Einer der drei Laureaten ist heuer der 1938 als Kind aus Wien emigrierte Martin Karplus. Mit ihm ausgezeichnet werden Michael Levitt und Arieh Warshel (USA, Israel). Sie entwickelten Computerrechenmethoden.
Als er um die drei Jahre alt war, sagte ihm seine „geliebte Nanny Mitzi“, er müsse seinen Spinat essen, aber er reagierte noch heftiger als viele andere Kinder: „Mit aller Kraft, die ich aufbringen konnte, warf ich einen Löffel voll Spinat an die Zimmerdecke. Dort blieb er lange sichtbar, und meine Eltern deuteten immer dann darauf, wenn sie mir zeigen wollten, was für ein ungezogenes Kind ich war.“ Diese Szene hat sich Martin Karplus so eingeprägt, dass er sie in den Titel seiner 2006 publizierten Autobiografie aufnahm: „Spinach on the Ceiling: A Theoretical Chemist's Return to Biology“.
Der Spinat steht für beides, er gehört zur Biologie, und für den Farbfleck an der Decke bzw. sein langsames Verblassen sorgt die Chemie. Diese Decke war in einem Haus in Wien Grinzing, dort wurde Karplus 1930 in eine gutbürgerliche und hochgebildete Familie geboren, der Vater war Physiker, die beiden Großväter waren Ärzte. Diesen Beruf gab es oft in der Familie – weil „in der Medizin Juden in Österreich mit relativ wenig Nachteilen durch Diskriminierung arbeiten konnten“ –, auch der Enkel sollte Arzt werden. Aber es kam anders: 1938 musste die Familie emigrieren, über die Schweiz in die USA, nach Boston. Dort schlug man sich „relativ arm“ durch, aber für einen Chemiekasten für Karplus' älteren Bruder reichte es. Also wollte der Jüngere – „ein unabhängiges Kind mit starkem Willen (positiv gesehen), ein Gschrapp (negativ gesehen)“ – auch einen, der Vater fürchtete Explosionen, er schenkte dem Kleinen ein Mikroskop, der hat es heute noch: „Als ich zum ersten Mal Rädertierchen sah, war ich so begeistert von der Entdeckung, dass ich mich weigerte, wegzugehen.“
Ornithologe unter Spionageverdacht
Das war es, etwas zum ersten Mal sehen, oder noch besser: „etwas, was noch keiner je gesehen hat“. Das ist für Karplus der Reiz der Wissenschaft, der trieb ihn von einem Feld zum nächsten. Kurz nach der Episode mit dem Mikroskop warf er sich auf Ornithologie, als Hobby, aber auf höchstem Niveau, unter anderem erkundete er Meeresvögel an der Küste Kanadas – die Polizei verhaftete ihn unter dem Verdacht, er sei deutscher Spion. Er kam frei, stieg auf, gewann das „Westinghouse Science Talent Search“, das brachte Geld und öffnete Türen. Karplus blieb zunächst bei der Ornithologie, schrieb sich in Harvard ein und belegte nebenher Kurse für Physik und Chemie. Da begegnete er zum ersten Mal Retinal, einem Molekül, das im Säugetierauge mitspielt: Wenn Licht auf es fällt, verändert es seine Struktur, das steht am Beginn des Sehens.
Und er begegnete Menschen, Otto Loewi etwa, dem deutschen Chemiker, der in Österreich geforscht hatte und 1936 den Medizinnobelpreis erhalten hatte (auch er war Jude, und die Nazi ließen ihn erst ziehen, als sie ihm das Preisgeld abgenommen hatten); oder Robert Oppenheimer, dem „Vater der Atombombe“; am Rande lernte er Einstein kennen, enger Richard Feynman – und Charlie Chaplin, Karplus Interessen waren breit gefächert, Film und Foto zählten dazu.
Dann kam er zum Giganten der Chemie, Linus Pauling, bei ihm wandte er sich den Wasserstoffbindungen zu, erkundete das Bifluorid, scheiterte zunächst, man wusste nicht genug über die Kräfte, die in Molekülen wirken, Karpus beschloss, das zu ändern. 1953 wurde er promoviert, ging als 23-jähriger Postdoc nach Oxford und unternahm eine lange Autoreise durch Europa, etwa nach Jugoslawien (das kam in die Akten des FBI, es wurde Karplus später vorgehalten, als er sich den Protesten gegen die Todesstrafe in den USA anschloss, er war auch politisch aktiv).
Um Österreich machte er einen Bogen, er tat es auch später: „Über Österreich-Besuche habe ich gemischte Gefühle, ich unternehme sie selten, weil mir der Antisemitismus heute noch fast so vorherrschend erscheint wie damals. Allerdings habe ich kürzlich gelernt, dass ich offiziell immer noch österreichischer Staatsbürger bin, ich habe also eine Doppelstaatsbürgerschaft.“
Auch vertrieben: Kohn, Kandel, Perutz
Aber auch wenn er sie nicht hätte, würde er vom Boulevard und anderen Begrüßungshudlern wohl als „unser Nobelpreisträger“ vereinnahmt, so erging es zuletzt Eric Kandel (Medizinnobelpreis 2000), zuvor Walter Kohn (Chemie 1998), zuvor Max Perutz – Chemie 1962 für die Strukturaufklärung des Proteins Hämoglobin –, den lernte Karplus auch kennen, 1971. Es ging um Hämoglobin, etwa darum, wo Sauerstoff an das Häm bindet und wie sich die Struktur des Häm dabei verändert, auch welche Quanteneffekte mitspielen. Solche „molekulare Dynamik“ hatte Karplus zuvor schon bei Retinal durchgerechnet, aber das interessierte ihn nicht mehr: „Ich hatte begriffen, was in elementaren chemischen Reaktionen vor sich geht, und die Begeisterung, darüber noch etwas zu lernen, war nicht mehr da.“
Deshalb wandte er sich komplexeren Systemen zu, und deshalb wandte er sich zwangsläufig wieder zurück, nicht ganz zum Spinat, aber doch zur Biologie bzw. ihren chemischen Grundlagen. Die erkundete er nicht experimentell, sondern theoretisch, er wollte aus den inneren Kräften von Molekülen etwa ihre Struktur errechnen. Das übersteigt die menschliche Rechenkapazität, deshalb setzte Karplus früh auf Maschinen, zuerst 1958 an der University of Illinios. Die hatte einen Computer namens Illiac, man schrieb die Programme, indem man Löcher in ein Blatt Papier stach („wenn man Fehler machte, füllte man die falschen Löcher mit Nagellack“). Dann hatte er es mit immer stärkeren Rechnern Stück für Stück perfektioniert, etwa bei der Faltung von Proteinen, dann bei „molekularen Maschinen“ wie der des Energiezentrums der Zellen, in denen ATP aus ADP hergestellt wird.
Über die Theorie lesen Sie bitte unten, Karplus hat aber auch eine poetische Beschreibung des von ihm mit eröffneten Feldes, sie stammt von seinem Freund Claude Poyart: „Er verglich die Röntgenstruktur eines Proteins mit einem Baum im Winter, wunderbar im Umriss, aber ohne Leben. Molekulare Dynamik gibt dieser Struktur Leben, indem sie die Äste mit Blättern bekleidet, die im Wind flattern.“
("Die Presse", Print-Ausgabe, 10.10.2013)
