Es war ein heuriger Moment. Viele Leute haben gefragt, war dir dann klar, dass das jetzt ein neues Feld ist? Nein, war es mir nicht. Und definitiv habe ich nicht an den Nobelpreis gedacht. Um ganz ehrlich zu sein, ich wusste nicht, wie wichtig die Fluoreszenzmikroskopie für die Biologie war damals. Ich wusste es schlichtweg nicht.
Wir werden, da bin ich absolut sicher, die Physik ist da, Moleküle, Proteine zusehen können, wie sie funktionieren mechanistisch. Natürlich würde es mich riesig freuen, wenn ich wüsste, meine Forschung hat dazu beigetragen, bei dieser Krankheit Milderung oder sogar eine Heilung herbeizuführen.
Hallo, ich bin Katharina Menne, Wissenschaftsjournalistin und Redakteurin bei Spektrum der Wissenschaft. Und ich bin Carsten Könnecker, Redaktionsleiter für Psychologie und Social Sciences bei Spektrum der Wissenschaft. Wir bei Spektrum sind leidenschaftlich neugierig. Deshalb stellen wir in diesem Podcast die ganz großen Fragen der Wissenschaft. Das sind Fragen, die sich Menschen seit jeher stellen und von denen auch nach Jahrhunderten der Forschung noch immer eine große Faszination ausgeht.
Für jede Folge suchen wir eine renommierte Expertin oder einen renommierten Experten, um herauszufinden, was die Forschung über die jeweilige Frage bereits weiß, was sie noch nicht weiß und wie es wohl weitergehen wird bei der Antwortsuche. Diesmal geht es um die große Frage: Wie macht man das Unsichtbare sichtbar? Die großen Fragen der Wissenschaft – ein Podcast von Spektrum der Wissenschaft und detektor.fm.
Was wäre, wenn man Dinge sehen könnte, die eigentlich unsichtbar sind? Diese Frage klingt fast philosophisch und doch hat sie die moderne Biologie revolutioniert. Mehr als ein Jahrhundert lang hat man gedacht, dass es unmöglich ist, Strukturen sichtbar zu machen, die kleiner sind als 200 Nanometer. Das ist 400 Mal dünner als ein menschliches Haar. Alles, was noch kleiner ist, lässt sich nicht mehr scharf darstellen und wirkt verschwommen, so dachte man.
Diese sogenannte Beugungsgrenze des Lichts galt als unüberwindbar und ist von Ernst Abbe im Jahr 1873 als Naturgesetz formuliert worden. Es hat mehr als 100 Jahre Bestand gehabt. Doch dann kam Stefan Hell. Er ist Physiker und Direktor an gleich zwei Max-Planck-Instituten: dem für multidisziplinäre Naturwissenschaften in Göttingen und dem für medizinische Forschung in Heidelberg. 2014 ist er für die Entwicklung der superauflösenden Fluoreszenzmikroskopie, kurz STED-Mikroskopie, mit dem Nobelpreis für Chemie ausgezeichnet worden. Denn er hat es geschafft, die besagte Beugungsgrenze der Lichtmikroskopie zu durchbrechen.
Das Abbesche Gesetz musste aufgrund seiner Arbeit umformuliert werden. Stefan Hell ist Physiker, seine Arbeit bringt aber vor allem Biologie und Medizin voran. Den Nobelpreis hat er in Chemie bekommen. Er ist Grundlagenforscher und hat zwei Firmen gegründet – ein Wandler zwischen den Welten. Herzlich willkommen in unserem Podcast, Herr Hell. Herzlichen Dank und hallo zusammen.
Herr Hell, Sie haben Dinge sichtbar gemacht, von denen man dachte, dass man sie niemals wird sehen können. Was hat Sie glauben lassen, dass das geht? Ja, das ist eine gute Frage, zumal man ja damals wirklich geglaubt hat, dass es nicht ginge. Man hat gute Gründe gehabt zu glauben, dass es nicht ginge. Die Physik von Ernst Abbe und das, was er sich ausgedacht hatte, war ja stimmig.
Ich war nur der Meinung, Ende der 80er Jahre, dass die Gedanken, die Abbe damals haben konnte, die Physik, die er damals zur Verfügung hatte, veraltet waren. Und dass in der Zeit dazwischen, also zwischen 1873, als er seine Grenze formuliert hat, und Ende der 80er Jahre, so viel an Physik passiert ist und auch an Chemie, dass es vielleicht doch einen Weg ginge, der physikalisch und chemisch vollkommen legitim wäre, diese Grenze zu durchbrechen.
Und was sieht man mit Ihren Mikroskopen, das vorher absolut unsichtbar war? Ja, wie Sie schon sagten, man kann keine feineren Details sehen als ein Fünftel eines tausendsten Millimeters, also 200 Nanometer. Und so hat man sich gedacht, mit dem Lichtmikroskop käme man da nicht weiter. Aber es ist nun mal so, dass das Lichtmikroskop das einzige Verfahren ist, mit dem ich in lebende Zellen hineinschauen kann oder in lebende Gewebe.
Und auch das einzige Verfahren, mit dem es relativ leicht ist, Proteine sichtbar zu machen, indem man sie markiert. Das ist der Trick bei der Fluoreszenzmikroskopie. Man sieht die Proteine nicht selbst, aber man kann sie markieren und eine bestimmte Proteinsorte durch diese Markierung hervorheben, highlighten. Und diese beiden Vorteile gab es nur in der Lichtmikroskopie, in der Fluoreszenzmikroskopie. Und deshalb war es wichtig, diese Grenze zu durchbrechen.
Und was man dann sieht, sind die einzelnen Proteine. Können Sie vielleicht für unsere Hörerinnen und Hörer nochmal erklären, was denn genau diese Beugungsgrenze ist? Also warum dachte man denn so lange, dass man die nicht durchbrechen kann? Ja, dafür gab es einen wichtigen Grund. Man hat Ende des 19. Jahrhunderts verstanden, dass Licht sich als Welle ausbreitet und aber wusste, wenn Licht sich als Welle ausbreitet, so kann ich das Licht nicht beliebig auf einen kleinen scharfen Punkt bündeln, der so groß ist, wie heute würde man sagen, ein Molekül, sondern es ist immer ein Fleck, ein Fleck, der nur 200 Nanometer groß sein kann.
Dadurch beleuchte ich immer alle Moleküle, die sich da befinden. Das können Tausende sein, Zigtausende sein unter Umständen. Und wenn die dann alle zurückleuchten, kann ich die nicht getrennt wahrnehmen, weil sie alle gleichzeitig beleuchtet werden. Und weil es vollkommen klar war, dass diese Physik wahrscheinlich für immer Bestand hat, dass Licht nun mal eine Welle ist, hat man gedacht, das wird nie anders gehen.
Man hat aber vergessen, dass es noch andere physikalische Effekte gibt, die einem dann erlauben, diese Grenze oder diese vermeintliche Grenze zu überwinden. Und welche Effekte sind das? Ja, also ein Effekt war, und das ist der letztendlich, der das Feld begründet hatte und der auch, sagen wir mal, die Tür aufgemacht hat und auch der große Durchbruch in meiner Arbeit war.
Man hat erkannt, das war mir klar geworden am Samstagmorgen 93, dass man Fluoreszenzmoleküle, die man ja sieht in der Fluoreszenzmikroskopie, nicht nur anmachen kann, sondern auch ausmachen kann. Das heißt, wenn ich also ein Lichtfleck habe, wo ich hunderte Moleküle gleichzeitig beleuchte und die dann zurückleuchten und ich einen Chaos habe, kann ich das Chaos lösen, indem ich einigen sage oder vielen sage oder allen bis auf einen sage, seid ihr aus.
Ich kann sie ausmachen und dadurch, dass ich sie ausmachen konnte, konnte ich weniger Moleküle selektiv anlassen und dadurch diese selektiv sehen und dann trennen von den anderen, die aus waren. Und dieses An-Aus-Prinzip hat quasi das ganze Feld eröffnet. Alle etablierten Mikroskopieverfahren in der Fluoreszenzmikroskopie, egal wie sie heißen, da gibt es mittlerweile viele Varianten davon, funktionieren auf diesem An-Aus-Prinzip.
Und jetzt höre ich da so ein bisschen raus, Sie sagen, es war ein Samstagmorgen 1993. Hatten Sie da so eine Art echten Aha-Moment? Also so, man kennt das aus dem Comic, dann taucht so ein Fragezeichen über dem Kopf auf oder auch ein Ausrufezeichen, eine Glühbirne? Eine Glühbirne, so geht’s. So lässt sich diese unüberwindbare Grenze überwinden. Hatten Sie das? Ja, wenn Sie mal einen Vortrag von mir gehört haben oder vielleicht noch einen hören sollten, da habe ich wirklich eine Folie und da geht wirklich eine Glühbirne auf meinen Kopf auf.
Ja, ich hatte schon das Gefühl, das könnte super wichtig sein. Es könnte der Schlüssel sein. Und es ist schwer, das zu beschreiben. Ich habe damals in einem Studentenwohnheim gewohnt an der Universität Turku in Finnland. Das war im September, Oktober 93, und habe gesucht nach irgendeinem etablierten physikalischen Effekt, der sich dafür verwenden ließe, die Grenze zu durchbrechen.
Und ich habe da an quantenoptische Effekte gedacht. Ich war als Physiker ausgebildet in Heidelberg, allgemein in Physik, also nicht in Mikroskopie, schon gar nicht in Fluoreszenz. Davon hatte ich relativ wenig Ahnung. Aber ich habe irgendeinen quantenoptischen Effekt gesucht und dabei ist mir der Effekt der stimulierten Emissionen aufgefallen, mit dem man Moleküle ausmachen kann, also hindern kann zu fluoreszieren.
Und dann ist es wirklich wie Schuppen vor den Augen fallen: Was, wenn ich sie ausmache? Und ja, das war es. Es war ein heuriger Moment. Viele Leute haben gefragt, war dir dann klar, dass das jetzt ein neues Feld ist? Nein, war es mir nicht. Und definitiv habe ich nicht an den Nobelpreis gedacht. Aber wirklich in Wirklichkeit war das ein absoluter Durchbruch, ja, diesen Gedanken zu haben.
Sie haben eben die Beugungsgrenze ja auch mit dem Wellenbild des Lichtes erklärt. War jetzt ein anderer physikalischer Effekt, der Ihnen geholfen hat, auch das als Teilchen oder spielt das keine Rolle? Spielt eine Rolle insofern. Man würde in der Physik sagen semi-klassisch. Das heißt, bei der Absorption des Moleküls spielt natürlich die korpuskuläre Natur des Lichts eine Rolle und auch bei der stimulierten Emission.
Das heißt, wenn das Licht mit dem Molekül interagiert, um es sozusagen auszumachen, versteht man das besser korpuskulär. Aber an sich, nein. Und der Witz ist ja auch, ich habe ja auch nicht die Beugung gebrochen. Die Beugung ist da. Das Naturgesetz gilt im Grunde nach wie vor. Das Phänomen, das Abbe gesagt hat, dass die Grenze ausmachen würde, ist immer noch da.
Und das war etwas, was mir vorher klar war und das schon Jahre vorher klar war. Ich muss die Beugung in Ruhe lassen. Die Beugung ist, was sie ist. Lass die Beugung in Ruhe. Aber vielleicht gibt es ein anderes Phänomen, das die limitierende Grenze, also den limitierenden Aspekt der Beugung aufhebt. Also umgehe die Beugung, lass die Beugung in Ruhe. Aber die Grenze kann man durchbrechen, nicht umgehen, durchbrechen, indem man die Beugung umgeht.
Jetzt sagten Sie schon stimulierte Emissionen. Das ist ja ein Effekt, ein Phänomen, auf dem auch der Laser basiert. Können Sie vielleicht nochmal erklären, was da genau passiert? Also was ist stimulierte Emission? Ja, das lässt sich so erklären. Also wenn ich zum Beispiel ein Farbstoffmolekül habe, dann kann ich es mit grünem Licht anregen. Das heißt, da wird ein Photon aus der Lichtwelle, die ja gebeugt ist, absorbiert und es geht in einen höheren Zustand.
Und ich kann aber auch bei Atomen, geht es mit dem gleichen Licht, mit dem gleichen Photon, wenn das Molekül im oberen Zustand ist, wieder runter pushen. Einstein hat das vorhergesagt. Theoretisch sagte er, das muss so geben und konnte mit diesem Phänomen zum Beispiel die Planck’sche Gleichung für schwarze Strahler herleiten und zeigen, dass es funktioniert.
Also man wusste wohl, dass das Phänomen gibt. Nachgewiesen, nach meiner Erinnerung, ist es erst mal in den 20er, 30er Jahren. Und so richtig verwendet hat man es beim Laser. Und bei mir spielt noch eine Rolle bei den Fluoreszenzmolekülen, dass das besonders gut geht und das Ausmachen geht, wenn man unterschiedliche Wellenlängen benutzt. Das wusste ich natürlich auch aus dem Unterricht.
Und ich wusste auch, dass bei diesen Fluoreszenzmolekülen das Ausmachen definitiv ist. Das ist bei Atomen nicht unbedingt der Fall, aber bei Fluoreszenzmolekülen ist es definitiv. Und das hat man angezweifelt. Das war eines der Gründe, weshalb ich am Anfang schwer hatte, für die Idee zu werben.
Das haben wir jetzt schon ganz viel Grundlagenphysik hier gehabt. Aber für die Hörerinnen und Hörer, die vielleicht noch keinen Leistungskurs Physik absolviert haben, können Sie die STED-Mikroskopie, die Sie erfunden haben, vielleicht nochmal anschaulich erklären? So anschaulich, wie es eben geht. Also wenn ich mit Licht etwas abbilden will, muss ich immer damit rechnen, dass das Licht sich nicht auf den Punkt bündeln lässt.
Und was man heute macht, im Gegensatz zu früher, normalerweise benutzt man heute routinemäßig gebündeltes Licht, das die Probe abrastet. Das heißt, man hat einen eingebündelten Lichtstrahl. Man beleuchtet nicht alles auf einmal, wie man das normalerweise bei herkömmlichen Mikroskopen macht, sondern meistens ein Laserstrahl. Der bündelt das Licht und er rastet die Probe ab.
So, und weil dieses gebündelte Licht, dieses Licht im Fokus immer diese 200 Nanometer Durchmessergröße hat, das geht gar nicht kleiner, hat man gedacht, dass alles, was da drin ist, innerhalb diesen 200 Nanometer, wie gesagt, wie die vielen, vielen Moleküle, Fluoreszenzmoleküle, immer leuchten werden. Was ich dann gemacht habe, ich habe gesagt, ich nehme einen Teil von denen raus, indem ich sie ausmache.
Und technisch kann man das am besten machen, hat sich herausgestellt, indem man einen Strahl nimmt, der in der Mitte ein Loch hat, also ein Ausmachstrahl, der in der Mitte ein Loch hat. Und den überlagert man mit dem Anmachstrahl, der normal aussieht. Und dann mache ich halt alles aus, bis auf das, was im Loch bleibt.
Weil da, wo der Ausmachstrahl ein Loch hat, da kann er nicht ausmachen, weil da kein Licht ist. Und weil dann das Zeug, was da im Loch ist, kleiner ist als der Fleck, den ich vorher hatte, sehe ich weniger Moleküle. Und die kann ich dann trennen von denen, die direkt daneben sind, die ja gerade ausgemacht worden sind. Das heißt, ich nehme dann sequenziell, seriell auf, raste weiter ab und kriege dann ein feineres Bild.
Es hat dann von 93 aber mit Sicherheit noch einen Moment gedauert, bis Sie diese Idee wirklich in eine Anwendung umsetzen konnten. A wäre die Frage, wie lange hat das gedauert? Und B, waren Sie selbst überrascht, wie gut Ihre Methode am Ende funktioniert hat? Das sind sehr gute Fragen. Ich war damals um die 30. Und ich habe schon seit 26, 27 Jahren mir diesen Gedanken getragen, da was zu machen.
Ich hatte vollkommen naiv die Vorstellung, wenn man eine gute Idee hat als junger Wissenschaftler, dann würde die Fachwelt einem willkommen heißen, sagen, toll, da ist was, bitte mach’s. Und ich war dann doch überrascht, dass das nicht so war. Jetzt mit Erfahrung weiß ich immer, dass man relativ revolutionäre Ideen haben schwer.
Also da gab es Ablehnung und Ausgrenzung von den Etablierten. Ich will mich nicht als Opfer darstellen, Gottes Willen, ja, das möchte ich nicht in diese Richtung. Obwohl ich mich damals manchmal schon so empfunden habe. Ich habe das schon so gefühlt, wie unfair und so weiter. Warum kriege ich bei der Deutschen Forschungsgemeinschaft keine Mittel? Ich habe doch eine gute Idee.
Und das ist doch alles hier so ein bisschen feudal in der deutschen Forschungslandschaft. So habe ich das schon damals gesehen. Ich will da jetzt aber nicht rumhacken, rumlamentieren. Fakt ist, dass die Idee, die Grenze zu durchbrochen, so komisch geklungen hat für die damalige Zeit, dass man konnte sich das einfach nicht vorstellen.
Genauso wie man sich vor einer Revolution das, was nach der Revolution kommt, nicht vorstellen konnte. Ich will jetzt nicht philosophieren und so weiter, aber stellen Sie sich mal vor, vor der französischen Revolution, die Adeligen, die konnten sich nicht vorstellen, dass es nachher, sagen wir mal, 20 Jahre später nach der französischen Revolution keine Adeligen mehr gibt oder so.
Das ist jetzt ein bisschen die Analogie, ist ein bisschen sehr, sehr hart. Aber trotzdem, da gibt es psychologische Effekte, die da eine Rolle spielen. Und man muss auch bedenken, die Leute haben ja täglich gesehen, die Auflösung ist begrenzt. Da sind ja tausende Beweise täglich geführt worden, dass die begrenzt ist. Warum soll jetzt das nicht mehr der Fall sein übermorgen? Ja, und das führt zu einer Skepsis.
Aber Sie haben das Unsichtbare am Ende doch sichtbar gemacht und Sie hatten dieses Gefühl, dass das klappt. Und Sie hatten wahrscheinlich auch so in sich drin den Ansporn, vielleicht kann ich hier doch Wissenschaftsgeschichte schreiben oder? War das so? Ein bisschen schon, ja, ein bisschen schon. Weil wenn man so eine Idee hat, Mensch, man kann die Grenze durchbrechen, hat man schon immer wieder das Gefühl, boah, das ist schon was.
Wie gesagt, Nobelpreis, definitiv kann ich sagen, retrospektiv habe ich nicht gedacht. Das hat mich dann später überrascht, als dann die Leute immer mehr davon gesprochen haben, das könnte Nobelpreis sein. Ich habe das Gebiet als zu unwichtig gesehen, Mikroskopie und Fluoreszenz. Ich habe das als so unphysikalisch gesehen.
Die Mikroskopie war sozusagen die Physik des 19. Jahrhunderts. Ich habe mich nicht in der Liga von Leuten gesehen, die Wissenschaftsgeschichte geschrieben haben, um das auf den Punkt zu bringen. Aber innerhalb der Mikroskopie, dass es ein Sprung ist, das war mir klar. Aber das heißt, waren Sie überrascht, wie gut die Module funktionieren? Oder wussten Sie das eigentlich in diesem Aha-Moment?
So, das muss klappen. Der Aha-Moment, im ersten Moment habe ich abgeschätzt Faktor 4. Und das ist schon viel, weil die 203 Nanometer waren eine Grenze, die ja täglich gesehen worden ist. Und Faktor 4 ist schon verdammt viel. Und dann ist aber konzeptionell klar geworden, es ist mir klar geworden, auch prinzipiell geht es runter auf den Molekül, wenn die Voraussetzungen erfüllt sind.
Deshalb steht es auch in dem Paper drin, in dem ersten Paper, das das theoretisch vorschlägt: Resolution could be increased to infinity. Also Infinity, ja, war ein Molekül. Den Mut hatte ich und den Gedanken hatte ich. Aber habe ich geglaubt, dass man irgendwann aufs Molekül kommt? Damals überzeugt? Nein, nein.
Aber ich habe gesagt, ich vergebe mir ja nichts. Ich war 30, ich war ein Freelance-Postdoc in Finnland. Ich hatte nichts zu verlieren. Ja, in Finnland. Ja, ich hatte nichts zu verlieren. Ich konnte nur gewinnen. Warum soll ich jetzt mich nicht rauslehnen? Und so habe ich mich auch verhalten, ganz, ganz ehrlich.
Ich bin auf Talks gegangen, habe da sehr überzeugt gesagt, es wird gehen und wir haben hier eine Chance und so. Das ist der Weg. Und das ist natürlich auch vielen Leuten ein bisschen sauer aufgestoßen. Da kommt einer, spricht da vollmundig daher, dass er die Grenze knacken kann. Er hat noch keine explizitellen Beweise, er hat nur eine Theorie. Und wer weiß, ob das so funktioniert.
Es gibt ja auch Gründe anzunehmen, weshalb es nicht funktioniert. Also ja, es ist auf Skepsis gestoßen, drei, vier Jahre lang. Ja, und woher kam Ihre Hartnäckigkeit? Also ich meine, wenn man immer und immer wieder diese Ablehnung erfährt und diese Skepsis und sich auf ganz vielen Konferenzen gegen gestandene Fachkollegen durchsetzen muss.
Haben Sie sich schon als Kind nicht abwimmeln lassen oder woher kommt das? Ja, das wäre zu einfach zu sagen. Ich meine, der Spiegel hat einen Preis geschrieben: Nobelpreis für den Starkopf oder so ähnlich. Nein, nein, nein, ich bin nicht starkköpfig von Natur aus. Punkt eins. Es war sozusagen das Thema, für das ich gebrannt habe.
Ich war tatsächlich begeistert von der Idee und sagte, wenn sie nur funktioniert. Und selbst wenn sie nicht anwendbar wäre in der Biologie oder in der Medizin, es ist cool, dass man es kann. Es ist ein physikalisch cooles Prinzip. Ja, selbst wenn es nicht anwendbar wäre und es verändert sozusagen die Denke.
Das war in erster Linie meine Motivation. Ich habe nicht an die Lebenswissenschaften, Biologie und so weiter gedacht. Um ganz ehrlich zu sein, ich wusste nicht, wie wichtig die Fluoreszenz-Mikroskopie für die Biologie war damals. Ich wusste es schlichtweg nicht, weil ich kam nicht aus der Fluoreszenz-Mikroskopie.
Ich hatte vorher keine Berührung zur Fluoreszenz. Ich habe es mit der Fluoreszenz gemacht, weil ich gesehen habe, dass es gehen würde. Ja, so war es. Ich habe einen Weg gesucht, die Grenze zu durchbrechen, habe gesehen, für Fluoreszenz geht es, für Reflexion habe ich keinen Weg gefunden. Das ändert sich gerade, im Übrigen nur als Randbemerkung.
Aber damals, ich bin da rein, weil ich gesehen habe, es geht, es ist spannend und es ist lustig und es könnte die Denke verändern. Und deshalb habe ich es gemacht. Und woher kam denn dann so Ihre ursprüngliche Idee? Also ich stelle mir jetzt gerade vor, Sie waren Physikstudent in Heidelberg, Sie haben die klassischen Grundlagenvorlesungen gemacht.
Und an welcher Stelle ist dann Ihr Interesse für Mikroskopie, für Lichtmikroskopie im Speziellen und dann für Fluoreszenz entstanden? Ganz ehrlich, ich hatte nie Interesse für Mikroskopie und ich hatte nie Interesse für Fluoreszenzmikroskopie im Besonderen. Ich bin da eigentlich zu diesem Thema, wie man so sprichwörtlich sagt, gekommen wie die Jungfrau zum Kind.
Und zwar, ich habe eine Doktorarbeit gesucht in Heidelberg und ich gehöre natürlich zur Baby-Boomer-Generation. Damals gab es da Physikerschwämme. Eine Doktorarbeit gesucht, die einem nachher einen Job gibt in der Industrie, obwohl ich innerlich so gewired war, wie man sagen würde, dass ich eher was Grundlegendes machen wollte.
Also habe ich bei einem Physikprofessor angehört, der sehr, sehr gut war, Tieftemperaturphysiker, Professor Hunklinger, der quasi als Nebentätigkeit noch eine Firma ausgegründet hatte im Neuenheimer Feld in Heidelberg im Technologiepark, die sich mit Laserscanning beschäftigt hat. Und unter anderem hat diese Firma, die hieß Heidelberg Instruments, Mikroskope entwickelt für die Inspektion von Computerchips.
Und ich war damit beauftragt, meine Doktorarbeit, diese Laser-Raster-Mikroskope, konfokale Laser-Raster-Mikroskope für die Computerchips zu testen, ob das funktioniert. Und ich fand das innerlich furchtbar langweilig. Ich wollte eher was Grundlegendes machen. Und so dachte ich nach, mein Gott, das ist eine furchtbar langweilige Doktorarbeit.
Deswegen habe ich mich nicht mit Quantenmechanik und Relativitätstheorien alles auseinandergesetzt, damit ich hier physikalisch vollkommen langweilige Sachen mache. Vielleicht gibt es noch was Cooles, was man mit dieser Physik des 19. Jahrhunderts machen kann. Und das ist die Grenze zu durchbrechen, weil keiner denkt, dass es geht. Und das wäre richtig cool.
Und so kam ich zur Mikroskopie. Ich habe dann was Interessantes gesucht in diesem langweiligen Feld. Ja, das ist ja echt eine total spannende Geschichte, weil Sie diese Sicherheit, wie Sie gesagt haben, gesucht haben und dann eigentlich in so eine High-Risk-High-Gain-Forschung dann reingeschlittert sind, könnte man ja fast sagen. Total, total, wenn man so will, weiß ich dialektisch oder kontrovers, weil eigentlich wollte ich die Sicherheit suchen, habe dann festgestellt, mein Gott, das macht einem eher prekär.
Weil ich war ja wirklich deprimiert, fast schon, weil ich dann eine Arbeit gemacht habe, die überhaupt keinen Spaß machte. Ich habe sogar im Neuenheimer Feld, wo ich an dieser Studentenwohnheim gewohnt bin, dann zu der Heidelberg Instruments, ich war also in dieser Firma physisch letztendlich gelaufen. Ich war einer von zwei Doktoranden, die da waren. Der andere war ein Biologe.
Und da ist mir der Montagmorgen wahnsinnig schwer gefallen, wahnsinnig schwer. Und bis ich gedacht habe, ach, vielleicht kannst du doch was machen, was spannend ist. Und das hat sozusagen meine Stimmung dann gehoben. Ja, das kann man sich lebhaft vorstellen, wenn man jetzt ein Physikstudent ist, der eher an den Grundlagen, an Grundlagenforschung interessiert ist vom Herzen her.
Und dann quasi so durch äußere Zwänge gezwungen ist, so in so eine sehr anwendungsnahe, eher angewandte Forschung und dann so Kontrollarbeit, dass man dann ein Befreiungserlebnis hat, wenn man sagt, oh, ich könnte da, öffnet sich ein Tor für mich. Ja, und ich sage es auch immer selbst zu meinen eigenen Studenten, wenn ich mit in Linden zum Beispiel mit jungen Leuten zu tun, dann sage ich, man weiß das nicht.
Selbst eine Doktorarbeit, die erst mal langweilig scheint und vollkommen unspannend ist, kann zu was verdammt Wichtigem führen. Ich hatte im Nachhinein gesehen wahnsinniges Glück, dass ich auf diese Doktorarbeit, die ich eigentlich nicht wollte, mit der ich mich anderthalb Jahre herumgeschlagen habe, weil ich es ja abbrechen wollte, dass ich auf die gesetzt worden bin. Wahnsinniges Glück.
Sie sagten gerade Glück. Wie viel können und wie viel Glück braucht man als Wissenschaftler, um erfolgreich zu sein? Kann man das sagen? Also sicher ging das von mir aus dann das umzubiegen in eine Richtung. Ja, da kommt meine Persönlichkeit rein. Ja, ich wollte was Grundlegendes machen. Ich wollte was Spannendes machen.
Ich hatte auch, ich sage es mal, die Neigung, dann auch Risiko einzugehen, nachdem ich gesehen habe, das andere ist vielleicht langweilig und dann doch nicht so spannend oder ist das Gegenteil von dem, was man denkt, das sicher wäre.
. Und insofern, da sind sicher viele Doktoranden auf ähnliche Projekte gesetzt worden und die haben das. Nicht umgebogen. Also, das ist sicher eine Persönlichkeitsgeschichte, wenn man so will.
Aber der Punkt ist: Aus jeder Situation kann man etwas machen. Und das ist auch so eine Message, die ich versuche mitzugeben. Wenn ich dann positiv rangehe und kreativ versuche, was kann ich dann doch daraus machen, tun sich unter Umständen Dinge auf, mit denen man nicht rechnet.
Ich würde gerne noch mal kurz besser verstehen, warum Sie dieses Sicherheitsdenken hatten, als Sie in die Doktorarbeitphase reingegangen sind. Also, Sie haben gesagt, Sie sind Babyboomer. Da gibt es jetzt viele potenzielle Arbeitskräfte in der Physik. Das ist jetzt so ein sehr vernünftiges Argument. Aber Sicherheitsdenken hat ja oft auch so eine psychologische Komponente.
Sie sind ja als 15-Jähriger auch aus dem ehemaligen Ostblock, also aus Rumänien, als deutschstämmiger Banataschwabe nach Westdeutschland gekommen. Ich glaube, nach Ludwigshafen, also in der Nähe von Heidelberg. Das ist ja nun biografisch auf jeden Fall ein Einschnitt. Kann ja kaum anders sein.
Also spielt Ihre persönliche Biografie als Jugendlicher da auch ein bisschen rein, dass man sagt: „Nee, ich möchte hier auf Nummer sicher gehen. Ich gehe lieber in so eine industrienahe Doktorarbeit.“ Ja, nicht nur ein bisschen, sondern massiv. Sie müssen mir denken, als Sie meine Doktorarbeit, also meine Diplomarbeit ausgesucht haben, da war ich 24. Ich kam mit 15. Also, das war damals natürlich für einen Jugendlichen schon viel Zeit her.
Ja, aber nicht allzu viel Zeit. Meine Eltern waren okay. Aber mein Vater, das habe ich dann gesehen, der hatte einen Job in Ludwigshafen bei einem mittelgroßen Chemieunternehmen. Der ist dann mit 58 tatsächlich arbeitslos geworden. Und ich habe gesehen, der Job ist so ein bisschen prekär.
Meine Mutter ist an Krebs erkrankt, sehr früh. Und ich bin Einzelkind. Und das kam sicher rein. Und natürlich stand ich im permanenten Austausch mit meinen Eltern. Und die waren nicht prekär per se. Ja, das wäre falsch, so darzustellen. Aber mir war schon klar: Mach was, was dich nicht zumindest zum Sozialfall werden lässt.
Und da gab es viele Leute, die gesagt haben: „Wenn du theoretische Physik machst oder wenn du Teilchenphysik, Kernphysik machst, dann ist es sehr, sehr schwer, einen Job zu finden.“ Und in der Akademie hat man, was ich sicher gerne gemacht hätte, so gut wie keine Chancen. Es gab damals eine Professorenschwemme. Auch in Heidelberg hatten die Professoren damals eine Stelle zum Teil in drei geteilt. Lauter solche Sachen gab es damals.
Das war also keine echte Perspektive. Und da habe ich mir dann gesagt: Dann baue ich mein Leben halt so auf, dass ich dann halt einen relativ sicheren Job habe. Und wer weiß? Und das war ausschlaggebend. Aber ich war hin und her gerissen, weil an sich wollte ich ja Physik studieren, weil ich ja was Grundlegendes machen wollte.
Ich hatte diese beiden Seiten. Ja, einerseits der Wunsch nach Sicherheit, andererseits schon der Wunsch, was Grundlegendes zu machen. Deshalb habe ich ja Physik studiert. Und da war ich in einem riesigen Spannungsfeld. Hab mich, weil man sich entscheiden muss, dann aber für das Sichere entschieden. So habe ich gemerkt, da hole ich mir den Frust.
So, und dann hat die andere Seite zugeschlagen: „Nee, mach was Spannendes und geh mal das Risiko ein, zumindest für ein paar Jahre.“ Mit der heutigen Erfahrung, wenn Sie die folgenden Eigenschaften in eine Rangfolge bringen müssten, um zu sagen, was braucht es, um ein guter Naturwissenschaftler, eine gute Naturwissenschaftlerin zu sein, mal so ein paar Beispiele: Neugier, Kreativität, Intuition, strategisches Denken, Mut, dickes Fell, Teamfähigkeit.
Was würden Sie sagen, ist wichtig und was ist weniger wichtig? Also, meine Antwort wäre ganz ehrlich und spontan, das meine ich auch so: Es gibt so viele Probleme in der Wissenschaft, dass Sie keine Rangordnung aufstellen können.
Weil, schauen Sie mal, Sie können arbeiten wie ein Anatom, der sucht und sucht und sucht. Dann muss er super, ich sage mal minutiös sein, feine Beobachtungsgabe auf Unterschiede achten, ja, feine Unterschiede achten. Penibel, vielleicht superpenibel, ein bisschen zwanghaft vielleicht. Das ist die Eigenschaft, die man da braucht.
Wenn man jetzt aber, sagen wir mal, etwas Neues sozusagen kreiert, auf Basis von Wissen, das es schon gibt, wo man nicht nur die Natur beobachtet, dann braucht man ganz andere Eigenschaften. Dann braucht man, also, eine Intuition: Das könnte so gehen, das könnte so nicht gehen, das könnte funktionieren, das nicht. Da braucht man, nennen Sie es Kreativität.
Ich weiß nicht, das wäre pauschal, weil das andere ist ja auch bis zu einem gewissen Grad kreativ, als was Neues schafft. Aber Sie wissen, was ich meine. Da braucht man, ich sage mal, auch eine blühende Fantasie, die mal auch über das Ziel hinausschießt und so weiter. Und viele andere Eigenschaften.
Man muss natürlich Realismus haben, das ist superwichtig. Also es genügt nicht, sagen wir mal, spinnende Ideen zu haben und Fantasie zu haben, wenn es nicht automatisch gepaart ist mit Realismus. Also wenn man nicht geerdet ist und offen ist für die Tatsache, dass man falsch liegen kann und das dann auch nicht persönlich nimmt.
Und diese verschiedenen Eigenschaften brauchen Sie in unterschiedlicher Abmischung für unterschiedliche Probleme. Deshalb kann ich da kein absolutes Rezept für bestimmte Eigenschaften geben, die dann in der Wissenschaft zum Erfolg führen, weil die Probleme in der Wissenschaft zu unterschiedlich sind.
Ich weiß nicht, wie es dir geht, Katharina, aber ich finde, das sind zwei tolle Botschaften von Stefan Hell, auch für jüngere Leute. Also, zum einen: Egal, welche Eigenschaften man in sich drin hat, ob man jetzt eher der penible Typ ist oder eher der kreative Draufgänger, ja, da ist Raum in der Wissenschaft.
Man findet etwas, wo man seine Eigenschaften besonders gut anbringen kann. Und wenn man mal an dem Punkt ist, dass man sagt: „Das ist aber dröge hier, ich fühle mich in so einer Art Sackgasse“, dann dust yourself off and start all over again.
Also, es gibt dann vielleicht trotzdem einen Weg, mit dieser Erfahrung, die ja auch wertvoll sein kann, mal zu scheitern oder mal irgendwo zu sein, wo man frustriert ist. Es gibt da möglicherweise einen Weg raus. Nicht den Kopf in den Sand stecken. Das sind doch tolle Botschaften!
Absolut. Und ja, ich wollte eins draufsetzen: Die Krise ist eine Chance. Es ist abgedroschen, ich weiß, viele sagen das, aber oft ist eine Krise eine Sternstunde. Ich erlebe das ja im Kleinen ja immer wieder, auch im Labor.
Wir versuchen verschiedene Experimente, neue Projekte und so weiter. Und dann tauchen Probleme auf. Dann denke ich: Wow, das ist ganz gut, weil jetzt ist irgendein Problem da. Aber wenn wir das knacken, dann haben wir echt was geschafft. Eigentlich soll man froh sein, dass dieses Problem da ist.
Eine weitere Botschaft, die hatten wir auch in der Anmoderation so ein bisschen angesprochen, ist ja das, was Sie so auf die Spitze treiben, dieses Wandler zwischen Welten sein. Also, Sie sind Physiker, Sie bringen Biologie und Medizin voran, haben den Nobelpreis, aber in Chemie bekommen.
Also, da sieht man einfach, dass die Naturwissenschaften eben richtig fliegen lernen, wenn man zusammenarbeitet. Also, wenn man auch als Team verschiedene Disziplinen miteinander mitdenkt. Wie sieht man das in Ihrem Team? Also, ist das ein interdisziplinäres Team, in dem Sie da arbeiten? Immerhin heißt Ihr Institut ja so, das eine von den beiden.
Das eine. Ja, aber die medizinische Forschung ist ja natürlich selbstverständlich auch sehr naturwissenschaftlich und braucht sowohl die Physik, Chemie, Biologie sowieso. Vollkommen richtig. Ich bin Physiker und ich sehe mich auch so. Und ich möchte es nicht missen, Physik generell studiert zu haben und auch die Kernphysik, die ich gelernt habe, und auch die Teilchenphysik.
Das war alles okay und prima. Und bin trotzdem in ein Feld gegangen, das letztendlich zur Problemlösung auch die anderen Disziplinen erfordert. Aber das war keine strategische Entscheidung, das zu tun. Ich habe mir nie vorgenommen, ich will interdisziplinär arbeiten oder ich will jetzt irgendwas für Biologie tun und so weiter.
Das ergab sich so aus der Fragestellung heraus. Und das ist auch meine Erfahrung. Einfach nur zu sagen: Ja, wir mischen hier die Disziplinen und dann wird schon was rauskommen, das ist meines Erachtens auch Quatsch. Das war eine Entwicklung, die das Problem erzwungen hat.
Dann lassen Sie uns doch mal ein bisschen mehr auf den Bereich schauen, den Sie dann am Ende ja wirklich in der Anwendung verändert haben, nämlich die Medizin und die Biologie. Also, wie verändert das oder wie hat es die Medizin verändert, dass wir Strukturen in Zellen nun plötzlich 10 bis 100 Mal schärfer sehen können? Was ist daraus entstanden?
Ich würde mir das nicht anmaßen, die Medizin verändert zu haben oder sonst irgendwas. Aber sagen wir mal, Möglichkeiten bereitgestellt zu haben, die Medizinern dann erlauben, Dinge zu erkennen oder zu sehen, die man vorher nicht sehen konnte.
Also, es gibt mittlerweile eine Reihe von sehr schönen Anwendungen. Ich überblicke die auch gar nicht, weil es mich ehrlich gesagt auch nicht interessiert. Beispielsweise ein Kollege von mir, der im Feld der Mitochondrien arbeitet, der konnte da sehr, sehr schöne Untersuchungen machen mit Hilfe der Stettmikroskopie aufgrund der höheren Auflösung, wo er zum Beispiel Vorhersagen machen kann, ob zum Beispiel eine bestimmte Therapie erfolgreich ist oder nicht.
Sie hatten Mitochondrien gesagt, also die Energiekraftwerke der Zelle, sozusagen. Genau, die Mitochondrien, die Energiekraftwerke, ob die anschlägt und so weiter. Und da laufen viele Dinge. Man hat Strukturen neue Strukturen gefunden in Nervenzellen und so weiter.
Ich überblicke das auch nicht und ich will das auch gar nicht. Ich blende das auch ehrlich gesagt aus, weil ich meine Stärke sehe in der physikalischen Seite der Probleme. Und da habe ich ein gutes Gespür, glaube ich, was man da machen kann. Und da will ich meine Energie drauf verwenden.
Und ich vertraue darauf, und das ist auch so: Die Leute werden kreativ genug sein in dem eigenen Feld, in der Biologie, in der Medizin oder auch in der Chemie, um das anzuwenden. Darum muss ich mich nicht kümmern.
Wie nah sind wir denn dran, lebende Prozesse in Zellen in Echtzeit und in Nanometerauflösung zu beobachten? Also, wie weit wird die Reise von Stefan Hell oder von Ihrem Feld noch gehen? Denn Sie sind ja nicht zurückgelehnt und sagen: „Ich bin Nobelpreisträger, ich habe eine schöne Zeit gehabt in Finnland und noch ein bisschen danach“, sondern Sie arbeiten ja weiter.
Sie wollen ja mehr. Ja, also, ich muss auch sagen, wenn Sie mich jetzt fragen: Der Nobelpreis ist ja doch schon elf Jahre her. Was hat es am allermeisten gebracht für mich? Es hat mir die Freiheit gegeben, das zu tun, was ich letztendlich wollte.
Natürlich kann man da rumreisen und Vorträge halten, in Flugzeugen und in Lounges die Zeit verbringen und sich einladen lassen überall hin. Das macht mir keinen Spaß, ganz ehrlich. Ich war schon beseelt von der Idee, möglichst auf die, ich sage mal, molekulare Skala runterzukommen.
Als der Nobelpreis vergeben worden ist, war die Auflösung bis zu zehnmal besser gewesen. Nicht unter allen Voraussetzungen, nicht bei allen Zellen, nicht bei lebenden Zellen. Da ja, je nachdem, wie man das sieht. Ja, es ist ein guter Faktor gewesen, fünf bis acht bis zehn, okay. Aber drüber hinaus nicht.
Ich wusste, dass es prinzipiell, das hatte ich ja schon angedeutet, auf molekulare Skala runtergeht. Und ich war sehr stark beseelt von der Idee, das wirklich auf die Spitze zu treiben, also runter auf molekulare Auflösung zu kommen. Und das haben wir gemacht und entwickelt in beiden Laboren, sowohl in Heidelberg als auch in Göttingen, in den letzten zehn Jahren.
Und sind mittlerweile auf molekulare Auflösung. Was wir können, ist mittlerweile einzelne Moleküle in einer lebenden Zelle hervorgehobene Moleküle, einzelne hervorgehobene Moleküle, nicht alle Moleküle auf einmal, aber einzelne hervorgehobene Moleküle quasi bei der Arbeit zu sehen.
Ja, bisher sind es Motorproteine wie zum Beispiel Kinesin oder Dynein. Und da können wir besser als vorher sehen, wie die funktionieren. Und ich halte es für eine enorme Stoßrichtung. Ich halte es für unwahrscheinlich wichtig für die Lebenswissenschaften, vielleicht noch wichtiger als der Durchbruch der Beugungsgrenze selbst für die Anwendung.
Und das ist das, was mich jetzt momentan fasziniert. Und Sie hatten gesagt, in Ihrem allerersten Theorie-Paper stand drin, dass es potenziell unendlich ist. Denken Sie immer noch, dass es unendlich sein kann? Oder haben Sie ein Ziel, wie tief Sie da noch gucken wollen? Oder gibt es irgendwann doch eine harte Grenze?
Ja, unendlich ist natürlich, das war fast allegorisch gedacht damals. Am Ende des Tages besteht ja die Welt aus Bausteinen, und die lebende Welt sind die Bausteine. Also, es gibt immer kleinere Bausteine über die Moleküle selbst, also die funktionellen Bausteine.
Und diese Moleküle können wir heute, wenn man sie fluoreszenzmarkiert, sehen. Wobei ich das präzisieren muss: Man sieht nicht die Moleküle selbst und nicht die Proteine selbst, sondern den Marker. Aber der Marker hängt spezifisch an einem Protein.
Mittlerweile ist die Auflösung so gut, dass man die Marker trennen kann und damit inhärent auch die Proteine selbst, wenn sie aneinander kleben, wenn man so will. Also, man ist wirklich an der Grenze, wo zwei Moleküle aneinanderhängen. Ja, fast kein Abstand mehr oder de facto kein Abstand mehr.
Trotzdem können wir sie trennen. Das war selbst zum Zeitpunkt, als der Nobelpreis vergeben worden ist, eigentlich, ich würde sagen, undenkbar, weil die Grenze war geknackt. Aber keiner hätte sagen können, wie es geht und ob es geht. Heute wissen wir, es geht.
Und das eröffnet Möglichkeiten, die ich super spannend finde. Und das ist das, was mich jetzt heute noch antreibt. Wir werden, und da bin ich absolut sicher, die Physik ist da, Moleküle, Proteine zu sehen, können wie sie funktionieren mechanistisch. Und das ist ein Game Changer.
Und ich sage Ihnen, warum: Proteine, sagt man ja so oft, sind ja die Maschinen der Zelle, die kleinen maschinellen Einheiten, die die Arbeit verrichten, die Zelle aufbauen, die Zelle abbauen und so weiter. Die machen de facto alles, sagt man.
Wie die mechanistisch im Detail funktionieren, hat man in den wenigsten Fällen direkt beobachtet, weil man keine Methoden hat dafür. Wir wissen, wie sie aufgebaut sind, schon ziemlich gut. Das hat die Strukturbiologie geschafft. Das war zuerst durch Röntgenstrahlen.
Dann hat man Röntgenbeugung, hat man sehr viel erreicht, auch im physikalischen Verfahren, im Übrigen. Dann hat man durch Kernresonanzspektroskopie kam man auch auf Struktur. Dann kann man in jüngerer Zeit mit Elektronenmikroskopie, Kryo-Elektronenmikroskopie auf die Struktur, aber nicht von einzelnen Proteinen.
Und nicht in der lebenden Zelle. Und nicht in der lebenden Zelle und nicht direkt unter physiologischen Bedingungen und bei der Arbeit. Auch die Elektronenmikroskopie, die muss viele, viele tote, also nicht tote, aber nicht funktionsfähige eingefrorene Proteine, Bilder von Proteinmitteln quasi, um zu verstehen, wie das ist.
Da kann ich keine Funktion sehen. Was wir oder ich auch definitiv sicher bin, dass es funktionieren wird, ist, dass man an einem Protein zwei, drei, vier Fluoreszenzmoleküle markieren kann, die alle identisch sind, und gucken kann, wie die ihre Position verändern.
Wenn die ihre Position verändern, weiß ich, was das Protein mechanistisch macht, also die Mechanik des Proteins. Und das finde ich super spannend aus zwei Gründen. Zum einen konzeptionell: Es zeigt, dass diese Hochauflösung, diese, wenn Sie so wollen, diese Reise, die damals in Turku in Finnland im Herbst begonnen hat, wo die enden kann, nämlich, dass man selbst Proteine nicht nur der Zelle, sondern den Proteinen selbst bei der Arbeit zusehen kann. Hochspannend.
Und der zweite Grund, und den finde ich noch wichtiger: Wenn ich weiß, wie es funktioniert, das Protein, dann weiß ich, was ich machen muss, wenn ich es am Arbeiten hindern will, sprich, wenn ich ein Medikament finden will, das dieses Protein, das irgendwas Komisches macht in der Zelle, was auch immer das ist, ja, Protein von Virus, was auch immer das ist, dass ich das stoppe oder vielleicht verbessere.
Und das könnte dazu führen, dass die ganze Pharmaforschung zunehmend wegkommt von dem Trial and Error, was wir jetzt haben, also wo man riesige, die nennen es Libraries, ganze Bibliotheken von Medikamenten draufwirft auf den Zellen, guckt, was passiert, oder dass man auf die Proteinstruktur guckt und sagt: Aha, die Struktur sieht so und so aus, also müsste ich dieses Drug so designen, also dieses Molekül so designen, damit es da reinpasst.
Das ist alles valide und okay. Aber wenn ich einen direkten mechanistischen Weg habe oder auch ein Verständnis habe, wie das funktioniert, und ich dann einzelne Proteine testen kann, meine Drug, und sehe: Das macht es so, das macht so, kann ich mir vieles sparen und kann die Entwicklung beschleunigen.
Das ist ein Traum, ja, für mich, den träume ich jetzt tagsüber, wenn man so will. Aber ich habe gute Gründe zu glauben, dass er kommt. Ich habe gerade so ein kleines Déjà-vu. Wir hatten in unserem Podcast in der allerersten Folge sogar Antje Boetius, die Tiefseeforscherin, zu Gast.
Und sie hat so beschrieben, wie sie quasi von Kartierungs-, man könnte fast auch sagen, so von theoretischen Arbeiten ausgehend, gesagt hat: „An der und der Stelle, ganz tief im Meer, auf dem Meeresgrund unter dem Eis müssten eigentlich schwarze Raucher zu finden sein.“ Und dann hat sie mit großem Aufwand Expeditionen organisiert und ist da also hingefahren und tatsächlich: Heureka, so war es.
Und es hat ja auch so ein bisschen was: Man taucht ein in unbekannte Welten und dann sieht man das vielleicht so, also mit seiner Arbeitsgruppe, aber also mit als erster Mensch. Man sieht Strukturen, man sieht Vorgänge, die immer da waren, aber die man so in dieser Art noch nicht gesehen hat.
Aber durch eine Technologie, die man vielleicht selber sogar in ihrem Fall mitentwickelt hat. Das finde ich total spannend. Das musste ich hier mal festhalten. Ja, so als Ode an die Grundlagenforschung.
Verbindendes Element zwischen all Ihnen, die Sie die großen Fragen der Wissenschaft beantworten. Sehen Sie die Parallele auch da an der Stelle? Ja, sicher, sicher. Es hat was. Man hat als Forscher das Privileg, würde ich schon fast sagen, also es ist ein erarbeitetes Privileg, Dinge zu wissen, wenn man eine Entdeckung macht oder sieht, dass was geht, die sonst keiner weiß.
Und von denen man weiß, dass sie vermutlich den Lauf der Welt beeinflussen würden. Wie viel weiß man in dem ersten Moment nicht, aber manchmal ist es absehbar, dass sie den Lauf der Welt beeinflussen.
Ich bin nicht der Erste, der sagt: Ich weiß nicht, von wem das Zitat ist. Es ist, ich glaube, von einem Physiker des 20. Jahrhunderts, ein sehr Prominenten, aber ich will jetzt keinen Namen nennen, der gesagt hat: Das ist das Privileg eines Wissenschaftlers, dass er eine Entdeckung macht und dann wird es einem klar: Die Welt wird aufgrund dieser Entdeckung ein Tick anders aussehen, ein Tick anders laufen, weil etwas geht, was vorher nicht ging.
Und die Menschheit wird wollen, dass das geht, weil sie es braucht, dass es so kommt. Und genau durch solche Mechanismen liegen ja manche Lösungen auch fast schon so in der Luft. Also, es ist ja auch so ein geflügeltes Wort: Es lag in der Luft.
Und es gab auch in der Vergangenheit immer mal wieder Forschungsergebnisse, wo auch mehrere Menschen gleichzeitig an verschiedenen Orten auf der Welt daran gearbeitet haben. Und auch Sie haben sich ja den Nobelpreis geteilt. Wie kam da die Forschung der anderen mit rein? Wie haben Sie sich da vielleicht auch gegenseitig dann in dem Feld befruchtet?
Ja, ich habe den Nobelpreis mit Eric Betzig und W. E. Murner geteilt. Eric Betzig ist ein paar Jahre älter als ich. Und er hatte Anfang der 80er Jahre an der Cornell University in den USA an einem Konzept gearbeitet, das nannte sich optische Nahfeldmikroskopie, um die Beugungsgrenze zu überwinden.
Und dieses Konzept war also ganz anders, als wie ich es versucht habe. Er hat versucht, die Beugung selbst zu überwinden. Das heißt, er hat Licht durch eine ganz dünne Glasfaser geschickt, die kleiner war als die Öffnung, die kleiner war als der Fleck, auf den man Licht bündeln konnte.
Und die Hoffnung war: Wenn ich das abrastere, so ähnlich wie bei einem Rasterkraft- oder Rasterlichtmikroskop, kriege ich eine höhere Auflösung. Ich habe davon gehört, als Doktorand, und habe gedacht: Was für eine dumme Idee. Ich bin jetzt sehr, sehr bland.
Das Licht will nicht durch diese Faser durch, weil das Licht will gebeugt werden. Das wird nicht richtig funktionieren. Das war meine Intuition. Ich habe es nachvollziehen können, warum das so ist, dass das nicht funktionieren wird, weil das Licht will gebeugt werden. Es will frei sein. Lass es doch frei, war mein Gedanke.
Und ich hatte recht, er ist damit nicht weitergekommen. Und es gab damals ein ganzes Feld der sogenannten optischen Nahfeldmikroskopie für die Biologie, zum Zeitpunkt, als ich meine STED-Mikroskopie konzipiert hatte. Und diese Leute waren sehr gegen mein Konzept, weil die haben gesagt: „Nein, nein, wir mit unserer Faser, unserer Faserspitze, wir haben doch ein Verfahren und es geht doch.“
Und da haben schon 20, 30 Gruppen weltweit darauf gearbeitet. Und das erklärt auch einen Teil des Widerstands, weil da so ein Hype war in die andere Richtung. Nur der Hype hat sich ausgehypet. Und Eric Betzig hat dann aufgehört, ist raus aus der Akademia, ist zu seinem Vater in die Firma gegangen und hat mir 2005 eine E-Mail geschrieben.
Damals war die STED-Mikroskopie schon längst validiert und ich hatte schon relativ elaborierte Konzepte, wie man die Rohrauflösung aufbaut mit allen möglichen anderen Verfahren wie STED. Er hat mir geschrieben: „Ich habe mir das angeguckt. Wir haben die Firma, er und sein Vater, haben die Firma verkauft. Ich komme zurück, jetzt in die Forschung und habe gesehen, wie weit du schon gekommen bist.“
Das hat er mir geschrieben. Da habe ich gedacht: Wow, der kommt jetzt zurück. Ich kannte ihn nicht persönlich, wusste nur aus der Literatur aus den 80er Jahren, dass es den gab. Ich muss mal gucken, habe ich vielleicht was vergessen.
Ja, und der Kerl kommt da drauf. Tatsächlich hatte ich eine Variante vergessen, unterschätzt im Nachhinein gesehen. Ich habe mich dann nicht groß geärgert, aber so ein bisschen: Wie konnte ich nur so dumm sein?
Und zwar hatte ich vergessen, dass man die Moleküle auch einzeln an und ausmachen kann. Die Mechanismen, die an- und auszumachen, die hatte ich schon im Labor. Ich hatte Chemiker geheuert, die genau diese Mechanismen. Nur ich, ich sage es mal, dummkopf, war so fixiert, dass man keinerlei Mathematik benutzt, sondern es rein physikalisch ging, muss ich als Physiker ausgebildet sein, dass ich über diesen Schatten nicht springen konnte und sagen: Ich mache einzelne an und aus und die Position, wo die sind, das mache ich über eine Rechnung.
Weil ich als Physiker gesehlt war von der Idee, das mit Physik zu machen. Und das hatte ich dann übersehen. Und dieses Verfahren hat sich dann relativ schnell verbreitet. Und man kann auch, ich glaube, das ist fair zu sagen, da war eine riesige, ich will da jetzt nicht zu nahe treten, amerikanische Community dahinter, die da enorm Publicity gemacht hat.
Das war, da könnte ich wirklich Storys erzählen, die ich besser nicht erzähle. Aber das war eine ziemliche Community. Und dadurch ist das Feld gepusht worden. Ich habe letztendlich auch davon profitiert, weil ich hatte es ja eröffnet.
Und das war, glaube ich, das ist jetzt so eine Einschätzung von mir, sicher auch ein Aspekt, weshalb der Nobelpreis relativ früh kam. Also insofern, ja, Eric Betzig hat da einen großen Beitrag geleistet, den ich sehr respektiere. Ich hätte diese Variante der Idee gerne selbst gehabt, habe ich nicht.
Das hat enorm das Feld gepusht, war ein großer Beitrag. W. Mörner war derjenige, der als Erster einzelne Moleküle gesehen hat. Per se hat er zur Mikroskopie nichts beigetragen, per se, ja. Aber er war der Erste, der einzelne Moleküle gesehen hat, war die Grundlage für die Methode, die Betzig genommen hat.
Aber nochmal, die Idee ist nicht in den USA entstanden, auch nicht parallel in den USA entstanden.
In den USA war viel Widerstand gegen diese Idee, das kann ich versichern. In der Idee ist diese. Einzelmoleküle in den USA ist diese Einzelmolekülmethode entstanden. Ja, und jetzt gibt es künstliche Intelligenz. Inwieweit verändert jetzt künstliche Intelligenz ihr Feld, also die Mikroskopie und die Bildgebung? Kann man da noch, ich sag mal, das fehlende Quäntchen drauflegen und sagen, mit künstlicher Intelligenz lässt sich jetzt irgendwie noch tiefer blicken?
Also, ich finde künstliche Intelligenz wirklich spannend und ich benutze ja auch, wie alle, immer ChatGPT und so weiter oder vergleichbare Portale. Witzigerweise, wir haben Marvin Minsky, einer der Pioniere der künstlichen Intelligenz, war Professor am MIT. Er gilt auch als Erfinder dieser konfokalen Mikroskopie, auf die ich aufgebaut habe. Manchmal kreuzen sich die Wege. Ich habe nie das Glück gehabt, ihn persönlich kennenzulernen. Aber dieser Weg, den er und natürlich die anderen Pioniere in der künstlichen Intelligenz eingeschlagen sind, war enorm. Es ist auch etwas Transformatives gewesen.
Ja, die künstliche Intelligenz wird auch, ich sag mal, auf die Mikroskopie und die Interpretation der Dinge, die man mit dem Mikroskop physikalisch sozusagen sichtbar macht, eine Rolle spielen. Aber die Physik als Grundlage, da wird man nicht rauskommen, weil man muss ja erstmal was erkennen, physikalisch.
Ich würde gerne nochmal kurz etwas protokollieren für unsere Hörerinnen und Hörer, die vielleicht ein bisschen mehr Vorwissen haben. Wir haben auch das Stichwort Elektronenmikroskopie vorhin mal aus Ihrem Mund gehört. Da müsste man vielleicht nochmal sagen, ja, die kann natürlich auch sehr, sehr tief gucken, bis auf atomare Strukturen. Aber der große Unterschied ist natürlich, alles, was man dort sieht, ist tote Materie. Das muss nochmal klar gemacht werden. Absolut, absolut.
Und deshalb sage ich auch in meiner jetzigen Forschung, ich will ja Proteine bei der Arbeit sehen, nochmal in Action unter physiologischen Bedingungen. Das geht mit Elektronenmikroskopie nicht.
Ja, und dann noch eine Sache. Sie sagten vorhin, dass es so ein großes Privileg ist, als Grundlagenforscher zum ersten Mal so einen Gedanken zu haben oder auch so eine Entdeckung zu machen. Kann ich mir so, auch wenn ich selber nie so erfahren habe von innen, kann ich mir total gut vorstellen. Aber das Tolle ist natürlich auch jetzt gerade in Ihrem Feld, dass man also nicht nur Kosten in der Pharmaindustrie vielleicht senken kann, weil man einfach zu schlaueren Methoden gelangt, sondern dass am Ende an dieser Forschung auch Menschen hängen, die davon profitieren können, nämlich als Patienten zum Beispiel.
Absolut, mir geht es ja nicht um die Pharmaindustrie, um Gottes willen, oder um die Kosten zu senken. Als ich mit der hohen Förderung angefangen habe, ging es mir auch nicht um das Monetäre, sozusagen einen anderen Job ergreifen. Nein, wir wollen ja als Menschen, dass wir gesund bleiben. Und wenn wir selbst und natürlich die Menschen, die uns nahestehen, in irgendeiner Form, wenn sie Probleme an Gesundheit haben, wollen wir ja, dass so eine Lösung da ist. Das gilt auch für Tiere, im Übrigen, nicht nur für Menschen. Wir wollen das ja.
Und da wird ein riesen Aufwand betrieben. Und das dauert oft Jahre, bis so ein Medikament wirklich erforscht ist, bis man es identifiziert hat, den Wirkstoff, bis es, ich sag mal, kompatibel ist als ein Medikament, das keine Nebenwirkungen hat, sondern nur ganz wenige. Typischerweise vergehen 15 Jahre. Wenn es einem gelingt, durch ein mechanistisches Verständnis diese Zeit abzukürzen, da geht es mir nicht um die Kosten, sondern man hätte bessere Medikamente und die würden schneller kommen.
Und das ist der Benefit. Da sind wir ja eigentlich bei dem, was der gute Nobel in sein Testament geschrieben hat, dass es eben for the benefit of humankind ist, also der Nobelpreis, der der Menschheit dient und dass die Forschung eben der Menschheit dient. Und das erkennt man ja genau daran, dass sie eben, ich weiß nicht, vielleicht auch aus einer persönlichen Erfahrung heraus, sie sagten ja vorhin, dass ihre Mutter an Krebs erkrankt ist. Also auch das ja durchaus ein Anwendungsbereich ihrer Forschung, also dass man auch Krebszellen besser versteht.
Ja, aber nochmal, das wäre zu kurz gegriffen, wenn das sozusagen eine Motivation gewesen wäre. Natürlich ist das ein generelles Problem. Wir werden hoffentlich alt oder älter, zumindest und dann setzen normal Krankheiten, manchmal auch schon früher. Manche Menschen haben früher schon Pech. Und es ist definitiv ein massiver Antrieb in uns Menschen, diese Probleme, wenn es irgend geht, abzumildern. Das ist ein tiefmenschlicher Zug und der ist in mir auch drin.
Und natürlich würde mich riesig freuen, wenn ich wüsste, meine Forschung hat dazu beigetragen, bei dieser Krankheit Milderung oder sogar eine Heilung herbeizuführen. Das ist menschlich unwahrscheinlich befriedigend. Und natürlich habe ich das als hehres Ziel, sage ich mal. Aber das ist nicht das, was mich dann antreibt, wenn ich morgens aufstehe. Weil ich muss ja die Probleme lösen. Aber das ergibt sich dann von alleine.
Wenn ich die Probleme geknackt habe, dann ergibt sich das, weil die Menschheit ja kollaboriert, Gott sei Dank. Die nimmt dann das Wissen, das ich kreiere, die Geräte, die ich habe, bauen lassen von meinen Mitarbeitern, angestellt in der Firma und so weiter, und kommt dann auf ein Medikament und sagt, jetzt habe ich was.
Wie wir möglichst lange möglichst gesund leben. Das war auch eine große Frage. Also wir haben sie geframed: Können wir ewig leben? Die wir mit Björn Schumacher aus Köln schon diskutiert haben. Also für alle Hörerinnen und Hörer, die da mehr darüber wissen wollen, schauen Sie mal in unser Archiv.
Und zu diesem Zeitpunkt im Podcast laden wir unsere Gäste immer ein, mit uns ein bisschen über den Tellerrand zu schauen. Es geht bei einem kleinen Spiel, könnte man es nennen, ein Assoziationsspiel, darum, ein bisschen spontan zu sein. Und wir möchten Ihnen jetzt gerne der Reihe nach zehn Stichworte nennen, immer abwechselnd, und laden Sie ein, uns in einem Satz es dürfen auch gerne mal zwei oder drei sein, dass Sie uns sagen, was Ihnen spontan dazu einfällt.
Sind Sie bereit? Legen Sie los.
Spielt im Leben eine ganz große Rolle und der Zufall ist immer eine Chance.
Temeschwa. Das ist eine Stadt, in der ich kurz gelebt habe, nur neun Monate, aber wirklich einen großen Einfluss auf mich hatte. Ich war da in einer sehr guten Schule, das hieß Nikolaus Lehner Lyzeum, das es immer noch gibt. Und dort hatte ich einen hervorragenden Physiklehrer, Herr Göbel, so hieß er. Und der hat mich inspiriert und der hat einen Satz gesagt, als ich Temeschwa verlassen habe, ausgewandert bin nach Deutschland, an Ludwigshafen, hat gesagt zu meiner Mutter, die mich begleitet hat bei der Verabschiedung von der Schule: Er war unser bester Physiker.
Und das hat großen Einfluss auf mich gehabt, weil ich das quasi mitgenommen habe nach Deutschland und in der Schule am Carl Bosch Gymnasium in Ludwigshafen auf einen ähnlich guten Lehrer getroffen bin, Herrn Ecker, der das gleiche gesagt hat. Sonst hätte ich nicht Physik studiert.
Etymologie ist etwas, was mir Spaß macht, weil ich habe im Banat, wir haben so einen Dialekt aus dem 18. Jahrhundert, südwestdeutschen Dialekt, viel Kraichgau, einiges Oberschwäbisches, einiges Fränkisches dabei gehabt. Und Hochdeutsch sprachen wir auch, also wir haben auch in der Familie Hochdeutsch abwechselnd. Und diese Verbindungen und wie Wörter sich entwickeln und so weiter, hat mich schon immer fasziniert.
Schon als Kind dort in dem Banater Dorf habe ich versucht zu verstehen, wie hängt das mit dem Englischen zusammen, wie heißt es im Holländischen, wie haben sich Lautverschiebungen im Deutschen entwickelt. Auch heute macht es mir noch Spaß zu gucken, warum heißt das denn so und nicht anders.
Außerirdische? Ach, da fragen Sie mich was. Das ist eine sehr provokante Geschichte. Würde mich jetzt persönlich, ich meine, es ist vollkommen neutral, aber bitte nicht in den falschen Hals kriegen, würde es mich nicht überraschen, wenn es Sie gäbe. Würde es mich nicht überraschen, weil wenn man guckt, wie groß das Weltall ist, dass wir da tuto completo allein sein sollten, ich würde sagen, das ist eher unwahrscheinlich. Aber vielleicht sind die Distanzen zu groß. Ich weiß es nicht. Machen wir mit Sicherheit noch eine Folge zu und dann dürfen Sie gerne reinhören.
Lindau ist ein toller Ort. Es ist wirklich ein, ich sag es mal, ein Kleinod da am Bodensee, architektonisch. Ich fühle mich da immer sehr wohl. Aber was natürlich herausragend ist in Lindau, ist die Nobelpreisträgertagung, die hat zusammengekommen mit jungen Menschen. Und ich gehe da sehr, sehr gerne hin und spreche, wenn ich nur kann, also mit jungen, ausgesuchten, potenziell angehenden Wissenschaftlerinnen und auch Wissenschaftlern. Und da habe ich sehr viel Spaß. Ich bin froh, dass es das in Deutschland gibt. Das ist eine Tradition, die wir uns aufrechterhalten müssen.
Wird konkurriert mittlerweile aus allen Teilen der Welt. Gibt es jetzt mittlerweile ELE-Veranstaltungen. Am Lindau ist was ganz Besonderes.
Saxophon? Ja, habe ich in Finnland spielen gelernt. Ich brauchte ja auch eine Ablenkung und eine Abwechslung. Hab das gerne gemacht, aber die letzten Jahre ist es leider zu kurz gekommen.
Sterbehilfe? Schwierige Sachen, schwierige Sachen. Kann ich momentan, ich habe mir darüber keine Gedanken gemacht. Schwierige Sachen.
Social Media? Ja, habe ich mich länger davon ferngehalten. Mach es auch nur sehr sporadisch und fachlich bezogen. Ansonsten versuche ich, meine sozialen Kontakte in Real Life zu haben und weniger auf Media. Aber da bin ich vielleicht old school.
KI? Spannend. Hätte ich vor zehn Jahren nicht gedacht. Selbst bei fachlichen Dingen, wenn ich schnell eine Meinung haben will, die oft speziell sind, mittlerweile mache ich mir einen Überblick über KI, also mit einer entsprechenden Plattform. Klar, muss man das kritisch anschauen. Aber ist er hilfreich.
Und der letzte Begriff, Nobelpreis? Ja, es war eine tolle Idee von Alfred Nobel, den Nobelpreis zu stiften, weil er der Wissenschaft eine Sichtbarkeit gibt. Ich glaube, dass man als Wissenschaftler oder viele Wissenschaftler einen sehr starken Einfluss auf den Lauf der Geschichte haben. Und es wird in der Öffentlichkeit, glaube ich, etwas unterschätzt. Man denkt oft, naja, das war Napoleon, das war der und der und der.
Ich will ja nicht all diese Namen nennen, die die Geschichte beeinflusst haben. Ja, das haben die oft sehr punktuell und für eine kurze Zeit, weil sie die Art und Weise, wie sie Menschen organisiert haben, auf einem bestimmten Kontinent oder global verändert haben. Aber wenn man wirklich guckt, was hat das Leben massiv verändert über die letzten tausend Jahre, erst recht 200, 300 Jahre.
Was waren einsteigende Momente, die dazu geführt haben, dass die Welt eine andere ist, wie sie vorher war? Dann waren es in der Regel die wissenschaftlichen, technischen Durchbrüche, die dann dazu geführt haben, dass die Menschen andere Dinge tun konnten und wollten und so weiter. Und die Politiker und das, was wir die geschichtlichen Persönlichkeiten nennen, waren bis zum Wissensgrad die Verwalter des Ganzen.
Das wehrte das vielleicht ein bisschen ab. Ich meine es aber nicht so. Ich finde Politiker nach wie vor sehr wichtig und machen einen sehr guten Job oder wichtigen Job, sage ich mal so. Also einen Job, der wichtig ist, um das auf den Punkt zu bringen. Aber die echten Transformationen, die zu vorhersagbaren Veränderungen führen, kommen aus meiner Perspektive von wissenschaftlichen Durchbrüchen.
Ja, vielen Dank, Herr Hell, dass Sie bei diesem kleinen Spiel mitgespielt haben. Danke für Ihre sehr inspirierenden Antworten.
Wir hatten Sie ja schon darauf angesprochen, Sie sind mit 15, 1978, mit Ihren Eltern aus Rumänien nach Deutschland gekommen, mitten im Kalten Krieg und mitten in der Pubertät. Wie war das für Sie?
Ja, also das Gefühl, dass ich mit diesem Weggang, mit dieser Auswanderung verbinde, und das ist fast so, als wäre es gestern gewesen, gefühlsmäßig. Es war eine Befreiung. Also ich habe das Leben dort schon als sehr eingeengt empfunden. Zum einen war es Kommunismus, das ist richtig. Man konnte nicht sagen, was man dachte, und das habe ich als 15-Jähriger natürlich voll so empfunden.
Zum anderen muss man sich in die Situation hineinversetzen, in die wir damals waren. Wir waren ja eine Minderheit, wir waren eine deutsche Minderheit. Und der rumänische Kommunismus und der Ceausescu waren nicht nur Kommunismus im Sinne von etwas Repressivem und es gab eine Doktrin, was man zu sagen hatte, was man nicht sagen durfte, sondern er war auch nationalistisch angefärbt.
Und wenn man sich nicht als Rumäne empfindet, was wir ja nicht waren, wir waren ja ethnisch Deutsche und haben uns auch als Deutsche gesehen, das ist vielleicht hier schwer vorzustellen, haben wir uns als Fremde gefühlt in dem Land. Und deswegen war es für mich eine Befreiung, da wegzukommen.
Und ein Gefühl, das ich einen Moment, den ich auch nie vergessen werde, ich stand am Ludwigshafen am Bahnhof, um nach Osthofen zu fahren, das ist bei Worms. Dort war eine Durchgangslage für neue angekommene Aussiedler aus dem Osten, wie das hieß. Und da habe ich gesagt, wie toll ist es, dass ich jetzt in Deutschland lebe und meine Muttersprache, die Sprache ist, die da überall verwendet wird, bei Bahnhofsanzeigen und so weiter, weil in Rumänien war es ja auf Rumänisch und vieles habe ich nicht verstanden.
Ich habe es zwar gelernt in der Schule, aber es war nicht meine Sprache. Und das Gefühl zu haben, ich bin jetzt in dem Land, in dem meine Sprache, meine Kultur die Norm ist, das war für mich enorm befreiend. Es hat nichts mit Nationalismus oder so etwas zu tun, das darf man nicht in den falschen Hals kriegen. Das war für mich eine enorme Befreiung.
Und deswegen, ich bin dann auch nie wieder zurück, also bis 2011 zum ersten Mal wieder zurück. Also so ein Gefühl der Zugehörigkeit, was Sie plötzlich hatten. Absolut. Und natürlich hatte ich einen Akzent, aber ich sprach perfekt Deutsch, grammatikalisch.
Und die Anekdote war ganz lustig. Ich kam dann aufs Carl Bosch Gymnasium in Ludwigshafen und der Deutschlehrer war sehr skeptisch, ob ich in die neunte Klasse aufgenommen werden sollte, weil ich war Neunklässler. Und er sagte, ja, wir schreiben zurzeit Deutscharbeiten. Und naja, das war wirklich die erste Unterrichtsstunde. Da saß ich da und er sagte, hey, du musst nicht mitschreiben, es geht da um ein Gedicht von Precht und das musst du jetzt da kommentieren.
Und natürlich habe ich mitgeschrieben und ich hatte die beste Deutscharbeit. Also muss ich mal vorstellen, ich war gerade gekommen und das ging natürlich um, wie kommt das, er kommt aus Rumänien, hat die beste Deutscharbeit. Und ich sag’s jetzt mal ganz erlaubt: Hertha Müller war ja in der gleichen Schule und sie hat ja den Literatur-Nobelpreis bekommen.
Am Klaus Lenau Lyceum, meinst du? Ja, war sie Jahre vorher, wir haben uns nicht überlappt. Aber auch in diesem Ort, aus dem ich kam, St. Anna hieß er, das war, wenn Sie so wollen, ein größeres Dorf, hatte ich hervorragenden deutschen Unterricht. Hervorragenden deutschen Unterricht.
Also ich, als ich nach Mannheim zum ersten Mal kam, das war direkt in Ludwigshafen, war das für mich die Stadt, in der Schiller Uhr aufgeführt worden ist. Das wusste ich ja, die Räuber, ja, exakt. Und so weiter und so fort. Das heißt, ich hatte da, für mich war es eigentlich, obwohl ich vorher nicht in Deutschland gelebt habe, das war nicht in ein fremdes Land gehen. Das war das Land meiner Kultur.
Ihr Vater war ja Ingenieur, Ihre Mutter Lehrerin. Welchen Stellenwert hatte Neugier in Ihrem Elternhaus? Ja, ich glaube, Neugier ist etwas sehr Persönliches. Ich weiß auch nicht, ob man das fördern kann oder ob das sozusagen familiär bedingt ist. Es war sicher so, dass Leistung gefördert worden ist.
Und das hängt damit zusammen, dass eine Generation vor meinen Eltern die meisten da in dem Dorf da im Banat Bauern waren. Also mütterlicherseits, nein, die waren Kaufleute. Und mein Großvater, der hatte so einen Verleih für landwirtschaftliche Maschinen. Aber väterlicherseits waren sie Bauern.
1945 sind die Deutschen enteignet worden, ethnisch motiviert, also nicht wegen Kommunismus. Ich weiß, das geht sogar jetzt durch die Presse, weil jetzt sowas wie in der Slowakei passiert, aber ethnisch motiviert enteignet worden. Also alle, die deutsche Abstammung hatten, wurden enteignet.
Das heißt, die Bauern haben alle ihre Landwirtschaft verloren. Zum Teil wurden sie aus ihren Häusern getrieben. Und das hat natürlich diese Gemeinschaft enorm geprägt. Man kann alles verlieren. Als Minderheit ist man der Willkür der Mehrheit ausgesetzt. Das Einzige, was bleibt, ist das, was du kannst.
Und das ist gefördert worden bei Kindern, bei mir erst recht: Lern was, dann kannst du was. Wenn du top ausgebildet bist, dann kannst du immer jedem was bieten. Und vielleicht müssen wir hier irgendwann mal weg. Es gab keine Chance, als ich 5, 6, 7, 8 Jahre war, das Land zu verlassen. Das war Eisener Vorhang. Wir hatten keine vorstellbare Möglichkeit.
Als ich noch 10 war, hätte ich nie gewusst, wie ich da rauskomme aus dem Land. Die Perspektive gab es nicht. Aber was ich wusste, wenn es mal dazu käme oder egal, was passiert, das, was ich weiß, ist sozusagen das, was mein Kapital ist oder was meinen Wert ausmacht. Und dann werde ich mich zurechtfinden. Alles andere kann weggenommen werden.
Wie hat diese Erfahrung Ihr Denken geprägt? Schon massiv. Wir haben vier Kinder. Und natürlich verändert sich die Welt jetzt auch. Das sehen wir ja. Jeden Tag, wenn man in die Nachrichten guckt, sieht man, dass sich immer irgendwas verschiebt oder tut.
Durch diese Erfahrung habe ich den Kindern, als sie schon relativ klein waren, natürlich vorsichtig, weil Kinder müssen ihre geschützte Kindheit haben. Das war mir und auch meiner Frau wichtig, dass wir das bieten: Stabilität in der Kindheit und so weiter. Ich habe immer wieder gesagt, verlass dich nicht darauf, dass wir jetzt in dem schönen Haus, in dem wir jetzt wohnen, immer wohnen werden können.
Das kann sich ändern. Und was wirklich zählt, ist das, was du kannst und was du hast. Und du kannst dich nicht darauf verlassen, dass du diesen sozialen Status, den ihr jetzt habt und den wir jetzt haben, natürlich haben wir den, dass wir den für immer haben werden. Das kann über Nacht weg sein.
Das ist die Erfahrung meiner Eltern. Das ist die Erfahrung meiner Großeltern. Und das kann in deinem Leben, wenn du 70, 80, 90 wirst, vielleicht in Zukunft kann das locker passieren. Ja, das kann einen Impact auf das eigene Leben haben. Dieses Gefühl haben, glaube ich, viele heute.
Aber die veränderte Situation, also auch gegenüber der Welt von 2014, als Sie den Nobelpreis bekommen haben, betrifft ja auch die Wissenschaft als System. Also heute wird viel mehr über Beteiligung an Rüstungs- und auch verteidigungsrelevanter Forschung diskutiert oder über das Ende von Zivilklauseln, also so Selbstverpflichtungen von Unis, zum Beispiel nur für nicht-militärische Zwecke zu forschen.
Das wird jetzt hinterfragt. Wie nehmen Sie diese Situation wahr und haben Sie auch als Grundlagenforscher hier eine eigene Position? Also ich bin da raus, weil ich mache meine, ich sag mal, Forschung in der Mikroskopie. Ich habe ein ganz klares Ziel: Ich will da eine Lösung finden für das Problem, ob man Proteine sozusagen mechanistisch beobachten kann, also bei der Arbeit direkt zusehen kann.
Weil ich glaube, das bringt die Menschheit an sich voran. In dem Fall wäre es, ich sag mal, die Grundlagenforschung in der Medizin, Wirkstoff finden, Medikamente finden und so weiter. In einem anderen Bereich würde ich jetzt nicht mehr arbeiten wollen, für mich persönlich. Das muss jeder für sich ausmachen. Ich will da nicht richten, ich will da nicht urteilen.
Auf Englisch würde man sagen, it’s not my cup of tea. Was wären Sie denn heute, wenn Sie nicht Forscher geworden wären? Haben Sie da schon mal drüber nachgedacht? Puh, ich weiß es nicht. Also ganz ehrlich, die Frage hat sich für mich nicht gestellt, weil ich dann doch relativ früh ein Forschungsthema gefunden habe, das mich fasziniert hat.
Hätte ich es nicht gefunden, hätte ich etwas anderes gemacht. Was ich da gemacht hätte? Ja, vielleicht wäre ich in die Industrie gegangen und hätte dort Entwicklung oder Forschung gemacht. Das Finanzwesen hat mich nie interessiert, um es auf den Punkt zu bringen. Da haben wir was gemeinsam. Alle drei.
Also ich finde es spannend. Also jetzt, wo ich da drauf gucke und so weiter und sehe, es ist schon spannend, aber es ist nicht mein Ding. Ist nicht mein Ding. Und Bankwesen auch nicht. Unternehmensberatung damals auch nicht. Mittlerweile ist es aber so, dass ich da Berührung habe.
Ich habe zwei Unternehmen ausgegründet, das haben Sie da an Moderation ja gesagt. Da sehe ich, dass das aber ein sehr spannendes Feld sein kann und dass es auch befriedigend sein kann. Also ich will das gar nicht in Abrede stellen. Aber zu dem damaligen Zeitpunkt war das für mich weniger eine Option, weil ich meine Neigung nicht, keine Neigung dafür verspürte.
Halten wir fest, Sie sind einfach genau da gelandet, wo Sie hingehören und da richtig. Eigentlich schon, ja. Das ist doch schön. Und ich muss auch sagen, also wenn ich das ergänzen darf, kam ja auch in der Anmoderation. Ich bin ja Mitglied der Max Planck Gesellschaft und Direktor, naja, an zwei Instituten.
Ich könnte mir auch einen besseren Job fast nicht vorstellen. Sicher gibt es auch tolle, ähnliche vergleichbare Positionen an der ETH in Zürich oder in Harvard oder in Stanford und so weiter. Die sind sicher vergleichbar. Aber so einen Job zu haben, wo man wirklich der Neugier nachgehen kann, was erforschen kann und dann hoffentlich zum positiven Lauf der Welt beeinflussen, das ist schon toll.
Sie haben in einem Interview mit dem Fachmagazin Nature mal gesagt, dass die Nachwuchswissenschaftlerinnen und Nachwuchswissenschaftlern raten: aim high, stay grounded. Also auf Deutsch so etwas wie: greif nach den Sternen, aber bleib mit beiden Füßen auf der Erde. Was hat Sie denn in Ihrer frühen Karrierephase geerdet und was erdet Sie vielleicht auch heute noch?
Ja, am Ende des Tages lebt man Leben. Es ist ja nicht so, dass man jetzt im stillen Kämmerlein die ganze Zeit ist und ab und zu mal schlafen geht und dann was isst und so weiter. Und so weiter. Ich weiß nicht, ob das nur für die Wissenschaft da ist. Natürlich habe ich wahnsinnig viel gearbeitet, ohne Frage.
Ich bin jahrelang keinen richtigen Urlaub gemacht. Das kann man sich auch schwer vorstellen, wenn man so will, 15 Jahre lang oder 20 Jahre lang eigentlich selbst im Urlaub immer gearbeitet oder normal 12, 14 Stunden Tage gehabt. Das war sozusagen die Wahl, die ich getroffen habe.
Was einem erdet, sind die Rückschläge, die man hat. Und dafür muss man offen sein. Und es erdet einem auch die Tatsache, dass man ja ein Leben lebt. Ich sag’s mal, man hat eine Familie, man hat Kinder, die haben ihre Probleme, man hat Eltern, die haben ihre Probleme, man hat Freunde, die haben ihre Probleme. Also abheben kann man nicht.
Und ich glaube auch der Job als Naturwissenschaftler, der ist nichts für Esoteriker, definitiv nicht. Also wenn man rumspinnt, dann fliegt man ziemlich schnell raus aus der Wissenschaft, weil die Natur ihre eigenen Regeln hat. Und wenn man die nicht erkennt und die nicht befolgt, ist man sofort rausgekickt.
Das zeigt die Wissenschaftsgeschichte. Das bringt mich zu einer vorletzten Frage von uns. Mit welcher historischen Forscherpersönlichkeit würden Sie gerne mal sprechen, wenn das ging oder wenn er oder sie noch lebte? Wäre das Ernst Abbe oder vielleicht jemand anders?
Ich hab mir noch nie Gedanken drüber gemacht. Viele haben ja doch, ich sag’s mal, umfassendere Biografien und so weiter hinterlassen. Ich wüsste, dass viele spannende Dinge zu sagen hätten. Und wenn ich dann ab und zu mal so ein paar biografische Essays sehe, also richtige Bücher in dem Sinne, habe ich noch nicht gelesen oder auch nur Zitate, dann fühle ich mich durchaus bestätigt in dem, was ich gesehen habe.
Und ich sage, wow, der hat das auch schon gesehen oder erlebt. Das hätte ich jetzt nicht gedacht. Weil das sind ja auch nur Menschen, die auch ein Leben gelebt haben. Eine Sache muss ich zugeben, die hat mich sehr berührt. Die habe ich zum ersten Mal gesehen, als ich, das muss so 2011 gewesen sein, im Nobelmuseum in Stockholm war. Und da hing, ins Englische übersetzt, ein Zitat von Max Planck. Und das hat er auf Deutsch gesagt, aber ich kriege das jetzt nicht.
Wortwörtlich kann ich es nicht wiedergeben, aber sinngemäß hat er gesagt:
Eine neue Idee setzt sich nicht durch, indem diejenigen, die sie opponiert haben, sich als überzeugt erklären. Sie setzt sich durch, indem ihre Opponenten aussterben und die neue Generation übernimmt. Die junge Generation übernimmt die neue Idee auf eine natürliche Art und Weise. Und wie gesagt, das stand da im Nobelmuseum. Da habe ich gesagt: Wow, da hat er recht. Denn selbst 2011 hatten wir viele Opponenten, die gesagt haben, die Sofa-Flasche wird nicht gehen und so weiter und so fort.
Und genau so ist es auch in meinem Fall gekommen. Diejenigen, die gesagt haben, das ist nicht funktionsfähig, sind einfach zunehmend verstummt. Und für die Generation heute ist es eine Selbstverständlichkeit, dass man extrem hohe Auflösungen hat von ein paar Nanometern. Das heißt, da muss man niemanden mehr davon überzeugen, dass das eine grandiose und die Welt verändernde Idee war.
Wissenschaftliche Grenzen
Genau. Welche anderen wissenschaftlichen Grenzen halten Sie in absehbarer Zeit für überwindbar, auch jenseits Ihres eigenen Fachgebiets? Ja, da spielen Sie auch etwas an, was man als Nobelpreisträger öfter gefragt wird. Und zwar spielen Sie ein bisschen darauf an, dass ich das wüsste, vielleicht oder eine Idee hätte. Weil ich schon einen Durchbruch hatte, könnte ich jetzt andere auch brechen.
Da muss ich Sie aber enttäuschen und sagen: Nein, da habe ich keine Kompetenz. Ich habe die Grenzen durchbrochen, weil ich einen guten Grund hatte, und ich habe es verfolgt, weil ich sehr, sehr gute manifeste Gründe hatte, weshalb ich geglaubt habe, dass es erfolgreich sein wird. Aber könnte ich andere identifizieren? Bin ich der Gesetzesbrecher, sozusagen von Haus aus? Ist mir das in die Wiege gelegt? Ist das mein Hallmark, Gesetze zu brechen, sozusagen in der Physik oder Chemie, meinetwegen?
Sie müssen es ja nicht selber machen, aber Sie kriegen ja viel mit, auch durch Ihren weiten Radar. Nein, aber wenn ich es wüsste, Herr König, wenn ich es wüsste, dass das könnte man knacken, dann wäre ich ja dumm, es nicht selbst zu machen. Oder selbst wenn ich es nicht selbst machen würde, als Direktor Leute zu berufen zur Max-Planck-Gesellschaft, die das dann machen. Ich würde es sofort tun, selbst wenn ich es nicht machen würde. Oh, da geht was, dann mache ich den zum Direktor, damit er es macht. Ist mein Job.
Und natürlich suche ich und gucke. Aber ich habe keinen siebten Sinn für sowas. Alles klar, bilde ich mir ein. Also ich sage mal so, ich sage es mal ganz salopp: Schuster, bleibt bei deinen Leisten. Und ich versuche, bei meinen Leisten zu bleiben. Ja, das machen Sie jetzt auch.
Zukunftsmaschine
Dann in unserem letzten Tagesordnungspunkt, nenne ich es jetzt mal. Sie haben als Gast in unserem Podcast die einmalige Gelegenheit, in Ihrem eigenen Fachgebiet einmal in die Zukunft vorzustoßen und etwas Unsichtbares sichtbar zu machen, was ja Ihr Metier ist. Wir machen es möglich. Sie dürfen gleich mit unserer Spektrum-Zukunftsmaschine in die Zukunft reisen.
Wir haben da gar keine Kosten und Mühen gescheut und extra für Sie ein Zeitmikroskop entwickelt. Also so ein Mikroskop, mit dem man in die Zukunft zoomen kann. Haben Sie eigentlich eine Lieblingsfarbe? Blau. Blau? Wussten wir doch! Wir haben extra dieses Zeitmikroskop blau lackiert für Sie.
Sie können zwischen drei Objektiven wählen. Es gibt das Objektiv 10 Jahre, das Objektiv 100 Jahre und das Objektiv 1000 Jahre. Welches dürfen wir für Sie in den Strahlengang drehen? 10 Jahre. Jetzt liegt die Zukunft vor Ihnen. Sie blicken durch das Okular und sehen Ihr Fachgebiet in 10 Jahren vor sich.
Verraten Sie doch bitte unseren Hörerinnen und Hörern, was sich bis dahin so getan hat und welche neuen Fortschritte das auch für die Biologie und die Medizin gebracht hat. Also ich glaube, in 10 Jahren wird man viele Proteine mechanistisch gut verstehen, was man jetzt noch nicht ganz tut.
Zumindest wird man die Möglichkeit haben zu gucken, was macht dieses eine Protein, dieses andere und das dritte und das vierte. Wie interagieren die? Man wird also in der Lage sein, biochemische Prozesse, Pathways, wie man im Englischen sagt, mechanistisch aufzulösen, was man jetzt noch nicht kann. Und das sehe ich kommen.
Der Grund ist, weil die Physik dafür da ist. Das heißt, es gibt keinen fundamentalen physikalischen Grund, weshalb das nicht ginge. Wenn es einen gäbe, dann würde ich sagen, man weiß nicht, ob das kommt. Aber heute glaube ich, dass es keinen fundamentalen Grund gibt, weshalb das nicht kommt. Und deswegen wird es auch kommen.
Das heißt nicht, dass ich das mache. Sie haben vollkommen recht. Ich gucke da einfach rein. Da gibt es aber so viele schlaue Leute. Und wenn der Weg gangbar ist, werden die Leute den Weg gehen, weil es für sie was bringt. So simpel. Und für andere. Und dann wird es gegangen werden.
Fazit
Ja, lieber Herr Hell, vielen Dank, dass wir mit Ihnen die große Frage, wie macht man das Unsichtbare sichtbar, diskutieren durften. Ja, auch von mir ganz herzlichen Dank für Ihren Besuch in unserem Podcast und das tolle Gespräch. Dankeschön.
Das war eine weitere Folge unseres Podcasts „Die großen Fragen der Wissenschaft“. Was wird dir in Erinnerung bleiben, Katharina? Ich fand besonders faszinierend, wie Stefan Hell als Wandler zwischen den Welten wirklich viele Disziplinen zusammenbringt und seine Hartnäckigkeit.
Also wie letztlich auch so ein bisschen seine Lebensgeschichte dann dazu geführt hat, am Ball zu bleiben, nicht aufzugeben und so „against all odds“, wie man im Englischen sagen würde, also gegen jeden Widerstand diese Idee zu verfolgen und einfach zu wissen, mit so einer Ruhe und so einer Gelassenheit und vor allen Dingen auch so einer Gewissheit, dass es funktioniert.
Ja, ein total beeindruckender Lebenslauf. Auch wie jemand als Minderheit in einem fremden Land, in einem Land, wo man noch nicht mal seine Meinung sagen darf, dann auswandert, sich plötzlich wie so auf Knopfdruck zu Hause fühlt, weil alle die Sprache sprechen, die man vorher schon so im Privaten gesprochen hat.
Und wie es dann so weitergeht, bis hin zu dieser Doktorarbeit, die dann von Sicherheitsdenken erst mal so gewählt wird. Und dann merkt man aber: Nee, das ist gar nicht so mein Ding. Ich will andere Dinge machen. Und dass das dann auch funktioniert hat.
Und heute ist er dann ein Kopf von einem ganzen Forschungsfeld und hat viele junge Menschen da reingezogen und glaubt daran, dass seine Forschung weiter marschiert und auch für uns alle letzten Endes über den Weg der Medizin irgendwie zum Wohl der Menschheit beiträgt. Das ist schon eine Bombengeschichte.
Und fachlich fand ich spannend, dass er immer wieder betont hat, er hat die Beugungsgrenze nicht gebrochen, sondern er hat sie überwunden. Also er hat wirklich mit wissenschaftlichen Tricks es geschafft, seine Idee umzusetzen und einen anderen Weg zu gehen. Also wirklich dieses Andersdenken, etwas Neudenken.
Ja, und auch diese Bescheidenheit gegenüber der Natur. Die Natur lässt sich nicht verändern. Die ist halt, wie sie ist. Und die Beugungsgrenze geht weiterhin. Ja, total cool.
Wenn ihr noch mehr über das Thema lesen wollt, empfehlen wir euch das Spektrum Kompakt Mikroskopie. Darin sind etliche Texte zu verschiedenen Methoden enthalten, wie Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler die allerkleinsten Strukturen sichtbar machen.
Außerdem hat Stefan Hell vor ein paar Jahren unserer Kollegin Verena Tang in einem Interview verraten, wie sich Moleküle in Echtzeit verfolgen lassen und erklärt, warum er glaubt, dass das Potenzial noch lange nicht vollständig gehoben ist.
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Wenn ihr Fragen, Anregungen, Lob oder Kritik für uns habt, dann schreibt uns gerne eine Mail an podcast@spektrum.de. Wir lesen das auch tatsächlich alles.
Und wie immer am Ende unser Dank. Er geht diesmal an Stefan Ziegert von detektor.fm und Mike Zeitz von Spektrum der Wissenschaft, die uns redaktionell unterstützt haben. Und natürlich an Stanley Baldauf, der diese Folge produziert hat.
Die Musik kommt von Tim Schmutzler und das Foto für unsere schöne Podcast-Kachel hat unser Spektrum-Kollege Mike Zeitz gemacht. Und damit sagen wir Tschüss, bis zum nächsten Mal. Tschüss und bleibt neugierig.
Untertitel von Stephanie Geiges.
Foto: MPI für medizinische Forschung