Die Unbestimmbarkeit der Welt. Heisenberg und die Folgen der modernen Physik

David Lindley, Doris Gerstner


Wie Teuferln in der Box

In ihrer Hypothese scheint mir eine ernste Schwierigkeit zu liegen, nämlich: Wie entscheidet ein Elektron, mit welcher Frequenz es schwingen soll? Es scheint mir, dass Sie annehmen müssten, dass das Elektron im Voraus wisse, wo es verbleiben wird." Der Einwand, den der neuseeländische Physiker Ernest Rutherford gegenüber dem neuen Atommodell seines dänischen Kollegen Niels Bohr formulierte, war keine Kleinigkeit. Elektronen können nichts "wissen", das war Rutherford genau so klar wie Bohr. Aber das Modell legte nahe, dass es keine Ursache dafür gebe, wenn sie sich plötzlich anschickten, Energie in Form von Strahlung abzugeben. Und eine Physik ohne Ursachen, das war ein Widerspruch in sich, das war schlichtweg undenkbar. Das Unwetter, das sich am Horizont des Jahres 1913 zusammenbraute, hätte hellsichtigen Physikern schon früher auffallen können. Das Ehepaar Curie etwa hatte angesichts der Entdeckung der Radioaktivität bereits einige Jahre zuvor notiert: "Die Spontaneität der Strahlung ist ein Geheimnis, eine Ursache tiefen Erstaunens."
Die Geschichte, die David Lindely in seinem Buch "Die Unbestimmbarkeit der Welt" erzählt, handelt vom Kampf gegen diese Spontaneität, die sich um die Jahrhundertwende im Theoriengebäude der Physiker einzunisten begann und dort – trotz massiver Delogierungsbemühungen – bis heute geblieben ist. Es ist die Geschichte von der Demontage einer Vision, die da lautet: Die Natur ist eine gigantische, berechenbare Maschine, deren zukünftiges Verhalten klar vor unseren Augen liegt, sofern wir nur genau genug hinsehen. Die Krux ist allerdings: Man kann eben nicht beliebig genau hinsehen.
Diese ernüchternde Erkenntnis, 1927 durch Werner Heisenberg in Form der berühmten Unschärferelation formuliert, ist der dramaturgische Höhepunkt von Lindleys Buch. Besonders die Geschehnisse vor dem Heisenberg-Schock entwickelt der promovierte Astrophysiker mit einer bemerkenswerten Klarheit und Folgerichtigkeit. Lindley beschreibt nicht, er argumentiert, er versucht nicht, krampfhaft zu popularisieren, denn sein luzider Stil drängt ohnehin zum Weiterlesen. Einziger Kritikpunkt ist eine gewisse Kurzatmigkeit, die sich in den letzten Kapiteln einstellt. Hier hätten wohl zusätzliche fünfzig Seiten nicht geschadet – man darf vermuten, dass der Verlag Doubleday, bei dem das englischsprachige Original erschien, kein dickeres Buch herausbringen wollte.
Gleichwohl widersteht Lindley über weite Strecken der Versuchung, die historischen Entwicklungen allzu geradlinig darzustellen. Denn auch Heisenberg und Bohr, die später mit ihrer "Kopenhagener Deutung" der Quantenmechanik eine neue Orthodoxie begründeten, hatten gröbere fachliche Konflikte durchzustehen. Ganz zu schweigen von dem, was sich zwischen Bohr und Einstein abspielte. Letzterer wollte sich zeitlebens nicht mit dem Gedanken abfinden, dass der Zufall nun ein offizieller Teil der Physik sein sollte. Berühmt ist etwa folgende Briefpassage, in der Einstein schrieb: "Der Gedanke, dass ein einem Strahl ausgesetztes Elektron aus freiem Entschluss den Augenblick und die Richtung wählt, in der es fortspringen will, ist mir unerträglich. Wenn schon, dann möchte ich lieber Schuster oder gar Angestellter in einer Spielbank sein als Physiker."
Nun, Einstein blieb seinem Fach dennoch treu und drangsalierte Bohr mit immer neuen Gedankenexperimenten, die Fehler oder zumindest Lücken in der noch jungen Quantentheorie aufzeigen sollten. Aber der große Däne, dessen legendär umständliche Ausdrucksweise vom Österreicher Paul Ehrenfest einst als "Bohrische Beschwörungsterminologie" bezeichnet wurde, parierte die Angriffe jedes Mal. Der Höhepunkt dieser Auseinandersetzung spielte sich auf der fünften Solvay-Konferenz im Jahr 1927 ab, von der Ehrenfest im Telegrammstil berichtete: "Einstein immer neue Beispiele ... Bohr stets aus einer dunklen Wolke von philosophischem Rauchgewölke die Werkzeuge heraussuchend, um Beispiel nach Beispiel zu zerbrechen. Einstein wie die Teuferln in der Box. Oh das war köstlich."

Robert Czepel in FALTER 11/2008



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