Zu Beginn des asiatischen Go-Spiels werden Gebiete oft mit einzelnen, wie verloren wirkenden Steinen abgesteckt, auf dass sie sich im weiteren Verlauf als Anker- und Kristallisationspunkte erweisen mögen. Es gibt manches, was diesen Spielzügen, in denen Freiheit wie strategische Absicht in der Schwebe sind, vergleichbar ist. Für die Wissenschaften trifft dies besonders zu. Immer wieder gibt es Bereiche von mitunter erratischem Charakter, deren mögliche Bedeutung im Ungewissen ist. Sie können für sich florieren, doch haben sie eine Bedeutung für das Ganze? Auch hier bleibt manches in der Schwebe. Umso befriedigender ist es, wenn wir mitverfolgen, wie mit einem Mal zuvor als „Spielerei“ Angesehenes Konturen gewinnt, indem es einen Brückenschlag zu einem anderen Gebiet ermöglicht und damit einen Sachverhalt zu erhellen hilft. Vor allem die Mathematik liefert solche Beiträge. Sie ist keine Naturwissenschaft, aber auch nicht bloß deren Dienerin und erweist sich als eine Königsdisziplin, um in Gebiete vorzustoßen, die sich der Anschauung entziehen. Beispiele für ihre Wirkungsmächtigkeit lieferte der britische Mathematiker und theoretische Physiker Roger Penrose, einer der diesjährigen Nobelpreisträger für Physik (S. 603). Die nun preisgekrönte Arbeit erwies sich als wegbereitend, um ein wenig Licht in die ominösen Schwarzen Löcher zu bringen. Dass sehr massereiche Sterne, die ihre Energiequellen erschöpft haben, unter der Schwerkraftwirkung kollabieren und sich so verdichten, dass sie nicht einmal Licht entweichen lassen, hatte bereits Albert Einstein aus seiner Allgemeinen Relativitätstheorie gefolgert. Der verbliebene Kern des Sterns kollabiert – wie man sagt – zu einer Singularität, einem Punkt unendlicher Dichte. Nicht einmal den Übergang in diesen Zustand am sogenannten Ereignishorizont kann man beobachten. Auch wenn die Theorie schlüssig war, so hatte man lange Zweifel, ob Singularitäten wirklich existieren können. Erst Penrose gelang es zu zeigen, dass sie eine unausweichliche Konsequenz der Relativitätstheorie sind. Den Durchbruch brachte die Anwendung topologischer Methoden, mit denen er Einsteins Theorie erweiterte und nachwies, dass Singularitäten selbst dann auftreten müssen, wenn der Kollaps nicht sphärisch-symmetrisch erfolgt. Penroses Mitlaureaten, die US-Amerikanerin Andrea Ghez und der Deutsche Reinhard Genzel hatten hingegen durch ihre unabhängig voneinander betriebenen höchst anspruchsvollen Sternbeobachtungen übereinstimmende Daten zur Existenz eines Schwarzen Lochs im Zentrum der Milchstraße gewonnen. So ergibt sich eine besonders schöne Ergänzung von mathematisch fundierter Theorie und astronomischer Forschung.

Es darf hinzugefügt werden, dass Penrose schon einmal im Rampenlicht stand: 2011 war der Israeli Dan Shechtman für seine Entdeckung der Quasikristalle geehrt worden, lange für unmöglich gehaltene Stoffe, in denen Atome oder Atomgruppen wie bei Kristallen hochgeordnet sind, aber keine Periodizität aufweisen wie in einen Kristallgitter. Für das Verständnis dieser Strukturen hatte wiederum Penrose entscheidend beigetragen. Berühmt ist die nach ihm benannte Parkettierung von Flächen mit zwei Typen rhombischer Kacheln, die sich so zusammenlegen lassen, dass immer wieder fünfzählig-symmetrische Elemente auftreten, die aber nicht periodisch angeordnet sind.

Penrose schuf somit mehrere preiswürdige Trittsteine, die wir benötigen, um zu neuen Erkenntnissen zu gelangen. Doch Vorsicht: Bewährte Stufen zur Erkenntnis verleiten auch dazu, dass man sie „gewohnheitsmäßig“ nutzt und nicht daran denkt, dass auch andere Pfade möglich sind. Darauf macht das Team um Birgit Piechulla von der Universität Rostock in seinem Beitrag über die Terpen- Biosynthese aufmerksam (S. 586). Lange Zeit galt geradezu dogmatisch die Isoprenregel, nach der Isopren mit seinen fünf C-Atomen Ausgangssubstrat für die Synthese wäre. Erst seit wenigen Jahren weiß man, dass auch Moleküle, die kein Vielfaches von fünf C-Atomen aufweisen, von entsprechenden Enzymen zur Terpensynthese genutzt werden können. In Anbetracht dessen, dass Terpene die umfangreichste Naturstoffklasse darstellen und vielfältige, essentielle Funktionen in Organismen haben, ist dies eine überaschende und wichtige Erkenntnis.

Es gibt aber auch Bereiche der Wissenschaft, die ihre Bedeutung einbüßten, ehe sie in einem neuen Kontext neue Beachtung erfahren. Beispielhaft hierfür stehen die Überlegungen des Zoologen Ernst Haeckel zum Zusammenhang zwischen ontogenetischem und phylogenetischem Wandel. Im Lichte entwicklungsgenetischer Forschung geraten sie wieder in den Fokus der Wissenschaft, wie in dem Beitrag des Zoologen Paul G. Layer und des Botanikers Ulrich Lüttge von der Technischen Universität Darmstadt zu lesen ist (S. 572).

Sicherlich gewinnt nicht jedes Feld der Forschung noch nach Jahrzehnten Aktualität. Aber eines darf man als Botschaft mitnehmen: Das, was als ernst zu nehmender Stein auf dem Spielbrett der Wissenschaften gelegt wurde, hat prinzipiell das Zeug, zu einem Gedankengebäude beizutragen, auch wenn es nur ein kleines Mosaiksteinchen ist oder sich schließlich als untauglich erweist und verworfen werden muss. – Denn auch das Ungelungene gehört zur Wissenschaft, genauso wie die „wilden Steine“ am Ende einer Go-Partie, die nicht spielentscheidend sind.

Klaus Rehfeld