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Licht?– Leben und Fortschritt

von Prof. Dr. Johanna Stachel

Das Licht der Sonne und seine Wärme ist Quelle des Lebens für Mensch, Tier und Pflanze. Überdies ist ­diese besondere Form der elektromagnetischen Strahlung von außerordentlicher Bedeutung für ­Wissenschaft und Kultur. Triftige Gründe für die Vereinten Nationen, das Jahr 2015 zum Internationalen Jahr des Lichts und der lichtbasierten Technologien auszurufen.

Lebenselixier und Technikmotor

Für die gesamte menschliche Zivilisation kommt wohl keinem anderen Naturphänomen eine ver­gleichbar prägende Rolle zu wie dem Licht. Schon seit Urzeiten gibt das Leuchten der Sterne dem Menschen Orientierung. Zugleich weckt es Neugier. Heute sagt uns das Licht ferner Galaxien viel über das Wesen und Entstehen des Kosmos. Künstliches Licht beschleunigt den Fortschritt und erleichtert Bildung: Es ermöglicht das Lesen, Lernen oder Arbeiten auch im Dunkel der Nacht und ist Ausdruck von Lebensqualität.

Licht ist daher Lebenselixier und Technikmotor zugleich. Unter dem Begriff Photonik hat sich mittlerweile ein eigenständiger Techno­logie­zweig etabliert. Er wirkt in nahezu alle ­Wissenschaftsdisziplinen hinein: von der Informationsverarbeitung über die Lebenswissenschaften bis zur En­er­gietechnik. So verdanken nahezu alle Energieträger der Erde ihren Energie­inhalt dem Licht der Sonne: die Biomasse, die daraus entstandene Kohle, das Öl, Gas, aber auch Wind und Solartechnik, die immer günstiger Strom erzeugen. Die Glasfasertechnik beschleunigt die moderne Kommu­nikation, Mikroskope oder bildgebende Verfahren führen zu erfolgver­sprechenderen medi­zinischen Behandlungsmög­lichkeiten, hoch­genaue optische Instrumente ver­messen unsere Welt immer detaillierter und in Fabrikhallen schnei­det das gebündelte Licht von Lasern ­dickste Metalle oder schweißt sie zusammen. Allein der Laser hat zahlreiche Technologien in der Produktion und Informationstechnik etab­liert. Und ohne die Konstanz der Lichtgeschwindigkeit gäbe es keine Relativitätstheorie und damit auch keine Navigationsgeräte. Denn das Global Positioning System (GPS) wäre sonst zu ungenau und wäre nie errichtet worden.

Nobelpreise 2014 für Licht- und Mikroskoptechnik

Wie wichtig Lichttechniken für die Naturwissenschaften sind, zeigt der jüngst vergebene Nobelpreis für Physik an die Japaner Isamu Akasaki, Hiroshi Amano und Shuji Nakamura. Sie ent­wickelten blaue Leuchtdioden (LEDs), mit denen man in Kombination mit roten und grünen erstmalig weißes Licht in dieser energiesparenden Technik erzeugen konnte. Diese energieeffizien­ten Leuchtdioden – oder künftig wohl deren organisches Pendant, die OLEDs – erhellen zunehmend Wohnungen oder Gebäude. Zusammen mit erneuerbaren Energien helfen sie, den Klimawandel zu bremsen.

Bestes Beispiel, wie wissenschaftsübergreifend optische Technologien sind, ist ebenso die jüngste Vergabe des Chemienobelpreises an den Physiker Stefan Hell vom Max-Planck-Institut für Biophysikalische Chemie in Göttingen. Er entwickelte eine Technik, mit der sich Mikroskope herstellen lassen, die eine bislang ungekannte Detailschärfe erlauben. Haupteinsatzfeld dieses sogenannten STED-Mikroskops (STED steht für Stimulated Emission Depletion) ist die Biologie und Medizin.

Elementar für die Gesundheit

Licht ist ebenso elementar für die Gesundheit von Menschen und Tier. Es ist beispielsweise wichtig, damit unser Körper Vitamin D herstellen kann. Und bei Neugeborenen verhindert eine spe­zielle Lichttherapie mit kurzwelligem Licht die Gefahr von Gelbsucht. Entwickelt doch über die Hälfte aller Neugeborenen in den ersten Lebens­tagen eine mehr oder weniger stark ausgeprägte Gelbsucht, was ohne diese Lichttherapie für einige von ihnen lebensgefährlich sein kann.

Für einen Dialog der Wissenschaften

Licht beeinflusst also tief greifend alle Gebiete des Lebens und der Wissenschaft. Es stellt uns Techniken zu Verfügung, die unser Leben erleichtern und Menschen zusammenführt. In ­einzigartiger Weise eignet es sich für einen Dialog zwischen Natur-, Geistes- und Kulturwissenschaften sowie zwischen Kunst oder Religionen. Ein Glanzstück der Völkerverständigung ist beispielsweise das „Centre for Synchrotron Light and Experimental Sciences and Applications in the Middle East“, SESAME, in Jordanien. An dieser modernen Quelle für Synchrotronlicht, die aus Teilen des ehemaligen Berliner Speicherrings BESSY zusammengebaut ist, arbeiten junge Wissen­schaftlerinnen und Wissenschaftler aus Ländern wie dem Iran, Israel oder Palästina fried­lich zusammen. Die Deutsche Physikalische Gesellschaft (DPG) unterstützt dieses Projekt jährlich mit Reisestipendien.

Diese zentrale Rolle des Lichts für Wissenschaft und Gesellschaft ist mehr als Grund genug, um dem Licht ein Jahr zu widmen und den vielfältigen Akteuren und Aktivitäten in Deutschland die verdiente gesellschaftliche Aufmerksamkeit zukommen zu lassen. Kein anderes Phänomen verdeutlicht den Nutzen und Wert von Forschung und neuen Technologien wohl so gut wie das Licht. Beispielsweise ist der Weg von der Forschung zur Anwendung bei den optischen Techno­logien oft extrem kurz.

Daher hat die DPG die Initiative der UNESCO für das Internationale Jahr des Lichts aufge­griffen und koordiniert federführend die Aktivitäten in Deutschland in Zusammenarbeit mit der ­Deutschen UNESCO-Kommission. Dazu richtete die DPG unter anderem die Internetplattform www.jahr-des-lichts.de ein. Dort können Veranstalterinnen oder Veranstalter auf ihre bundesweiten Aktivitäten oder Events hinweisen. Die Feste, Feiern oder Konferenzen zeigen das ­unerschöpfliche Spektrum auf, wie Licht die menschliche Kultur und die Wissenschaften seit Urzeiten befeuert.

Mit dem Internationalen Jahr des Lichts möchte die DPG zugleich möglichst viele Menschen für Naturwissenschaften und Technik begeistern und darüber hinaus für mehr Akzeptanz für innovative Techniken werben. Darum stellt die DPG auch ihr jährliches, einwöchiges Wissenschaftsfestival mit dem bezeichnenden Namen „Highlights der Physik“, das die DPG gemeinsam mit dem Bundesministerium für ­Bildung und Forschung ausrichtet, unter das Motto „Lichtspiele“. Vom 22. bis 26. September erstrahlt die thüringische Universitätsstadt Jena, die durch namhafte Unternehmen und Forschungseinrichtungen gleichzeitig ein Zentrum der optischen Forschung und Technologie ist, im Glanz von Ausstellungen und Shows.

Unser Augenmerk gilt dort wie auch sonst vornehmlich den Kindern und jungen Leuten. Darüber hinaus wollen wir insbesondere die Lehrerinnen oder Lehrer animieren, möglichst frühzeitig nach jungen Talenten Ausschau zu halten und sie zu motivieren, sich mit technischen Fragen zu beschäftigen, damit sie später möglichst ein naturwissenschaftlich-technisches Studium anpeilen.

Möge das Jahr 2015 in diesem Sinne erstrahlen.

Bild: © istockphoto.com| prasit chansarekorn