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Michele Parrinello oder die Lust an der Wissenschaft

Michele Parrinello mit seinem wichtigsten Arbeitsinstrument. Keystone

Die Geschichte von Michele Parrinello ist eine Geschichte von Leidenschaft und Erfolg. Der 66-jährige Italiener kann auf eine brillante Karriere als Physiker zurückschauen. An der Uni Lugano erhält er am Montag den Marcel-Benoist-Wissenschaftspreis.

Dieser Inhalt wurde am 27. November 2011 - 08:00 publiziert
Andrea Clementi, swissinfo.ch

Unter geografischen Gesichtspunkten gleicht das Leben von Michele Parrinello einer Reise nach Norden, um dann wieder in Gegenrichtung zu verlaufen. Von Sizilien ging er nach Stuttgart, wo er von 1994 bis 2001 das anerkannte Max-Planck-Institut leitete; danach bewegte er sich schrittweise wieder nach Süden.

Er war Direktor des Zentrums für Hochleistungsrechnen in Manno (Tessin) und unterrichtet jetzt Computational Science (Wissenschaftliches Rechnen) an der Universität der italienischen Schweiz. Ausserdem hat er in der Privatindustrie gearbeitet, etwa bei IBM in Rüschlikon (Schweiz).

Doch wie entstand seine Leidenschaft für Physik? "Wie viele Dinge im Leben wurde meine Karriere durch einige Zufälle beeinflusst. Ich entschied mich, Physik zu studieren, weil ich natürlich eine Neigung zu diesem Fach hatte. Nach meinem Universitätsabschluss traf ich dann Aneesur Rahman, einen grossartigen Wissenschafter, der den Computer benutzte, um numerische Simulationen auszuführen. In diesem Moment veränderte sich meine Karriere schlagartig", erzählt der Professor. Das Interesse für den Computer und das wissenschaftliche Rechnen war geweckt.

Computational science

In der Begründung für die Verleihung des Marcel-Benoist-Wissenschaftspreises - die wichtigste wissenschaftliche Auszeichnung der Schweiz - wird insbesondere der aussergewöhnliche Beitrag von Michele Parrinello "für die informatischen Modelle im Bereich der Molekular-Dynamik" gewürdigt. Doch was bedeutet das genau?

Michele Parrinello antwortet so: "Im vergangenen Jahrhundert wurden sehr genaue Theorien entwickelt, welche mittels bestimmter Gleichungen die sie umgebende Materie beschreiben. Gleichzeitig haben sich die Rechner stark entwickelt. Ihre Leistungen verdoppeln sich praktisch alle 18 Monate. Die Gleichungen lassen sich so leichter lösen. Um aber auf die Lösungen zu kommen, braucht es so genannte Algorithmen."

Die Algorithmen sind extrem effiziente Rechenmethoden. Ein konkretes Beispiel: Nur dank Algorithmen vermag die Internet-Suchmaschine von Google in wenigen Sekunden auf weltweit Millionen von Webseiten diejenigen Einträge zu finden, die gesucht werden. "Ohne diese Algorithmen würden auch die grössten Rechner und Computer nicht funktionieren", sagt Parrinello.

Die Kombination von drei Faktoren – vernünftige Gleichungen, leistungsstarke Rechner und gute Algorithmen – erlaubt es, das Verhalten der Materie am Computer zu simulieren. Die Anwendungsbereiche sind vielfältig. "Beispielsweise können Kaffeearomen analysiert werden, oder die Leistungsfähigkeit von Batterien und Solarzellen erhöht werden, oder Impfstoffe gegen die verschiedenen Formen von Influenza entwickelt werden", so Parrinello.

Trotz der Fortschritte bei den Rechenleistungen unterstreicht Parrinello die Wichtigkeit von Experimenten in Labors. "Man denke nur an ein neues Heilmittel. Neben den Heilungseffekten muss es unbedingt in Bezug auf mögliche Nebenwirkungen getestet werden."

"Unter dem Strich", meint der Forscher, "ist die moderne Physik tragkräftiger und stabiler geworden, da sie auf drei Säulen fusst: der Theorie, dem Experiment sowie dem Computer."

Gestützt durch die Gesellschaft

Parrinello hat im Laufe seiner Karriere in verschiedenen Ländern gearbeitet. Wie schätzt er die wissenschaftliche Forschung in der Schweiz ein? "Die Schweiz ist ein kleines Land mit einer beachtlichen wissenschaftlichen Produktion. So ist beispielsweise die Zahl der Nobelpreisträger enorm hoch, auch wenn dies nur ein Faktor in der Beurteilung der wissenschaftlichen Gemeinschaft darstellt", antwortet Parrinello.

Und weiter: "Die Finanzierung der wissenschaftlichen Forschung kann insgesamt als gut bezeichnet werden. Es zeigt sich vor allem ein wirkliches Interesse der Gesellschaft gegenüber der Forschung, die als zentrales Element für den Wohlstand gesehen wird. Ein kleines Land vertraut auf den Einfallsreichtum der Wissenschafter, um wettbewerbsfähig zu sein."

Glühende Leidenschaft

Michele Parrinello ist selbst von einer glühenden Leidenschaft für die wissenschaftliche Forschung getrieben: "Ich habe das Glück, einen wunderbaren und manchmal auch nützlichen Beruf auszuüben. Die Tätigkeit ist zudem abwechslungsreich, voll von Herausforderungen und emotiven Aspekten. Wissenschaft, Religion, Rasse, Verdienst oder Alter spielen keine Rolle, aber die Freude der Gemeinschaft der Forschenden an der Forschung."

Parrinello unterstreicht in dieser Hinsicht die Wichtigkeit, junge Leute für die Wissenschaft zu begeistern. "Leider hat die Wissenschaft ein Imageproblem. In Filmen werden Wissenschafter häufig wie asoziale Verrückte gezeichnet, Leute mit gläsernem Blick und abstehenden Haaren. Dazu kommt die Angst vieler Leute vor den Produkten wissenschaftlicher Forschung – man denke nur an die gentechnisch veränderten Organismen."

Parrinello beendet seine Ausführungen mit einer letzten Überlegung: "Der wichtigste Moment im Leben, um Naturwissenschaften lieben zu lernen, ist nicht die Universität, sondern das Gymnasium. Es ist daher unerlässlich, in den Schulen gute und motivierte Lehrer in den wissenschaftlichen Fächern zu haben, welche ihre Schüler nicht nur mit Rechenübungen quälen und langweilen."

Michele Parrinello

Michele Parrinello wurde 1945 in Messina (Italien) geboren und begann seine Karriere als Physiker an der SISSA in Triest. Er war am IBM-Forschungslabor Zürich tätig und als Direktor am Max-Planck-Institut für Festkörperforschung in Stuttgart (Deutschland). Von 2001 bis 2003 leitete er das Schweizer Zentrum für Hochleistungsrechnen CSCS in Manno (Schweiz).

Parrinello hält seit 2001 eine Doppelprofessur für Computational Science an der Universität der italienischen Schweiz und an der ETH Zürich. Er hält sich hauptsächlich in Lugano auf.

Zusammen mit Roberto Car entwickelte er 1985 die so genannte Car-Parrinello-Methode, die im Bereich der Berechnung von elektronischen, strukturellen und dynamischen Eigenschaften von Festkörpern, Flüssigkeiten und Molekülen einen Durchbruch ermöglichte.

Er hat sich auch einen Namen mit der Parrinello-Rahman Methode in der Molekulardynamik gemacht, welche es ermöglicht, Phasenübergänge im Festkörper unter Druck zu untersuchen.

Die Forschungsarbeiten in Lugano beschäftigten sich hauptsächlich mit der Metadynamik, welche es erlaubt, die Entwicklung und Organisation von komplexen Systemen wie Proteinen mit beschränkten Rechenkapazitäten vorherzusagen.

Für seine Arbeiten wurde er mit zahlreichen Preisen ausgezeichnet, darunter 2009 der Preis Dirac, den er gemeinsam mit Roberto Car erhielt.

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Marcel Benoist

Marcel Benoist wird 1864 in Paris geboren. Er wächst in einer Familie des gehobenen Bürgertums auf. Er folgt dem Berufsweg seines Vaters und studiert Rechtswissenschaften.

Aus nicht bekannten Gründen gibt er 1898 sein Berufsleben auf und beginnt durch Europa zu reisen, um sich allgemeine kulturelle Kenntnisse anzueignen. Er lebt in der Liegenschaft der Familie in Les Aulnes nahe Paris und widmet sich der Literatur, der Wissenschaft und Kunst.

1911 verlegt er sein Vermögen und seine Sammlungen in die Schweiz, namentlich nach Lausanne, wo er sich 1914 niederlässt. 1918, im Alter von nur 54 Jahren, stirbt er in Paris an Pocken.

Vor seinem Lebensende vermacht er sein Vermögen der Schweiz zur Einrichtung einer Stiftung und einem jährlich zu vergebenden Marcel-Benoist-Wissenschaftspreis.

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