Grundlagenforschung: Basis für die Wissensgesellschaft

Naturwissenschaftliche Grundlagenforschung ist die Basis für Erkenntnisgewinn und Fortschritt. Aufbauend auf den Ergebnissen mehrerer Jahrhunderte entstehen daraus Anwendungen, Innovationen und neue Technologien.  

Neugier ist jedem Menschen angeboren. Die Wissenschaft liefert Antworten. Diese berühren uns genauso, wie sonst nur Musik, Kunst oder Literatur. Das Mitfiebern der Menschheit bei der ersten Mondlandung ist dafür ebenso ein Beleg wie die große öffentliche Aufmerksamkeit für die Entdeckung des Higgs-Teilchens am Large Hadron Collider am Forschungszentrum CERN.

Neue Technologien und Methoden durch Großgeräte

Durch Experimentieren und Erforschen lassen sich die Grenzen der menschlichen Erkenntnis erweitern. Doch Grundlagenforschung dient weit mehr als nur dem reinen Erkenntnisgewinn. Rund um ihre Großgeräte entstehen technologische Innovationen: Einerseits können direkt durch Bau und Betrieb der Anlagen wirtschaftlich verwertbare Güter entstehen. Hydraulische Dämpfungen für den Transport hoch empfindlicher Teleskope oder adaptive Optiken, die zunächst an Sternwarten zum Einsatz kamen und nun auch in Mikroskopen für eine bessere Auflösung sorgen, sind nur zwei Beispiele.

ALMA Transporter der ESO
Antennen auf Spezialfahrzeugen für das Radioteleskop ALMA © ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/Alessandro Caproni 2009

Anderseits münden auch die in den Experimenten gewonnenen Erkenntnisse in neue Produkte. Die Entdeckung des Riesenmagnetowiderstands führte beispielsweise zur Entwicklung von Festplatten mit Terabyte-Kapazität, und auch viele andere aus der Grundlagenforschung hervorgegangene Technologien wie etwa der Laser sind aus unserem Alltag nicht mehr wegzudenken.

Wann aus welcher wissenschaftlichen Erkenntnis ein bestimmtes Produkt oder ein neuer Wirtschaftszweig entsteht, ist nicht vorhersehbar – dass die Erkenntnis langfristig in neuen Techniken mündet, ist jedoch ein über die Jahrhunderte gewonnener Erfahrungswert.

Die Grundlagenforschung hat somit einen großen Einfluss darauf, wie sich unsere Gesellschaft entwickelt. Mit den Großprojekten von heute bereiten die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler das Fundament für die Innovationen von morgen. Daher fördert das Bundesforschungsministerium die naturwissenschaftliche Grundlagenforschung strategisch und langfristig orientiert.

Innovationen beim Bau der Experimente

Heutige Forschungsinfrastrukturen werden – genauso wie die fortschrittlichsten Experimente jeder Epoche – am Rande des technisch Machbaren konzipiert und konstruiert. Wäre es vor hundert Jahren schon möglich gewesen, Teleskopspiegel mit einem Durchmesser von zehn oder mehr Metern zu bauen, hätte man dies bereits gemacht. Doch erst heute sind die Voraussetzungen für Bau und Betrieb dieser Giganten vorhanden – mit der Konstruktion des kommenden European Extremely Large Telescope (E-ELT) mit 39 Metern Spiegeldurchmesser wird diese Grenze erneut verschoben und damit technologisches Neuland betreten. Auf diese Weise sind die Anforderungen der Wissenschaft an Präzision und Größe wichtige Treiber für Technologien und Innovationen in vielen Bereichen.

European Extremely Large Telescope (E-ELT)
Das geplante European Extremely Large Telescope (E-ELT) in Chile (39 Meter Durchmesser) wird das größte Spiegelteleskop der Welt sein. © ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/A. Caproni (ESO)

Um wissenschaftliche Erkenntnisse zu gewinnen, müssen Grenzen überwunden werden: Erst wenn ein Röntgenmikroskop kleinste Strukturen im Nanometerbereich auflöst, kann es helfen, Fragestellungen zur atomaren Struktur der Materie zu beantworten. Und die gleichen Abbildungsverfahren, die an Großgeräten den Blick in den Nanokosmos öffnen, sind Wegbereiter für Röntgengeräte, die in der Medizin mit niedrigerer Strahlungsdosis feinere Details auflösen können.

Grundlagenforschung als Talentschmiede

Großgeräte der naturwissenschaftlichen Grundlagenforschung sind komplex in Aufbau und Funktion. Um solche Anlagen zu bauen und zu betreiben, braucht es exzellent ausgebildete Fachkräfte – sowohl wissenschaftliche als auch technische Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter. Das Bundesforschungsministerium unterstützt den Nachwuchs an deutschen Universitäten. In den geförderten Projekten lernen die jungen Forschenden, wie sie wissenschaftliche und technologische Herausforderungen in einem internationalen Umfeld meistern. Das kommt nicht nur einer Karriere in der Wissenschaft zugute: Wer beispielsweise einen Großdetektor wie ATLAS am LHC baut oder weiterentwickelt, kann mit den erworbenen Fertigkeiten und Kenntnissen später auch in der Industrie und Wirtschaft in anderen Bereichen komplexe Aufgaben bewältigen.

Jubelnde Forscherinnen und Forscher am CERN
Bei der Bekanntgabe des Nobelpreis für Physik 2013 jubelten Forscherinnen und Forscher verschiedener Nationen am CERN. © CERN

Völkerverständigung

Die Wissenschaft schlägt, wie auch die Kultur, Brücken zwischen Nationen. Überall in der Welt wird an den Großforschungszentren internationale Kultur vorgelebt: Forschende aus Dutzenden von Nationen arbeiten und leben zusammen und erreichen gemeinsam ihre Ziele. Sie lernen ihre kulturellen Eigenarten kennen, respektieren und schätzen. Später tragen sie diese Erfahrung zurück in ihre Heimatländer. Forscherinnen und Forscher werden so zu Botschafterinnen und Botschaftern für das konstruktive Miteinander der Nationen. Indem sich das Bundesforschungsministerium finanziell an den Großforschungszentren beteiligt, stärkt es Deutschlands herausragende Rolle in der naturwissenschaftlichen Grundlagenforschung – und leistet gleichzeitig einen Beitrag zur Völkerverständigung.