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Grundlagenforschung und Teilchenbeschleuniger

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Aus dem SZ Feuilleton vom 8. Mai. Von Nele Pollatschek. Über u.a. Sabine
Hossenfelder. Recht interessant, finde ich.
Herwig geht uns gerade weiter ab.

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Eigentlich sollte dieser Artikel zum Stand der Wissenschaft einen großen
Anlass haben: eine große Entdeckung in der Grundlagenforschung - also dem
Teil der Physik, der sich mit den tiefsten Gesetzmäßigkeiten des Universums
beschäftigt. Nur leider wartet die Welt seit Jahrzehnten auf diese
Entdeckung. Und wo sehr lange sehr intensiv geforscht wird, kann keine
Entdeckung auch ein Anlass sein, sogar der Beunruhigendste von allen.

Dieser Artikel handelt also vom etwaigen Ende der Wissenschaft, und dafür
lassen sich gleich drei aktuelle Anlässe finden. Erstens, die Verfilmung
von Liu Cixins großem Wissenschaftsepos "Three Body Problem", das seit ein
paar Wochen quer durch die Feuilletons besprochen wird. Zweitens, den Tod
des theoretischen Physikers Peter Higgs, des vielleicht letzten großen
Entdeckers der theoretischen Grundlagenforschung. Drittens, das traurigste
Video im Internet.

In " Three Body Problem " gibt es eine Szene, da stehen zwei Typen im
Fahrstuhl. Sagt der eine: "Regierungen mögen es nicht, wenn Wissenschaft
nicht funktioniert." Sagt der andere: "Ich verstehe Wissenschaft, die
untergeht, sowieso nicht." Antwortet der Erste: "Ich versteh das auch
nicht, aber es ist nicht gut. Sei bloß froh, dass du kein Wissenschaftler
bist. Es ist eine beschissene Zeit für Wissenschaftler."

Hier die Erklärung: Ein Alienvolk befindet sich auf dem langen Weg, die
Erde zu erobern. Die Forscher der Aliens haben berechnet, dass ihnen die
Menschheit bis zu ihrer Ankunft in 400 Jahren technisch überlegen sein wird
und daher unbesiegbar. Also schicken sie sogenannte Sophone vor -
protonengroße, multidimensionale künstliche Intelligenzen, die sich in
unseren Teilchenbeschleunigern einnisten und jede Messung stören. Wenn die
Großgeräte-Forschung an Orten wie dem Cern zum Erliegen kommt, so die
Prämisse, dann haben nicht nur Wissenschaftler eine beschissene Zeit, dann
endet der Fortschritt der Menschheit. Die Zukunft hängt für den
Ex-Atomkrafttechniker Liu Cixin von der Grundlagenforschung ab. Solange die
funktioniert, lässt sich alles richten, was der Grund ist, warum
Regierungen sie brauchen. Nicht irgendeine Verschwörung, sondern das Wohl
der Menschheit.

Der Witz an der Sache - ein Witz, den Liu nicht zu beabsichtigen scheint -
ist dieser: In unserer Welt gibt es keine Sophone. Unsere
Teilchenbeschleuniger funktionieren blendend. Ständig produzieren sie
petabyteweise Daten. Trotzdem kommt die Grundlagenforschung seit
Jahrzehnten nicht wirklich weiter.

Der Forschungsgoliath hat bisher nichts geleistet, außer ein kleines
Puzzleteil zu entdecken

Der Large Hadron Collider im Cern, der derzeit größte
Teilchenbeschleuniger, der für mehr als drei Milliarden Euro und unter
Mitarbeit von 10 000 Wissenschaftlern aus 100 Ländern gebaut wurde, hat
seit seiner Inbetriebnahme 2008 ein einziges Teilchen entdeckt: das
Higgs-Boson. Das ist nicht wenig - das Standardmodell der
Elementarteilchenphysik kennt im Grunde nur 25. Das Problem ist aber: Viele
theoretische Physiker halten das Standardmodell für unzulänglich, weil es
unter anderem die Schwerkraft nicht erklärt. Der Large Hadron Collider
wurde auch gebaut, um das Standardmodell abzulösen, mit einer Theorie, die
mehr, am besten alles, erklärt. Dafür müsste er Teilchen finden, die andere
Theorien plausibler machen. Tut er aber nicht.



Andy Rain/dpa
"Es ist schwer, sich vorzustellen, wie ich heutzutage jemals die Zeit und
die Ruhe bekommen könnte, das zu leisten, was ich 1964 leisten konnte", hat
Peter Higgs gesagt. Hier vor dem Large Hadron Collider.
Was er gefunden hat, ist das Higgs-Boson. Ein Teilchen, das Peter Higgs
bereits in den Sechzigern theoretisierte - als letzten fehlenden Baustein
des Standardmodells. Heißt: Der Forschungsgoliath, der antrat, um das
Standardmodell abzulösen, hat bislang nichts geleistet, als das letzte
notwendige Puzzleteil jenes Standardmodells zu entdecken, ungefähr da, wo
Higgs es ein halbes Jahrhundert zuvor vermutete. Als Higgs vor einigen
Wochen starb, starb vielleicht der letzte Mensch, der noch wusste, wie es
sich anfühlt, eine bedeutende theoretische Entdeckung in der Teilchenphysik
zu machen. Zugegeben, das ist kein sehr lustiger Witz.

In einer Welt ohne Sophone, in der an 27 Kilometer langen
Teilchenbeschleunigern Tausende Wissenschaftler mit millionenschweren
Forschungsetats bergeweise Daten sammeln, stellt sich die Frage: Woran
scheitert die Teilchenforschung?

Das traurigste Video im Internet geht so: Eine Frau steht neben einem
Albert-Einstein-Wackeldackel und erzählt ihre Lebensgeschichte. Wie sie als
Kind von der Wissenschaft träumte und an der Universität endlich Menschen
fand, die sich genauso wie sie für Naturgesetze interessierten. Dann die
erste Enttäuschung: Trotz Bestnoten bekam sie keine Stelle. Weil sie eine
Frau war, an einer Universität mit Frauenförderung, und sich der
Institutsleiter weigerte, jemanden zu bezahlen, der auch ein
Frauen-Stipendium bekommen konnte. So sagt sie das, sie bekam keine Stelle,
sondern ein Stipendium. Womit man beim Problem wissenschaftlicher
Stipendien ist: keinen Rentenanspruch, keine Krankenversicherung. Sie
erzählt, wie sie Teil des wissenschaftlichen Prekariats wurde, sich von
Vertrag zu Vertrag hangelte. Wie sie schließlich meinte zu begreifen, dass
der Stillstand in der Grundlagenforschung vielleicht keine zeitweise
Verzögerung war, die man nur aushalten musste, sondern das Ergebnis einer
fundamentalen Fehlannahme.

Die Geschichte einer alten Wissenschaftlerin, die denkt, sie hätte einen
Beitrag leisten können

Sie erzählt, wie sie versuchte, anders zu forschen als ihre Kollegen, und
scheiterte, weil es - so ihre Interpretation - für Forschung zu weit
außerhalb des Mainstreams keine Gelder gibt. Im Alter von 47 Jahren
verlasse sie jetzt die Wissenschaft und werde Youtuberin, denn "anders als
Wissenschaft ist das ein ehrliches Gewerbe". Zum Schluss sagt sie: "Das
klingt wie eine traurige Geschichte und auf eine Art ist es das auch: Es
ist die Geschichte einer jungen Wissenschaftlerin, deren Träume starben.
Und es ist die Geschichte einer alten Wissenschaftlerin, die denkt, sie
hätte einen Beitrag leisten können."



Sabine Hossenfelder / YouTube
Die Wissenschaftlerin Dr. Sabine Hossenfelder hat das traurigste Video auf
Youtube veröffentlicht.
Das Video heißt "I failed (Why Academia sucks)". Hochgeladen wurde es von
Dr. Sabine Hossenfelder. Es ist die letzte, persönlichste Note in
Hossenfelders Requiem auf die Grundlagenforschung. Ihre Kritik an der
theoretischen Physik machte Hossenfelder bereits 2018 öffentlich, in dem
Buch "Das hässliche Universum: Warum unsere Suche nach Schönheit die Physik
in die Sackgasse führt".

Damals lautete ihre Kritik vereinfacht so: Da einige der großen
Erkenntnisse der Grundlagenforschung in einem mathematischen Sinne schön
sind - also zum Beispiel symmetrisch oder mit Zahlen, die weder zu groß
noch zu klein sind - richtet der Mainstream in der Quantenphysik seine
Theoriebildung nach dem Kriterium der Schönheit aus, verspielt sich in die
Mathematik, an Stellen, wo Experimente das nicht hergeben. Sucht also nach
Teilchen und Gesetzen, weil es schön wäre, wenn sie da wären, nicht weil
sie theoretisch oder empirisch notwendig sind. Anders ist es beim
Higgs-Boson zum Beispiel, das eine theoretische Notwendigkeit war, weil
erst die Wechselwirkung damit allen anderen Teilchen die Masse verleiht,
ein Universum ohne Higgs also ein Universum ohne Masse wäre.

Nach 30 Jahren erfolgloser Suche, schreibt Hossenfelder, müsse die
Grundlagenforschung erkennen, dass das offensichtlich nicht funktioniert.
Anstatt immer größere Beschleuniger zu bauen, werde es Zeit, "Schönheit" -
und Theorien, die sich daraus ableiten, aber trotz endloser Tests nicht
experimentell belegt werden konnten - aufzugeben. Und sich lieber den
Aspekten der Grundlagenforschung zu widmen, wo Leerstellen tatsächlich
gefüllt werden müssen (schon in der benachbarten Astrophysik zum Beispiel
scheint Hossenfelders Kritik nicht zu greifen, weil hier empirische
Entdeckungen Leerstellen in die Theorie geschlagen haben, die Theoretiker
jetzt tatsächlich auffüllen müssen). Wenn man die Kritik ernst nimmt, ist
das Problem nicht, dass die Teilchenbeschleuniger, wie bei Liu Cixin ,
nicht mehr funktionieren, sondern gerade, dass sie so gut funktionieren,
dass Wissenschaftler immer weiter einer quasi-religiösen Idee von Schönheit
folgen können und nach jedem erfolglosen Test die nächste schöne Theorie
aufstellen.

Konformismus in der Forschung heißt auch, Wissenschaftler bewilligen, was
"mainstream" ist

Ob Hossenfelder damit recht hat, müssen Physiker entscheiden und nicht
Feuilletonisten, deren Kompetenz eher im Ansammeln popkultureller
Referenzen liegt. Hier eine: In "Three Body Problem" gibt es eine Szene, da
sitzen zwei Wissenschaftler vor einem Teilchenbeschleuniger-Bildschirm.
Sagt der eine: "Du sagtest mal, egal, wie schön eine Theorie ist, wenn
Experimente ihr nicht recht geben, ist sie falsch!" Sagt die andere: "Ich
glaube, das war Feynman, aber ja." Richard Feynman ist, nach Albert
Einstein, der bedeutendste Grundlagenforscher des 21. Jahrhunderts.

Was Hossenfelder jetzt auf Youtube hinzufügt, ist eine laienfreundlichere
Kritik. Wer je an einer Universität gearbeitet hat, kennt Versionen ihres
Lamentos. Es geht so: Wenn ein Wissenschaftler ein Forschungsstipendium
erhält, bekommt die Institution einen Teil dieses Geldes für die
"Fixkosten". Dieser Fixkostenbetrag soll der Anschaffung der (oft teuren)
Geräte dienen, oder der Büromiete. Da es um enorme Beträge geht, üben
Institutionen einen enormen Druck auf Wissenschaftler aus, immer weitere
Forschungsprojekte an Land zu ziehen. Während die Administratoren, die von
dem Fixkostenbetrag bezahlt werden, angestellt sind, sind die eigentlichen
Forscher meist auf kurzen Verträgen und ständig gezwungen, neue Gelder
einzuwerben. "Universitäten", schreibt Hossenfelder, "sind
Artikel-Produktionsmaschinen, in denen Doktoranden und Post-Doktoranden
verheizt werden, um Forschungsgelder einzuwerben, die von unseren
Steuergeldern finanziert werden."

Kämen dabei massenweise bahnbrechende Entdeckungen heraus, könnte der
Steuerzahler den Verschleiß einiger Doktoranden wohl verkraften. Das
Problem sei, dass Projekte durch Peer-Review bewilligt würden - also durch
die Begutachtung anderer, veröffentlichungsstarker Wissenschaftler. Das
führe zu Konformismus: Wissenschaftler bewilligen, was ihnen gefällt - weil
es mainstream und ein wenig, aber nicht zu außergewöhnlich ist - und was
ihre eigene Forschung eher stützt, als sie zu gefährden. Das Problem ist
jetzt aber, dass bahnbrechende Forschung selten an den Stellen zu finden
ist, mit denen bereits alle einverstanden sind. Wenn Hossenfelder nun die
Wissenschaft verlässt, weil ihre Forschung nicht gefällig genug ist, um
Fördergelder einzuwerben, ist das nicht deswegen ein Problem, weil sie
recht hat mit ihrem Ansatz, sondern weil Gefälligkeit und bienenhafter
Fleiß selten Garanten für bahnbrechende Forschung sind.

Das Schöne an Science-Fiction ist, im Gegenteil zu echter Wissenschaft,
dass hier die Welt an Aliens zugrunde geht und nicht Gefahr läuft, an
Fixkosten und der Gier nach Forschungsgeldern, an Publikationsdruck, der
Angst vor Arbeitslosigkeit und dem daraus erzwungenen Konformismus zu
scheitern. Sogar an Schönheit zu scheitern, wäre besser.

Auf dem Weg nach Stockholm, um seinen Nobelpreis abzuholen, erklärte Peter
Higgs in einem Gespräch mit dem Guardian, dass er heutzutage wohl keine
Stelle an einer Universität bekommen könnte. Er sei einfach zu unproduktiv,
habe fast keine Artikel veröffentlicht. Insgesamt hege er große Zweifel,
sagte Higgs 2012, dass ähnliche Durchbrüche wie seiner möglich seien,
solange Wissenschaftler am Fließband produzieren müssten. "Es ist schwer,
sich vorzustellen, wie ich heutzutage jemals die Zeit und die Ruhe bekommen
könnte, das zu leisten, was ich 1964 leisten konnte." Tatsächlich hat Peter
Higgs in seinem Leben kaum etwas geschafft, außer eben diesen einen kleinen
Durchbruch. Und mit einem Durchbruch hat noch niemand ein Institut
finanziert.

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Grundlagenforschung und Teilchenbeschleuniger Dr. Joachim Neudert <neudert@5sl.org> - 2024-05-08 05:26 +0000
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