Das Geheimnis der diffusen interstellaren Banden

Sir Harold Kroto (Picture/Credit: Christian Flemming/Lindau Nobel Laureate Meetings)

Sir Harold Kroto (Picture/Credit: Christian Flemming/Lindau Nobel Laureate Meetings)

Harold Kroto, Nobelpreisträger für Chemie des Jahres 1996, spricht in Lindau über Astronomie. Und warum auch nicht? Immerhin steht das 65. Lindau Nobel Laureate Meeting im Zeichen der Interdisziplinarität. Chemie und Astronomie mögen vielleicht auf den ersten Blick nicht allzu viel miteinander zu tun haben. Aber auf den zweiten sehr wohl und das ist durchaus wörtlich zu nehmen. Als die Astronomen früher in den Himmel geblickt haben, sahen sie dort “nur” Sterne. Über die man nie sehr viel wissen würde, wie der französische Philosoph Auguste Comte 1835 plakativ behauptete:

Wir haben die Möglichkeit, die Formen, Entfernungen, Größen und Bewegungen der Sterne zu bestimmen, während wir niemals durch irgendein Mittel ihre chemische Zusammensetzung bestimmen können

Damit lag er spektakulär falsch, wie die wenige Jahre später entwickelte Technik der Spektroskopie eindrucksvoll demonstrierte. Eine sorgfältige Analyse des Lichts ließ Astronomen die Spektrallinien finden und verstehen. Wenn Licht aus dem Inneren eines Sterns durch das heiße Gas nach außen strahlt, dann trifft es dabei auf die Atome aus denen dieses Gas besteht. Die Elektronen in der Hülle der Atome blockieren einen kleinen Teil des Lichts und welcher Teil das ist, hängt davon ab, wie die Elektronen in der Hülle konfiguriert sind. Und da dies bei jedem chemischen Element anders ist, erzeugen sie alle unterschiedliche Spektrallinien. Die Astronomen sind seitdem in der Lage, sehr genau herauszufinden, wie Sterne chemisch zusammen gesetzt sind.

Das Licht durchquert aber nicht nur den Stern selbst, sondern auf seinem Weg zur Erde auch den gesamten Weltraum dazwischen. Und der ist zwar ziemlich leer, aber nicht komplett. Hie und da findet man ein paar Moleküle, ein paar Atome, größere oder kleinere kosmische Wolken und das eine oder andere Staubkorn. Dieses interstellare Medium beeinflusst das Licht ebenfalls und schwächt es ab. Dieses Phänomen nennt man “Extinktion” und es wirkt sich auf das gesamte Lichtspektrum gleichmäßig aus. Im Jahr 1922 entdeckte die amerikanische Astronomin Mary Lea Heger aber, dass sich im Lichtspektrum eines Sterns auch ein paar sehr seltsame Spektrallinien finden. Sie waren viel diffuser und unschärfer als die schmalen Linien die durch die Materie in den äußeren Schichten eines Sterns erzeugt werden. Die Stärke dieser diffusen Linien war, zumindest ein wenig, auch mit der Stärke der Extinktion korreliert. Je mehr interstellare Materie das Licht durchqueren musste, desto schwächer erschienen die Linien. Daraus schlossen die Astronomen, dass diese diffusen interstellaren Banden (DIBs) irgendwie vom Material zwischen den Sternen hervorgerufen werden mussten.

Aber wovon genau? Die Spektrallinien entsprachen keinem bekannten chemischen Element oder Molekül. Zumindest nicht den einfachen Molekülen und mehr als einfache Moleküle konnte es im Weltall ja wohl nicht geben, wie man dachte. Man fand auch viele verschiedene DIBs, deren Stärke nicht voneinander abhing, was ein deutlicher Hinweis darauf war, dass es mehr als nur einen einzigen Ursprung für sie geben muss. Das Rätsel der Herkunft der diffusen interstellaren Banden blieb ungelöst. Aber jetzt, nach fast 100 Jahren, könnte es endlich eine Antwort geben, meint Harold Kroto in seinem Vortrag und erklärt, welche Rolle die Chemie bei der Lösung dieses Rätsel gespielt hat.

 

Die diffusen interstellaren Banden im Regenbogenspektrum des Lichts (Bild: NASA)

Die diffusen interstellaren Banden im Regenbogenspektrum des Lichts (Bild: NASA)

Die DIBs sind nicht einfach einzelne Spektrallinien, sondern zeigen bei näherer Beobachtung eine komplexe Struktur. Eine komplexe Struktur, die von ebenso komplexen Molekülen erzeugt werden muss. Und mit komplexen Molekülen kennt Harold Kroto sich aus! Seinen Nobelpreis bekam er (gemeinsam mit Robert Curl und Richard Smalley) für die Herstellung des sogenannten “Buckminster-Fullerens” C60. Es besteht aus 60 Kohlenstoffatomen, die eine Art “Fußball” bilden; eine symmetrische, kugelförmige Struktur (ein abgestumpftes Ikosaeder) die aus 12 Fünfecken und 20 Sechsecken zusammengesetzt ist. Kroto und seine Kollegen konnten dieses außergewöhnliche Molekül im Labor herstellen und zwar mit Hilfe der Astronomie: Bei ihren Experimenten simulierten sie die chemischen Vorgänge in der Atmosphäre roter Riesensterne und stellten überrascht fest, dass die Buckminster-Fullerene sich dort spontan bilden können und es bei ihnen im Labor auch taten.

Wenn solche Moleküle in Sternen entstehen können, dann können sie auch im Weltall vorkommen. Ein roter Riese ist ein Stern, der sich gegen Ende seines Lebens enorm stark aufgebläht hat und die äußeren Schichten seiner Atmosphäre hinaus ins All pustet. All die Elemente, die er im Laufe seines Lebens in seinem Inneren durch Kernfusion erzeugt hat werden dabei in der Milchstraße verteilt. Genau so wie die komplexen Moleküle, die bei denen von Kroto untersuchten chemischen Reaktionen entstanden sein müssten. In der interstellaren Materie sollten also auch die Buckminster-Fullerene zu finden sein. Ebenso wie andere komplizierte Moleküle, wie die polycyclischen aromatischen Kohlenwasserstoffe. Auf der Erde kennen wir die zum Beispiel als “Weichmacher” und Schadstoffe, denen wir uns ungern aussetzen wollen. Im Weltall wurde ihre Existenz in der interstellaren Materie mit Weltraumteleskopen in den letzten Jahren und Jahrzehnten immer wieder beobachtet. Die Astronomen schätzen die polycyclischen aromatischen Kohlenwasserstoffe besonders, weil sie von ihnen einiges über die Entstehung von Sternen lernen können. Sterne entstehen aus großen kosmischen Wolken interstellarer Materie in die man nur schwer hinein blicken kann. Aber wenn dort schon junge Sterne entstanden sind, geben sie besonders viel Ultraviolett-Strahlung ab. Dieses UV-Licht regt die polycyclischen aromatischen Kohlenwasserstoffe zu Leuchten an, was mit entsprechenden Teleskopen beobachtet werden kann!

Struktur eines Buckminster-Fullerens

Struktur eines Buckminster-Fullerens. Bild: Public Domain

Es lohnt sich also durchaus, Ahnung von Chemie zu haben, wenn man astronomische Vorgänge verstehen will. Kroto und seine Kollegen haben schon in den 1980er Jahren vorgeschlagen, dass eben das C60, das sie in ihrem Labor erzeugt haben, für die diffusen interstellaren Banden verantwortlich sein könnte. Mittlerweile hat man die Existenz dieses Riesenmoleküls im Weltall auch konkret nachweisen können. Es ist nun klar, dass Sterne nicht nur in der Lage sind, neue chemische Elemente in ihrem Inneren zu produzieren, sondern dort auch chemische Reaktionen stattfinden, die höchst komplexe Resultate liefern. Wie die diffusen interstellaren Banden genau entstehen, ist aber noch nicht abschließend geklärt. Ob es nun ausschließlich die Buckminster-Fullerene sind oder doch eher die polycyclischen aromatischen Kohlenwasserstoffe oder vielleicht eine Mischung aus beidem mit etwas interstellarem Staub: Das müssen die Wissenschaftler noch herausfinden. Aber zumindest sind die DIBs kein so großes Mysterium mehr wie zum Zeitpunkt ihrer Entdeckung. Damals konnte man sich nicht vorstellen, dass die komplexen Moleküle, die sie hervor bringen im Weltall existieren könnten. Die Chemiker um Harold Kroto haben gezeigt, dass es durchaus möglich ist während die Astronomen seine Vorhersage bestätigt haben. Und wenn das Rätsel der diffusen interstellaren Banden in (hoffentlich) naher Zukunft gelöst wird, dann wird auch das ein Erfolg der interdisziplinären Forschung sein.

Kroto: Science is “lost in translation”

If you don’t know English, you can still understand Shakespeare’s stories, Sir Harold Kroto told me after his lecture at Lindau on Thursday. But, crucially, “you cannot understand his use of language, because language is a cultural thing – and the culture is lost in translation.” 

‘Lost in translation’ was the title of Kroto’s lecture that morning, the final plenary session of the Lindau Nobel Laureates Meeting. But English wasn’t the language under the microscope – it was mathematics, the language of science. 
“To understand the culture of science, you really need to learn the language,” said Kroto. He thinks some people are not prepared to. And he can understand why: “It takes a lot of effort to learn a language at a later age if you haven’t learnt it when you were young.”
Kroto won his Nobel prize in 1996 for the discovery of Buckminsterfullerene, aka C60 – sixty carbon atoms arranged in a closed shell. At school he did well in physics and chemistry but liked drawing and tennis just as much. It might have been his father’s balloon making business, where he used to help out during school holidays, that got him interested in chemistry. Or perhaps it was his hobby doing photography, which required him to carefully make solutions.

Harry Kroto 2

After studying for his A-levels, Kroto continued on to university because that was what was expected of him. But at that point he had no desire to be a scientist, let alone win a Nobel prize. “I went to the University of Sheffield to do chemistry because I was better at it than other subjects,” he said. “I wasn’t thinking about being a scientist, I was thinking about having a good time and getting away from home. I didn’t even know what an academic was.”
He made the most of university, playing tennis, becoming art editor for the university magazine, painting theatre sets and along the way meeting his wife, Margaret, who is sat alongside him while we talk during the lunch break at the Lindau meeting.
It’s easy to see why Kroto’s talk was scheduled as the last one of the morning. He is a good enough communicator to keep even the most sleep-deprived audience members (and bloggers) awake. And, as noted by the chair of the morning sessions, the organizers knew he’d be able to whiz through his slides quickly enough to make up time if previous speakers overran. Perhaps because of this, Kroto worries that some of the young researchers in the audience might not have quite understood his point.
“There are three kinds of audiences,” he says. “Sometimes you’re preaching to the converted, sometimes there are people who understand what I’m getting at but don’t like it, and sometimes people like it but don’t understand a word of what I’m saying.”
“Probably the majority will have been in the third group,” his wife suggested. “I think so here,” he said, “but there are probably a number in the third group too who enjoyed this thing but had no idea what I was getting at.” 
So how would he sum up the crux of his talk for anyone that might have missed his point? “It’s about time that people realised that the most important thing is to recognise what is actually true,” he says. Science is the best way to arrive at the truth, and you need to know mathematics to understand science.
But his view of science doesn’t seem to be entirely favourable. He compares science with a boxing match against the universe. A scientist is someone who “goes into the lab and gets punched on the nose Monday, Tuesday, Wednesday, Thursday and knocked out in the first round,” he says. “Perhaps once a month they get to the third round, once a year to the fifth round… and if they’re lucky, or not so lucky, they get to the fifteenth round and win the Nobel prize.” 
Not so lucky? Winning a Nobel is “not all good”, Kroto explains. “It diverted me from what I really want to do.” If he hadn’t won the Nobel, he’d be spending more time at home in his studio (he still draws, making logos and other graphics) and less time giving interviews in his lunch break. “But that’s what I do, because I feel like that’s what I have to do and should do. Many Nobel laureates feel a responsibility to speak on behalf of the scientific community,” he says.
Kroto does not just want people to understand mathematics so they can appreciate the beauty of science. He wants politicians and others in positions of power to make decisions based on rational thinking. “It’s very important that people who make decisions on technical issues understand the culture that created the modern world,” he said. 
And though he has no objections to an individual’s right to believe whatever they like, he’d like religion – “irrational” thinking – to stay away from the state. At the moment, he says the “tentacles of dogma” are beginning to creep into politics. “I think the enlightenment is under threat,” he said. “But like I said in my talk, I’m optimistic,” he said. “I’ll be well out of here. But you won’t be…”

Der ursprüngliche Sinn des Nobelpreises und was daraus wurde

Das Higgs-Boson kann inzwischen so leidlich als gefunden gelten, und nun geht das große Nobel-Rätselraten los. Dass Peter Higgs nach der Entdeckung wohl demnächst mal dran ist, gilt weithin als sicher, viel weniger klar ist dagegen, wann und mit wem. Aber eigentlich muss man sich zuerst einmal fragen, ob Higgs überhaupt einen Preis kriegen sollte – nicht weil ich seine Verdienste in Frage stelle oder ihm den Preis missgönne, sondern weil der Nobelpreis eigentlich für etwas anderes gedacht war.

Nach dem Willen seines Stifters Alfred Nobel sollte der Preis an Forscher vergeben werden, die im abgelaufenen Jahr herausragendes geleistet haben – ein Preis also, der laufende Projekte aktiver Forscher unterstützen soll. Und eben nicht, wie heute üblich, als Belohnung für Jahre bis Jahrzehnte vorher erworbene Verdienste. Es ist ein Bisschen kurios, dass das Nobelkomittee sich einerseits jeder Änderung der Modalitäten – zum Beispiel der Einführung des dringend erforderlichen Nobelpreises für Biologie – mit Hinweis auf das Testament des Stifters verweigert, andererseits aber den Preis in dieser radikal umdefinierten Variante verleiht.

Zwischenzeitlich war es eingerissen, dass die Preise wirklich fast auf dem Sterbebett verliehen wurden, weil die Zeit schlicht knapp wurde und das Komittee wohl der Meinung war, diesen oder jenen hochverdienten Wissenschaftler nicht übergehen zu können. Inzwischen bekommen wieder ein paar mehr aktive Forscher den Nobelpreis.

Die ursprüngliche Intention des Nobelpreises ist aber wohl für immer verloren – dem steht die Prominenz des Preises entgegen. Douglas Osheroff zum Beispiel meinte gestern zu mir, sein Nobelpreis hätte ihn eher an der Forschung gehindert, weil er zu viel herumgereist sei, um noch effektiv arbeiten zu können. Nobelpreisträger sind eben sehr nachgefragt. Viel wichtiger allerdings ist wohl ein anderer Effekt: Ein Nobelpreis gibt prominenten Forscherinnen und Forschern die Freiheit, die Werbetrommel für jene Projekte und Ideen zu rühren, die ihnen besonders am Herzen liegen.

It depends on who you are and in what field you work.
In my case it probably hindered me more, because it made me travel all the time and so I couldn’t research as efficiently as before.

                 –  Douglas Osheroff

Shechtman zum Beispiel wollte ja im Interview mit Beatrice gar nicht mehr über seine Forschung sprechen, sondern über seine Bildungsprojekte, und auch ein Harold Kroto zieht inzwischen als wortgewaltiger Lobbyist für das Schöne, Wahre und Gute durch die Welt. Eine Verpflichtung dazu oder zu irgendetwas anderem ist der Nobelpreis nicht, wie man zum Beispiel an Theodor Hänsch sieht, der ja noch in erster Linie Forscher ist. Aber man kann wohl feststellen, dass die meisten Nobelpreisträger weniger Zeit für die Wissenschaft haben als sie oft gerne hätten.

Und das ist vielleicht auch ganz gut so. Denn die Welt ist voller exzellenter Forscher, aber nur wenigen von ihnen hören die Entscheider aus Politik und Wirtschaft im Zweifelsfall auch zu – es sei denn, sie haben die goldene Medaille mit dem Konterfei von Alfred Nobel zu Hause liegen. Denn für die meisten Laureaten ist der Nobelpreis weniger Belohnung denn Verpflichtung – die Verpflichtung, die neu gewonnene Aufmerksamkeit einzusetzen um die Welt zu verbessen. Denn das kann man nicht nur im Labor, sondern auch zum Beispiel vor einer Fernsehkamera. Die Wissenschaft braucht wirkmächtige Kommunikatoren, und ein Nobelpreisträger hat heutzutage kaum eine andere Wahl als so einer zu sein.

Lektionen in Wissenschaft – Tipps zur erfolgreichen Karriere

“Wenn ich wissen möchte, an was die Laureaten forschen, dann lese ich ihre Papers. Mich interessiert viel mehr, wie sie geschafft haben, dort anzukommen wo sie sind.” hörte ich einen Nachwuchswissenschaftler zu seinem Gegenüber sagen, als wir auf Bierbänken zufällig nebeneinander im Essenszelt saßen und im Geschnetzelten stocherten.

Tatsächlich ist es so, dass hier in Lindau nicht die neuesten Forschungsergebnisse präsentiert werden, sondern die Laureaten in ihren Vorträgen entweder historisch aufbereiten, welche Ergebnisse zum Nobelpreis führten oder im Stil eines Übersichtsvortrags das aktuell bearbeitete Fachgebiet vorstellen. Manche Nobelpreisträger nutzen ihre Prominenz auch, um in ihren Talks auf gesellschaftliche Probleme hinzuweisen, und einige schienen den Nachwuchsforscher aus dem Essenszelt erhört zu haben. Ihre Vorträge enthielten eine Folie mit “Lessons for young scientists”, also was die Laureaten an die jüngere Generation weitergeben, wie man ein guter, glücklicher, erfolgreicher, oder überhaupt ein Wissenschaftler wird.

Gesondert wurde dieser Punkt auch in der letzten Diskussionsrunde am Donnerstag angesprochen, in der Harry Kroto, Ei Ichi Negishi, Tom Steitz und Edmond Fischer direkt zur Frage Stellung bezogen, wie man ein guter Wissenschaftler werde. Hier eingebunden die abfotografierten Folien aus den Vorträgen von Avram Hershko (rechts oben) und Roger Tsien (links unten, Mausklick macht sie größer und lesbar) und ein paar Zitate aus der letzten Podiumsdiskussion. Die Kernaussagen liegt irgendwo zwischen der Binsenweisheit, dass man hartnäckig an seinem Thema arbeiten sollte, aber auch merken soll, wann es Zeit ist dasselbe zu wechseln, der Erkenntnis, dass es früher einfacher war Forschungsgelder zu bekommen, und dass ein gute Mentoren und Kooperationen wichtig seien.

Kroto über Wissenschaft und Boxen:
“Science is like going in a ring with Muhammed Ali. It knocks you out Monday to Thursday in the first round, Friday in the second round. You might get lucky and get to the 15th round and get a nobel prize.”

Tom Steiz mit Erfolgstips:
“I always wanted to work together with people which were better than me. It is vital having conversations with colleagues. […] If you never make a mistake you never make an important discovery. But make sure to have a bread and butter project at the side.”

Negishi über die Wahrscheinlichkeit einen Nobepreis zu gewinnen:
“I calculated it, there is a 1:10^7 probability to win nobel prize. That’s like winning the lottery. But if you see the 1:10^7 probability like seven steps with a probability of 1:10, you might already have increased the odds, so only four more steps are required to climb the ladder. It took me half a century for this.”

Fischer über Forschungsfinanzierung:
“I never had difficulties and competition for grants. Those were different times back then and there is no way that Mendel would get an NIH grant these days.” (Fischer ist 91 Jahre alt).

Kroto über Wissenschaft as Wettkampf
“I do not like competition. I always did what I was interested in and didn’t care what others thought. […] I think the mental state that hard work is fun is difficult to achieve.”

Fischer über Fehler und Fanatismus
“Intrinsic to sciene is the element of doubt. Science teaches you that you might always be wrong. If eveybody agreed that they might be wrong it would be the end of fanaticism, especially religious one.”

Dies ist der vorerst letzte Artikel von mir im Blog vom Nobelpreisträgertreffen. Ich hatte eine schöne und intensive Zeit auf diesem hervorragend organisierten Meeting. Ich bedanke mich bei Beatrice Lugger und Christian Rapp, die es mir ermöglichten zum zweiten Mal nach 2009 nach Lindau zu reisen, bei Lars Fischer und meinen anderen Co-Bloggern, die mit mir am laufenden Band Artikel in fünf Sprachen hier produzierten, und bei allen Lesern, die das Nobelpreisträgerblog hin und wieder aufgerufen haben.

Hier noch der Link zu meinem regulären Blog bei den ScienceBlogs, dort schreibe ich nicht nur über Nobelpreisträger.

Sir Harry Kroto: the Third Man

Sir Harry Kroto gave a talk yesterday that was unlike any other lecture at the Lindau Meetings so far. Kroto didn’t talk about the work he had done, or about his life as a scientist. Instead, he gave a dazzling presentation showing scores of images to his audience. He kept shifting gears from art to science, to education, only to switch back again.

At one point, Kroto showed a scene from the movie ‘The Third Man’, for reasons that will become clear later in this blog post. For those of you who are unfamiliar with the movie, ‘The Third Man’ is about a young man, Holly Martins, who plans to attend the funeral of an old friend, Harry Lime, in post-war Vienna. It soon becomes clear that Lime’s dead has been staged, and that he is up to his neck in crime. Lime has disappeared in Vienna, a city that for Holly soon becomes a foreign and hostile labyrinth.

Harry Kroto said that ‘the Third Man’ was one of his favourite movies. I could see why. Kroto’s lecture and this movie classic have some common themes. Let’s follow Holly and Kroto into the maze, and see what hidden gems and provoking insights they have to offer.

Lime is an escape artist. The Viennese sewer system is where he hides from the law and moves about the city. Holly only discovers that the tunnel system is Lime’s hiding place after he reconstruct the events of the evening when he got a glimpse of Harry.

Holly’s method of finding Lime features some of the hallmarks of the scientific process: experimentation, replication and discovery. Kroto stressed how important the scientific method is in our search for truth: “science is the only philosophical construct to determine the truth with any degree of reliability.”

Education should involve teaching young people how they can decide what they are told is true. Kroto asked us how many of us knew the evidence that Galileo and Copernicus had that the earth revolves around the sun? Not many hands were raised. Most of us had accepted the fact, without knowing the evidence. Kroto’s message: “Find out what the evidence is, for everything that you accept.” Otherwise, anything goes.

In a crucial scene in ‘the Third Man’, Harry asks Holly to join him in his criminal operations, selling diluted quantities of penicillin on the black market, while riding a Ferris wheel. The scam that Harry has set up is hurting thousands of people. Holly expresses his concerns for those that will suffer from his actions. Harry replies: “Victims? Don’t be melodramatic. Look down there. Tell me. Would you really feel any pity if one of those dots stopped moving forever? If I offered you twenty thousand pounds for every dot that stopped, would you really, old man, tell me to keep my money, or would you calculate how many dots you could afford to spare?”

As if he was replying to Lime directly, Kroto said that “penicillin is a miracle”. It is one of the greatest gifts of chemistry to humankind, alongside anesthetics. It certainly isn’t something to withhold and dilute at the expense of others.

In fact, not a single dot can be spared. Scientists have the duty and moral obligation to not involve themselves in research that will harm a fellow human. He cited Joseph Rotblat, who was one of the few physicists who turned his back on the Manhattan project: “We appeal, as human beings, to human beings: remember your humanity, and forget the rest.” We don’t need any more atomic bombs.

Towards the end of his talk, Kroto devoted a few words to his own discovery buckminsterfullerene. Kroto always regarded buckyballs as the Third Man, behind diamond and graphene. It was an elusive molecule: nobody expected it existed at all. Even after Kroto and his colleagues had proven that they had made buckminsterfullerene, doubts remained about whether the molecule occured in nature. See what Harry Kroto had to say about that in 1996:

More than a decade later, astronomers announced that they had found the spectroscopic signature of buckminsterfulleren in interstellar nebulae. between the stars.

 

 

Harry Kroto über Neuroenhancement – ein Interview

Heute habe ich zusammen mit Spektrum-Chefredakteur Carsten Könneker ein ausführliches Interview mit dem Chemie-Nobelpreisträger Harry Kroto geführt, von dem ich ja bekanntermaßen ein großer Fan bin. Er hat sich fast eine Stunde Zeit für uns genommen, und unter anderem haben wir ihn auch nach dem Thema Hirndoping gefragt:

“Wir tun das bereits, indem wir Google und vergleichbare Werkzeuge benutzen. Aber natürlich ist etwas anderes gemeint, nämlich Medikamente und ähnliches. Insgesamt ist das Gehirn so extrem kompliziert, dass wir die meisten Eingriffe in seine Funktion nur vornehmen weil wir wirklich müssen, zum Beispiel aus medizinischen Gründen. Man würde ja auch nicht einfach so Krebsmedikamente schlucken, schon weil einige dieser Substanzen ziemlich giftig sind. Also ich würde jedenfalls nicht am Gehirn herumfuhrwerken, weil es so kompliziert ist, dass man dabei wohl Schaden anrichten würde.


“Wir haben deutliche Hinweise darauf, dass es auf Dauer ungesund ist, Drogen oder vergleichbare Pharmazeutika zu nehmen. Man kann vielleicht mal ohne Folgen LSD nehmen und Spaß haben, aber insgesamt zeigt die Geschichte dieser Substanzen, dass man in so ein kompliziertes System wie das Gehirn nur eingreifen sollte, wenn es wirklich notwendig ist – als letztes Mittel.”

Außerdem haben wir erfahren, was er vom Atomausstieg hält und vom iPhone, warum Digitaluhren die Jugend verderben und was er eigentlich viel lieber machen würde als forschen – und warum er trotzdem immer noch in der Wissenschaft aktiv ist. Das vollständige Interview gibt es in ein paar Tagen bei spektrumdirekt.

Noble Sätze – Verraten Original-Publikationen den Nobelpreis?

Wie alle Wissenschaftler publizieren auch zukünftige Nobelpreisträger ihre Forschungsergebnisse in peer-revieweten Wissenschaftsmagazinen. Ihre ursprünglich veröffentlichten Ergebnisse, Thesen und Ideen sind in den digitalen Archiven der Wissenschaftsliteratur auch Jahre und Jahrzehnte später konserviert, als wären sie erst gestern publiziert worden. 

Lucas Brouwers, der Kollege im englischen Lindau Blog und dessen Blogpost ich hier frei übersetze, hatte eine nette Idee: Er hat sich die Originalveröffentlichungen der Laureaten angeschaut und untersucht, ob dort bereits Spuren der tiefen Einsicht oder der gloreichen Entdeckungen erkennbar sind, die zum Nobelpreis führen sollten. Gibt es Absätze in den Papers, die den Erfolg, welche die Autoren Jahre später hatten,  vorwegnehmen?  Gibt es den einen nobelpreiswürdigen Satz?


Natürlich nicht. Es ist lächerlich zu meinen das der wissenschaftliche Fortschritt auf ein einzelnes Paper oder gar einem einzelnen Satz kondensiert werden kann. Wissenschaftliche Einsicht ist ein Prozess und sie kommt nicht als Geniestreich. Sogar die Laureaten bauen auf das Wissen der Forscher vor ihnen.

Ich denke dennoch, dass es interessant ist, wie die Nobelpreisträger, die dieses Jahr am Treffen in Lindau teilnehmen ursprünglich von ihren Ergebnisse berichteten. Ich habe daher deren Schlüsselpublikationen gelesen und die Sätze ausgewählt, die meiner Meinung nach die Idee, die zum Nobelpreis geführt hat, am besten repräsentiert.

Aus den Zitaten wird klar, dass es nicht den einen Weg gibt eine Entdeckung oder Erkenntnis zu veröffentlichen. Zum Teil sind es technische Beschreibungen, zum Teil sind es klare Worte. Manche sind im Aktiv geschrieben, andere im Passiv. Aber sie haben eines gemein: Alle sind ausgezeichnete Beispiele hervorragender Wissenschaft und Teil der Speerspitze unseres Wissens.

Unten die Beispielsätze mit Links zu den Papers. (eventuelle Fehler sowie mehr oder weniger gelungene Wahl der Schlüsselveröffentlichung sind Lucas zu zu schreiben! :-))

Peter Agre gibt die Entdeckung von Wasserkanälen in Membranen bekannt:
“Our observations strongly suggest that CHIP28 is the functional unit of the constitutively active water channels of RBCs and proximal renal tubules.” (ref)

Werner Arber liefert den Schlüssel, das Restriktionsenzyme spezifische DNA Sequenzen erkennen:
“It is concluded that host specificity is carried on the bacteriophage DNA.” (ref)

Elizabeth Blackburn beschreibt zum ersten Mal ein Telomer:
“The results described in this paper show that at each end of the palindromic, extra-chromosomal rDNA molecules there is a tandemly repeating hexanucleotide sequence.” (ref)

Aaron Ciechanover und Avram Hershko über die Entdeckung des Ubiquitin-basierten Proteinabbaus:
“We now report that the ATP-dependent cell-free system is composed of complementing species, and describe the properties of one of the components.” (ref)

Christian de Duve entdeckt das Lysosom:
“Acid phosphatase is attached to a special type of cytoplasmic granules, differing both from the [..] mitochondria and from the [..] microsomes.” (ref)

Sir Martin Evans beschreibt die erste Isolierung embyonaler Stammzellen von Mäusen:
“We have demonstrated here that it is possible to isolate pluripotential cells directly from early embryos.” (ref)

Edmond Fisher beschreibt die reversible phosphorylierung als Regulationsmechanismus:
“The activation and inactivation of muscle phosphorylase, which results from the interconversion of phosphorylases b and a, constitutes an important mechanism by which the metabolism of carbohydrate in this tissue may be controlled.” (ref)

Robert Huber und Michel Hartmut geben bekannt, dass sie die Struktur des photosynthetischen Reaktionszentrums gelöst haben:
“In this letter we report the spatial arrangement of the prosthetic groups in the photosynthetic reaction centre as the first result of our structure analysis at 3 angstrom resolution” (ref)

Sir Harold Kroto witzelt über den Namen “buckminsterfullerene” oder “bucky balls”, die er und sein Team synthetisiert haben:
“We are disturbed at the number of letters and syllables in the rather fanciful but highly appropriate name we have chosen in the title to refer to this C60 species” (ref)

Jean-Marie Lehn beschreibt die Synthese von Cryptanden:
“In previous communications, we described the synthesis of a macroheterobicyclical compound.” (aus dem Französischen übersetzt: Dans la communication précédente nous avons décrit la synthèse de composés macrohétérobicycliques.) (ref)

Anmerkung: Das ist die erste Erwähnung der Cryptanden die ich von Jean-Marie Lehn finden konnte. Der Satz enthält einen Literaturverweis, der aber nur als “previous communication” im Literaturverzeichnis ausgeführt wird. 

Ferid Murad beschreibt wie einfache Stickstoffmonoxidmoleküle die Aktivität eines Enzyms regulieren können:
While the precise mechanism of guanylate cyclase activation by these agents is not known, activation may be due to the formation of nitric oxide. (ref)

Ei-ichi Negishi beschreibt zum ersten mal die Bindung einer organo-zink Verbindung an ein Halogen mit Hilfe eines Palladium-Katalysators (diese Reaktion wird später die “Negishi-Reaktion” genannt):
“We now report that organozinc compounds readily participate in the Ni- or PD-catalyzed cross-coupling reaction.” (ref)

Erwin Neher und Bert Sakmann beschreiben zum ersten Mal das Verhalten eines einzelnen Ionenkanals:

“We have formed the following picture of acetylcholine receptors [..]: a channel opens and closes rapidly.” (ref)

Hamilton Smith entdeckt TypII Restriktionsenzyme:
“We have made the chance discovery of what appears to be [..] an enzyme in Hemophilus influenza which specifically degrades foreign DNA.” (ref 1 and ref 2)

Oliver Smithies schreibt, dass er mit Hilfe der homologen Rekombination erfolgreich ein fremdes Gen in ein Wirbeltiergenom eingeführt:
“The experiments reported here establish that the planned modification of a specific human gene can be accomplished in mammalian cells by homologous recombination without detectably affecting other parts of the genome.” (ref)

Thomas Steitz  über die Aufklärung der Struktur des Ribosoms:
“The analysis of the 50S ribosomal subunit structure presented here describes the overall architectural principles of RNA folding and its interaction with proteins, but many exciting details remain to be explored.” (ref)

Roger Tsien sieht die Zukunft fluoreszierender Proteine in der biologischen Forschung voraus:
“The availability of several forms of GFP [..] should facilitate two-color assessment of differential gene expression, developmental fate or protein trafficking.” (ref)

Torsten Wiesel beschreibt seine Experimente über die Prozessieung visueller Reize im Gehirn von Katzen:
“The present investigation [..] includes a study of receptive field of cells in the cat’s striate cortex.” (ref)

Ada Yonath über die Kristallisation ribosomaler Protein in thermophilen Bakterien:
“The  information obtained from the studies described in this paper will be a valuable contribution to the current investigation on the spatial  structure of  the ribosome by chemical, physical, and immunological techniques.” (ref)

Anmerkung: Ich habe erfolglos versucht die online-Version eines früheren Papers zu finden, das zitiert wird (1980, Biochemistry International).

Harald zur Hausen  isoliert humane Papillomvirus-DNA aus Gebärmutterhalstumorproben:
“The data thus indicate that HPV 16 DNA prevails in malignant [cervical] tumors, rendering an accidental contamination with papillomavirus [..] unlikely” (ref