Komplexitätsüberranntheit und moralische Zweifel

Gestern habe ich ein paar Berechnungen für einen Seminarvortrag in der theoretischen Biomolekülphysik am Institut durchgeführt. Ich muss sagen, das hat mir mental mal wieder die Kante gegeben, denn es war ziemlich anstrengend. Mit einer bestimmten Quantenchemie-Software konnte ich einzelne Moleküle simulieren, darunter auch ein Biomolekül. Mir wurde erst jetzt so richtig bewusst, worin in der Anwendung der Quantenmechanik hier eigentlich der Hund begraben ist: es geht darum ein Vielteilchensystem irgendwie mathematisch in den Grifff zu bekommen. Ganz ähnlich einem Planetensystem mit schweren Sonnen (dh. Kernen) in der Mitte und leichten Planeten (Elektronen) außenherum, deren Bewegung allerdings nur statistisch beschrieben werden kann (oder innerhalb der Quantenmechanik zumindest so beschrieben wird) und wo alles mit allem irgendwie wechselwirkt. Klar, dass da mathematischer Aufwand betrieben werden muss, wenn man schon die Nuss des Dreikörperpoblems nurmehr numerisch knacken kann.

Man analysiert dann die Bewegung der Elektronen im betreffenden Molekül nach ihren räumlichen „Eigenschwingungen“, also nach Orbitalen, das heißt, nach typischen Formen des Elektronenaufenthaltes. Es ergibt sich dann, dass das betrachtete System ein bisschen von der einen Eigenschwingung enthält, auch aber eine Mischung von dieser und jener anderen, dazu aber auch noch ein wenig von etwas anderem. Das mag sich nach Alchemie anhören (immerhin ist es Chemie), doch zumindest rein rechnerisch wird man solchen Systemen damit Herr. Das Verständnis erleichtert diese Vorgehensweise aber nur bedingt. Ausschlaggebend ist dafür eine adäquate Wahl der Basis, das heißt die Einteilung in Kategorien, nach denen man das System analysiert, die Beschriftung der Schubladen, in die die Daten einsortiert werden (wobei manche Daten in mehrere Schubladen kommen können). Es ist, wie wenn man eine Suppe nach Zutaten (das wäre eine verständnisfördernde und zum Nachkochen geeignete Basis) oder nach Atomsorten (z.B.  60 % Wasserstoff, 25 % Sauerstoff usw., sprich eine unpraktische Basis) analysiert. Oder, wie wenn man ein komplexes Orchesterwerk nach Instrumenten und deren Melodien analysieren kann  (das wäre es, was ein Musikwissenschaftler zum Verständnis braucht), aber auch rein technisch nach Amplituden bei bestimmten Frequenzen (das nutzt dem Musikwissenschafler, der villeicht komponieren möchte wenig, dafür aber einem Toningenieur, der für die Abmischung und das Brennen auf CD zuständig ist). Auch in der psychologischen Forschung geht man oftmals ähnlich vor, wenn man (wie im berühmt-berüchtigeten Kinsey-Report) mittels einer Hauptkomponentenanalyse aus vielschichtigen Daten aus Fragebögen z.B. wichtige Faktoren als Voraussetzung zur Entwicklung eines bestimmten psychischen Merkmals von unwichtigen trennt, genau so wie wenn man wichtige von unwichtigen Eigenschwigungen, wichtige von unwichtigen Zutaten, wichtige von unwichtigen Instrumenten trennt.

Dieses allgemeine Vorgehen ist also eine statistische Methode, die in vielen Bereichen der empirischen Forschung Verwendung findet. Die Neuroinformatik, die allgemeine mathematische und abstrakte Prinzipien aus physioligischen Befunden der Funktionsweise von Gehirnen ableitet, zeigt sogar, dass dieses Einsortieren in wichtige und weniger wichtige Kategorien in der Struktur des Nervennetzes selbst steckt. Wenn also zum Beispiel unser Gehirn visuelle Reize verarbeitet, so führt es eine Musteranalyse durch, das heißt, es erkennt wichtige und weniger wichtige Muster in dem wahrgenommenen Bild (entsprechend der Suppenzutaten, Eigenschwingungen und Entwicklungsfaktoren). Im Grunde nicht verwunderlich, dass wir mit diesem Werkzeug der statistischen Analyse in der Wissenschaft arbeiten, wenn es sozusagen schon in unserem Gehirn steckt. Die mathematische Anwendung dieses Prinzips ist also wohl ein Abbild dessen, wie wir denken, eine kristallierste und formalisierte Methodik, ureigen unserem Denkorgan.

Biomoleküle – jedenfalls auch ein denkbar komplexes System, das mich an alte Strategiespiele wie Anno oder SimCity aus meiner Kindheit erinnerte. Mein Eindruck ist, dass man da ungeheuer viel Gedankenschmalz (und damit auch Zeit) hineinstecken kann. Ist es das aber wert?

Wenn ich daran denke, dass Forschungen in diesem Gebiet beispielsweise den Weg für Entdeckungen ebnen könnten, um gewisse Krankheiten (z. B. Alzheimer, Kreutzfeld-Jakob) besser therapieren zu können, muss ich sagen: ja, das ist Zeit und Arbeit wert, denn es ist ein wahrer Fortschritt der Menschheit. Andererseits habe ich auch Bedenken, dass die Erkenntnisse dieser Disziplin missbraucht werden können, z.B. zu kriegerischen Zwecken oder dass ganze Ökosysteme mit fehlerhafter DNA verseucht werden.

Es ist also bei Forschungen in diesem Bereich unbedingt Wert darauf zu legen, auch die Konsequenzen der Erkenntnisse mitzubedenken, also auch ethisch-moralisch oder „nachhaltig“ (im Sinne von Hans Jonas‘ Prinzip der Verantwortung) zu denken, was natürlich für den oftmals verspielt-menschenunerfahrenen Physiker durchaus eine Herausforderung sein mag. Als Präzedenzfall oder als Archetypus (im Jung’schen Sinn) kommt mir der Mythos von Prometheus, dem Vordenker, in den Sinn. Er gab den Menschen das Feuer und stiftete so Kultur, in dem er den Menschen die Nahrungszubereitung erleichterte und sie mit einer Licht- und Wärmequelle ausstattete. Gleichzeitig war er so aber auch Anlass und somit mitverantwortlich dafür, dass allerlei Übel aus der Büchse der Pandora unter die Menschen kamen.

Ein neues Werkzeug, neue Erkenntnisse, neue Methoden sind also stets ein zweischneidiges Schwert. In der richtigen Hand und mit der richtigen Vor-sicht nützen sie viel; in falschen Händen dagegen droht immenser Schaden (man denke nur an die Atombombe).

Gerade in der biologischen Grundlagenforschung muss also immer wieder an diese unumgängliche Vorsicht appelliert werden. Man spielt dort nicht einfach – wie vielleicht ein reiner Mathematiker – mit Bausteinen, sondern geht einer komplexen und hoch verantwortungsvollen Tätigkeit nach. Diese Verantwortung kann es natürlich auch erfordern, dass gewisse Erkenntnisse verschwiegen und verworfen werden, wenn nach rechtem Ermessen negative Konsequenzen die positiven erwartbarerweise überwiegen oder sie gar im Ganzen nicht hinnehmbar sind.

Vielleicht wäre auch in anderen naturwissenschaftlichen Disziplinen als der Medizin (nach Planck der Urmutter der Naturwissenschaft, neben der Astronomie) ein hippokratischer Eid angebracht, eine Verpflichtung, sich nur für Forschung einzusetzen, die zum Nutzen der Menschheit dient. Ich denke, dass dieser Eid in den reinen Naturwissenschaften, den Grundlagenfächern, sogar noch mehr erforderlich wäre, da dort im Alltag die menschliche Gesellschaft, für die man ja forscht, also der Adressat der Bestrebungen und Bemühungen, viel zu oft aus den Augen und in den Hintergrund des Egoismus des Genies gerät.

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