Forschung 08.12.2000, 17:27 Uhr

Ein Zuhause für Nobelpreisträger

Die „Bell Laboratories“ im amerikanischen Murray Hills sind wohl die produktivste Patentschmiede der Kommunikations- und Informationstechnik. Die preisgekrönten Forscher haben hier die nötige Ruhe und Zeit.

Wenn man die Achse suchte, um die sich die Welt der Telekommunikation dreht, dann könnte man sie in Murray Hills finden. Etwa eine Autostunde von New York entfernt liegt der beschauliche kleine Ort im US-Bundesstaat New Jersey: Kleine Holzhäuser in frischen Farben reihen sich an Asphaltstraßen zu einer gewöhnlichen Kleinstadtkulisse. Der lang gestreckte Bau aus den dreißiger Jahren mit den obligatorischen Parkplätzen davor und der ausgedehnten Parkarchitektur dahinter würden kaum auffallen, wenn nicht das Schild „Bell Laboratories“ aufgestellt worden wäre.
Hier also soll die Wiege der modernen Telekommunikation und Computerindustrie liegen? Zwischen 1925 und 1995 haben die Bell-Laboratories durchschnittlich ein Patent pro Geschäftstag erhalten, unter anderem für die erste Fax-Übermittlung im Telefonnetz. Die kurz „Bell Labs“ genannte Ideenschmiede konzentriert ihre Anstrengungen auf Schlüsseltechnologien: Software, Drahtlos- und Breitbandnetze, digitale Signalverarbeitung, Mikroelektronik und Photonentechnik.
Im Eingansfoyer sieht Alexander Graham Bell von einem drei Meter hohen Podest auf die Besucher hinab. Streng ist sein Blick, so als wollte er jeden dazu ermahnen, diese eine Erkenntnis nie mehr außer acht zu lassen: „Nur wer die gewohnten Pfade verlässt, hat die Gelegenheit, Neues zu entdecken“, zitiert die Inschrift auf der Tafel unter seiner Büste den Namengeber der Forschungsstätte.
Heute gehen in den Bell Labs mehr als 1000 Wissenschaftler aus 25 Nationen ihren Ideen nach. Dass Wahrheit in Graham Bells Satz liegen muss, beweisen die vielen Tafeln an den Wänden im Eingangsbereich mit Bildern verdienter Wissenschaftler, die diesem Motto gefolgt sind. Einer von ihnen ist auch der Deutsche Horst Stormer, der gemeinsam mit Robert C. Laughlin und Daniel C. Tsui 1998 den Nobelpreis für Physik erhalten hat.
Die Patentrate der Forschungsstätte aus New Jersey ist im Wettbewerb vergleichbarer, von der Industrie finanzierter Institutionen weltweit einzigartig. Und sie hat sich inzwischen sogar noch deutlich erhöht. Seit März 1996 werden Lucent Technologies, dem jetzigen Betreiber der Bell Labs, mehr als drei Patente pro Geschäftstag zugesprochen. Gegenwärtig investiert Lucent Technologies 11 % seiner Erträge in Forschungs- und Entwicklungsaufgaben bei den Bell Laboratories, 4,5 Mrd. Dollar von insgesamt 38 Mrd. Dollar Umsatz.
„Nirgendwo gab und gibt es für einen Wissenschaftler so hervorragende Möglichkeiten zu forschen“, begründet Horst Stormer, Professor für Physik an der Universität von Columbia, New York, heute seine Entscheidung, nach der Promotion in Stuttgart Deutschland zu verlassen. Stormer, auf dem Porträt in der Eingangshalle noch mit schulterlangen, lockigen Haaren abgebildet, arbeitet bereits seit Ende der siebziger Jahre in den Labors, die ihm die Welt bedeuten:
„Die Mitarbeiter genießen hier die Freiheit, sich ausnahmslos ihrem Forschungsinteresse widmen zu können, ohne dem ständigen Druck ausgesetzt zu sein, fertige Produkte abliefern zu müssen“, macht der Deutsche den Versuch, das Besondere dieser Umgebung zu erklären.
Auch seine Kollegen Alexander Glass und David Bishop hatten anfangs nicht vorgehabt, bis zum Eintritt des Rentenalters in den Bell Labs zu bleiben. „Lukrative Angebote gab es sicher reichlich“, bestätigt Glass die Haltung Stormers. Glass kam 1967 zu den Bell Labs heute ist er Direktor für die Forschung im Bereich Photonics. Wie Bishop, der seit 1978 dabei ist und heute für Mikromaschinen zuständig ist, blieb er jedoch Murray Hills treu – überzeugt, als leidenschaftlicher Wissenschaftler die einzig richtige Entscheidung getroffen zu haben.
„Wettbewerb findet auf streng wissenschaftlicher Ebene statt“, erläutert Stormer seine Arbeit. Jedes Jahr stellen die Wissenschaftler ihre Projekte einem Gremium von Kollegen vor, die über den Fortgang der Projekte befinden. Dabei geht es nicht um vordergründige Verwertbarkeit für die Industrie, sondern um Grundlagenforschung. Lohn dieser Basisarbeit ist eine lange Reihe von Nobelpreisen, viele davon in Physik: Clinton Davisson (1937), John Bardeen, Walter Brattain und William Schockley (1956), Philip Anderson (1977) oder Arno Penzias und Robert Wilson (1978).
Der Alltag in der Nobelpreisschmiede erscheint dem Besucher wenig spektakulär. Helle Linoleum-Fußböden, weiße Kittel – an einfachen Haken im schmalen Gang vor den Türen aufgehängt – enge Entwicklerstuben mit einer Vielzahl von Messgeräten, und alle paar Meter die obligatorischen gelben Sauerstoffflaschen für den Notfall.
Nur wenn man sich erlaubt, die Wissenschaftler zu stören, zeigt sich die Intensität, mit der sie ihre Arbeit tun: Neugierige Besucher – insbesondere unangemeldete – stören eher. Sogar der renommierte Nachrichtensender CNN wurde von den Wissenschaftler eher geduldet als begrüßt, beschreibt Bell-Repräsentantin Beatrice Tassot das Interesse an Publicity.
Diese Art konzentrierter Zurückhaltung treibt seit Jahrzehnten die Telekommunikationsindustrie voran: 1947 schufen John Barden, Walter H. Brattein und William Shockley mit der Erfindung des Transistors die Basis für die Hightech-Industrie von heute. Die unzähligen Transistoren, die heute praktisch überall ihren Dienst verrichten, stammen alle von den ersten Exemplaren aus New Jersey ab. Die digitale Übertragung von Klängen, Bildern und Daten – ob über Telefonleitungen, Glasfaserkabel, per Funkwellen oder zwischen Prozessor und Speicher eines PC – wurde erst möglich durch mathematische Grundlagen, die Ende der 40er Jahre in den Bell-Labs gelegt wurden.
Viele Annehmlichkeiten, die heute selbstverständlich sind, basieren auf Forschungen der Bell Labs. Die erste automatische Telefonvermittlungseinheit, die 1951 in den USA eingesetzt wurde, stammt ebenso hierher wie die automatische Einspritzpumpe für die Automobilindustrie und das erste elektrische Mikrofon.
Die Programmiersprache C und das heute auf vielen Computern installierte Betriebssystem Unix, das als erstes so genanntes offenes Betriebssystem die Nutzer aus der Abhängigkeit der Rechner-Hersteller befreite, wurde von den Mitarbeitern Dennis M. Ritchie und Kenneth L. Thompson entwickelt. Sie erhielten für diese Leistung 1999 die höchstdotierte wissenschaftliche Auszeichnung.
Der Rückzug der Wissenschaftler in die Labors zahlt sich langfristig nicht nur in anerkannten Ehrungen aus, sondern auch in harten Dollars für innovative Produkte, zeigt das Beispiel der Bell Labs. Das weiß auch die Geschäftsführung des heutigen Eigentümers Lucent Technologies. Ben Verwayen, Vice Chairman bei Lucent Technologies und verantwortlich für das internationale Geschäft, betont mit dem Verweis auf die Chancen des Internets ausdrücklich, „dass neue Märkte über die Entwicklung neuer Technologien entstehen“.
„Die wissenschaftlichen Grundlagen dafür kommen selten über eine Auftragsarbeit für eine Produktentwicklung zustande“, erläutert Horst Stormer. „Aber auch wenn der Nutzen einer Technologie für die Praxis nicht sofort erkennbar ist, lohnt sich das Investment meistens“.
Stormer führt als Beispiel die Entwickelung des jetzt marktreifen optischen Switches für Glasfaserleitungen an, der in den Bell Labs entwickelt wurde. Die Arbeiten an dem heute unter dem Namen Lambda Router vermarkteten Produkt hatte sein Kollege David Bishop schon vor Jahren begonnen. Vom Erfolg seiner Arbeit profitiert Lucent erst jetzt.
Die Zunahme des Verkehrs auf den Daten-Highways führt regelmäßig zum Verkehrsstau an den Knotenrechnern. Für die Lenkung in eine andere Richtung wurden hier die ankommenden Photonen in Elektronen umgewandelt, diese dann auf Kurs gebracht und wieder umgewandelt, um dann als Photonen die Weiterreise anzutreten. Diese Stopps lassen sich über den optischen Switch verhindern.
Mit der ersten Vermittlung über den Lambda Router eröffnete Lucent die Ära der rein optischen Kommunikationsnetze. Das neue System bietet eine Gesamtvermittlungskapazität von mehr als 10 Tbit/s. Und Lucent hält die Technologie für riesige Marktchancen in den eigenen Händen.
Die Geschwindigkeit bei der Entwicklung der Telekommunikationsindustrie geht jedoch auch in den Bell Labs nicht ganz spurlos an den Wissenschaftlern vorüber: „Der Druck wächst, gute Ideen schneller als bisher in neue Produkte um zusetzen“, erläutert Glass. Diesem Trend begegnet Lucent, indem es die Forschungsaktivitäten international ausgeweitet. So unterhält der Konzern auch in Nürnberg ein Labor für die Bereiche optische Netze sowie Mobilfunk. Die 800 Mitarbeiter arbeiten eng mit den Kollegen in den USA zusammen. Und damit wächst auch die Chance, dass demnächst auch aus der fränkischen Metropole ein neuer Nobelpreisträger kommt. DOROTHEA WENDELN

Bell Laboratories

Meilensteine an jeder Ecke

VDI nachrichten, 8. 12. 00 – Ob Telekommunikation, Computerindustrie, Unterhaltungselektronik oder auch die Automobilindustrie und Medizin – die Liste der Erfindungen der in den Bell Laboratories entwickelten Technologien reicht in alle Lebensbereiche. Als Ersatz für Röhren war mit dem 1947 entwickelten Transistor der erste Schritt zur immer noch andauernden Miniaturisierung elektronischer Geräte getan.
Die Entwicklung des Laser im Jahre 1975 revolutionierte nicht nur Kommunikationsprozesse, sondern auch Verfahren in der Fertigung und Medizin. Mit Telstar stellten die Bell Labs 1962 den ersten Kommunikationssatelliten vor. Die 1973 präsentierten Glasfaserkabel sind zur den Baumaterialien für die Datenhighways des Internetzeitalters gereift. Die Unterhaltungsindustrie verdankt den Bell Labs nicht nur das erste elektronische Mikrofon, sondern auch die Entwicklung des digitalen Fernsehens nach dem HDTV-Standard (High Definition Digital Television).
Ein Ende der Innovationen ist bislang nicht abzusehen. Der 1998 vorgestellte erste Transistor aus Plastik eröffnet viele neue Möglichkeiten für den Bau flexibler Computerbildschirme, intelligenter Chipkarten oder auch einer intelligenten, elektronischen Zeitung (elektronisches Papier), die sich per Internet regelmäßig aktualisiert. Heute gehören die Bell Laboratories in Nachfolge des ehemaligen amerikanischen Telekommunikations-Monopolisten AT&T zu Lucent Technologies. dow

Von Dorothea Wendeln
Von Dorothea Wendeln

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