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Der blinde Wissenschaftler, der Epidemien berechenbar machte

Wenn heute über mathematische Modelle zur Ausbreitung von Infektionskrankheiten gesprochen wird, fallen Begriffe wie Reproduktionszahl, Infektionskurve oder SIR-Modell beinahe selbstverständlich. Während der COVID-19-Pandemie wurden solche Modelle weltweit diskutiert und beeinflussten politische Entscheidungen ebenso wie das öffentliche Leben.

Die Grundlagen dafür wurden jedoch bereits vor fast hundert Jahren in Edinburgh gelegt – von einem Mann, dessen Lebensgeschichte ebenso bemerkenswert ist wie seine wissenschaftlichen Leistungen: William Ogilvy Kermack.

Vom Mathematikstudenten zum Chemiker

William Ogilvy Kermack wurde 1898 im schottischen Kirriemuir geboren. Nach seinem Studium der Mathematik und Naturphilosophie an der Universität Aberdeen führte ihn sein Weg zunächst in die Chemie. Nach Stationen in Oxford kam er 1921 nach Edinburgh, wo er als Chemiker am Royal College of Physicians arbeitete. Dort beschäftigte er sich mit organischer Chemie, Biochemie und den damals noch jungen Vorstellungen über den Aufbau von Molekülen.

Gemeinsam mit dem späteren Nobelpreisträger Sir Robert Robinson wirkte er an der Entwicklung eines heute aus keinem Chemielehrbuch mehr wegzudenkenden Symbols mit: des „Curly Arrow“, jener geschwungenen Pfeile, die Elektronenbewegungen in chemischen Reaktionen darstellen.

Die Explosion, die alles veränderte

Am 2. Juni 1924 ereignete sich ein folgenschwerer Laborunfall. Bei einer chemischen Explosion verlor der damals erst 26-jährige Kermack dauerhaft sein Augenlicht. Für viele Wissenschaftler hätte dies das Ende einer akademischen Laufbahn bedeutet.

Nicht jedoch für William Kermack.

Anstatt seine wissenschaftliche Arbeit aufzugeben, verlagerte er seinen Schwerpunkt zunehmend auf theoretische Fragestellungen. Kollegen, Assistenten und Studenten unterstützten ihn beim Lesen und Dokumentieren von Ergebnissen. Sein außergewöhnliches Gedächtnis und seine mathematische Begabung ermöglichten ihm eine Karriere, die trotz – oder vielleicht gerade wegen – dieser Einschränkung ihren eigentlichen Höhepunkt erst noch erreichen sollte.

Edinburgh als Zentrum einer neuen Wissenschaft

In Edinburgh traf Kermack auf den Arzt und Epidemiologen Anderson Gray McKendrick. Gemeinsam beschäftigten sich beide mit einer Frage, die damals ebenso aktuell war wie heute:

Warum verlaufen Epidemien nach bestimmten Mustern?

Bis dahin wurden Krankheitsausbrüche vor allem beobachtet und statistisch beschrieben. Kermack und McKendrick gingen einen Schritt weiter. Sie entwickelten mathematische Gleichungen, mit denen sich die Ausbreitung einer Infektionskrankheit modellieren ließ. Dabei unterteilten sie die Bevölkerung in verschiedene Gruppen:

• Anfällige Personen (Susceptible)
• Infizierte Personen (Infected)
• Genesene oder entfernte Personen (Recovered)

Aus dieser Betrachtung entstand das später weltberühmte SIR-Modell. Es zeigte erstmals, wie sich Epidemien mathematisch beschreiben und unter bestimmten Annahmen sogar vorhersagen lassen.

Eine Idee mit Jahrhundertwirkung

Als Kermack und McKendrick ihre Arbeiten Ende der 1920er-Jahre veröffentlichten, ahnte kaum jemand, welche Bedeutung diese Modelle einmal erhalten würden. Heute bilden ihre Überlegungen die Grundlage moderner epidemiologischer Modellierung.

Ob Influenza, Masern, Ebola oder COVID-19 – nahezu alle heutigen Simulationsmodelle lassen sich auf Konzepte zurückführen, die ihren Ursprung in den Arbeiten der beiden Schotten haben. Die sogenannte Kermack-McKendrick-Theorie gilt bis heute als eines der Fundamente der mathematischen Epidemiologie.

Mehr als nur Epidemiologie

Kermack beschränkte sich jedoch nicht auf Infektionskrankheiten. Er untersuchte auch Zusammenhänge zwischen Umweltbedingungen, Lebensumständen und späteren Erkrankungen. Damit gehörte er zu den frühen Forschern, die erkannten, dass Gesundheit und Krankheit oft ihre Wurzeln weit vor dem eigentlichen Auftreten einer Erkrankung haben. Seine Arbeiten werden noch heute im Zusammenhang mit der Erforschung der langfristigen Auswirkungen früher Lebensbedingungen zitiert.

Ein Vermächtnis aus Beharrlichkeit und Neugier

1944 wurde William Kermack zum Fellow der Royal Society gewählt – eine der höchsten wissenschaftlichen Auszeichnungen Großbritanniens. Später übernahm er eine Professur für Biologische Chemie an der Universität Aberdeen.

Bis zu seinem Tod im Jahr 1970 blieb er wissenschaftlich aktiv. Der Überlieferung zufolge arbeitete er noch an seinem Schreibtisch, als sein Leben endete.

Warum man sich an William Kermack erinnern sollte

Edinburgh wird oft mit großen Namen wie David Hume, Adam Smith oder James Clerk Maxwell verbunden. William Ogilvy Kermack gehört zwar nicht zu den bekanntesten Denkern Schottlands, sein Einfluss auf die moderne Wissenschaft ist jedoch enorm.

Er zeigte, dass wissenschaftlicher Fortschritt nicht allein von technischen Möglichkeiten abhängt, sondern vor allem von der Fähigkeit, Zusammenhänge zu erkennen und neue Fragen zu stellen.

Die Modelle, die heute helfen, Pandemien zu verstehen, gehen auf die Arbeit eines Mannes zurück, der den größten Teil seiner wissenschaftlichen Karriere blind verbrachte – und dennoch weiter sah als viele seiner Zeitgenossen.

Das macht William Ogilvy Kermack zu einem der bemerkenswertesten Denker Edinburghs.