Ein Plädoyer für Neugier getriebene Forschung

Scheinbar sinnlose wissenschaftliche Forschung kann zu außergewöhnlichen Entdeckungen führen, sagt Physikerin Suzie Sheehy. Mit ihrem Vortrag und einigen technischen Experimenten demonstriert sie uns, wie viele unserer modernen Technologien auf jahrhundertealte Experimente zurückgehen, die nur auf Neugier basierten. Damit hält sie ein Plädoyer dafür, dass wir mehr investieren müssen, um die Welt besser zu verstehen.

Im späten 19. Jahrhundert versuchten
Wissenschaftler ein Rätsel zu lösen.

Wenn Sie eine Vakuumröhre wie diese

unter Hochspannung setzten,

passierte etwas Merkwürdiges.

Sie nannten sie Kathodenstrahlen.

Aber die Frage war: woraus bestehen sie?

J.J. Thompson, ein englischer
Physiker des 19. Jahrhunderts,

führte mit Magneten und Elektrizität
Experimente wie diese durch.

Und er entdeckte etwas Unglaubliches.

Diese Strahlen bestanden
aus negativ geladenen Teilchen,

die etwa 2.000 mal leichter waren
als ein Wasserstoffatom,

das kleinste damals bekannte Teilchen.

Damit hatte Thompson das erste
subatomare Teilchen entdeckt,

das wir heute Elektron nennen.

Nun damals erschien das wie
eine komplett unnütze Entdeckung.

Damit meine ich, dass Thompson
keine Anwendungen für Elektronen sah.

Auf sein Labor in Cambridge brachte er
gerne folgenden Trinkspruch aus:

"Auf das Elektron.

Möge es nie Jemandem von Nutzen sein."

(Gelächter)

Er war ein großer Verfechter davon,
Forschung aus reiner Neugier zu betreiben,

um damit zu einem tieferen
Verständis der Welt zu gelangen.

Und was er entdeckte, löste eine
wissenschaftliche Revolution aus.

Aber es brachte auch einen unerwarteten
technologischen Fortschritt.

Heute möchte ich ein Plädoyer halten
für Forschung, die auf Neugier basiert,

denn ohne sie,

wäre keine der Technologien, über die
ich heute rede, überhaupt möglich.

Thompsons Entdeckung hat wirklich
unsere Sicht auf die Welt verändert.

Ich denke, ich stehe hier auf einer Bühne,

und Sie denken, Sie sitzen in einem Sitz.

Aber das sind nur
die Elektronen in Ihrem Körper,

die gegen die Elektronen
in Ihrem Sitz drücken,

und sich der Schwerkraft entgegensetzten.

Sie berühren nicht
einmal wirklich den Sitz.

Sie schweben in der Tat
immer ganz leicht darüber.

In vieler Hinsicht basiert unsere moderne
Gesellschaft auf dieser Entdeckung.

Diese Bildröhren waren
der Beginn aller Elektronik.

Und dann für viele Jahre,

hatten die meisten von uns
sogar eine im Wohnzimmer,

als Bestandteil von Bildröhrenfernsehern.

Aber wie jämmerlich wäre unser Leben,

wenn Fernseher das einzige Produkt
dieser Entdeckung geblieben wären.

(Gelächter)

Glücklicherweise war
die Bildröhre nur der Beginn,

denn es passiert noch etwas
anderes, wenn Elektronen hier

auf das Metall in der Röhre auftreffen.

Ich zeige es Ihnen.

Das erst wieder Einschalten.

Wenn die Elektronen also
plötzlich im Metall abbremsen,

wird ihre Energie freigesetzt

als hochenergetische Strahlung,
sogenannte Röntgenstrahlen.

(Summen)

(Summen)

Innerhalb von 15 Jahren nach
Entdeckung des Elektrons

wurden Röntgenstrahlen zum Blick
in das Körperinnere verwendet,

was Chirurgen half, das Leben
von Soldaten zu retten,

denn sie konnten nun Projektil- und
Schrapnell-Splitter im Körper auffinden.

Wir hätten diese Technologie
niemals gefunden,

wenn wir nur nach neuen chirurgischen
Instrumenten geforscht hätten.

Allein eine Forschung getrieben von
Neugier und ohne Nutzen im Sinn,

erlaubte uns die Entdeckung des
Elektrons und der Röntgenstrahlen.

Diese Röhre hat uns auch die Türen
zum Verständis unseres Universums geöffnet

und die Teilchenphysik begründet,

denn dies ist auch der erste, sehr
einfache Teilchenbeschleuniger.

Ich selbst bin Beschleunigerphysikerin
und entwickle Teilchenbeschleuniger,

und ich erforsche das
Verhalten von Strahlen.

Mein Fachgebiet ist etwas anders,

da es von Neugier getriebene Forschung

und Technologie mit praktischen
Anwendungen vereint.

Es ist die Kombination
dieser beiden Aspekte,

die mich an meiner
Arbeit wirklich begeistert.

In den letzten 100 Jahren

gab es zu viele Beispiele,
um sie alle aufzulisten.

Darum nenne ich nur einige Ausgewählte.

1928 fand der Physiker Paul Dirac etwas
Ungewöhnliches in seinen Gleichungen.

Allein auf seinem mathematischen
Verständnis basierend, sagte er voraus,

dass eine zweite Form
von Materie existieren müsste,

das Gegenstück zu normaler Materie,

und beide sollten sich bei Kontakt
gegenseitig auslöschen:

Antimaterie.

Das hörte sich zunächst unvorstellbar an.

Aber vier Jahre später war sie gefunden.

Heute nutzen wir sie
täglich in Krankenhäusern

zum Finden von Krankheiten mit Positronen-
Emissions-Tomographie, oder PET-Scans.

Oder die Röntgenstrahlen.

Wenn wir die Energie
dieser Elektronen erhöhen,

in etwa um das Tausendfache
im Vergleich zu dieser Röhre,

dann würden die
entstehenden Röntgenstrahlen

genug ionisierende Strahlung liefern,
um menschliche Zellen zu zerstören.

Und wenn wir Form und Richtung dieser
Röntgenstrahlen lenken können,

ermöglicht uns das etwas Großartiges:

Die Behandlung von Krebs ohne
Medikamente oder Operation

durch Strahlentherapie.

In Australien und Großbritannien

wird etwa die Hälfte aller Krebspatienten
mit Strahlentherapie behandelt.

Damit sind Elektronenbeschleuniger
tatsächlich Standardausstattung

in den meisten Kliniken.

Oder schauen wir doch mal in Ihr Zuhause:

Sie haben ein Smartphone
oder einen Computer --

und da wir hier bei TEDx sind, haben
Sie vermutlich beides dabei, oder?

Nun, in diesen Geräten

sitzen Prozessoren, hergestellt durch
den Einbau einzelner Ionen in Silikon.

Dieses Verfahren heißt Ionen-Implantation

und basiert auf einem
Teilchenbeschleuniger.

Allerdings würde ohne
Forschung aus Neugier

keines dieser Dinge überhaupt existieren.

Über die Jahre haben wir gelernt,
dass Innere des Atoms zu erforschen.

Und dafür mussten wir lernen,
wie man Teilchenbeschleiniger baut.

Die ersten Geräte ermöglichten
uns, das Atom zu spalten.

Und dann mit immer höherer Energie

kamen kreisförmige Beschleuniger,
die uns Zugang zum Atomkern ermöglichten,

und uns dann sogar erlaubten,
neue Elemente zu erschaffen.

Ab diesem Punkt erforschten
wir nicht mehr nur das Atominnere.

Wir hatten gelernt,
diese Partikel zu kontrollieren.

Wir hatten gelernt mit
unserer Welt zu interagieren

auf einer Ebene, die so winzig ist, das
wir Menschen sie weder sehen, anfassen

oder wahrnehmen können.

Dann bauten wir immer
größere Beschleuniger,

aus Neugier über die
Beschaffenheit des Universums.

Als wir dann immer tiefer bohrten,
fanden wir immer neue Teilchen.

Jetzt haben wir diese riesigen,
ringförmigen Maschinen,

die zwei entgegengesetzte
Teilchenstrahlen nehmen,

sie auf etwa Haaresbreite komprimieren

und dann miteinander kollidieren.

Und auf Basis von Einsteins's E=mc2

kann die frei werdende Energie,
in neue Materie umgewandelt werden,

neue Teilchen, die wir dem Stoff,
der unser Universum bildet, entreißen.

Heute gibt es etwa 35.000
Teilchenbeschleuniger weltweit,

ohne Fernseher mitzuzählen.

In jeder dieser unglaublichen Maschinen,

finden sich Hunderte und
Milliarden winziger Teilchen,

die Tanzen und Wirbeln in Systemen,
die weitaus komplexer sind

als die Geburt von Galaxien.

Mir fehlen die Worte zu beschreiben,
wie fantastisch es ist,

dass wir dazu in der Lage sind.

(Lachen)

(Applaus)

Ich möchte sie heute dazu
ermutigen, ihre Zeit und Energie

in Menschen zu investieren,
die aus Neugier forschen.

Es war Jonathan Swift, der einst sagte:

"Vorstellungskraft ist die Fähigkeit,
das Unsichtbare zu sehen."

Und genau das hat J.J. Thompson
vor über 100 Jahren getan,

als er den Schleier von
der subatomaren Welt lüftete.

Wir müssen jetzt in Forschung investieren,
die von Neugier getrieben ist,

denn wir haben so viele Probleme zu lösen.

Und wir brauchen Geduld.

Wir müssen Wissenschaftlern die Zeit,
den Freiraum und die Mittel geben,

ihre Suche fortzusetzen,

denn die Geschichte lehrt uns,

wenn wir neugierig
und offen bleiben können,

in Bezug auf die Ergebnisse
unserer Forschung,

werden unsere Entdeckungen
umso mehr die Welt verändern.

Vielen Dank.

(Applaus)