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Tanzende Gedanken

Gesellschaft|Psychologie

Tanzende Gedanken
Forscher streiten: Entstehen neue Ideen im Gehirn durch Zufall, oder ist Kreati vität ein rein logischer Prozess, den bald auch Computer beherrschen können?

„KreativitÄt ist eine Eigenschaft des Lebendigen, eine alltägliche Aufgabe und eine dämonische Kraft”, beschwört der Heidelberger Medizinprofessor und Psychotherapeut Rainer Holm-Hadul la sein Forschungsthema. Der Immunologieprofessor Peter Krammer vom Deutschen Krebsforschungszentrum sieht im Aushecken neuer Theorien gar einen „Ausdruck von Todesangst und Todesabwehr”. Bei der Frage, woher neue Ideen kommen, geraten selbst Experten ins Schwärmen.

Sogar der strenge Wissenschaftsphilosoph Karl Popper vermutete hinter jeder Entdeckung ein „irrationales Moment”, eine „ schöpferische Intuition”. Er konnte sich dabei auf den wissenschaftlichen Star-Kreativen Albert Einstein berufen. Laut Einstein führt zu den großen Geheimnissen der Natur „kein logischer Weg, sondern nur die auf Einfühlung in die Erfahrung sich stützende Intuition”.

Solchen geistigen Höhenflügen setzt der amerikanische Kreativitätsforscher Dean Keith Simonton nun eine provozierende These entgegen: Geniale Ideen sollen schlicht ein Geschenk des Zufalls sein. Simonton kann sich derartige Ketzerei leisten. Der Psychologe ist „Distinguished Professor” an der University of California in Davis, hat etliche Preise gewonnen und neun Bücher sowie über 260 kürzere Publikationen veröffentlicht.

Genialität beginnt laut Simonton banal. Während des Studiums und auch später noch verinnerlicht ein Wissenschaftler die Ideen seines Fachgebiets. Er lernt die bekannten Fakten und Forschungsmethoden. Aber auch die Denkweisen, großen Themen und offenen Fragen werden ihm vertraut.

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Natürlich inhaliert nicht jeder genau die gleichen Ideen wie seine Fachkollegen – schon hier spielt Glück eine gewisse Rolle. Entscheidend wird es in der nächsten Phase. Die verinnerlichten Ideen schwirren nun im Kopf herum und werden beständig neu kombiniert. Manchmal passen zwei zusammen – und die Kombination ergibt eine neue, vielleicht grandiose Idee. Bei den meisten Forschern passiert dies freilich nie, und auch bei den Auserwählten vergehen bis dahin manchmal viele Jahre.

Der Grundgedanke geht auf den französischen Mathematiker Henri Poincaré zurück, der selbst etliche Entdeckungen machte. Poincaré hatte den Eindruck, dass in seinem Kopf Ideen wie Gasmoleküle herumtanzten und „kollidierten, bis Paare sich verbanden.” So erinnerte er sich Anfang des vergangenen Jahrhunderts.

Wie der Zufall durch die Wissenschaft spukt, lässt sich am Beispiel der Post-it-Zettel zeigen. Diese gelben Papierschnipsel dienen heute in zahllosen Büros dazu, Akten schnell mit Anmerkungen für die Kollegen zu versehen. Sie existieren, weil vor 30 Jahren im Kopf eines US-amerikanischen Chemie-Ingenieurs namens Art Fry just während des Sonntags-Gottesdienstes zwei Ideen zusammenstießen: ein momentanes Problem und ein Wissensfragment.

Wieder einmal flatterten Fry die Lesezeichen davon, die im Gesangbuch die Seiten mit den zu singenden Liedern markierten. Während der offenbar nicht allzu aufregenden Predigt sann der Ingenieur auf Abhilfe: Ein Lesezeichen musste her, das auf den Seiten klebte, aber natürlich auch wieder spurlos abging. Plötzlich kollidierte dieses Problem in seinem Gehirn mit der Erinnerung an einen Fehlschlag seines Kollegen Spencer Silver Jahre zuvor.

Silver hatte einen Superkleber entwickeln wollen. Doch das Kunststoffgemisch, das er zusammenrührte, ließ Papier zwar an Oberflächen haften, aber man konnte es leicht wieder abheben – ein Superkleber war das nicht gerade. Jahrelang suchte Silver eine Anwendung für seine Chemikalie. Alles was ihm einfiel, war eine Art schwarzes Brett, auf das man Zettel heften und wieder ablösen konnte. Der Bedarf für dergleichen erwies sich jedoch als äußerst gering.

Erst Fry kam auf die nur scheinbar nahe liegende Idee: Man muss statt einer Tafel das Papier selbst klebrig machen – dann hat man einen Notizzettel, der sich leicht wieder entfernen lässt. Am Tag nach seiner Erleuchtung im Gottesdienst marschierte Fry zum Kollegen Silver. In den Labors ihres Arbeitgebers 3 M wartete nun noch eine Menge Feinarbeit, um die Zettel marktreif zu machen. Doch am Ende verkauften sie sich so gut wie kaum ein anderes Produkt des Konzerns.

Ein anderes Beispiel für das zufällige Zusammentreffen von Ideen liefert der Biochemiker Kary Banks Mullis, der 1993 den Nobelpreis für Chemie abholen durfte. Er hatte die Polymerase-Kettenreaktion erfunden, mit der sich kleinste Mengen DNA im Labor beliebig vervielfältigen lassen.

Diese Methode verdankte er nach eigenem Bekunden einem Geistesblitz. Der ereilte ihn 1983, als er mit dem Auto zu seiner Hütte in den Mammutbaumwäldern von Kalifornien fuhr – „bei Nacht, unterwegs auf einer mondbeschienenen Bergstraße”. Als er das Lichterspiel von aneinander vorbei gleitenden und abbiegenden Autoscheinwerfern betrachtete, kam ihm „aus einem unglaublichen Zusammentreffen von Zufall, Naivität und glücklichem Irrtum plötzlich die Eingebung”.

Der deutsche Physiknobelpreis-Träger Klaus von Klitzing ist ebenfalls überzeugt, dass viele große Entdeckungen zufällig gemacht wurden. Deshalb wendet er sich gegen Versuche von Wissenschaftsmanagern, für Forscher Projektpläne aufzustellen, „ was man nach drei Jahren abliefern soll”. Klitzing meint verärgert: „Was in der DDR abgeschafft wurde, wird jetzt wieder eingeführt.”

Doch nicht alle Kreativitätsforscher mögen die Vorstellung, dass neue Gedanken einschlagen wie der Blitz aus heiterem Himmel. „Dass das Zufallselement den Kern der Innovation ausmacht, ist eine dicke Illusion”, kommentiert Gerd Graßhoff, Professor für Wissenschaftstheorie und Wissenschaftsgeschichte an der Universität Bern. Graßhoff gehört zur Gegenfraktion von Simonton. Vertreter seiner Strömung sehen so viel Logik hinter Innovationen, dass sie sogar Computerprogramme schreiben, die solche Durchbrüche nachvollziehen sollen.

Graßhoff hat dies am Beispiel einer frühen Entdeckung des späteren Medizinnobelpreis-Trägers Hans Adolf Krebs versucht. Krebs fand 1932 heraus, wie der Körper Harnstoff bildet. Graßhoffs Computerprogramm ahmt den Entdeckungsprozess nach: Es bildet systematisch Hypothesen zu möglichen chemischen Reaktionen, prüft sie und verwirft die meisten. Laut Graßhoff machte sein Modell am Ende den entscheidenden Gedankenschritt, welche Aminosäuren wie reagieren, „kunstgerecht und historisch adäquat”.

Vielleicht genügt für manche wissenschaftlichen Großtaten tatsächlich systematisches Probieren. Allerdings ist bisher keine Entdeckung bekannt geworden, die ein Computer nach diesem Rezept eigenständig gemacht hätte. Bei Rekonstruktionen schon bekannter Entdeckungen aber besteht immer die Gefahr, dass die Schöpfer dem Programm an entscheidenden Stellen auf die Sprünge helfen. Graßhoff selbst wirft genau dies dem Nobelpreisträger Herbert Simon vor. Der hatte zusammen mit Deepak Kulkarni ebenfalls ein Computerprogramm den Harnstoffzyklus entdecken lassen wollen.

Zufallsverfechter Simonton hält ein weiteres Gegenargument bereit: Wenn es nur genügend wissenschaftlichen Sachverstand und Methodenkenntnisse bräuchte, um ein bestimmtes wissenschaftliches Problem zu lösen, müsste dies mit schöner Regelmäßigkeit mehreren Wissenschaftlern gleichzeitig gelingen – es gibt ja genügend Forscher. Tatsächlich hatten immer wieder zwei Wissenschaftler fast gleichzeitig denselben Gedanken. So ersannen Newton und Leibniz unabhängig voneinander die Differenzialrechnung, Darwin und Wallace das Prinzip der natürlichen Auslese.

Aber solche zeitgleichen Mehrfach-Entdeckungen sind keineswegs die Regel. Nach einer Untersuchung dauert es in jedem dritten Fall über zehn Jahre, bevor der Nächste den gleichen Einfall hat. Statistisch betrachtet folgt die zeitliche Verteilung von Mehrfach-Entdeckungen genau dem Muster, das zu erwarten ist, wenn viele Wissenschaftler Ideen nach dem Zufallsprinzip hervorbringen.

Es kann denn auch sehr lange dauern, bis es zu einer Entdeckung kommt, nachdem alle nötigen Fakten bekannt sind. Der Biochemiker Archer Martin erhielt den Nobelpreis, weil er 1944 die Papierchromatographie erfand. Später meinte Martin, die Methode hätte schon ein Jahrhundert in Gebrauch sein können, wenn nur jemand in die richtige Richtung gedacht hätte.

Ein weiteres Ergebnis der Wissenschaftsforschung spricht nur auf den ersten Blick gegen die Zufallstheorie: In jedem Fach produziert gerade mal ein Zehntel der Wissenschaftler die Hälfte der Kongressbeiträge, Aufsätze und Bücher. Auch für die Hälfte der viel zitierten Top-Arbeiten zeichnet nur ein Zehntel verantwortlich. Sind das die Superhirne, wie sie deutsche Politiker neuerdings so gerne an Elite-Universitäten heranzüchten wollen?

Kaum. Denn die gleichen Leute produzieren auch das Gros der Flops, wie Simonton bei der Analyse von Untersuchungen zum Thema herausfand. Selbst Einstein leistete sich einen mit seiner einheitlichen Feldtheorie. Die schnellen Brüter bringen zwar mehr Ideen hervor, aber im Schnitt keine besseren. Auch wenn es schwer zu glauben ist: Von Zufallsschwankungen abgesehen ist der Anteil brillanter Ideen bei gefeierten Wissenschaftlern nicht höher als bei anderen. Simonton nennt dies die „Regel der gleichen Chancen” . Da bleibt wenig vom Mythos des Genies.

Auch hohe Intelligenz scheint nicht die entscheidende Ingredienz für wissenschaftliche Genieblitze zu sein. Natürlich müssen Wissenschaftler viel Verstand mitbringen. „Man braucht einen IQ von etwa 140, um genug Physik zu lernen, damit man dort kreativ sein kann”, sagt Simonton. Andere setzen die Schwelle etwas niedriger. Aber wo die Grenze auch immer liegt: Ist sie einmal überschritten, erhöhen zusätzliche IQ-Punkte die Kreativität nicht weiter, so die Studienlage. Für Simonton beginnt hier das Reich des Zufalls.

Auch andere Persönlichkeitseigenschaften verhelfen offenbar nicht zu einem höheren Anteil guter Ideen. Zwar gibt es eine Fülle von Belegen, dass eminent kreative Wissenschaftler ein besonderer Menschenschlag seien. So zählen sie nicht unbedingt zu den freundlichsten Zeitgenossen. Sie sind „dominant, arrogant, feindselig und von sich selbst überzeugt”, fasst Gregory Feist, Psychologie-Professor am College of William and Mary im amerikanischen Williamsburg, die Ergebnisse vieler Studien zusammen. Aber solche Züge befördern nicht unbedingt die Kreativität selbst. Feist zufolge helfen sie jedoch, in der „sehr wettbewerbsorientierten Welt der Wissenschaft” an die nötigen Forschungsmittel zu kommen.

Überdies braucht es einen gewissen Eigensinn, sich von althergebrachten Schulweisheiten zu lösen. „Alles hinterfragen”, rät Klaus von Klitzing – und sich nicht zu viel sagen lassen „von irgendeinem Vorgesetzten, der die Wahrheit gepachtet hat”. Aber Sturköpfigkeit allein macht noch keinen originellen Geist.

Was zeichnet dann Menschen aus, die mehr – gute und schlechte – Einfälle hervorbringen? Zumindest eine wesentliche Eigenheit ist bekannt: Im Kopf von Kreativen werden Ideen freier als bei anderen kombiniert. Jeder Gedanke ruft ungewöhnlich viele Assoziationen hervor, auch wenn die natürlich längst nicht alle einen Sinn ergeben.

Bei Kreativen herrscht mehr Chaos im Kopf als bei anderen. In diesem Punkt ähneln sie Schizophrenen. Diesen verblüffenden Befund präsentierte ein Team um die Harvard-Psychologin Shelley Carson im vergangenen Jahr. Die Forscher befassten sich mit der so genannten latenten Hemmung. Sie dient dazu, Reize auszublenden, die erfahrungsgemäß unwichtig sind für das, was gerade im Zentrum der Aufmerksamkeit steht. Bei Schizophrenen mit Wahnzuständen ist diese Fähigkeit schwach ausgeprägt. Shelley Carson vermutete jedoch, dass die gleiche Eigenheit bei hoch intelligenten Menschen zu mehr kreativen Ideen führt.

Darum testete das Team die latente Hemmung von Harvard-Studenten und erfasste gleichzeitig deren Kreativität. Es zählte beispielsweise die Preise, die die Versuchspersonen mit ihren Arbeiten bekommen hatten. Tatsächlich zeichnete sich der kreative Nachwuchs durch eine ungewöhnlich geringe latente Hemmung aus.

Geringe latente Hemmung geht einher mit hoher „Offenheit für neue Erfahrungen”, einer der zentralen fünf Persönlichkeitseigenschaften, die als „Big Five” bekannt sind. Neben Offenheit zählen dazu Extraversion, emotionale Stabilität, Gewissenhaftigkeit und Verträglichkeit. Offene Menschen probieren gern Neues aus und lassen sich auf Ungewöhnliches ein. So kommen sie an zusätzliche Ideen, die dann im Kopf ganz neue Kombinationen bilden können.

Die Zusammensetzung von Forschergruppen spielt daher eine wichtige Rolle. Denn viele Entdeckungen werden heute im Team gemacht. Der kanadische Psychologie-Professor Kevin Dunbar von der McGill University in Montreal konnte nachweisen, dass Teams mit Vertretern unterschiedlicher Fachrichtungen Probleme effektiver lösen.

Martin Ruef, Soziologie-Dozent an der Stanford Graduate School of Business, hat vor kurzem gezeigt, dass Ähnliches auch für Innovationen in Unternehmen gilt. Er untersuchte, wie erfolgreich 766 ehemalige Studenten der Elite-Hochschule waren, die sich als Firmengründer versucht hatten. Als entscheidend erwies sich, mit wem die Jung-Unternehmer Umgang pflegten. Wer seine Zeit nicht nur mit Freunden und der Familie verbringt, sondern auch mit Fremden und entfernten Bekannten, ist dreimal so innovativ wie jene, die im eigenen Sumpf verharren. Als Maßstab für Innovationen dienten beispielsweise Patente und die Eroberung neuer Marktnischen. Kontakte mit Menschen, die man nicht so gut kennt, „erlauben mehr Experimentieren mit der Kombination von Ideen aus ganz unterschiedlichen Quellen”, erläutert Ruef.

Paul Erdös, einer der größten Mathematiker des vergangenen Jahrhunderts, nutzte die Vorteile der Begegnung mit Fremden auf seine Weise. Mehrere Jahrzehnte reiste er fast ununterbrochen durch die Welt und löste mit Kollegen mathematische Probleme. Ein neues Dach über dem Kopf brachte dabei oft einen neuen Beweis. Und das war auch das legendäre Motto von Erdös: „Another roof, another proof.” ■

Jochen Paulus

Ohne Titel

Gründliches Nachdenken gilt gerade in der Wissenschaft als löbliche Tätigkeit. Bloß hilft es oft nicht. So grübelte der Mathematiker Henri Poincaré über einige Gleichungen und kam nicht weiter. „Angeekelt von meinem Versagen” fuhr er ein paar Tage ans Meer und dachte an etwas anderes. Da kam ihm eines Morgens, als er gerade ein Kliff entlang ging, die rettende Idee: Er sah plötzlich eine Parallele seines Problems in der nichteuklidischen Geometrie.

Anderen erging es ähnlich. Der Genetiker James Watson verbrachte die meiste Zeit in Cambridge auf dem Tennisplatz, wie er erzählte. In dieser entspannten geistigen Verfassung entdeckte er zusammen mit Francis Crick die Doppelhelix der DNA.

Geniale Ideen besitzen eine „Inkubationszeit” – genau wie lästige Krankheiten. Doch anders als bei der fleißigen Vermehrung von Keimen ist die Inkubationszeit von Einfällen nicht festgelegt. Sie hängt weitgehend vom Zufall ab und kann Jahre betragen, wie Forschungen gezeigt haben.

Am bequemsten ist es natürlich, wenn die entscheidende Idee im Schlaf kommt. So erging es dem Bonner Chemiker Friedrich August Kekulé. Eines Nachts im Jahr 1865 träumte er von einer Schlange, die sich in den Schwanz beißt, und wachte auf – „wie vom Blitz getroffen”. Ihm dämmerte die Ringstruktur des Benzol-Moleküls. Damit legte er die Basis für die organische Chemie – und seine Erhöhung in den Adelsstand, so dass er sich später „von Stradonitz” nennen durfte.

Auch der in Frankfurt geborene Mediziner Otto Loewi verdiente sich seinen Nobelpreis von 1936 im Schlaf. Er wachte mit der Idee auf, wie er seine später preisgekrönte Theorie der chemischen Übertragung von Nervensignalen überprüfen könnte.

Der russische Chemiker Dmitrij Mendelejew schließlich puzzelte erfolglos an einer Ordnung der chemischen Elemente herum und ging frustriert zu Bett. In dieser Nacht hatte er einen Traum, aus dem die entscheidende Ordnungsregel entstand. 1869 veröffentlichte Mendelejew das Periodensystem.

Alles nur zweifelhafte Anekdoten und Wissenschaftler- Latein? Eine neue Studie eines Teams der Universität Lübeck beweist, dass der Schlaf tatsächlich neue Einsichten gebiert. Die Wissenschaftler um Ullrich Wagner machten 66 Studenten zunächst mit einer Denkaufgabe vertraut, die scheinbar nur umständlich zu lösen war. Dann schickten sie ein Drittel der Teilnehmer schlafen, der Rest verbrachte die acht Stunden Pause mit etwas anderem. Hernach mussten alle neue Aufgaben des selben Typs lösen.

Was die Forscher nicht verraten hatten: Zur richtigen Lösung gab es eine Abkürzung. Wer diesen Trick fand, konnte die Antwort viel schneller angeben. Das erstaunliche Ergebnis: Von den Studenten, die über die Aufgabe geschlafen hatten, entdeckten 59 Prozent den Dreh. Bei den wach Gebliebenen gelang dies dagegen nur 23 Prozent – also nicht einmal halb so vielen. An Übermüdung lag es dabei nicht. Denn eine Kontrollgruppe, die morgens vor das Problem gestellt wurde und es ohne Schlaf am späten Nachmittag lösen musste, hatte ebenso schlechte Ergebnisse.

Wagner vermutet, dass die Teilnehmer schon beim anfänglichen Üben mit den Aufgaben unbewusst die versteckte Abkürzung zu erkennen begannen. Doch erst im Schlaf wurde sie so weit herausgearbeitet, dass diese Versuchspersonen sie hinterher bewusst nutzen konnten.

COMMUNITY Fernsehen

In Kooperation mit bild der wissenschaft hat „nano”, das Zukunftsmagazin in 3Sat, einen Fernsehfilm zum Thema „Das Geheimnis der Genies” produziert. Die Erstausstrahlung ist am Mittwoch, den 22. Dezember, um 18.30 Uhr. Mehr Informationen und weitere Sendetermine: www.3sat.de/nano

Radio

Genies sind das Thema der Sendung „HörenSagen – Natur und Wissenschaft” am 14. Dezember 2004 von 11.05 Uhr bis 11.35 Uhr im DeutschlandRadio Berlin in Zusammenarbeit mit bild der wissenschaft.

Auf der Radio-Homepage www.dradio.de/dlr erfahren Sie, auf welcher Frequenz der Sender an Ihrem Wohnort zu empfangen ist.

Internet

Martin Ruefs Studie „Erfolg durch Vielfalt”:

www.gsb.stanford.edu/news/bmag/sbsm0305/ ideas_ruef_networking.shtml

Allan Snyder und seine „Denkkappe”:

www.centreforthemind.com

Temple Grandin über Asperger-Syndrom und Landmaschinen:

www.templegrandin.com

Teresa Amabiles Studie „Creativity Under the Gun”: www.apa.org/monitor/nov02/tickingclock.html

Lesen

Martin Schneider

Teflon, Post-it und Viagra

Große Entdeckungen durch kleine Zufälle

Wiley-VCH 2002 € 24,90

Wolfgang Stroebe

Warum Brainstorming in Gruppen Kreativität vermindert

Psychologische Rundschau

Januar 2004 Vol. 54, No. 1, 2–10

Michael Hagner

Geniale Gehirne

Zur Geschichte der Elitegehirnforschung

Wallstein Verlag 2004

€ 38,–

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Wissenschaftsjournalist Tim Schröder im Gespräch mit Forscherinnen und Forschern zu Fragen, die uns bewegen:

  • Wie kann die Wissenschaft helfen, die Herausforderungen unserer Zeit zu meistern?
  • Was werden die nächsten großen Innovationen?
  • Was gibt es auf der Erde und im Universum noch zu entdecken?

Hören Sie hier die aktuelle Episode:

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In|fek|ti|ons|krank|heit  〈f. 20; Med.〉 durch Infektion hervorgerufene Krankheit

Gri|gnard|re|ak|ti|on  auch:  Grig|nard–Re|ak|ti|on  〈[grınjar–] f. 20; Chem.〉 chem. Reaktion zur Synthese vieler organ. Stoffe mithilfe einer hochreaktiven organ. Magnesiumverbindung … mehr

♦ As|tro|graf  〈m. 16〉 fotografisches System für die Beobachtung des Sternhimmels mit mehreren Linsen u. großem Öffnungswinkel; oV Astrograph … mehr

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