/ Unbekannte Wissenschaftler, die die Welt veränderten: Ada Lovelace, Rosalind Franklin, Alfred Wegener und Alan Turing
Einige Wissenschaftler kennt jedes Kind. Dazu zählen Albert Einstein, Stephen Hawking, Marie Curie und Isaac Newton. Andere Wissenschaftler wiederum haben wichtige Entdeckungen gemacht, sind allerdings weniger bekannt. Eine kleine Auswahl dieser spannenden Persönlichkeiten bilden Ada Lovelace, Rosalind Franklin, Alfred Wegener und Alan Turing.
Alan Turing
Wie es in Großbritannien Tradition ist, trank Alan Turing gerne einen Tee. Wenn er keinen trank, dann bewahrte Turing seine Tasse jedoch nicht wie andere Menschen in einem Schrank auf, sondern kettete sie mit einem Fahrradschloss an die Heizung. Das war nicht die einzige Marotte des Wissenschaftlers. Erzählungen zufolge wurde Turing dabei beobachtet, wie er mit einer Gasmaske auf seinem Fahrrad herumfuhr, angeblich um sich gegen Heuschnupfen zu wappnen.
Turing war ein brillanter Logiker, Mathematiker, Verschlüsselungsexperte und Informatiker. Mit seinen Arbeiten beeinflusste er die Entwicklung der Computer und der Informatik. Im Zweiten Weltkrieg war er maßgeblich an der Entschlüsselung der deutschen Funksprüche, die mit der berühmt-berüchtigten „Enigma“ verschlüsselt waren, beteiligt.
Turing wurde 1912 in London geboren. Als Kind hat er sich angeblich selber – innerhalb von drei Wochen – das Lesen beigebracht und entwickelte früh eine Begeisterung für Mathematik und Rätsel. 1928 soll Turing sich bereits mit den Arbeiten von Albert Einstein beschäftigt haben.
Vater des Computer
Während des Zweiten Weltkrieges arbeitete Turing in Bletchley Park Nord westlich von London, von wo aus das britische Militär deutsche Verschlüsselungen studierte und mit Turings Hilfe erfolgreich knackte. Dass Turing in Bletchley Park mitgewirkt hatte, blieb bis in die 1970er Jahre geheim.
Nach dem Krieg arbeitete Turing in Manchester. Dort entstand auf Grundlage seiner Ideen einer der ersten Computer. Daneben beschäftigte er sich bereits damals mit künstlicher Intelligenz und schlug den Turing-Test vor. Demzufolge soll eine Maschine als intelligent gelten, wenn sie Antworten geben kann, die von der eines Menschen nicht zu unterscheiden sind. Der Test verläuft etwa wie folgt: Probanden tauschen über einen Bildschirm Nachrichten mit zwei Gesprächspartnern aus, die sie nicht sehen können. Gelingt es der Testperson nicht, klar zu sagen, welcher Gesprächspartner ein Mensch und welcher eine Maschine ist, gilt der Test als bestanden.
Zyanid-Vergiftung
1952 wurde Turing aufgrund seiner Homosexualität von der Polizei verfolgt und wegen „grober Unzucht und sexueller Perversion“ angeklagt und vor die Wahl gestellt, ins Gefängnis zu gehen oder sich behandeln zu lassen – Homosexualität wurde damals fälschlicherweise als Krankheit angesehen. Turing entschied sich gegen das Gefängnis. Zu der verordneten Therapie gehörte eine Behandlung mit Östrogen. Das Hormon veränderte Turings Körper, so vergrößerten sich zum Beispiel seine Brustdrüsen.
1954 wurde Turing tot aufgefunden, mit einem halb aufgegessenen Apfel neben seinem Bett. Als Todesursache wurde eine Zyanid-Vergiftung festgestellt und gefolgert, dass Turing sich selbst umgebracht hat. Es wird vermutet, dass Turing die tödliche Dosis über den Apfel zu sich genommen hat, da er zeitlebens ein Fan des Disney-Films Schneewittchen gewesen war. Zudem wird angenommen, dass Turing aufgrund der Hormonbehandlung an Depressionen gelitten hat. 2013 begnadigte Königin Elisabeth II. Turing posthum. Ein Gesetz, das 2017 fast alle wegen Homosexualität verurteilten Bürger des Vereinigten Königreichs begnadigte, trägt den Namen Turing-Gesetz.
2014 erschien der Film „The Imitation Game“ über das Leben von Turing mit Benedict Cumberbatch in der Hauptrolle. Bletchley Park beherbergt heute das Nationale Computer-Museum von Großbritannien. Dort gibt es einen Nachbau von Turings Büro, in dem es auch eine an den Heizkörper gekettete Teetasse gibt.
Ada Lovelace
Mit zwölf Jahren entwarf Ada Lovelace ein mit Dampfkraft betriebenes Flugzeug, mit dem sie ihre kranke Mutter besuchen wollte. Später schickte sie ihren Mann in die Bibliothek, zu der sie als Frau keinen Zutritt hatte, damit er wissenschaftliche Artikel für sie abschreibt. Heute ist sie bekannt als die erste Person, die programmiert hat – lange bevor es überhaupt Computer gab.
Augusta Ada Byron King, Countess of Lovelace – genannt Ada Lovelace – wurde am 10. Dezember 1815 in London geboren. Ihr Vater war der berühmte Schriftsteller Lord Byron und obwohl sie sein einziges eheliches Kind war, lernten die beiden sich nie kennen. Die Eltern trennten sich, als Ada einen Monat alt war. Lord Byron verließ kurze Zeit später das Land. Zum Abschied schrieb er ihr ein Gedicht. Byron starb, als Ada acht Jahre alt war.
Lovelaces Mutter war selbst interessiert an Mathematik und ließ ihrer Tochter eine naturwissenschaftliche Ausbildung zugutekommen. Der Plan ging auf. Das Kind entwickelte eine Leidenschaft für Mathematik und Naturwissenschaften. Schon bald verkehrte Ada Lovelace unter Wissenschaftlern. Als Jugendliche lernte sie die Astronomin und Mathematikerin Mary Somerville und den Philosophen, Erfinder und Mathematiker Charles Babbage kennen. Mit ihm führte sie einen regen Briefwechsel. Unterricht erhielt sie von dem Mathematiker Augustus De Morgan.
55.000 Einzelteile
1837 heiratete Ada Lovelace William King, der ebenfalls eine mathematische Ausbildung hatte. Da Frauen der Zugang zu Universitäten und Bibliotheken verwehrt wurde, trat King der Royal Society bei und schrieb in der Bibliothek Artikel für seine Frau ab. Mit ihm zusammen hatte Ada Lovelace drei Kinder. In einem Brief an Mary Somerville schrieb sie, sie sei unglücklich, da sie nun wegen der Schwangerschaften und der Erziehung der Kinder weniger Zeit für die Wissenschaft und die Musik habe.
Lovelace war fasziniert von Charles Babbages „analytischer Maschine“ – einem Entwurf für eine mechanische Rechenmaschine, die in der Lage war, komplexe Rechenaufgaben zu lösen, und dabei sehr allgemein war (d.h., sie war nicht auf eine bestimmte Rechenaufgabe begrenzt). Die Maschine sollte riesig sein und aus 55.000 Einzelteilen bestehen. Befehle und Daten sollten über Lochkarten eingegeben werden. Solche Lochkarten wurden damals bereits verwendet, um bei Jacquardwebstühlen unterschiedliche Webmuster „einzuprogrammieren“. Während seiner Lebzeiten wurde Babbages Maschine nie gebaut. Heute geht man davon aus, dass die Maschine funktioniert hätte.
Ein enormes Potenzial
Als Babbage einen Vortrag in Turin hielt, veröffentlichte der Mathematiker Luigi Menabrea eine Beschreibung der Maschine auf Französisch. Auf Babagges Wunsch hin übersetzte Ada Lovelace diesen Text ins Englische. Sie fügte dem Text eigene Kommentare und Überlegungen hinzu. Der Text ist in seiner Endfassung viel länger als das Original. Lovelace sah in der Maschine ein enormes Potenzial. Sie glaubte, dass man solche Maschinen nicht nur auf Zahlen, sondern auch auf Noten, Buchstaben oder Bilder anwenden könne. In diesen „Notes“ befindet sich auch ein Diagramm für die Berechnung von Bernoulli-Zahlen (eine Zahlenfolge, die einem bestimmten Gesetz gehorcht). Dieses Diagramm gilt heute als das erste je veröffentlichte Computerprogramm.
Lange bevor die ersten Computer gebaut wurden, stellte Lovelace bereits erste Überlegungen zum Thema künstliche Intelligenz an. In ihren Anmerkungen behauptet Lovelace, dass eine Maschine immer nur das tun kann, was ihr von einem Menschen eingegeben wird. Sie habe nicht die Fähigkeit „zur Erkenntnis analytischer Verhältnisse oder Wahrheiten“. Der Computerpionier Alan Turing bezeichnete dieses Postulat als „Lady Lovelace’s Objection“ und formulierte einen Widerspruch dagegen. Beide Seiten werden bis heute diskutiert. In Esch erinnert heute ein Straßenname an Ada Lovelace.
Alfred Wegener
Zu Lebzeiten war Alfred Wegener vor allem als waghalsiger Polarforscher bekannt. Ihm fiel auf, dass die verschiedenen Kontinente wie Puzzleteile ineinander passen. Er folgerte, dass die Kontinente irgendwann einmal eine zusammenhängende Landmasse waren und sich im Laufe von Jahrtausenden über die Erdoberfläche bewegten. Von seinen Zeitgenossen erntete er nur Spott und Unglauben. Heute wissen wir, dass seine Theorie stimmt.
Alfred Wegener wurde 1880 in Berlin als jüngstes von fünf Kindern geboren. Als Kind interessierte er sich für alle möglichen naturwissenschaftlichen Gebiete. Er studierte Physik und Meteorologie und promovierte mit 25 Jahren in der Astronomie. Trotz seines Abschlusses in Astronomie begeisterte er sich weiter für das irdische Klima. Nach seinem Studium nahm er eine Position in einem Observatorium an, wo er zusammen mit seinem Bruder mithilfe von Wetterballons meteorologische Phänomene untersuchte.
Zeit in Grönland
Mehrmals reiste Wegener für seine Forschung nach Grönland. Dort baute er mit Kollegen ein meteorologisches Observatorium auf. Ungefährlich war das nicht – während solcher Reisen kamen mehrere Kollegen von Wegener wegen des menschenfeindlichen Wetters um. In seinem Tagebuch vermerkte Wegener: „Hier draußen gibt es Arbeit, die des Mannes wert ist, hier gewinnt das Leben Inhalt. Mögen Schwächlinge daheim bleiben und alle Theorien der Welt auswendig lernen, hier draußen Auge in Auge der Natur gegenüberzustehen und seinen Scharfsinn an ihren Rätseln zu erproben, das gibt dem Leben einen ganz ungeahnten Inhalt.“ Wegener genoss die Zeit in Grönland. In seinem Tagebuch schreibt er weiter: „Heute habe ich bei totenstiller Luft – jetzt weht es schon wieder – lange Zeit draußen gestanden und die Stille der Polarnacht genossen.“
Während dieser Reisen kam Wegener zum ersten Mal die Idee, dass die Kontinente sich über die Erdoberfläche bewegen. Die Entdeckung ließ ihn nicht mehr los. Der 31-Jährige schrieb in einem Brief an seine Verlobte: „Passt die Ostküste Südamerikas nicht exakt in die Westküste Afrikas, als ob sie einst verbunden waren? Diesen Gedanken muss ich verfolgen!“ Später stellte Wegener zudem fest, dass es an beiden Küsten östlich und westlich des Atlantiks ähnliche Gesteinstypen gibt. Während des Ersten Weltkrieges musste Wegener Militärdienst leisten. Nachdem er mehrmals verwundet wurde, wurde er in das Wetterbüro der Armee abkommandiert. Neben seiner Arbeit dort schrieb Wegener an seiner Forschungsarbeit. 1912 veröffentlichte er zum ersten Mal seine Theorie der Kontinentalverschiebung. 1915 folgte seine Arbeit „Die Entstehung der Kontinente und Ozeane“.
Urkontinent Pangäa
Fossilien und Gestein deuteten darauf hin, dass die Kontinente einst verbunden waren. Bis dahin waren Forscher aber davon ausgegangen, dass die Kontinente irgendwann einmal durch Landbrücken verbunden waren, die vom Meer verschlungen worden sind, als die Erde sich abgekühlt hat. Wegener verwarf diese Theorie. Er behauptete, die Kontinente seien weniger dicht als das Vulkangestein, aus dem der Boden des Ozeans besteht. Die Brücken hätten darum irgendwann nach oben treiben müssen. Immerhin, so Wegener, waren Landmassen auf der Nordhalbkugel seit der letzten Eiszeit, nachdem das tonnenschwere Eis abgeschmolzen war, wieder nach oben gestiegen.
Wegener behauptete auch, dass alle Kontinente in der Vergangenheit einen einzigen zusammengehörigen Kontinent gebildet haben und nannte diesen Urkontinent Pangäa. Er veröffentlichte eine ganze Reihe von Schriften, doch mit seiner Theorie der Kontinentverschiebung erntete er nur Gelächter bei seinen Kollegen. Wegener kehrte nach Grönland zurück, um dort weiterzuforschen. Wegener und sein einheimischer Helfer starben 1930 im Eis Grönlands, als ein Versorgungsschiff es wegen des verfrühten Winters nicht mehr durch das Eis zu ihnen schaffte.
Rosalind Franklin
Der Forscherin gelang es, eine Röntgenaufnahme der DNS zu machen. Damit leistete sie einen wichtigen Schritt, um nachzuweisen, dass das Molekül die Form einer Doppelhelix hat. Als die Entdeckung 1962 mit dem Nobelpreis bedacht wurde, war Franklin bereits verstorben.
Rosalind Franklin kam 1920 als Kind einer jüdischen Familie in London zur Welt. Ihr Vater war Bankier und ihre Mutter entstammte einer Familie von Gelehrten. Rosalinds Eltern legten viel Wert auf eine gute Schulbildung ihrer Kinder und nahmen sie mit auf Reisen ins Ausland. Rosalinds Tante schrieb in einem Brief: „Rosalind ist erschreckend schlau – aus reinem Vergnügen verbringt sie ihre ganze Zeit mit Arithmetik und ihre Rechnungen stimmen immer.“
Flucht vor den Nazis
Als sie zwölf war, besuchte Franklin die St. Paul’s Mädchenschule, an der viel Wert auf Mathematik und Naturwissenschaften gelegt wurde. Mit 17 nahm Franklin an der Aufnahmeprüfung für die Universität Cambridge teil. In der Chemieprüfung war sie die Beste und erhielt deshalb ein Stipendium. Ihr Vater stellte daraufhin das so gesparte Geld einem Studenten zur Verfügung, der vor den Nazis aus Deutschland geflohen war. Während ihres Studiums studierte Franklin die Struktur von Molekülen.
In ihrer Freizeit trieb Franklin viel Sport. Sie spielte Tennis, ruderte und fuhr Rad. Wann immer sie konnte, reiste sie durch Europa, unternahm Wanderungen und ging bergsteigen.
Als vor Beginn des Zweiten Weltkrieges Juden aus Deutschland nach England flohen, engagierte sich Franklins Vater Ellis im deutsch-jüdischen Flüchtlingskomitee. In einem Brief an ihren Vater schrieb Franklin, sie habe entgegen den Rat ihrer Vorgesetzten ausdrücklich betont, sie würde ihre Promotion gerne verschieben, um bei den Kriegsanstrengungen zu helfen.
DNS-Molekül
1942 wurde Franklin von der neugegründeten „British Coal Utilisation Research Association“ eingestellt, um zu untersuchen, wie Kohle effizienter genutzt werden kann. Die Arbeit galt als wichtig für den Krieg. Ihre Forschungen dort verwendete sie für ihre Doktorarbeit. 1945 promovierte sie und ging zunächst nach Paris. 1950 kehrte sie nach London ans King’s College zurück. Zu dieser Zeit lief die Entschlüsselung der DNS auf Hochtouren. Neben Franklin forschten auch ihr Arbeitskollege Maurice Wilkins sowie James Watson und Francis Crick daran. Franklin und Wilkins arbeiteten zwar in derselben Abteilung, allerdings hatten beide gehörigen Streit.
Am King’s College gelang es Franklin zusammen mit dem Studenten Raymond Gosling, ein Foto von einem DNS-Molekül zu machen. Franklin hielt es allerdings noch für zu früh, um mit ihren Ergebnissen an die Öffentlichkeit zu gehen. Zuerst wollte sie ganz sicher sein. Wilkins zeigte das Foto, ohne dafür die Erlaubnis von Franklin zu haben, James Watson, der sofort die Bedeutung erkannte. Außerdem sollen ihm und seinem Kollegen Francis Crick unveröffentlichte Unterlagen von Franklin in die Hände gefallen sein. Watson stritt dies jedoch ab. 1953 stellten Waton und Crick ihr Modell der Doppelhelix der Welt vor.
Darin schreiben Watson und Crick, sie seien durch das „allgemeine Wissen um unveröffentlichte Resultate und Ideen von Wilkins und Franklin beeinflusst worden“. In der gleichen Ausgabe von Nature erschienen Artikel von Wilkins und Franklin – darin auch das Foto, das Franklin und Gosling gelungen war. Ihre Artikel erschienen aber hinter dem von Watson und Crick. Im April 1958 starb Rosalind Franklin an Krebs. Watson und Crick erhielten 1962 den Nobelpreis für ihre Entdeckung. Nach Rosalind Franklin wurde eine Straße in Esch benannt.
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