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Portal Wissen = Language
(2018)
Language is perhaps the most universal tool of human beings. It enables us to express ourselves, to communicate and understand, to help and get help, to create and share togetherness.
However, that does not completely capture the value of language. “Language belongs to the character of man,” said the English philosopher Sir Francis Bacon. If you believe the poet Johann Gottfried von Herder, a human is “only a human through language”. Ultimately, this means that we live in our world not with, but in, language. We not only describe our reality by means of language, but language is the device through which we open up the world in the first place. It is always there and shapes and influences us and the way we perceive, analyze, describe and ultimately determine everything around us.
Since it is so deeply connected with human nature, it is hardly surprising that our language has always been in the center of academic research – and not only in those fields that bear the name linguistics. Philosophy and media studies, neurology and psychology, computer science and semiotics – all of them are based on linguistic structures and their premises and possibilities.
Since July 2017, a scientific network at the University of Potsdam has been working on exactly this interface: the Collaborative Research Center “Limits of Variability in Language” (SFB 1287), funded by the German Research Foundation (DFG). Linguists, computer scientists, psychologists, and neurologists examine where language is or is not flexible. They hope to find out more about individual languages and their connections.
In this issue of Portal Wissen, we asked SFB spokeswoman Isabell Wartenburger and deputy spokesman Malte Zimmermann to talk about language, its variability and limits, and how they investigate these aspects. We also look over the shoulders of two researchers who are working on sub-projects: Germanist Heike Wiese and her team examine whether the pandemonium of the many different languages spoken at a weekly market in Berlin is creating a new language with its own rules. Linguist Doreen Georgi embarks on a typological journey around the world comparing about 30 languages to find out if they have common limits.
We also want to introduce other research projects at the University of Potsdam and the people behind them. We talk to biologists about biodiversity and ecological dynamics, and the founders of the startup “visionYOU” explain how entrepreneurship can be combined with social responsibility. Other discussions center round the effective production of antibodies and the question of whether the continued use of smartphones will eventually make us speechless. But do not worry: we did not run out of words – the magazine is full of them!
Enjoy your reading!
The Editors
Lange gab es auf der Erde Dinge, die konnte nur der Mensch. Doch diese Zeit könnte zu Ende gehen. Mithilfe des universalen Werkzeugs, das uns einzigartig macht – unserer Intelligenz –, haben wir dafür gesorgt, dass wir es nicht länger sind. Zumindest wenn es darum geht, kognitive Aufgaben zu lösen. Künstliche Intelligenz kann inzwischen Schach spielen, Sprache verstehen, Auto fahren. Vieles sogar besser als wir. Wie kam es dazu?
Der Philosoph Aristoteles schuf mit seinen Syllogismen die ersten „Gesetze des Denkens“, die Mathematiker Blaise Pascal und Wilhelm Leibniz bauten einige der frühesten Rechenmaschinen, der Mathematiker George Boole führte als erster eine formale Sprache zur Darstellung der Logik ein, der Naturwissenschaftler Alan Turing schuf mit seiner Dechiffriermaschine „Colossus“ den ersten programmierbaren Computer. Philosophen, Mathematiker, Psychologen, Linguisten – seit Jahrhunderten entwickeln Wissenschaftlerin- nen und Wissenschaftler Formeln, Maschinen und Theorien, die es möglich machen sollen, unsere wertvollste Fähigkeit zu reproduzieren und womöglich sogar zu verbessern. Aber was ist das eigentlich: „Künstliche Intelligenz“?
Schon die Bezeichnung fordert zum Vergleich auf. Ist Künstliche Intelligenz wie menschliche Intelligenz? Alan Turing formulierte 1950 einen Test, der eine befriedigende operationale Definition von Intelligenz liefern sollte: Intelligent ist eine Maschine demnach, wenn sie ein dem Menschen gleichwertiges Denkvermögen besitzt. Sie muss also bei beliebigen kognitiven Aufgaben dasselbe Niveau erreichen. Beweisen muss sie dies, indem sie einen menschlichen Fragenden glauben lässt, sie sei ein Mensch. Keine leichte Sache: Immerhin muss sie dafür natürliche Sprache verarbeiten, Wissen speichern, aus diesem Schlüsse ziehen und Neues lernen können. Tatsächlich entstanden in den vergangenen zehn Jahren etliche KI-Systeme, die in Chat- Gesprächen, mit automatisch erzeugten Texten oder Bildern den Test auf die eine oder andere Weise bestanden. Im Fokus stehen nun meist andere Fragen: Braucht KI ihre Schöpfer überhaupt noch? Wird sie den Menschen nicht nur überflügeln, sondern eines Tages sogar ersetzen – sei es in der Welt der Arbeit oder sogar darüber hinaus? Löst KI im Zeitalter der allumfassenden digitalen Vernetzung unsere Probleme – oder wird sie Teil davon?
Über Künstliche Intelligenz, ihr Wesen, ihre Beschränkungen, ihr Potenzial und ihr Verhältnis zum Menschen wird nicht erst diskutiert seitdem es sie gibt. Vor allem Literatur und Kino haben Szenarien mit verschiedenstem Ausgang kreiert. Aber wie sehen das Wissenschaftler, die mit oder zu Künstlicher Intelligenz forschen? Für die aktuelle Ausgabe des Forschungsmagazins kamen ein Kognitionswissenschaftler, eine Bildungsforscherin und ein Informatiker darüber ins Gespräch. Daneben haben wir uns in der Hochschule nach Projekten umgesehen, deren fachliche Heimat die zahlreichen Möglichkeiten offenbart, die KI für viele Disziplinen erahnen lässt. So geht die Reise in die Geowissenschaften und die Informatik ebenso wie die Wirtschafts-, Gesundheits- und Literaturwissenschaften.
Daneben haben wir die Breite der Forschung an der Universität nicht aus den Augen verloren: Ein Jurist führt ein in die gar nicht so weltferne Sphäre des Weltraumrechts, während Astrophysiker daran arbeiten, dass modernste Teleskope zum richtigen Zeitpunkt genau in die Regionen des Weltraums schauen, wo gerade etwas „los ist“. Eine Chemikerin erklärt, warum die Batterie der Zukunft aus dem Drucker kommt, und Molekularbiologen berichten, wie sie stressresistente Pflanzen züchten wollen. Mit menschlichem Stress in der Arbeitswelt beschäftigt sich nicht nur ein Forschungs-, sondern auch ein Gründerprojekt. Darüber ist in diesem Heft genauso zu lesen wie über aktuelle Studien zum Restless Legs Syndrom bei Kindern oder aber der Situation von Muslimen in Brandenburg. Nicht zuletzt machen wir Sie mit jenen Schafen bekannt, die derzeit im Park Sanssouci weiden – im Auftrag der Wissenschaft. Gar nicht so dumm! Viel Vergnügen!
Die Redaktion
Portal Wissen = Kosmos
(2018)
Sprechen wir vom Universum, vom Weltall oder vom Kosmos, geht es um nichts Geringeres als um Alles. Um den gesamten mit Materie und Energie angefüllten Raum. Von der Erde aus sehen wir nur einen winzigen Bruchteil davon: Planeten wie die Venus oder Sterne wie die Sonne. Allein in unserer Heimatgalaxie gibt es mindestens 100 Milliarden Sterne. Durch Schwerkraft verbunden bilden diese selbstleuchtenden Himmelskörper aus sehr heißem Gas ein System, das von der Erde aus als weißliches Band zu sehen ist und das wir Milchstraße nennen. Im beobachtbaren Kosmos gibt es wiederum mindestens 100 Milliarden solcher Galaxien, in denen sich Sterne, kosmischer Staub, Gas und wohl auch Dunkle Materie ansammeln. 13,8 Milliarden Jahre ist das Universum alt, und um es einmal zu durchqueren, bräuchten wir vermutlich 78 Milliarden Lichtjahre.
Angesichts dieser Dimensionen verwundert es kaum, dass für uns Menschen das Rätsel um die Beschaffenheit des Kosmos mit den Fragen des Seins verbunden ist. Woher kommen wir? Wohin gehen wir? Sind wir allein auf der Welt? Für Astrophysiker, die die Weiten des Kosmos mit physikalischen Mitteln erkunden, sind solche Fragen ihr täglich Brot. Auch wenn sie sich natürlich vor allem mit physikalischen Gesetzen, mathematischen Formeln und komplizierten Messmethoden befassen. Über ihre Forschung und ihren Arbeitsalltag haben wir für diese Ausgabe der Portal Wissen mit Astrophysikern der Universität Potsdam gesprochen.
So hat uns Lutz Wisotzki einen 3D-Spektrografen vorgestellt, den er mit Kollegen des Leibniz-Instituts für Astrophysik (AIP) und sechs weiteren europäischen Instituten entwickelt hat. Diese technische Meisterleistung erlaubt den ganz tiefen Blick ins All und eine Zeitreise zu Galaxien kurz nach dem Urknall. Philipp Richter hat uns die Forschungsinitiative Astrophysik nähergebracht und aufgezeigt, wie die Universität Potsdam mit dem AIP, dem Albert-Einstein-Institut und dem Deutschen Elektronen- Synchrotron zusammenarbeitet und Nachwuchsforscher ausbildet. Der neue Uni-Professor für Stellare Astrophysik, Stephan Geier, hat uns Sterne vorgestellt, die so dicht stehen, dass sie für das bloße Auge als ein Stern erscheinen. Ihre turbulente Partnerschaft erforscht der Physiker, der ganz nebenbei auch Historiker ist.
Auch wir haben uns nicht auf kosmische Themen beschränkt, sondern ebenso ganz irdische Dinge hinterfragt, wie etwa den modernen Konsum. Wir haben über mögliche Liebesbeziehungen mit Robotern nachgedacht und über die Zeugenschaft von Literatur und Kunst. Wir ließen uns erklären, wie motiviert Schülerinnen und Schüler sind, warum die Macht großer Konzerne weiter wächst und weshalb manche Mäuse mutig und andere schüchtern sind. Mit Soziologen haben wir über polnische Pflegekräfte in Deutschland gesprochen, mit einem Gründer über den Schritt in die Selbstständigkeit und mit einer Medienwissenschaftlerin über Fairness in der Pornobranche. Wir haben erfahren, weshalb der Regenwald in Zentralafrika vor 2.600 Jahren verschwand, warum der Chemieunterricht nicht ohne Experimente auskommt und wie man Knieprothesen am Fließband produziert. Wissenschaftler berichteten uns, wie digital die Bürgerämter heute tatsächlich arbeiten, wie brandenburgische Kurfürstinnen korrespondierten und wie Big Data den Tieren auf dem Acker nützt.
Zurück zum Kosmos. Der jüngst verstorbene Astrophysiker Stephen Hawking prägte unsere Vorstellung und unser Wissen über das Universum mit seinen Büchern fundamental. Und zwar auch deshalb, weil er nicht nur ein bedeutender Physiker, sondern auch ein literarisches Genie war. Kaum einer konnte schwierige Sachverhalte in einer so anschaulichen, verständlichen und schönen Sprache festhalten wie Hawking. Mit diesem vorbildlichen Wissenschaftsverständnis vor Augen, hoffen wir, den Leserinnen und Lesern dieses Heftes eine anregende Lektüre zu bieten.
Die Redaktion
Portal Wissen = klein
(2016)
Seien wir mal ehrlich: Auch Wissenschaft hat das Ziel, groß rauszukommen, zumindest im Namen der Erkenntnis. Dabei gilt doch: Wenn etwas ins Stammbuch erfolgreicher Forschung gehört, dann ist es wohl die Vorstellung vom Kleinen. Schließlich ist es schon immer ihr Selbstverständnis gewesen, das zu ergründen, was sich nicht auf den ersten Blick erschließt. Schon Seneca war der Ansicht: „Wenn etwas kleiner ist als das Große, so ist es darum noch lange nicht unbedeutend.“
Kleinste Einheiten des Lebens wie Bakterien oder Viren bewirken Gewaltiges. Und immer wieder müssen (scheinbar) große Dinge erst ver- oder zerkleinert werden, um ihre Natur zu erkennen. Eines der größten Geheimnisse unserer Welt – das Atom als kleinste, wenn auch (nicht mehr) unteilbare Einheit der chemischen Elemente – hat sich erst beim Blick auf Winzigkeiten offenbart. Dabei war klein mitnichten immer nur das Gegenstück zu groß. Zumindest sprachlich, denn das Wort geht auf das westgermanische klaini zurück, das so viel wie „fein“ und „zierlich“ bedeutet, und ist darüber hinaus auch mit dem englischen clean, also „sauber“, verwandt. Fein und sauber – durchaus ein erstrebenswertes Credo für wissenschaftliches Arbeiten. Auch ein wenig Kleinlichkeit schadet nicht.
Dabei darf ein Forscher beileibe kein Kleingeist, sondern sollte bereit sein, das Unvermutete zu ahnen und seine Arbeit entsprechend darauf auszurichten. Und wenn das Ziel nicht kurzfristig zu erreichen ist, braucht es den namhaften langen Atem, sich nicht kleinreden zu lassen und klein beizugeben.
Genau genommen ist Forschung eigentlich ein nicht enden wollendes Klein-klein. Jede nobelpreiswürdige Entdeckung, jedes Großforschungsprojekt muss mit einer kleinen Idee, einem Fünklein beginnen, nur um anschließend bis ins Kleinste durchgeplant zu werden. Was folgt, die Niederungen der Ebene, ist Kleinarbeit: stundenlange Interviews auf der Suche nach dem Geheimnis des Kleinhirns, tagelange Feldstudien, die Kleinstlebewesen nachspüren, wochenlange Experimentreihen, die das mikroskopisch Kleine sichtbar machen sollen, monatelange Archivrecherche, die Kleinkram zutage fördert, oder jahrelange Lektüre des Kleingedruckten. All das auf der Jagd nach dem großen Wurf …
Darum haben wir Ihnen ein paar „Kleinigkeiten“ aus der Forschung an der Universität Potsdam zusammengestellt, ganz nach dem Motto: Klein, aber oho! So arbeiten Ernährungswissenschaftler daran, einigen der kleineren Erdenbewohner – den Mäusen – das Schicksal von „Laborratten“ zu ersparen, indem sie Alternativen zu Tierversuchen entwickeln. Wie Hänschen klein Sprachen lernt, untersuchen Sprachwissenschaftler gleich in mehreren Projekten und mit innovativen Methoden. Nur scheinbar klitzeklein sind dagegen die Milliarden von Sternen der Magellanschen Wolken, die Potsdamer Astrophysiker im Blick haben – vom Babelsberg aus. Die Geowissenschaftler des Graduiertenkollegs „StRATEGy“ wiederum waren vor Ort in Argentinien, um das (Klein-)„Kind“ – das Wetterphänomen El Niño – und seine Ursachen einmal genauer unter die Lupe zu nehmen. Klein anfangen, aber (die Potsdamer Kulturlandschaft) groß rausbringen soll das Research Center Sanssouci, das die Stiftung Preußische Schlösser und Gärten und die Universität Potsdam gemeinsam initiiert haben. Schließlich zeigen wir, dass schon jetzt eine ganze Reihe von Projekten und Initiativen angeschoben wird, um 2019 ein Kleinod der Region neu zu entdecken: den Wanderer durch die Mark, Theodor Fontane.
Wie gesagt: Kleinigkeiten. Wir wünschen viel Spaß beim Lesen!
Die Redaktion
Portal Wissen = Humans
(2022)
When humans write and talk about humans, you notice right away: It’s their favorite topic. It is not only that everyone (usually) is closest to themselves. As a species, Homo sapiens also attaches distinct importance to themselves. Aristotle was concerned about the order of things and ranked the human being – as the seemingly most complicated one – at the “very top.” The book of Genesis in the Bible seems to take this up, calling the human being in a way the final point or “pride of creation” who should “rule” over Earth and all living beings. An impressive story, but it did not stand the test of time. The theory of evolution changed the pyramid into a far-branched tree and the human being to a little branch among many others. What has remained is that humans are not so easy to understand, especially to themselves. Or, as Marie von Ebner-Eschenbach said, “The simplest human is still a very complicated being.”
This and the ongoing interest of humans in themselves ensure that many sciences also deal with him, her, or us, again and again and from every conceivable angle. Medicine and linguistics, educational research and psychology, history and sociology – many disciplines revolve around human(kind) and their actions. Therefore, it is hardly difficult to take a small exemplary human research journey through the University of Potsdam with this issue of “Portal Wissen.” We begin with a visit to the BabyLAB, where you can rewardingly watch even the youngest children learn languages. An economist points out that differences between men and women on their paychecks are anything but acceptable, and a start-up team showed us an app that can help you do something against dementia before it’s too late.
Besides, it should have been clear long ago: If we want to understand ourselves, we must always look at what is surrounding us. This means the social interactions that challenge and shape us on both a small and large scale. That’s why we talked to historians who are investigating corruption in the ancient world. But it also includes the environment, both living and non-living, on which we leave our mark and which, in turn, constantly influences us. A specialist in ancient DNA, for example, is investigating whether even Neanderthals left an ecological footprint, while an ecologist is searching for the consequences of climate change for biodiversity in Africa. And a media scientist has spent years analyzing how various images can help communicate scientific findings on climate change in such a way that they are understood.
We have not forgotten that the coronavirus continues to influence both our lives and research: A psychologist is working with partners throughout Germany to study how children and young people with chronic diseases get through the pandemic.
In addition, we naturally do not leave aside the diversity of research – created by humans – at the University of Potsdam: We introduce one of Germany’s best gravitational wave researcher and talk about the role of mathematics in earthquake research. Last but not least, we had the work of the new research center for digital data law explained to us.
Portal Wissen = Health
(2020)
The Coronavirus pandemic has made it very clear how much health and well-being determine our lives. And that science led the way in this regard could not be ignored. At the University of Potsdam, too, many researchers deal with aspects of health maintenance, whether in nutritional sciences, sports and rehabilitation medicine, biochemistry, or psychology. Their research includes supporting chronically ill children and the professional handling of risks, as you can read in this issue of our magazine.
With the establishment of our seventh faculty, the Faculty of Health Sciences, these and many new medical topics are getting more attention at the University of Potsdam. While in the beginning, the “Brandenburg Health Campus” funded by the federal state of Brandenburg was a virtual network of university and non-university research, it is now getting more points of intersection and, not only since COVID-19, a very practical use and plausible to everyone.
The Faculty of Health Sciences, founded in 2018, is supported by three institutions: the University of Potsdam, the Brandenburg Technical University Cottbus-Senftenberg and the Brandenburg Medical School in Neuruppin. They pursue an interdisciplinary approach that holistically develops teaching, transfers new scientific findings from theory to practice and thus further improves overall medical care in Brandenburg. Their vision of being a central platform of research, teaching, and transfer combines socially relevant issues and existing expertise to align them with the needs of people in Brandenburg and use them to their benefit. This interdisciplinary structure has never been more important to advancing patient-oriented basic research and health care models. An innovative concept that can make Brandenburg a pioneer.
In the meantime, the Faculty of Health Sciences has established 16 new professorships at the supporting universities, which are concerned with medicine and healthy aging, health services research, nursing and rehabilitation sciences, and telemedicine. Cardiology and physiology will play a central role as well. In general, the innovative faculty counts on strong interdisciplinary relationships, for example with nutritional sciences and the digital health department at the Digital Engineering Faculty. The role of digitization and well-prepared data in combating the Coronavirus pandemic can also be read about in this issue.
As usual, the research magazine addresses the full range of research at the university: We introduce historian Dominik Geppert, who deals with the history of unified Germany after 1990 embedded in the tensions created by a context of national unification, European integration, and global networking. In a self-experiment, we explored together with a psycholinguist how to research word-finding disorders. Last but not least, we were able to take part in a trip to Namibia, where ecologists from Potsdam examine wildlife management in the threatened savannah. Let them take you where kudu and springbok live!
Portal Wissen = Grenzen
(2013)
Die neue Ausgabe des Potsdamer Forschungsmagazins widmet sich dem Thema „Grenzen“ aus unterschiedlichsten Perspektiven.
Als Sprachwissenschaftlerin denke ich bei diesem Stichwort an sprachliche Grenzen und die Wirkungen, die sich aus dem Kontakt von zwei Sprachen an einer Sprachgrenze ergeben können. Vielfältig sind die Belege für das sogenannte Code-Switching, dem Wechsel von einer Sprache in die andere in einer bestimmten Äußerungssituation. Die Motive für einen solchen Sprachwechsel können ganz unterschiedlicher Natur sein: So lässt sich Code-Switching einerseits auf eine eingeschränkte sprachliche Kompetenz zurückführen, wenn beispielsweise einer Sprecherin ein bestimmtes Wort in der Zweitsprache fehlt, andererseits kann das Code-Switching prestigebedingt sein, wenn ein Sprecher durch einen sprachlichen Wechsel seine Zugehörigkeit zu einer bestimmten gesellschaftlichen Gruppe demonstrieren möchte.
Wenn Code-Switching nicht nur punktuell stattfindet, sondern ganze Sprach- gemeinschaften über einen längeren Zeitraum erfasst, kann es zu weitreichenden Veränderungen der betroffenen Sprachen kommen. Welche Sprache „gibt“ und welche Sprache „nimmt“, hängt von sprachexternen Faktoren ab. So ist es ein Leichtes vorherzusagen, dass die deutschen Varietäten der Sprachinseln in Süd- und Osteuropa wie auch in Nord- und Südamerika wohl zunehmend Material und Muster aus den sie umgebenden Sprachen aufnehmen und letztendlich in ihnen aufgehen werden, wenn sie nicht durch politischen Willen konserviert werden. Das Ausmaß von Sprachkontakt ist mit der zunehmenden räumlichen Mobilität moderner Gesellschaften stark angestiegen, und lässt sich sicher nicht auf den aktuell immer wieder thematisierten Sprachkontakt des Deutschen mit dem Englischen reduzieren. Historisch gesehen ist das Deutsche vor allem durch die romanischen Sprachen stark geprägt worden – in Potsdam denkt man hier unwillkürlich an den starken Einfluss des Französischen im 18. Jahrhundert.
Die Überwindung sprachlicher Grenzen zeigt sich auch im Alltag einer international ausgerichteten Forschungsuniversität: So hat im März dieses Jahres in Potsdam die Jahrestagung der deutschen Gesellschaft für Sprachwissenschaft mit über 500 Teilnehmern stattgefunden. Lingua Franca der Tagung war Englisch, was den Anteil der internationalen Teilnehmer gegenüber früheren Jahrestagungen nochmals vergrößert hat.
Zahlreiche andere Zugänge zum Thema Grenzen bieten die Beiträger dieser Ausgabe des Forschungsmagazins: Auf den Spuren von „Grenzvermessungen“ bewegen sich die Texte zum Australienforscher Ludwig Leichhardt oder zur Energiebilanz im Spitzensport. „Grenzgänger“ stehen im Fokus der Beiträge über eine Forschergruppe zur Literatur der kolonialen Karibik oder die tief in die Erde reichenden Forschungen eines italienischen Geologen. Auf der Suche nach dem „Grenzenlosen“ folgen die Autoren den Wissenschaftlern etwa zur Frage „Why love hurts?“ oder hinein in eine Geschichte des Musikhörens. Den umgekehrten Weg, nämlich „Grenzziehungen“, beobachtet „Portal Wissen“ in der Arbeit des Potsdamer MenschenRechtsZentrums oder den Auswertungen des Nationalen Dopingpräventionsplans. Belege für erfolgreiche „Grenzüberschreitungen“ liefern schließlich Blicke ins „Taschentuchlabor“ oder die digitale Edition mittelalterlicher Prosaepen, um nur einige Beiträge aus diesem Heft herauszugreifen.
Ich wünsche Ihnen bei der Lektüre anregende Grenzerfahrungen mit vielen Impulsen für eigene fachliche Grenzüberschreitungen.
Prof. Dr. Ulrike Demske
Professorin für Geschichte und Variation der Deutschen Sprache
Vizepräsidentin für Internationales, Alumni und Fundraising
Portal Wissen = Glauben
(2014)
Menschen wollen wissen, was wirklich ist. Kinder lassen sich gern eine Geschichte erzählen, aber spätestens mit vier Jahren fragten meine, ob diese Geschichte so passiert sei oder nur erfunden. Das setzt sich fort: Auch unsere wissenschaftliche Neugier wird vom Interesse befeuert herauszufinden, was wirklich ist. Selbst dort, wo wir poetische Texte oder Träume erforschen, tun wir es in der Absicht, die realen sprachlichen Strukturen bzw. die neurologischen Faktoren von bloß vermuteten zu unterscheiden. Im Idealfall können wir Ergebnisse präsentieren, die von anderen logisch nachvollzogen und empirisch wiederholbar sind. Meistens geht das aber nicht. Wir können nicht jedes Buch lesen und nicht in jedes Mikroskop schauen, nicht einmal innerhalb der eigenen Disziplin. Wie viel mehr sind wir in der Lebenswelt darauf angewiesen, den Ausführungen anderer zu vertrauen, wenn wir wissen wollen, wo es zum Bahnhof geht oder ob es in Ulan Bator schön ist. Deshalb haben wir uns daran gewöhnt, anderen Glauben zu schenken, vom Freund bis zum Tagesschausprecher. Das ist kein kindliches Verhalten, sondern eine Notwendigkeit. Freilich ist das riskant, denn alle anderen könnten uns – wie in der „Truman- Show“ – anlügen. In der Wirklichkeit wissen wir uns erst dann, wenn wir unser Selbstbewusstsein verlassen und akzeptieren, dass wir erstens nicht nur Objekte, sondern Subjekte im Bewusstsein von anderen sind, und zweitens, dass alle unsere dialogischen Beziehungen noch einmal von einem Dritten betrachtet werden, der nicht Teil dieser Welt ist.
Für Religiöse ist das der Glaube. Glaube als Unterstellung, dass alle menschlichen Beziehungen erst dann wirklich, ernst und über Zweifel erhaben sind, wenn sie sich vor den Augen Gottes wissen. Erst vor ihm ist etwas als es selbst und nicht nur „für mich“ oder „unter uns“. Daher unterscheidet die biblische Sprache drei Formen des Glaubens: die Beziehung zur Ding-Welt („glauben, dass“), die Beziehung zur Subjekt-Welt („jemandem glauben“) und die Annahme einer subjekthaften überirdischen Wirklichkeit („glauben an“). Wissenschaftstheoretisch gesehen ist Glaube also eine Totalhypothese. Glaube ist nicht das Gegenteil von Wissen, sondern der Versuch, Wirklichkeit vor dem Zweifel zu retten, indem man die fragile empirische Welt als Ausdruck einer stabilen transzendenten Welt begreift.
Oft wollen Studierende in Gesprächen nicht nur wissen, was ich weiß, sondern, was ich glaube. Als Religionswissenschaftler und gleichzeitig gläubiger Katholik sitze ich zwischen den Stühlen: Einerseits ist es als Professor meine Aufgabe, alles zu bezweifeln, d.h. jeden religiösen Text auf seine historischen Kontexte und soziologischen Funktionen zurückzuführen. Andererseits hält der Christ in mir bestimmte religiöse Dokumente – in meinem Fall die Bibel – zwar für einen interpretierbaren, aber doch irreversiblen, offenbarten Text, der vom Ursprung der Wirklichkeit handelt. Werktags ist das Neue Testament eine antike Schriftensammlung neben vielen anderen, am Sonntag ist es die Offenbarung. Beides kann klar unterschieden werden, aber es ist schwer zu entscheiden, ob das Zweifeln oder das Glauben wirklicher ist.
Das vorliegende Heft geht diesem doppelten Verhältnis zum Glauben nach: Wie steht Wissenschaft zum Glauben – ob religiös oder nicht? Wo bringt Wissenschaft Dinge ans Licht, die wir kaum glauben mögen oder uns (wieder) glauben lassen? Was passiert, wenn Forschung irrige Annahmen oder Mythen aufklärt? Ist Wissenschaft in der Lage, Dingen auf den Grund zu gehen, die zwar überzeugend, aber unerklärbar sind? Wie kann sie selbst glaubwürdig bleiben und sich dennoch weiterentwickeln?
In den Beiträgen dieser „Portal Wissen“ scheinen diese Fragen immer wieder auf. Sie bilden ein vielfältiges, spannendes und auch überraschendes Bild der Forschungsprojekte und der Wissenschaftler an der Universität Potsdam. Glauben Sie mir, es erwartet Sie eine anregende Lektüre!
Prof. Dr. Johann Hafner
Professor für Religionswissenschaft mit dem Schwerpunkt Christentum
Dekan der Philosophischen Fakultät
Portal Wissen = Gesundheit
(2020)
Wie stark Gesundheit und Wohlbefinden unser Leben bestimmen, hat uns die Corona-Pandemie eindringlich vor Augen geführt. Und dass die Wissenschaft in diesem Kontext den Takt vorgibt, war nicht zu überhören. Auch an der Universität Potsdam beschäftigen sich zahlreich Forscherinnen und Forscher mit Fragen der Gesunderhaltung, ob in den Ernährungswissenschaften, der Sport- und Rehabilitationsmedizin, der Biochemie oder der Psychologie. Das Spektrum reicht von der Entwicklung antimikrobieller Polymere und eines Sensors für die Atemgasanalyse bis zur Unterstützung chronisch kranker Kinder und dem kompetenten Umgang mit Risiken, wie in dieser Ausgabe unseres Magazins zu lesen ist.
Mit dem Aufbau unserer siebenten, einer Gesundheitswissenschaften Fakultät rücken solche und viele neue medizinische Themen an der Universität Potsdam stärker in den Fokus. War der vom Land geförderte „Gesundheitscampus Brandenburg“ am Anfang noch ein virtuelles Netzwerk von universitärer und außeruniversitärer Forschung, bekommt es nun mehr und mehr Knotenpunkte und nicht erst seit Corona einen ganz praktischen Nutzen – für jeden nachvollziehbar.
Die 2018 gegründete Fakultät für Gesundheitswissenschaften wird von drei Einrichtungen getragen: der Universität Potsdam, der Brandenburgischen Technischen Universität Cottbus- Senftenberg und der Medizinischen Hochschule Brandenburg in Neuruppin. Gemeinsam verfolgen sie einen fächerübergreifenden Ansatz, der die Lehre ganzheitlich weiterentwickelt, neue wissenschaftliche Erkenntnisse von der Theorie in die Praxis bringt und damit insgesamt die medizinische Versorgung in Brandenburg weiter verbessert. Ihre Vision, zentrale Plattform in Forschung, Lehre und Transfer zu sein, bündelt gesellschaftlich relevante Fragen und vorhandene Expertisen, um sie am Bedarf der Menschen im Land auszurichten und für ihr Wohl einzusetzen. Nie war diese hochschulübergreifende Struktur wichtiger, um patientenorientierte Grundlagenforschung und Modelle der Gesundheitsversorgung voranzutreiben. Ein wegweisendes Konzept, mit dem Brandenburg Vorreiter sein kann.
Inzwischen hat die Fakultät für Gesundheitswissenschaften 16 neue Professuren an den einzelnen Trägerhochschulen etabliert. Es geht um die Medizin und Gesundheit des Alterns, um Versorgungsforschung, Pflege- und Rehabilitationswissenschaften sowie Telemedizin. Auch die Kardiologie und Physiologie werden eine zentrale Rolle spielen. Generell setzt die innovative Fakultät auf starke Querbeziehungen beispielsweise zu den Ernährungswissenschaften oder zum Fachgebiet Digital Health an der Digital Engineering Fakultät. Welche Rolle die Digitalisierung und gut aufbereitete Daten bei der Bekämpfung der Corona-Pandemie spielen, ist ganz aktuell auch in diesem Heft zu erfahren.
Aber natürlich widmet sich das Forschungsmagazin wie stets der ganzen fachlichen Breite der Universität: So stellen wir den Historiker Dominik Geppert vor, der sich mit der Geschichte des vereinigten Deutschlands nach 1990 im Spannungsfeld von nationaler Einigung, europäischer Integration und globaler Vernetzung befasst. Im Selbstversuch haben wir mit einer Psycholinguistin erkundet, wie sich Wortfindungsstörungen erforschen lassen. Ebenfalls einem Test unterzogen wir eine neuartige vegane Milch, die ein findiges Start-up aus Erbsen herstellt. Nicht zuletzt durften wir teilhaben an einer Reise nach Namibia, wo Potsdamer Ökologen das Wildtiermanagement in der bedrohten Savanne untersuchen. Lassen Sie sich von ihnen dorthin mitnehmen, wo sich Kudu und Springbock Gute Nacht sagen!
Portal Wissen = Erde
(2017)
Die Erdoberfläche wandelt sich ständig. Sie bildet den Übergang zwischen Geo-, Bio- und Klimasphäre und beeinflusst die Entwicklung unseres Planeten. Sie ist unser Lebensraum und nimmt damit eine Schlüsselrolle für das Wohlergehen der Menschheit ein. Das Gesamtsystem ist jedoch in vielerlei Hinsicht noch unverstanden.
Es ist höchste Zeit, das zu ändern, denn der Erde – und uns – bleibt nicht mehr viel Zeit. „Wir bringen in kaum mal 200 Jahren das Gleichgewicht durcheinander, das in über vier Milliarden Jahren Erdgeschichte geschaffen wurde“, mahnte der Fotograf und Filmemacher Yann Arthus-Bertrand im Jahr 2009. Nun haben sich Potsdamer und Berliner Geowissenschaftler, Biologen und Klimaforscher zusammengetan:* Gemeinsam untersuchen sie Prozesse der Erdoberfläche, um diese auf verschiedenen Raum- und Zeitskalen besser zu verstehen und Voraussagen zur Entwicklung unseres Lebensraums treffen zu können.
In der aktuellen Ausgabe des Forschungsmagazins „Portal Wissen“ stellen wir Ihnen einige der Forschungsprojekte vor, aber auch die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler, die sie vorantreiben. Dafür sind wir Forschern nach Äthiopien gefolgt, in die „Wiege der Menschheit“, wo aufwendige Bohrungen einen Blick in die Klimageschichte eröffnen. Die Analyse der mehrere Hunderttausend Jahre alten Ablagerungen bietet nicht nur Erkenntnisse für Geo- und Klimaforscher. Mithilfe modernster Genanalysen könnten Biologen sogar die Entwicklung ganzer Ökosysteme in ihrer Vielfalt über lange Zeit hinweg rekonstruieren. Dass weit blickt, wer Grenzen zwischen Disziplinen überschreitet, hat uns ein Geomikrobiologe gezeigt, dessen Forschung nicht mehr nur auf und in der Erde, sondern sogar im All stattfindet. Die Nachwuchswissenschaftlerinnen und -wissenschaftler des Graduiertenkollegs StRATEGy wiederum zerlegen große Brocken der argentinischen Anden in dünnste Scheiben – um zu verstehen, wie das Gebirge entstanden ist. Und ein Experte für Datenanalyse erklärt, warum es nicht genügt, Unmengen an Daten zu sammeln und einen Computer damit zu füttern, sondern auch darauf ankommt, sie mit den richtigen Analyseinstrumenten lesbar zu machen.
„Die Welt ist so schön und wert, dass man um sie kämpft“, schrieb Ernest Hemnigway. Nichts anderes tun Wissenschaftler, die nach Lösungen suchen, um zu verhindern, dass die Menschheit die Erde unumkehrbar beschädigt. Wir trafen eine Wissenschaftlerin, die mit Kollegen aus ganz Europa daran arbeitet, mehr über Spurenelemente zu erfahren und Pflanzen als „Staubsauger“ für Schadstoffe einzusetzen. Und wir ließen uns erklären, wie aus der Ferne aufgenommene Satellitenbilder den Naturschutz revolutionieren.
Daneben soll die Vielfalt der Forschung an der Universität Potsdam keineswegs vergessen werden: Wir sind Verwaltungswissenschaftlern auf den Spuren erfolgreicher Reformen rund um die Welt gefolgt, haben geschaut, wie Lesen lernen besser gelingen kann, gefragt, was Nachhilfe leistet (und was nicht) und einen Blick in den vernetzten Klassenraum der Zukunft geworfen. Außerdem haben uns Germanistinnen ihre brandenburgischen Sprachschätze offenbart, Psychologinnen ihre Experimente gezeigt und eine Historikerin erklärt, warum sich das MfS in Afrika als Entwicklungshelfer betätigte. Nicht zuletzt haben wir eine Chemikerin im Labor besucht, uns in die Sprache der Klimabilder einführen lassen und einer Romanistin zugehört, die mit allen Sinnen forscht. Viel Vergnügen!
Die Redaktion
* Der Universität Potsdam (UP), des Helmholtz-Zentrums Potsdam – Deutsches GeoForschungsZentrum (GFZ), des Alfred-Wegener-Instituts für Polar und Meeresforschung (AWI), des Potsdam Instituts für Klimafolgenforschung (PIK), des Naturkundemuseums Berlin (MfN) und der Technischen Universität Berlin (TUB).
Portal Wissen = Energy
(2020)
Energy – there is something to it. There is, of course, the matter-of-fact definition in every student encyclopedia: “the capacity to do mechanical work, transfer heat, or emit light.” In this way, energy accompanies us, often undetected, all day long: getting out of bed, turning on the heat, switching on the lights, taking a hot shower, getting dressed, making coffee, having breakfast – before we have even left the house, we have already released, transformed, applied, and refueled a lot of energy. And we haven’t even worked, at least not in the traditional sense.
But energy is not just a physical quantity that, due to its omnipresence, plays a key role in every natural science discipline, such as biology and chemistry, but also in almost every technical field. It is also indispensable when it comes to how we understand and describe our world and our activities – and it has been for a long time. How about an example? The Greek philosopher Aristotle was the first to speak of enérgeia, for him a rather nonphysical thing, a living “reality and effectiveness ” – that which makes the possible real. About 2,100 years later, the uncrowned king of German literature Johann Wolfgang von Goethe declared it to be a humanistic essence. “What can we call our own if not energy, strength, and will!” And for his contemporary Wilhelm von Humboldt, energy “was the human’s first and only virtue”. Although physics began to dominate the concept of energy when it became the leading science in the 19th century, energy remained significant in many areas.
Reason enough for us to take a look at energy-related matters at the University of Potsdam. We found them in a wide range of disciplines: While Iranian physicist Safa Shoaee is researching how organic materials can be used to manufacture the solar cells of the future, Swedish environmental researcher Johan Lilliestam is focusing on the different dimensions of the energy transition to learn what makes it successful. Slavicist Susanne Strätling, on the other hand, crosses the boundaries of her discipline as she examines a complex conceptual history and tries to find out why energy electrifies us today more than ever. And physicist Markus Gühr is able to use ultrashort flashes of light to investigate how molecules change under its influence and convert energy in the process.
Of course, we have enough energy to highlight the diversity of research at the University of Potsdam besides the feature topic of this issue. A cognitive researcher, for example, explains why our brain processes both music and language according to its own respective rhythm, while an environmental researcher presents a method that uses particles from outer space to measure soil moisture. Educational researchers have also launched a study on hate speech in schools and we introduce a palaeoclimatologist who is one of twelve researchers in the new postdoc program at the University of Potsdam. We have spared no energy!
Portal Wissen = Energie
(2020)
Energie hat etwas. Natürlich – so die nüchterne Definition in jedem Schülerlexikon – „die Fähigkeit, mechanische Arbeit zu verrichten, Wärme abzugeben oder Licht auszustrahlen“. Auf diese Weise begleitet sie uns, oft unerkannt, den lieben langen Tag: Aus dem Bett wuchten, die Heizung aufdrehen, das Licht anmachen, heiß duschen, anziehen, Kaffee kochen, frühstücken – noch bevor wir das Haus verlassen, haben wir reichlich Energie freigesetzt, umgewandelt, zugeführt und getankt. Und dabei haben wir noch nicht einmal selbst gearbeitet, jedenfalls im herkömmlichen Sinn.
Aber Energie ist nicht nur eine physikalische Größe, die aufgrund ihrer Allgegenwart in jeder naturwissenschaftlichen Disziplin – wie Biologie und Chemie, aber auch so ziemlich alle technischen Felder – eine zentrale Rolle spielt. Vielmehr ist sie ebenso nicht wegzudenken, wenn es darum geht, wie wir unsere Welt und unser Wirken in ihr verstehen und beschreiben. Und zwar nicht erst seit heute. Eine Kostprobe gefällig? Der griechische Philosoph Aristoteles war der Erste, der von enérgeia sprach, für ihn eher unphysikalisch eine lebendige „Wirklichkeit und Wirksamkeit“ – das, was das Mögliche real werden lässt. Rund 2100 Jahre später erklärte sie der ungekrönte König der deutschen Literatur Johann Wolfgang von Goethe zum humanistischen Wesenskern: „Was können wir denn unser Eigenes nennen als die Energie, die Kraft, das Wollen!“ Und für seinen Zeitgenossen Wilhelm von Humboldt war „Energie die erste und einzige Tugend des Menschen“. Auch wenn die Physik mit ihrem Aufstieg zur Leitwissenschaft im 19. Jahrhundert auch den Energiebegriff zu dominieren begann, blieb dieser doch in vielen Gebieten zu Hause.
Grund genug für uns, einmal zu schauen, wo es an der Universität Potsdam energetisch zugeht. Wir wurden in verschiedensten Disziplinen fündig: Während die iranische Physikerin Safa Shoaee erforscht, wie sich mit organischen Materialien die Solarzellen der Zukunft herstellen lassen, nimmt der schwedische Umweltwissenschaftler Johan Lilliestam die verschiedenen Dimensionen der Energiewende in den Fokus, um zu klären, wovon ihr Gelingen abhängt. Die Slavistin Susanne Strätling wiederum lässt auf der Suche nach einer komplexen Begriffsgeschichte sämtliche Disziplingrenzen hinter sich und versucht zu ergründen, warum die Energie uns heute mehr denn je elektrisiert. Und dem Physiker Markus Gühr gelingt es, mithilfe von ultrakurzen Lichtblitzen zu untersuchen, wie sich Moleküle unter Lichteinfluss verändern und dabei Energie umwandeln.
Freilich haben wir genug Energie, um neben dem Titelthema auch Einblicke in die Vielfalt der Forschung an der Universität Potsdam zusammenzutragen. So erklärt ein Kognitionswissenschaftler, warum unser Hirn Musik und Sprache gleichermaßen nach ihrem Rhythmus verarbeitet, und ein Materialforscher zeigt, wie Bakterien künftig unter richtiger Anleitung biologisch abbaubares Plastik produzieren. Sozialwissenschaftler untersuchen, ob es der Bundeswehr gelingt, echte Gleichstellung für wirklich alle zu schaffen, während Umweltwissenschaftler eine Methode entwickeln, bei der sich mithilfe von Teilchen aus dem All die Bodenfeuchte messen lässt. Ein Psychologe erforscht den Zusammenhang zwischen Emotionen und Gedächtnis und Bildungswissenschaftler bringen eine Studie zu Hate Speech in Schulen auf den Weg. Außerdem stellen wir mit einer Paläoklimatologin und einer Astrophysikerin zwei der insgesamt zwölf Forschenden des neuen Postdoc-Programms der Universität Potsdam vor. Gin ohne Akohol, Sprachforschung mit Ultraschall, Drohnen im Einsatz der Wissenschaft, Rechtswissenschaft im Dienste der Menschenrechte und vieles mehr finden sich in dieser Ausgabe. Wir haben keine Energien gescheut!
Portal Wissen = Earth
(2017)
Earth’s surface is constantly changing. It is the synergetic overlap between the geosphere, biosphere, and climatic sphere and influences the development of our planet. It is our habitat and plays a key role in maintaining the wellbeing of humanity. Many aspects of this system as a whole, however, are not yet understood.
This needs to change immediately because there is not much time left for the Earth – or for us. Photographer and filmmaker Yann Arthus- Bertrand warned in 2009, “In less than 200 years we have disturbed the balance of the Earth that has been created in over four billion years.” Potsdam and Berlin geoscientists, biologists, and climatologists have now joined forces*: They are investigating processes of the Earth's surface in order to better understand them on various spatial and time scales and to predict how our living environment will develop.
In this issue of the research magazine “Portal Wissen”, we present some of the research projects as well as the researchers who drive them. We followed researchers to Ethiopia – to the “cradle of humankind” – where elaborate drilling is offering a glimpse into climate history. Analyses of the several-hundred-thousand- year old deposits provide insights not only for geological and climate researchers. Biologists were able to reconstruct how entire ecosystems developed over long periods using state-of-the-art genetic analysis. A geomicrobiologist shows us the vast insight you get when you cross disciplinary boundaries. His research is no longer taking place on and in the earth but even in outer space. The young researchers of the research training group StRatGy cut large boulders from the Argentinean Andes into the thinnest of slices in order to understand how the mountains developed. And a data analysis expert explains why it is not enough to collect and feed a lot of data into a computer; they also have to be made readable using the right analytic tools.
“The world is a fine place and worth the fighting for,” wrote Ernest Hemingway. This is exactly what researchers are doing when they look for solutions to prevent humanity from irreversibly damaging the Earth. We met a researcher who is working with colleagues throughout Europe to learn more about trace elements and using plants as pollutant “vacuum cleaners”. And it was explained to us how satellite images taken from afar are revolutionizing nature conservation.
The diversity of research at the University of Potsdam should not be forgotten. We followed administrative scientists on the trail of successful reforms around the world and we looked at how reading can be more successful. We asked what supplementary extracurricular lessons can offer (or not offer) and looked into the networked classroom of the future. Germanists also revealed their Brandenburg linguistic treasures to us, psychologists showed us their experiments, and a historian explained to us why the MfS – the GDR state security ministry – were active as development workers. Last but not least, we visited a chemist in the lab, were introduced to the language of climate images, and listened to a romance philologist who researches with all her senses.
Enjoy your read!
The Editors
Portal Wissen = Departure
(2021)
On October 20, 1911, the Norwegian Roald Amundsen left the safe base camp “Framheim” at the Bay of Whales together with four other explorers and 52 sledge dogs to be the first person to reach the South Pole. Ahead of them lay the perpetual ice at temperatures of 20 to 30 degrees Celsius below zero and a distance of 1,400 kilometers. After eight weeks, the group reached its destination on December 13. The men planted the Norwegian flag in the lonely snow and shortly afterwards set off to make their way back – celebrated, honored as conquerors of the South Pole and laden with information and knowledge from the world of Antarctica. The voyage of Amundsen and his companions is undoubtedly so extraordinary because the five proved that it was possible and were the first to succeed. It is, however, also a symbol of what enables humans to push the boundaries of their world: the urge to set out into the unknown, to discover what has not yet been found, explored, and described.
What distinguishes science - even before each discovery and new knowledge – is the element of departure. Questioning apparent certainties, taking a critical look at outdated knowledge, and breaking down encrusted thought patterns is the starting point of exploratory curiosity. And to set out from there for new knowledge is the essence of scientific activities – neither protected nor supported by the reliable and known. Probing, trying, courageously questioning, and sensing that the solid ground, which still lies hidden, can only be reached again in this way. “Research is always a departure for new shoreless waters,” said chemist Prof. Dr. Hans-Jürgen Quadbeck-Seeger. Leaving behind the safe harbor, trusting that new shores are waiting and can be reached is the impetus that makes science so important and valuable.
For the current issue of the University of Potsdam’s research magazine, we looked over the shoulders of some researchers as they set out on new research journeys – whether in the lab, in the library, in space, or in the mind. Astrophysicist Lidia Oskinova, for example, uses the Hubble telescope to search for particularly massive stars, while hydrologist Thorsten Wagener is trying to better understand the paths of water on Earth. Economists and social scientists such as Elmar Kriegler and Maik Heinemann are researching in different projects what politics can do to achieve a turnaround in climate policy and stop climate change.
Time and again, however, such departures are themselves the focus of research: And a group of biologists and environmental scientists is investigating how nature revives forest fire areas and how the newly emerging forests can become more resilient to future fires.
Since – as has already been said – a departure is inherent in every research question, this time the entire issue of “Portal Wissen” is actually devoted to the cover topic. And so we invite you to set out with Romance linguist Annette Gerstenberg to research language in old age, with immunologist Katja Hanack to develop a quick and safe SARS-CoV-2 test, and with the team of the Potsdam Center for Industry 4.0 to the virtual factory of tomorrow. And we will show you how evidence- based economic research can inform and advise politicians, and how a warning system is intended to prevent future accidents involving cyclists.
So, what are you waiting for?!
Portal Wissen = Daten
(2019)
Datenassimilation? Halt! Keine Angst, treten Sie näher! Kein Zungenbrecher, keine Raketenwissenschaft. Oder doch? Wir werden sehen. Fakt ist: Datenassimilation gibt es eigentlich schon lange und (fast) überall. Doch erst im Zeitalter der Supercomputer nimmt sie Ausmaße an, die Staunen hervorruft.
Daten, kennt jeder. Assimilation jedoch ist ein schwieriger Begriff für etwas, das rings um uns die ganze Zeit stattfindet: Anpassung. Vor allem die Natur führt uns seit Millionen von Jahren vor, wie das geht mit der evolutionären Anpassung. Vom Einzeller zum Primaten, von der Alge zum Mammutbaum, vom Dino … Wer sich nicht anpassen kann, passt schnell nicht mehr ins Bild.
Und natürlich haben auch wir gelernt, uns in neuen Situationen zu orientieren und entsprechend zu handeln. Wenn wir über die Straße wollen, haben wir dafür einen Plan: an den Bordstein treten, nach links und rechts schauen und erst gehen, sobald kein Auto mehr kommt. Machen wir all dies und passen unseren Plan an den Verkehr an, den wir sehen, kommen wir nicht nur heil drüben an, sondern haben auch noch erfolgreich Datenassimilation betrieben.
Freilich klingt das anders, wenn Wissenschaftler zu erklären versuchen, wie ihnen Datenassimilation hilft. Meteorologen zum Beispiel arbeiten schon seit Jahren mit ihr. Der Deutsche Wetterdienst schreibt: „In der Numerischen Wettervorhersage versteht man unter Datenassimilation die Angleichung eines Modelllaufes an die wirkliche Entwicklung der Atmosphäre, wie sie durch die vorhandenen Beobachtungen beschrieben wird.“ Gemeint ist, dass eine Wettervorhersage nur dann genau ist, wenn das Modell, mit dem man sie berechnet, immer wieder mit neuen Messdaten aktualisiert, also assimiliert, wird.
Seit 2017 gibt es an der Universität Potsdam einen ganzen Sonderforschungsbereich, den SFB 1294, der sich mit den mathematischen Grundlagen der Datenassimilation beschäftigt. Für Portal Wissen haben wir die beiden Mathematiker und Sprecher des SFB, Prof. Sebastian Reich und Prof. Wilhelm Huisinga, gefragt, wie Datenassimilation eigentlich genau funktioniert – und in welchen Forschungsgebieten man sie künftig noch gewinnbringend einsetzen kann. Zwei Beispiele dafür haben wir uns im SFB gleich selbst angeschaut: die Analyse von Blickbewegungen und die Erforschung des Weltraumwetters.
Daneben ist die aktuelle Ausgabe des Magazins voller Forschungsprojekte, die auf verschiedenste Weise um Daten kreisen. So wirft der Atmosphärenphysiker Markus Rex einen Blick voraus auf die spektakuläre MOSAiC-Expedition, bei der der deutsche Forschungseisbrecher „Polarstern“ ab September 2019 ein Jahr lang eingefroren durch das Nordpolarmeer driften und dabei zahlreiche Daten rund um Eis, Ozean, Bio- und Atmosphäre sammeln wird. Wir haben ein Forschungskolleg besucht, dessen Doktoranden die Datensammelwut unserer neuen technologischen Alltagsbegleiter kritisch unter die Lupe nehmen. Im Projekt „TraceAge“ wollen Ernährungswissenschaftler mithilfe der Daten von Tausenden Probanden einer Langzeitstudie mehr über die Funktion von Spurenelementen in unserem Körper herausfinden. Informatiker haben eine Methode entwickelt, mit der aus der Datenflut des WWW relevante Informationen gefiltert werden, sodass Blinde leichter im Internet surfen können. Ein Biologe untersucht anhand von über Jahrzehnte hinweg erhobenen Daten, wie sich die brandenburgischen Wälder verändern. Und eine Geoforscherin arbeitet daran, aus unscheinbar wirkenden seismischen Daten ein Frühwarnsystem für Vulkanausbrüche zu entwickeln.
Außerdem haben wir uns das neue Schülerlabor der Chemiedidaktik zeigen lassen, einen Juniorprofessor für vergleichende Literaturwissenschaft nach seiner Lust am Ungewissen befragt und mit einer Verwaltungswissenschaftlerin über die Möglichkeiten der digitalen Verwaltung gesprochen. Es geht nicht zuletzt um den märkischen Eulenspiegel, personalisierte Kosmetik und die Frage, wie man Kinder für Sport und Bewegung begeistern kann. Wir wünschen Ihnen viel Vergnügen beim Lesen – und wenn Sie uns Erfahrungsdaten ihrer Lektüre zukommen lassen, werden wir unser nächstes Heft damit assimilieren. Versprochen!
Die Redaktion
Portal Wissen = Data
(2019)
Data assimilation? Stop! Don’t be afraid, please, come closer! No tongue twister, no rocket science. Or is it? Let’s see. It is a matter of fact, however, that data assimilation has been around for a long time and (almost) everywhere. But only in the age of supercomputers has it assumed amazing proportions.
Everyone knows data. Assimilation, however, is a difficult term for something that happens around us all the time: adaptation. Nature in particular has demonstrated to us for millions of years how evolutionary adaptation works. From unicellular organisms to primates, from algae to sequoias, from dinosaurs ... Anyone who cannot adapt will quickly not fit in anymore.
We of course have also learned to adapt in new situations and act accordingly. When we want to cross the street, we have a plan of how to do this: go to the curb, look left and right, and only cross the street if there’s no car (coming). If we do all this and adapt our plan to the traffic we see, we will not just safely cross the street, but we will also have successfully practiced data assimilation.
Of course, that sounds different when researchers try to explain how data assimilation helps them. Meteorologists, for example, have been working with data assimilation for years. The German Weather Service writes, “In numerical weather prediction, data assimilation is the approximation of a model run to the actual development of the atmosphere as described by existing observations.” What it means is that a weather forecast is only accurate if the model which is used for its calculation is repeatedly updated, i.e. assimilated, with new measurement data.
In 2017 an entire Collaborative Research Center was established at the University of Potsdam, CRC 1294, to deal with the mathematical basics of data assimilation. For Portal Wissen, we asked the mathematicians and speakers of the CRC Prof. Sebastian Reich and Prof. Wilhelm Huisinga how exactly data assimilation works and in which areas of research they can be used profitably in the future. We have looked at two projects at the CRC itself: the analysis of eye movements and the research on space weather.
In addition, the current issue is full of research projects that revolve around data in very different ways. Atmospheric physicist Markus Rex throws a glance at the spectacular MOSAiC expedition. Starting in September 2019, the German research icebreaker “Polarstern” will drift through the Arctic Ocean for a year and collect numerous data on ice, ocean, biosphere, and atmosphere. In the project “TraceAge”, nutritionists will use the data from thousands of subjects who participated in a long-term study to find out more about the function of trace elements in our body. Computer scientists have developed a method to filter relevant information from the flood of data on the worldwide web so as to enable visually impaired to surf the Internet more easily. And a geophysicist is working on developing an early warning system for volcanic eruptions from seemingly inconspicuous seismic data.
Not least, this issue deals with the fascination of fire and ice, the possibilities that digitization offers for administration, and the question of how to inspire children for sports and exercise. We hope you enjoy reading – and if you send us some of your reading experience, we will assimilate it into our next issue. Promised!
Portal Wissen = Cosmos
(2018)
Speaking of the cosmos means speaking about nothing less than everything, about the entirety of space filled with matter and energy. We only see a tiny fraction of it from Earth: planets like Venus or stars like the Sun. There are at least 100 billion stars in our home galaxy alone. Bound by gravity, these luminescent celestial bodies of very hot gas form a system visible from Earth as a whitish ribbon, which we call the Milky Way. The observable cosmos contains at least 100 billion such galaxies with stars, cosmic dust, gas, and probably dark matter as well. The universe is 13.8 billion years old; crossing it once would probably take 78 billion light-years.
Given these dimensions, it is hardly surprising that for us humans, the mystery of the properties of the cosmos is connected with questions of being. Where do we come from? Where are we going? Are we alone in the universe? Such questions are in the wheelhouse of astrophysicists, who explore the vastness of the cosmos through physical means, even though they, of course, deal with physical laws, mathematical formulas, and complicated measuring methods. In this issue of Portal Wissen, we talked with astrophysicists at the University of Potsdam about their research and everyday work.
Lutz Wisotzki showed us a 3D spectrograph, which he has developed in collaboration with colleagues from the Leibniz Institute for Astrophysics (AIP) and six other European institutes. This technical masterpiece enables scientists to look deeply into space and to “journey” through time to galaxies shortly after the Big Bang. Philipp Richter introduced us to the astrophysics research initiative and demonstrated how the University of Potsdam is working together with the AIP, the Albert Einstein Institute (AEI) and the Deutsches Elektronen-Synchrotron (DESY) to train junior researchers. The newly appointed Professor of Stellar Astrophysics, Stephan Geier, presented us with stars so close together to each other that they appear to be one to the naked eye. The physicist, who is also a historian, researches their turbulent relationships.
We have not confined ourselves to cosmic themes, though, but also questioned rather earthly matters such as modern consumption. We have thought about potential love relationships with robots and testimonials in literature and art. We learned why the rainforest in Central Africa disappeared 2,600 years ago, how to produce knee prostheses on a production line, and how animals in the field benefit from big data.
But back to the cosmos. The writing of late astrophysicist Stephen Hawking fundamentally shaped our concepts and knowledge of the universe. And that is because he was both an important physicist and a literary genius. Hardly anyone has been able to capture difficult facts in such a clear, understandable, and beautiful language. With this exemplary understanding of science in mind, we hope to offer you a stimulating read.
The Editors
Portal Wissen = Change
(2021)
Change makes everything different. Let’s be honest: Just about everything is constantly in transformation. Even huge massifs that seem like eternity turned to stone will eventually dissolve into dust. So is change itself the only constant? The Greek philosopher Heraclitus certainly thought so. He said, “The only thing that is constant is change.”
Change is frightening. A change that we cannot explain throws us into turmoil – like a magic trick we cannot decipher. Viruses that mutate, ecosystems that collapse, stars that perish – they all seem to threaten the fragile balance that makes our existence possible. Humanity is late in recognizing that we ourselves are all too often the impetus for dangerous transformations.
Change gives hope. People have always been fascinated by change and felt compelled to explore its origin and essence. Quite successfully. We understand many things much better than generations before. But well enough? Not at all. Alexander von Humboldt said, “Every law of nature that reveals itself to the observer suggests a higher, as yet unrecognized one.” There is still much to be done.
The current issue of Portal Wissen is all about change. We spoke to an astrophysicist who has found her happiness in researching the formation and change of stars. We also look at different aspects of the very earthly climate change and its consequences: A geoscientist explains how global warming affects the stability of mountain ranges.
A legal expert makes clear that the call for a right to climate protection has gone largely unheard until now. How human land use affects biodiversity is being investigated by young researchers of the “Bio- Move” research training group, who have provided us with insights into their work on brown hares, water fleas, and mallard ducks. Other researchers focus on change in the contexts of humans. A group of nutrition scientists at the German Institute of Human Nutrition (DIfE) and sports scientists at the University of Potsdam are investigating the factors that cause our bodies to change as we age – and why some people lose muscles more quickly than others.
Despite all these changes, we do not lose sight of the diversity of research at the University of Potsdam. A visit to the laboratory of the project “OptiZeD” gives us an idea of the possibilities offered by optical sensors for the personalized medicine of tomorrow, while an educational researcher explains why cultural diversity is an asset beneficial to our education. In addition, a cultural scientist reports on the fascination of comics. They are all part of the hopeful change that science is initiating and accomplishing! Enjoy the read!
Portal Wissen = Borders
(2013)
The new edition of the Potsdam Research Magazine “Portal Wissen” approaches the subject “Borders” from different perspectives.
As a linguist, this headline makes me think of linguistic borders and the effects that might result from the contact of two languages at a particular border. There is, for instance, ample evidence of code-switching, i.e. the use of material from at least two languages in a single utterance. The reasons for code-switching can be manifold. On the one hand, code-switching may result from a limited language competence, for example if a speaker lacks a particular word in a nonnative language. On the other hand, code-switching may be a matter of prestige if the speaker wants to demonstrate his or her affiliation to a certain social group by switching languages. If code-switching does not only occur sporadically but involves whole language communities over a longer period of time, it can result in significant changes of the involved languages. Which language “gives” and which one “takes” is determined by sociolinguistic factors. It is, hence, quite easy to predict that German varieties spoken in language islands in South and Eastern Europe as well as in North and Latin America will absorb more and more language material from their neighbouring languages until they disappear unless political will strives to preserve these language varieties. Increasing mobility of modern societies has multiplied the extent and the intensity of language contact and certainly comprises a large number of different contact situations besides the one most commonly known, i.e. the contact between German and English.
From a historic point of view, German witnesses a strong influence of various Romance languages such as Latin, French and Italian. In Potsdam, one cannot help being reminded of the French influence during the 18th century.
Overcoming language borders becomes also apparent in the everyday life of an international research university. In March this year, the Annual Conference of the German Linguistic Society took place in Potsdam, with more than 500 participants. Lingua franca of this conference was English. Compared to previous conferences, this further increased the number of international participants.
The articles in this edition illustrate various approaches to the topic “Borders”: On the trail of “Boundary Surveys”, we follow the Australian explorer Ludwig Leichhardt. “Travellers Across Borders” is focussed on articles dealing with the literature of the colonial Caribbean or with the work of an Italian geologist deep beneath the earth’s surface, for example. Looking for the “Boundless”, our authors follow scientists who discuss questions like “Why love hurts?”. The present issue of “Portal Wissen” also takes into account “Drawing Up Borders” in an article that is concerned with the limits of workrelated stress. Instances of successful “Border Crossing” are provided by the “Handkerchief Lab” as well as by new biotechnological applications.
I would like to wish you inspiring border experiences, hoping that you will get many impulses for crossing professional borders in your field of expertise.
Prof. Ulrike Demske
Professor of the History and the Varieties of the German Language
Vice President International Affairs, Alumni and Fundraising
Portal Wissen = Believe
(2014)
People want to know what is real. Children enjoy listening to a story but when my children were about four years old they started asking whether the story really happened or was just invented. Likewise, only on a higher level, our academic curiosity is fuelled by our interest in knowing what is real. When we analyze poetic texts or dreams we are trying to distinguish between the facts (e.g. neurological ones or linguistic structures) and merely assumed influences. Ideally we can present results that were logically understood by others and that we can repeat empirically. But in most cases this is not possible. We cannot read every book and cannot look through every microscope, not even within our own discipline. In the world we live in we depend on trusting the information of others, like how to get to the train station or what the weather is like in Ulaanbataar. This is why we are used to believing others, our friends or the news anchors. This is not a childish behavior but a necessity. Of course, it is risky because they could all be lying to us, like in a Truman Show situation. The only time we are able to know that we are in reality is when we transcend our selfconsciousness and when we accept two propositions: first, that we are not only objects but also subjects in the consciousness of others and second that our dialogic relations are again observed by a third party that is not part of this intersubjective world.
For religious people this is “belief” - belief as the assumption that all human relations only become real, serious and beyond any doubt if they know they are under the eyes of God. Only before Him something is in itself and not only “for me” or “among us”. That is why biblical language distinguishes between three forms of belief: the relationship with the world of things (“to believe that”), the relationship to the world of subjects (“to believe somebody”) and the assumption of a subjective supernatural reality (“to believe in” or “faith”). From an academic point of view belief is a holistic hypothesis. Belief is not the opposite of knowledge but it is the attempt to save reality from doubt by comprehending the fragile empirical world as an expression of a stable transcendent world.
When I talk to students they often ask not only about what I know but what I believe. As a professor for Religious Studies and a believing Catholic I am caught in the middle. On the one hand, it is my duty as a professor to doubt everything, i.e. to attribute each religious text to its historical context and sociological functions. On the other hand, I, as a Christian, consider certain religious documents, in my case the Bible, an interpretable but nevertheless irreversible, revealed text about the origin of reality. On weekdays the New Testament is a collection of ancient writings among many others, on Sundays it is the revelation. You can make a clear distinction between these two perspectives but it is difficult to decide whether doubt or belief is more real.
This issue of “Portal Wissen” explores this dual relationship of belief. What is the attitude of science towards belief – is it a religious one? Where does science bring things to light that we can hardly believe or that make us believe (again)? What happens if research clears up erroneous assumptions or myths? Is science able to investigate things that are convincing but inexplicable? How can it maintain its credibility and develop even so?
These questions appear again and again in the contributions of this “Portal Wissen”. They form a manifold, exciting and surprising picture of the research projects and academics at the University of Potsdam. Believe me, it will be an enjoyable read.
Prof. Johann Hafner
Professor of Religious Studies with Focus on Christianity Dean of the Faculty of Arts