Forschungsprofil
Thermodynamik auf den Schultern Einsteins
Eine Theorie ist desto eindrucksvoller, je größer die Einfachheit ihrer Prämissen ist, je verschiedenartigere Dinge sie verknüpft, und je weiter ihr Anwendungsbereich ist. Deshalb der tiefe Eindruck, den die klassische Thermodynamik auf mich machte. Es ist die einzige physikalische Theorie allgemeinen Inhaltes, von der ich überzeugt bin, dass sie im Rahmen der Anwendbarkeit ihrer Grundbegriffe niemals umgestossen werden wird (zur besonderen Beachtung der grundsätzlichen Skeptiker).
- Albert Einstein, 1946 (Autobiographical Notes)
Forschung und Motivation
Können physikalische Gesetze lebende Systeme erklären?
Die Molekularbiologie kann eine materielle Grundlage (die Bausteine) des Lebens (causa materialis) liefern und eine hervorragende strukturelle Auflösung derselben (causa formalis) bieten. Aber die Physik muss erklären, warum Dinge geschehen (causa efficiens). Unser Traum ist es, die biologische Funktion auf der Grundlage physikalischer Prinzipien zu verstehen oder - mit anderen Worten - die biologische Funktion aus der Physik abzuleiten.
Eine Schlüsselidee ist es, vom 2. Hauptsatz der Thermodynamik in Einsteins Formulierung auszugehen, wie es von Konrad Kaufmann vorgeschlagen wurde, und ihn auf hydratisierte Grenzflächen anzuwenden. Auf diese Weise werden aus der Betrachtung des 2. Hauptsatzes für verschiedene thermodynamische Zustände verschiedene biologische Funktionen abgeleitet.
Außerdem untersuchen wir die Rolle der Impulserhaltung in der Biologie und wie sie zur Ausbreitung nichtlinearer Pulse führt, die wiederum perfekt für die Zell-Zell-Kommunikation geeignet sind, da sie Physik und Biochemie integrieren können.
Alles zusammengenommen hoffen wir, die Integration vieler Zellen zu einer Superzelle (Organ) verstehen zu können und eine neue Grundlage für die Überlegungen zu Was ist Gesundheit?