Ein langes Leben in völliger Gesundheit, davon haben die Menschen immer schon geträumt. Zwar ist auch die moderne Medizin weit von der Verwirklichung dieses Traums entfernt, aber die Grundlagenforschung hilft dabei, unseren Körper besser zu verstehen und Krankheiten gezielter zu behandeln.
In den vergangenen zehn Jahren hat sich das Wissen über die menschliche Biologie mit enormer Geschwindigkeit erweitert. Wichtige Impulse für die Gesundheitsforschung kamen und kommen aber auch aus anderen Bereichen. Die Max-Planck-Gesellschaft beweist hier eindrücklich, wie breit Grundlagenforschung aufgestellt ist. Das Sonderheft zeigt, wie ihre Wissenschaftler nicht nur Verbesserungen bei der Behandlung von Krankheiten erarbeiten, sondern oft auch gänzlich neue Lösungen.
Werden wir in Zukunft Computerchips auf Geldscheinen transportieren, unsere Bildschirme einrollen bevor wir sie in die Tasche stecken und noch größere Datenmengen schnell und einfach in unserem Computer speichern und abrufen? Max-Planck-Forscher arbeiten an „organischer Elektronik“ und Nanospeichern, damit solche Ideen eines Tages zum Alltag gehören.
Mittlerweile hat jeder fünfte Bundesbürger einen Migrationshintergrund, das entspricht mehr als 16 Millionen Menschen. Nicht nur Politiker und Behörden müssen auf diese demografische Entwicklung reagieren. Zunehmend befasst sich auch die Wissenschaft mit der Zuwanderung. Im Fokus dieses Hefts beleuchten Max-Planck-Forscher die Thematik aus drei unterschiedlichen Blickwinkeln.
Wolken sind weit mehr als der Gegenstand romantischer Betrachtungen - ein wichtiger Faktor für das globale Klima etwa. Daher wollen Wissenschaftler den Aufbau sowie Chemie und Physik dieser schwebenden Wasserspeicher verstehen.
Der Energiebedarf wird in den nächsten Jahrzehnten steigen, gleichzeitig muss die Emission von Kohlendioxid sinken. Aus diesem Dilemma helfen Innovationen, wie sie nur die Grundlagenforschung zu leisten vermag. Das Heft zeigt Beispiele dafür.
Während unser Energiebedarf rapide steigt, gefährden konventionelle Quellen wie etwa fossile Brennstoffe zunehmend das Klima. Grundlagenforscher arbeiten an neuen Konzepten, damit der Globus grün bleibt.
Wer ans Ziel kommen will, muss detaillierte Informationen über seine Umgebung gewinnen. Menschen und Tiere bedienen sich dabei vielfältiger Strategien. Mit ausgeklügelten Experimenten entschlüsseln Max-Planck-Forscher die Geheimnisse der Orientierung.
Indien erlebt ein Wirtschaftswunder und zählt weltweit zu den wichtigsten Wachstumsmärkten. Und dort entwickeln sich auch international bedeutsame Forschungsstandorte. Grund genug für Max-Planck-Wissenschaftler, mit indischen Kollegen zu kooperieren – oder den Subkontinent selbst zum Gegenstand der Forschung zu machen.
Lernwillige Roboter, Kartoffeln à la Gen-Karte oder lebende Zellen, die neue Materialien produzieren. Zukunftsmusik? Ja und nein. Denn Max-Planck-Forscher arbeiten daran, dass diese Visionen eines Tages Wirklichkeit werden.
Geruch und Geschmack haben lange Zeit ein Schattendasein in der Physiologie geführt. Heute gehören diese chemischen Sinne zu den spannendsten Gebieten der Neurobiologie - wie die Arbeiten von Max-Planck-Forschern in drei neuen Abteilungen beweisen.
Ernährung, Gesundheit, Energie – das sind drei der Felder, auf denen Grundlagenforschung praktischen Nutzen abwirft. So helfen Max-Planck-Wissenschaftler, die Heraus-
forderungen von Klimaveränderung, Ressourcenknappheit und demografischem Wandel zu meistern.
Das Sonnensystem bietet ein weites Forschungsfeld. Die Exkursion zu Planeten, Monden und kleinen Körpern wie Asteroiden oder Kometen lehrt viel über unsere kosmische Nachbarschaft - und nicht zuletzt über Geschichte und Entwicklung der Erde selbst.
Um als Teil einer Gesellschaft leben zu können, müssen wir die Anderen begreifen - braucht es ein soziales Bewusstsein. Forscher untersuchen, wie sich diese Fähigkeit entwickelt und wie etwa die Kunst des Gedankenlesens funktioniert.
Sie ist nicht fest, nicht flüssig und nicht gasförmig und trotzdem begegnet uns diese Materie überall - in Sternen und Blitzen, in Leuchtstoffröhren und Bildschirmen. Max-Planck-Forscher studieren unterschiedliche Plasmen im All ebenso wie im Labor.
Sie überzeugt durch Klarheit und besticht durch Schönheit - wenn sie etwa einen komplexen Zusammenhang in eine einfache Formel fasst. Mathematik hilft zudem praktische Probleme zu lösen - in der Biologie, der Medizin oder der Materialwissenschaft.
Es ist ein faszinierendes Land mit vielen Facetten, aber auch mit mannigfaltigen Problemen, die der Wandel zu einer Industrienation schafft. Max-Planck-Forscher begleiten den Wandel Chinas - einige ihrer Projekte stellen wir in diesem Heft vor.
Newtons Formeln sind nur die halbe Wahrheit. Im ganz Kleinen gilt die Quantenphysik, deren Phänomene unseren Alltagserfahrungen in vielen Dingen zu widersprechen scheinen.
Max-Planck-Forscher untersuchen diese mysteriösen Erscheinungen.
Das menschliche Gehirn gleicht einem Parallelrechner, in dem hochdimensionale, nichtlineare Prozesse ablaufen. Ob es sich jemals voll ergründen lässt, ist fraglich. In jedem Fall bietet es eine Fülle an Stoff für die Wissenschaft.
Globalisierung und technischer Fortschritt verändern die Welt, Cybercrime und Bioethik sind Schlagworte unserer Zeit. Wie können wir diesen Herausforderungen begegnen? Antworten suchen auch Forscher aus Max-Planck-Instituten.
Fortschritt in Wissenschaft und Technik beruht auf genauer Kenntnis und trickreicher Weiterentwicklung von Materialien. Zu diesem Zweck durchleuchten Forscher das Innenleben von Pflanzen und Mineralien ebenso wie das von Barockorgeln.
Es gibt wohl kaum einen kreativeren Prozess als den Mechanismus von Mutation und Selektion. Max-Planck-Wissenschaftler untersuchen unter anderem, wie Evolution molekular abläuft und warum sich manche Veränderungen durchsetzen, manche nicht.
Seit Jahrtausenden kannten die Menschen vor allem die Oberfläche der Meere. Erst heute dringen Forscher in die Tiefe des Wasserkontinents, entdecken ihn als globales Biotop, als Schwungrad des Klimas - und als juristischen Raum.
Technischer Fortschritt und wachsende Weltbevölkerung fordern die Grundlagenforschung heraus. In den Labors der Max-Planck-Institute hat die Zukunft schon begonnen, dort erschließen Wissenschaftler neue Quellen für umweltverträgliche Energien.
Wir leben im Zeitalter der Information. Doch was verbirgt sich hinter diesem Begriff? Auf jeden Fall mehr als die Weitergabe von Fakten. Der Schwerpunkt bietet einige Facetten des Themas - und führt vom Fliegenhirn in virtuelle Welten.
Was wie ein Schlagwort des 21. Jahr-
hunderts klingt, gehört zur Grundaus-
stattung menschlicher Gemeinschaften
und hat immer schon als Motor kultureller Entwicklung gewirkt. So ist 'Mobilität' ein lohnendes Sujet für die Grundlagenforschung.
Sich Wissen aneignen und Fähigkeiten erwerben - das zählt zu den immanenten Merkmalen biologischer Systeme. Dennoch sind viele Aspekte des Phänomens Lernen noch rätselhaft. Und es geht keineswegs immer nur um Tiere oder Menschen. Auch Maschinen lernen.
Die Forscher an den Instituten in Rom und Florenz arbeiten an inspirierenden Orten. Sie erkunden per Mausklick das Barock oder studieren in Siena steinerne Archive – und stellen Kunst und Architektur in zeitgeschichtlichen Kontext.
Der menschliche Organismus ist Objekt der Naturwissenschaften. Das erfährt jeder Medizinstudent im ersten Semester. Max-Planck-Forscher gehen weiter und nutzen zur Diagnostik und Therapie sogar Methoden aus Quantenphysik und Kosmologie.
Das schimmernde Band der Milchstraße fasziniert die Menschen seit jeher. Dank moderner Techniken gewinnen Astrophysiker heute Einblicke in einst verschlossene Regionen der Galaxis und damit in deren Struktur und Geschichte.
Das Phänomen ist relativ - wie wir seit Einstein wissen - und schwer zu fassen, obwohl es in biologischen Uhren ebenso "steckt" wie im Inneren von Atomen. Begeben Sie sich auf die Suche nach dem Räderwerk der Zeit.
Überall auf der Welt prallen unterschiedliche religiöse Anschauungen aufeinander. Auch Europa entwickelt sich zu einem Einwanderungsland und damit zu einem Schmelztiegel der Religionen. Konflikte sind programmiert.
Winzige Eiweißmaschinen leisten in unserem Körper Schwerstarbeit und verschieben "Stückgut" von einem Ende der Zellen zum anderen. Lesen Sie, wie Forscher diese Triebfedern des Lebens erkunden.
Wir kennen sie vom Computer oder der Digitalkamera, doch Chips können noch mehr als rechnen oder Bilder auffangen. Forscher suchen mit ihnen nach den genetischen Ursachen von Krankheiten oder bauen darauf sogar ganze Labore.
Rund 120 000 Menschen leiden allein in Deutschland an Multipler Sklerose. Noch gibt es keine Heilung. In einem ersten Schritt bemühen sich die Forscher darum, neurologische Erkrankungen besser zu verstehen.
Sie ist das, was den Menschen zum Menschen macht - und dennoch beginnen die Forscher erst jetzt zu begreifen, wie wir sie produzieren und verstehen. Tauchen Sie ein in die Welt der Sprache.
Mikroorganismen zählen zu den faszinierendsten Lebewesen der Erde. Der Blick in die Welt des Allerkleinsten birgt so manches Geheimnis.
Mikroskope schärfen den Blick für die Welt des Unsichtbaren. Aber mit den Apparaturen, mit denen holländische Brillenmacher vor 400 Jahre hantierten, haben die Werkzeuge moderner Forscher nichts zu tun.
Keine Spitzenforschung ohne Super-
rechner. Ob in der Astronomie oder
in der Zellbiologie – ohne Hoch-
leistungscomputer wären viele Probleme, mit denen sich die Wissenschaftler heute beschäftigen, unzugänglich oder unlösbar.
Forschung braucht Teams, und zwar nicht nur aus Experten der eigenen Disziplin. Erst die Zusammenarbeit von Fachleuten verschiedener Richtungen ermöglicht neue Sichtweisen.
Pflanzen sind die Grundlage für fast alles Leben auf der Erde - und ein fruchtbares Arbeitsfeld für Wissenschaftler. So liefert die "grüne" Biologie immer wieder überraschende Ergebnisse.
Die Produkte der Materialforschung bestimmen unseren Alltag mehr denn je. Die Entwicklung schreitet rasend schnell voran. Werden unsere Computer bald mit Bits und Bytes aus Licht arbeiten?
Brennstoffzellen gelten als innovative Energielieferanten.
Bei der Entwicklung dieser Zukunftstechnologie hat die Grundlagenforschung einen erheblichen Anteil.
Güter sind allgegenwärtig und
– wie Luft und Wasser – bisweilen unabdingbar. Wie hat sich Konsum entwickelt? Welche rechtlichen Probleme ergeben sich beim Umgang mit Daten oder Wissen?
Hören, Sehen, Fühlen – das sind Wege, auf denen wir die Umwelt wahrnehmen. Viele von unseren Sinnesorganen kommende Einzeleindrücke addieren sich dabei zu einem komplexen Ganzen.
Das Weltall hat die Menschen zu allen Zeiten in seinen Bann geschlagen. Doch erst in den vergangenen Jahrzehnten haben die Forscher dank neuer Beobachtungsmethoden viele kosmische Rätsel aufgedeckt.