Vor 100 Jahren wurden zum ersten Mal die Nobelpreise in den Kategorien Physik, Chemie, Physiologie oder Medizin, Literatur sowie Erhaltung des Friedens verliehen. Der von dem schwedischen Chemiker und Industriellen Alfred Nobel (1833-1896) durch eine testamentarische Verfügung begründete Preis stellt die weltweit bekannteste und renommierteste wissenschaftlich-kulturelle Anerkennung dar. Geehrt werden Personen, deren Entdeckungen, Werke oder Errungenschaften "den wichtigsten Beitrag" für ihre jeweilige Disziplin geleistet haben.

Demzufolge erwartet die wissenschaftliche Welt alljährlich mit Spannung die Bekanntgabe der neuen Preisträger, die stets im Oktober erfolgt. Für die Auserwählten bedeutet die Preisvergabe die Krönung ihrer wissenschaftlichen Karriere; für die Institutionen, an denen sie tätig sind, kommt die Ehrung einem Gütesiegel gleich. Folglich dient die Vergabe der Nobelpreise in der forschungspolitischen Diskussion immer wieder als Maß für die Qualität der Bildungs- und Forschungssysteme eines Landes.

In diesem Zusammenhang ist es interessant, sich mit den Biografien der Nobelpreisträger auseinander zu setzen. Für eine quantitative Analyse ist ein Datensatz erforderlich, der möglichst umfassend den Ausbildungs- und Werdegang der Laureaten charakterisiert. Eine statistische und inhaltliche Auswertung dieses Datenmaterials ist zunächst von wissenschaftshistorischem Interesse, kann aber auch Grundlage für weiterführende forschungspolitische Analysen sein.

Dieser Beitrag beschränkt sich auf die Biografien der Nobelpreisträger auf dem Gebiet der Physik. In dieser Kategorie wurde der Preis seit 1901 in 94 Verleihungsjahren an 162 Preisträger verliehen. (Für die Jahre 1916, 1931, 1934 und 1940?42 wurde der Preis nicht vergeben.) Während hier das Ergebnis der Auswertung zusammengefasst wird, ist der Datensatz im World-Wide Web zugänglich (unter www.spektrum.de).

Alter: Das Alter der Physik-Laureaten zum Zeitpunkt der Preisverleihung ist seit 1901 kontinuierlich gestiegen. In diesem Trend spiegelt sich der Umstand, dass die Dauer der wissenschaftlichen Ausbildung und die Komplexität der aktuellen physikalischen Forschung erheblich zugenommen haben.

Der jüngste Laureat war mit 25 Jahren William Lawrence Bragg, der den Preis 1915 zusammen mit seinem Vater William Henry Bragg für die Röntgenstrukturanalyse von Kristallen erhielt. Der Russe Pjotr L. Kapiza markiert das andere Ende der Altersskala: Er war 84 Jahre alt, als er 1978 für seine Beiträge auf dem Gebiet der Tieftemperaturphysik ausgezeichnet wurde.

Der zweitälteste Preisträger und Erfinder des Elektronenmikroskops, Ernst Ruska, musste am längsten auf die Ehrung aus Stockholm warten: 53 Jahre. Er wurde 1986 gemeinsam mit Gerd Binnig und Heinrich Rohrer ausgezeichnet, die mit dem Rastertunnelmikroskop einen weiteren technologischen Durchbruch in der Mikroskopie erzielt hatten.

Mit am schnellsten erhielten Karl Alex Müller und Johannes Georg Bednorz die begehrte Auszeichnung. Für die 1986 entdeckten keramischen Hochtemperatursupraleiter bekamen sie bereits ein Jahr später den Physik-Nobelpreis.

Teamarbeit: Die Anzahl der Preisträger pro Verleihung ist auf drei begrenzt. Deshalb können nicht immer alle an einer bahnbrechenden Arbeit beteiligten Wissenschaftler geehrt werden. Eine faire Aufteilung des Nobelpreises scheint immer schwieriger zu werden. Denn wie das Datenmaterial zeigt, hat die Bedeutung der Teamarbeit für die ausgezeichneten Forschungen stetig zugenommen. Bis um 1940 war die Anzahl der pro gewürdigter Arbeit ausgewählten Physiker signifikant geringer als in der Folgezeit: Waren es anfangs meist Einzelpersonen, so stieg die Anzahl der Teams (mit zwei bis drei Partnern) später deutlich an.

Bei insgesamt 162 Physik-Laureaten und 94 Verleihungsjahren gab es im Durchschnitt 1,72 Preisträger pro Jahr. In der Chemie beispielsweise ist dieser Schnitt mit 1,58 Laureaten pro Verleihungsjahr niedriger. Dieser Unterschied zwischen den Disziplinen ist im Wesentlichen auf die zunehmende Bedeutung von Großexperimenten in der Physik zurückzuführen, bei denen mehrere Wissenschaftler in führender Stellung tätig sind.

Der überwiegende Teil der ausgezeichneten Teams hat seine Forschungsarbeiten in den USA durchgeführt. Deswegen ist seit den 50er Jahren die Anzahl der Preisträger aus den USA stärker gestiegen als diejenige der Laureaten aus Europa.

Zwei weitere Teamstrukturen fallen auf: Senior-Junior-Teams, bei denen der eine Partner eine Generation älter ist als der andere (zum Beispiel Müller/Bednorz und Bragg/Bragg), sowie teams of equals aus drei Partnern (wie William Shockley, Walter Brattain und John Bardeen, die 1956 für die Entdeckung des Transistoreffekts ausgezeichnet wurden, oder Robert Laughlin, Daniel Tsui und Horst Störmer, die den Preis 1998 für die Entdeckung einer neuartigen Quantenflüssigkeit erhielten). Senior-Junior-Teams findet man mehrheitlich in Europa, während in den USA mehr teams of equals anzutreffen sind. Zudem ist die Anzahl der einzeln ausgezeichneten Nobelpreisträger in Europa dreimal so groß wie in den USA. Diese Merkmale spiegeln unterschiedliche Forschungsstrukturen wieder, die sehr wahrscheinlich Einfluss auf die Auswahl des Arbeitsumfeldes (und Kontinentes) der künftigen Preisträger haben.

Frauen: Seit 1901 haben nur zwei Frauen den Physiknobelpreis bekommen: Marie Curie 1903 für ihre Untersuchungen zur Radioaktivität und Maria Goeppert-Mayer 1963 für ihre Beiträge zur Entdeckung der Schalenstruktur von Atomkernen.

Es mag überraschen, dass seitdem keine weitere Frau zu den Preisträgerinnen gehört. Immerhin hat die Anzahl der ausgebildeten Physikerinnen in den letzten Jahrzehnten ständig zugenommen ? ebenso wie die Akzeptanz von Frauen in wissenschaftlichen Positionen.

Preisträger aus Nichtindustriestaaten: Auffallend ist die geringe Anzahl von Preisträgern aus bevölkerungsreichen Ländern wie China, Indien und Pakistan. Bis auf den Inder Chandrasekhara V. Raman, der 1930 für seine Arbeiten zur Lichtstreuung ausgezeichnet wurde, haben alle anderen sechs Preisträger aus diesen drei Staaten (Chen Ning Yang, Tsung Dao Lee, Samuel Ting, Daniel Chee Tsui, Subrahmanyan Chandrasekhar und Abdus Salam) in Industrieländern studiert und dort auch die Arbeiten durchgeführt, für die sie geehrt wurden.

Bislang gibt es keine Laureaten aus Afrika, dem Nahen Osten sowie Lateinamerika. Dies ist im Wesentlichen auf das Fehlen einer technisch-wissenschaftlichen Tradition in diesen Regionen zurückzuführen, die in Europa (und in dem von Europäern besiedelten Nordamerika) immerhin in Ansätzen bis in das Mittelalter zurückreicht.

Preisträger aus Russland und Japan sind unter den G8-Staaten eher unterrepräsentiert. Dies hat unterschiedliche Gründe. Die Wissenschaftler in der vormaligen Sowjetunion waren lange Zeit isoliert: Es gab Reiseverbote, der Zugang zu internationaler Literatur war schwierig, und die Fachliteratur aus dem Ostblock wurde im Westen nicht oder kaum zur Kenntnis genommen. In Japan wiederum ist die Forschung im Allgemeinen weit stärker anwendungsorientiert als in den restlichen Industrienationen. Deshalb ist dort die Anzahl der angemeldeten Patente weit höher als in Europa.

Migration und Mobilität: Die Migration unter den Nobelpreisträgern ist ungewöhnlich groß. Die Vereinigten Staaten haben dabei in absoluten Zahlen am stärksten von einer Zuwanderung profitiert: Von den 77 Physik-Nobelpreisträgern, die in den USA leben oder lebten, stammen 28 aus Europa, China, Indien oder Kanada. Die Schweiz weist die höchste prozentuale Zuwanderung auf: Von den sieben Laureaten in der Schweiz waren drei aus den Nachbarländern Deutschland und Österreich zugewandert. Deutschland hat in absoluten Zahlen die höchste Abwanderung zu verzeichnen: 15 der 29 deutschstämmigen Physik-Nobelpreisträger gingen in andere Länder.

Die Gründe für die Abwanderung veränderten sich im Laufe der Zeit. War bis in die 20er Jahre die wirtschaftliche Situation ausschlaggebend, so erzwangen in den 30er und in den frühen 40er Jahren politische Gründe die Auswanderung. Zumeist war es auch die Elterngeneration der späteren Nobelpreisträger, die in jener Zeit ihre Heimat verließ. Beispiele hierfür sind Albert Michelson und Isaac Rabi, die als Kleinkinder mit ihren Familien in die USA kamen. Nach dem Zweiten Weltkrieg suchten viele Wissenschaftler selbst im Ausland nach besseren Arbeitsbedingungen. Die aus nichtindustrialisierten Ländern stammenden Preisträger wiederum hatten bereits ihre Ausbildung in einer Industrienation absolviert.

In den letzten Jahrzehnten förderten bi- oder multinationale Forschungseinrichtungen sowie die zunehmende internationale Kooperation der Wissenschaftler die Mobilität. So entdeckte der deutsche Laureat Klaus von Klitzing den Quanten-Hall-Effekt im Hochfeld-Magnetlabor des Max-Planck-Instituts für Festkörperforschung in Grenoble. Der Italiener Carlo Rubbia und der Niederländer Simon van der Meer waren führend an der Entdeckung der W- und Z-Bosonen am Europäischen Laboratorium für Teilchenforschung Cern bei Genf beteiligt. Im industriellen Forschungsbereich kamen die schweizerisch-deutschen Teams Müller/Bednorz sowie Rohrer/Binnig über die Ländergrenzen zusammen.

Auffallend unter den europäischen beziehungsweise europäischstämmigen Preisträgern ist, dass viele in bikulturellen Gebieten aufwuchsen wie etwa in Schlesien oder im Elsass. Oft war mindestens ein Elternteil aus einem anderen Land beziehungsweise Kulturkreis eingewandert, oder die künftigen Laureaten waren während ihrer Kindheit umgezogen. Ohne diesen Zusammenhang hier näher analysieren zu können, scheint das Aufwachsen in bikulturellen Gebieten und Familien die naturwissenschaftliche Beobachtungsgabe (oder zumindest die Persönlichkeitsstruktur) zu fördern.

Seit 1950 sind fast alle Preisträger in dem Land geblieben, in dem sie ihre Entdeckung gemacht haben. Einen Landes- beziehungsweise Kontinentwechsel hat es jedoch meist bis um das dreißigste Lebensjahr der späteren Laureaten gegeben. Dies scheint auf eine sorgsame Auswahl der Arbeitsstätte hinzuweisen.

Ausbildung: Die Preisträger hatten mehrheitlich eine Ausbildung an einer renommierten Universität und die Betreuung durch einen bekannten Wissenschaftler angestrebt. Der Großteil von ihnen wählte neben der Physik ein zweites Studienfach. Einige wechselten im Studium erst später zur Physik. Fast acht Prozent der Laureaten haben ein anderes als ein Physikstudium absolviert.

Deutsche und amerikanische Studenten in Deutschland haben häufig nach dem Vordiplom oder Diplom den Studienort gewechselt; in den USA geschah dies nach dem Bachelor oder Master Degree. Ausschlaggebend für den Wechsel war meist die Wahl des Studienschwerpunkts oder des Betreuers der Doktorarbeit. Vor dem Zweiten Weltkrieg wechselten US-Amerikaner während der Ausbildung häufig an eine Universität in Europa. Nach 1945 erfolgte der Wechsel in umgekehrter Richtung: Europäische Studenten gingen in die USA oder in ein anderes europäisches Land.

Etwa 15 der Nobelpreisträger haben ihre Entdeckung während der Doktorarbeit (fünf davon seit 1960) und weitere 15 innerhalb von zwei Jahren nach der Promotion gemacht.

Wissenschaftliche Institutionen: Drei Viertel der Physik-Nobelpreisträger haben ihre preisgekrönte Arbeit an einer Universität durchgeführt. Etwa 15 Prozent waren in Forschungszentren tätig, zehn Prozent in der Industrie. Dabei ist zu beachten, dass Großforschungseinrichtungen erst ab den 50er Jahren etabliert wurden, zunächst in den USA, später auch in Europa. Deshalb ist der Anteil der Preisträger in solchen Zentren in den letzten fünfzig Jahren stark gestiegen. Derselbe Trend ist bei den Preisträgern aus der Industrie festzustellen ? ein Anreiz für Jungwissenschaftler, in die nationalen, internationalen und industriellen Forschungszentren zu gehen.

Die Abwanderung europäischer Wissenschaftler in die USA belegt, dass die Arbeitsbedingungen dort als attraktiver empfunden werden. Dies betrifft vor allem die Ausstattung der Labors, flexiblere Strukturen und die bessere Teamarbeit.

Viele der Laureaten wechselten zwischen der Zeit der Entdeckung und dem Zeitpunkt der Preisverleihung ihren Arbeitsort ? sie wurden häufig auf Grund ihrer Qualifikation abgeworben. In den USA wanderten einige Preisträger aus der Industrie zur Hochschule ab, um sich weiterhin bevorzugt der Forschung und der Lehre widmen zu können; zudem bieten die renommierten Universitäten dort auch attraktive Gehälter. In Europa hingegen ist bevorzugt ein Wechsel an nationale Forschungseinrichtungen wie zum Beispiel Max-Planck-Institute zu beobachten. Dort werden die Arbeitsbedingungen ebenfalls als attraktiver empfunden: Die Forschungsschwerpunkte lassen sich stärker beeinflussen, die Projektfinanzierung ist einfacher, und es gibt eine enge Zusammenarbeit mit den Universitäten.

Industrie und Forschungszentren: Zwölf Prozent der Physik-Nobelpreisträger haben ihre bahnbrechenden Arbeiten in Forschungszentren der freien Wirtschaft durchgeführt: elf in den Bell-Laboratorien (vormals AT&T und heute Lucent Technologies), fünf bei IBM und je einer bei Texas Instruments, General Electric und Svenska Aktiebolaget Gasaccumulator. Wenngleich die Industrie allgemein mehr an anwendungsorientierter Forschung interessiert ist, erlauben sich vor allem amerikanische Großunternehmen, Wissenschaftler in der Grund-lagenforschung zu beschäftigen und ihnen ein interessantes Arbeitsumfeld zu bieten.

Letzteres ist auch der Grund dafür, warum in den Lebensläufen von Preisträgern immer wieder die internationalen und nationalen Großforschungszentren wie Cern, Fermilab und Stanford auftauchen. Viele Laureaten haben während ihrer wissenschaftlichen Karriere eine Zeit lang in solchen Institutionen geforscht, selbst wenn die später ausgezeichnete Arbeit dort nicht durchgeführt wurde. Offenbar sind solche Großforschungseinrichtungen eine ideale "Brutstätte" für Ideen und Kooperationen.

Fachkategorien: Etwa 25 Prozent der Laureaten sind für theoretische Arbeiten, zwölf Prozent für technologische Durchbrüche (wie Spezialmikroskope, Beschleuniger und Detektoren) und der überwiegende Rest für experimentelle Entdeckungen ausgezeichnet worden. Jeweils rund ein Viertel der Nobelpreise entfallen auf die Festkörperphysik, die Kern- und Hochenergiephysik sowie die Quantenmechanik (Grafik S. 95 unten). Die Arbeiten in der Kernphysik wurden seit den 50er Jahren von solchen in der Hochenergiephysik abgelöst. Ansonsten lässt die Aufteilung nach Teildisziplinen keine besondere Zeitstruktur erkennen.

Die aus den Lebens- und Berufsdaten von Physik-Nobelpreisträgern abgeleiteten Informationen sind gewiss nicht repräsentativ, können aber doch als wichtige Indikatoren für die Vor- und Nachteile der länderspezifischen Forschungssysteme dienen. Viele Wissenschaftler bevorzugen die eine oder andere Teamstruktur und wählen danach ihren Tätigkeitsort aus. Wegen der zunehmend komplexer werdenden Fragestellungen in der physikalischen Forschung mögen die in den USA üblichen Teams aus mehreren gleichberechtigten Partnern attraktiver erscheinen als die in Europa stärker vertretenen Senior-Junior-Teams.

Die Attraktivität des Arbeitsumfeldes stellt für viele Preisträger das Hauptkriterium dar, nach dem sie ihre Arbeitsstätte auswählen. Hier stehen die Universitäten heute im direkten Wettbewerb mit den zumeist besser ausgestatteten und dynamischeren nationalen, internationalen und industriellen Forschungszentren. Die Anzahl der Nobelpreisträger pro Land hängt indes nicht direkt vom Budget für Forschung und Bildung ab. Auch kleine Länder und kleine Universitäten oder Institute sind für gute Wissenschaftler attraktiv, wenn sie über ein offenes Schulsystem, durchdachte Lehrpläne, flexible Finanzierungssysteme und Förderungsprogramme für besonders Begabte verfügen.

Aus den Lebensläufen der bisherigen Nobelpreisträger lässt sich nicht der "Königsweg" herauslesen, der zum wissenschaftlichen Erfolg führt. Allerdings zeigt ein Blick auf die Biografien, dass frühes Interesse für die Wissenschaften, eine gute Ausbildung, harte Arbeit und Mobilität förderlich sind. Eine gute Portion Glück braucht es allerdings auch.

Wir dokumentieren den Artikel aus dem Oktober-Heft von Spektrum der Wissenschaft und stellen den Datensatz als PDF-Datei zur Verfügung. Nobelpreise.PDF

Aus: Spektrum der Wissenschaft 10 / 2001, Seite 94
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