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Vom Grauen Plan zu farbigen Perspektiven

Die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) reicht mit ihrer neuen, fünf Jahre umfassenden Denkschrift nicht nur bis ins nächste Jahrhundert, sondern stellt so wirkliche „Perspektiven der Forschung und ihrer Förderung“ dar.

Forschung ist nicht mehr als eine einfache Linie in die Zukunft zu beschreiben. Auf die Komplexität und Interdisziplinarität fast aller Fachbereiche wies bereits die letzte derartige Publikation der DFG hin, die damals noch "Grauer Plan" genannt wurde (Spektrum der Wissenschaft, Februar 1993, Seite 123). Im Gegensatz zur früheren lückenlosen Aufzählung der Disziplinen zeigt der jetzt vorliegende Bericht beispielhaft an 13 Themenbereichen, wie die Zukunft der Wissenschaft aussehen könnte.

Der Wissenschaftsrat hat in einer Stellungnahme zu der Denkschrift das Experiment begrüßt, auf einen disziplinär gegliederten umfassenden Überblick des fachlichen Teils zu verzichten und statt dessen Einzelanalysen vorzustellen. Die Beispiele machten deutlich, "daß innovative Forschung häufig an den Grenzflächen zwischen den etablierten Disziplinen angesiedelt ist". Allerdings müsse ein transparentes Auswahlverfahren für die zu behandelnden Fachgebiete entwickelt und eine einheitliche Gliederung der einzelnen Texte vorgegeben werden. Auch wünscht der Wissenschaftsrat, daß künftig Aspekte der Forschungsprospektion berücksichtigt werden. Ferner müsse in den Texten systematisch auf die Förderpraxis Bezug genommen und auf vorhandene oder sich abzeichnende Defizite der Forschung verwiesen werden.


Beispiel nichtlineare Dynamik

Ein Musterfall für Interdisziplinarität ist in der Denkschrift der Forschungsbereich nichtlineare Dynamik. Mehrere Physiker erläutern diese Abkehr von den Kausalgesetzen der klassischen Physik. Nichtlineare Dynamik befaßt sich mit dem, was der Zufall in der Natur bewirkt, und mit der Selbstorganisation von Strukturen. Kleine Ereignisse können über Verzweigungen und Rückkopplungen drastische Veränderungen in einem System bewirken, die nur statistisch, jedoch nicht kausal vorherzusagen sind. Die Wissenschaftler suchen in solchen Vorgängen nach allgemeinen Gesetzmäßigkeiten und stellen jetzt fest, daß es sie tatsächlich gibt "und daß diese ein hohes Maß an Universalität besitzen".

In vielen Forschungsbereichen tauchen derartige Chaos-Phänomene auf, vor allem in den Lebenswissenschaften, etwa bei der Beschreibung von komplexen Vorgängen in Gehirn und Herz, in der Chemie sowie in der Physik im weiteren Sinne. Chaos-Phänomene zeigen sich zum Beispiel in Pendelbewegungen und im Strömungsverhalten unterschiedlichster Systeme: in der Strömung von Gasen und Flüssigkeiten ebenso wie in der Bewegung von Menschenmassen und im Straßenverkehr.

Im DFG-Bericht werden an Beispielen die Grundlagen und die wissenschaftlichen Anwendungsmöglichkeiten der nichtlinearen Dynamik geschildert. Es heißt: "Ein besseres Verständnis komplexen Systemverhaltens auch in komplizierten, bislang unzugänglichen Systemen wird nicht nur die Neugier der Grundlagenforscher befriedigen, sondern mit Sicherheit auch Dividende im Anwendungsbereich abwerfen."

Beim deterministischen Chaos spielen Einschwingvorgänge (Transienten) von Systembewegungen mit minimal voneinander abweichenden Anfangsbedingungen eine entscheidende Rolle: Sie sind kurzfristig berechenbar, gehen dann aber chaotisch auseinander. Kleine Steuerungseingriffe können sie auf völlig unterschiedliche Bahnen führen, die etwa Energieverbrauch, Störanfälligkeit oder Unfallgefahr kontrollieren. Nichtstationäre Systeme wie etwa das Gehirn und andere physiologische Systeme hingegen bleiben fortwährend in einer Einschwingphase. Dieses Forschungsgebiet ist bisher noch zu wenig erschlossen.

Wesentliche Anstöße für die nichtlineare Dynamik kommen aus der hydrodynamischen Turbulenzforschung. Die Sonolumineszenz, bei der eine winzige Gasblase in Flüssigkeit unter Einwirkung von Schall Licht aussendet, ist "ein ganz neues, im Aufbruch befindliches Feld in Physik, Medizin und Technik". Daß in den USA und bei einigen deutschen Fernsehsendern Wettervorhersagen mit einer in Prozent bezifferten Wahrscheinlichkeit erstellt werden, wird zu den typischen Aussageformen der nichtlinearen Dynamik gerechnet. Mit der selbstorganisierten raumzeitlichen (fraktalen) Strukturbildung können Waldbrände und Erdbeben erklärt werden, aber auch die Bildung von neuronalen Karten im Gehirn, die selektiv nur auf Reize mit bestimmten Kombinationen antworten.


Internationales Kontinentalbohrungsprogramm

Auch Änderungen in den Gesteins-eigenschaften der Erdkruste sind fraktaler Natur; sie sind vom Meter- bis zum Kilometerbereich nach denselben Gesetzen verteilt. Das ist ein Ergebnis aus der Analyse der Daten aus der deutschen Kontinentalen Tiefbohrung (KTB). Von 1982 bis 1995 förderte das Bundesforschungsministerium dieses Programm, das die DFG wissenschaftlich betreute.

Über "Tiefbohrungen im marinen und terrestrischen Bereich" berichten in den DFG-Perspektiven Wissenschaftler des GeoForschungszentrums (GFZ) in Potsdam (Rolf Emmermann und Ulrich Harms) und der Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe in Hannover (Helmut Beiersdorf). Das System Erde wird systematisch räumlich von der globalen Beobachtung aus dem Weltall bis zur atomaren Dimension der Kristallgitter und zeitlich von Jahrmillionen währenden Vorgängen etwa der Gebirgsbildung bis zu den Mikrosekunden eines Gesteinsbruches untersucht.

Zusätzlich zu dem Ocean Drilling Program (ODP) unter amerikanischer Leitung wird jetzt – aufbauend auf der deutschen Kontinentalen Tiefbohrung – ein Programm zur weltweit koordinierten geowissenschaftlichen Erforschung der Festlandsbereiche mittels Bohrungen etabliert, das International Continental Scientific Drilling Program (ICDP). Die Federführung liegt beim GeoForschungszentrum; die DFG hat dafür ein Schwerpunktprogramm eingerichtet. Beteiligt sind ferner die USA, China und Rußland. Das ODP und das ICDP sollen künftig eng vernetzt werden, denn beide "wollen mit ihren Forschungsergebnissen einen wichtigen Beitrag leisten zur Zukunftsaufgabe der Geowissenschaften, die Erde als unseren Lebensraum zu verstehen, zu nutzen und gleichzeitig auch zu schützen".

Eine der faszinierendsten Aufgaben des ICDP in den nächsten Jahren werden Bohrungen in der Chicxulub-Multiringstruktur am Nordende der Halbinsel Yucatán in Mexiko sein. An dieser Stelle schlug am Ende der Kreidezeit vor 65 Millionen Jahren ein riesiger Meteorit ein. Dieser Impakt hatte verheerende Folgen für das Leben und die Umwelt auf der ganzen Erde. Die Wissenschaftler wollen grundlegende Erkenntnisse über die Größe und stoffliche Beschaffenheit des Meteoriten, die innere Struktur des Kraters, die physikalischen und chemischen Prozesse beim Einschlag, die dabei freigesetzte Energie und das insgesamt erfaßte Volumen der Erdkruste gewinnen. Die für dieses Vorhaben erforderliche, sehr breit angelegte fachübergreifende Zusammenarbeit von Astrophysikern bis zu Paläontologen soll auch die Auswirkungen dieses Impakt-Ereignisses auf Umwelt und Leben erfassen. Dabei werden erstmals auch die evolutionsbiologischen Aspekte der Katastrophe untersucht.

Unter einer anderen Perspektive betrachten Herbert Jäckle und Peter Gruss vom Max-Planck-Institut für biophysikalische Chemie in Göttingen die Entwicklungsbiologie. Sie sehen es als Zukunfts-aufgabe an, die über die Artgrenzen hinweg geltenden generellen Prinzipien der Baupläne verschiedener Organismen zu ergründen. Ansatz sind die neuen Erkenntnisse, daß Genprodukte, welche die Körperachsen bei Wirbellosen festlegen, auch in Wirbeltieren bis hin zum Menschen konserviert sind und vergleichbare Funktionen erfüllen.

Ein von dem neuen DFG-Präsidenten Ernst-Ludwig Winnacker von der Universität München geschriebenes Kapitel ist der Gentechnik in der medizinischen Grundlagenforschung gewidmet. Die molekulare Medizin, für die er eine Reihe von Forschungsaufgaben darstellt, habe eine "glänzende Zukunft", sie werde die Praxis der Medizin revolutionieren. Dabei dürften aber soziale Kontexte nicht vergessen werden. Es gelte, auch die gesellschaftlichen Hintergründe etwa des Drogenmißbrauchs zu analysieren.

Vorsicht und Zurückhaltung seien auch bei der Genomanalyse geboten: "Die Entwicklung genauer Methoden zum Nachweis von Genveränderungen läßt derzeit unsere diagnostischen Fähigkeiten sehr viel schneller wachsen als unsere therapeutischen Möglichkeiten", so Winnacker. Genomanalyse müsse immer freiwillig sein. Zur Eugenik mit ihren schrecklichen Irrwegen in der Vergangenheit müsse die Wissenschaft die Öffentlichkeit "mit der gebotenen Offenheit" informieren, auch darüber, daß sie "wissenschaftlich keinerlei Sinn macht".

Weitere beispielhaft ausgewählte thematische Kapitel der DFG-Denkschrift betreffen die Bereiche historische Anthropologie, gesellschaftliche Transformationsforschung, Kognitions- und Neurowissenschaften, Infektionskrankheiten, Oberflächenchemie, Mikrosystemtechnik, Informations-, Kommunikations- und Multimediatechnik sowie Verkehrssysteme und Transporttechnik.


Autonomie contra Fehlverhalten

Im Vorwort von "Perspektiven der Forschung – Aufgaben und Finanzierung 1997-2001" (erschienen im Wiley-VCH Verlag, Weinheim) setzt der bis Ende 1997 amtierende DFG-Präsident Wolfgang Frühwald gegen die Einwände, die Organe der DFG könnten heute nicht mehr die Verantwortung für die ethischen Standards der Wissenschaft aufrechterhalten, seine Überzeugung, die Verantwortung dürfe nicht an einen Ausschuß abgegeben werden. Das heißt: Auch im Falle von Sanktionen wegen Fälschungen, welche in bisher unbekanntem Ausmaß seit fast einem Jahr die DFG beschäftigen, behält sich die Gemeinschaft das Recht vor, autonom zu handeln. Sie und nicht eine außenstehende Kommission soll alle damit verbundenen Umstände prüfen. Dieses Selbstvertrauen bezieht er aus der Autonomie der DFG, die er als Grundlage der "Funktionsfähigkeit der Forschungsförderung" beansprucht und verteidigt.

Der Wissenschaftsrat bestärkt die DFG darin, daß sie am Begutachtungs-system mit ehrenamtlicher Peer Review festhält. Dazu gebe es keine Alternative. Allerdings müsse ein angemessenes Verhältnis bestehen zwischen Antragspotential und Gutachterkapazität, Antragsmenge und Bearbeitungskapazität in der DFG-Geschäftsstelle sowie zwischen den spezifischen Anforderungen verschiedener Förderverfahren und -instrumente und den vorhandenen Geschäftsabläufen. Die Vielfalt der Förderverfahren sollte periodisch überprüft und die Zahl der Gutachter – insbesondere von jenen aus dem Ausland – erhöht werden.

Das Prinzip, daß die DFG Projektanträge ausschließlich nach wissenschaftlichen Kriterien begutachtet, ist freilich in seiner Basis – der Einzelprojektförderung – gefährdet: Die Schere zwischen den Einnahmen – sechzig Prozent vom Bund, vierzig Prozent von den Ländern – und den Förderanträgen öffnet sich immer mehr. Derzeit werden nur noch 40,7 Prozent der von den einzelnen Wissenschaftlern gestellten Anträge im sogenannten Normalverfahren bewilligt, und der Anteil wird weiter sinken; 1990 betrug er noch 55 Prozent. Die beantragten Mittel sind seither auf das Doppelte gestiegen. Bei der Begutachtung könnten, so fürchtet die DFG jetzt, sachfremde Argumente und nicht die wissenschaftliche Qualität den Ausschlag geben. Auch ist nicht auszuschließen, daß die Einzelprojektförderung zugunsten geplanter kooperativer Verfahren vernachlässigt werden könnte.

Beim überregionalen Schwerpunktprogramm ist die Relation zum Normalverfahren noch relativ stabil geblieben. Hier sollen internationale Kooperationen verstärkt werden. Die Forschergruppen einschließlich der Klinischen Forschergruppen und der (ostdeutschen) Innovationskollegs wirken sich zunehmend strukturbildend aus und tragen zur Profilbildung der Hochschulen bei. Die derzeit knapp 250 Sonderforschungsbereiche haben so sehr an Ansehen gewonnen, daß die DFG an eine "quantitative Konzentration" denkt. In anderen Worten: Die wissenschaftliche Exzellenz dieser Verbundvorhaben gerät in Gefahr, wenn sie zu viele werden.

Mit insgesamt 58 Prozent ihrer Mittel trägt die DFG erheblich zur Nachwuchsförderung von Doktoranden, Postdoktoranden und Stipendiaten bei; 26 Prozent der Postdoktoranden und 31 Prozent der geförderten Habilitanden sind Frauen – ein bemerkenswerter Anteil. Das Habilitanden-Programm läuft allerdings nur noch bis zum Jahre 2000. Ein mit Mitteln aus der allgemeinen Forschungsförderung bedientes exzellenzbezogenes und hochdotiertes Stipendienprogramm soll ihm folgen.

Die Zwischenbilanz der seit 1990 eingerichteten Graduiertenkollegs ist recht positiv. Das Heisenberg-Programm wurde seit seiner Gründung 1977 aus einem Überbrückungs- zu einem "dauerhaften Qualitätssicherungsprogramm für den Hochschullehrernachwuchs". Auch dieses soll ab 1998 mit Mitteln der allgemeinen Forschungsförderung fortgeführt werden. Das Gottfried Wilhelm Leibniz-Programm soll wegen seines großen Erfolgs – die meisten jüngeren deutschen Nobelpreisträger der letzten Jahre hatten zuvor den mit jeweils drei Millionen Mark dotierten Leibniz-Preis erhalten – über das Jahr 2000 hinaus verlängert werden, wenn dafür weiterhin Sondermittel zur Verfügung stehen. Ähnliche Programme sind inzwischen in Österreich (mit dem Namen "Wittgenstein") und in den Niederlanden ("Spinoza") entstanden, und auf europäischer Ebene soll es künftig einen nach dem französischen Philosophen und Naturwissenschaftler René Descartes benannten Preis geben.

Finanziell wünscht die DFG vor allem Stetigkeit der öffentlichen Zuwendungen und Planungssicherheit. Ein Punkt macht ihr dabei besondere Sorge: der deutliche Rückgang von Investitionen in Großgeräte, und zwar nicht nur auf der öffentlichen Seite im Rahmen des Hochschulbauförderungsgesetzes, sondern auch in den Industrielabors. Die DFG – die 1997 von Bund und Ländern mehr als drei Milliarden Mark erhielt -will generell keine unrealistischen Forderungen stellen, doch weist sie darauf hin, "daß nur durch Investition in die Forschung die Zukunftsfähigkeit dieses Landes im globalen Wettbewerb gesichert werden kann".





Aus: Spektrum der Wissenschaft 1 / 1998, Seite 127
© Spektrum der Wissenschaft Verlagsgesellschaft mbH
1 / 1998

Dieser Artikel ist enthalten in Spektrum der Wissenschaft 1 / 1998

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