Was die Welt zusammenhaelt

Physics

Was die Welt zusammenhält

Relativitäts- und Quantentheorie
im Kreuzverhör

Bild: Plakette der Pioneer 10 Sonde, die als Flaschenpost durchs Universum geschickt wurde.
Sie erzählt von Adam und Eva, die in einem Sonnensystem mit 9 Planeten leben. Hoffentlich
wird die Nachricht nicht falsch verstanden! Die Außerirdischen schicken uns wahrscheinlich
eine Kleiderspende.

Die Widersprüche der modernen Physik

Quantensprünge und Sehunschärfen
in der Raum-Zeit

Faust

"Du nennst dich einen Teil, und stehst doch ganz vor mir?"

Mephisto

"Bescheidene Wahrheit sprech ich dir. Wenn sich der Mensch, die kleine Narrenwelt, Gewöhnlich für ein Ganzes hält- Ich bin ein Teil des Teils, der anfangs alles war, ein Teil der Finsternis, die sich das Licht gebar, das stolze Licht, das nun der Mutter Nacht den alten Rang, den Raum ihr streitig macht."

Meine beiden Bücher

"Was die Welt zusammenhält"

und

"Die Widersprüche der modernen Physik"

sind über

Libri

oder

Amazon

verfügbar!

Einfach nach "Steffler" suchen!

Nachts sind alle Katzen grau

"Um Epoche in der Welt zu machen, dazu gehören bekanntlich zwei Dinge: erstens, daß man ein guter Kopf sei, und zweitens, daß man eine große Erbschaft tue: Napoleon erbte die Französische Revolution, Friedrich der Große den Schlesischen Krieg, Luther die Finsternis der Pfaffen, und mir ist der Irrtum der Newtonschen Lehre zuteil geworden."

(Johann Wolfgang von Goethe lebte von 1749 - 1832 und gilt nach 200 Jahren immer noch als Deutschlands bester Dichter, größter Naturwissenschaftler und ehrlichster Staatsmann, der je gelebt hat.)

1790 wendet sich Goethe der Farbenlehre zu. Newton, der praktisch ohne Eltern aufgewachsen und mit knapper Not der Pest entkommen war, hatte hundert Jahre vor Goethe postuliert, Licht bestehe aus Teilchen, sogenannten Korpuskeln, die hinter- bzw. nebeneinander in Strahlen liefen. Der spätere Herzensbrecher hatte sich ganz der Meta-Physik verschrieben, dem Zölibat unterworfen -in einem Männerwohnheim Zuflucht gefunden- und seine Theorie mathematisch korrekt formuliert und experimentell über seine Prisma-Versuche bestätigt. Auseinandersetzungen mit Huygens und Hooke -Verfechter der Wellentheorie des Lichts- war er geschickt ausgewichen und hatte von Prof. Isaac Barrow den Lucasischen Stuhl geerbt.

Nach Jahren der Isolation und Selbstzweifel hatte der Mathematiker überdies mehrere Nervenzusammenbrüche erfolgreich überstanden und an der Börse ein kleines Vermögen verzockt. Im Alter sollen dem Entdecker des Gravitationsgesetzes, der auf Kritik an seiner Person oder Arbeit stets supersensibel reagierte, zwar die Blasensteine immer wieder schwer zu schaffen gemacht haben; der Inhaber des Lucasischen Stuhls -der ihm schier gnadenlose religiöse Freiheit sicherte- soll sich jedoch diesbezüglich nie etwas anmerken haben lassen. Well, als Huygens und Hooke schließlich verstorben waren, verbannte der Experimentalphysiker die Wellentheorie ans Ende seines dritten und letzten Bandes zu den

"unrichtigen Theorien"

über das Licht. Newton hatte das Experiment zur Überprüfung der Richtigkeit einer Theorie eingeführt. Eine damals völlig neue Vorgehensweise, die geschicktes Handwerk erforderte. Doch genau dies war Newtons Spezialität. Wiederholt wurde das Physik-Genie verdächtigt, von anderen Wissenschaftlern -wie Leibniz und Flamsteed- blind abgeschrieben zu haben. Newton, der den Urheberrechtsstreit gegen Flamsteed verlor, freute, daß er wenigstens Leibniz das Herz gebrochen hatte. Anyway, im festen Glauben an das

Experimentum Crucis,

dem Experiment, das eine Theorie entweder bewies oder widerlegte, hatte er sich Gewißheit verschafft und über ein Prisma das Licht in unendlich viele Farben zerlegt und wieder zusammengesetzt. Völlig überzeugt von seinen eigenen Fähigkeiten kam der Farbenexperte schließlich zu der pessimistischen Voraussage, es könne kein Teleskop diese chromatische Aberration jemals überwinden. Und tatsächlich wurde Newton erst in der Mitte des 18. Jahrhunderts widerlegt, als Techniker auf die Idee kamen, Glas mit unterschiedlichem Brechungsindex zu verwenden. Da der Schwarzseher gerade den Zusammenhalt des Sonnensystems über die Gravitation erklärt hatte, versuchte er nun seine Theorie auf das Licht anzuwenden. Er kam zum Schluß, daß Licht aus Teilchen unterschiedlicher Größe bestehen müsse, die charakteristisch für ihre Farbe seien. Diese Teilchen würden deshalb unterschiedlich stark von Materie angezogen, wodurch sich ihre Geschwindigkeit beispielsweise in Wasser und Glas erhöhe.

Eine grundsätzlich falsche Schlußfolgerung Newtons, die im krassen Gegensatz zur Huygens Wellentheorie stand!

Außerdem bewegten sich Newtons bunte Korpuskel unendlich schnell, bis ihn Ole Römer 1676 vom Gegenteil überzeugte.

Was gab es daran auszusetzen?

Nun, Goethes Kritik an Newtons Lichtlehre und Methodik war grundsätzlicher Art. Ihm schmeckte es gar nicht, daß Newton mit Axiomen begonnen hatte und darauf seine Schlußfolgerungen aufbaute. Die Beobachtung stand nicht am Anfang, sondern am Ende der Theorie. Während Goethe das Komplizierte aus dem Einfachen erklären wollte, hatte Newton mit dem Komplizierten angefangen, um das Einfache zu erklären. So konnte doch nichts Vernünftiges rauskommen!

"Hierdurch regte sich die ganze Schule gegen mich auf, wie jemand ohne höhere Einsicht in die Mathematik wagen könne, Newton zu widersprechen."

Die Leidenschaft des Physikers beschränkte sich keineswegs auf sein Fachgebiet, denn Newton war auch begeisterter Magier, Alchimist und Theologe. Der Entdecker des Gravitationsgesetzes, das eine mysteriöse unendlich schnelle Fernwirkung impliziert, versuchte die

"Heilige Schrift"

in die reduzierte Sprache der Mathematik zu übersetzen.

Goethe hingegen hatte sich von der mathematischen Beweisführung Newtons nicht beeindrucken lassen. Stattdessen führte er eigenständige Versuche durch. Er wollte völlig unvoreingenommen das Licht und die Farbe untersuchen. Hierbei legte er großen Wert auf Sorgfalt und Reproduzierbarkeit. Er studierte die Schriften und Bilder Leonardo da Vincis und die Farb-Theorien der großen Maler, die bis Erscheinen Newtons Theorie vorgeherrscht hatten.

"Meine Farbenlehre ist auch nicht durchaus neu. Plato, Leonardo da Vinci und viele andere Treffliche haben im einzelnen vor mir dasselbige gefunden und gesagt; aber daß ich es auch fand, daß ich es wieder sagte und daß ich dafür strebe, in einer konfusen Welt dem Wahren wieder Eingang zu verschaffen, das ist mein Verdienst."

Denn die Mathematik ändert nichts an den Voraussetzungen wodurch das Ergebnis automatisch vorbestimmt ist. Goethe hingegen wollte der Natur unvoreingenommen gegenüber stehen und ging den steinigen Weg. Der Vorwurf, Goethe sei die Mathematik verschlossen geblieben, erscheint mir bei einem Mann seines Formats absurd und lächerlich.

"Ich ehre die Mathematik als die erhabenste und nützlichste Wissenschaft, solange man sie da anwendet, wo sie am Platze ist!"

Goethes Kampf gegen die Mathematisierung der Naturwissenschaften war leidenschaftlich und für Goethe eigentlich eher ungewöhnlich. Doch seine geliebte Farbenlehre stieß, wie zuvor seine Evolutionstheorie wieder auf große Ablehnung. Trotz starker Kritik von seiten der Wissenschaft blieb Goethe Zeit seines Lebens "uneinsichtig":

"Ich habe mich 40 Jahre lang mit dieser Angelegenheit beschäftigt und zwei Oktavbände mit größter Sorgfalt geschrieben; da ist es dann auch wohl billig, daß man diesen einige Zeit und Aufmerksamkeit schenke."

Goethe hatte erkannt, daß Farbe nicht im Licht enthalten ist, sondern eine Empfindung des Menschen darstellt. Er schrieb der Farbe polare Eigenschaften zu. Alle Farben seien aus den Ur-Farben Blau, Gelb und Rot zusammengesetzt. Für jede Farbe sollte später ein Farbrezeptor im Auge gefunden werden.

Weiß hielt Goethe für ein Ur-Phänomen. Für die Hell-Dunkelwahrnehmung wurden später folgerichtig lichtempfindliche Stäbchen auf der Netzhaut entdeckt. Goethe, der sich selbst als Augenmensch bezeichnete, hatte den Aufbau des Auges nahezu vollständig über das Studium der Farbwahrnehmung verstanden. Für ihn war selbstverständlich, daß man alle Farben aus dem Einfachen erklären müsse.

Das edle Weiß und das finstere Schwarz waren für Goethe die Ur-Farben, aus denen alle anderen Faben entstanden waren. Goethe hatte versucht, "die mannigfaltigen besonderen Erscheinungen des herrlichen Weltgartens auf ein allgemeines einfaches Prinzip zurückzuführen".

Licht hielt Goethe für unteilbar!

Newtons Korpuskel-Theorie erschien dem Dichter, dem man einen Intelligenzquotienten von 185 zuschreibt, absurd.

Die Lehre des Physikers gehe fälschlicherweise von unendlich vielen uranfänglichen Farben aus, die

"für alle Ewigkeit fertig und unveränderlich"

seien, schrieb Goethe in späteren Jahren, und nannte dies den entscheidenden Irrtum Newtons, den er all die Jahre angefochten habe.

Weitere Gegenstände Goethes Naturforschung sind die Ur-Pflanze und das Ur-Tier, die er sich als Grundmuster der Natur vorstellt. In diesem Sinne ist Goethe als Wegbereiter der Evolutionstheorie zu verstehen. Charles Darwin sollte ein Menschenleben später vergeblich versuchen, die Entwicklung des menschlichen Auges aus dem Einfachen zu verstehen. Heute ist sicher, daß die ersten Augen nur zwischen hell und dunkel unterscheiden konnten und ähnlich wie eine Lochkamera funktionierten.

Das Schwarz-Weiß-Sehen ist letztendlich aus dem Schwarz-Weiß-Denken hervorgegangen!

Raubkatzen, die meist nachts unterwegs sind, können bis heute nur schwarz-weiß sehen. Das menschliche Farbsehen hat sich über Millionen von Jahren aus dem Schwarz-Weiß-Sehen entwickelt, wie es Goehe vermutet hatte. Unsere Augen funktionieren sicher nicht wie ein Prisma. Deshalb hat die Brechung des Lichts nichts, aber auch gar nichts, mit unserem farbigen Sehvermögen zu tun.

200 Jahre später, im Zeitalter der Quantentheorie, erscheint Goethes Farbenlehre plötzlich im anderen Licht. Heisenberg, der eigentlich Mathematik studieren wollte, war von einem Mathematikprofessor, dessen ständig bellender Hund den Begründer der Unschärfetheorie an den schwarzen Pudel aus Goethes Faust erinnert hatte, abgewiesen worden. Das Aufnahmegespräch mit Arnold Sommerfeld hatte Heisenberg wesentlich besser gefallen und die philosophische Frage:

"Was die Welt im Innersten zusammenhält?"

sollte fortan sein abenteuerliches Leben bestimmen.