Mit Flaggschiffen zu neuen Ufern

Physik Journal – Ein Programm der EU fördert großangelegte und innovative Forschungsprojekte im Bereich der Informations- und Kommunikationstechnologien.

Wenn es darum geht, ins Innerste der Materie vorzustoßen oder den Kosmos als Ganzes zu erkunden, lässt sich Forschung nur noch im internationalen Maßstab bewältigen. Bei Großprojekten wie dem Large Hadron Collider oder Weltraumteleskopen herrscht allgemeiner Konsens, dass sie sich nicht mehr von einem Land betreiben, geschweige denn finanzieren lassen. Aber gibt es neben der klassischen Großforschung, wie man sie aus der Physik kennt, noch andere unerschlossene Fragestellungen und Forschungsgebiete, die nicht nur vergleichbarer internationaler, sondern auch multidisziplinärer Anstrengungen bedürfen?

Die Europäische Kommission sieht solche Herausforderungen insbesondere bei den Informations- und Kommunikationstechnologien (ICT). Immer leis¬tungsfähigere Superrechner und das wuchernde World Wide Web schaffen gewissermaßen einen erst noch zu erschließenden digitalen Kontinent. Für besonders ambitionierte und innovative Forschungsprojekte in diesem Bereich hat die Europäische Kommission daher die hochdotierte FET-Flagship-Initiative (FET steht für Future & Emerging Technologies) ins Leben gerufen. Ab 2013 soll für mindestens zwei großangelegte Projekte über einen Zeitraum von zehn Jahren der beachtliche Betrag von einer Milliarde Euro zur Verfügung stehen. „Das entspricht fast dem Budget einer neuen Universität“, veranschaulicht es der Physiker Dirk Helbing, seit 2007 Professor für Soziologie an der ETH Zürich. Helbing koordiniert „FuturICT“, eins der insgesamt zwei Dutzend Vorschläge für neuartige „Forschungs-Flaggschiffe“. FuturICT soll die wissenschaftliche Beschreibung, Simulation und Vorhersage des Verhaltens komplexer sozialer und ökonomischer Systeme gewissermaßen von der Nischen- zur Großforschung führen. Diesem ehrgeizigen Ziel trägt auch die Bezeichnung „Wissensbeschleuniger“ Rechnung.

Die Physik sozioökonomischer Systeme hat sich, etwa als Verkehrs- und Finanzphysik, mittlerweile fest etabliert. Neue interdisziplinäre Communities haben sich in den letzten Jahren insbesondere in der Komplexitätsforschung gebildet. „Die Datenmassen, die mit dem World Wide Web, dem Web 2.0 und globalen Sensornetzwerken verfügbar werden, sind noch ein ungehobener Schatz, gerade wenn es darum geht, globale Krisen zu verstehen“, betont Helbing. Das werde etwa an der derzeitigen Finanz- und Wirtschaftskrise deutlich. „Hier haben die etablierten ökonomischen Theorien offensichtlich keinen Fingerzeig geliefert. Experten aus Wissenschaft, Wirtschaft und Politik sind von diesen Entwicklungen völlig überrascht worden“, sagt er. Bislang gäbe es aber noch kein Gesamtmodell, das die vielfältigen Rückkopplungen der relevanten Systeme, vom Immobilienmarkt, über Bank- und Finanzwesen, Schulden- und Liquiditätsentwicklung, Versicherungsgeschäft bis hin zum Arbeitsmarkt, global beschreiben kann. Ein zentrales Ziel von FuturICT ist es, Krisenszenarien vorab zu analysieren, um besser vorbereitet zu sein oder sogar frühzeitig negative Entwicklungen zu unterbinden. Ein weiteres Anwendungsfeld sind Auswirkungen von Naturkatastrophen oder dem Klimawandel auf Wirtschaft und Gesellschaft. Um solche Umwälzungen besser beschreiben und verstehen zu können, sollen Wissenschaftler aus einem breiten Spektrum von Disziplinen zusammenarbeiten. Das beinhaltet die Physik ebenso wie Geo- und Ingenieurswissenschaften, Ökologie, Mathematik, Informatik, Soziologie, Psychologie und Anthropologie. „Keine dieser Disziplinen kann die Herausforderungen allein meistern. Die Physik ist hier auf jeden Fall eine wichtige Stimme, denn sie hält jede Menge Methoden bereit, um komplexe Systeme zu verstehen, mit denen man es in der Gesellschaft und Wirtschaft immer zu tun hat“, ist Helbing überzeugt. Das stellt die Physik vor fundamentale Herausforderungen. Gewohnte Näherungen und Idealisierungen sind in sozioökonomischen Systemen oft nicht möglich, denn man hat es mit mesoskopischen Systemen aus sehr unterschiedlichen Individuen zu tun, und nicht etwa mit einer beliebig großen Zahl identischer Teilchen.

Auch andere Projektvorschläge für die Flagship-Initiative beinhalten die prominente Beteiligung der Physik. So widmet sich die „Neuromorphic Computation Facility“ (Koordinator: Karlheinz Meier, Heidelberg) dem Ziel, einen Großcomputer zu konstruieren und zu bauen, welcher die Funktionsweise des menschlichen Gehirns zum Vorbild hat.

Die Initiative „Quantum Technologies“ (Koordinator: Peter Zoller, Innsbruck) möchte sich insbesondere mit den industriellen Anwendungen befassen, bei denen die Quantenmechanik eine besondere Rolle spielt, etwa wenn es um die Herstellung immer kleinerer Computerschaltkreise oder die Möglichkeiten der Quanteninformationstechnik geht.

Derzeit läuft die Ausschreibung für die Pilot-Projekte der Flagship-Initiative. Fünf bis sechs davon erhalten ab Sommer dieses Jahres rund 1,5 Millionen Euro für eine anderthalbjährige Anlaufzeit, die zeigen soll, dass sie eine Investition von einer Milliarde Euro wert sind. Erst dann wird entschieden, welche zwei oder drei Flaggschiffe ab 2013 vom Stapel laufen können. „Wir sind optimistisch, dass wir mit FuturICT gute Chancen haben“, sagt Dirk Helbing, „auch wegen der besonders großen gesellschaftlichen Relevanz.“

Alexander Pawlak

Quelle: Physik Journal, Juni 2010, S. 7

 AH