Die Quantentheorie und der Kampf um die Seele der Physik

Ein Gastbeitrag von Christian Bührig

Solvay 1927_1

Teilnehmer der Solvaykonferenz 1927 – Die „Quantenkritiker“: Einstein (1. Reihe, Mitte), Schödinger (3. Reihe, Mitte); die „Quantenfreaks“: Bohr (2. Reihe, ganz rechts), Heisenberg und Pauli (3. Reihe, 3. u. 4. v. rechts)

A. Einleitung von Axel Stöcker

Von allen naturwissenschaftlichen Theorien ist die Quantentheorie jene, die am besten empirisch bestätigt wurde. Und sie ist wohl auch die Theorie, die am meisten technisch angewendet wird. Von der Neonröhre bis zum Computer, von der Quantenkryptographie bis zur Photovoltaik, alles beruht auf Quanten.

Doch so souverän man die Theorie in der Praxis auch beherrscht, so unsicher ist man sich nach wie vor in der Frage, wie ihre theoretischen Grundlagen eigentlich zu interpretieren sind. Zugespitzt formuliert gleicht die Quantentheorie einer großen Black Box, die perfekte Ergebnisse liefert, aber deren Inneres ein großes Rätsel darstellt. Was bedeuten all die Wellenfunktionen, Matrizen und Operatoren eigentlich? Repräsentieren sie physikalische Realitäten, oder sind es lediglich raffinierte mathematische Simulationen?

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Relativitätstheorie (3) – ein neues Bild der Gravitation

Ein Gastbeitrag von Helmut Pfeifer

Raumkrümmung

Raumkrümmung – in Einsteins Allgemeiner Relativitätstheorie ist die Gravitation keine Kraft, sondern eine Eigenschaft der Raumzeit

Im zweiten Teil ging es um Einsteins Spezielle Relativitätstheorie. In diesem dritten und letzten Teil von Helmut Pfeifers Serie geht es um die Allgemeine Relativitätstheorie, die sich im Gegensatz zur speziellen RT auch mit beschleunigten Bewegungen befasst. Was sich wie eine physikalische Spitzfindigkeit anhört, hatte es in sich und forderte Einstein über zehn Jahre lang alles ab. Am Ende stand nicht nur eine Beschreibung beschleunigter Bewegungen, sondern auch eine völlig neue Vorstellung von der Natur der Gravitation. Und sie machte Einstein endgültig berühmt. Weiterlesen

Relativitätstheorie (2) – Die Verschmelzung von Raum und Zeit

Ein Gastbeitrag von Helmut Pfeifer

einstein

Zeitdilatation und Längenkontraktion sind zwei Konsequenzen aus Einsteins spezieller Relativitätstheorie

Im ersten Teil seiner Serie stellte Helmut Pfeifer jene Entdeckungen von Einsteins Vorgängern und Zeitgenossen dar, die die Relativitätstheorie erst möglich machten. Nun geht es ans Eingemachte. Wie entwickelte der bekannteste deutsche Physiker seine spezielle Relativitätstheorie? Und wie entstand seine berühmte Formel E=mc2 ? Weiterlesen

Relativitätstheorie (1) – die Schultern der Riesen

Ein Gastbeitrag von Helmut Pfeifer

Relativistische Längenkontraktion – auch vor Einstein schon ein Thema

„Wenn ich weiter geblickt habe, so deshalb, weil ich auf der Schuler von Riesen stehe“ soll Isaak Newton über seine Vorgänger gesagt haben. Und Newton war seinerseits einer der Riesen, auf dessen Schultern Albert Einstein seine Relativitätstheorie entwickelte. In diesem ersten Teil seiner Serie zur Relativitätstheorie stellt Helmut Pfeifer die naturwissenschaftlichen Erkenntnisse aus Optik, Elektrizität und Magnetismus dar, ohne die Einstein seine Theorie nicht hätte entwickeln können. Weiterlesen

Hawkings Bluff (1) – Ist die Philosophie tot?

Teil 1: Die Widersprüche in Hawkings Vermächtnis

Multiversum

Multiversum – Idee oder Realität?

Stephen Hawking wollte in seinem letzten populärwissenschaftlichen Buch nicht nur wichtige kosmologische, sondern auch große philosophische Fragen beantworten. Hat er erreicht, was Generationen von Wissenschaftlern und Philosophen misslang?

Stephen Hawking ist wieder in den Bestsellerlisten. Das hätte dem weltberühmten, öffentlichkeitsaffinen Kosmologen, der im März dieses Jahres verstarb, sicher gefallen. So ganz glücklich wäre er über das Werk, das ihn – wieder – in den populärwissenschaftlichen Charts vertritt, aber wahrscheinlich nicht. Es handelt sich nämlich um sein Erstlingswerk Eine kurze Geschichte der Zeit, das bereits vor 30 Jahren ganz nach oben stürmte. Das ist der Fluch des frühen Erfolges, wie man ihn auch von Michael Jackson kennt: Der King of Pop litt im Grunde sein ganzes Leben darunter, dass er sein Debutalbum Thriller nicht mehr toppen konnte. Weiterlesen

Auf der Suche nach anderen Welten

flammarion-farbe

Wanderer am Weltenrand – Holzstich, erstmals 1888 veröffentlicht von dem französichen Astronomen Camille Flammarion (1842-1925)

Über die Existenz anderer Welten spekuliert der Mensch seit es ihn gibt, ob in Mythologie oder Religion, im Märchen oder Roman. Neuerdings hat auch die moderne Physik fremde Welten für sich entdeckt – in den sogenannten Paralleluniversen. Wie ernst sollte man solche Ideen nehmen, seien sie nun physikalisch oder mythologisch? Ein erster Versuch der Orientierung. Weiterlesen

Erkenntnis auf dem Motorrad

Thomas Poth, Blogger

tpothInhalte werden durch Personen transportiert. Das ist eigentlich trivial und liegt schon in der Semantik des Wortes „Person“ begründet: Das lateinische per-sonare gilt vielen Ethymologen als dessen Wurzel und bedeutet durchklingen. Durch eine Person klingt also etwas hindurch, die Person wird so zum Resonanzraum und dieses „etwas“, der Inhalt, wird durch sie erst hörbar, wahrnehmbar. Und wie bei der physikalischen Resonanz werden auch hier nicht alle Personen durch denselben Inhalt zum Klingen gebracht, sondern jede Person hat ihre spezifische „Wellenlänge“.

Doch natürlich – und hier endet die Analogie – ist eine Person mehr als ein passiver Resonanzboden, denn sie wirkt aktiv auf den Inhalt zurück, gibt ihm eine spezifische – persönliche – Form. Der Inhalt und das Transportmedium Person lassen sich oft nicht hundertprozentig trennen. Weiterlesen