Pionier der Computersimulation

2. November 2021

Er gehört zu den produktivsten und meistzitierten Physikern weltweit: Prof. em. Dr. Kurt Binder kam 1983 an die Johannes Gutenberg-Universität Mainz (JGU). Er etablierte den Einsatz von Computermodellen in der Festkörper-Forschung. Unter anderem wurde er mit der Max-Planck- und der Boltzmann-Medaille ausgezeichnet. Die JGU ernannte Binder zum ersten Fellow des 2007 gegründeten Gutenberg Forschungskollegs (GFK).
 

Seit gut neun Jahren ist er emeritiert, doch an die JGU zieht es ihn immer noch regelmäßig. "Im  Moment bemühen wir uns um die Modellierung von Aerosolen", erzählt Binder. Schwebeteilchen unterschiedlichster Herkunft finden sich in der Erdatmosphäre. "Auch wir Menschen tragen durch Verkehr, Industrie und vieles andere unseren Teil zu diesen Aerosolen bei", erklärt der Physiker. Gemeinsam mit Prof. Dr. Ulrich Pöschl vom Max-Planck-Institut für Chemie will er nun einem fundamentalen Vorgang genauer auf den Grund gehen.

"Aerosole sind wichtig bei der Entstehung von Wolken. Uns interessiert besonders der Vorgang ihrer Keimbildung. Darüber wurde bereits viel theoretisch gearbeitet, doch noch immer ist vieles unklar. Ob so eine Keimbildung stattfindet, hängt von vielen Faktoren ab: Druck und Temperatur spielen eine Rolle. Außerdem können die Keime so klein sein, dass sie aus gerade mal zwei, drei Molekülen bestehen. Sie sind kaum zu beschreiben. Solange wir diesen Prozess nicht richtig verstehen, müssen wir all unsere Klimamodelle mit einem großen Fragezeichen versehen."

"Ich wurde damals schief angeguckt"

Dass die beiden Wissenschaftler mit Computermodellen arbeiten, scheint aus heutiger Sicht nur allzu naheliegend. Zu Beginn von Binders akademischer Karriere allerdings sah dies völlig anders aus. "Viele bezweifelten, dass mit dem Computer überhaupt richtige Forschung zu betreiben sei." Er erinnert sich mit einem Schmunzeln an Reaktionen auf seine Dissertation. "Ich wurde damals schief angeguckt und gefragt, was das denn soll. Das sei doch keine theoretische Physik, wenn der Computer alles ausrechnet." Binder räumte gründlich auf mit diesen Bedenken: Seine Untersuchungen zu Vorgängen in Festkörpern trugen wesentlich dazu bei, dass die Methode der Computersimulation salonfähig wurde.

1983 folgte er dem Ruf als Professor für Theoretische Physik nach Mainz. Hier fand er nach einer ganzen Reihe wichtiger Stationen endgültig eine Heimat – als Forscher wie als Privatmann. Der 77-Jährige sitzt in einem Besprechungsraum des Instituts für Physik der JGU. Vor ihm ausgebreitet liegen einige Broschüren. Auf den ersten Blick wirken sie eher unscheinbar. Ein Exemplar beschäftigt sich mit den Ergebnissen des DFG-Sonderforschungsbereichs 262 "Glaszustand und Glasübergang nichtmetallischer amorpher Materialien", den Binder 1987 mitbegründete und dessen Sprecher er bis 2001 blieb. "Heutzutage finden sie nur noch Hochglanzbroschüren. Alles ist schön bunt bebildert, aber vielfach geht wissenschaftlicher Inhalt dadurch unter", kritisiert er.

Binder wurde 1944 im österreichischen Korneuburg geboren. Ein entsprechender Zungenschlag hat sich bis heute gehalten. Er wuchs in Wien auf, wo er zur Schule ging und an der Technischen Universität Physik studierte. 1969 wurde er am Österreichischen Institut für Kernphysik promoviert und wechselte noch im selben Jahr an die Technische Universität München. Ein Forschungsaufenthalt führte Binder vorübergehend ans IBM-Forschungslabor Zürich, bevor er sich 1973 habilitierte. Er arbeitete als wissenschaftlicher Berater an den Bell Laboratories in Murray Hill, USA, kam als Professor an die Universitäten Saarbrücken und Köln. Zudem leitete er bis zu seinem Wechsel an die JGU das Teilinstitut Theorie 2 am Institut für Festkörperforschung des Forschungszentrums Jülich.

Das alles lässt sich vielerorts nachlesen, genau wie die Liste seiner Auszeichnungen. Unter anderem wurden ihm die Max-Planck-Medaille und die Boltzmann-Medaille verliehen, zwei der wichtigsten Ehrungen auf dem Gebiet der Physik. Im vorigen Jahr nahm er den Polymer Physics Prize der American Physical Society entgegen. Doch hier an der JGU, am Tisch mit den Broschüren, macht er nicht viel Aufhebens um solche Dinge.

Erste Personal Computer für die Forschung

"In Mainz fand ich sehr gute Arbeitsbedingungen vor, auch wenn die Universität eher unterfinanziert war." Er konnte recht schnell eine große Arbeitsgruppe aufbauen. "Wir gehörten zu den Ersten an der Universität, die Personal Computer anschafften. Damals kostete so ein IBM-PC um die 25.000 Mark. Ich wollte auch einen Bildschirm-Arbeitsplatz für unsere Sekretärin einrichten. Der Personalrat schaltete sich ein. Man hatte gesundheitliche Bedenken. Erst nach einem Dreivierteljahr war es dann so weit." Der leistungsstärkste Computer der Region war seinerzeit der Kaiserslauterer Landesvektorrechner. Mit ihm war man per Telefon-Standleitung verbunden.

Unter anderem interessierte sich Binder früh für Polymere. So war es nur folgerichtig, dass er ab 1986 für zehn Jahre dem Materialwissenschaftlichen Forschungszentrum Mainz vorstand, einem fachbereichsübergreifenden Zusammenschluss forschender Arbeitsgruppen an der JGU. "Für einige Projekte kooperierten wir mit Konzernen wie Schott und BASF. Sie interessierten sich etwa für amorphe Kunststoffe wie Polystyrolschäume und für ihre theoretische Modellierung mittels Computersimulation."

An der JGU war er der letzte Dekan des Fachbereichs Physik, bevor dieser mit der Informatik und der Mathematik zum neuen Fachbereich 08 zusammengeführt wurde. In all den Jahren war Binder sowohl die Förderung des wissenschaftlichen Nachwuchses als auch der enge Kontakt zu seinen Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern wichtig. "Meine Bürotür stand immer offen, wenn ich anwesend war. Niemand musste extra einen Termin vereinbaren. Wer Hilfe oder Ratschläge brauchte, konnte gern kommen." Bis 2015 betreute er rund 60 Doktorandinnen und Doktoranden. Auch hier legte er Wert auf den persönlichen Austausch.

Ernennung zum GFK-Fellow

Dieses Thema veranlasst ihn zu einem kritischen Diskurs: "Es ist eine Unsitte, dass es heute oft nicht mehr um wissenschaftliche Inhalte, sondern um die Zahl der veröffentlichten Publikationen geht. Es zählt nicht die Qualität der Arbeiten, sondern die schiere Menge und wie oft aus diesen Arbeiten zitiert wird. Das ist nicht die Art, wie man Personen bewerten sollte. Wir müssen mit ihnen sprechen. Ein paar Klicks auf dem Computer, die ein paar Ziffern produzieren, sagen nichts aus." Wieder muss Binder lächeln. "Ich darf das kritisieren", schiebt er nach. "Bei mir sind die Ziffern recht hoch." Das ist eine Untertreibung: Er gehört zu den produktivsten und meistzitierten Physikern weltweit.

2007 wurde das Gutenberg Forschungskolleg (GFK) an der JGU gegründet und Binder wurde zum ersten GFK-Fellow ernannt. "Das ehrte mich natürlich sehr", meint er. Das GFK ist ein zentrales strategisches Instrument zur Förderung der Spitzenforschung an der JGU und dient als Plattform des interdisziplinären Austauschs. "Diese Ernennung hatte einen konkreten Effekt auf mein Arbeitsgebiet: Dank der finanziellen Unterstützung durch das Kolleg war es möglich, meine Professur sehr früh nachzubesetzen. Es entstand keine Lücke. Sonst fallen Arbeitsgruppen schon mal auseinander, wenn jemand geht. Bei uns war das anders." Prof. Dr. Friederike Schmid konnte nahtlos übernehmen.

"Leider war ich über die Jahre sehr eingespannt. Ich hatte nur wenig Zeit, die Angebote des GFK wirklich kennenzulernen", bedauert Binder. "Auch wenn ich bei vielen Veranstaltungen gern zu Gast war." Er hatte zu arbeiten, er entwickelte Computermodelle. Und im Grunde ist das bis heute so: Die Frage der Wolkenbildung steht im Raum, da gibt es noch einiges zu tun. Bestimmt wird auch eine Veröffentlichung folgen. Doch das zählt für Binder nicht so sehr: Es geht ihm um die Forschung, um die Auflösung einiger Fragezeichen.