Es mag für den Nicht-Fachmann nicht ohne weiteres zu erkennen sein, aber mit diesem Buch hält er einen wahren Schatz in der Hand. Carlo Rovelli ist einer der grossen Forscher der Loop-Theorie. Und die Loop-Theorie ist der zur Zeit hoffnungsvollste Ansatz, die Quantentheorie und die Relativitätstheorie zu vereinen.
Rovelli setzt sich in diesem Buch das Ziel, die philosophischen Hintergründe dieses monumentalen Werkes allgemeinverständlich zu erklären, – was ihm über weite Strecken gelingt. Dabei geht er gründlich vor, nämlich von den Fragestellungen der antiken Philosophen, über die er in einer Lebendigkeit zu berichten weiss, wie ich sie in 6 ½ Jahren Lateingymnasium nicht erlebt habe.
Ich mag sonst solche Abschweifungen in die Geschichte nicht, wenn ich eigentlich etwas über moderne Physik lernen will. Rovelli aber geht es nicht darum, mit Plaudereien die Seiten zu füllen. Vielmehr weiss der Autor genau, wo die philosophischen Fallstricke in den Fragen zu Raum, Zeit und Wirklichkeit verborgen liegen, weil er offensichtlich selbst jahrelang genau mit diesen Fragen gerungen hat. Und während er uns von Demokrit, Zenon, Newton und Einstein erzählt, zeigt er uns ganz nebenbei genau diese Fallstricke, die es in einer Beschreibung der Wirklichkeit zu vermeiden gilt.
Und das Kernproblem bei der Vereinigung von Quanten- und Relativitätstheorie ist tatsächlich ausgerechnet eine der Fragen, mit denen schon die antiken Philosophen gerungen haben. Nämlich: Sind der Raum und die Zeit aus Atomen zusammengesetzt oder sind sie glatt? Kann der Raum in unendlich kleine Raumstücke zerlegt werden oder stossen wir irgendwann an eine Grenze?
Nach der Relativitätstheorie ist der Raum glatt. In diesem glatten Raum können Teilchen theoretisch beliebig präzise lokalisiert werden. Aber wenn ein Teilchen beliebig präzise lokalisiert ist, dann hat diese Teilchen nach der Quantentheorie eine extrem hohe Energie. Und eine extrem hohe Energie –das ist nun wieder eine Aussage der Relativitätstheorie- krümmt den Raum so stark, dass da ein schwarzes Loch entsteht und die Zeit still steht.
Man muss dies gar nicht alles verstehen. Der entscheidende Punkt ist: Die zwei Theorien funktionieren jede für sich ausgezeichnet. Aber irgendwie beissen sie sich gegenseitig. Und der Konflikt hängt damit zusammen, dass die Relativitätstheorie eine glatte Raumzeit beschreibt.
Nun haben Physiker schon lange gemerkt, dass sie dieses Problem umgehen können, indem sie so tun, als wäre da nicht ein glatter Raum, sondern ein Gitter. Wenn sie die Formeln dann nur auf die Gitterpunkte anwenden, gibt es keinen Kollaps. Sie tricksen den glatten Raum sozusagen aus, indem sie nur die Gitterpunkte berechnen, das aber für ein so feines Gitter, dass das Gitter wie ein glatter Raum aussieht. So wie ein Computerbildschirm ein Bild in so feinen Pixeln zeigt, dass wir die Pixel gar nicht mehr sehen.
Die Idee der Looptheorie ist nun: Dieses Gitter ist nicht nur ein Rechentrick. Sondern der Raum ist tatsächlich ein extrem feines Netzwerk aus unzähligen winzigen Schleifen (Loops). Die Schleifen liegen nicht im Raum, sondern sie bilden den Raum.
Nun, was soll’s? – Der Knaller kommt erst: Genau diese Art Schleifen taucht in der Physik auch an einem völlig anderen Ort auf. Und zwar als Grundelement der Information in der Quantenphysik. Auch diese Behauptung ist für einen Laien natürlich absolut nicht nachvollziehbar und unverständlich. Nachvollziehbar ist aber die Ungeheuerlichkeit der Aussage: Es sieht so aus, als wäre unsere Welt aus reiner Information aufgebaut.
Raum, Zeit, Materie und Kräfte werden alle auf ein Grundelement zurückgeführt, nämlich auf das Grundelement der Quanteninformation, das sogenannte Qubit. 2015 wurde ein Projekt lanciert, bei dem über hundert Physiker, Mathematiker und Informationstheoretiker genau an dieser Idee arbeiten. Der Name des Projekts: It from Qubit.
Ich denke: Wenn wir verstanden haben, wie sich Qubits zu Netzwerken verbinden, verstehen wir sämtliche Naturgesetze. Die Naturgesetze leiten sich aus dem Begriff der Information ab.
In meinem Buch ‚Das Universum, das Ich und der liebe Gott’ https://www.lovelybooks.de/autor/Philipp-Wehrli/Das-Universum-das-Ich-und-der-liebe-Gott-1431971004-w/ gehe ich noch einen Schritt weiter. Ich behaupte: Das Universum konnte deshalb aus dem Nichts entstehen, weil das Universum als Gesamtes null Information enthält. Das Universum ist sozusagen identisch mit dem Nichts. Aber das ist eine andere Geschichte.
Fast könnte man sagen: Mit Rovellis Buch erleben wir ein Stück Wissenschaftsgeschichte. Dies sind die Ideen, die sich durchsetzen werden. Dringend empfohlen für alle, die dabei sein wollen.
Für Hardcore-Physiker gibt es übrigens dasselbe in mathematisch: ‚Quantum Gravity’ von Carlo Rovelli. Aber, um es in den Worten eines klugen Physikers zu sagen: „Wenn Sie das alles verstehen, haben Sie wahrscheinlich nicht viele Freunde."
