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Sackgasse Stringtheorie?

Folgt man dem Autor Lee Smolin – oder vielmehr dem schwachen Lektorat – im Buch "Die Zukunft der Physik", so wird die Welt in 1033 Jahren untergehen! Aber keine Panik: Dieses fast biblische Szenario ist Folge eines (systematischen) Druckfehlers. Es muss (auf Seite 106) natürlich 1033 Jahre heißen! In dieser Zeit sollten, nach der "Grand Unified Theorie" die Protonen zerfallen, was den Kollaps aller Materie bedeutet. An anderer Stelle (Seite 15) ist von 10 500 Universen der Stringtheorie die Rede – korrekt wären 10500. Gnadenlos konsequent heißt es später 10-16 anstatt 10-16 (Seite 114). Interessant ist auch Einsteins Formel E = m2 (Seite 46). Wenn das stimmt, müssten viele T-Shirts umgedruckt werden! Zum Glück hat die gute alte Lichtgeschwindigkeit c noch nicht ausgedient, und es gilt immer noch E = mc2. Wer hat hier lektoriert?

Nach soviel Kritik über lästige Druckfehler kommen wir nun aber endlich zum – hervorragenden – Inhalt des Buchs: Eine kritische Abrechnung mit der populären Stringtheorie. Smolin befasst sich zunächst mit erfolgreichen und gescheiterten "Vereinheitlichungen", wovon es in der Physik eine ganze Reihe gegeben hat. Vielleicht gehört der aktuelle Kandidat – die Stringtheorie – zu den Verlierern. Der Autor, einst einer ihrer Jünger, ist jedenfalls sehr skeptisch. Strings, Branen und die 11-dimensionale M-Theorie führen in eine Sackgasse.

Smolin spricht aus Erfahrung, denn er hat die Entwicklung der letzten 30 Jahre in den Bereichen Elementarteilchenphysik, Quantenfeldtheorie und Relativitätstheorie hautnah miterlebt. Revolutionäre Ergebnisse liegen lange zurück und eine neue Vereinheitlichung erscheint längst überfällig. Das Buch ist Ausdruck seines Frusts, den viele seiner Kollegen teilen – allerdings wollen die meisten dies nicht offen zugeben.

Der Forscher kritisiert dabei nicht nur die Theorie selbst (wenn es überhaupt eine ist), sondern vor allem den Umgang mit ihr. Das Problem ist "soziologischer" Natur. Schuld ist das dominierende amerikanische Forschungssystem: Wer heute etwas in der Theoretischen Physik werden will, kommt an der Stringtheorie nicht vorbei. Hier wird das meiste Geld reingesteckt – zu Lasten anderer wichtiger Forschungsgebiete wie etwa der Quantengravitation. Das System fördert die "Handwerker" – mathematisch versierte Physiker – und ignoriert die "Seher". Letztere sind kreative Einzelgänger, die sich abseits des Mainstream mit fundamentalen Fragen befassen. Dies wird von den Forschungseinrichtungen, die auf Renommee und Budget achten müssen, nicht honoriert.

Das weltweite "Peer-Review" System, bei dem etablierte Physiker über die Einstellung jüngerer Kollegen entscheiden, siebt unorthodoxe Denker, die meist mathematisch weniger versiert sind, gnadenlos aus. Einstein, wohl der größte "Seher" des 20. Jahrhunderts, würde heute wohl scheitern. Gesucht sind angepasste Theoretiker, die sich kritiklos ins Kalkül einspannen lassen. Wer als Post-Doc beruflichen Erfolg will, muss sich heute mit Stringtheorie beschäftigen. Zu ihren Konferenzen werden ausschließlich die eigenen Jünger eingeladen – die Elite pflegt eine strenge Isolation.

Die entscheidende Frage lautet: Warum ist bei all der einseitigen Förderung und dem Großaufgebot an hoch qualifizierten Theoretikern in 30 Jahren – trotz der anfänglichen Euphorie zweier "String-Revolutionen" – so wenig herausgekommen? Von den fünf fundamentalen Problemen der Physik, die Smolin ausführlich diskutiert, löst die Stringtheorie gerade einmal eines (besser gesagt, die eingebaute hypothetische Supersymmetrie leistet dies für sie). Die Gründe dafür sind vielfältig. Es gibt keine eindeutig definierte Theorie, mit zentralen Gleichungen, wie in der Quantenmechanik oder Allgemeinen Relativitätstheorie (ART). Sie ist auch nicht, wie oft behauptet, die ersehnte "Quantengravitation", denn sie erfordert einen festen Raum-Zeit-Hintergrund und ignoriert damit die Fundamente der ART. Es kommt aber noch schlimmer: Es existieren noch nicht einmal physikalische Prinzipien, aus denen sich die Stringtheorie ableiten ließe – von experimentellen Voraussagen, die eine Entscheidung über ihre Richtigkeit erlauben würden, ganz zu schweigen. Erst Letzteres würde sie zu einer ordentlichen Theorie machen.

Das Ganze ist, folgt man dem Autor, ein gewaltiges mathematisches Konstrukt – die alten Epizykel des geozentrischen Weltbilds lassen grüßen! Es gipfelt derzeit im Begriff der "Landschaft": Sie beschreibt ein Konglomerat von 10500 unterschiedlichen "Welten" – ohne dass die Theorie aus sich heraus irgendeinen Favoriten benennen könnte. Der einzige Retter in der Not: das anthropische Prinzip. Unsere offensichtliche Existenz liefert die Auswahl – stets ein fragwürdiges Argument für die Gültigkeit einer Theorie. Daneben gibt es auch massive mathematische Probleme: kein Wunder, bei den schweren Geschützen, die aufgefahren werden müssen – dagegen ist die Riemann'sche Geometrie der Allgemeinen Relativitätstheorie simpler "Dreisatz". Wie Smolin zeigt, redet sich die Stringgemeinde nicht nur die Realität der Landschaft ein. Sie behauptet auch – zu Unrecht –, dass die "Endlichkeit" der Theorie (ein entscheidender Punkt für ihre physikalische Bedeutung) bereits bewiesen sei. In einer elitären Gesellschaft spielen Wunschdenken, Gruppenzwang und die Unterdrückung kritischer Meinungen eine wichtige Rolle.

Wie sieht also die "Zukunft der Physik" aus? Ohne unkonventionelle Ideen – und vor allem deren Förderung – wird man zu keinen neuen Erkenntnissen kommen können. Dabei gibt es diese "Einsteins"; sie werden aber vom etablierten System ignoriert und mutieren zu Privatgelehrten. Man investiert lieber in "Handwerker", bis irgendwann die bittere Wahrheit, das Scheitern der Stringtheorie, zu radikalem Umdenken zwingt.

Smolins Buch ist provokant, amüsant und zeugt von großem Insiderwissen. Leider muss er sein eigenes Scheitern ebenso konstatieren: Anfangs von der Stringtheorie infiziert und die Karrierechance nutzend, hat er sich der Quantengravitation und fundamentalen Fragen zugewandt. Ein Ansatzpunkt für eine neue Physik ist vielleicht die ewige Frage: Was ist Zeit? Dabei könnten auch etablierte Dinge auf der Strecke belieben: die Quantentheorie (Gibt es vielleicht doch verborgene Variable?) oder die Spezielle Relativitätstheorie (Gibt es vielleicht doch einen absoluten Raum, falls sich die Lichtgeschwindigkeit als nicht konstant erweisen sollte?). Ketzerische Ideen, ohne Zweifel. Aber offenbar brauchen wir unkonventionelle Forscher um aus der gegenwärtigen Sackgasse – geprägt von ausufernder Mathematik und reduzierter Physik – herauszukommen.

Neben den eingangs genannten Druckfehlern, gibt es noch einen weiteren Kritikpunkt: Das Buch ist mit seinen 500 Seiten einfach zu lang. Es finden sich zu viele Wiederholungen. Auch mit weniger Text würde das, wie ich meine berechtigte, Anliegen des Autors klar werden.

Fazit: Jeder, der sich für die Gegenwart und Zukunft der Theoretischen Physik interessiert, kommt an Smolin nicht vorbei. Hier berichtet ein unabhängiger, kompetenter und kreativer Physiker. Ein längst überfälliger Blick hinter die Kulissen und ein interessantes Kontrastprogramm zu Büchern wie "Verborgene Universen" der String-Päpstin Lisa Randall.
30. Woche 2009

Dieser Artikel ist enthalten in Spektrum - Die Woche, 30. Woche 2009

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