ThyssenKrupp. magazin. Ideenwelten. Wir entwickeln die Zukunft für Sie.

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1 magazin ThyssenKrupp Ideenwelten Wir entwickeln die Zukunft für Sie.

2 Schlüssel zur Weltformel? Noch komplizierter wird Symmetrie nicht: Die Elemente der sogenannten Lie-Gruppe E8 beschreiben die Art und Weise, wie ein 57-dimensionales geometrisches Objekt gedreht werden kann, ohne dass es dabei sein Aussehen verändert. Erfunden hat die Lie-Gruppen der norwegische Mathematiker Sophus Lie ( ), um kontinuierliche Symmetrien beschreiben zu können. So sind uns aus unserem Alltag symmetrische dreidimensionale Objekte wie Kugeln, Zylinder oder Kegel bekannt. Wenn man etwa eine Kugel im Raum um eine Achse durch ihren Mittelpunkt dreht, verändert sich ihr Aussehen nicht. Dafür gibt es im Raum genau drei unabhängige Drehachsen. Diese Art von Symmetriebeziehung wird kontinuierlich genannt, weil sie mit beliebigen Drehwinkeln funktioniert. Anders sieht es beispielsweise aus, wenn man einen Würfel dreht: Er behält sein Aussehen nur, wenn er um 90 Grad und deren Vielfache gedreht wird. E8 zeigt die Lie-Gruppe der Symmetrien eines geometrischen Objekts allerdings eines imaginären Objekts mit 57 Dimensionen, das auf 248 verschiedene Arten gedreht werden kann und dennoch sein Aussehen behält. Entschlüsselt haben diese hochkomplexe Struktur Mathematiker um Jeffrey Adams von der University of Maryland in College Park nach fast fünf Jahren intensiver Forschung. Für die Kalkulation rechnete der Großcomputer Sage an der University of Washington 77 Stunden; wollte man das Ergebnis ausdrucken, wäre ein Stück Papier von der Größe Manhattans nötig. Die Berechnung von E8 verglichen die Forscher mit dem Humangenom-Projekt, bei dem das menschliche Genom vollständig entschlüsselt wurde. Von dem Ergebnis des Teams um Adams könnten vor allem jene Physiker profitieren, die an einer Art Weltformel, der einheitlichen und symmetrischen Beschreibung der vier Naturkräfte, arbeiten. Ihre Hoffnung: mit höherdimensionalen Symmetrien wie E8 bisher nicht kompatible Theorien zusammenzuführen. In der Gravitation zum Beispiel hat die Symmetrie nämlich eine etwas andere Form als bei den Elementarteilchen die zentrale Frage lautet daher: Welche Symmetrie liegt allem zugrunde? Mit der außerordentlich einfachen Theorie von allem hat der Physiker Antony Garrett Lisi bereits ein vieldiskutiertes Papier veröffentlicht, das auf den Berechnungen der Lie-Gruppe E8 beruht. 57 DIMENSIONEN

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4 »Der vernünftige Mensch passt sich der Welt an. Der unvernünftige Mensch besteht darauf, dass sich die Welt nach ihm zu richten hat. Deshalb hängt jeder Fortschritt vom unvernünftigen Menschen ab.«george Bernard Shaw ( ), Schriftsteller Retter in der Not Ohne die genialen Erfindungen eines Tüftlers wäre auch der größte Spion aller Zeiten nur die Hälfte wert. Erscheint eine Situation aussichtslos, taucht zuverlässig der Quartiermeister, besser bekannt als Q, in den James-Bond-Filmen auf. Von kleinen Erfindungen für den Alltag des Geheimagenten bis hin zu überdrehten Karikaturen der Militärtechnik reicht das Spektrum von Qs Schöpfergeist. Ob etwa der Minihubschrauber aus Man lebt nur zweimal von 1966 beim Abschuss der Raketen nicht aus dem Gleichgewicht geraten müsste? Nach dem Urteil des Physikprofessors Metin Tolan zumindest hätte so manche Erfindung von Q den Agenten in die Ewigkeit befördern müssen. Doch zum Glück lebt er ja zweimal.

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6 Wo Bildung Tradition ist Endlich Sport: Wie überall auf der Welt scheinen sich auch diese Schüler im chinesischen Chengdu darüber zu freuen, das Klassenzimmer zu verlassen, um sich draußen zu bewegen. Das tun sie auf historischem Grund. Denn ihre Schule, die Chengdu Shishi Zhongxue, gilt als älteste noch bestehende Schule der Welt. Gegründet wurde sie zwischen 143 und 141 vor Christus. Nicht überliefert ist zwar, welche Sportart damals angesagt war. Doch sicher wusste man schon, dass Unterricht ohne Bewegung für Lehrer wie Schüler gleichermaßen eine Qual ist.

7 »Bildung soll allen zugänglich sein. Man darf keine Standesunterschiede machen.«konfuzius ( v. Chr.), chinesischer Philosoph

8 »Wir schaffen bewusst Freiräume für die Entfaltung neuer Ideen.«

9 editorial 9 Nährboden für Ideen Heureka! Mehr als jeder andere ist dieser Ausruf zum Inbegriff der Freude über eine große Entdeckung geworden. Die Liste der kreativen Köpfe, deren Ideen seit Archimedes freudigem Sprung aus dem Bad unsere Welt verändert haben, ist lang. Das Ergebnis: eine globale Wissensgesellschaft, in der im Minutentakt neue physikalische Zusammenhänge entdeckt, neue chemische Formeln gefunden und neue medizinische Erkenntnisse gewonnen werden. Das Wissen veraltet immer schneller. Gerade in den Naturwissenschaften und der Technik sind viele neue Ideen schon nach wenigen Jahren überholt, aufgegangen in neuerem, genauerem Wissen. Damit ist eines klar: Die Zukunft gehört den Wissenshungrigen, den Kreativen, den Ideengebern. Den, wie Albert Einstein es ausdrückte, leidenschaftlich Neugierigen. Jeden Tag arbeiten bei uns Tausende von kreativen Köpfen weltweit an der Entwicklung neuer Werkstoffe und Technologien, an innovativen Antworten auf bislang unbeantwortete Fragen. Es muss ja nicht gleich das Prinzip der Verdrängung und der Dichte sein auch viele weitaus alltäglichere Dinge verdienen ein Heureka. Zum Beispiel ein neuer Werkstoff, der die Autos der Zukunft noch sparsamer macht, oder eine aus Schrott zusammengeschusterte Windmühle, die ein Dorf in Afrika mit Strom versorgt, oder aber der erste selbstgebastelte und selbstprogrammierte Roboter eines elfjährigen Tüftlers. Innovationen sind ein Motor für Wachstum und Wettbewerbsfähigkeit, für gesellschaftlichen Fortschritt und eine nachhaltige Entwicklung. Aber Ideen und Innovationen brauchen den richtigen Nährboden. Nie waren Bildung und Ausbildung so wichtig wie in unserer heutigen Wissensgesellschaft. Als weltweit agierender Konzern können wir hier einen wichtigen Beitrag leisten. Zum Beispiel durch Events wie den IdeenPark, der vor allem Kindern und Jugendlichen Lust auf Technik und Naturwissenschaften machen soll, durch Kooperationen mit Schulen und Universitäten oder durch ein kreativitätsförderndes Arbeitsumfeld im eigenen Haus. Wir schaffen bewusst Freiräume für die Entfaltung neuer Ideen, Rahmenbedingungen, die eine größere Risikobereitschaft und kreatives Arbeiten fördern, und Strukturen, die wegweisende Innovationen auf den richtigen Weg bringen. Begleiten Sie uns auf unserer Entdeckungsreise durch die Welt des Wissens und der Ideen. Lassen Sie sich anstecken von der leidenschaftlichen Neugier der großen und kleinen Forscher in diesem Heft. Dr.-Ing.Heinrich Hiesinger, Vorsitzender des Vorstands der ThyssenKrupp AG

10 inhalt TK Magazin Not macht erfinderisch: In Malawi hat ein findiger junger Mann ein kleines Kraftwerk für seine Familie gebaut aus Eukalyptus, Fahrradreifen und Schrott. Bildung IDEENWELTEN ansichten 26 Wissen und Innovation aus zwei Perspektiven Ansichten von William Kamkwamba und Ismail Serageldin 24 wissens_wert 66 projekte_aktuell 105 kreuz & quer 106 rückblick KANADA forum 12 Wie lernen wir lernen? Ein Gespräch mit Stanislas Dehaene, einem der führenden Kognitionswissenschaftler 20 Welt in Zahlen Wo Wissen geschaffen wird 22 Bildung für alle oder Massenverdummung? Ein Diskurs über die Wirkung der neuen Medien EWZ 34 Mio. AwV ,9 % 20 Wie innovativ ist die Welt? Ein vergleichender Blick auf weltweite Beiträge zur Wissenschaft. SÜDKOREA AUSTRALIEN EWZ 50 Mio. AwV ,2 % EWZ 22,3 Mio. AwV ,7%

11 76 Historische Begegnungen: Eine Reise zu den bemerkenswertesten Orten der Wissensgesellschaft führt unweigerlich auch zu den Galápagos-Inseln der Wiege der Evolutionstheorie. 36 Vereinte Nationen: Im ICAMS Institut gehen internationale Wissenschaftler neue Wege in der Werkstoffforschung. 30 Technik ein Kinderspiel: Wir haben Kindern beim Roboterbauen über die Schulter geschaut. 100 Immer älter und immer klüger? Unsere gewonnene Lebenszeit könnten wir noch viel besser nutzen, meint Prof. Ursula M. Staudinger. projekte 30 Spielend lernen Kinder experimentieren mit Technik 36 Auf das Material kommt es an Am ICAMS in Bochum arbeitet eine neue Generation von Werkstoffingenieuren 42 Zukunft zum Anfassen Der ThyssenKrupp IdeenPark Rückblick und Ausblick 52 Kein Elfenbeinturm Das Doktorandenprogramm von ThyssenKrupp fördert aussichtsreiche Forschungsprojekte 54 Sparsame Mobilität Zwei Experten beschreiben die Zukunft des Leichtbaus 60 Kopfarbeit für Büromenschen Wie sich Erkenntnisse aus der Hirnforschung für die Weiterbildung nutzen lassen perspektiven 74 Leitbild Wir sind ThyssenKrupp 76 Mekkas der Moderne Eine Tour de Science zu den Wallfahrtsorten der Wissenschaft 82 Ausbildung auf Umwegen David Reinke fand seinen Traumjob beim IdeenPark 84 Alle lernen anders Einblicke in internationale Bildungskulturen 92 Zeitalter der vernetzten Intelligenz Prof. Hans-Jörg Bullinger über den schöpferischen Dialog zwischen klugen Köpfen 90 Beginn der Wissensgesellschaft Eine historische Betrachtung spannender Bildungs- und Ausbildungswege bei Thyssen und Krupp 100 Das Alter dient oft als Sündenbock Psychologieprofessorin Ursula M. Staudinger über die Notwendigkeit des lebenslangen Lernens

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13 13 LERNEN LERNEN Warum können wir überhaupt lesen, schreiben und rechnen lernen? Und wie verändert sich unser Gehirn, wenn wir lernen? Im Interview erklärt Stanislas Dehaene, einer der weltweit führenden Kognitionswissenschaftler, wie Schulen ihre Unterrichtsmethoden verbessern können, warum man Kinder ruhig im Internet surfen lassen sollte und weshalb unser Gehirn unserer Kultur Grenzen setzt.

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15 15»Lesenlernen ist schwierig, denn wir müssen dabei ein Gehirn verwenden, das ursprünglich dafür gedacht war, unser Überleben in der Wildnis zu sichern.«stanislas Dehaene

16 forum_gespräch 16»Vermutlich verändert jede einzelne Schulstunde das Gehirn eines Kindes physisch.«professor Dehaene, kann die Hirnforschung dazu beitragen, dass wir unser Gehirn effizienter nutzen? Wunder kann man von der Hirnforschung sicher nicht erwarten. Denn Lernen, zum Beispiel Lesenlernen, ist schwierig wir müssen dabei ein Gehirn verwenden, das ursprünglich dafür gedacht war, unser Überleben in der Wildnis zu sichern, und nicht dafür, Shakespeare zu lesen oder die Quantenphysik zu entwickeln. Und ein Erbe der Evolution zu verändern braucht Zeit. Aber wenn wir verstehen, wie das unserem Gehirn gelingt, kann uns das helfen, unsere Bildungssysteme zu verbessern. So wissen wir heute nicht nur viel über spezifische Hirnfunktionen wie Lesen oder Rechnen, sondern auch einiges darüber, wie das Lernen generell funktioniert. Beispielsweise spielt der Schlaf eine große Rolle: Schlaf ist entscheidend, um das Erlernte zu festigen. Unsere Unter suchungsergebnisse sollten alle Eltern davon überzeugen, die eigenen Kinder früh ins Bett zu schicken. Und helfen uns die Hirnforscher beim Lesenlernen? Sie geben uns zumindest Hinweise darauf, was am besten funktioniert. Es gibt zwar keine ideale Lehrmethode für das Lesen, an einige Prinzipien können und sollten wir uns aber halten. So wissen wir inzwischen, dass das Gehirn Wörter nicht als Ganzes erkennt anders als Psychologen dachten, die zu Beginn des 20. Jahrhunderts eine bemerkenswerte Entdeckung machten: Man kann Wörter unabhängig davon, ob sie drei oder acht Buchstaben haben, gleich schnell erkennen. Daraus schlossen sie, dass wir beim Lesen nicht die einzelnen Buchstaben, sondern die Gesamtform eines Wortes nutzen. Doch das ist falsch. Das Gehirn nutzt tatsächlich die gesamte Information aber es gibt dabei einen Effekt, den wir Parallelverarbeitung nennen: Alle Buchstaben werden gleichzeitig verarbeitet. Und zusammen ergeben sie einen Code, der an die Hörregionen geschickt wird, wo dann codiert wird, wie das Wort gesprochen klingt. Keine einfache Aufgabe Deshalb brauchen wir dafür ja auch einige Jahre. Beispielsweise lesen junge Kinder längere Wörter langsamer sie müssen noch seriell lesen, Buchstabe für Buchstabe. Die Parallelverarbeitung ist ein Ergebnis des Lernens. Nach drei oder vier Jahren können wir kurze und lange Wörter gleichschnell lesen. Doch sogar Erwachsene lesen langsamer, wenn man die Buchstaben etwas auseinanderzieht oder eine ungewöhnliche Schriftart verwendet. Verändert das Lesen unser Gehirn? Ja, und zwar sehr deutlich. Vermutlich verändert jede einzelne Schulstunde das Gehirn eines Kindes physisch. Unsere Forschungsergebnisse zeigen beispielsweise, dass Lesen das Sehsystem verändert etwa ein spezielles Areal, in dem Form und Abfolge von Buchstaben erkannt werden. Aber Lesen verändert auch unser Hörsystem: Bei Menschen, die lesen können, zeigt sich dort eine doppelte Aktivierung, wenn sie Sprache hören. Menschen, die nicht lesen können, zeigen nur eine einzelne Aktivierung. Das heißt, dass wir durch das Lesen ziemlich radikal den Sprachcode verändern. Ist es beim Lesenlernen nur wichtig, dass wir lesen, oder auch, was wir lesen? Wenn wir lesen lernen, trainieren wir das Sehsystem, um Zugang zum Sprachsystem zu bekommen. Das Großartige am Lesen ist: Hat man einmal diesen Zugang, kann man jede andere Hirnregion erreichen, die schon vorhanden ist man kann ein Mathebuch lesen oder auch Unterhaltungsliteratur. Dabei werden natürlich unterschiedliche Hirn - regionen aktiviert. Aber jedesmal wird der Leseprozess selbst trainiert. Auch beim Surfen im Internet? Manche Leute sagen, dass Kinder nicht mehr lesen, seit es das Internet gibt. Das stimmt einfach nicht. Sie schauen sich fast durchgehend

17 Stanislas Dehaene, 1965 geboren, Mathematiker und Psychologe, ist einer der weltweit führenden Kognitionswissenschaftler wurde er zum Mitglied der Académie des Sciences gewählt und Professor am Collège de France, wo ein neuer Lehrstuhl für Experimentelle Wahrnehmungspsychologie eingerichtet wurde. Dort erforscht Dehaene die Grundlagen des Lesens, Schreibens und Rechnens. 7 Buchstaben und Wörter an und hören nicht auf zu lesen. Es ist eine andere Art Lesen, weil der Inhalt in kleineren Häppchen präsentiert wird. Ob das wichtige Konsequenzen hat, wissen wir noch nicht. Aber der Leseprozess selbst wird dadurch überhaupt nicht verändert, sondern geschult. Aktiviert das Lesen von Buchstaben und Zahlen unterschiedliche Hirnregionen? Eindeutig ja. Es gibt Patienten, die wegen einer Hirnverletzung keine Texte mehr lesen können aber oft können sie noch Zahlen lesen. Also wird nicht das gleiche System verwendet: Die Formen von Buchstaben müssen in der Hörregion abgebildet werden, während Zahlen vor allem vom Mengensystem abgebildet werden, das sich in einer anderen Hirnregion befindet. Unser Sehsystem verwendet also unterschiedliche Regionen der Hirnrinde, wenn wir Buchstaben oder Zahlen lesen. Könnten wir unsere Schriftsysteme verbessern, um das Lesen zu vereinfachen? Unsere Schriftsysteme haben sich über Tausende von Jahren entwickelt. Zwar ist das Ergebnis genau wie bei der biologischen Evolution nicht perfekt. Dennoch sind die Schriftsysteme gut an die jeweilige Sprache angepasst. Beispielsweise könnten wir die Unregelmäßigkeiten im Französischen als Unregelmäßigkeiten ansehen. Aber sie passen gut zur französischen Sprache: Es gibt hier eine Menge gleich oder sehr ähnlich lautende Worte wie seau (Eimer) und saut (Hüpfer). Der gleiche Laut kann also unterschiedlich geschrieben werden und erst so können wir Mehrdeutigkeiten ausschließen, wenn wir lesen. Wenn Französisch so geschrieben würde, wie man es spricht, würden wir beim Lesen andauernd über Mehrdeutigkeiten stolpern. Beim Italieni- schen ist das ganz anders und deshalb haben die Italiener auch ein völlig transparentes Rechtschreibsystem. Haben Kulturen einen Nachteil, deren Schriftsysteme schwieriger zu erlernen sind? Nein, keineswegs. Die Chinesen zum Beispiel erzielen die besten Ergebnisse bei internationalen Ländervergleichen in Mathematik. Es stimmt also nicht, dass es ein Nachteil für sie ist, dass sie viel Zeit in das Lesenlernen stecken müssen. Können Sie sich einen möglichen nächsten Schritt in der Evolution unserer Schriftsysteme vorstellen? Ein paar Sachen sind wirklich ineffizient. Es ist beispielsweise unglücklich, dass es in unserem Alphabet die Buchstaben b und d sowie 3 Der in den Kopf schaut: Stanislas Dehaene forscht in der Einrichtung Neurospin, die auf einem weitläufigen Campus rund 25 Kilometer außerhalb von Paris liegt. Dort wird das menschliche Gehirn mit modernsten bildgebenden Verfahren wie der Magnetresonanztomographie (MRT) untersucht.

18 »Wer genauer hinschaut, findet bei den Schriftsystemen eine Menge Einheitlichkeit.«3 p und q gibt, weil das Sehsystem sie durcheinander bringt unser Gehirn ist nicht darauf vorbereitet, spiegelverkehrt geschriebene Buchstaben voneinander unterscheiden zu müssen. Deshalb schreiben auch viele Kinder gelegentlich spiegelverkehrt, wenn sie schreiben lernen. Zumindest diese Buchstaben könnten wir durch andere ersetzen. Mich überrascht auch, dass wir die Vorteile des Computers nicht besser nutzen. Es ist erstaunlich, wie dumm wir sind: Wir nehmen den Computer und präsentieren die Seiten, als hätte Gutenberg sie gedruckt. Wir haben noch gar nicht erkannt, was alles möglich ist. Irgendwann werden wir vermutlich entdecken, dass der Computer uns von den Einschränkungen befreit, die der physische Druck von Buchstaben auf einer Seite mit sich bringt. Vielleicht erfinden wir dann auch ein neues Schriftsystem das würde ich nicht ausschließen.

19 Wunder Lesen Die Schrift ist vor etwa Jahren von den Babyloniern entwickelt worden, und das Alphabet ist gerade einmal Jahre alt. Angesichts der Evolution sind das nur Augenblicke. Unsere Gene hatten nicht die Zeit, sich so zu wandeln, dass sie zum Lesen geeignete neuronale Schaltkreise her - vorbringen konnten. Demnach vollziehen wir die Emotionen Nabokovs und die Theorie Einsteins mit einem Primaten - gehirn nach, das für das Überleben in der afrikanischen Savanne angelegt war. Was das für die Wissenschaft vom Lesen bedeutet und wie der unendlich komplizierte Vorgang des Lesens so automatisiert wird, ds slbst fehlr keine rlle mhr spiln, erklärt Stanislas Dehaene in seinem Buch Lesen. Darin unternimmt der Forscher eine spannende Expedition in unser Gehirn, dessen Funktionsweise den meisten Menschen noch weniger bekannt ist als die ihres Computers Stanislas Dehaene: Lesen. Die größte Erfindung der Menschheit und was dabei in unseren Köpfen passiert. Knaus Verlag, 448 Seiten. Trophäen eines Wissenschaftlers: Am Schrank hat Stanislas Dehaene seine Namensschilder von Konferenzen gesammelt aus zwölf Monaten. Wir haben die Schrift und das Lesen erfunden, obwohl unser Gehirn nicht dafür gedacht war. Wie ist uns das gelungen? Indem wir diese Erfindungen an die Fähigkeiten unseres Gehirns angepasst haben! Denn anders als viele glauben, weist unsere Kultur keine grenzenlose Vielfalt auf, sondern beschränkt sich auf das, was die genetischen Zwänge unseres Gehirns erlauben. Ein Beispiel: Auf den ersten Blick sehen die Alphabete und Schriftsysteme dieser Welt sehr unterschiedlich aus. Doch wer genauer hinschaut, findet eine Menge Einheitlichkeit, etwa auf der Ebene der Formen, die für diese Systeme ausgewählt werden. Ich denke, wir werden herausfinden, dass diese Ähnlichkeit noch in vielen anderen Bereichen besteht, zum Beispiel in der Musik. Wir werden verstehen, dass es sehr viel Universalität gibt. 7 DAS GESPRÄCH FÜHRTE ALEXANDER SCHNEIDER. FOTOS: OLIVER RÜTHER

20 20 forum_welt_in_zahlen_in_zahlen LUXEMBURG SALOMONEN EWZ 0,5 Mio. AwV 73 3,2 % EWZ 0,5 Mio. AwV 2 k. A. IRAK PERU ISRAEL PARAGUAY EWZ 28,9 Mio. AwV 73 k. A. EWZ 29,5 Mio. AwV 153 2,7 % EWZ 7,6 Mio. AwV ,9 % EWZ 6,4 Mio. AwV 12 4,0 % LANGER WEG ZUM WISSEN Das Wissen auf der Erde ist alles andere als gleich verteilt einige Staaten konzentrieren die wichtigsten Universitäten und Forschungs - einrichtungen auf ihrem Territorium, während aus anderen Ländern kaum ein Beitrag zur Wissenschaft zu vernehmen ist. Das zeigt dieser Blick auf Länderpaare, die bei vergleichbarer Einwohnerzahl eine höchst ungleiche Anzahl wissenschaftlicher Veröffentlichungen pro Jahr vorweisen können. Trotz dieser Unterschiede aber geben die meisten Länder eine Menge für Bildung aus in Prozent ist jeweils der Anteil der staatlichen Bildungsausgaben am Bruttosozialprodukt angegeben. Wenn diese Bildungsausgaben gut angelegt sind, wird der Blick auf die Indikatoren also in einigen Jahren vermutlich ein ganz anderes Bild zeigen. KANADA KENIA VIETNAM DEUTSCHLAND EWZ 34 Mio. AwV ,9 % EWZ 38,6 Mio. AwV 262 7% EWZ 89,6 Mio. AwV 283 5,3 % EWZ 82,3 Mio. AwV ,6 % RUSSLAND NIGERIA EWZ 142,4 Mio. AwV ,1 % EWZ 152,2 Mio. AwV 427 k. A. TK Magazin September

21 INDIEN CHINA JAPAN BANGLADESCH 21 EWZ 1.166,1 Mio. AwV ,2 % EWZ Mio. AwV ,5 % EWZ 127,4 Mio. AwV ,4 % EWZ 153,5 Mio. AwV 235 2,4 % SAUDI-ARABIEN VENEZUELA SÜDKOREA UKRAINE EWZ 27 Mio. AwV 589 5,7 % EWZ 28,8 Mio. AwV 497 3,7 % EWZ 50 Mio. AwV ,8 % EWZ 46 Mio. AwV ,3 % SPANIEN SÜDAFRIKA EWZ 46,9 Mio. AwV ,6 % EWZ 50 Mio. AwV ,1 % THAILAND ITALIEN AUSTRALIEN SRI LANKA EWZ 64,2 Mio. AwV INDONESIEN EWZ 237,6 Mio. AwV 198 4,9 % 3,5 % EWZ 60,3 Mio. AwV BRASILIEN EWZ 190,8 Mio AwV ,6 % 5,5 % EWZ 22,3 Mio. AwV LEGENDE Einwohnerzahl Anzahl wissenschaftlicher Veröffentlichungen Ausgaben für Bildung / Erziehung 4,2% EWZ 20,6 Mio. AwV 125 k. A. * Unter Anzahl wissenschaftlicher Veröffentlichungen sind wissenschaft - liche und ingenieurwissenschaftliche Artikel aus den folgenden Bereichen zu verstehen: Physik, Biologie, Chemie, Mathematik, klinische Medizin, biomedizinische Forschung, Ingenieurwesen und Technologie, Geowissenschaften und Astronomie. Es sind jeweils die aktuellsten zugänglichen Daten verwendet, die überwiegend aus den Jahren stammen. Quellen: Weltbank; Unesco; National Science Foundation (Science and Engineering Indicators); CIA-Factbook; Wikipedia.

22 forum_debatte 22 DIGITAL NA(T)IVES Das Internet ist die bedeutendste Innovation des ausgehenden 20. Jahrhunderts. Schon für die heute 20-Jährigen ist eine Welt ohne Computer und Internet Geschichte. Doch wie sich die allgegenwärtigen neuen Medien auf die Informationsverarbeitung und den Lernprozess auswirken, ist umstritten. Verblöden wir, weil wir Antworten auf Fragen lieber bei Google suchen als im eigenen Gehirn, reduziert sich unsere Fingerfertigkeit auf das Tippen von Kurznachrichten, reicht unsere Aufmerksamkeitsspanne nur noch bis zum nächsten -Pop-up? Oder eröffnen sich uns völlig neue Wissens- und Bildungswelten, in denen wir durch gleich - zeitiges Chatten, Surfen und Gamen zudem zu immer produktiveren Multitaskern werden? Dass sich der regelmäßige und intensive Gebrauch von Internet und Computerspielen auf unser Gehirn auswirkt, ist unstrittig. Strittig bleibt das Wie. Neue Lehrmethoden für das digitale Zeitalter Der Amerikaner Mark Prensky hat für sie den Begriff digital natives ( digitale Muttersprachler ) geprägt, der niederländische Erziehungswissenschaftler Wim Veen nennt sie die Homo zappiens die Kinder der Babyboomer, die in der digitalen Welt zu Hause sind. Sie verbringen häufig mehr Zeit mit digitalen Medien als mit Schulunterricht oder Schlafen, ein Großteil ihrer Kommunikation läuft online ab. Um den Bedürfnissen und Interessen dieser Eingeborenen der Informationsgesellschaft gerecht zu werden, fordern Prensky und Veen ein komplettes Umdenken für den Lehrbetrieb. Unser Bildungssystem ist längst überholt, schrieb Prensky in einem vor kurzem veröffentlichten Aufsatz über die Bildungspolitik der USA. Die Bildungsbedürfnisse unserer Kinder haben sich radikal verändert. Neue Technologien verändern alle Bereiche unserer Gesellschaft und alle Berufsbilder, ohne dass unser Bildungssystem mit diesen Veränderungen Schritt hält. Prensky plädiert für die breite Vermittlung wichtiger neuer Fertigkeiten wie Programmieren oder Videokommunikation. Fähigkeiten, die nicht mehr gebraucht würden vor allem diejenigen, die von Maschinen schneller und besser erledigt werden können, sollten von den Lehrplänen gestrichen werden. Das sieht der holländische Pädagoge Veen ähnlich: Traditionelle Bücher, Vorlesungen und textbasiertes E-Learning liegen dem Homo zappiens nicht. Er will seinen eigenen Lernprozess kontrollieren und dafür Instrumente nutzen, die seine Fähigkeit zur Informationsverar - beitung unterstützen, argumentiert er in seinen Visions Und das sind Computer, MP3-Player, Handys und Fernbedienungen. Veen plädiert für eine Kultur des game-based learning, einen spielerischen Lernansatz. Dieser entspreche eher dem digitalen Alltag des Homo zappiens, der nicht mehr systematisch Handbücher durcharbeiten will, sondern lieber von Link zu Link klickt, Fragen also explorativ ergründet. Die Dosis macht das Gift Diese schöne neue Medienwelt sieht der Ulmer Hirnforscher und Psychiater Prof. Dr. Manfred Spitzer deutlich kritischer. Vorsicht Bildschirm lautet der bezeichnende Titel eines seiner Bücher. Wenn Texte nicht mehr gelesen, sondern oberflächlich abgeschöpft (geskimmt) werden, wenn auf Wellen geritten (gesurft) wird, anstatt Gedanken und Ideen in Büchern zu finden und Bibliotheken aufzusuchen, wenn das Aufschreiben eines Gedankens durch Kopieren (copy) und Einfügen (paste) per Mausklick ersetzt wird, dann wird dadurch niemand intelligenter, erläutert Spitzer seine Vorbehalte. Die schwerwiegendsten Fehler in der Medienerziehung sieht er in der Dosis, die bekanntlich das Gift mache: Kinder und Jugendliche brauchen für eine gelingende kognitive, emotionale und soziale Entwicklung vor allem die wirkliche Welt und erst in zweiter Linie die virtuelle, sagt er. In jüngerer Zeit hätten Jugendliche zunehmend Schwierigkeiten, sich zu konzentrieren, etwas zu lesen und zu verstehen oder gar einen zusammenhängenden Text zu Papier zu bringen. Daher plädiert Spitzer außer für besser durchdachte Lernsoftware für Schulen dafür, den Medienkonsum zu beschränken auf null für Kinder bis drei Jahre und auf höchstens eine Stunde am Tag für Schüler der Sekundarstufe II.

23 Warum sich eine permanente Onlineexistenz negativ auswirkt, erklärt Spitzer so: Zur Konsolidierung des Gelernten braucht das Gehirn Zeiten der Ruhe. Genau das wird aber durch ein Leben online verhindert. Immer mehr Zeitgenossen sind dauernd mit der ganzen Welt verbunden, aber um den Preis, dass sie sich immer weniger wirklich mit ihr auseinandersetzen, weil sie immer weniger dazu fähig sind. Zu viel auf einmal Anders als Prensky und Veen hält Spitzer das Multitasking nicht nur für abträglich, sondern für unmöglich. Die tägliche Medienkonsumzeit der häufigen Multitasker beträgt 12,5 Stunden, und das hineingepackt in acht bis neun Zeitstunden, erläutert er. Untersuchungen der Stanford University zeigen, dass Menschen, die häufig mehrere Medien gleichzeitig benutzen, Probleme mit der Kontrolle ihres Denkens haben: Sie können unwichtige äußere Reize und auch Unwichtiges in ihrem Gedächtnis schlechter ausblenden. Dadurch könnten Multitasker nicht»zur Konsolidierung des Gelernten braucht das Gehirn Zeiten der Ruhe.«Der Flynn-Effekt Im 20. Jahrhundert sind die durchschnittlichen Ergebnisse von IQ-Tests in zahlreichen Industrienationen bis in die neunziger Jahre um rund 3 IQ-Punkte pro Jahrzehnt gestiegen, hat der neuseeländische Intelligenzforscher James R. Flynn entdeckt. Als Gründe wurden neben einer besseren Ernährung und Gesundheitsversorgung auch neue Bildungsangebote und Technologien genannt. Während die Werte in den Entwicklungsländern weiter ansteigen, ist der Flynn-Effekt heute nur noch in wenigen Industrienationen zu beobachten. Manche Forscher machen dafür die Reizüberflutung durch die neuen Medien verantwortlich. Flynn selbst sieht schon den Begriff Intelligenz an sich kritisch: Es ist dumm, IQ-Tests mit dem zu verwechseln, was Menschen unter Intelligenz verstehen. Es gibt keinen Grund anzunehmen, dass unsere Gehirne denen unserer Vorfahren überlegen sind, sagte er in einem Interview. Tatsächlich messen IQ-Tests letztl ich nicht Intelligenz wie auch immer man diese definieren mag, sondern bestimmte Fertigkeiten wie die Erkennung von Mustern, die sich mehr oder weniger antrainieren lassen und in der digitalen Welt häufiger zum Einsatz kommen. 7 nur nicht besser, sondern sogar weniger gut zwischen verschiedenen Aufgaben wechseln als Nicht-Multitasker. Wer noch nicht unter einer Aufmerksamkeitsstörung leidet, der kann sie sich durch häufiges Multitasking also antrainieren, meint Spitzer. Zudem rege das passive Lernen am Bildschirm unsere grauen Zellen zu wenig an: Etwa ein Drittel unseres Gehirns ist für die Planung, Koordination und Ausführung von Bewegungen zuständig, und genau dieses Drittel wird beim Lernen mit der Hand benutzt, beim Be-Greifen. Beim Lernen mit einem Mausklick, einer bloßen Zeigebewegung, bleibt dieses Drittel passiv, beim Zappen auch. Wer sich also die Welt am Bildschirm aneignet, der hat sie sich vergleichsweise oberflächlicher angeeignet und verwendet beim Nachdenken über sie deutlich weniger Nervenzellen dies ergaben nicht zuletzt Studien aus unseren Labors, berichtet Spitzer. Bestätigt sieht er dies auch durch eine großangelegte Studie amerikanischer Kinderärzte mit mehr als Säuglingen. Denn darin zeigte sich, dass der Konsum von Baby-Einstein -DVDs auf die Sprachentwicklung der Kleinen einen doppelt so negativen Effekt hatte, wie sich tägliches Vorlesen hierauf positiv auswirkte. Ersetzen können und dürfen Computer und Fernsehen also, davon ist Spitzer überzeugt, den menschlichen Kontakt niemals. 7 TEXT: ANKE BRYSON 23

24 forum_wissens_wert 24 Weibliche Innovationen Viele Erfindungen stammen von Frauen nicht selten aus reinem Pragmatismus. Ein Kurzüberblick: Geschirrspüler Weil sie sich über das viele beim Abwaschen und Abtrocknen zerbrochene Geschirr ärgerte, erfand Josephine Cochran den Geschirrspüler meldete sie ihre Erfindung zum Patent an. Auf der Weltausstellung in Chicago 1893 bekam sie den Preis für die beste mechanische Konstruktion, Haltbarkeit und Zweckentsprechung. Kaffeefilter Die Dresdner Hausfrau Melitta Bentz erfand 1908 das Filterpapier, weil sie es leid war, ständig den Kaffeesatz in den Tassen zu haben. Nach der Patentierung 1908 gründete sie direkt eine Firma auf ihren Namen. Lasst uns experimen - tieren! Er hat die Unabhängigkeits - erklärung redigiert, an der Verfassung mitgewirkt und den ersten Blitzableiter ge - bastelt: Benjamin Franklin war auf mehr als einem Gebiet ein kühner Denker er wirkte nicht allein als Staatsmann, sondern auch als Erfinder. Let the experiment be made, lautete das Lebensmotto des amerikanischen Gründervaters. Und so konstruierte er eine Glasharmonika, eine Zweistärkenbrille und einen Holzofen. Ein wagemutiger Feldversuch trug ihm weltweiten Ruhm ein: Mit seinem Sohn ließ er bei Gewitter einen Drachen steigen und leitete Blitze zur Erde. Er habe das Feuer vom Himmel geholt, jubelten seine Zeitgenossen Immanuel Kant etwa rief ihn zum neuen Prometheus aus. Das ist sonst keinem Politiker je geglückt. Und doch taten sich noch andere als Erfinder hervor: Der deutsche Bundeskanzler Konrad Adenauer entwickelte unter anderem einen Brotröster mit Sichtscheibe, der britische Industrieminister Tony Benn entwarf einen Rucksack mit Reisesitz. 7 Scheibenwischanlage Nachdem Mary Anderson in New York beobachtete, wie die Autofahrer bei Regen anhielten und ihre Scheiben eigenhändig säuberten, kam ihr die Idee für den Scheibenwischer. Ihre Vorrichtung wurde 1913 patentiert. Mathematikgenie Die britische Mathematikerin Ada Lovelace zeigte 1843, wie sich mit der (nie gebauten) mechanischen Rechenmaschine Analytical Engine von Charles Babbage Brenouilli- Zahlen berechnen ließen, und schuf so den Vorläufer der Computersoftware. Sie gilt deshalb noch vor männlichen Kollegen als erste Programmiererin. 7 Schon lange vor den ersten Gesetzen zum Schutz des geistigen Eigentums gab es Patente. Eine der ältesten erhaltenen Patenturkunden stammt aus England und ist fast 700 Jahre alt; das erste Patentgesetz erließ die Republik Venedig im Jahre In Japan hingegen wurde 1791 jegliche Erfindung ausdrücklich verboten: Man wollte das Volk fern von Modernisierung halten. Erst 1885 wurde in Nippon ein Patent gesetz eingeführt rund acht Jahre nach seinem deutschen Pendant.