Forschung

Wichtige Entdeckungen basieren auf Zufällen

Benzol, Penicillin, Teflon: Glaubt man den Erfindern, so sind diese Entdeckungen reiner Zufälle gewesen. Fest steht aber - der Zufall bringt die Forschung voran, bis zum Durchbruch reicht es aber nicht. Psychologen, Physiker und Hirnforscher versuchen nun, die geheimnisvolle Kraft in den Griff zu bekommen.

Foto: KPA

Es war Schlamperei, die weltweite Folgen hatte: Im September 1928 fuhr der Arzt Alexander Fleming in den Urlaub und ließ einen der gefährlichsten Keime der Klinikgeschichte zurück – in einem offenen Gefäß auf dem Labortisch. Nach drei Wochen kehrte Fleming zurück. In der Petrischale fand er eine verschimmelte, vergammelte, von einem Pilz überwuchert Masse – und von gefährlichen Bakterien keine Spur mehr. Betreten gestand der Arzt seinen Mäzenen den Vorfall. Aber es gebe da eine interessante Beobachtung: Ein Pilz mit dem Namen Penicillium notatum.

Die Entdeckung von Penicillin ist nicht die einzige, die ganz ohne Absicht geschehen ist. Die Entdeckung der Röntgenstrahlen, des Teflons und der Fund jener Kraft, die unser Planetensystem zusammenhält – glaubt man den Erfindern, so ist das alles reiner Zufall gewesen.


Zum Beispiel die Entdeckung des Gravitationsgesetzes. Es heißt, Newton sei im Jahre 1665 ein Apfel auf den Kopf gefallen. Dieser Vorgang habe ihm die Kraft der Erdanziehung schmerzlich in Erinnerung gerufen und ihn schließlich zum Aufstellen des Gravitationsgesetzes inspiriert.


Beliebt ist auch die Geschichte des Physikers Wilhelm Conrad Röntgen. Als Ordnungsliebhaber hätte er seine berühmteste Entdeckung wohl nicht gemacht. Röntgen experimentierte im November 1895 mit Gasentladungs-Röhren. Eines Tages bemerkte er, dass fluoreszierende Kristalle, die zufällig in der Nähe lagen, beim Einschalten der Röhre leuchteten. Geheimnisvolle Strahlen waren ausgetreten. Systematisch untersuchte er diese Strahlen, die er „X-Strahlen“ nannte und die heute seinen Namen tragen.

Dass Belanglosigkeiten wie ein Apfel, ein vergessener Kristall oder eine Labor-Schlampigkeit Ereignisketten in Gang setzen können, die die Welt verändern, macht staunen und hinterlässt Ratlosigkeit. Viele Menschen zweifeln, ob es Zufälle überhaupt gibt. Ist es Vorsehung? Eine geheimnisvolle Kraft? Auf ganz unterschiedlichen Wegen versuchen Psychologen, Physiker und Hirnforscher das Phänomen in den Griff zu bekommen. Was ist das für eine Macht, welche die Welt regiert? Folgt sie einem Prinzip?

Dass viele Menschen nicht an Zufälle glauben, lässt sich aus psychologischer Sicht relativ einfach erklären. So ist unser Gehirn von Kindesbeinen an darauf programmiert, nach Zusammenhängen und Ursachen zu suchen. „Der Himmel wird dunkel, kurze Zeit später regnet es“, verdeutlicht der Schweizer Neuropsychologe Peter Brugger vom Universitätsspital in Zürich mit einem bewusst simplen Beispiel. Die Fähigkeit, bestimmte Anzeichen zu deuten, sei überlebenswichtig. Sie führe aber auch dazu, dass wir dazu neigen, bei einer Vielzahl von Ereignissen nach einem tieferen Sinn zu suchen, obwohl sie einfach nur „zufällig“ sind.

Als typisches Beispiel benennt Brugger den Anruf eines Freundes, an den wir gerade denken und von dem wir lange nichts gehört haben. Seiner Meinung nach würden viele Menschen hier bereits eine tiefere Verbindung vermuten. Dabei werde aber übersehen, wie oft wir an andere Menschen denken und nicht von ihnen angerufen werden.

Fehlt uns der Sinn für abstrakte Wahrscheinlichkeiten?

Unterstützung erhält Brugger von dem deutschen Psychologen Gerd Gigerenzer vom Max-Planck-Institut für Bildungsforschung. Seiner Meinung nach fehlt uns Menschen der Sinn für abstrakte Wahrscheinlichkeiten. Als Beispiel nennt er ein Ereignis, das einem Menschen mit einer Wahrscheinlichkeit von eins zu einer Million widerfährt. Allein in Deutschland wären bei 80 Millionen Einwohnern statistisch betrachtet aber 80 Menschen von solch einem Ereignis betroffen, wo bei sich jeder davon den Kopf zermartere, weshalb ausgerecht „er“ davon betroffen sei.

Am Universitätsspital in Zürich hat Peter Brugger wiederum Experimente durchgeführt, die einen Einblick in das individuelle Verhalten und die Biochemie des menschlichen Gehirns ermöglichen. Wie das Fachmagazin New Scientist berichtet, wurden bewusst ausgewählten Testpersonen, bei denen es sich zum einen um Skeptiker, zum anderen um Probanden handelte, die an übersinnliche Wahrnehmungen glauben, in rascher Abfolge Bilder von diffusen Mustern mit Fragmenten von Gesichtern gezeigt. Der gleiche Versuch mit Wörtern und einem Buchstabensalat.

Ergebnis: Jene Gruppe, die an die Existenz paranormaler Ereignisse glaubte, erkannte in den diffusen Mustern häufiger ein Gesicht und im Buchstabensalat häufiger Wörter als die Gruppe der Skeptiker. Die Forscher verabreichten daraufhin den Probanden das Medikament L-Dopa, welches im Gehirn die Konzentration des Botenstoffes Dopamin erhöht. Unter dem Einfluss des auch als Glückshormon bezeichneten Neurotransmitters glaubten beide Gruppen in den diffusen Mustern und dem Buchstabensalat häufiger Gesichter und Worte. Das verabreichte Dopamin schien demnach die Bereitschaft des Gehirns zu erhöhen, in eine sinnlose Darbietung etwas Bedeutendes hinein zu interpretieren.

Also gibt es doch keine höhere Macht, die Menschen wie Marionetten an Fäden führt? Fest steht: Der Zufall bringt die Wissenschaft zwar voran, bis zum Durchbruch reicht es meistens nicht. In der Regel ist es jahrelange Forschungsarbeit, die dazu führt, dass der Zufall das entscheidende Quäntchen an Erkenntnis hinzufügen kann.

So geschehen bei der Entdeckung der Benzolformel. Im Jahre 1865 löste Kekulé das Benzolproblem mit seiner berühmten „Sechseckregel“. Ihr zufolge besaß Benzol die einfache Formel C6H6 und die Struktur entsprach einem regelmäßigen Sechseck mit je einer CH-Gruppe in den Enden. Glaubt man Kekulé, dann kam ihm die Formel im Traum: „Ich versank in Halbschlaf. Wieder gaukelten die Atome vor meinen Augen ¿Lange Reihen, alles in Bewegung, schlangenartig sich windend und drehend. Und siehe, was war das? Eine Schlange erfasste den eigenen Schwanz und höhnisch wirbelte das Gebilde. Wie durch einen Blitzstrahl erwachte ich; den Rest der Nacht verbrachte ich, um die Hypothese auszuarbeiten.“

Tatsache ist, überschießende Fantasie und treibende Gedanken beflügeln die Forschung. Ungeachtet dessen vermuten Wissenschaftler aber neben den trivialen Zufällen erster Ordnung auch Zufälle höherer Ordnung, hinter denen sich ein bisher unentdecktes Naturprinzip verbirgt. Zu den Vorreitern dieser Richtung gehörte Carl Gustav Jung, ein Schüler Sigmund Freuds. Sein „Synchronizitätsprinzip“ beschreibt, wie Zufälle unser Leben beeinflussen können. Dabei sind synchronistische Ereignisse akausal miteinander verknüpft – also nicht durch eine Kette von Ursache und Wirkung. Als Beispiel wird gerne die Entdeckung des Periodensystems der Elemente durch den Deutschen Lothar Meyer und den Russen Dmitri Mendelejew in den Jahren 1868/1869 zitiert. Zu der Erkenntnis, welche die Chemie revolutionierte, kamen sie gleichzeitig – ohne voneinander zu wissen.

Der Text basiert auf Auszügen aus dem gerade erschienenen Buch des Autors , "Die geheime Physik des Zufalls" (Edition BoD, Norderstedt. 128 S., 14,90 Euro).