WEBVTT

00:00:01.190 --> 00:00:05.712
Ich möchte Ihnen ein aufstrebendes
Wissenschaftsgebiet vorstellen,

00:00:05.712 --> 00:00:09.669
das noch spekulativ,
aber unglaublich spannend ist

00:00:09.669 --> 00:00:13.308
und stetig an Bedeutung gewinnt.

00:00:13.308 --> 00:00:17.450
Die Quantenbiologie
stellt die einfache Frage,

00:00:17.450 --> 00:00:18.930
ob die Quantenmechanik --

00:00:18.930 --> 00:00:22.106
diese seltsame, wundervolle
und weitreichende Theorie

00:00:22.106 --> 00:00:24.938
über die subatomare Welt
der Atome und Moleküle,

00:00:24.938 --> 00:00:28.434
auf die sich vieles in der heutigen
Physik und Chemie stützt --

00:00:28.434 --> 00:00:31.866
auch in lebenden Zellen eine Rolle spielt.

00:00:31.866 --> 00:00:36.459
Anders gefragt: Gibt es Prozesse,
Mechanismen oder Phänomene

00:00:36.459 --> 00:00:38.245
in lebenden Organismen,

00:00:38.245 --> 00:00:43.496
die nur durch Quantenmechanik
erklärbar sind?

00:00:43.496 --> 00:00:45.177
Quantenbiologie ist nicht neu.

00:00:45.177 --> 00:00:47.928
Es gibt sie seit Anfang der 1930er Jahre.

00:00:47.928 --> 00:00:51.673
Aber erst im letzten Jahrzehnt
wurden durch sorgfältige Experimente

00:00:51.673 --> 00:00:55.105
in biochemischen Laboren
mittels der Spektroskopie

00:00:55.105 --> 00:01:01.988
handfeste Beweise für bestimmte
Mechanismen gefunden,

00:01:01.988 --> 00:01:05.693
die nur quantenmechanisch
zu erklären sind.

NOTE Paragraph

00:01:05.693 --> 00:01:09.053
Die Quantenbiologie
führt Quantenphysiker, Biochemiker

00:01:09.053 --> 00:01:12.682
und Molekularbiologen zusammen --
sie ist sehr interdisziplinär.

00:01:12.682 --> 00:01:16.615
Ich komme aus der Quantenphysik,
bin also Kernphysiker.

NOTE Paragraph

00:01:16.615 --> 00:01:18.924
Ich habe über drei Jahrzehnte versucht,

00:01:18.924 --> 00:01:21.883
die Quantenmechanik zu verstehen.

00:01:21.883 --> 00:01:24.354
Niels Bohr, einer ihrer Gründer, sagte:

00:01:24.354 --> 00:01:28.234
"Wenn sie einen nicht staunen lässt,
hat man sie nicht verstanden."

00:01:28.237 --> 00:01:31.100
Ich bin froh, dass ich
immer noch darüber staune.

00:01:31.104 --> 00:01:32.879
Das ist ein gutes Zeichen.

00:01:32.879 --> 00:01:39.752
Aber es bedeutet, die winzigsten Gebilde
des Universums zu untersuchen --

00:01:39.752 --> 00:01:41.887
die Bausteine der Realität.

00:01:41.887 --> 00:01:45.100
Um deren Größe zu einzuschätzen,

00:01:45.100 --> 00:01:48.072
denken Sie an etwas Alltägliches,
wie einen Tennisball,

00:01:48.086 --> 00:01:51.027
und gehen zur nächst
kleineren Größenordnung:

00:01:51.027 --> 00:01:56.202
Von einem Nadelkopf, zu einer Zelle,
zu einem Bakterium, bis zu einem Enzym.

00:01:56.202 --> 00:01:58.061
Bald darauf kommt die Nanowelt.

NOTE Paragraph

00:01:58.061 --> 00:02:00.850
Von Nanotechnologie
haben Sie vielleicht gehört.

00:02:00.850 --> 00:02:04.564
Ein Nanometer ist ein Milliardstel Meter.

00:02:04.564 --> 00:02:08.924
Mein Gebiet ist der Atomkern --
der winzige Punkt innerhalb des Atoms.

00:02:08.924 --> 00:02:10.916
Der ist noch eine Stufe kleiner.

00:02:10.916 --> 00:02:13.618
Das ist das Gebiet der Quantenmechanik,

00:02:13.618 --> 00:02:15.542
an das sich Physiker und Chemiker

00:02:15.542 --> 00:02:17.203
seit langem heran tasten.

00:02:17.203 --> 00:02:22.085
Die Biologen, andererseits, haben sich
in meinen Augen etwas abgewandt.

00:02:22.085 --> 00:02:26.422
Sie sind zufrieden mit ihren
Ball-und-Stäbchen-Molekül-Modellen.

NOTE Paragraph

00:02:26.426 --> 00:02:27.538
(Lachen)

NOTE Paragraph

00:02:27.538 --> 00:02:30.364
Die Bälle sind Atome,
die Stäbe deren Verbindungen.

00:02:30.364 --> 00:02:32.942
Was sie nicht im Labor nachbauen können,

00:02:32.942 --> 00:02:35.588
erledigen heute leistungsstarke Computer,

00:02:35.588 --> 00:02:37.785
die riesige Moleküle simulieren können.

00:02:37.785 --> 00:02:42.003
Das ist ein Protein,
das aus 100 000 Atomen besteht.

00:02:42.003 --> 00:02:47.675
Man braucht keine Quantenmechanik,
um es zu erklären.

00:02:47.675 --> 00:02:50.974
Die Quantenmechanik wurde
in den 1920ern entwickelt,

00:02:50.974 --> 00:02:57.779
als eine Reihe schöner und mächtiger
mathematischer Regeln und Konzepte,

00:02:57.779 --> 00:03:00.407
die die Welt im ganz Kleinen erklären.

00:03:00.407 --> 00:03:03.677
Sie unterscheidet sich sehr
von unserer alltäglichen Welt,

00:03:03.677 --> 00:03:05.380
mit ihren Billionen von Atomen.

00:03:05.380 --> 00:03:09.778
Es ist eine Welt, die auf
Wahrscheinlichkeit und Zufall basiert --

00:03:09.778 --> 00:03:12.880
verschwommen und voller Phantome.

00:03:12.880 --> 00:03:18.156
In ihr können sich Teilchen
wie sich ausbreitende Wellen verhalten.

NOTE Paragraph

00:03:18.157 --> 00:03:21.039
Wenn wir Quantenmechanik
oder Quantenphysik

00:03:21.043 --> 00:03:26.251
als Grundlage der Realität verstehen,

00:03:26.251 --> 00:03:28.041
liegt die Behauptung nahe,

00:03:28.041 --> 00:03:30.449
die organische Chemie
fuße auf der Quantenphysik,

00:03:30.449 --> 00:03:32.033
weil sie die Regeln vorgibt,

00:03:32.033 --> 00:03:35.178
nach denen sich Atome
zu organischen Molekülen formen.

00:03:35.178 --> 00:03:38.491
Organische Chemie ergibt,
um einige Stufen komplexer

00:03:38.491 --> 00:03:42.093
die Molekularbiologie,
die zum Leben selbst führt.

00:03:42.093 --> 00:03:45.331
So gesehen liegt die Behauptung nahe.

00:03:45.331 --> 00:03:50.143
Sie sagen: "Okay, letztlich basiert
das Leben auf Quantenmechanik."

00:03:50.143 --> 00:03:52.561
Aber alles andere tut das auch.

00:03:52.561 --> 00:03:56.510
Auch die unbewegte Materie,
die aus Billionen von Atomen besteht.

NOTE Paragraph

00:03:56.510 --> 00:04:00.793
Letztlich stößt man auf die Quantenebene,

00:04:00.793 --> 00:04:03.560
wo man in diese Eigenartigkeit
eintauchen muss.

00:04:03.560 --> 00:04:06.374
Aber im Alltag können wir
das vernachlässigen,

00:04:06.374 --> 00:04:09.597
denn sobald man Billionen
von Atomen zusammensetzt,

00:04:09.597 --> 00:04:12.832
verliert sich diese Quanten-Eigenart.

00:04:15.288 --> 00:04:17.887
Darum geht es in der
Quantenbiologie nicht.

00:04:17.887 --> 00:04:20.467
Sie ist nicht so offensichtlich.

00:04:20.467 --> 00:04:25.174
Gewiss fußt das Leben im molekularen
Bereich auf Quantenmechanik.

00:04:25.174 --> 00:04:31.288
In der Quantenbiologie
sucht man nach Auffälligkeiten,

00:04:31.288 --> 00:04:35.758
nach ungeahnten Konzepten
in der Quantenmechanik,

00:04:35.762 --> 00:04:38.721
um zu sehen, ob sie wirklich
eine bedeutende Rolle

00:04:38.721 --> 00:04:42.663
für die Darstellung
der Lebensabläufe spielen.

NOTE Paragraph

00:04:42.663 --> 00:04:45.987
Hier ist ein perfektes Beispiel dafür,

00:04:45.987 --> 00:04:49.027
wie ungeahnt sich die Quantenwelt verhält:

00:04:49.027 --> 00:04:50.568
der Quanten-Skifahrer.

00:04:50.568 --> 00:04:53.146
Er scheint intakt
und bei bester Gesundheit,

00:04:53.146 --> 00:04:57.427
obwohl er scheinbar auf beiden Seiten
des Baumes vorbeigefahren ist.

00:04:57.427 --> 00:04:59.140
Beim Anblick einer solchen Spur

00:04:59.144 --> 00:05:01.483
denkt man wahrscheinlich an einen Stunt.

00:05:01.483 --> 00:05:04.818
Aber in der Quantenwelt
passiert das ständig.

00:05:04.818 --> 00:05:07.884
Teilchen können
mehrere Dinge gleichzeitig tun

00:05:07.884 --> 00:05:10.172
und an zwei Orten gleichzeitig sein.

00:05:10.172 --> 00:05:13.268
Sie können sich wie
sich ausbreitende Wellen verhalten.

00:05:13.268 --> 00:05:15.537
Es ist beinahe magisch.

NOTE Paragraph

00:05:15.537 --> 00:05:18.327
Physiker und Chemiker
haben sich fast ein Jahrhundert

00:05:18.327 --> 00:05:21.187
an dieser Eigenartigkeit versucht.

00:05:21.187 --> 00:05:22.825
Ich halte den Biologen nicht vor,

00:05:22.825 --> 00:05:26.214
dass sie sich die Quantenmechanik
nicht aneignen wollten oder mussten;

NOTE Paragraph

00:05:26.214 --> 00:05:28.716
denn diese Eigenartigkeit ist sehr heikel.

00:05:28.716 --> 00:05:33.144
Wir Physiker tun alles,
um sie in Laboren aufrecht zu erhalten:

00:05:33.144 --> 00:05:37.418
Wir kühlen unsere Systeme fast
auf den absoluten Nullpunkt,

00:05:37.418 --> 00:05:39.377
machen Experimente im Vakuum

00:05:39.377 --> 00:05:43.588
und versuchen, jede äußere
Störung auszuschließen.

00:05:43.602 --> 00:05:49.960
Das warme, chaotische und laute Milieu
einer lebenden Zelle ist ganz anders.

00:05:49.960 --> 00:05:52.807
Die Molekularbiologie
hat die Lebensprozesse

00:05:52.807 --> 00:05:58.752
im Hinblick auf chemische Reaktionen
scheinbar sehr gut beschrieben;

00:05:58.752 --> 00:06:03.486
reduktionistische, deterministische
chemische Reaktionen,

00:06:03.486 --> 00:06:08.780
die zeigen, dass das Lebendige
aus dem selben Stoff wie alles andere ist.

00:06:08.780 --> 00:06:11.854
Und wenn Quantenmechanik
in der Makro-Welt unwichtig ist,

00:06:11.858 --> 00:06:15.704
dann auch in der Biologie.

NOTE Paragraph

00:06:15.706 --> 00:06:20.030
Es gab einen Mann,
der anderer Meinung war:

00:06:20.042 --> 00:06:23.455
Erwin Schrödinger,
bekannt durch Schrödingers Katze,

00:06:23.455 --> 00:06:26.912
ein österreichischer Wissenschaftler
und Mitgründer der Quantenmechanik

00:06:26.912 --> 00:06:28.619
in den 1920ern.

00:06:28.619 --> 00:06:31.750
1944 schrieb er das Buch "Was ist Leben?",

00:06:31.750 --> 00:06:33.424
das enorm einflussreich war.

00:06:33.424 --> 00:06:35.969
Es beeinflusste Francis Crick
und James Watson,

00:06:35.969 --> 00:06:39.312
die Entdecker der
Doppelhelix-Struktur der DNS.

00:06:39.313 --> 00:06:43.041
In seinem Buch schreibt er:

00:06:43.041 --> 00:06:47.595
"Auf molekularer Ebene
haben lebende Organismen

00:06:47.595 --> 00:06:52.077
eine bestimmte Struktur,
die ganz anders ist

00:06:52.081 --> 00:06:56.831
als das thermodynamische Gerangel
von Atomen und Molekülen

00:06:56.831 --> 00:07:01.507
in unbelebter Materie
von gleicher Komplexität.

NOTE Paragraph

00:07:01.507 --> 00:07:06.512
Lebendige Materie scheint sich
nach einem Prinzip zu verhalten,

00:07:06.512 --> 00:07:10.370
so wie unbelebte Materie
sich auf beinahe 0 herunterkühlt,

00:07:10.370 --> 00:07:14.283
wenn Quanteneffekte
eine wichtige Rolle spielen.

00:07:14.283 --> 00:07:18.434
Die Struktur in einer lebendigen Zelle

00:07:18.434 --> 00:07:20.054
hat etwas Besonderes."

00:07:20.054 --> 00:07:23.366
Also spekulierte Schrödinger,
dass die Quantenmechanik

00:07:23.366 --> 00:07:26.096
für das Leben eine Rolle spielen könnte.

00:07:26.096 --> 00:07:29.515
Das ist ein sehr spekulativer,
weitreichender Gedanke,

00:07:29.515 --> 00:07:33.428
den er nicht sehr weit ausgeführt hat.

NOTE Paragraph

00:07:33.436 --> 00:07:34.803
Doch wie gesagt:

00:07:34.803 --> 00:07:37.516
Es gab in den letzten zehn Jahren
vermehrt Experimente,

00:07:37.516 --> 00:07:41.965
die nahelegen, dass
bestimmte Phänomene in der Biologie

00:07:41.965 --> 00:07:43.622
auf Quantenmechanik fußen.

NOTE Paragraph

00:07:43.622 --> 00:07:48.205
Ich zeige Ihnen nur die spannendsten.

00:07:48.215 --> 00:07:53.571
Der Tunneleffekt ist eines der
bekanntesten Phänomene der Quantenwelt.

00:07:53.571 --> 00:07:57.914
Im linken Kasten sieht man
die wellenartige Ausbreitung

00:07:57.914 --> 00:08:00.875
einer Quanten-Erscheinung;
eines Teilchens wie ein Elektron.

00:08:00.875 --> 00:08:04.300
Das ist kein Ball,
der gegen eine Wand prallt,

00:08:04.300 --> 00:08:07.843
sondern eine Welle, die mit einer
bestimmten Wahrscheinlichkeit,

00:08:07.843 --> 00:08:12.739
wie ein Geist eine feste Wand passiert
und gegenüber auftaucht.

00:08:12.739 --> 00:08:17.753
Man sieht einen blassen Lichtfleck
im rechten Kasten.

00:08:17.753 --> 00:08:22.379
Der Tunneleffekt beschreibt, dass ein
Teilchen auf eine feste Wand stoßen kann

00:08:22.379 --> 00:08:24.853
und wie durch Magie

00:08:24.853 --> 00:08:27.667
auf einer Seite verschwindet
und gegenüber auftaucht.

00:08:27.667 --> 00:08:31.903
Um einen Ball über eine Mauer zu werfen,

00:08:31.903 --> 00:08:35.494
muss man genug Kraft investieren,
damit er darüber fliegt.

00:08:35.494 --> 00:08:39.086
In der Quanten-Welt reicht es,
ihn dagegen zu werfen

00:08:39.086 --> 00:08:43.657
und er verschwindet mit einer Chance, die
größer als Null ist, auf der einen Seite

NOTE Paragraph

00:08:43.657 --> 00:08:45.390
und erscheint auf der anderen.

NOTE Paragraph

00:08:45.390 --> 00:08:47.632
Das ist keine Spekulation.

00:08:47.632 --> 00:08:50.532
Wir sind froh ...
Nein, "froh" trifft es nicht ganz.

NOTE Paragraph

00:08:50.532 --> 00:08:52.545
(Lachen)

NOTE Paragraph

00:08:52.545 --> 00:08:54.243
Es ist uns vertraut.

NOTE Paragraph

00:08:54.243 --> 00:08:56.956
(Lachen)

NOTE Paragraph

00:08:56.956 --> 00:08:59.320
Tunneleffekte passieren ständig.

00:08:59.320 --> 00:09:02.651
Sie sind der Grund,
dass die Sonne scheint.

00:09:02.655 --> 00:09:04.204
Teilchen verschmelzen

00:09:04.204 --> 00:09:09.396
und die Sonne verwandelt durch
den Tunneleffekt Wasserstoff in Helium.

00:09:09.396 --> 00:09:14.678
In den 70er und 80er Jahren
beobachtete man den Tunneleffekt

00:09:14.678 --> 00:09:16.280
auch in lebenden Zellen.

00:09:16.280 --> 00:09:22.550
Enzyme sind Arbeitstiere des Lebens,
Katalysatoren chemischer Reaktionen;

00:09:22.550 --> 00:09:26.770
Biomoleküle, die chemische Reaktionen
in lebenden Zellen beschleunigen --

00:09:26.770 --> 00:09:28.503
um viele Größenordnungen.

00:09:28.503 --> 00:09:31.531
Es war immer ein Mysterium,
wie sie das tun.

NOTE Paragraph

00:09:31.531 --> 00:09:32.823
Man fand heraus,

00:09:32.823 --> 00:09:37.745
dass einer der von Enzymen
entwickelten Tricks ist,

00:09:37.745 --> 00:09:42.987
subatomare Teilchen wie
Elektronen und sogar Protonen

00:09:42.991 --> 00:09:48.313
per Tunneleffekt von einem Teil
des Moleküls zum anderen zu bringen.

00:09:48.313 --> 00:09:51.154
Das ist effizient, schnell
und es kann verschwinden ...

00:09:51.154 --> 00:09:54.173
Ein Proton kann kann hier
verschwinden und dort auftauchen;

00:09:54.173 --> 00:09:56.562
Enzyme helfen dabei.

NOTE Paragraph

00:09:56.562 --> 00:09:59.225
Das wurde in den 80ern erforscht,

00:09:59.225 --> 00:10:03.286
insbesondere von einer Gruppe
um Judith Klinman in Berkeley.

00:10:03.286 --> 00:10:05.865
Andere Gruppen in Großbritannien
haben nun bestätigt,

00:10:05.865 --> 00:10:09.056
dass Enzyme das wirklich tun.

NOTE Paragraph

00:10:09.056 --> 00:10:11.591
Die Forschung meiner Gruppe ...

00:10:11.591 --> 00:10:14.075
Ich bin, wie gesagt, Kernphysiker

00:10:14.079 --> 00:10:17.164
und fand heraus, dass ich
das nötige Werkzeug habe,

00:10:17.164 --> 00:10:20.404
um Quantenmechanik
auf Atomkerne anzuwenden,

00:10:20.404 --> 00:10:23.404
und sie auch in anderen
Bereichen einsetzen kann.

00:10:23.404 --> 00:10:25.244
Wir fragten uns,

00:10:25.244 --> 00:10:29.846
ob der Tunneleffekt
bei DNS-Mutationen eine Rolle spielt.

00:10:29.846 --> 00:10:33.533
Diese Frage ist nicht neu, sie geht
auf Anfang der 60er Jahre zurück.

00:10:33.533 --> 00:10:36.518
Die beiden Stränge der DNS,
die Doppelhelix-Struktur,

00:10:36.518 --> 00:10:39.355
sind durch Sprossen verbunden --
wie eine verdrehte Leiter.

00:10:39.355 --> 00:10:42.866
Diese Leitersprossen
sind Wasserstoffbrücken,

00:10:42.870 --> 00:10:46.700
Protonen, die beide Stränge
wie Leim zusammenhalten.

00:10:46.704 --> 00:10:48.738
Bei näherem Hinsehen zeigt sich,

00:10:48.738 --> 00:10:53.845
dass sie die großen Moleküle,
die Nukleotide, zusammenhalten.

00:10:53.845 --> 00:10:55.300
Gehen wir noch näher heran.

00:10:55.300 --> 00:10:57.860
Dies ist eine Computersimulation.

00:10:57.860 --> 00:11:01.381
Die beiden weißen Bälle
in der Mitte sind Protonen,

00:11:01.381 --> 00:11:03.740
die eine doppelte
Wasserstoffbrücke bilden.

00:11:03.744 --> 00:11:07.918
Eines bevorzugt die eine,
eines die andere Seite der Stränge;

00:11:07.918 --> 00:11:12.410
der beiden vertikalen Linien,
die gerade nicht sichtbar sind.

00:11:12.410 --> 00:11:15.805
Manchmal springen Protonen über.

00:11:15.819 --> 00:11:17.745
Beachten Sie die weißen Bälle.

00:11:17.748 --> 00:11:20.209
Sie können die Seite wechseln.

00:11:20.209 --> 00:11:25.879
Wenn die DNS-Stränge
sich trennen und replizieren,

00:11:25.879 --> 00:11:29.102
und die beiden Protonen
am falschen Platz sitzen,

00:11:29.102 --> 00:11:31.195
kann das zu einer Mutation führen.

NOTE Paragraph

00:11:31.204 --> 00:11:33.096
Das weiß man seit etwa 50 Jahren.

00:11:33.100 --> 00:11:35.443
Aber wie wahrscheinlich
ist dieser Vorgang

00:11:35.447 --> 00:11:37.839
und was geht dabei vor sich?

00:11:37.839 --> 00:11:40.862
Springen die beiden drüber,
wie der Ball über die Mauer?

00:11:40.862 --> 00:11:45.094
Oder nutzen sie den Tunneleffekt,
selbst ohne genügend Energie?

00:11:45.094 --> 00:11:49.335
Erste Anzeichen lassen
den Tunneleffekt möglich erscheinen.

00:11:49.335 --> 00:11:51.519
Wir wissen nicht, wie wichtig er ist.

00:11:51.519 --> 00:11:54.119
Diese Frage ist noch offen.

00:11:54.119 --> 00:11:55.203
Sie ist spekulativ,

00:11:55.203 --> 00:11:57.180
aber von enormer Tragweite.

00:11:57.180 --> 00:12:00.440
Denn falls die Quantenmechanik
bei Mutationen mitwirkt,

00:12:00.440 --> 00:12:02.839
bedeutet das sehr viel

00:12:02.839 --> 00:12:05.531
für das Verständnis
bestimmter Mutationstypen,

00:12:05.531 --> 00:12:10.727
vielleicht sogar derer,
die in einer Zelle Krebs auslösen.

NOTE Paragraph

00:12:10.727 --> 00:12:16.096
Ein anderes Beispiel für Quantenmechanik
in der Biologie ist die Quantenkohärenz

00:12:16.096 --> 00:12:18.509
in einem der wichtigsten
biologischen Prozesse:

00:12:18.509 --> 00:12:22.464
Photosynthese -- Pflanzen und Bakterien
nehmen Sonnenlicht auf,

00:12:22.468 --> 00:12:26.188
um mit dieser Energie, Biomasse zu bilden.

00:12:26.195 --> 00:12:28.292
Mit der Quantenkohärenz nimmt man an,

00:12:28.292 --> 00:12:30.912
dass Quantenobjekte
mehrere Dinge zugleich tun.

00:12:30.912 --> 00:12:32.556
Wie der Quanten-Skifahrer:

00:12:32.556 --> 00:12:35.492
ein Objekt, das sich
wie eine Welle verhält,

00:12:35.496 --> 00:12:38.448
sich also nicht einfach
nach da oder dort bewegt,

00:12:38.448 --> 00:12:42.712
sondern mehreren Wegen
gleichzeitig folgen kann.

NOTE Paragraph

00:12:42.712 --> 00:12:46.624
Vor einigen Jahren
war die Wissenschaft geschockt,

00:12:46.628 --> 00:12:50.226
als eine Arbeit veröffentlicht wurde,
die experimentell nachwies,

00:12:50.226 --> 00:12:54.026
dass Quantenkohärenz
in lebenden Bakterien vorkommt,

00:12:54.026 --> 00:12:55.762
wo sie Photosynthese bewirkt.

00:12:55.762 --> 00:12:59.280
Danach wird das Photon,
das Lichtteilchen, das Sonnenlicht,

00:12:59.280 --> 00:13:02.318
das von einem Chlorophyll-Molekül
eingefangene Quantum Licht,

00:13:02.318 --> 00:13:04.693
in ein Reaktionszentrum weitergeleitet,

00:13:04.693 --> 00:13:06.921
zur Umwandlung in chemische Energie.

00:13:06.925 --> 00:13:09.567
Dahin gelangt es nicht nur auf einem Weg,

00:13:09.567 --> 00:13:11.842
sondern auf mehreren gleichzeitig,

00:13:11.842 --> 00:13:16.173
um das Reaktionszentrum
möglichst effizient zu erreichen,

00:13:16.177 --> 00:13:19.228
ohne etwa Wärme zu vergeuden.

00:13:19.228 --> 00:13:22.541
Quantenkohärenz in einer lebenden Zelle --

00:13:22.541 --> 00:13:24.711
eine außerordentliche Vorstellung,

00:13:24.711 --> 00:13:30.934
und dennoch erscheinen
fast wöchentlich neue Arbeiten,

00:13:30.934 --> 00:13:33.576
die belegen, dass dem wirklich so ist.

NOTE Paragraph

00:13:33.576 --> 00:13:38.288
Mein drittes und letztes Beispiel
ist eine wunderschöne Vorstellung;

00:13:38.288 --> 00:13:42.395
auch noch sehr spekulativ,
aber ich muss es Ihnen einfach erzählen.

00:13:42.395 --> 00:13:47.017
Das Rotkehlchen zieht jeden Herbst

00:13:47.021 --> 00:13:49.706
von Skandinavien in den Mittelmeerraum.

00:13:49.706 --> 00:13:53.067
Wie viele Meerestiere und sogar Insekten

00:13:53.067 --> 00:13:58.768
orientiert es sich dabei
am Magnetfeld der Erde.

00:13:58.768 --> 00:14:01.039
Dieses Magnetfeld ist sehr schwach:

00:14:01.039 --> 00:14:03.493
100-mal schwächer
als ein Kühlschrankmagnet.

00:14:03.493 --> 00:14:09.924
Und dennoch beeinflusst es
die Chemie eines Lebewesens.

00:14:09.932 --> 00:14:11.082
Das steht außer Frage.

00:14:11.082 --> 00:14:13.762
Ein deutsches Paar von Ornithologen,

00:14:13.762 --> 00:14:17.666
Wolfgang und Roswitha Wiltscko,
bestätigten in den 70er Jahren,

00:14:17.666 --> 00:14:21.767
dass sich das Rotkehlchen
wirklich auf das Erdmagnetfeld

00:14:21.767 --> 00:14:25.368
als Richtungsweiser verlässt --
ein eingebauter Kompass.

NOTE Paragraph

00:14:25.368 --> 00:14:28.357
Nur wusste man nicht, wie das geschah.

00:14:28.357 --> 00:14:31.411
Wir haben nur eine einzige Theorie --

00:14:31.411 --> 00:14:34.065
wir wissen nicht, ob sie richtig ist --

00:14:34.065 --> 00:14:38.569
die besagt, dass es durch die sogenannte
Quantenverschränkung passiert.

00:14:38.569 --> 00:14:40.971
In der Netzhaut des Rotkehlchens --

00:14:40.971 --> 00:14:45.191
das ist kein Witz -- in seiner Netzhaut
gibt es ein Protein namens Cryptochrom,

00:14:45.191 --> 00:14:46.641
das lichtsensibel ist,

00:14:46.641 --> 00:14:50.548
und in dem es ein quantenmechanisch
verschränktes Elektronenpaar gibt.

00:14:50.548 --> 00:14:53.930
Bei einer Quantenverschränkung
sind zwei Teilchen weit auseinander

00:14:53.930 --> 00:14:56.761
und doch miteinander verbunden.

00:14:56.761 --> 00:14:58.477
Sogar Einstein gefiel das nicht.

00:14:58.477 --> 00:15:00.640
Er nannte es "spukhafte Fernwirkung".

NOTE Paragraph

00:15:00.640 --> 00:15:02.399
(Lachen)

NOTE Paragraph

00:15:02.399 --> 00:15:05.686
Wenn Einstein sich dabei unwohl fühlte,
dürfen wir das auch.

00:15:05.686 --> 00:15:08.743
Zwei verschränkte Elektronen
in einem Molekül

00:15:08.743 --> 00:15:10.264
tanzen einen grazilen Tanz,

00:15:10.268 --> 00:15:12.169
der den Ausschlag gibt,

00:15:12.169 --> 00:15:14.864
wohin der Vogel im Erdmagnetfeld fliegt.

NOTE Paragraph

00:15:14.864 --> 00:15:17.452
Wir wissen nicht,
ob die Erklärung richtig ist,

00:15:17.452 --> 00:15:19.679
aber wäre es nicht spannend,

00:15:19.679 --> 00:15:23.069
wenn die Quantenmechanik
den Vögeln beim Navigieren hilft?

00:15:23.069 --> 00:15:25.790
Die Quantenbiologie steckt noch
in den Kinderschuhen.

00:15:25.794 --> 00:15:29.728
Sie ist immer noch spekulativ,

00:15:29.728 --> 00:15:33.921
aber ich glaube, dass sie auf
stichhaltiger Wissenschaft basiert.

00:15:33.921 --> 00:15:37.720
Ich glaube auch, dass wir
im kommenden Jahrzehnt

00:15:37.720 --> 00:15:42.611
mehr und mehr entdecken werden,
dass sie das Leben durchdringt;

00:15:42.615 --> 00:15:48.021
dass das Leben Tricks entwickelt hat,
die die Quantenwelt nutzt.

00:15:48.021 --> 00:15:49.454
Haben Sie ein Auge darauf.

NOTE Paragraph

00:15:49.458 --> 00:15:50.659
Vielen Dank.

NOTE Paragraph

00:15:50.659 --> 00:15:52.861
(Applaus)