Lesermeinung - Spektrum der Wissenschaft

Ihre Beiträge sind uns willkommen! Schreiben Sie uns Ihre Fragen und Anregungen, Ihre Kritik oder Zustimmung. Wir veröffentlichen hier laufend Ihre aktuellen Zuschriften.
  • Maxwellscher Dämon aus der Nano-Tube gelassen ?

    05.01.2007, Dr. Thilo Weitzel, CH-3037 Herrenschwanden
    Laut Ihrer Meldung hat die Arbeitsgruppe um Prof. Zettl einen "thermischer Gleichrichter" realisiert. Falls dieser tatsächlich in der geschilderten Form thermische Energie zwischen zwei Reservoiren asymmetrisch überträgt, sollten sich demzufolge statistische thermische Fluktuation "gleichrichten" lassen.

    Wie der Redakteur richtig bemerkt, würde der Effekt damit nach Art des Maxwellschen Dämons den zweiten Hauptsatz verletzen.

    Ein Kühlschrank auf Basis einer Verletzung des zweiten Hauptsatzes !?

    Dieses Thema darf nicht unkommentiert stehen bleiben:
    Entweder findet sich (wie bei allen Versuchen bisher) der untrennbar zugehörige "Gegeneffekt", der eine (makroskopische) Verletzung des zweiten Hauptsatzes unterbindet oder das Thema verdient demnächst ein Sonderheft ....

    Bitte berichten Sie weiter !

  • Der Heilige Gral wurde gefunden !

    04.01.2007, Gunter Blache, Ludwigsburg
    So liest sich dieser Artikel: man muss nur ein bestimmtes Tool einsetzen, und schon hat man fehlerfreie Software. Aber so einfach ist es leider nicht.
    In der gut dreißigjährigen Geschichte der Softwareentwicklung wurde oft und immer über die schlechte Qualität geklagt und eine Vielzahl von Heilmitteln vorgeschlagen, die bis heute kaum Wirkung gezeigt haben (höhere, objektorientierte Programmiersprachen, CASE-Werkzeuge, strenge Prozesse, agile Methodiken usw.). Jeder Fortschritt wurde aufgezehrt durch umfangreichere Funktionen und engere Zeitpläne.

    Bei Softwareverifikation im Speziellen gibt es folgende Probleme:
    * Entwickler müssen in der formalen Spezifikation geschult werden. Hier gibt es teilweise erhebliche Widerstände.
    * Aktuelle kommerzielle Software ist viel zu komplex, als dass verfügbare Werkzeuge den Beweis von Korrektheit in akzeptabler Zeit führen könnten.
    * Die Einführung bedeutet eine erhebliche Investition, die vielerorts politisch nicht durchsetzbar ist (der Abstand zwischen dem Stand der Forschung und der Praxis ist notorisch groß, auch in anderen Bereichen).
    Andere Forscher denken in Zeiträumen von 15-20 Jahren, um diese Technik zu entwicklen, und beginnen mit kleinen Projekten (siehe. Z.B. http://vstte.inf.ethz.ch/pdfs/vstte-hoare-misra.pdf).

  • Verbrauchsvorteile???

    02.01.2007, A. Murr
    Auch das Argument des Verbrauchsvorteils ist m.E. nicht klar erkennbar... es gibt derzeit etliche Serienfahrzeuge auf dem Markt, die ohne den technischen Aufwand eines Hybridfahrzeugs einen Kraftstoffverbauch von unter 5l/100km haben.

  • Eine erfrischende Stellungnahme

    02.01.2007, Dr. Camillo Signor, Wien
    Ich persönlich ziehe für die vom Autor im Abschluss-Statement getroffene Prognose den Ausdruck "Überzeugung" vor, um den Begriff "Glauben" davon besser abzugrenzen und den Religionen vorzubehalten. In diesem Sinne könnte man Glaube definieren als Aufstellung oder Akzeptanz von Behauptungen betreffend die Existenz von Dingen oder Sachverhalten, die ihren Geltungsanspruch nicht aus überprüfbaren Beobachtungen oder Schlussfolgerungen ableiten, sondern unter Berufung auf nicht weiter hinterfragbare Quellen (göttliche Offenbarung, spirituelle Erfahrung etc.). Charakteristisch hierfür ist der Versuch, diese Quellen jeglicher Kritik zu entziehen (z.B. das niedergeschriebene Wort des allwissenden Gottes kann nicht falsch sein – Prinzip der Inerranz). Demgegenüber könnte man Überzeugungen definieren als vorläufig plausibelste Annahmen basierend auf dem momentan zugänglichen Wissensstand (Fallabilität des Wissens).
    Dennoch ist leider zu erwarten dass sich die religiösen Führer auch in nächster Zeit um ihre Anhängerschaft keine Sorgen zu machen brauchen, da für Letztere Religionen ja vorrangig nicht als Welterklärungsmodell dienen sondern vielmehr emotionale Bedürfnisse abdecken (ausgleichende Gerechtigkeit im Jenseits für im Leben erfahrenes Unrecht, Bewältigung der eigenen Sterblichkeit etc.). Und für diese mehrheitliche Klientel ist es leider irrelevant, dass religiöse Weltmodelle den wissenschaftlichen keinerlei zusätzliche Erklärungskraft hinzufügen können und daher, wenn sie auch nicht widerlegbar sind, so nach dem Prinzip der sparsamsten Erklärung (Occam's Rasiermesser) verworfen werden müssten.
    Beiträge, wie dieses Essay von Hrn. Springer (dessen Kolumne ich auch sonst sehr schätze) sehe ich jedenfalls als überaus wertvolle Wortmeldung.
  • Schulfach Schach

    02.01.2007, Jochen Krehnke, Bad Münder
    Endlich, endlich ein Artikel, der das Schachspiel für das Denken-Lernen in den Vordergrund stellt.

    Sicherlich ist Ihnen bekannt, dass dieser Sport - es ist sogar mehr als eine Sportart - in unserer Gesellschaft nicht die Aufmerksamkeit erhält, die ihm von seiner Bedeutung zusteht.

    In dem Artikel werden fast ausschließlich als Grundlagen amerikanische Untersuchungen genommen. Ich darf zu bedenken geben, dass in den USA im Vergleich relativ wenige Großmeister entstanden sind.

    Immer noch an der Spitze - und hier auch als Volkssport - steht das Schachspiel in Osteuropa. Genau dort gehört das Schachspiel - immer noch - zum Schulunterricht. Hier ist es also ein Zusammenspiel von Talent-Förderung und gesellschaftlicher Anerkennung. Ein ausgeprägt geförderter Breitensport bringt automatisch auch viele Spitzenspieler hervor.

    Doch so sieht es bei uns leider nicht aus: In der deutschen
    Schach-Bundesliga dominieren naturgemäß Spieler aus Osteuropa.



    Noch etwas zum Erlernen des Schachspiels:

    1) So früh wie möglich anfangen, also schon mit 4 Jahren.
    Wir haben hier in Springe gerade in einem Kindergarten
    mit dem Schachspiel angefangen.

    2) Beim Anfängertraining muss hervorgehoben werden,
    dass die Strukturen erkannt werden und das Besetzen
    von Feldern und nicht in erster Linie die Eroberung von
    Material.
    s. hierzu: www.bangiev.de

    3) Unseren Kultusministern (16) müsste wieder beigebracht
    werden, dass ein wissenschaftlich nachgewiesener
    Zusammenhang besteht zwischen dem Denken beim
    Schachspiel und den mathematisch-naturwissenschaftlichen Denkmehoden.
    Genau dies kann trainiert werden.


    Konzept zum Erlernen des Schachspiels:

    Kinder lernen nicht so, wie wir Erwachsene es oft wünschen und erwarten.
    Kinder selbst probieren Neues (neue Wege) aus, und lernen natürlich besonders durch Fehler.

    Dies muss auch ein Schachlehrer berücksichtigen. Die Kinder versuchen häufig zunächst die einfachste Strategie (direktes Erreichen). Sie wiederholen und machen mehrere Versuche, aber ohne die gleiche Strategie zu wiederholen.
    Der Wechsel der Strategie ist ein klares Anzeichen für zielgerichtetes Problemlösungsverhalten (s. Oerter / Montada; Entwicklungspsychologie, Weinheim 1998).

    Das Schachspiel selbst hat einen wesentlichen Motivations–Vorteil, es übt auf Kinder eine starke Faszination aus.
    Hier sehen und begreifen sie zunächst einmal das Schachbrett selbst, den regelmäßigen Wechsel der schwarz-weißen Felder. Ein Kind versucht, diese 64 Felder strukturmäßig zu erfassen, u. U. auch teilweise. Die dazugehörigen Figuren sind dabei die Mittel zum Zweck.
    Und: Mit den 2 x 32 Feldern lässt sich nicht nur Schach spielen.

    Wann sollen Kinder anfangen Schach zu spielen ?
    So früh wie möglich, also i.d.R. mit 4 – 6 Jahren. (s. Jean Piaget, ein Schweizer Lernpsychologe in seinen Untersuchungen:
    1) Die Entwicklung des Erkennens
    a) Das mathematische Denken
    b) Das physikalische Denken
    2) Die Entwicklung des räumlichen Denken beim Kinde)

    Und hier setzt die Lern-Methode des internationalen Meisters (IM) Alexander Bangiev an, der auf der Grundlage dieser Entwicklungs- und Lernpsychologie für das Erlernen des Schachspiels ein eigenes Lern- und Denkkonzept
    entwickelt hat.
    Kinder lernen spielerisch, schrittweise und probieren aus.

    Beim Schach ist es das Erkennen von „Felder – Strukturen“. Es ist damit lediglich eine bestimmte „Denktechnik“ oder „Denkmethode“ gemeint.
    Ein Schach AG-Leiter muss für diese „Denkmethode“ gar kein guter Schachspieler sein. Lehrer, Eltern, Jugendliche, die kein Schachspielen können, können aber mit dieser Methode Kindern das Schachspielen beibringen.
    Der Lernprozess wird für Kinder vereinfacht.

    IM Alexander Bangiev nennt dieses Erkennen von Strukturen auf dem Schachbrett die „Felderstrategie": Es geht in erster Linie nicht um die Eroberung von Material (Figuren), sondern die Ziele sind die „Eroberung von Feldern“.
    Wie schreibt Bangiev auf seiner Homepage:
    An Hand dieser neuen Methode sollen Sie richtiges Denken, genauer gesagt, richtiges Schach–Denken, kennen lernen.
    Sie sollen nicht mehr Eröffnungen auswendig lernen, keine Schachtheorie über das Mittelspiel, keine Endspielstudien büffeln; stattdessen sollen sie die Denktechnik selbst, d.h. die Technik des richtigen schachlichen Denkens begreifen und anwenden lernen. Denn diese Denktechnik ist in allen Phasen des Spiels dieselbe; hat man sie einmal begriffen, kann man sich ihrer immer und überall bedienen.


    Die Schulschachakademie möchte mit dieser Denkmethode nicht nur neue Wege gehen, sondern das Schachlernen bei Kindern vereinfachen.
    IM Bangiev als methodisch–didaktischer Leiter der Schulschachakademie wird uns hier entscheidend beraten.

    Kurt Lellinger, der vor 10 Jahren die Schulschachstiftung gegründet hat, greift einschlägige Untersuchungen auf und sagt über das Schachspiel bei Kindern:
    Schach ist persönlichkeitsbildend. Das Spiel mit König, Dame, Turm und Bauer regt räumliches und systematisches Denken ebenso an wie das Kombinations- und Konzentrationsvermögen.
    Im Primarbereich lernen die Schüler, den ersten Schritt vor dem zweiten zu tun. Sie müssen sich beim Schachspielen eigenverantwortlich festlegen und korrigieren. Dadurch müssen sie logisch denken, denn Fehler werden sofort bestraft.
    Der Verstand wird geschärft und vernetztes Denken gefördert.




    Schulschachakademie am Deister e.V.
    Ernst-Busse-Str. 6
    D - 31832 Springe

    Pressemitteilung

    Schulschachakademie in Springe gegründet

    Die Stadt Springe ist der Sitz der ersten Schulschachakademie Deutschlands. Im Sommer wurde der Trägerverein „Schulschachakademie am Deister e.V.“ gegründet; in diesen Tagen nimmt die Akademie mit ersten Veranstaltungen ihre Arbeit auf.

    Den Anstoß zur Gründung der Akademie gab der langjährige Schulschachbeauftragte der ehemaligen Bezirksregierung, Jochen Krehnke (62). Sein Ziel ist es, Schulschach insbesondere in Springe und Nachbarstädten – zunächst vor allem Bad Münder und Barsinghausen – weiter zu fördern. „Die Schulschachakademie soll die Aktivitäten der Schach-AGs in den Schulen bündeln und zwischen Schule und Schachvereinen eine Mittlerrolle einnehmen,“ so Krehnke. Die Akademie will unter anderem Leiter von Schulschach-AGs ausbilden, sowohl Erwachsene als auch Jugendliche. Ziel ist es außerdem, möglichst bald auch ein Angebot für Kindergärten zu machen. Auch ein deutsch-polnischer Schachaustausch nimmt bereits konkrete Formen an.

    Erster Vorsitzender des Trägervereins der Schulschachakademie ist Uwe Lampe. Der Springer hat sich für die Krehnkes Idee begeistern lassen und will den Aufbau der Akademie vorantreiben. Als fachlicher Betreuer wurde der Internationale Schach-Meister Alexander Bangiev gewonnen. Der in der Ukraine geborene, hochkarätige Schachspieler hat in den vergangenen zehn Jahren eine eigene Methode zum Erlernen des Schachspiels entwickelt, die so genannte Feldertheorie. Sie eignet sich nach Bangievs Auffassung insbesondere für Kinder und Jugendliche und verzichtet ganz auf das im Schach sonst übliche Auswendiglernen standardisierter Varianten und Spielzüge. Im Mittelpunkt der Bangiev-Methode steht vielmehr das selbstständige Denken, das er vor allem bei Kindern fördern will. „Denkstrukturen und Verhaltensweisen, die Kinder im Rahmen der Feldertheorie erworben haben, lassen sich auf andere Gebiete übertragen. Diese einmal erworbenen Fähigkeiten kann ihnen keiner mehr nehmen“, erklärt Bangiev. Sein Ziel ist es, Schach leichter erlernbar und breiteren Schichten zugänglich zu machen.

    Auch Jochen Krehnke ist von den positiven Auswirkungen des Schachspiels für Schulkinder zutiefst überzeugt. „Es fördert Denkvermögen und Konzentration“, so der passionierte Lehrer. Rund 2000 Kinder haben in den vergangenen zehn Jahren allein in Springe an Schulschach-AGs teilgenommen. Auch die sportlichen Erfolge sind beachtlich: So haben es Mannschaften der Grundschule am Ebersberg zweimal ins Landesfinale der besten vier Grundschulteams in Niedersachsen geschafft. Schachmannschaften der ehemaligen OS Süd haben gleich viermal das Landesfinale erreicht. Das Otto-Hahn-Gymnasium, auch regelmäßig auf Landesebene erfolgreich, hat sogar im vergangenen Jahr eine Mädchen-Mannschaft ins Bundesfinale geschickt. Für eine Kleinstadt, so Jochen Krehnke, sind solche Erfolge „einmalig“.

    Die Schulschach-Akademie soll diese Erfolge auch künftig ermöglichen. Dazu müssen immer neu Leiter von Schulschach-AGs ausgebildet werden. Und das nicht nur für Springe: In den vergangenen zehn Jahren hat sich die Zahl der Mannschaften, die im Bezirk Hannover an Schulschachturnieren teilnehmen, von 170 auf 330 nahezu verdoppelt.

    Mittelfristig soll die Akademie auch ein eigenes Haus erhalten. Geplant ist, das Springer Wohnhaus Krehnke zum „Haus des Schachs“ werden zu lassen. Bereits heute hat die Schulschachakademie Gastrecht im Obergeschoss des Hauses, die ersten Veranstaltungen haben bereits dort stattgefunden. Bei entsprechender Entwicklung des Trägervereins ist es das Ziel Krehnkes, sein Haus ganz der Schulschach-Akademie zur Verfügung zu stellen.

































  • Ethik besser als Religionen

    02.01.2007, Dipl. Ing. Maurus Candrian, St. Gallen, Schweiz
    Michael Springer deutet es am Schluss seines Essays an: Die naturwissenschaftliche Vernunft widerspricht einer Gottes-Existenz. Wir leben im 3. Jahrtausend, über 300 Jahre nach Beginn des Aufklärungszeitalters. Wenigstens die naturwissenschaftlich gebildete Bevölkerung sollte langsam öffentlich dazu stehen, dass die Religionen, ob nun christliche, muslimische, jüdische, hinduistische, buddhistische oder welche auch immer, allesamt auf Irrglauben beruhen (vgl. hierzu auch Artikel "Der heisse Ursprung des Lebens" im selben Heft).

    Dennoch haben offenbar sehr viele Leute das Bedürfnis nach "nichtmateriellem Halt". Wenn nun die Religionen als Lebensphilosophie-Fundament wegbrechen, womit dann das Vakuum auffüllen? Mit einer einfachen Grundethik: Wir sollten danach streben, dass es allen Menschen weltweit und auch der Natur mindestens einigermaßen gut geht. Dann gäbe es keine Kriege mehr, keine extremen Wohlstandsunterschiede, keine grossen Umweltzerstörungen mehr. Die Welt wäre eine bessere.

  • Zu wenig Genies in Deutschland

    02.01.2007, Name und Wohnort sind der Redaktion bekannt
    Seit über 2 Jahrzehnten lese ich Ihre Zeitschrift und unterrichte als Lehrer Naturwissenschaften und Sport. Nach Ihrem Artikel muss ich davon ausgehen, dass meine Vorgesetzten, die über die neuen(!) Bildungsstandards entschieden haben, damit meine ich auch die jetzige Bundesministerin für Bildung und Forschung, bekannte und neueste wissenschaftliche Erkenntnisse nicht lesen müssen, oder nicht verstanden haben, oder eben nicht danach entscheiden.
    Zudem werde ich als informierter Lehrer gezwungen, entgegen meinem besseren Wissen nur noch Prinzipien zu unterrichten, die nicht auf “bedeutungshaltige Muster basieren„ dürfen.
    Eine noch größere Sorge bereitet mir das lückenhafte und kaum durchdachte Konzept der Ganztagesschule. Der talentierte Schüler, der motiviert ist, mehr können zu wollen als andere, und das besonders, wenn dies auf einem für ihn speziell zugeschnittenem Gebiet ist, kann dies nicht mehr machen, weil ihm keine Zeit dazu gelassen wird. Eine Schachgroßmeisterin zu werden, die von ihrem Vater 6 Stunden täglich trainiert wird, ist in unserem neu geschaffenen und zu schaffenden Schulsystem leider nicht mehr möglich.
    Meine eigenen Töchter werden ihr Talent im Turnen bald aufgeben müssen, weil sie keine Zeit durch Nachmittagsunterricht und späte Hausaufgaben haben werden, nur um das zu lernen, was nach Ihrem Artikel sowieso weder im Sport noch auf geistigem Gebiet zu großen Leistungen führt.
    Auch als Lehrer muss ich immer mehr Zeit in der Schule absitzen, nur um meine schiere Anwesenheit zu bezeugen. Ich werde also auch bald keine Zeit mehr haben meine Ansprüche im Unterrichten zu steigern, indem ich Ihre Zeitschrift aufmerksam lese, „meine Leistung daraufhin analysiere, Lehren daraus ziehe und meinen Unterricht verbessere“.
    Das passiert in einer Bildungslandschaft eines Landes, das angewiesen ist auf das geistige Potenzial seiner Staatsbürger.
  • Vorhersagbarkeit

    02.01.2007, H. Schiller / Hannover
    Es wirkt doch irgendwie hochmütig, wenn in dem Artikel bzw. in den ihm zu Grunde liegenden Quellen mit Penetranz und wider direkt thematisiertes besseres Wissen von "unvorhersehbarem" Nahrungsreichtum gesprochen wird.

    Das Verhalten der "Hörnchen mit Weitblick" zeigt, dass es Anzeichen für reiche Ernten geben muss. Nur weil Homo sapiens sapiens diese noch nicht wissenschaftlich isoliert hat, wird die Vorhersagbarkeit zumindest verbal schlichtweg geleugnet.

    Könnten manche der geheimnisvollen Anzeichen evtl. darin bestehen, dass einer großen Ernte zum Beispiel eine große Blütenfülle und/oder ein dem Insektenflug förderliches Klima vorausgeht?
  • Köpfchen anstatt Gigaflops

    30.12.2006, R. Marti , Arlesheim CH
    Beim Lesen des Abschnitts "Zu Tisch mit Romeo und Julia" ist mir bewusst geworden, dass offenbar bei heutigen Dozenten der Informatik nicht mehr davon ausgegangen werden kann, dass sie ausreichende Kenntnisse der Kombinatorik haben. Die Schwindel erregende Zahl von 10^20 möglichen Sitzordnungen kann man nämlich von vornherein auf höchstens 20! reduzieren (also immerhin um einen Faktor von 41). Weitere Nebenbedingungen kann man ebenfalls durch recht elementare Kombinatorik berücksichtigen. Es braucht nicht immer revolutionär neue Software-Design-Techniken, um Rechenzeiten drastisch zu reduzieren - oft würde wohl ein Blick in die Schulbücher der Mutter oder des Grossvaters genügen!
  • Welch falscher Schluss!

    29.12.2006, Hauke Peters
    Die obige Aussage zeigt nur, dass man mit statistischem Material umgehen können muss. Die Aussage "Haustiere fördern nicht die Gesundheit" kann man so nicht aus der Studie lesen. Dazu hätte untersucht werden müssen, wie diese "wenig gebildete Landbevölkerung" ohne Haustier dastehen würde! Einzig die Bewertung, welche Bevölkerungsgruppen Haustiere besitzen, lässt sich noch analysieren.
  • Anmerkungen

    28.12.2006, Florian Fruth, Heidelberg
    Ich habe den Artikel mit großem Interesse gelesen und möchte ein paar Anmerkungen dazu anbringen: Auf Seite 42 liegt m.E. ein Fehler vor: "es läge nur bei 2100 Punkten - hundert unter Großmeisterniveau." Großmeister haben ein Elo-Niveau von deutlich über 2200 Punkten.

    Außerdem sollte man erwähnen, dass es heutzutage einfacher ist, einen Großmeistertitel zu erlangen, als dies noch zu Zeiten Robert Fischers der Fall war, da das System damals ein anderes war und es zweitens eine Art Inflation der Elo-Zahl gibt (auch wenn man vielleicht den Flynn-Effekt wieder herausrechnen müsste).

    Drittens wollte ich unterstreichen, dass es natürlich auch in der Mathematik notwendig ist, viel "geübt" zu haben, um brillant zu werden. Doch reicht das keinesfalls aus, was Sie in dem Artikel nicht explizit so formulieren, es aber durch das Gauß-Beispiel latent mitschwingen lassen.

    In dem Beitrag wird weiter dargelegt, warum Übung wichtiger ist als Talent. Das heißt aber nicht, dass absloute Spitzenkönner (wie Mozart) produzierbar sind (so wie Judit Polgar auch wesentlich schwächer als Kasparow ist). Mit der richtigen Erziehung allein kann man nicht aus jedem einen Mozart machen. Talent bzw. Lernschnelligkeit spielt sicher auch eine Rolle. Ich will nur betonen, dass es sich nicht ganz so einseitig verhält wie in Ihrer bewusst überspitzten Formulierung. Sicherlich wird die Übung zurzeit noch unterschätzt.
    Antwort der Redaktion:
    Was die Elo-Zahl von Großmeistern angeht hat, Herr Fruth Recht. Richtig hätte es in dem Artikel heißen müssen: "400 Punkte unter Großmeisterniveau".



    Die Redaktion
  • Wissen und Werte

    27.12.2006, Dr. Torsten Müller, 12439 Berlin
    Sehr gut, dass Spektrum die Regensburger Rede aufgegriffen hat. Sie war ein Schlag ins Gesicht des wissenschaftlichen Denkens und der Aufklärung. Denken und humanistische Werte bedingen sich mehr als Glauben Bescheidenheit vor der Schöpfung.
  • Aufladen an der Steckdosee

    27.12.2006, Hanspeter Maier, Mörfelden
    Immer wieder vermisse ich bei den Stromquellen zur Wiederaufladung von multivalenten Energiespeichern die Erwähnung von Überschüssen aus Windkraftwerken. Die Stromverkäufer führen an, sie hätten dafür keine Verwendung. So, wie die Überschüsse aus den Atomkraftwerken nachts über Grundstromempfänger in die Niedertarifverbraucher geleitet werden, könnte man über eine zweite Frequenz einen noch darunterliegenden Tarif anbieten- zum Aufladen von Autos, Speichern von Solarheizungen, Hochpumpen in die Speicher von Wasserkraftwerken...Ich wette, wenn ein solcher Tarif einigermaßen attraktiv gestaltet wird, fällt unserer Wirtschaft noch ein Haufen weiterer Möglichkeiten ein. Denken Sie nur, wie schnell die Prozesse umgebaut wurden, als das Beseitigen von Giftmüll nicht mehr kostenlos war. Das Gewinnstreben folgt den Rahmenbedingungen, und die müssen eben richtig gesetzt werden.
    Antwort der Redaktion:
    Antwort des Koautors Dr. Reinhard Löser:
    Im Prinzip haben Sie Recht, wenngleich in Ihrer Argumentation einiges durcheinander purzelt: „Stromverkäufer“ sind nicht allein die überregionalen Energieunternehmen, sondern auch die Windmüller, die auf Basis der Einspeiseverordnung (Gesetz zur Vergütung erneuerbarer Energien von 2004) ihren Strom abgenommen bekommen. In Spitzenzeiten ist jeder Energiebeitrag willkommen, auch der aus Windkraft. Problematisch wird es dann, wenn dieser Beitrag nicht planbar ist.
    Der in großen Kohle- und Kernkraftwerken anfallende Grundstrom versorgt vor allem nachts zum einen die unternehmenseigenen Pumpspeicher¬werke, damit diese für Spitzenbelastungen zusätzliche Energie bereithalten, und zum anderen Privat- und Geschäftskunden zum Nachtstromtarif (seit 1.1.2007 ist mit rund 10 ct/kWh der Kostenunterschied zum Tagstrom allerdings nicht mehr so groß). Der in unserem Spektrum-Beitrag vorgebrachte Vorschlag, Hybridfahrzeuge als Puffer am Netz zu lassen, um dessen Speicherkapazität zu erhöhen, deckt sich mit Ihrem Vorschlag. Im Übrigen liegen Sie mit Ihrer Forderung nach optimalen und verlässlichen Rahmenbedingungen goldrichtig.
  • Domäne des Geistigen

    27.12.2006, Paul Kalbhen, Gummersbach
    Im Essay Michael Springers finde ich besonders bemerkenswert, dass er - wenn schon nicht den Primat des Geistes - die "Domäne des Geistigen" im Dialog zwischen Glaube und Wissen, zwischen Religion und Naturwissenschaft betont, eine Perspektive, die bei empirischen Forschern oft zu kurz kommt. Meiner Meinung nach muss man die Möglichkeit eines geistigen - schöpferischen - Prinzips hinter den Prozessen, Codierungen und Gesetzmäßigkeiten des kosmologischen und biologischen Evolutionsgeschehens anerkennen, das sich in mathematischen Algorithmen kundtut.
  • Gern ignorierte unbequeme Fakten

    27.12.2006, Prof. Dr. K. Dose, Uni Mainz
    Im Aufsatz von Michael Russels bleiben einige entscheidende Fragen leider unberücksichtigt.

    1. Wie verhält es sich mit Ursprung und Auswahl asymmetrisch gebauter (chiraler) Lebensbausteine? Ohne deren hochspezifische Struktur ist der Ablauf biochemischer Vorgänge in heutigen Lebewesen nicht möglich. Bei Temperaturen um 80°C würden, wie auch immer angereicherte chirale Strukturen, innerhalb kurzer Zeit (Stunden oder Tage) wieder razemisieren.
    2. Wie verhält es sich mit der Bildung der Nucleinsäure-Bausteine? Hier tritt zu dem Problem der chiralen Selektion noch das Problem der korrekten Verknüpfung der Basen, Zucker- und Phospatreste zu Nucleotiden und Poylnucleotiden.
    3. Proteine (oder Proteinoide) und selbst bestimmte Mineralstoffe können zwar unter günstigen Bedingungen zu zellmembran-ähnlichen Hüllen aggregieren, aber ein dauerhaftes elektrochemisches Potential lässt sich an diesen „Membranen“ nicht aufbauen, weil sie zu porös sind. Erst durch den zusätzlichen Einbau geeigneter Lipide können funktionsfähige Membranen, entsprechend dem Vorbild der biologischen Proteolipid-Membranen, erhalten werden.

    Insbesondere die unter 1. und 2. genannten Probleme sind schon sehr lange bekannt: R. Shapiro: „The improbability of nucleic acid synthesis“, Origins of Life, 14, 565 (1984); K. Dose: „Präbiotische Evolution und der Ursprung des Lebens“ Chemie in unserer Zeit, 21, 177 (1987). Leider werden diese für viele Evolutionstheoretiker sehr unbequemen Fakten gern ignoriert.
    Antwort der Redaktion:
    Antwort des Autors Michael Russell



    zu 1.

    Diese Frage ist aus zwei Gründen für die von Allan J. Hall und mir aufgestellte Hypothese nicht von Bedeutung. Erstens hat sich das Leben unseres Erachtens bei etwa 40 und nicht 80 Grad Celsius entwickelt (Russell & Hall, 2006, S. 21, Abb. 14). Zweitens ist es sogar von Vorteil, dass im Cytoplasma der ersten zellartigen Strukturen Razemate (heterochirale Polymere) die Regel waren – sie bieten genau die nötigen Bedingungen für das In-Gang-Kommen des Stoffwechsels. Betrachten wir zum Beispiel ein heterochirales Peptid aus drei bis sechs Aminosäuren. Es kann sich zu einer parziellen Schleife verbiegen und tendiert dank der schwach positiven Ladung auf den regelmäßig aufeinanderfolgenden NH-Gruppen in seinem Rückgrat dazu, ein „Nest“ für ein anionisches, negativ geladenes „Ei“ zu bilden. So konnten anorganische Anionen wie Thiolate (z. B. [Fe3S4][CH3S]4–) und Phosphate (z. B. HP2O73–), die für den Elektronentransfer und die Biosynthese eine wichtige Rolle spielen, in katalytischen Komplexen eingeschlossen werden (Milner-White & Russell, 2005; Russell & Hall, 2006, S. 16-17 & Abb. 17; Pal et al., 2002). Tatsächlich sitzen Phosphate immer noch in genau einem solchen „Nest“, das gemeinhin als P-Schleife bekannt ist und ausnahmslos mindestens ein nichtchirales Glycin enthält.



    zu 2.

    Nach unserer Hypothese bilden und arrangieren sich Nucleotide auf der Oberfläche von Mineralen innerhalb des submarinen hydrothermalen Hügels und werden dort stabilisiert. Dabei stellen sie die äußerste, wenngleich kurzlebige Schicht auf dem Nanokristall. RNA-Moleküle dort hätten die Tendenz, sich zu verlängern und dabei vorzugsweise Bausteine gleicher Chiralität anzulagern. Würde ein Monomer entgegengesetzter Stereochemie angehängt, bräche das Wachstum ab. Unter diesen Bedingungen hinge es von der zufälligen Stereochemie des kurzen RNA-Polymers ab, ob es die Polymerisation von D- oder L-Aminosäuren zu Peptiden katalysiert (Russell & Hall, 2006, S. 20). Dieser Filter wäre ausreichend, die Chiralitäts-Waage nach einer Seite ausschlagen zu lassen und so zur Homochiralität zu führen: Obwohl in der anorganischen Blase zunächst ein heterochirales Gemisch vorliegt, würden Aminosäuren mit derselben Konfiguration am Alpha-Kohlenstoffatom und damit ähnlicher Stereochemie bevorzugt polymerisiert, so dass schließlich eine Population einheitlicher Händigkeit entstünde (Martin & Russell, 2003). Der Ursprung der Bausteine der Basen ist in Martin und Russell (2007) besprochen. Kohlendioxid und Formylphosphat sind an der Synthese von Purin und Carbamoylphosphat beteiligt. Glycin, Aspartat und Glutamin, die ebenfalls zur Synthese der Basen beitragen, sind Produkte von Transaminasereaktionen im hydrothermalen Reaktor (vgl. Huber und Wächtershäuser, 2003; Marin & Russell, 2007; Berg et al. 2007).



    zu 3.

    Auch wenn die Membran zu durchlässig sein mag, um ein „dauerhaftes elektrochemisches Potenzial“ zu ermöglichen, haben wir schon vor einiger Zeit nachgewiesen, dass sie dicht genug ist, um unter den Bedingungen auf der primitiven Erde mindestens 45 Minuten lang eine Spannung von 600 Millivolt aufrecht zu erhalten (Russell & Hall, 2006, Abb. 15). In neueren Untersuchungen blieb die Spannung sogar mehrere Stunden verlustfrei bestehen. Der Hintergrund der Frage ist natürlich, dass es einen starken evolutionären Druck zur Entwicklung hydrophober Polymere gab. Es ist jedoch ein „vivozentristischer“ Fehlschluss, aus Annahmen über die präbiotische Chemie abzuleiten, dass Lipide die ersten Membranen gebildet haben müssen. So unterscheiden sich die Lipide von Eu- und Archaebakterien in Zusammesetzung und Stereochemie der Gruppen am Glycerin: Erstere enthalten Fettsäureester, letztere Isoprenoidäther. Das aber bedeutet, dass sich diese in den Genen codierten Eigenschaften der Lipide erst nach dem Beginn des Lebens in unabhängigen Abstammungslinien entwickelt haben müssen (Martin & Russell, 2003).



    Literatur

    Berg, J.M., J.L. Tymoczko and L. Stryer (2007). Biochemistry, W.H. Freeman, New York

    Huber, C. and G. Wächtershäuser, (2003). Primordial reductive amination revisited: Tetrahedron Letters 44: 1695–1697

    Martin, W. and M.J. Russell (2003). On the origin of cells: An hypothesis for the evolutionary transitions from abiotic geochemistry to chemoautotrophic prokaryotes, and from prokaryotes to nucleated cells. Philosophical Transactions of the Royal Society of London, series B 358: 27-85

    Martin, W. and M.J. Russell (2007). On the origin of biochemistry at an alkaline hydrothermal vent. Philosophical Transactions of the Royal Society of London (Ser.B) DOI 10.1098/rstb.2002.1183

    Milner-White, E.J. and M.J. Russell (2005). Nests as sites for phosphates and iron-sulfur thiolates in the first membranes: 3 to 6 residue anion-binding motifs. Origins of Life and Evolution of the Biosphere 35: 19-27

    Pal, D., Suehnel, J., and Weiss, M. (2002). New principles of protein structure: nests, eggs and what next? Angewandte Chemie 41: 4663-4665

    Russell, M.J. and A.J. Hall (2006). The onset and early evolution of life. In S.E. Kesler and H. Ohmoto Eds., Evolution of Early Earth’s Atmosphere, Hydrosphere, and Biosphere—Constraints from Ore Deposits, Geological Society of America, Memoir 198, p. 1-32