Film oder dem Fernsehen befasst?Worin läge denn der außerwissenschaftliche, berufs-praktische Sinn einer Beschäftigung mit „Aufschreibe-systemen“ oder mit der Geschichte der Kybernetik?

Pias: Ein Bachelor in Medienwissenschaften, wo sechsSemester lang Seminare über McLuhan, Kittler, dieGeschichte des indischen Kinos, die Soziologie des Hip-

Hop und die Medienpsychologie belegt werden, istbestimmt interessant – aber führt gewiss nicht zu gestei-gerter Verwendungsfähigkeit im Fernsehen oder inInternet-Redaktionen. Da wäre es vermutlich besser, dieLeute würden Geographie, Geschichte, Musikwissen-schaft oder Soziologie studieren und dann versuchen,mit ihrer soliden Kenntnis irgendeines Faches den Wegin einen Medienberuf zu finden.

Kaube: Bliebe die Medienwissenschaft als wissenschaft-liche Disziplin. Kommen wir zur Ausgangsfragezurück. Niemand bestreitet heute mehr den Sinn derFrage nach den medialen Aspekten von Literatur,Architektur, Erkenntnistheorie oder Erziehung. Aberbraucht man zum Studium solcher Aspekte eine eigeneDisziplin?

Pias: Vielleicht kann man es so formulieren: Weil derBegriff „Medien“ viel weniger bestimmte Sachen meint,als eine Art, über Sachen zu reden, also ein erkenntnis-theoretisches Problem, das in ganz verschiedenen Diszi-plinen – von der Ästhetik über die Medizin bis zurInformatik – auftaucht, gehört die Medienperspektive indiese Disziplinen hinein und sollte nicht aus ihnen her-ausgelöst werden. Paradoxerweise muss man die Diszi-plinen erhalten, um sie zu verändern. Das ist im Grundeso wie bei den „Gender Studies“. Deren Perspektivefunktioniert ja auch am besten innerhalb bereits existie-render Disziplinen. Als eigenes Fach bringt sich derFeminismus gerade um die Pointe, in den Fachdiskur-

41

sen auf seinem Argument zu bestehen. „Medien“ – dasist im selben Sinne eine Fragestellung und kein Fach.Diese Fragestellung sollte nicht nur aus den Fächernheraus verfolgt werden, sie kann auch nur aus denFächern heraus gestellt werden, denn sie setzt ziemlichviel Kenntnis voraus, die man in einem Gemischtwaren-studium „Medien“ nur schwerlich erlangt. Dennochhalte ich die Medienfrage für so zentral und produktiv,dass über neue und angemessene Institutionsformennachzudenken unerlässlich ist.

Kaube: Das ist ein in der Disziplinengeschichte immerwiederkehrendes Problem. Wie schafft man es beispiels-weise als Rechts- oder Literatursoziologe, das Niveauder rechts- oder literaturwissenschaftlichen Erkenntnisnicht zu unterbieten? Nun, die Soziologie wurde einFach. Die Medienwissenschaft wird gerade auch eines,anders als Kybernetik oder Semiotik oder Strukturalis-mus, was ja analoge „Fragestellungen“ waren, aus denenaber zumeist kein Fach wurde, sondern eine Perspektivein den Fächern.

Pias: Die Medienwissenschaften sind demgegenübervom Erfolg ihrer vordiziplinären Erkenntnisperspektiveüberrollt worden. Die Frage nach einer Epistemologieder Medien hat auf allen denkbaren Gebieten überausfruchtbare Erkenntnisgewinne erbracht. In kurzer Zeitentstanden Klassiker. In kurzer Zeit gestanden die meis-ten Fächer ein, dass an dieser Perspektive etwas undsogar ziemlich viel dran sei. Aber dieser Erfolg, das hat

man vergessen, wurde eben gerade nicht im Rahmeneiner institutionalisierten Disziplin erzielt. Es warenNomaden in den Fächern, die eine ganz besondereKenntnis dieser Fächer nachweisen mussten, um ihreMedienfragestellung überhaupt vorbringen zu können.Und dank dieser Fragestellung kamen sie mit Nomadenaus anderen Fächern zusammen. Es waren nicht Dilet-tanten, die „medienwissenschaftlich“ beispielsweise überbildgebende Verfahren in der Medizin redeten, ohne dasgeringste Wissen von Medizin und medizinischer Infor-matik zu haben und deren Mitteilungen deshalb auchnie irgendeinen Mediziner erreichen werden.

Kaube: Neulich wurde eine Tagung angekündigt, die„Medien der Auferstehung“ hieß. Könnte es sein, dass esdiese Bewirtschaftung der Medienfrage ist, die Sie irri-tiert?

Pias: Ja, ich fürchte, wenn die Medienperspektive nurnoch bedeutet, dass man zu allem etwas sagen und einenVortrag „made in media science“ halten kann, dann ver-schenken wir, was schon geleistet wurde.

42

Die Regeln des Spiels sind einfach, doch sein Ablauf kannbisweilen so komplex werden, dass selbst Supercomputermit der Analyse hoffnungslos überfordert sind. Das Spielist die Quantenmechanik und die Spielsteine sind vielemikroskopisch kleine Teilchen, die nach den Gesetzen derQuantenmechanik wechselwirken. Das können die Atomein einem Tisch oder die Elektronen in einem supraleiten-den Kristall sein.Obwohl die Quantenmechanik zur Beschreibung von ato-maren und molekularen Vorgängen entwickelt wordenwar, hat sie sich als universell gültige physikalische Theorie

erwiesen. Sie gilt im Bereich der Nanotechnologie ebensowie in der Welt der makroskopischen Objekte, auch wennhier ihre bisweilen bizarren Konsequenzen meist verbor-gen bleiben.In den letzten Jahren hat sich ein pragmatischer Zugangzur Quantenmechanik entwickelt, der sie mit der Informa-tionstheorie in Beziehung setzt. Dabei geht es zum einendarum, die Eigenschaften von Quantensystemen, die ausvielen Teilchen bestehen, möglichst effizient zu berechnen.Zum anderen will man die Möglichkeiten der Quantenme-chanik in neuartigen „Quantencomputern“ nutzen.

Die drei von der Quantenphysik

Jens Eisert, Tobias Osborne und Ulrich Schollwöck sind den Geheimnissen komplexer Quantensysteme auf der Spur Fellow 2009/2010

von Rainer Scharf

43

Dabei hat es manche Überraschung gegeben. Einigequantenmechanische Vielteilchensysteme ließen sichsehr gut mit Elektronenrechnern analysieren, obwohlderen Arbeitsweise auf den Gesetzen der klassischenPhysik beruht. Andere hingegen, die auf den erstenBlick kaum komplexer sind, könnte man nur miteinem Quantencomputer in den Griff bekommen, derdas quantenmechanische Spiel perfekt nachspielenwürde.Jens Eisert, Tobias Osborne und Ulrich Schollwöckarbeiten am Schnittpunkt dieser zukunftsträchtigenEntwicklungen in der Quantenphysik. „Wir interessie-ren uns für verschiedene Aspekte der Quanteninforma-tionstheorie und des Quantencomputings ebenso wiefür die Beschreibung komplexer Quantensyteme“,erklärt Jens Eisert, dessen übersprudelnde Begeiste-rung für sein Arbeitsgebiet sofort ansteckend wirkt. Erhat in Deutschland und in den USA studiert, war amImperial College in London Lecturer und hat jetzt einePhysikprofessur an der Universität Potsdam inne.Die drei Forscher behandeln komplexe Quantensyste-me als informationsverarbeitende Aggregate unduntersuchen sie mit den Mitteln der Computerwissen-schaft. Andererseits führen sie abstrakte Konzepte, diefür den Quantencomputer entwickelt wurden, aufkonkrete physikalische Probleme zurück, wie sie z. B.bei der Erforschung von supraleitenden Substanzenauftreten. Eine zentrale Rolle spielt in beiden Fällender Begriff der Information, die es in klassischer undquantenmechanischer Form gibt.

Grundbaustein der klassischen Information ist das Bit,das den Wert „0“ oder „1“ hat. Größere Informations-mengen werden durch Bit-Strings dargestellt, Folgenvon Nullen und Einsen wie „0110101…“. Herkömmli-che Computer speichern und verarbeiten solche Bit-Strings. „Bei einer Berechnung wird eine Folge vonNullen und Einsen nach bestimmten Regeln in eineandere Folge umgewandelt“, erläutert Tobias Osbornemit leiser Stimme. Mit seiner bedächtigen Art gelingt esihm, sehr abstrakte Zusammenhänge an konkreten Bei-spielen verständlich zu machen. Der gebürtige Austra-lier ist nach dem Studium an der University of Queenslandin Brisbane nach Großbritannien gegangen, war Post-doktorand an der Bristol University und ist nun Lectureran der Royal Holloway University of London.Für die Quanteninformation ist das Quantenbit oderQubit der Grundbaustein, mit den Basiszuständen (0)oder (1). „Die Quantenmechanik sagt uns, dass ein Qubitnoch viel mehr Zustände annehmen kann“, betontOsborne. „Das Qubit kann in einer quantenmechani-schen Überlagerung der beiden Basiszustände sein, etwa(0)+(1) oder (0)–(1).“ Dann liegen die Zustände (0) und(1) gleichzeitig vor. In ähnlicher Weise ist SchrödingersKatze im Zustand „(tot)+(lebend)“ zugleich tot undlebendig.Ein Qubit lässt sich z. B. auf einem Elektron speichern,das sich wie ein winziger magnetischer Kreisel verhält.In einem Magnetfeld kann sein Drehimpuls, der Spin, inFeldrichtung (Zustand (0)) oder ihr entgegen (Zustand(1)) zeigen. Darüber hinaus hat der Spin noch viele ande-

45

re Orientierungsmöglichkeiten, die unterschiedlichgewichteten Überlagerungen von (0) und (1) entspre-chen. Während alle Formen von klassischer Informationgleichwertig sind und ineinander umgewandelt werdenkönnen, ist die Quanteninformation davon grundlegendverschieden. Nur in bestimmten Fällen lassen sich klas-sische Information und Quanteninformation ineinanderumwandeln. So überträgt man ein klassisches Bit mitdem Wert „0“ oder „1“ auf ein Qubit, indem man diesesin den Zustand (0) bzw. (1) bringt. Den Zustand desQubits kann man in diesem Fall durch eine Messung,etwa der Spinrichtung des Elektrons, ermitteln unddadurch das Bit zurückgewinnen.Befindet sich das Qubit jedoch in einer unbekanntenÜberlagerung aus (0) und (1), so lässt sich sein Zustandnicht durch Messung herausfinden. Die Messung ergibtnur ein zufälliges Resultat, entweder (0) oder (1). Da derunbekannte Überlagerungszustand durch die Messungzerstört wird, geht Quanteninformation bei derUmwandlung in klassische Information unwiederbring-lich verloren. „Deshalb ist Quanteninformation etwasMächtigeres und Leistungsfähigeres als klassische Infor-mation“, betont Jens Eisert.Der Quantencomputer soll die Möglichkeiten nutzen,die die Quantenmechanik für die Informationsverarbei-tung eröffnet. Tobias Osborne: „Wie herkömmlicheRechner, so speichert der Quantencomputer die Infor-mation mit Hilfe von Teilchen. Um aber die Berechnun-gen durchzuführen, lässt er die Teilchen in einer Weise

wechselwirken, die auf der Quantenmechanik beruht.“Dabei verarbeitet er das komplizierte Muster der Qubits,die sich auf den Teilchen befinden, zu neuen Mustern.Weltweit gibt es inzwischen mehrere Prototypen desQuantencomputers. Zur Speicherung der Qubits benut-zen sie z. B. isoliert gehaltene Atome oder die Spins vonElektronen.Noch gibt es keinen leistungsfähigen Quantencomputer,der Hunderte von Qubits verarbeiten kann. DochUntersuchungen haben gezeigt, dass solch ein Gerät mitdem richtigen „Quantenalgorithmus“ manche Aufgabewesentlich schneller erledigen könnte als ein Elektro-nenrechner mit einem herkömmlichen Computerpro-gramm. Dazu gehört die Zerlegung vielstelliger ganzerZahlen in Faktoren, wie man sie für spezielle Verschlüs-selungsverfahren benötigt. Manche dieser Aufgabenwerden überhaupt erst mit einem Quantencomputer lös-bar.Neben den Überlagerungszuständen hält die Quanten-physik noch eine weitere Seltsamkeit bereit, die sich fürdie Informationsverarbeitung nutzen lässt: die „Ver-schränkung“. Während man einen einzelnen Elektro-nenspin in den Überlagerungszustand (0)+(1) bringenkann, können zwei Spins im verschränkten Zustand(0,0)+(1,1) sein. Das entspricht dem makabren Zustand(lebend,lebend) + (tot,tot) zweier Schrödinger-Katzen,die beide leben und zugleich beide tot sind.„Durch die Verschränkung wird die Quantenmechanikviel komplizierter und auch viel reicher als die klassischePhysik“, sagt Ulrich Schollwöck. Er leitet die Gruppe

46

der drei „Quantenmechaniker“ am Wissenschaftskollegund ist zugleich ihr ruhender Pol. Nach seinem Studiumin Deutschland, Großbritannien und Frankreich arbei-tete er u. a. in Stuttgart und Aachen. Jetzt hat er einePhysikprofessur an der Ludwig-Maximilians-Universitätin München und erforscht komplexe quantenmechani-sche Vielteilchensysteme.Welche Möglichkeiten eröffnet ihm und seinen beidenMitarbeitern der Aufenthalt am Wissenschaftskolleg?„Über die physikalische Arbeit hinaus ist es der ständigeKontakt mit Philosophen und anderen Geisteswissen-schaftlern, der es uns erlaubt, unsere Fähigkeit zumbegrifflichen Arbeiten zu schärfen. Umgekehrt könnenwir vermitteln, wie sehr sich der konzeptionelleUmgang mit der Quantentheorie in jüngster Zeit wei-terentwickelt hat – was außerhalb der Physik nahezuunbemerkt geblieben ist.“Doch zurück zur quantenmechanischen Verschrän-kung. Zwei Qubits oder Objekte, die quantenmecha-nisch verschränkt sind, müssen sich nicht am selbenOrt befinden, sondern können z. B. in Berlin bzw.Brisbane sein. Dabei stimmen sie ihr Verhalten übergroße Entfernungen ab – eine experimentell erwieseneKonsequenz der Quantenphysik, die Albert Einsteinnicht mit seinem lokal-realistischen Weltbild in Ein-klang bringen konnte. Dazu Schollwöck: „Der größteTeil der Information, die in einem Quantensystemsteckt, lässt sich nicht mehr lokal fassen, sondern istüber das ganze System verteilt. Wenn wir ein Quan-tensystem beschreiben, so hängt die Komplexität der

Beschreibung stark vom Grad der nichtlokalen Ver-schränkung ab.“ Die Überlagerung und Verschränkung einfacher Quan-tenzustände führt dazu, dass selbst ein überschaubaresSystem aus 1000 Elektronen eine enorme Zahl vonZustandsmöglichkeiten hat, die die Zahl der Atome imUniversum bei Weitem übertrifft. Zur Veranschauli-chung denkt man sich die möglichen Zustände einesVielteilchensystems wie Punkte gleichmäßig in einemabstrakten Zustandsraum verteilt. Bringt man dasSystem in einen Anfangszustand, in dem z. B. die Spinsder 1000 Elektronen alle in dieselbe Richtung zeigen, sobefindet sich das System gewissermaßen in einer Eckedes Zustandsraums. Wie wird es sich entwickeln?„Die Menge der Quantenzustände, die ein aus wechsel-wirkenden Teilchen bestehendes Objekt tatsächlichannehmen kann, ist viel, viel kleiner als die Menge allermöglichen Zustände“, erklärt Jens Eisert. „Das Objektkommt aus seiner kleinen Ecke des riesigen Zustands-raumes nicht heraus. Der Raum aller denkmöglichenZustände ist ein Artefakt der Quantentheorie. Tatsäch-lich zieht es die Natur vor, in einer Ecke des Zustands-raumes zu bleiben.“Jens Eisert hat untersucht, wie sich diese Ecke desZustandsraumes identifizieren lässt und wie man diedynamische Entwicklung eines Quantensystems in die-ser Ecke vereinfacht beschreiben kann. „Wenn manweiß, in welchem Teil eines Heuhaufens die Nadel ist,erleichtert das die Suche sehr.“ Die vereinfachteBeschreibung der Dynamik eines Quantensystems kann

49

man wiederum dazu nutzen, das Verhalten des Systemsmit dem Computer effizienter zu simulieren. Tobias Osborne erforscht, wie sich Information in einemkomplexen Quantensystem ausbreitet. „Stört man einenTeil eines Objekts, so muss sich die Information überdiese Störung erst zu einem anderen Teil des Objektsbewegen, bevor sich die Störung dort bemerkbarmacht.“ Osborne hat für bestimmte Quantensystemehergeleitet, wie schnell sich die Information in ihnenausbreiten kann. Solange unterschiedliche Teile einesObjekts noch keine Information ausgetauscht haben,zerfällt das Objekt in mehrere voneinander unabhängi-ge Bereiche. Dadurch reduziert sich seine Komplexitäterheblich.Unordnung in einem System kann den Informations-austausch behindern oder ganz unterbinden. TobiasOsborne veranschaulicht das mit einem Stapel von trans-parenten Folien. Während man durch eine einzelneFolie hindurchsehen kann, ist ein zentimeterdicker Sta-pel nahezu undurchsichtig und reflektiert das Licht wieein Spiegel. „Eine einzelne Folie reflektiert vor allem dieLichtwellen, für die die Foliendicke ein ganzzahligesVielfaches der Wellenlänge ist. Da im Stapel unter-schiedlich dicke Folien zufällig verteilt sind, wird jedeWelle früher oder später reflektiert und an der Ausbrei-tung gehindert.“Diese „Anderson-Lokalisierung“ tritt auch in einemungeordneten Quantensystem auf, sagt Osborne. „Sieführt dazu, dass sich die Information nur sehr schwer imSystem ausbreiten kann. Dann bleiben die verschiede-

nen Teile des Systems weitgehend unabhängig vonein-ander und das ganze System kann nur einen relativ ein-fachen Quantenzustand mit geringer Komplexitätannehmen.“ Auch in diesem Fall bleibt das Quanten-system in der von Jens Eisert untersuchten Ecke desZustandsraumes, in der sich sein Verhalten relativ ein-fach beschreiben lässt.Für die Arbeit von Ulrich Schollwöck hat das praktischeKonsequenzen. Er untersucht Quantensysteme aus demBereich der Festkörperphysik. Dazu gehören magneti-sche Materialien und Hochtemperatursupraleiter, indenen der elektrische Strom widerstandslos fließenkann. „Die Quantensysteme, für die ich mich interessie-re, weisen einen besonders hohen Grad von quantenme-chanischer Verschränkung auf. Wenn man ihrephysikalischen Eigenschaften exakt berechnen wollte,müsste man alle Zustände in einem riesigen und sehrkomplizierten Zustandsraum berücksichtigen“, erklärtSchollwöck. Dies ist praktisch unmöglich – aber in vie-len Fällen auch unnötig, wenn man sich mit nahezuexakten Resultaten zufriedengibt.Einige Vielteilchensysteme aus der Festkörperphysik,bei denen die Bewegungen der Elektronen und die Aus-richtung ihrer Spins in komplexer Weise verschränktsind, verhalten sich längst nicht so kompliziert wieerwartet. Auch sie bleiben in einer winzigen Ecke desriesigen Zustandsraums und sollten sich deshalb verein-facht beschreiben lassen. „Wir suchen nach effizientenRechenverfahren, mit denen man die Eigenschaften sol-cher Systeme bestimmen kann. Dabei zahlen wir den

50

Preis, dass die Resultate nicht exakt sind. Doch mit ent-sprechendem Rechenaufwand kann man den Fehlerbeliebig klein machen.“So lässt sich das Verhalten von komplexen Quanten-systemen oft schon mit heutigen „klassischen“ Compu-tern berechnen, ohne dass man dazu einenQuantencomputer bräuchte. Doch es gibt Grenzen.Manche komplexen Quantensysteme sind so stark ver-schränkt, dass man sie nicht mehr mit klassischenRechenkünsten in den Griff bekommt. „Solche Systemesind dann ihrerseits Quantencomputer“, bemerkt JensEisert. „In gewisser Weise sind Berechnungen mitQuantencomputern und die effiziente Simulation vonQuantensystemen mit klassischen Computern zwei Sei-ten einer Medaille.“ Was man mit einem herkömmli-chen Computer nicht simulieren kann, lässt sichvielleicht als Quantencomputer nutzen.Auch die Natur selbst spielt nach den Regeln der Quan-tenmechanik. Auch sie kann die ungeheuren Möglich-keiten, die ihr die Quantenmechanik eröffnet, nur zueinem winzigen Bruchteil ausschöpfen. Kann die Naturmehr als ein entsprechend komplexer Quantencompu-ter? Ist die Natur selbst letztlich nur ein Quantencom-puter? „So weit wollen wir nicht gehen“, meint UlrichSchollwöck schmunzelnd. „Wir möchten ja die Philoso-phen am Wissenschaftskolleg nicht verärgern.“

52

Brief aus Berlin

Berliner Winter Fellow 2009/2010

von Martin Mosebach

53

54

55

56

Bildnachweise

alle Fotos Maurice Weiss, Ostkreuz Agentur der Fotografen

Steven Lukes

Marie Farge

Manfred Laubichler

Horst Bredekamp

Claus Pias

Jens Eisert

Tobias Osborne

Ulrich Schollwöck

v.l.r.: Ulrich Schollwöck, Jens Eisert, Tobias Osborne

Martin Mosebach

Faksimile, Brief aus Berlin

8/15

18/21

24/27

30/35

38/39

44

47

48

51

52/53

54/55

57

Herausgeber Der Rektor des Wissenschaftskollegs zu Berlin

Professor Dr. Luca Giuliani

Redaktion Katharina Wiedemann, Presse- und Öffentlichkeitsarbeit

Wissenschaftskolleg zu Berlin

Autoren Carl Gierstorfer freier Wissenschaftsjournalist für TV und Printmedien

Dr. Ralf Grötker arbeitet als freier Journalist, Veröffentlichungen u.a. in

Brand Eins, Frankfurter Rundschau, Die Zeit, Telepolis

Jürgen Kaube Ressortleiter für Geisteswissenschaften bei der Frankfurter Allgemeinen Zeitung

Claus Pias Medienwissenschaftler an der Universität Wien und Fellow des

Wissenschaftskollegs 2009/10

Rainer Scharf Physiker und freier Wissenschaftsjournalist, arbeitet v. a. für das Physik Journal,

das Internetportal pro-physik.de und die Frankfurter Allgemeine Zeitung

Alexander Cammann Kulturjournalist in Berlin, arbeitet v.a. für die Zeit

Bildredaktion Katharina Wiedemann

Graphik und Layout Juliane Heise / Reiner Will

Druck Druckerei Heenemann Berlin, Juni 2010

Impressum

58