Universität St.Gallen

Öffentliche Vorlesungen Frühjahrssemester 2015

Natur als Vorbild und Inspiration

Die Menschheit hat sich im Laufe des Holozäns nach und nach von ihrer ursprünglichen Verbindung mit der Natur emanzipiert und sich – vor allem dank Naturwissenschaft und Technik – eine mehr und mehr künstliche Welt geschaffen. Sowohl die technischen wie auch die gesellschaftlichen Probleme sind dadurch aber nicht kleiner geworden, und wir realisieren zunehmend, dass sich die globalen Rahmenbedingungen der natürlichen Systeme nicht überlisten lassen. In unserer "postindustriellen" Gesellschaft besteht deshalb wieder ein weit verbreitetes Bedürfnis, sich sowohl spirituell wie auch materiell mit unserem ursprünglichen Substrat auseinanderzusetzen und daraus grundlegende Erkenntnisse sowohl für den Alltag wie auch für hoch spezialisierte Anwendungen abzuleiten. Anhand ausgewählter Beispiele soll die heutige Auseinandersetzung mit Vorbildern aus der Natur und deren Auswirkungen für die moderne Gesellschaft aufgezeigt werden.

Henry Naef Unterstützt durch die

Das Meistern von sozialer Komplexität mit Lösungen aus der Natur: Vom Ökosystem zu intelligenten Organisationen der Gesellschaft

Fredmund Malik, Prof. Dr. oec. habil. Malik Management Zentrum St. Gallen AG 25. Februar 2015

Die Grosse Transformation21 in eine Neue Welt der Komplexität Wirken zwei Dinge oder Personen zusammen, so gibt es zwischen ihnen zwei Beziehungen. Damit können wir zumeist gut umgehen. Wirken aber zehn Dinge oder Personen zusammen, so gibt es zwischen ihnen bereits hundert Beziehungen, die sich in Struktur und Inhalt ständig verändern können. So entsteht soziale Komplexität. Komplexität ist sich ständig verändernde Vielfalt, die aus einer immer schneller zusammenwachsenden Welt entsteht. Schon eine geringfügige Vermehrung der Elemente treibt die Zahl ihrer potentiellen Beziehungen in astronomische Grössenordnungen. Um mit dieser zuverlässig umzugehen, genügen der gesunde Menschenverstand allein und auch konventionelle Managementmethoden in den gesellschaftlichen Organisationen immer weniger. Nun sind wir Teilnehmer in einem weltweiten, sich selbst beschleunigenden Prozess, durch den immer mehr Lebensbereiche unter anderem durch moderne Kommunikationstechnologie immer dichter zusammenwachsen und sich gegenseitig untrennbar vernetzen. Dies ist der Hauptgrund für die exponentielle Zunahme von Komplexität, die aus dem Ineinandergreifen der Vernetzungen entsteht. Aufgrund dieser Dynamik stehen Wirtschaft und Gesellschaft weltweit inmitten in einer der tiefgreifendsten Umwandlungen der Geschichte von einer vergleichsweise einfachen Welt, die man noch besser verstehen konnte, in eine immer komplexere Welt mit neuen und ständig wechselnden Herausforderungen. Die „Büchse der Pandora“ steht weit offen für soziale Katastrophen ebenso wie für segensreiche Innovationen. Für diesen Prozess der fortgesetzten Komplexifizierung verwende ich seit 1997 die Bezeichnung „Die Grosse Transformation21“, in der demografische, ökologische und technologische Kräfte sowie auch tief verankerte soziale und politische Systemschwächen zusammen wirken. Mit herkömmlichen Denkweisen kann man diese neue Welt immer weniger verstehen. Kompliziert oder komplex? Um komplexe Systeme zu verstehen, muss man unterscheiden zwischen Komplexität und Kompliziertheit. Zum Beispiel ist eine Uhr kompliziert, aber sie ist nicht komplex. Mit genügend Zeit und Computerressourcen können wir komplizierte Systeme, wie eine Uhr oder ein Smartphone, bis ins Detail verstehen. Hingegen können wir komplexe Systeme, etwa eine Gesellschaft, oder das menschliche Gehirn oder ein natürliches Ökosystem aus prinzipiellen und nicht zu beseitigenden Gründen in ihren Details nicht verstehen, weil wir an die grundsätzlichen Grenzen des Wissbaren stossen. In ihrem Verhalten sind komplexe Systeme nicht analysierbar und nicht vorhersehbar. Greift man von aussen in solche Systeme ein, muss man 2

immer mit unbeabsichtigten Nebenwirkungen, d. h. mit Überraschungen rechnen. Dies ist denn auch eine der Sorgen etwa von Ökologen, dass der Mensch in die komplexen Ökosysteme eingreift, ohne sich der Folgen bewusst zu sein, die seine Eingriffe dort bewirken. Aber auch in der Pharmaforschung und Gentechnologie sind die unbekannten Nebenwirkungen von Eingriffen in biologische Systeme eine der grossen, auch ethischen Herausforderungen. Komplexität nützen mit system-kybernetischem Management Komplexität hat zwei Gesichter: Sie ist Gefahr und Chance zugleich. Einerseits ist sie, wenn man sie nicht versteht, der Grund für die zunehmende Überforderung und schliesslich für den Stress-Kollaps von Systemen, seien es Menschen, technische Systeme oder neuerdings das Finanzsystem. Andererseits ist Komplexität aber auch der Rohstoff für Information, Intelligenz und Kreativität, wenn man sie zu nutzen versteht. „Alle höheren Eigenschaften resultieren aus mehr Komplexität“, wie der Biologe Karsten Bresch treffend sagt. Zumeist werden aber vor allem die Gefahren der Komplexität gesehen und daher versucht man, die Komplexität zu reduzieren. „Keep it simple...“ – ist eines der geflügelten Worte im Management. Ebenso wichtig ist es aber, die positiven Seiten der Komplexität zu beachten und diese zu nutzen für ein immer besseres Funktionieren von gesellschaftlichen Organisationen, die unausweichlich unter immer komplexeren Bedingungen arbeiten müssen, die man gar nicht reduzieren kann. Dafür braucht man aber eine neue Art von Denken und eine spezielle Art des darauf aufbauenden System-Managements. Die herkömmlichen Wissenschaften, wie Ökonomie und und Politologie genügen dafür aber nicht. Diese müssen den durch die sogenannten Komplexitätswissenschaften, Kybernetik komplexer Systeme und auch die Bionik. Dies systemkybernetisches Management, das unter anderem gen der Natur auf soziale Systeme zu übertragen.

Betriebswirtschaftslehre, Soziologie vielmehr ergänzt und erweitert werprimär durch die Systemtheorie, die sind die Grundlagen für ein bio- und auch die Bionik dafür nutzt, Lösun-

Denn die Systeme der Natur haben Eigenschaften und Fähigkeiten, die wir gerade in den heutigen Zeiten grosser Umwandlungen und steigender Komplexität für eine gesunde Weiterentwicklung von Wirtschaft und Gesellschaft dringend benötigen. Unter anderem sind organisch-evolutionäre Systeme hoch effizient. Sie verschwenden keine Ressourcen und produzieren keinen Abfall. Sie sind flexibel und anpassungsfähig, sie können lernen, und sie sind lebensfähig. Nachhaltigkeit muss ihnen nicht künstlich aufgepfropft werden, sondern ist als Wesensmerkmal bereits eingebaut. Wir können von natürlichen Systemen auch lernen, was gesundes Wachstum ist, und wie wir es von krankem Wachstum unterscheiden. Sie können durch ihre spezielle Informationsverarbeitung in Echtzeit reagieren, und sie funktionieren zuverlässig durch die ebenfalls eingebaute Selbstregulierung, Selbstorganisation und Evolution. Fredmund Malik

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Kreative Naturfotografie: Vom dokumentarischen Abbild zur Kunst

Martina Weise Fotografin und Trainerin D-91746 Weidenbach 11. März 2015

Die Definition eines „guten Fotos“ hängt von der Zielsetzung und der Sichtweise ab. Aus botanischer Sicht ist ein „gutes Foto“ ein anderes als aus emotionaler oder kreativer Sicht. Während es bei der dokumentarischen Fotografie mehr um korrektes Abbilden geht, gilt es in der künstlerischen Naturfotografie, den Pfad der gewohnten Sehweise zu verlassen und mehr den Emotionen und spontanen Eingebungen zu folgen. Bei aller Kreativität und fotografischer Freiheit ist aber auch ein fundiertes Wissen um die "Regeln" der Bildgestaltung, Bildsprache und Perspektive sowie deren Einfluss auf die Bildwirkung unerlässlich. Was möchte ich als Fotograf dem neutralen Betrachter meines Bildes vermitteln? Welches sind die bildprägenden/wichtigen Inhalte? Diese Fragen sollte sich der engagierte Fotograf vor jeder Aufnahme stellen. Eine Antwort hierauf ist bei konventionellen Naturaufnahmen relativ einfach; je experimenteller und künstlerischer jedoch die Intention, umso sorgfältiger sollte die Definition aller bildgestalterischen Aspekte ausfallen. Präzise Analyse einerseits und spielerisches, emotionales Herangehen andererseits gehen bei der kreativen Fotografie Hand in Hand. Was dem Maler Pinsel und Palette, ist dem Fotografen Kamera und Licht. Fotografieren bedeutet schließlich wörtlich „mit Licht malen“, die künstlerische Fotografie ist das Malen mit der Kamera. Im Vortrag erläutert die Referentin dies anschaulich anhand vieler Bilder. Martina Weise

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Therapie mit Arzneipflanzen – Phytotherapie zwischen Tradition und Moderne

Beat Meier, Prof. Zürcher Hochschule für angewandte Wissenschaften Life Science und Facility Management, Institut für Biotechnologie und Schweizerische Medizinische Gesellschaft für Phytotherapie 8820 Wädenswil 25. März 2015

Die Arzneipflanze als solche hat in der heutigen Medizin nach wie vor eine wichtige Position, so z.B. als Lieferant von Rohstoffen zur Herstellung wichtiger Arzneimittel. Ein erheblicher Teil der neu eingeführten synthetischen Wirkstoffe hat ein Vorbild in der Natur. An neueren Entwicklungen zu erwähnen sind das Taxol und dessen Derivate, Galanthamin und Artemisinin. So innovative Arzneimittel wie Taxol respektive Taxotere , Reminyl und Riamet ent®

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halten eigentliche oder leicht abgewandelte Naturstoffe. Daneben stehen die eigentlichen pflanzlichen Arzneimittel. Zum Teil werden sie ganz selbstverständlich angewendet: Zubereitungen aus Kamille sind in vielen Spitälern, Arztpraxen und Haushalten als entzündungshemmende Mittel anzutreffen. In der sogenannten Volksmedizin haben die Arzneipflanzen seit jeher eine wichtige Rolle gespielt. Und schliesslich ist es noch gar nicht so lange her, dass sich auch die „Mainstream-Medizin“ der Arzneipflanzen bediente. Noch vor fünfzig Jahren produzierten renommierte Firmen wie Sandoz und Boehringer wichtige Produkte, die Extrakte aus Pflanzen enthielten zur Behandlung der Herzinsuffizienz. Die Phytotherapie befindet sich heute zwischen verschiedenen Positionen. Sie ist ein Bindeglied zwischen „Mainstream-Medizin“ und Komplementärmedizin, sie arbeitet mit moderner Pharmakologie, um Wirkprinzipien zu ergründen und bedient sich parallel dazu naturheilkundlicher Ansätze und Überlegungen, um die Wirkung ihrer Zubereitungen zu erklären. Der ganze Problemkreis mündet in die Frage, ob ein komplexes System, das ein Mensch mit oder ohne gesundheitliche Probleme zweifelsohne darstellt, ausschliesslich mit chemisch definierten Substanzen therapiert werden kann, oder ob das auch mit einem komplexen System, z.B. einem Arzneipflanzenextrakt, in dem nur einige wenige Substanzen bekannt sind, möglich ist.

Beat Meier

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Landschaften – Faszination, Inspiration, Verständnis

Oskar Keller, Dr. phil. II Geologe, 9450 Lüchingen 8. April 2015

Der Begriff „Landschaft“ beinhaltet in diesem Zusammenhang die ihr zu Grunde liegenden geologischen und/oder morphologischen Aspekte. Die Ansicht einer Landschaft, sei es eine Grossregion oder nur ein begrenzter Ausschnitt, sei es in der Natur draussen oder in Bild und Karte, kann durch ihre Gesamtgestalt oder durch ihr besonderes Aussehen oder durch ihre Einzigartigkeit den Betrachter in ihren Bann ziehen und Staunen auslösen – Faszination. In der Folge regt die Faszination zum Nachdenken an und führt zur Frage nach dem Wieso, nach den Gründen für eben diese Erscheinungsformen. Dabei wird es wahrscheinlich bereits erste Versuche zur Deutung geben – Inspiration. Darauf aufbauend möchte auch die Entstehung, das Zustandekommen verstanden werden. Die Suche nach den Ursachen und Prozessen der Genese einer Landschaft mündet schliesslich im Verstehen der Bildungsvorgänge – Verständnis. Im Vortrag wird eine Auswahl von sehr verschieden gearteten „Landschaften“ vorgestellt und nach der Vorgabe Faszination – Inspiration – Verständnis behandelt und erklärt. Es sind dies Gebirgslandschaften, Eiszeitlandschaften und Aufschüttungslandschaften, jeweils mit verschiedenen Beispielen. Zusatzbemerkung: Der Titel der ganzen Vorlesungsreihe „Die Natur als Vorbild und Inspiration“ enthält auch den Begriff „Vorbild“. Das bedeutet, dass aus der Natur abgeleitet Schlüsse zum Nutzen des Menschen gezogen und Anwendungen vorgestellt werden. In diesem heutigen Vortrag zu Landschaften muss der Aspekt „Vorbild für …… “ entfallen.

Oskar Keller

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Der Ingenieur Leonardo da Vinci – Die Entdeckung eines Erfinders

Helmut Hilz, Dr. rer. pol. Bibliotheksdirektor am Deutschen Museum D-80538 München 22. April 2015

Das Jahr 1452 stellt eine tiefe historische Zäsur dar: Johannes Gutenberg beginnt mit dem Druck der Bibel und leitet damit die Medienrevolution der Frühen Neuzeit ein. Das Zeitalter der Handschriften geht seinem Ende entgegen und der Buchdruck tritt an seine Stelle. Doch wird in diesem Jahr mit Leonardo da Vinci auch ein Künstler geboren, der heute auch für seine technischen Visionen bekannt ist. Aber erst gegen Ende des 19. Jahrhunderts wurde sein technisches Schaffen der Öffentlichkeit bekannt. Da Leonardo kein einziges Buch im Druck veröffentlicht hat, blieben seine Erfindungen und technischen Utopien unbekannt bis kurz vor 1900 erste Reproduktionen seiner Handschriften im Druck erschienen. Diese bildeten die Grundlage für die heute allgemein bekannten Rekonstruktionen seiner Maschinen. Damit wurde aus dem bislang nur als Künstler wahrgenommenen Leonardo auch der geniale Erfinder. Der Vortrag zeichnet den Weg der Handschriften Leonardos an die Öffentlichkeit nach und wirft zugleich einen Blick auf die technische Literatur der Frühen Neuzeit. Zum Referenten: Helmut Hilz hat an der Universität München Sozial- und Wirtschaftsgeschichte, Geschichte und Volkswirtschaftslehre studiert und mit einer technik- und wirtschaftshistorischen Arbeit promoviert. Nach dem Studium absolvierte er die Ausbildung zum wissenschaftlichen Bibliothekar. Seit 1998 leitet er die Bibliothek des Deutschen Museums in München. Zugleich ist er als Dozent für Buch- und Bibliotheksgeschichte tätig. Seine wissenschaftlichen Interessen gelten der Geschichte des technischen Buchs und der technischen Bibliotheken, der Buchforschung sowie der Wirtschafts- und Technikgeschichte Bayerns. Den Schwerpunkt seiner Veröffentlichungen bilden Publikationen zur Bibliotheks- und Buchgeschichte.

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Flexible Solarzellen? Künstliche Photosynthese unter Anleitung aus der Natur

Artur Braun, Dr. sc. ETHZ EMPA, Laboratory for High Performance Ceramics 8600 Dübendorf 13. Mai 2015 „I don’t mind nuclear energy. Provided, it comes from the sun, 100 million miles away, where it is safe.” So lautete die Antwort meines Kollegen. Die Sonne ist unsere primäre Energiequelle und liefert uns in Form erneuerbarer Energien zum Beispiel elektrischen Solarstrom aus Photovoltaikanlagen. Theoretisch liesse sich aller Strom so aus Sonnenenergie gewinnen. Immerhin verbrauchen wir 20% des weltweiten Energiekonsums in Form von Elektrizität. Die restlichen 80% setzen sich aus allen möglichen Arten von Brennstoffen zusammen: fossil, Biomasse, nuklear, ... . Könnte man diese auch mittels Sonnenenergie ersetzen? Jedenfalls wird darüber schon seit 100 Jahren nachgedacht und seit 50 Jahren auch daran gearbeitet. Das Rezept dazu heisst künstliche Photosynthese und ist im Prinzip der natürlichen Photosynthese der Pflanzen abgeschaut, welche aus den Zutaten Wasser, Kohlendioxid und Sonnenkraft Kohlenwasserstoffe herstellen. Methanol wäre ein schöner solcher Kohlenwasserstoff, mit dem man etwa das Auto tanken könnte. Allerdings tun sich die Köche mit dem Rezept noch etwas schwer, und die so heiss ersehnten solaren Brennstoffe lassen noch auf sich warten. Ich stelle in meinem Vortrag das Prinzip der photoelektrochemischen Wasserspaltung vor und erläutere eine Reihe von technischen Problem, die uns vom wirklich grossen Erfolg noch etwas abhalten. Dabei erörtere ich auch die Möglichkeiten, bio-organische Komponenten in die nötigen Prozesskreisläufe zu integrieren.

Artur Braun 8

Programm der Ringvorlesung

Thema:

Natur als Vorbild und Inspiration

Leitung:

Dr. H. Naef, Speicher; Dr. O. Keller, Lüchingen; Dr. K. Frischknecht, Fontnas

25. Feb.

Das Meistern von sozialer Komplexität mit Lösungen aus der Natur: Vom Ökosystem zu intelligenten Organisationen der Gesellschaft Fredmund Malik, Prof. Dr. oec. habil.. Malik Management Zentrum St. Gallen AG 9001 St. Gallen

11. März

Kreative Naturfotografie – vom dokumentarischen Abbild zur Kunst Martina Weise, fotoWEISE – bild&lyrik D-91746 Weidenbach

25. März

Therapie mit Arzneipflanzen – Phytotherapie zwischen Tradition und Moderne Beat Meier, Prof. Zürcher Hochschule für angewandte Wissenschaften 8820 Wädenswil

08. April

Landschaften – Faszination, Inspiration, Verständnis Oskar Keller, Dr. phil. II Geologe 9450 Lüchingen

22. April

Der Ingenieur Leonardo da Vinci – Die Entdeckung eines Erfinders Helmut Hilz, Dr. rer. pol. Bibliotheksdirektor, Deutsches Museum München D-80538 München

13. Mai

Flexible Solarzellen? Künstliche Photosynthese unter Anleitung aus der Natur Artur Braun, Dr. sc. ETHZ EMPA 8600 Dübendorf

Ort der Veranstaltungen: Tag und Zeit:

Universität St. Gallen, Hauptgebäude, Hörsaal 01-011 jeweils Mittwoch, 20:15 – 21:45 Uhr

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