Das Zeitalter der Unschärfe

Von Marie Curie bis Max Planck, von Einstein bis Heisenberg – die Neuerfindung der Welt

Nach diesem vielversprechenden Satz war mir klar, das Buch muss ich lesen. Eigentlich hat mich schon der Titel gefesselt, denn in ihm erkenne ich die Quintessenz dessen, was die Menschen damals sicher empfanden. Schlag auf Schlag entdeckten bedeutende Wissenschaftler immer neue wegweisende Fakten und Zusammenhänge in der Physik des Lebens und des Universums. Immer kleinteiliger und beeindruckender aber auch immer gefährlicher und mächtiger wurde dieses Wissen.

Das Leben und Schaffen dieser Menschen wird auf eine Weise geschildert, die einen etwas näher ran lässt an die Wissenschaftler und die auch komplexe Vorgänge so rüber bringt, dass der geneigte Leser sie versteht und die Faszination erkennen kann, die die Forscher zu leidenschaftlichen Entdeckern macht.

Stück für Stück habe ich diese Lebensgeschichten gelesen und war beeindruckt und fasziniert.

Eine ziemlich chronologische Geschichte der physikalischen Diskussionen von der Jahrhundertwende bis zum zweiten Weltkrieg. Sehr informativ und anschaulich geschrieben, Fotos inbegriffen. Es beginnt mit Marie Curie, es folgen bekannte und weniger bekannte Verdächtige wie Einstein, Bohr, Heisenberg und viele andere. Auch Schrödinger mit seiner Katze, die er gar nicht hatte (oder die er vielleicht nur nicht mehr gefunden hatte in seinem Kasten...) kommt vor. Die Entdeckungen der Physiker und auch ihre Kontroversen bezüglich der Quantenwelt sind interessant und gut nachvollziehbar dargestellt. Man benötigt keine physikalischen oder mathematischen Kenntnisse zum Verständnis der Vorgänge. Eine gute Darstellung der quantentheoretischen Problematik in ihren Anfängen (die den Physikern ja bis heute Probleme bereitet), unterhaltsam und verständlich geschrieben.

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Die Quantenmechanik ist das neue, auf dem Kontinent heiß diskutierte Forschungsthema. Es geht nicht um Fakten, die sich durch Experimente oder mathematische Argumente klären ließen. Die Fakten liegen offen zutage. Es geht um die Deutung der Fakten. Niels Bohr, Max Born, Paul Ehrenfest und weitere Physiker müssen sich auf eine philosophische Diskussion über Begriffsbildung einlassen. Was in Atomen geschieht, lässt sich nicht mit den hergebrachten Begriffen von Ort und Bewegung beschreiben. Die Formeln stehen da, fest und mathematisch schlüssig. Aber was bedeuten sie, wenn die alten Begriffe wie Ort und Geschwindigkeit nicht mehr gelten? Zu verschieden sind die Perspektiven. Bohr z.B. lässt Wellenbild und Teilchenbild gleichberechtigt – ja, sie widersprechen sich, aber sie ergänzen sich auch und ergeben gemeinsam ein vollständiges Bild des Geschehens in Atomen- so argumentiert Bohr. Die Kluft zwischen Theorie und Wirklichkeit scheint unüberbrückbar. Damals bei Einstein wunderte Heisenberg sich über die Frage: Was kommt zuerst, die Theorie oder die Beobachtung? Doch wohl die Beobachtung, hielt Heisenberg damals für selbstverständlich. Man muss sehen können, worüber man nachdenkt. Ist das nicht der Witz an empirischer Forschung? Erst die Theorie entscheidet, was man beobachten kann – so argumentieren andere Wissenschaftler. Im Verlauf so mancher Konferenz tritt die Konfliktlinie zwischen den Teilnehmern deutlich hervor: alte gegen neue Quantenphysik. Albert Einstein, Erwin Schrödinger, Max Planck, Hendrick Lorentz, die alten, verteidigen die etablierte Ordnung der klassischen Physik, in der die Wellen sanft rollen und die Teilchen sich auf stetigen Bahnen bewegen. Sie sind »Realisten«, sie wollen die Welt beschreiben, wie sie wirklich ist. Die jungen »Instrumentalisten«, allen voran Werner Heisenberg, Wolfgang Pauli und Paul Dirac, sind begierig, die Quantenmechanik voranzutreiben, sie auf die offenen Fragen über Atome und Strahlung anzuwenden. Für alles, was nach Philosophie und Semantik riecht, fehlt ihnen das Verständnis. Es geht in diesem Zwist um nichts Geringeres als die Seele der Physik.

Durch die Machtergreifung Hitlers werden all diese wissenschaftlichen Strukturen verstört.

Einstein, überzeugter Pazifist, später in den USA, schreibt am 10.03.1933: Zur politischen Freiheit gehört die Freiheit der mündlichen und schriftlichen Äußerung politischer Überzeugung, zur Toleranz die Achtung vor jeglicher Überzeugung eines Individuums. Diese Bedingungen sind gegenwärtig in Deutschland nicht erfüllt. Es werden dort diejenigen verfolgt, die sich um die Pflege internationaler Verständigung besonders verdient gemacht haben, darunter einige der führenden Künstler. Er drängt Roosevelt zur Entwicklung einer Atombombe. Die jüngst entdeckte Kernspaltung könne zu »äußerst wirkungsvollen Waffen neuen Typs« führen, warnt er den Präsidenten und schlägt ihm einen Plan vor, die Erforschung der Kernspaltung für militärische Zwecke zu forcieren. Das Manhattan-Projekt verwandelt nicht nur die Vereinigten Staaten in eine Uranfabrik. Es verlangt die vereinten Kräfte dreier Staaten: Großbritanniens, Kanadas und der USA. Das Manhattan-Projekt wird viele der besten Physiker der Welt beschäftigen, darunter einige, die aus Deutschland oder einem mit ihm verbündeten Staat geflohen sind. Otto Frisch, inzwischen in England, rechnet aus, dass schon in 50 Kilogramm U-235 die Sprengkraft von 15 000 Tonnen TNT steckt. In einer genügend großen Menge Uran-235, der »kritischen Masse«, entwickelt sich daraus eine Neutronenkaskade, die eine Kettenreaktion in Gang setzt. Mit einer Urankugel von der Größe eines Handballs könnte man eine ganze Stadt zerstören. Oder viele Tage lang mit Strom versorgen, wenn man die Kettenreaktion kontrolliert ablaufen lässt. Die Angst, die Deutschen könnten schneller in der Entwicklung einer Atombombe sein, befeuert das Projekt, an dem schon bald 125 000 Menschen mitarbeiten. Einer von ihnen ist Niels Bohr, der auch aus Dänemark fliehen musste. Nicht einmal Albert Einstein konnte sich aus der Weltgeschichte heraushalten, auch er gab einen Anstoß zum Bau der Atombombe, was er später bereute. Das ist die dunkle Seite der Geschichte, die von den Rissen in Marie Curies Fingerkuppen zur Atombombe von Hiroshima führt. Doch keinem von ihnen gelang mehr ein Fortschritt, der mit der Quantenmechanik oder der Relativitätstheorie vergleichbar wäre.

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Man wird ins Zeitalter der großen Erfinden in der Physik entführt. Hier werden alle Errungenschaften toll beschrieben und man bekommt einen guten Überblick über Dinge, über die man vielleicht noch nicht sehr viel wusste. Nicht weniger erfährt man über die Erfinde selbst. Man begegnet große Namen und bekommt eine Menge Hintergrundwissen geliefert, auch über die Beziehung einiger Erfinder untereinander. Ein sehr interessantes Buch, aus dem man viel Wissen mitnehmen kann, dabei unterhaltsam und kurzweilig mit einem schönen Cover. Von mir gibt es fünf Sterne.

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Quantenmechanik, Wellenmechanik, Relativitätstheorie, Radioaktivität, Pauli-Effekt, Elektron, Proton, Neutrino, Quantensprung, Matrizen - das sind so die Fachbegriffe, die uns in diesem interessanten Buch über den Weg laufen.

Das Buch umfasst die Entwicklung der Physik in den Jahren 1895-1945. Was mit Henri Becquerel bzw. Marie Curie und der Entdeckung der Radioaktivität beginnt, endet mit den Abwürfen der Atombomben auf Hiroshima und Nagasaki. Dazwischen liegen 50 Jahre, in denen Physiker der ganzen Welt in wilden Streitgesprächen ihre Theorien beweisen wollen.

Jeder von uns hat in der Schule vom Periodensystem und den Atomen gelernt. Hand aufs Herz, wer von uns bringt die Namen der Forscher damit korrekt in Zusammenhang? Nun gut, Marie Curie, Niels Bohr, Albert Einstein, Max Planck und vielleicht noch Erwin Schrödinger (wegen seiner Katze), Werner Heisenberg oder Lise Meitner (als eine der wenigen Frauen) sind noch geläufig. Doch Ernest Rutherford, Wolfgang Pauli, Arnold Sommerfeld, Max Born, Paul Dirac oder Louis de Broglie sind schon weniger deutlich in unserem Wissen verankert. Dabei haben sie großen Anteil an den Entwicklungen.

Die Hochblüte des wissenschaftlichen Streitgespräches endet mit der Machtübernahme der Nazis. Über Nacht werden (wie hinlänglich bekannt) jüdische Forscher und Wissenschafter von den Universitäten vertrieben, verfolgt, des Landes verweisen und auch ermordet. Die wenigen verbliebenen Forscher können die Lücken, die die Kollegen hinterlassen nicht füllen.

Das Buch ist flüssig zu lesen, auch wenn man kein Physiker ist. Herrlich sind die Streitgespräche zwischen den Wissenschaftlern dargestellt. Der Autor bringt seinen Lesern diese Diskurse mit Humor zur Kenntnis. Grinsen musste ich über Aussprüche wie diesen von Erwin Schrödinger:

„Ich kann mir nicht vorstellen, dass ein Elektron herumspringt wie ein Floh“

Herrlich sind die Ausschnitte aus Max Delbrücks Adaptierung von Goethes „Faust“. Einige dieser Monologe aus „Faust in Kopenhagen“ sind hier abgedruckt.

Faust:
Du wirst mich trotzdem nimmermehr verführen.
Werd’ ich doch zu einer Theorie je sagen:
Verweile doch, du bist so schön,
Dann magst du mich in Fesseln schlagen,
Dann will ich gern zugrunde gehn!

Das Neutrino tritt selbst als singendes Gretchen auf:

Meine Ladung ist hin,
Statistik ist schwer,
Ich finde sie nimmer
Und nimmermehr
Wo du mich nicht hast,
Keine Formel passt.
Die ganze Welt
ist dir vergällt.

Anlass dieser Adaptierung des klassischen Faust-Stoffes ist nicht nur das Gedenken zum 100. Todestag von Goethe, sondern der mit harten Bandagen ausgetragene Disput um das „Neutrino“ zwischen Niels Bohr und Wolfgang Pauli.

Manche Forscher verhalten sich ziemlich divenhaft und reagieren durchaus beleidigt, wenn ihre Thesen widerlegt werden. Der eine oder andere hat auch autistische Züge.

Das Buch verfügt im Anhang eine Liste weiterführender Literatur, damit sich der Leser in die eine oder andere Biografie vertiefen kann.

Fazit:

Das Buch bietet einen guten Überblick über die „Zeit der Unschärfe“. Es schließt eine Lücke zwischen der Wissenschaft und den Menschen, die dahinterstecken. Gerne gebe ich hier 5 Sterne.