Über den größten Fälschungsskandal in der Physik der letzten 50 Jahre
Ein Standpunkt von Anke Behrend.
Jan Hendrik Schön, geboren im August 1970 in Verden an der Aller, entwickelte sich in den späten 1990er-Jahren zu einer der vielversprechendsten Persönlichkeiten in der Nanotechnologie und Festkörperphysik. Nach seinem Studium an der Universität Konstanz promovierte er 1997 zum Thema Solarzellen. Obwohl er nicht die erhofften Ergebnisse erzielen konnte, erhielt er das Prädikat »magna cum laude« (1). Hendrik Schön galt als fleißig, diszipliniert, bescheiden und durchschnittlich begabt. Nichts deutete darauf hin, dass er wenige Jahre später im Zentrum der internationalen Aufmerksamkeit stehen und den gesamten Wissenschaftsbetrieb sowie das Ansehen eines namhaften Forschungsinstituts nachhaltig erschüttern würde.
„Schön war der Einzige, der zu diesem Zeitpunkt gerade fertig war, und so habe ich ihn den Bell Labs vorgeschlagen.“ — Ernst Bucher (2)
Nach seiner Promotion an der Uni Konstanz trat Schön im Sommer 1998 ein Praktikum in den USA bei den ehrwürdigen Bell Labs an, wo er von seinem Doktorvater, dem Konstanzer Photovoltaik-Experten Ernst Bucher (3), als bester Student und „Nummer eins“ angekündigt worden sein soll. Tatsächlich war er allerdings der Einzige, der gerade zur Verfügung stand. Und so ergriff er die Chance seines Lebens (2).
Unter hohem Erwartungsdruck arbeitete Schön bald in New Jersey als Mitarbeiter in einer Forschungsgruppe des Festkörperphysikers Bertram Batlogg (4), einem ehrgeizigen „Hans Dampf in allen Gassen“, der zu diesem Zeitpunkt unter anderem eine Professur an der ETH Zürich innehatte. Batlogg hatte sich zum Ziel gesetzt, die herkömmlichen, auf Silizium basierenden Halbleiter durch kohlenstoffbasierte zu ersetzen und damit den Markt für Nanotechnologie zu revolutionieren – versprachen doch diese organischen Halbleiter viel kleinere Bauweisen, weniger Wärmeentwicklung und würden die Elektronik revolutionieren. Sogar Transistoren auf Molekülebene sollten möglich sein.
Die Bell Labs, gegründet 1925 als Forschungs- und Entwicklungsarm der American Telephone and Telegraph Company (AT&T) und benannt nach dem Erfinder des Telefons – dies ist strittig, aber eine andere Geschichte –, diese Bell Labs also waren seit vielen Jahrzehnten ein weltweit führendes Zentrum für Hightech und Physik. Als eines der wenigen nicht-universitären Forschungszentren standen sie auf der Liste der meisten Nobelpreisträger recht weit vorn. Sie zeichneten verantwortlich für die Erfindung des Transistors, der 1947 von John Bardeen, Walter Brattain und William Shockley entwickelt worden war. Alle drei Forscher erhielten 1956 den Nobelpreis für Physik. Ebenfalls in den Bell Labs entwickelte Claude Shannon die Informationstheorie. Arno Penzias und Robert Wilson entdeckten die kosmische Hintergrundstrahlung und wurden dafür 1978 mit dem Nobelpreis ausgezeichnet. Auch das legendäre Betriebssystem UNIX stammt aus den Bell Labs. Mittlerweile wurden für die in den Bell Labs durchgeführten Forschungsarbeiten zehn Nobelpreise und mehrere Turing Awards verliehen (5).
Während seiner Jahre bei den Bell Labs, wo er bald die ersehnte Festanstellung erhielt, wechselte Hendrik Schön wegen fehlender Visa mehrfach zwischen den USA und Konstanz hin und her und betrieb auch in Konstanz ein Labor mit eher bescheidener Ausstattung. Dort erledigte er einen großen Teil seiner Forschungsarbeit. Bald stellten sich erste spektakuläre Erfolge ein. Schön lieferte einen sensationellen Durchbruch nach dem anderen und erfand im Handumdrehen alles, was sein Teamleiter Bertram Batlogg auf der Liste hatte: den Hochtemperatur-Supraleiter, den organischen Laser und den Transistor in der Größe eines einzigen Moleküls. Sogar im Bereich des Quanten-Hall-Effekts (6), einem physikalischen Phänomen, das bei sehr niedrigen Temperaturen auftritt und dabei hilft, den Widerstand eines Materials in Stufenform zu bestimmen, gelangen dem deutschen Wunderwuzzi außerordentliche Entdeckungen. Und so publizierte Schön allein 2001 sensationelle 17 Paper in den zwei renommiertesten Wissenschaftsjournals der Welt, Nature und Science.
Sein Mentor und Forschungsgruppenleiter, Bertram Batlogg, war hellauf begeistert von dem aufstrebenden Genie. Bald publizierte Schön im Durchschnitt alle acht Tage ein wissenschaftliches Paper, und Batlogg gab an, aufgrund der schieren Masse die Arbeiten Schöns sogar im Flugzeug korrigiert haben zu müssen (2). Der Nobelpreis schien dem Duo Schön & Batlogg sicher. In Erwartung satter Gewinne hatten die Bell Labs auf Schöns Arbeiten bereits mehrere vielversprechende Patente angemeldet.
Der sympathische Deutsche war nun ein Superstar und gefragt in aller Welt. Medien gaben sich die Klinke in die Hand, und höchstdotierte Jobangebote, unter anderem aus Deutschland, flatterten auf seinen Schreibtisch. So wollte die Max-Planck-Gesellschaft Schön zurück nach Deutschland holen.
„Wir wollten Schön wieder nach Deutschland holen, schließlich galt er als eines der größten Physikertalente unserer Zeit.“ Klaus von Klitzing, Max-Planck-Institut für Festkörperforschung (2)
Schön lieferte nicht nur seinem Arbeitgeber die Aussicht auf satte Gewinne und auf das Renommee, die gesamte Hightech-Branche wieder einmal revolutionieren zu können, sondern den Medien und dem Wissenschaftsbetrieb hollywoodreife Sensationen und Schlagzeilen am laufenden Band (7). Würde er bald an einem langen Wochenende die kalte Fusion erfinden oder die Kreiszahl Pi zu Ende rechnen? Dem Tausendsassa Schön war alles zuzutrauen.
Überdies war Schön noch immer ein angenehmer und bescheidener Zeitgenosse. Gab es Kritik oder Einwände zu seinen Arbeiten, korrigierte er die Fehler umgehend und bedankte sich artig für den wertvollen Hinweis. Hatte er eine Publikation in einem Journal untergebracht, bezog er sich in einer späteren Arbeit in einem anderen Journal auf dieses durch die Veröffentlichung bereits validierte Paper.
Doch bald regten sich erste Zweifel an Schöns Genialität. Zu epochal schienen seine Erfolge, zu gigantisch sein Output an Veröffentlichungen.
Bekanntlich ist der Wissenschaftsbetrieb jedoch ein vermintes Terrain. Wer einen erfolgreichen Kollegen oder ein Top-Journal zu Unrecht verdächtigt, riskiert die eigene Reputation. Und schließlich waren Schöns Veröffentlichungen in den hochklassigen Journals Science und Nature erschienen, natürlich Peer reviewed (8) und hatten also ein aufwändiges Überprüfungsverfahren durch anonyme Fachgutachter durchlaufen. Man würde mit Verdächtigungen folglich nicht nur Jan Hendrik Schön, seine Ko-Autoren, Protegés und die Bell Labs in den Senkel stellen, sondern das gesamte Gebäude der wissenschaftlichen Publikationspraxis erschüttern – ja, der Eitelkeit, Leichtgläubigkeit und Unwissenschaftlichkeit überführen, so man Jan Hendrik Schön als einen Fälscher entlarven würde.
Dennoch wurden die Zweifel lauter. Vor allem, weil Schöns Experimente auch mit neuester Technik von mehreren Forschungsgruppen nicht reproduziert werden konnten. Bei Nachfragen schob Schön die Probleme der mangelhaften Qualität des benötigten Aluminiumoxids zu. Er arbeite bei seinen Experimenten einfach mit dem weltbesten Aluminiumoxid, im Grunde einer Allerwelts-Chemikalie, die komischerweise niemand in dieser exorbitanten Qualität reproduzieren konnte, wie Schön es offenbar vermochte. So merkwürdig das zwar gewesen sein mag, ein Beweis für Betrug war es noch nicht (9).
Den wiesen schließlich zwei Physikerinnen aus den Bell Labs nach, Julia Wan-Ping Hsu und Yueh-Lin Loo. Für ein eigenes Projekt studierten sie zwei von Schöns Veröffentlichungen zu molekularen Transistoren und fanden zwei deckungsgleiche Darstellungen von Messreihen, die allerdings von zwei verschiedenen Experimenten stammen sollten – ein Ding der Unmöglichkeit. Sie informierten ihre Vorgesetzten, und schließlich erreichte der Fall Paul McEuen, zu dem Zeitpunkt an der Cornell University, und Lydia Sohn, damals an der Princeton University tätig. Beide knöpften sich Schöns Publikationen vor und fanden weitere deckungsgleiche Diagramme und kopierte Werte. Lydia Sohn meldete den Fall an Nature (9).
Daraufhin kollabierte im Sommer 2002 das Lügengebäude des Hochstaplers Jan Hendrik Schön. Bell Labs berief eine hochrangige Untersuchungskommission ein und veröffentlichte nach mehrmonatiger Untersuchung die Resultate im sogenannten Beasley-Report (10). Demnach wurde Schön verantwortlich gemacht für neun Fälle von Substitution von Daten, neun Fälle von unrealistischer Exaktheit und sechs Fälle von Ergebnissen, die physikalischen Grenzen widersprechen. Insgesamt beanstandet der Bericht 16 Publikationen, mit denen Schön sich durch das Fälschen von Messdaten des wissenschaftlichen Fehlverhaltens schuldig gemacht habe.
„Der Beweis der Manipulation und falschen Darstellung der Daten ist überzeugend", schrieb die Kommission. Schön habe „dies absichtlich oder rücksichtslos und ohne Wissen eines seiner Co-Autoren“ getan.
„Hendrik muss in der Welt seiner vermeintlich richtigen Ergebnisse gelebt haben.“ — Ernst Bucher (2)
Die Kommission zur Untersuchung des Betrugsskandals überprüfte sämtliche Arbeiten von Jan Hendrik Schön und fand ein verheerendes Muster der Manipulation. Schön hatte es nicht bei kleinen Mauscheleien belassen. Er hatte nicht einfach Kurven geglättet oder ein paar Werte frisiert, sondern seine Daten ausgehend von einem gewünschten Ergebnis rückwirkend erfunden. So konstruierte er ein Narrativ, das seine Entdeckungen wie logische und nahtlose Fortschritte erscheinen ließ. Daher wurden seine Fälschungen im Peer-Review-Prozess zunächst nicht entdeckt, denn die Daten wirkten plausibel und in der Theorie konsistent.
„Ich muss zugeben, dass ich verschiedene Fehler gemacht habe.“ — Jan Hendrik Schön (10)
Die Untersuchung hatte ergeben, dass Schön passend erscheinende Daten einfach immer wiederverwertet, Diagramme und Kurven im Computer erzeugt und mit unterschiedlicher Beschriftung in verschiedenen Veröffentlichungen verwendet hatte. Die wichtigen Rohdaten für seine vermeintlich „bahnbrechenden“ Erfolge, die die Korrektheit seiner Arbeiten hätten belegen können, fehlten. Er habe nicht genug Speicherplatz auf seinen Festplatten gehabt beziehungsweise die Festplatten gelöscht oder weggeworfen. Bis heute bestreitet Jan Hendrik Schön, absichtlich Daten und Abbildungen gefälscht zu haben (10).
Im September 2002, nach vier Jahren in den Diensten der Bell Labs, wurde Jan Hendrik Schön fristlos entlassen und musste ohne Anstellung die USA binnen zehn Tagen verlassen. 32 seiner Veröffentlichungen sowie die entsprechenden Patente von Bell Labs wurden zurückgezogen. Den Braunschweig-Preis 2001 musste Schön zurückgeben, der Otto-Klung-Weberbank-Preis wurde ihm aberkannt (11).
„Wenn ich als Beifahrer in einem Auto sitze, das über eine rote Ampel fährt, dann bin doch nicht ich schuld.“ — Bertram Batlogg (2)
Der Forschungsgruppenleiter, Prof. Bertram Batlogg, wurde von der Untersuchungskommission vom Vorwurf der Täuschung freigesprochen, denn eine direkte Beteiligung an Schöns Betrügerei war ihm nicht nachzuweisen. Allerdings stellt sich die Frage, ob Batlogg die Ergebnisse seines Schützlings nicht hätte überprüfen müssen, bevor er sie durch seine Co-Autorenschaft für die Wissenschaftsjournale überhaupt akzeptabel gemacht und praktisch „geadelt“ hatte. So mag Batlogg an Schöns Betrug zwar nicht schuld sein, verantwortlich ist er allemal. Denn wenn ein Beifahrer im Auto den Fahranfänger am Steuer bei einem gefährlichen Manöver beobachtet, ist es seine Pflicht, einzugreifen und Schaden abzuwenden. Fraglich bleibt auch, warum keiner von Schöns Co-Autoren ihn je bei seinen Experimenten beobachtet oder den spektakulären Laser selbst in Augenschein genommen, geschweige denn die Unglaubwürdigkeit von Schöns nahezu idealtypischen Messwerten bemerkt hat.
Konsequenzen
Die Konsequenzen der Causa Schön waren immens. Er selbst war in der wissenschaftlichen Community unwiderruflich diskreditiert. Die Universität Konstanz entzog ihm 2004 den rechtmäßig erworbenen Doktortitel aufgrund unwürdigen Verhaltens. Schön klagte und bekam 2010 zunächst vor dem Verwaltungsgericht Freiburg Recht. 2011 unterlag Schön jedoch in der nächsthöheren Instanz, dem Verwaltungsgerichtshof Baden-Württemberg. 2013 bestätigte das Bundesverwaltungsgericht diese Entscheidung. Der Titel wurde ihm nun endgültig wegen späteren unwürdigen Verhaltens entzogen. Das Bundesverfassungsgericht lehnte den Fall 2014 ab (12).
Die schmeichelhafte Annahme, dass Datenfälschung in einer „hard science“ wie der Festkörperphysik gar nicht vorkommen kann, sondern lediglich ein Phänomen der Sozialwissenschaften darstellt (13), war eindrücklich widerlegt worden.
Einer der gravierendsten Aspekte dieses Skandals war, dass Schöns Fälschungen trotz des Peer-Review-Prozesses in den renommiertesten Fachzeitschriften unentdeckt bleiben konnten und selbst hoch angesehene wissenschaftliche Publikationsplattformen anfällig für Betrug sind. Nature, Science und viele andere wissenschaftliche Plattformen, unter anderem das Open-Access-Journal PLoS, passten nach dem Fälschungsskandal ihre Richtlinien an. Seither müssen Forscher ihre relevanten Rohdaten zugänglich machen. Auf der Plattform Retraction Watch werden zurückgezogene Paper gelistet (14).
Der Fall Schön zeigt eindrucksvoll, dass die Wissenschaft nicht frei von menschlichen Schwächen und Eitelkeiten ist, verdeutlicht aber auch die Kapazitäten, durch Vernetzung sowie das Wissen und die Integrität der vielen kritischen Beteiligten, Fälscher und Betrüger aufzuspüren. Betrugsfälle wie der von Jan Hendrik Schön helfen, die wissenschaftlichen Methoden zu verbessern und treiben letztlich eine Evolution voran, indem sie die selbstoptimierenden Kräfte der Wissenschaft gegen Fälscher und Betrüger stärken.
Mittlerweile sind kohlenstoffbasierte Transistoren (15), Hochtemperatur-Supraleiter (16), organische Laser (17) und molekulare Schaltkreise (18) erfunden worden.
Quellen und Anmerkungen
(1) https://en.wikipedia.org/wiki/Sch%C3%B6n_scandal
(2) https://www.spiegel.de/wissenschaft/ikarus-der-physik-a-08413f4e-0002-0001-0000-000025396545
(3) https://sps.ch/de/articles/obituaries/ernst_bucher
(5) https://www.bell-labs.com/
(6) https://www.weltderphysik.de/gebiet/teilchen/quanteneffekte/quanten-hall-effekt/
(7) https://www.spektrum.de/news/supraleiter-aus-plastik/571329
(8) https://de.wikipedia.org/wiki/Peer_Review
(9) https://www.youtube.com/watch?v=44GilgN6ug0
(11) https://de.wikipedia.org/wiki/Jan_Hendrik_Sch%C3%B6n
(13) https://en.wikipedia.org/wiki/Grievance_studies_affair
(14) https://retractionwatch.com/
(15) https://de.wikipedia.org/wiki/Kohlenstoff-Nanor%C3%B6hren-Feldeffekttransistor
(16) https://de.wikipedia.org/wiki/Hochtemperatursupraleiter
(17) https://en.wikipedia.org/wiki/Organic_laser
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Dank an die Autorin für das Recht zur Veröffentlichung dieses Beitrags.
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Bildquelle: CI Photos / shutterstock
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