Josef M. Gaßner

"Können wir die Welt Verstehen?" von den Physikern Josef M. Gaßner und Jörn Müller ist ein populärwissenschaftliches Sachbuch, in dem sie die Leser auf eine gedankliche Reise durch die Forschungsgeschichte der Physik von Aristoteles bis zur Stringtheorie mitnehmen. 

Dafür bedienen sie sich auch der Metapher einer Gipfelexpedition. Diese beginnt bei den "Hügeln" der klassischen Mechanik, des Elektromagnetismus und der Atomtheorie. Weiter geht es über die Spezielle und Allgemeine Relativitätstheorie, die Quantenmechanik und die Quantenfeldtheorien. 

Schließlich führen die Autoren die Leser zu den hohen "Gipfeln" der Schleifen-Quantengravitation, der Stringtheorie, der Supersymmetrie und der Dunklen Materie und Energie. Besonders ausführlich befassen sich die Autoren mit der klassischen Mechanik, der Quantenmechanik und der Quantenelektrodynamik.

Die Erklärungen auf teils eher gehobenem populärwissenschaftlichem Niveau sind meiner Meinung nach meist wirklich gut verständlich, wobei es besonders in der zweiten Hälfte des Buches und vor allem im Bereich über die Quantenfeldtheorien für mich schon hin und wieder etwas kniffelige Stellen gab. Durch Abbildungen und Diagramme, die das Verständnis erleichtern, wird das Ganze ergänzt. Was auch zum Verständnis beiträgt, sind die vorkommenden Gedankenexperimente.

Wer dieses Buch lesen möchte, sollte aber nicht vor physikalischen Formeln zurückschrecken. Denn die Autoren erklären auch die Mathematik vieler der vorgestellten Theorien, wenn auch in unterschiedlichem Umfang und mit meist zum Beispiel dadurch vereinfachten Formeln, dass nur eine Raumdimension berücksichtigt wird. Dabei kommen auch schon einmal (einfache) Differential- und Integralgleichungen zum Einsatz. Aber wie Integral- und Differentialrechung funktionieren, wird kurz und meiner Meinung nach ebenfalls gut verständlich erklärt. 

Von den Autoren zum Beispiel aufgrund der verwendeten Formeln als besonders schwierig betrachtete Stellen, die nicht unbedingt für das allgemeine Verständnis gelesen werden müssen, sind durch ein "Achtung, rutschige Straße"-Schild und ein "Freie Fahrt"-Schild markiert.

Man erfährt im Lauf des Buches zum Beispiel, wie Newton mithilfe der Erkenntnisse von Galilei zum freien Fall und den keplerschen Gesetzen auf sein Gravitationsgesetz gekommen ist und wie Planck aus dem Wienschen Verschiebungsgesetz und dem Rayleigh-Jeans-Gesetz sein eigenes Strahlungsgesetz gebildet hat.

Außerdem wird erklärt, wie die zeitunabhängige und die zeitabhängige Schrödingergleichung zustande kommen. Ab der Herleitung der zeitabhängigen Schrödingergleichung nimmt dann die Anzahl der im weiteren Text vorkommenden Gleichungen merklich ab.

Eingestreut im Text gibt es auch ein paar Einschübe, in denen Themen wie die Infinitesimalrechnung und die Fourier-Entwicklung erklärt werden. Auch die Herleitung des Planckschen Strahlungsgesetzes ist in einem der Einschübe, der auch als besonders schwierig markiert ist. Ich teile da aber nicht die Einschätzung der Autoren, da ich die Herleitung der Formel wirklich gut nachvollziehbar finde.

Im Lauf des Buches werden viele Physiker genannt und ihre jeweiligen Beiträge zu den erläuterten physikalischen Erkenntnissen beschrieben. Von vielen der Forscher gibt es auch bildliche Darstellungen und über das Leben von manchen erfährt man auch etwas. Außerdem gibt es auch Zitate einiger Physiker, unter anderem von Albert Einstein und Richard Feynman.

Gewürzt wird das Ganze mit etwas Humor hier und da. Zum Beispiel wird schon einmal der Passagier aus dem letzten Gedankenexperiment zuerst aus dem imaginären Raumschiff geworfen, bevor es mit neuer Fracht beladen wird.

Schmunzeln musste ich auch jedes Mal, wenn mal wieder eine Orange zum Einsatz kam, für die die Autoren ein besonderes Faible zu haben scheinen. Auch ansonsten ist der Schreibstil sehr angenehm und leicht zu lesen. 

Am Anfang gibt es ein von Harald Lesch verfasstes Vorwort und einen Prolog von den Autoren als Einleitung in die Thematik des Buches, die beide Lust aufs Lesen machen. Am Ende folgt dann noch ein Epilog, der offenbar von Josef Gaßner stammt. Wie man aus seinen eigenen Worten schließen kann, scheint dieser trotz der Nennung von Jörn Müller auf dem Einband der eigentliche oder zumindest der Hauptautor des Buches zu sein.

An den Epilog schließt sich schließlich noch ein umfangreiches Stichwortregister zum gezielten Nachschlagen und die üblichen Quellennachweise an.

So ziemlich an jedem Kapitelanfang und manchmal auch an anderen Stellen gibt es QR-Codes, die zu Videos führen, die auch auf der Internetseite urknall-weltall-leben.de und dem Youtube-Kanal Urknall, Weltall und Leben der Autoren zu finden sind. In diesen erfährt man wohl mehr zu den im Buch angesprochenen Themen. Da ich persönlich aber kein Smartphone besitze, konnte ich die QR-Codes nicht nutzen.

Dennoch hat mir das Lesen im Großen und Ganzen aber viel Spaß gemacht und ich habe auch ein paar neue Dinge gelernt. Zum Beispiel kann ich jetzt etwas mehr mit den Begriffen Eichsymmetrie, Lie-Gruppen und abelsche Grupppen anfangen, da diese zumindest in den Grundzügen und mit anschaulichen Beispielen erklärt werden.

Ich hätte mir aber noch ein griechisches Alphabet mit der Aussprache der Buchstaben im Anhang gewünscht, da im Text nicht von allen in den Formeln verwendeten griechischen Buchstaben die Aussprache genannt wird.

Insgesamt gebe ich eine klare Kaufempfehlung für alle, die an Physik interessiert sind und sich dabei nicht von Formeln und dem, wenn auch stets populärwissenschaftlichen, teils eher gehobenen Niveau abschrecken lassen.

Zwischen der Scheibe von Nebra, zur String- oder Quantenfeldtheorie liegen einige Jahrhunderte – ja sogar Jahrtausende. Was die beiden gemeinsam haben und wohin uns die Richtung der Forschung führt, erfahren wir von den beiden Autoren auf eindrucksvolle Weise.

Wenn Harald Lesch für ein Buch das Vorwort schreibt und uns am Schluss seiner Gedanken mitteilt, dass es sich um ein „wundervolles Meisterwerk“ handelt, ist die Erwartung beim Leser entsprechend hoch. Wird dieses Buch ebenso leicht leserlich sein wie die Ausführungen, die wir von Harald Lesch kennen oder ist es vielleicht nur für ihn – mit seinem Hintergrundwissen – ein Meisterwerk?

Wir beginnen vor ungefähr 4000 Jahren mit der Scheibe von Nebra und arbeiten uns in 12 Kapiteln auf über 650 Seiten hin bis zur Stringtheorie. Einiges ist bekannt, vieles vollkommen neu – immer aber baut das Unbekannte auf Bekanntem auf. Somit erweitert der Leser sein Wissen sukzessiv von Seite zu Seite, von Kapitel zu Kapitel.

Das Beste daran ist jedoch, wenn ich etwas nicht verstehe (was bei dieser Materie nicht verwunderlich ist), ziehen sich über das ganze Buch hindurch Hilfen. Diese bestehen aus QR-Codes, die immer wieder auf zusätzliches Material im Internet verweisen. Ist es also wirklich möglich, die Welt zu verstehen? Auch für einen unbedarften Laien wie mich?

Naja, ganz so einfach ist es dann doch wieder nicht. Auch wenn der Inhalt sehr plausibel aufgebaut ist, so wird es spätestens bei der Quantentheorie doch sehr kompliziert – oder wie der Name schon sagt theoretisch…

Dennoch habe ich das Gefühl, nach der Lektüre dieses Werks wieder ein Stück weiter gekommen zu sein mit meinem Verständnis über die Welt und deren Aufbau. Von den kleinsten Teilchen der Strings bis zum Makrokosmos, der uns täglich umgibt und für uns auch wahrnehmbar scheint.

Dieses Werk ist jedoch sicher nicht eines, welches man liest und danach ins Regal stellt, um es dort verstauben zu lassen. Der Aufbau und die bereits erwähnten QR-Codes machen es möglich, dieses Buch als umfassendes Nachschlagewerk zu nutzen.

Und so macht es dieses Buch möglich immer wieder einen Schritt weiter zu kommen – und vielleicht kann auch ich eines Tages die Welt verstehen. 5 Sterne

…und dieses Buch zunächst

Auf der einen Seite ist es gelungen und lobenswert, dass Gaßner und Müller nicht in allzu populär-wissenschaftliche Gefilde sich bewegen, sondern mit diesem Werk zur allgemeinen und speziellen Physik, von der Antike an bis zu neuesten Gedankengängen, dem Leser handfeste Fakten und den aktuellen Status der Wissenschaft präsentieren. Wie das Buch auch eine Geschichte der physikalischen Entdeckungen, Theorien und formulierten Beobachtungen enthält.

Es ist, auf der anderen Seite, auch anstrengend und bedarf einer hohen Konzentration, vor allem für jene Leser, denen die höhere Mathematik sich bisher eher verschlossen gezeigt hat.

Auch wenn die Autoren immer ruhig und sachliche die Formeln erläutern, die Rechenwege aufzeigen und den Sinn der einzelnen Berechnungen ebenfalls nahebringen, es ist und bleibt höhere Mathematik, die in so manchem der Kapitel ein hohes Abstraktionsniveau erreichen.

Denn alle Beobachtungen der Physik, alle Theorien der Quantenmechanik oder der String-Theorie, benötigen am Ende eine Formel. Entweder vorher, der das Experiment dann folgt, oder nachher, wenn eine Beobachtung (von der Gravitation mal angefangen) in einen mathematischen Beweis gegossen werden soll (der erst die Allgemeingültigkeit erweisen und die Beobachtung zum Gegenstand der breiten Forschung werden lassen kann).

Von der „Himmelsmechanik“ und der geistigen Erkundung des Planeten Erde in der Antike angefangen über die „klassische Mechanik“ von Spektrum und Gravitation und vielen andern existenziellen Bereichen der physikalischen Welt über die „Lehre der Atome“ und deren Bausteine bis hin zur Spaltung derselben, von der Frage nach Zeitreisen (geht!, aber nur relativ) bis zur allgemeinen Relativitätstheorie und der Quantenmechanik 8alles kann – nichts muss, und das zugleich), von Aristoteles bis Planck und Schröder, Einstein und Lamb, Lorentz und Bohm, so gut wie alles, was Rang und Namen in der Physik hat und so gut wie jede breiter angelegte Theorie und Formel kommen in diesem umfassenden Werk zu ihrem Recht.

Wie dann Licht mit Materie „wechselwirkt“ und was „Quantenchromodynamik“ eigentlich ist, kann dann den Leser, der bis zu diesen Themen sich durchgearbeitet hat, dann auch nicht mehr schrecken. Denn wenn vorher nicht aufgegeben wurde, hat man sich zum Ende des Werkes hin in Stil und Form der Autoren eingelesen und auch die mathematischen Grundlagen einigermaßen parat (wenn auch nicht ganz in der Tiefe verstanden, so doch zumindest den Autoren vertrauend sich in der Bedeutung angeeignet).

Dass dann, neben all diesen in sich bereits teils unglaublichen Theorien und Berechnungen, am Ende noch klar wird, dass es ein „Jenseits“ neben dem „Standardmodell“ der Welt gibt und dass gerade in der aktuellen Forschung Antworten auftauchen, welche die klassischen Fragen selbst in Frage stellen bis hin zu mathematischen Erkenntnissen, die sich mit der „Realität“ ziemlich ins Gehege kommen, dass wird dann fast spannend sogar.

Dunkle Materie, die Weltformel, die Stringtheorie, faszinierende Ausblicke in wissenschaftliche Bereiche, in denen noch Antworten verborgen sein werden, zu denen die Fragen noch gar nicht gestellt sind.

„Was wir wissen ist ein Tropfen, was wir nicht wissen ein Ozean“.

Anstrengend, aber mit tiefem Erkenntnisgewinn. Nicht generealisierend, aber die Physik in ganzer Breite darstellend.

Eine empfehlenswerte Lektüre, die man aber wohl kaum abends zum einschlafen im Bett lesen können wird.