Bell Labs ist tot, es lebe Bell Labs

Im legendären Bell Labs-Hauptquartier in Murray Hill, New Jersey, scheint alles ruhig zu sein. weite grüne Rasenflächen heben Kupferdächer hervor, die in ein ansprechendes Aquagrün altern. Ein wunderschöner Garten im japanischen Stil ziert einen Innenhof.

Doch hinter dieser Ruhe verbirgt sich eine kaum verstandene Odyssee des Umbruchs, der Transformation und der Renaissance. Die glorreiche Geschichte des Labors – acht Nobelpreisträger, etwa 35.000 Patente und ein Tsunami an weltverändernden Erfindungen vom Transistor bis zur Informationstheorie – führte einst dazu, dass viele es als nationales Gut betrachteten. Fast ebenso gut dokumentiert ist die Phase des Niedergangs, die von einer viel beklagten und stark kritisierten Neugestaltung der 1990er Jahre angetrieben wurde, die dazu führte, dass das Labor die Grundlagenforschung zurückgefahren und angewandte Projekte und das Erreichen von Geschäftszielen betonte.

Was auf dem Bild jedoch fehlt, ist ein Bericht über das bemerkenswerte Wiederaufleben von Bell Labs. Veränderungen haben das Labor in der ersten Hälfte des Jahrzehnts bis ins Mark erschüttert. Doch jetzt, an der Schwelle zur Jahrtausendwende – und seinem 75. Jubiläum – hat sich das ehrwürdige Haus seinen Platz an der Spitze der industriellen Forschung zurückerobert. Bell Labs ist heute hungriger, schneller auf den Beinen und geschäftstüchtiger als je zuvor seit Beginn des Kalten Krieges und spielt eine entscheidende Rolle für den Erfolg seiner aufstrebenden Muttergesellschaft Lucent Technologies.

Zudem ist die Grundlagenforschung nicht verschwunden, wie die Kritiker behaupten. Zahlreiche Wissenschaftler verfolgen weiterhin Träume, die sich möglicherweise jahrzehntelang nicht auszahlen, sei es die Verkabelung von Schneckenhirnen, um Hinweise auf die biologische Datenverarbeitung zu finden oder die dunkle Materie des Universums zu kartieren. Die Kritiker haben in einem Punkt Recht – die reine Wissenschaft hat nicht mehr den Stellenwert, den sie einst hatte. Und das bringt seine eigene Art von Verlust mit sich. Dennoch könnte Bell Labs durch die Schaffung neuer Wege, um die geschäftliche Realität mit weit entfernten Erkundungen in Einklang zu bringen, eine neue Ära in der Unternehmensforschung einleiten.

Befürwortung des Klingelns

Lucent-Technologien, sagen die Leute hier gerne, sind das Beste, was Bell Labs in letzter Zeit passiert ist. Für Außenstehende mag es weniger als weltbewegend erscheinen, aber die Entscheidung des Vorstandsvorsitzenden Henry B. Schacht, sein Hauptquartier in das Labor zu verlegen und den F&E-Zweig in den Firmenslogan aufzunehmen, war eine klingende Bestätigung, die in den alten AT&T-Tagen beispiellos war. Der derzeitige Executive Vice President of Research, Arun Netravali, unterhält sich in seinem weitläufigen Büro, spiegelt diesen Stolz wider, indem er ein Poloshirt trägt, auf dem die Botschaft prangt: Lucent Technologies. Innovationen von Bell Labs.

Netravali leitet das wiederauflebende Team. Als handverlesener Nachfolger des ehemaligen Leiters des Labors, des Nobelpreisträgers Arno Penzias, übernahm Netravali mit Lucents Gründung von 1996 die tägliche Kontrolle über die Forschung – lange bevor Penzias in diesem Frühjahr von der Position des leitenden Wissenschaftlers in den Ruhestand ging. Aber der gebürtige Inder ist seit 1972 im Labor. Als Bell Labs-Ingenieur und Informatiker leistete er Pionierarbeit in der digitalen Bild- und Videokompressionstechnologie, was ihm letztes Jahr den renommierten Computer & Communications-Preis der NEC Corp. einbrachte.

Der fast greifbare Optimismus, der durch Lucent kreist, ist weit entfernt von der Situation noch vor wenigen Jahren, als das Labor durch den sich schnell verändernden globalen Wettbewerb aus der Bahn geworfen wurde. Netravali sieht jetzt eine unglaubliche Chance im Chaos. Kleinere Unternehmen und Start-ups könnten schneller vorankommen und sich in engen Bereichen auszeichnen, stellt er fest. Die Stärke von Bell Labs liegt jedoch in der Fähigkeit, das Gesamtbild zu verstehen und zu gestalten – indem Technologien von innen und außen aufgenommen und in Systeme integriert werden.

Um dieses Versprechen zu erfüllen, ist nach Netravali die Notwendigkeit von Geschwindigkeit bei der Bewertung von Projekten, der Verfolgung von Forschungsfortschritten, der Entwicklung neuartiger Produkte und der Einführung externer Technologien von größter Bedeutung. Ein weiterer kritischer Schwerpunkt ist die Kannibalisierung – das Bestreben, die eigenen Produkte von Lucent obsolet zu machen. Aufgrund des Internets wird sich beispielsweise die Daten- und Sprachkommunikation von morgen stark von der heutigen unterscheiden, was eine potenzielle Megadisruption für traditionelle Geschäftsbereiche darstellt. Die Forschung muss mit Lösungen bereit sein. Der Schlüssel ist, wie Sie ein Angreifer Ihrer selbst werden können – fast so, wie es ein anderes Unternehmen mit Ihnen tun könnte, erklärt Netravali. Lassen Sie uns darin besser werden als eine externe Firma, denn es wird sowieso passieren.

Diese Ziele konnten mit dem alten Forschungsmodell – einem Modell, das selbst kaum verstanden wurde – nicht angemessen erreicht werden. Entgegen der landläufigen Meinung war die Forschung seit jeher ein kleiner Teil der Bell Labs: Von insgesamt rund 24.000 Mitarbeitern arbeiten nur rund 1300 auf der R-Seite der Forschung und Entwicklung. Dieses relativ kleine Unterfangen hat jedoch lange Zeit als Quelle der Wissenschaft und Technologie gedient. Und jahrzehntelang nach dem Zweiten Weltkrieg lag der Schwerpunkt darauf, der Erste oder Beste zu sein: Papiere veröffentlichen, Übertragungsrekorde aufstellen, die leistungsstärkste Laserdiode bauen.

Bell Labs konnte sich diesen Modus Operandi im Elfenbeinturm vor allem deshalb leisten, weil AT&T ein reguliertes Monopol war, das eine Forschungssteuer auf jeden Anruf und Verkauf erheben durfte. Aber die 1984 gerichtlich angeordnete Aufspaltung des Bell-Systems in sieben regionale Betriebsgesellschaften, die dramatische Dezentralisierung von AT&T fünf Jahre später in eine Reihe von Geschäftsbereichen und dann die Trivestiture, bei der etwa ein Viertel seiner Forscher dem neuen AT&T zugeteilt wurde, erzwangen eine dramatische Änderung dieser Aussichten.

Beginnend mit Penzias und fortgeführt unter Netravali hat sich die Forschung verlagert, um den neuen Platz des Unternehmens in einer hart umkämpften Welt widerzuspiegeln. Softwarestudien in objektorientierter Programmierung, Spracherkennung, Netzwerken und anderen Bereichen wurden auf Kosten der Robotik und hartnäckiger Physikaufgaben wie der Supraleitung aufgepeppt, die keine Auswirkungen auf das Geschäft haben dürften. Heute sind die Labore ungefähr 50-50 in Physik und Software und Netzwerk aufgeteilt, eine realistischere Aufteilung als die vorherige 80-20-Aufteilung. Inzwischen wurde den Managern nicht nur die Aufrechterhaltung hoher Exzellenzstandards übertragen, sondern auch die Verantwortung für die Erfüllung der technologischen Anforderungen des Unternehmens in ihren jeweiligen Bereichen.

Die Marktkenntnis steht im Mittelpunkt der neuen Bell Labs. Wissenschaftler und Geschäftskollegen interagieren regelmäßiger mit Kunden und wissen viel mehr über die Arbeitsweise der Kunden als früher. Seit Anfang der 1990er Jahre hat etwa die Hälfte der Forscher des Labors mit Kollegen aus den Geschäftsbereichen an konkreten gemeinsamen Projekten gearbeitet. Beide Seiten können ein solches Unterfangen vorschlagen – zur Schaffung eines neuen Switches, einer Netzwerktechnologie oder was auch immer –, das von der Forschung und der jeweiligen Einheit gemeinsam besetzt und entwickelt wird. Bis zu 50 Arbeiter beschäftigen jedes Projekt, obwohl die meisten viel kleiner sind. Bestimmte Meilensteine ​​und Zeitpläne werden erstellt, und Forscher wechseln manchmal vorübergehend in die Geschäftseinheit, um bei der Einführung der Produkte zu helfen. Es gibt sogar eine spezielle Durchbruchskategorie für Innovationen mit starkem Potenzial, Kosten drastisch zu senken, die Funktionalität zu verbessern oder neue Märkte zu erschließen. Typische Durchbruchprojekte erhalten das Dreifache der Personalausstattung eines gemeinsamen Projekts und versuchen, die normale dreijährige Markteinführungszeit um die Hälfte zu verkürzen. Solche gezielten Forschungsstrategien haben eine Reihe lukrativer Produkte hervorgebracht. Herausragende Innovationen reichen von zahlreichen Glasfaser-Fortschritten über einen stromsparenden digitalen Signalprozessor (DSP)-Chip bis hin zu verschiedenen Internet-Protokoll-Switches, die entwickelt wurden, um Daten mit beispielloser Geschwindigkeit und Qualität weiterzuleiten.

Seit seiner Gründung hat Lucent auch eine New Ventures-Gruppe betrieben, die dabei hilft, Erfindungen außerhalb seiner Kernbereiche auszugliedern. Wenn wir unsere Forschungsarbeit richtig machen, werden wir viele angenehme Überraschungen schaffen, die technologisch spannend sind und deren Vermarktung außerhalb unserer normalen Geschäftsinteressen wirtschaftlich sinnvoller ist, erklärt Mel Cohen, Vizepräsident für Forschungseffektivität. Im alten Stil könnten solche Produkte auf einem Labortisch verdorrt sein. Bis Mitte 1998 hatte die Gruppe jedoch neun Start-ups finanziert, die auf Innovationen von Bell Labs basieren.

Trotz des enormen Erfolgs von Lucent – ​​die Aktie ist seit dem Börsengang im April 1996 um 430 Prozent gestiegen – sind Research-Manager vorsichtig, zu weit auf die angewandte Seite zu gehen. Die große Herausforderung, so Bill Brinkman, Vizepräsident für Physikalische Wissenschaften und Ingenieurforschung, besteht darin, sich besser auf die Bedürfnisse der Unternehmen einzustellen, aber nicht so sehr zu übertreiben, dass man keine Wissenschaft hat.

Hohe Auswirkung

Es stimmt, dass die Zahl der naturwissenschaftlichen Grundlagenstudien weniger stark ausgeprägt ist als in der Vergangenheit und der Umfang auf die Kernkompetenzen wie Laser, optische Kommunikation und Materialforschung reduziert wurde. Dennoch ist das Lab immer noch ein Ort, an dem sich Menschen unterschiedlicher Disziplinen in den Hallen treffen und sich in Seminaren, Foren und Vorträgen austauschen. Und es birgt immer noch ein beneidenswertes Programm von Verfolgungsjagden über den Horizont.

Eine Studie von hochwirksamen Forschungsarbeiten des in Philadelphia ansässigen Unternehmens ScienceWatch zeigte, dass Bell Labs in den physikalischen Wissenschaften von 1990 bis 1997 mit fast 19.000 Zitationen weltweit führend war und die 13.020 des zweitplatzierten IBM sowie die weltweit besten Akademiker leicht überholte Institutionen. Die Wissenschaft dort ist erstklassig, sagt Tomihiro Hashizume, ein Spezialist für atomare Strukturen, der bei Bell Labs arbeitete, bevor er zu Hitachis Advanced Research Laboratory in Hatoyama, Japan, wechselte. Die beeindruckende 13 Jahre alte Institution der japanischen Firma widmet sich hauptsächlich der Grundlagenforschung. Ich denke jedoch, sagt Hashizume, wir müssen ein bisschen schlauer sein, um Bell Labs zu sein.

Neben dem direkten Wettbewerbsvorteil unterstützt Lucent wissenschaftliche Studien aus mehreren Gründen. Eine besteht darin, ein Klima der Entdeckungen zu schaffen, das Spitzenwissenschaftler anzieht, die die Forschungsstandards erhöhen und Brücken zu kritischen universitären Untersuchungen schlagen. Grundlagenforschung kann auch als breit angelegte Versicherung fungieren, denn gezielte Arbeit fokussiert sich naturgemäß auf sichtbar wichtige Bereiche – und die Zukunft wird immer Überraschungen bereithalten.
Die Forschung gliedert sich in drei Abteilungen, die eine ganze Bandbreite an Hardware und Software in Bezug auf die Kommunikation abdecken: Kommunikationswissenschaften, Informatik und mathematische Wissenschaften und Brinkmans Physikalische Wissenschaften und Ingenieurwissenschaften. Alle drei tragen gut gewählte Grundlagenarbeit. Wenn es jedoch um die charakteristischen Studien des Labors in Bereichen wie der Festkörperphysik geht, finden die meisten langfristigen Grundlagenuntersuchungen im Physical Research Laboratory von Cherry A. Murray statt, das zur Abteilung Physikalische Wissenschaften und Ingenieurwissenschaften gehört.

Die Aktivitäten des Labors mit rund 140 Forschern umfassen Physik, Materialwissenschaften, Chemie, Informatik, Biophysik und Astrophysik. Fast die Hälfte der Bemühungen sieht mehr als 20 Jahre in der Zukunft aus – praktisch der ganze Rest erstreckt sich über einen Horizont von 5 bis 10 Jahren. Die Hoffnung ist, dass am Ende alles Früchte trägt. In der Zwischenzeit wird im neuen Klima erwartet, dass die Forscher bereit, willens und in der Lage sind, ihre Expertise bei dringenderen Problemen einzubringen, die auftreten können. Aber auch innerhalb dieses Rahmens ist die Nähe der Forschung zu den Unternehmenszielen auffallend unterschiedlich – wie drei Beispiele zeigen.

Auf dem Kopf einer Stecknadel tanzen

Von Anfang an war die Arbeit des Labors an mikroelektromechanischen Systemen (MEMS) so angelegt, dass Lucent sowohl kurzfristige als auch langfristige Vorteile bietet. Das Ziel dieser Forschung ist die Verbesserung von Kommunikationssystemen durch den Bau von Miniaturmaschinen – Mikrofone, Spiegel und mehr – die mit beweglichen Teilen durchsetzt, aber so klein sind, dass Hunderte auf einen Stecknadelkopf passen.

Das Feld ist in den letzten Jahren explodiert. Da MEMS-Vorrichtungen wie eine integrierte Schaltung auf Geräten der letzten Generation hergestellt werden können, können sie möglicherweise für ein paar Cent hergestellt werden – und dadurch allgegenwärtig werden. MEMS-Sensoren steuern bereits Auto-Airbags, und Zukunftsforscher stellen sich diese Mikromaschinen vor, die knopfgroße Mobiltelefone antreiben, die auf ein Revers passen, oder Gebäude, die durch ein Erdbeben verursachte Belastungsänderungen erkennen und ihre Struktur entsprechend anpassen. Lucent wird keine Airbagsensoren oder Smart Steel herstellen. Allerdings, erklärt David J. Bishop, Leiter der Forschungsabteilung Mikrostrukturphysik, hat die Silizium-Mikromechanik enorme Möglichkeiten, viele Technologien zu beeinflussen, die uns am Herzen liegen – insbesondere Optik, Akustik und Funktechnik.

Eine frühe Auszahlung könnte in MEMS-basierten Wohnkommunikationssystemen liegen. Das Datenvolumen, das schnell in und aus Häusern übertragen werden kann, stößt immer wieder an die starken Einschränkungen herkömmlicher Telefonleitungen aus verdrilltem Kupfer. Mehrere Schemata sind aufgetaucht, um dieses Problem zu lösen. Einige Kabelunternehmen bieten beispielsweise Internetverbindungen über die Breitbandleitungen an, die Fernsehbilder einbringen. Aber solche Alternativen haben Kapazitäts- und Zuverlässigkeitseinschränkungen, sagt Bishop. Das ultimative Ziel ist also Glasfaser, die zukunftssicher ist, weil sie nahezu unendliche Bandbreite bei minimalem Wartungsaufwand bietet.

Aufgrund der begrenzten Kapazität von Kupferdraht müssen jetzt separate Telefonleitungen von der Telefonzentrale zu jedem Haus geführt werden. Die gleiche Strategie mit Glasfaser wäre unerschwinglich teuer.

Da eine Glasfaserleitung jedoch Tausende von Telefon- und Datenübertragungen gleichzeitig verarbeiten kann, ist es möglicherweise möglich, eine einzelne Leitung zu einem Nachbarschaftsknoten zu führen und dann kürzere Leitungen zu einzelnen Häusern zu verlegen, was Glasfasern zu einer erschwinglichen Alternative zu Kupferkabeln macht.

Aber es gibt immer noch einen Haken. Signale werden über Glasfaserleitungen von laserleistungshungrigen Geräten übertragen, die für jeden Haushalt zu teuer sind. Bishop vergleicht das Problem mit dem, mit dem hypothetische Entdecker auf benachbarten Berggipfeln konfrontiert sind. Sie kommunizieren, indem sie Taschenlampen ein- und ausschalten. Schließlich funktioniert die optische Kommunikation im Grunde so - nur mit Lasern anstelle von Taschenlampen. Aber angenommen, Taschenlampen sind so teuer, dass sich nur ein Entdecker seine eigene leisten kann. Die Zwei-Wege-Kommunikation könnte immer noch aufrechterhalten werden, wenn der Taschenlampenbesitzer sein Licht eingeschaltet lässt, was es seinem Gegenüber ermöglicht, einen Spiegel zu führen und Strahlen in einem erkennbaren Muster zurück zum anderen Berg zu reflektieren.

Hier kommt MEMS ins Spiel. Die Daten würden wie gewohnt in die Häuser strömen. Aber von Jim Walker und Keith Goossen erfundene Mikrospiegel würden das Licht zurück zum Hauptbahnhof reflektieren und Laser in jedem Haushalt für einen Bruchteil des Preises simulieren. Bell Labs hat bereits mechanische Spiegel gebaut, die mehr als 10 Megabit Daten pro Sekunde verarbeiten können, fast das 200-fache der Kapazität heutiger 56-Kilobit-pro-Sekunde-Hochgeschwindigkeitsmodems. „Wir hoffen, dass es im nächsten Jahr einige begrenzte Feldversuche geben wird“, sagt Bishop.

Düfte herstellen

Es war von Anfang an leicht vorstellbar, wie die MEMS-Forschung mit den Geschäftszielen von Lucent zusammenhängt. Aber andere Arbeiten des Physical Research Lab haben eine eher tangentiale Beziehung zum Endergebnis und es kann viele Jahre dauern, bis sie sich auszahlt. Nehmen Sie Alan Gelperin, den Besitzer des Slug Emporiums, einer Reihe von Kühlschränken voller schlüpfriger Wesen. Gelperin, ein 17-jähriger Laborveteran, ist computergestützter Neurobiologe und Neuroethologe, was bedeutet, dass er die Algorithmen untersucht, mit denen Nervenzellen Verhalten erzeugen. Er konzentriert sich auf Schnecken - Schnecken ohne Gehäuse -, weil die Kreaturen die faszinierende Fähigkeit besitzen, schnell und zuverlässig Gerüche zu lernen, und weil dieses Lernen auch dann weitergeht, wenn ihr Gehirn zum Experimentieren aus dem Körper genommen wurde.

Gelperin wirkt hauptsächlich mit Limax maximus, der gefleckten Gartenschnecke. Der Schlüssel zur Entwicklung von Modellen, die in Software simuliert oder sogar in eine Maschine integriert werden können, liegen in physiologischen Experimenten, die darauf abzielen, herauszufinden, wie Schnecken ihre Geruchserinnerungen speichern und darauf zugreifen und dann basierend auf ihren Erfahrungen mit bestimmten Düften Maßnahmen ergreifen. In Zusammenarbeit mit seinem Kollegen Winfried Denk untersucht Gelperin gefärbte Schneckenneuronen durch Zwei-Photonen-Scanning, eine Mikroskopietechnik, die ihm einen beispiellosen Einblick in die Aktivität innerhalb der Prozesse einzelner Nervenzellen ermöglicht.

In ähnlicher Weise haben er und der Forscher David Tank, Leiter der Abteilung für biologische Computerforschung, durch die Anwendung von Farbstoffen, die ihre Fluoreszenz ändern, wenn sich die Spannung an der Zellmembran ändert, elektrische Wellen und Schwingungen entdeckt, die an einem Ende des Geruchsanalysator-Schaltkreises namens . entstehen den Vorderhirnlappen und breiten sich entlang ihm aus - beginnend wieder von vorne, wenn das vorherige Signal erlischt. Eine Hypothese ist, dass die Welle als eine Art Zeitstempel zum Speichern von Daten fungiert. Das heißt, bei der Detektion eines Geruchs und eines damit verbundenen Reizes – beispielsweise eines Schocks – wird die Erinnerung an diesen Geruch in einem bestimmten Zellband gespeichert, das senkrecht zur Welle verläuft. Wo die Welle ist, bestimmt, wo die Gedächtnisspeicherung stattfinden wird, schlägt Gelperin vor. Wenn die Schnecke das nächste Mal dem Geruch ausgesetzt ist, greift sie an der gleichen Stelle entlang der Welle auf die Zellen zu – und ordnet eine angemessene Reaktion an, als würde sie von einem zuvor mit Schock gepaarten Geruch weggleiten. Es müssen noch viele Experimente durchgeführt werden, bevor diese Hypothese bestätigt – und möglicherweise in die neuronalen Netze von morgen integriert werden kann.

Langfristige Studien sind jedoch nicht das Einzige, was Gelperin tut. In Zusammenarbeit mit der NCR-Einheit von AT&T, bevor diese als eigenständiges Unternehmen unter Trivestitur ausgegliedert wurde, nutzte er seine Expertise in neuronalen Netzen, um eine elektronische Nase für Kassenautomaten zu entwickeln. Elektronische Prüfer haben kaum Probleme, Strichcodes zu lesen, aber sie bekommen echte Probleme, wenn sie versuchen, eine Banane von einer Orange zu unterscheiden. Gelperin arbeitete mit dem Bell Labs-Forscher Sebastian Seung, einem Theoretiker für neuronale Netzwerke und maschinelles Lernen, an der Entwicklung eines Systems, das einen Vakuumimpuls aussendet, um Gerüche über spezielle Sensoren zu leiten, die Brokkoli von Salat unterscheiden können. Im vergangenen November erhielt Gelperin ein Patent auf das Gerät.

Gelperin freut sich, sein Wissen aus der Neurobiologie anwenden zu können, um reale Probleme zu lösen. Er räumt jedoch ein, dass nicht jeder in den Labors die Notwendigkeit akzeptiert hat, ihre wissenschaftlichen Erkenntnisse anzuwenden. Manche Leute wollten einfach nicht so denken, sagt er. Sie hatten ihre reine Wissenschaft und pure war mit einem großen P.“ Und sie wollten sich einfach nicht darum kümmern.

90 Prozent des Universums

Wenn Gelperins Forschung eine fruchtbare Mischung aus Grundlagen und Angewandtem ist, scheint die von Tony Tyson auf den ersten Blick rein fundamental zu sein. Tyson ist einer der herausragenden Astrophysiker der Welt. Als sein Name auftaucht, ist Cherry Murray trocken: Er hat 90 Prozent des Universums entdeckt – was soll man sagen?

Ihre Aussage ist nur etwas oberflächlich, da der Bell Labs-Forscher einen Weg gefunden hat, kosmische Dunkle Materie abzubilden, die unsichtbare fehlende Masse, von der angenommen wird, dass sie etwa 90 Prozent der Gesamtmasse des Universums ausmacht. Tyson hat damit begonnen, die Details auszufüllen. Aber er schätzt, dass ich bei dem Tempo, das wir derzeit fahren, noch 50 Jahre brauchen werde.

Die Idee, dass unsichtbare dunkle Materie existiert, gibt es seit den 1930er Jahren. Aber die Theorie zog bis in die späten 1970er Jahre nur wenige Anhänger an, als moderne Techniken bewiesen, dass das sichtbare Universum nicht annähernd genug Masse enthält, um die Bewegungen von galaktischem Gas und Staub zu erklären – ein sicheres Zeichen dafür, dass da draußen etwas anderes eine starke Gravitation ausübt Wirkung. Frühe Theorien haben Neutrinos für die fehlende Masse angezapft, aber diese Teilchen wurden seitdem als Hauptakteure ausgeschlossen. Tysons Wette gilt einer Kombination aus unbekannten Objekten und Ereignissen, einschließlich schwach wechselwirkender massiver Teilchen oder WIMPs, magnetischer Wesenheiten, die Axionen genannt werden, kosmischen Strings und Zusammenbrüchen in der Gleichförmigkeit des Raum-Zeit-Kontinuums.

Der 29-jährige Veteran der Bell-Forschung jagt seit 1977 kosmische Dunkle Materie. Ich bin ein Prospektor, sagt Tyson. Ich sollte einen Esel, einen Hut, eine Feldflasche und eine Spitzhacke haben. Seine Arbeit verwendet sogenannte Gravitationslinsen, um diese unsichtbare dunkle Materie abzubilden. Jede Masse übt eine Anziehungskraft aus, die das Licht von etwas dahinter in Bezug auf einen Beobachter beugt oder ablenkt. Es ist eine sehr unvollkommene Linse, wie der Blick durch eine Cola-Flasche. Wenn also beispielsweise etwas zwischen der Erde und einer entfernten Galaxie liegt, erkennen Astronomen, die mit der richtigen Kameraempfindlichkeit und Verarbeitungssoftware ausgestattet sind, mehrere Bilder dieser Galaxie. Die Verteilung dieser Bilder macht es möglich herauszufinden, wie viel Masse da draußen das Licht beeinflusst.

Dunkle Materie sammelt sich oft um sichtbare Objekte wie Galaxien. In einem von Tysons Experimenten wurde das Hubble-Weltraumteleskop auf einen Haufen von mehreren hundert Galaxien in etwa 2 Milliarden Lichtjahren Entfernung von der Erde im Sternbild Fische gerichtet, das eine gute Wahl für eine Gravitationslinse zu sein schien. Tatsächlich nahm Tyson mindestens acht Bilder oder Teilbilder einer anderen Galaxie hinter dem Haufen auf, eine systematische Verzerrung, die das Vorhandensein einer großen Menge dunkler Materie offenbarte. Mithilfe der Tatsache, dass einzelne Galaxien innerhalb des Haufens als kleinere Linsen dienten und feine Details ihrer Massen enthüllten, erstellten Tyson und seine Mitarbeiter Greg Kochanski und Ian Dell’Antonio eine Karte, die die Verteilung der kosmischen Dunklen Materie in beispielloser Auflösung zeigt. Ihre Karte wurde diesen Mai in den Astrophysical Journal Letters veröffentlicht. Weitere Daten werden von Hubble und der speziellen Big Throughput Camera geliefert, die von Tyson und dem Astronomen Gary Bernstein der University of Michigan gebaut wurde. Es ist an einem Teleskop im Norden Chiles installiert und bietet das 200-fache des Hubble-Sichtfelds.

Ein Rückschlag?

Tony Tyson mag wie ein Rückfall in die alten Wege erscheinen und einer Faszination nachgehen, die keine offensichtliche Beziehung zu Lucents Geschäft hat. Aber auch er entspricht nicht ganz dem alten Bell-Labs-Modell. Neben seiner Grundlagenforschung hat der Astrophysiker auch an mehreren angewandten Projekten gearbeitet. Darüber hinaus hat er bei der Jagd nach kosmischer Dunkler Materie die Entwicklung ladungsgekoppelter Geräte zur Bilderkennung vorangetrieben und dazu beigetragen, neuartige Bildverarbeitungssoftware-Fortschritte zu entwickeln, die in eine automatisierte Fingerabdruckerkennungstechnologie integriert wurden, die Schlösser ersetzen soll, und eine wertvolle Fehleranalyse Werkzeug, das die Oberflächentemperaturen von Halbleitern abbildet, während diese noch in der Produktion sind.

Tysons Arbeit – wie die von Alan Gelperin – kann verwendet werden, um zu veranschaulichen, wie sich Lucents Aufmerksamkeit für Anwendungen auszahlen kann. Umgekehrt kann damit gezeigt werden, dass Unternehmen uneingeschränkte Wissenschaft unterstützen sollten, denn weitreichende Studien können sich dort auszahlen, wo sie nicht immer erwartet werden.

Tatsächlich bemängeln Kritiker der neuen Bell Labs hauptsächlich, dass das Streben nach Relevanz wissenschaftliche Untersuchungen zu stark eingeschränkt hat – eine Strategie, die letztendlich dazu führen wird, dass die Art von Durchbrüchen verpasst wird, die das Labor zum Ruhm brachten. Viele der Kritiker kamen von den Mitarbeitern des Labors selbst. Die Moral brach in den frühen 1990er Jahren ein, als die Änderungen umgesetzt wurden. Zahlreiche erfahrene Forscher geben auf; so viele landeten an der University of California in Santa Barbara, dass die Leute in Murray Hill anfingen, die Schule Bell Labs West zu nennen.

Der ehemalige Bell-Labs-Forscher Charles Townes, der Erfinder des Maser-Nobelpreisträgers und einer der Ausbilder von Arno Penzias an der Columbia, versteht den Grund für die Veränderungen und weiß nicht, was hätte anders gemacht werden können. Dennoch spürt er, dass ein Großteil des Pioniergeistes von Bell verfliegt.
Der Verlust sei besonders bedauerlich, sagt er, denn mehr als an fast jeder Universität brachten die Labore Weltklasse-Wissenschaftler mit Experten aus Bereichen wie Elektronik oder Antennendesign zusammen – ein enormes Klima der Entdeckungen. Bell Labs war ein eher ungewöhnlicher und außergewöhnlicher Ort, bemerkt Townes. Es konnte sich lange Zeit von anderen Unternehmen unterscheiden, weil es ein Monopol war. Jetzt, da es wie jedes andere Unternehmen funktioniert, halte ich es für einen großen Verlust für das Land, fügt er hinzu.

Tyson stimmt Townes im Allgemeinen zu, sagt jedoch, dass die Dynamik der Entdeckung heute tatsächlich besser sein könnte als je zuvor seit den 1950er Jahren. Ein verstärkter Fokus auf Relevanz hat die Forscher kurzfristig unter Druck gesetzt und es schwieriger gemacht, reine Wissenschaft zu betreiben. Allerdings, sagt er, denke ich, dass es gesund ist, diese Spannung zu haben. Sonst sitzt du nur im Elfenbeinturm und tust nichts für irgendjemanden. Es hilft wirklich, in die Bedürfnisse des Unternehmens einzutauchen und gleichzeitig neue Entdeckungen zu machen. Wenn Sie in andere Cross-Streams von Technologie, Ideen und Anforderungen eintauchen, ist dies ein sehr reichhaltiges Umfeld für völlig neue Ideen.

Eine dritte Perspektive kommt von Penzias. Er stimmt mit seinem ehemaligen Mentor Townes überein, dass einige der besonderen Qualitäten von Bell verschwunden sind. Es gibt viel in dem, was Charlie sagt, besonders in den Naturwissenschaften, gibt er zu. Ich muss sagen, es ist etwas verloren gegangen. Dieser Verlust ist jedoch nicht nur der industriellen Forschung vorbehalten. Nichts ist, wie es einmal war. Vor allem nicht die wiedergeborenen Bell Labs.

verbergen