v1.0 . Untertitelung: BR 2024 Einmal malen wie van Gogh? Künstliche Intelligenz macht's möglich. Im Deutschen Museum ist künstliche Intelligenz die Neuheit. Man trifft auf sie in den Abteilungen Medizin und Robotik. Vielleicht die letzte große Innovation für lange Zeit? Das wissenschaftliche Fachblatt "Nature" warnt: Seit über 40 Jahren gibt es weniger bahnbrechende, disruptive Ideen. Wissenschaftshistoriker wie Christian Reiß beobachten diese Entwicklung: Vielleicht ist die große Zeit der Erfindungen und Entdeckungen vorbei. Christian Reiß zu Besuch im Deutschen Museum: Alle hier ausgestellten Erfindungen und Entdeckungen lassen sich nicht wiederholen. Den Traum vom Fliegen kann man nur einmal wahrmachen. Die Kernspaltung kann man nur einmal entdecken. Den ersten Schritt auf den Mond kann man nur einmal machen. Das US-Forscherteam schreibt: Und: Ein Gang durchs Deutsche Museum trügt: Seit der industriellen Revolution scheint ein Geistesblitz dem anderen gefolgt zu sein. Ganz falsch: Es gab immer ein Auf und Ab. Ein Blick in die Technikgeschichte zeigt: Es gab immer bahnbrechende Erfindungen, die ganze Epochen ausgelöst haben, die für wirtschaftlichen Wohlstand gesorgt haben, die Gesellschaft geprägt haben. Und dann kam die Krise, eine Talsohle. Salopp ausgedrückt die Saure-Gurken-Zeit. Man kann von einer Art Zyklus sprechen. Mit dem ersten Zyklus beginnt die industrielle Revolution in den 1780er-Jahren. Mit tollen Leistungen, aber alle nicht bahnbrechend: Die Entdeckung des Sauerstoffs ... ... und der Photosynthese: Pflanzen brauchen Sonnenlicht, um zu wachsen. Die Elektrizität wird entdeckt und die erste Impfung entwickelt, gegen Pocken. Die Idee schlechthin haben die Briten. Sie lösen das größte Problem der Zeit: Den Mangel an starker, billiger Arbeitskraft. Er hatte den Geistesblitz seiner Zeit: Der Schotte James Watt. Seine Dampfmaschine vertausendfacht die Arbeitsleistung. Der Bergbau boomt. Fabriken entstehen, v.a. Spinnereien. In den 1840er-Jahren hat der "Zyklus der Dampfmaschine" ein Ende. Dann steigt die Produktivität nicht mehr, das Wachstum erschöpft sich, die Krise kommt. Dann der zweite Zyklus: Wieder tolle, aber nicht bahnbrechende Ideen. Das erste Foto der Welt: ein Blick aus dem Fenster. Die erste richtige Narkose, mit Äther. Zwei Briten lösen das größte Problem der Zeit, das Transportproblem: Richard Trevithick und George Stephenson. Dank ihrer Eisenbahn sinken die Transportkosten, Handel und Produktion dehnen sich auf weite Räume aus, die Wirtschaft wächst rasch. Die Eisenbahn ersetzt die Kutsche, weil sie viel mehr schneller und weiter transportieren kann. Wie wir hier wieder sehen: Es sind nicht die Verbraucher, die plötzlich keine Lust mehr haben, Kutsche zu fahren. Es geht nicht um die Nachfrage, es geht ums Angebot. Und hier geht die Initiative von Wissenschaftlerinnen, Unternehmern und Ingenieurinnen aus. Aber auch die Bevölkerung ist für den Erfolg der Eisenbahn wichtig. Sie muss vom technischen Wandel überzeugt sein. Es braucht eine Gesellschaft, die offen ist für Neues. Wenn die englische Bevölkerung die Dampfmaschine oder die Eisbahn abgelehnt hätte, wäre England im 19.Jh. niemals zu der Weltmacht geworden, die sie dann tatsächlich geworden sind. Nach der Hoch-Zeit kommt in den 1870er-Jahren die Flaute. Die Länder reagieren mit Handelsschranken. Das Deutsche Reich hat z.B. riesige Getreidezölle eingeführt. Das war auch der Grund, warum Bismarck so unbeliebt war. Er hatte als Kanzler das Pech, in den Abschwung des zweiten Zyklus zu kommen. Er folgt der dritte Zyklus: wieder tolle Ideen. Die Mikroben werden entdeckt, Auslöser von Gärung und Krankheiten. Der Deutsche Conrad Röntgen macht die erste Röntgenaufnahme der Welt: die Hand seiner Ehefrau. Die Chemie boomt. Neu: das Periodensystem der Elemente und synthetischer Dünger. Die Top-Ideen kommen aus Deutschland und den USA, vertreten durch Werner von Siemens und Thomas Alva Edison, die Macher der Elektrifizierung. Edison macht die Glühbirne marktfähig. Jetzt leuchten nachts die Städte. Von Siemens entwickelt den Generator, Grundlage für das erste richtige Kraftwerk der Welt, im bayerischen Schloss Linderhof. Den nächsten Zyklus dominiert ein Spätzünder: Das Auto, erfunden vom Deutschen Carl Benz, erstmals in Amerika auf dem Fließband produziert als Ford T. Erst 60 Jahre nach seiner Erfindung setzt das Auto sich durch, auch weil die Ölindustrie boomt. Die Hoch-Zeit des "Autozyklus" sind die 1950er- und 1960er-Jahre. Der letzte Zyklus ist vielleicht noch nicht beendet: Das "Computerzeitalter", geprägt von den USA und Japan. Es beginnt um 1980. Warum Japan? Das Land baut computergesteuerte Autos billiger und besser. Die Mikroelektronik gilt nicht wie in Europa als Jobkiller. Laut Fachblatt "Nature" soll es seit diesem Zyklus weniger technische Durchbrüche geben. Für Christian Reiß nicht schlimm: Seit der industriellen Revolution waren es immer nur wenige dieser Ideen, die für Wohlstand und eine gesunde Gesellschaft verantwortlich waren. Und die gab es in den letzten 250 Jahren immer wieder, bis heute. Und was morgen ist, können wir nur erahnen. Sogar Fachleute irren: Computer-Experte Kenneth Olsen 1977: Die Biologin Linda Odenthal-Hesse betreibt Evolutionsforschung. Mit Mäusen. Ihre Frage: Wie funktioniert Vererbung? Aber kann die Kielerin noch Neues entdecken? Vor fast 30 Jahren erklärt der Molekularbiologe Gunther Stent: Was gibt es da noch zu entdecken? Wir stehen immer noch auf den Schultern von Darwin und versuchen, Evolution zu verstehen. Allerdings sind wir schon weiter, Weil wir das ganze Erbmaterial anschauen können und eben durch die Evolutionsgenetik die Evolutionsbiologie noch mal richtig revolutionieren und damit ganz neue Erkenntnisse erkennen können, die Darwin sich nicht mal zu erträumen wagte. Im Jahr 1831 geht der junge Brite Charles Darwin auf Weltreise. Er vergleicht Fossilien mit lebenden Tieren und verwirft den Schöpfungsgedanken der Bibel: Fast 30 Jahre später veröffentlicht er sein Werk "Über die Entstehung der Arten". Demnach passen sich die Arten der Umwelt an. Darwin glaubt aber noch an die Vererbung erworbener Merkmale. Damit räumt 1892 der deutsche Biologe August Weismann auf, durch ein Experiment: Er schneidet Mäusen die Schwänze ab. Die Nachkommen kommen aber mit Schwänzen auf die Welt. Der Beweis: Erworbene Merkmale wie diese Verstümmelungen werden nicht vererbt. Damit stehen die Grundsätze der Vererbungslehre fest, seit mehr als 130 Jahren. Auf Darwins Fährte kommen die Forschenden seitdem nur noch in Trippelschritten vorwärts. Wenn man einfach nur das, was Darwin gefunden hat, weiter erforschen möchte, sind das vielleicht Trippelschritte. Aber es wird einen neuen Darwin, eine neue Darwin geben, die ein neues Forschungsfeld eröffnet. Dann ist es vielleicht nicht Evolutionstheorie im klassischen Sinne, wie Darwin sie ursprünglich gemacht hat, es heißt vielleicht anders. Aber in der Evolution ist noch viel unerforscht. Und da wird es noch viele Möglichkeiten geben, auch neue Felder, neue Pionierarbeiten in neuen Feldern zu leisten. Ihre Forschungsgruppe untersucht, wie Keimzellen sich teilen, wie das Erbgut neu gemischt wird. Ihr Augenmerk gilt nicht dem Erbgut, der DNA, sondern dem molekularen Umfeld. Das bestimmt maßgeblich, wo welches Erbgut gemischt wird. Ein neues Forschungsfeld: Epigenetik. Wir haben Beobachtungen. Aber wir wissen nicht, wie es dazu kommt. D.h., die Mechanismen sind unerforscht. Und da ist schwer vorauszusagen, was da noch alles passieren kann. Aber da ist viel Potenzial für neue Entdeckungen, neue Wege und neue Darwins. Mit diesen Maschinen enträtselt das Team die Strukturen des Vererbungsapparates. Riesige Datenmengen fallen an. Ein großer Unterschied zu Darwins Zeiten: Die Forscherin muss mehr wissen, in Biologie, Chemie, sogar Informatik. Ich glaube, dass diese klar definierten Bereiche, wie wir sie jetzt haben, immer interdisziplinärer werden. Wir haben immer mehr Überschneidungen zwischen den klassischen Forschungsfeldern Biologie, Physik und Chemie. Dadurch werden neue Forschungsfelder eröffnet, wo dann ein neuer Darwin oder eine neue Darwin bahnbrechende Ergebnisse erzielen kann in einem Bereich, den wir jetzt noch nicht kennen. Und ich glaube, dass da die Reise hingehen wird. Forschungsfelder an sich sterben nicht aus. Die werden einfach gefächerter, breiter oder bewegen sich näher auf andere Forschungsbereiche zu, sodass sich das da weiterentwickeln kann. Noch ein Unterschied: Darwin hat beobachtet, heute wird aufwendig gemessen. Hier die Laufwege der Mäuse, welche Tiere paaren sich? Das ist teuer. Die Forschungsgelder sind an Erwartungen geknüpft. Man soll etwas Bestimmtes herausfinden. Viele Errungenschaften der Wissenschaft wie Penicillin, der Fingerabdruck oder die Gen-Schere sind Seitenprodukte guter Forschung gewesen, die aber nicht das Ziel hatte, Penicillin zu finden oder die Genschere, sondern etwas ganz anderes herauszufinden. So hatte Darwin es viel leichter, als das heute erwartet wird von den jüngeren Wissenschaftlern. Fazit: Forschung sucht sich selbst neue Felder, fächert sich auf, wird aufwendiger und damit teurer. Ein Darwin hätte es heute schwerer, einfach mal loszulegen. In der Technologie scheint es keine neuen Felder zu geben. Aus der Dampflok wurde der ICE, aber der ist immer noch eine Eisenbahn. Schon im 1.Jh. behauptet ein römischer Senator: Keine revolutionären Geistesblitze seit 2000 Jahren? Es ist noch länger her. Man könnte meinen, dass alle neuen Ideen erst seit der industriellen Revolution entstanden sind und dass wir sie seitdem "verpulvert" haben. Aber es ist anders. Schauen wir doch, was man als Kind so alles in der Tasche hat, jedenfalls früher. Auf diesen wenigen einfachen Ideen basiert unsere ganze neue Welt. Diese Dinge sind nicht 300 und auch nicht 2000 Jahre alt, sondern 5000. Insofern hat der Senator recht: Es war alles schon mal da. Schnur, Nagel, Feder, Pumpe, Rad, Magnet: Darauf fußt die moderne Technologie. Beispiel Rad: nicht die erste Erfindung der Menschheit. Schmuck und Wein gibt es schon. Das erste Rad ist die Töpferscheibe, rund 6000 Jahre alt. Wagenräder gibt es ca. 1000 Jahre später. Metallfelgen seit dem ersten Jahrtausend v.Chr. Im Deutschen Museum: Überall sieht man Räder. Sogar die alte "Töpferscheibe" kommt wieder zum Einsatz, beim Hubschrauber als Getriebe für die Rotorblätter. Da sehen wir auch, dass es nicht so ist, wie man meinen könnte: Dass unsere Welt geprägt ist von Erfindungen, die seit der industriellen Revolution gemacht werden. Wie man an der Draisine sieht, passiert immer wieder das Gleiche. Wir erfinden das Rad neu. Wir erfinden die Draisine 1817, obwohl das Rad bereits mehrere 1000 Jahre alt ist. Als Nächstes: die Schnur. Ein Höhlenfund in Frankreich: die älteste Schnur, ein Stück Kordel, über 40.000 Jahre alt, aus Rindenfasern. Rund 8000 Jahre alt: gewebte Textilien in Anatolien, Leinen für ein Baby, die erste Windel der Welt. Ohne Schnur kein Webstuhl, keine industrielle Revolution. Keine Operation ohne Schnüre. Schnüre findet man in der Musik und beim Sport. Bei Brücken hoch über der Erde und darunter als Stromleitungen. Die Mondfahrer tragen Stoff-Anzüge von einer Firma, die eigentlich spezialisiert auf Büstenhalter ist. Ein letztes Beispiel einer alten Erfindung: der Nagel. Die Ägypter haben ihn wohl erfunden, vor fast 5500 Jahren. Sie kennen auch schon Nieten. Der Grieche Archimedes ersinnt im 3.Jh. v.Chr. die archimedische Schraube zur Wasserbeförderung. Lange ist der Nagel teuer: Noch im 17.Jh. brennen amerikanische Siedler vor einem Umzug ihr altes Haus nieder und bergen die Nägel aus der Asche. Der Nagel hat nicht ausgedient: Rund 600.000 Nieten halten einen modernen Düsenjet zusammen. Und auch im Menschen wird heute noch genagelt und geschraubt. Schwarze Löcher: Erst in den letzten Jahren bewiesen, 2019 das erste Foto. Für den Beweis eines Schwarzen Lochs bekommt er den Nobelpreis: Reinhard Genzel. Kritiker sagen: Forscherteams wie Genzels bestätigen nur alte Theorien. Dies ist ein Déjà-vu. Dieses Ende hatten die Physiker schon einmal gesehen, 1897 oder so. Und dann kamen Einstein, Max Planck usw. Zum 16-jährigen Max Planck sagt Physikprofessor Philipp von Jolly: Und heute? Ackert gerade der Nachwuchs in der Astrophysik auf einem abgeernteten Feld? Die Beobachtung der Himmelserscheinungen: Das älteste Gebiet der Physik. Im 17.Jh. erklärt Isaac Newton die Schwerkraft und damit die Planetenbahnen. Erst Anfang des 20.Jh. erweitert Albert Einstein Newtons Theorie, revolutioniert das Verständnis von Masse, Zeit und Raum. Einsteins Theorie gilt bis heute. Die Gesetze des Kosmos scheinen geschrieben. Machen wir nicht vorschnell das Kapitel zu. Gehen wir wieder zur Einstein: die allgemeine Relativitätstheorie. Man kann sagen, die ist getestet. Und viele Physiker sagen: "Die ist getestet. Machen wir das Buch zu. Gehen wir weiter." Nö. Im Jahr 2018 fliegt am Schwarzen Loch im Zentrum der Milchstraße ein Stern vorbei und verhält sich wie theoretisch vorhergesagt. Auf den ersten Blick scheinen die Beobachtungen Einstein nur zu bestätigen. Aber sie widersprechen auch der Theorie. Nehmen wir die Schwarzen Löcher. Das wäre ein Beispiel, wo sie sagen: Einstein, Schwarzschild und Kerr haben jetzt diese theoretischen Gleichungen gelöst und haben vorhergesagt: Da gibt's also Objekte, wo die Gravitation so stark ist, dass Licht nicht mehr rauskommen kann. Und als Folge dessen: Alles, was reinfällt, fällt in das Zentrum. Und das Zentrum ist ein Punkt, und der Punkt ist ein Punkt. Ein mathematischer Punkt. Und da sagen wir Physiker, ob Theoretiker oder Experimental-: Schöne Geschichte, aber falsch. Ganz einfach. Das Problem heute: der Aufwand. Auf der Suche nach richtigen Erklärungen bauen die Garchinger Physiker immer bessere Messapparate. Momentan fertigen sie das Auge für das beste Teleskop der Welt. Geplanter Einsatz in vier Jahren in Chile. Es wird aber wohl auch das teuerste der Welt. Eine schwere Hypothek: Es muss einfach liefern. Der Einstein konnte noch sagen: "Ich mach das jetzt mal." Meine Lesart dieses sog. Mangels an Durchbrüchen hat auch was mit dem Mangel oder dem Zögern von uns allen zu tun, Risiken einzugehen, die damals sozusagen billiger waren. Und auch damit, dass die Forschung nicht so eine Riesen-Veranstaltung war. Schon mit den jetzigen Teleskopen haben die Astrophysiker geliefert. Mehrere Nobelpreise allein in den letzten Jahren. Also unglaublichste Entdeckungen. Eine nach der anderen. Bang, bang, bang. Das Problem der Forscher: Die Beobachtungen geben Rätsel auf. Ein Beispiel: Die Spiralgalaxien drehen sich so schnell, sie müssten eigentlich auseinanderfliegen. Ein unsichtbarer Kitt scheint sie zusammenzuhalten. Die Physiker sprechen von Dunkler Materie. Ein vielleicht noch größeres Rätsel: Das Universum dehnt sich beschleunigt aus. Das sind Dinge, die wir im Moment nicht verstehen. Wir verstehen's nicht. D.h., wir haben möglicherweise ein Riesenproblem: Dass diese Annahme, wie damals die Annahme, die Erde ist im Zentrum des Sonnensystems, gut funktioniert für einen bestimmten Bereich. Aber wenn man darüber hinausgehen kann, sieht man auf einmal: Ups, da stimmt was nicht. Und da könnten wir durchaus sein. Ich will das nicht beschwören, aber es könnte durchaus sein, dass wir vor einem Umbruch sind. Fazit: Die Beobachter mit ihren Teleskopen haben momentan eine Hoch-Zeit. Doch für ihre Entdeckungen fehlt das Verständnis, was man sieht. Die Theoretiker unter den Astrophysikern haben eine Durststrecke. Das sind Phasen. Und gewisse Phasen kommen zu einem Ende. Und dann geht's mal weniger schnell, klar. Das ist so. Gibt's da ein absolutes Ende? Nein, das glaube ich nicht. Das Universum wird uns noch ganz schön viele Tricks zeigen. Und in der Technologie? Christian Reiß ist sicher: Die Ingenieure brauchen keine neuen Tricks. Die Treiber des kommenden Zyklus' sind die Medizintechnik und die erneuerbaren Energien. Nicht das erste Mal, dass quasi das Rad noch mal neu erfunden wird. Die Eisenbahn war 40 Jahre alt, das Auto sogar 60 Jahre alt, bevor sie ihre wirtschaftlichen Siegeszüge antraten. Die Nutzung von Solar- und Windenergie ist sogar viel älter, aber erst in den nächsten Jahrzehnten werden diese beiden Energieformen die globale Energiewirtschaft bestimmen. Wann das genau losgeht? Schwer zu sagen. In der Wissenschafts- und Technikgeschichte gab es schon viele falsche Prognosen. Warum nicht auch jetzt? Beispiele falscher Prognosen: Zum Dampfschiff meint Napoleon Bonaparte: Über das elektrische Licht sagt der Medizinprofessor Erasmus Wilson: Beispiel Computer: Der Wirtschaftswissenschaftler Paul Krugmann ist überzeugt: Der Wissenschaftshistoriker Christian Reiß sieht die Zukunft nicht so schwarz wie das amerikanische Fachblatt "Nature". Die künstliche Intelligenz ist für ihn nicht der letzte Geistesblitz der Menschheit. Untertitelung: BR 2024