Das Unmögliche möglich machen
„Vage, aber aufregend.“ Mit diesen drei Worten löste Mike Sendall eine Informationsrevolution aus, an deren Ende man die Welt in der Hand hält. Er schrieb sie auf einen Projektantrag, den ein Wissenschaftler seines Teams am CERN, dem europäischen Teilchenphysiklabor in Genf, eingereicht hatte.
Das war im Jahr 1989, der Wissenschaftler war Tim Berners-Lee, und in seinem Antrag schlug er ein Netzwerk vor, das CERN Wissenschaftlern auf der ganzen Welt den Austausch von Informationen ermöglichen würde. Sendalls Worte gaben Berners-Lee grünes Licht zur Entwicklung dessen, was schließlich das World Wide Web werden sollte.
Zu jener Zeit war das Internet nichts Neues mehr. Ursprünglich als sicheres Computernetz für das amerikanische Militär errichtet, hatte es in verschiedenen Formen seit 1960 existiert. Die Leistung von Berners-Lee bestand in der Entwicklung des Hypertext Transfer Protocols (HTTP), das die Anbindung von PCs an das Internet ermöglicht. Damit erfüllte er sich einen langgehegten Wunsch: die Schaffung eines weltweiten, einfach zu nutzenden und für jedermann zugänglichen Kommunikationsnetzes. Die erste Webpräsenz war info.cern.ch. Heute gibt es atemberaubende 80 Millionen Websites mit Hunderten Millionen von Nutzern. Was als Hilfsmittel für Wissenschaftler begann, wurde zur wohl größten kommunikativen Innovation seit der Druckerpresse.
Es überrascht also kaum, dass das Internet für die meisten Menschen auf der Liste der technischen Innovationen der letzten Jahre ganz oben steht. Web, Internet und Breitband waren gemeinsam Nummer 1 der Top 30 Innovations Of The Last 30 Years, aufgestellt vom Nightly Business Report und Knowledge@Wharton. Den Spitzenrang hat sich das Internet verdient, weil es Möglichkeiten geschaffen und neue Branchen hervorgebracht hat. Für Juror Kevin Werbach, Professor für Recht und Unternehmensethik, ist das Internet „nicht nur ein geschäftliches Phänomen. Es ist eine zentrale Organisationsplattform für praktisch alles.“ Zweifellos hat das Internet die Menschen in bisher unbekanntem Ausmaß verbunden und dabei unsere Art zu arbeiten, einzukaufen und miteinander umzugehen verändert. Es ist ein machtvolles Medium, mit dem sich sogar Wähler mobilisieren lassen, wie die Wahl Barack Obamas zum amerikanischen Präsidenten bewies: Seine Kampagne wird als der erste digitale Wahlkampf in die Geschichte eingehen.
Während das Internet wuchs, wurden die Verbindungsgeräte immer kleiner. Zuerst Laptops, dann mobile Geräte wie das Blackberry und schließlich die Smartphones – mit ihnen organisieren wir unser Leben, wenn wir unterwegs sind. Wohl am meisten Begeisterung weckt derzeit Apples iPhone. Es scheint nichts zu geben, was man mit unglaublichen 90.000 Apps (Anwendungen) nicht erledigen kann: Lebensmittel bestellen, Urlaub buchen, Satellitennavigation, auf Facebook chatten – eine Application sendet sogar Geräusche zur Fliegenabwehr aus. Berners-Lees Traum von einer vernetzten Welt ist wahr geworden. Und doch wäre seine Erfindung und mit ihr die digitale Technologie, die wir für selbstverständlich halten, nicht möglich gewesen, hätten Jack Kilby und Robert Noyce nicht zuvor den Mikrochip entwickelt.
1959 hatten die beiden amerikanischen Elektroingenieure gleichzeitig und unabhängig voneinander die Idee, alle Bestandteile eines elektronischen Schaltkreises auf einem Silikonchip zu integrieren. Kilby arbeitete bei Texas Instruments, Noyce bei dem von ihm mitbegründeten Unternehmen Fairchild Semiconducter. Die beiden Geräte wurden schließlich gegenseitig lizenziert. Noyce war später ein Mitgründer von Intel, mittlerweile einer der größten Hersteller von Mikrochips. Unsere Multitasking-PCs sind das Vermächtnis des Pilot ACE (Automatic Computing Engine). Der 1950 gebaute Computer war damals der schnellste der Welt. Er basierte auf den Ideen des als Vater der modernen EDV geltenden Mathematikers Alan Turing.
2009 zählte der Pilot ACE zu jenen zehn Objekten des Londoner Science Museums, die als beispielhaft für zukunftsverändernde Innovationen auserkoren wurden. Das Museum hatte die Besucher zur Abstimmung aufgefordert. Auf dem ersten Platz landete das Röntgengerät, gefolgt von Penicillin und der DNA-Doppelhelix. Mit im Rennen: die Dampfmaschine, Stephensons Lokomotive „Rocket“, der elektrische Telegraph, das Ford T-Modell, das V2-Raketentriebwerk und die Kapsel der Apollo 10.
Not macht erfinderisch
Ebenso wie die digitale Revolution resultieren auch die meisten anderen Innovationen aus einem wissenschaftlichen Vermächtnis. Anders ausgedrückt: Man nutzt vorhandenes Wissen, um neue Anwendungen für eine Technik zu finden, die vielleicht nicht nur ein Problem löst, sondern nebenbei geschäftliche Abläufe verändert und dadurch neue Möglichkeiten für Wachstum und Entwicklung schafft. Wohl am besten hat der altgriechische Philosoph Platon unser ständiges Streben nach Verbesserung zusammengefasst – mit dem berühmten Ausspruch „Not macht erfinderisch.“ Seit Anbeginn der Zeit suchen Menschen unablässig nach besseren Wegen, ihre Grundbedürfnisse zu befriedigen: ein Dach über dem Kopf, Erwärmung oder Kühlung, ausreichend Nahrung und Wasser, Gesundheit, Kommunikation und Mobilität. Hinzu kommt unsere natürliche Neugier zu verstehen, warum und wie etwas funktioniert. Zuweilen erfinden wir etwas durch Zufall, etwa den aus keiner Küche mehr wegzudenkenden Mikrowellenherd.
Der amerikanische Ingenieur Percy Spencer unterstützte ein britisches Team beim Bau von Radaranlagen; dabei entdeckte er, dass der Schokoladenriegel in seiner Tasche schmolz, als er an einem Magnetron vorbeiging. Und der Schweizer Ingenieur Georges de Mastral kam auf die Idee des Klettverschlusses, als Pflanzenkletten im Fell seines Hundes hängen blieben. Was ist die größte Erfindung aller Zeiten? Da Innovation alle Lebensbereiche umfasst, ist die Kandidatenliste schier endlos. Manche plädieren für das Auto, andere für das Strahltriebwerk, die Eisenbahn, das Telefon, Antibiotika oder die Uhr. Und doch wären die meisten ohne das Rad, das Viele für die wichtigste mechanische Erfindung der Welt halten, nicht möglich gewesen.
Weltbewegend
Niemand weiß, wann und von wem das Rad erfunden wurde. Einigkeit herrscht darüber, dass es erstmals in Mesopotamien konstruiert wurde, dem heutigen Irak. Interessanterweise gibt es Hinweise darauf, dass Räder lange Zeit Produktionswerkzeuge waren, bevor sie für den Transport eingesetzt wurden. In der Region gefundene Tontafeln aus der Zeit um 3500 v. Chr. enthalten Pläne für Töpferräder, während Wagen mit Rädern wohl erst um 3200 v. Chr. aufgetaucht sind. Die ersten Räder für den Transport, einfache Holzscheiben mit einem Achsloch, müssen sehr schwerfällig gewesen sein.
Um 2000 v. Chr. ermöglichte die Erfindung des Speichenrads den Bau schnellerer und leichterer Wagen. Speichenräder werden heute noch verwendet, insbesondere für Fahrräder. Weitere wichtige Anwendungen waren das Wasserrad, das Spinnrad und das Astrolabium (Messgerät zur Winkelmessung am Himmel). Doch die Sternstunde des Rads kam mit der industriellen Revolution. Bis heute ist es wesentlicher Bestandteil unzähliger Geräte und Mechanismen sowie jeglicher Transportmethode geblieben – selbst Weltraumraketen werden auf Fahrzeugen mit Rädern zum Startplatz befördert. Von Propellern und Turbinen über Industrieseparatoren und Fließbänder zu Waschmaschinen, CDs und Kugelschreibern – das Prinzip der Drehbewegung ist immer das gleiche. Doch die Räder der Industrie drehen sich nur dank einer anderen großen Entdeckung.
Es werde Licht
Elektrizität treibt die moderne Industriegesellschaft an. Seit ihrer Entdeckung Mitte des 19. Jahrhunderts fand die Menschheit immer neue Möglichkeiten, sie zur Verbesserung der Lebensqualität einzusetzen. Maßgeblich an der Entwicklung der Elektrotechnik beteiligt war der britische Chemiker und Physiker Michael Faraday. Seine Studien zur elektromagnetischen Rotation aus dem Jahr 1821 bildeten die Grundlage für den Elektromotor. 1831 entdeckte Faraday die elektrische Induktion und öffnete damit der praktischen Anwendung der Elektrizität Tür und Tor.
Doch die elektrische Neuerung mit der größten Auswirkung auf das Alltagsleben kam von jenseits des Atlantiks. Die von Thomas Edison im Jahr 1879 erfundene Glühlampe war eine der ersten elektrischen Anwendungen für die Allgemeinheit. Elektrisches Licht war nicht nur sicherer als Kerzen oder Gaslicht, sondern auch viel heller. Es ließ die Nacht erstrahlen und veränderte unser gesamtes Berufs- und Sozialleben. Elektrizität ist nach wie vor die vielfältigste Energieform. Sie liefert Wärme und Licht, treibt unzählige Geräte an und ermöglicht vor allem die weltweite Massenproduktion. Nahrungsmittelverarbeitung, Kühlung, Klimatisierung, die Großproduktion lebensrettender Medikamente – das sind nur einige der durch Elektrizität möglich gewordenen Innovationen.
Dem Himmel entgegen
Unser von Not und Neugier angefachter Erfindungsgeist wird auch durch hartnäckige Entschlossenheit befeuert. Nirgendwo ist das auffälliger als bei unserem Versuch, die Vögel nachzuahmen. Die Menschen widersetzten sich der Schwerkraft lange bevor Isaac Newton ihnen erklärte, was diese eigentlich ist. Von der Erfindung des Drachens durch die Chinesen im Jahr 400 v. Chr. bis zu Leonardo da Vincis Plan für eine Flugmaschine haben wir davon geträumt, den Boden zu verlassen. Die Versuche, sich mit an den Armen befestigten Flügeln in die Luft zu erheben, mündeten regelmäßig in Katastrophen. Bald war klar, dass wir den Boden nur mit mechanischen Mitteln verlassen können.
1783 erfanden die französischen Brüder Joseph Michel und Jacques Etienne Montgolfier den ersten Heißluftballon; dabei nutzten sie den Rauch eines Feuers, um Heißluft in einen an einem Korb befestigten Seidenbeutel zu blasen. Im Jahrhundert darauf begann man ernsthaft mit dem Studium der Aerodynamik. Dabei tat sich vor allem der deutsche Ingenieur Otto Lilienthal hervor, der den ersten bemannten Gleiter entwickelte. Auf dieser Grundlage bauten die Gebrüder Wright 1903 das erste erfolgreiche Flugzeug. Die folgenden Meilensteine der Luftfahrt – Jets, Durchbrechung der Schallmauer, Erdumkreisung – fanden ihren Höhepunkt im größten Abenteuer überhaupt, als Neil Armstrong mit einem „kleinen Schritt für einen Menschen“ am 21. Juli 1969 den Mond betrat. Leider erwies sich der „große Schritt für die Menschheit“ als kurzlebig – drei Jahre später stellte die NASA ihre Mondmissionen ein. 1969 war mit dem Jungfernflug der Concorde auch ein neues Zeitalter der Überschall-Flugreisen eingeläutet worden. Doch wegen der hohen Betriebskosten wurden die Reisen nicht zur Routine; sie blieben ein teurer Luxus. Nach dem Absturz im Jahr 2000 und dem Einbruch des Flugverkehrs infolge des 11. Septembers wurden die Concorde-Flüge eingestellt. Überschallreisen zählen ebenso wie die Mondlandung nach Ansicht von Experten der British Science Association zu den Top Ten jener Innovationen, die den in sie gesetzten Erwartungen nicht entsprachen. Dennoch ist das Fliegen ein wichtiger Bestandteil des modernen Lebens; das Reisen wurde dadurch massentauglich. Auch die Erforschung des Weltalls steht mit dem Space Shuttle sowie unbemannten Sonden zum Mars und anderen Planeten noch immer auf der Tagesordnung.
Kleine Dinge, große Bedeutung
Die großen Erfindungen lassen einen leicht die weniger bekannten übersehen, die man wegen ihrer scheinbar geringeren Bedeutung gerne für selbstverständlich hält. Büroklammer, Reißverschluss, Toaster, Brille, Föhn und Regenschirm sind nur einige der kleinen Dinge des Alltags. Sie alle können als Innovationen gelten. Die von Henry Phillips 1936 erfundene Kreuzschlitzschraube ist Standard für zahlreiche Anwendungen. Sie wird der herkömmlichen Schraube vorgezogen, da sie konstruktionsbedingt ein Überdrehen verhindert. Ein kleines Wunder ist auch das Sprühdosenventil, das Robert Abplanalp als 27-jähriger Werkstattbesitzer aus der New Yorker Bronx 1949 erfand. Zuvor waren Sprühdosen wegen ihrer Leckanfälligkeit und des damit verbundenen Druckabfalls sehr kurzlebig gewesen. Abplanalp hat seither um die 300 Patente erworben. Die Produkte seines Unternehmens Precision Valve Corp werden nach eigenen Angaben eine Milliarde mal am Tag genutzt.
Oder die Beilagscheibe. Diese einfache, flache Metallscheibe ist überall. Gunter Pirkl von GEA Brewery Systems singt ein Loblied auf sie: „Ohne Beilagscheiben würde man sich schwer damit tun, Schrauben so anzuziehen, dass sie fest bleiben. Andererseits haben wir es vor allem der Beilagscheibe zu verdanken, dass wir Schraubverbindungen relativ leicht wieder lösen können.“
Den Körper verstehen
Die oben erwähnte Abstimmung des London Science Museums über die besten Innovationen hat gezeigt, dass für Viele die Art und Weise, wie wir unseren Körper sehen, behandeln und verstehen, Vorrang hat. Die Fähigkeit, in den Körper hineinzusehen, revolutionierte die Diagnose von Krankheiten und Verletzungen. Der deutsche Physiker Wilhelm Röntgen entdeckte die Röntgenstrahlen im 19. Jahrhundert. Darauf aufbauend waren Pierre und Marie Curie an der Entwicklung von Röntgenstrahlen für die Chirurgie beteiligt – im ersten Weltkrieg installierte Marie Curie Röntgengeräte in Krankenfahrzeuge, die sie bis an die Front fuhr. Jahrhundertelang suchten medizinische Pioniere nach Behandlungsmethoden für tödliche Krankheiten und chronische Leiden.
Die Entdeckung des Penicillins durch Alexander Fleming im Jahr 1928 wird häufig als die wichtigste gefeiert. Fleming untersuchte eigentlich die Influenza, als er bemerkte, dass sich in einer Kulturschale zufällig ein Schimmelpilz gebildet hatte, der die darin befindlichen Staphylokokken-Keime abtötete. Penicillin hat ebenso wie andere Antibiotika die Behandlung von Krankheiten grundlegend verändert und unzählige Menschenleben gerettet. Der künftige Kurs der Medizin wird von einem anderen bedeutenden Durchbruch des 20. Jahrhunderts bestimmt: 1953 entdeckten Francis Crick und James Watson die Doppelhelixstruktur der DNA. Watson leitete später das Humangenomprojekt der amerikanischen Gesundheitsbehörde.
Dieses 2003 abgeschlossene 13-jährige Projekt, an dem Wissenschaftler auf der ganzen Welt beteiligt waren, hat die 20.000 – 25.000 Gene und Sequenzen der drei Milliarden chemischen Basenpaare in der menschlichen DNA identifiziert. Die Ergebnisse versetzen Wissenschaftler in die Lage, Krankheiten wie Krebs früher zu erkennen und effektiver zu behandeln. So hat im Dezember 2009 das International Cancer Genome Consortium bekanntgegeben, dass es ihm gelungen sei, die genetischen Codes für das maligne Melanom und den kleinzelligen Lungenkrebs zu kartieren. Das Konsortium hofft, letztlich die Codes aller 50 bekannten Krebsarten zu entziffern.
Zurück zum CERN. Das Team am Large Hadron Collider (LHC) entwickelte Teilchenbeschleunigungstechniken, die für die Arzneimittelforschung ebenso eingesetzt werden können wie für die Erdölexploration oder für Klimaprognosen. Der LHC ist der größte Teilchenbeschleuniger der Welt. Die Rekonstruktion der unmittelbar nach dem Urknall herrschenden Bedingungen wird Physiker in die Lage versetzen, den Geheimnissen des Universums auf die Spur zu kommen. Technologie und Innovation stehen nicht still, was die Bedeutung der Arbeit von Wissenschaftlern wie jenen des CERN unterstreicht. So jedenfalls CERN-Direktor Robert Aymar. In seinem auf der CERN Website veröffentlichten Artikel „Basic Science in a Competitive World“ vertritt er die Auffassung, dass die Grundlagenforschung der Schlüssel für Innovation sei: „Grundlagenforschung lässt die Menschen träumen. Sie lockt die Erneuerer der Zukunft zur Wissenschaft.“
Weitere Informationen:
- Innovationskultur bei GEA