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Das neue Bild der Welt. Chaos, Relativität, Weltformel


Joachim Bublath, promovierter Physiker, Autor und Produzent der Serien "abenteuer forschung" und "Knoff-Hoff-Show" im Zweiten Deutschen Fernsehen, hat sich viel vorgenommen: Chaos und Strukturbildung, Quantenmechanik, Relativitätstheorie, vereinheitlichte Theorie der Elementarteilchen – diese Mammutthemen der Physik unseres Jahrhunderts sollen in einem Band für Laien verständlich dargestellt werden.

Das Buch beginnt mit einer anschaulichen Einführung in die nichtlineare Dynamik. Sehr schön beschreibt Bublath, wie sich zwei kaum unterscheidbare Anfangszustände – sein Beispiel sind zwei fast identische Wetterlagen – im Laufe der Zeit immer weiter auseinanderentwickeln, bis nach einigen Tagen keinerlei Ähnlichkeit mehr zwischen ihnen festzustellen ist. Kennt man, so die Folgerung, den aktuellen Zustand des Wetters nicht beliebig genau, so ist eine Vorhersage über längere Zeiträume auch dann nicht möglich, wenn man über die physikalischen Gesetze der Atmosphäre genau Bescheid weiß.

An weiteren Beispielen demonstriert der Autor, in wie vielfältigen Situationen ein solches chaotisches, schwer vorhersagbares Verhalten auftreten kann, und präsentiert auch ein leicht zu verstehendes mathematisches Modell für den Übergang von einer einfachen periodischen zu einer chaotischen Dynamik.

Nach diesem Teil, der fast das halbe Buch füllt, entwirft Bublath ein Bild der Quantentheorie, das dank der Vielzahl an Graphiken sehr anschaulich wird. Leider unterlaufen ihm dabei fachliche Unsauberkeiten. So will er mit einem Gedankenexperiment zeigen, warum Ort und Geschwindigkeit eines quantenmechanischen Teilchens nicht gleichzeitig exakt bestimmbar sind. Nur trifft dieser Schluß auch auf klassische Teilchen zu; Bublath unterschlägt, daß in der Quantenmechanik Ort und Geschwindigkeit eines Teilchens nicht nur nicht gleichzeitig meßbar, sondern nicht einmal gleichzeitig – widerspruchsfrei – definierbar sind.

Im Abschnitt über Relativitätstheorie erfährt man, welche wesentlichen Änderungen Albert Einsteins Überlegungen für unser Weltbild brachten, aber auch, wie so merkwürdige Erscheinungen wie die Zeitdilatation im Gravitationsfeld ganz konkrete Bedeutung bei vergleichsweise alltäglichen Phänomenen erlangen können. Bublaths Versuch allerdings, den langsameren Verlauf der Zeit in einem starken Gravitationsfeld zu begründen, ist bestenfalls ein Zirkelschluß.

Die Ansätze einer vereinheitlichten Theorie der Wechselwirkungen sind in einem kurzen und recht gelungenen Kapitel auf allgemeinverständlichem Niveau beschrieben.

Leider hat das Buch außer den erwähnten Fehlern einige Schwächen, die sein auf den ersten Blick überzeugend wirkendes Konzept beeinträchtigen. So werden immer wieder Zusammenhänge, die an einer Stelle sehr treffend beschrieben werden, an anderer Stelle so verwirrend dargestellt, daß ein unvorbelasteter Leser doch einige Mühe hat, sich die richtigen Bezüge zusammenzuklauben.

Problematisch ist vor allem, daß Bublath immer wieder Chaos und Zufall durcheinanderwirft. So bezeichnet er die Karte der Einzugsgebiete beim Magnetpendel (Spektrum der Wissenschaft, Januar 1994, Seite 72) als zufällige Verteilung von blauen und roten Punkten.

Besonders problematisch ist aber die Art, wie der Autor zu erklären versucht. Zwar zeigt er in einer bunten und ansprechenden Show eine Menge interessanter Phänomene; er läßt aber viele Gelegenheiten aus, anschauliche und physikalisch entscheidende Mechanismen dahinter aufzuzeigen. So bringt er viele schöne Beispiele für Systeme mit chaotischer Dynamik und für Strukturbildung, läßt jedoch den zentralen Mechanismus der Selbstverstärkung im dunkeln, obwohl er ihn bei fast allen seinen Systemen leicht hätte dingfest machen können.

Statt dessen bemüht er sich, die Mathematik, in der diese Mechanismen formuliert und analysiert werden, verständlich zu machen. Das glückt manchmal, aber nicht immer; und es ist wenig hilfreich, wenn man zwar versteht, warum eine nichtlineare Gleichung ein komplexes Verhalten beschreibt, diese Gleichung aber mit den geschilderten Naturphänomenen nicht verbinden kann, weil sie mit ihnen auch nichts zu tun hat.

So zeigt dieses Buch auf einem für viele Interessierte geeigneten Niveau viel von der Faszination, den Methoden und Erkenntnissen, auch den Schwierigkeiten und prinzipiellen Grenzen der Physik in diesem Jahrhundert. Aber man hätte ihm einen aufmerksameren Lektor gewünscht, der die – völlig unnötigen – Schwachstellen bereinigt und den Autor genötigt hätte, konsequenter verständliche Zusammenhänge aufzuzeigen, anstatt Erklärungsversuche in mathematische Formalismen abzuschieben.



Aus: Spektrum der Wissenschaft 2 / 1995, Seite 106
© Spektrum der Wissenschaft Verlagsgesellschaft mbH

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