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Lawrence
M. Krauss
»Nehmen wir an,
die Kuh ist eine
Kugel ...«
Nur keine Angst
Vor Physik
Nicht nur Faust wollte wissen,
»was die Welt im Innersten
zusammenhält.« Dabei muß man
kein Physiker sein, um das moderne
Weltbild der Physik – von Galilei
Bis Stephen Hawking – zu verstehen.
Lawrence M. Krauss zeigt uns,
wie spannend und unterhaltsam
die Beschäftigung mit der
Physik sein kann.
Deutscher
Taschenbuch
Verlag
»Nehmen wir an, die Kuh ist eine Kugel...« Ziemlich abwegig,
mag mancher denken. Aber wie sinnvoll solche radikalen Ver-
einfachungen sein können, zeigt Lawrence M. Krauss an vielen
anschaulichen und vergnüglichen Beispielen. Wer wissen will,
»was die Welt im Innersten zusammenhält«, sieht nach der
Lektüre dieses Buches klarer, denn man muß kein Physiker sein,
um das moderne Weltbild der Physik - von Galilei bis Stephen
Hawking - zu verstehen.
«Mit der Selbstverständlichkeit eines Hausherrn führt Krauss
seine Leser durch das Gedankengebäude der theoretischen
Physik: von der Relativitätstheorie über die Quantendynamik
hin zu einer Theorie >über alles<. Weil er dabei so originell und
unkonventionell vorgeht wie sein Lehrer Richard Feynman,
ist die Lektüre das reine Vergnügen.« (Physikalische Blätter,
Weinheim)
Lawrence M. Krauss, geboren 1954 in New York, ist Professor
für Physik und Astronomie und Leiter des Instituts für Physik an
der Case Western Reserve University in Cleveland. Er lieferte
bedeutende Beiträge über die Vorgänge bei explodierenden
Sternen bis hin zum Ursprung und der Natur des Stoffes,
aus dem das Universum ist. Zahlreiche Veröffentlichungen.
Lawrence M. Krauss
»Nehmen wir an,
die Kuh ist eine Kugel...«
Nur keine Angst vor Physik
Mit 39 Schwarzweißabbildungen
Aus dem Amerikanischen
von Wolfram Knapp
Deutscher Taschenbuch Verlag
Ungekürzte Ausgabe
August 1998
Deutscher Taschenbuch Verlag GmbH & Co. KG, München
© 1993 BasicBooks,
Titel der amerikanischen Originalausgabe:
>Fear of Physics: A Guide for the Perplexed<
(New York 1993)
© 1996 der deutschsprachigen Ausgabe:
Deutsche Verlags-Anstalt GmbH, Stuttgart
ISBN 3-421-2772-2
Umschlagkonzept: Balk & Brumshagen
Umschlagbild: Tullio Pericoli
Satz: Fotosatz Sauter, Donzdorf
Druck und Bindung: C. H. Beck'sche Buchdruckerei, Nördlingen
Gedruckt auf säurefreiem, chlorfrei gebleichtem Papier
Printed in Germany - ISBN 3-423-33024-4
Inhalt
Vorwort 9
1 Suchen, wo es hell ist 13
2 Zahlenkünste 43
3 Kreatives Kopieren 77
4 Verborgene Realitäten 133
5 Auf der Suche nach Symmetrie 181
6 Nichts ist vorüber, bevor es vorüber ist 225
Dank 247
Register 249
Das Mysterium, das den Start zu einer
jeden Reise umhüllt, ist:
Wie kam der Reisende zunächst einmal
an den Startpunkt?
Louise Boga: Journey Around My Room
Vorwort
Es ist immer wieder dasselbe: Wir sind auf einer Party, und
irgend jemand hört, daß ich Physiker bin. Prompt wechselt sie
oder er das Gesprächsthema und fragt nach dem Urknall, nach
fremden Universen. nach Quarks ... oder schneidet ein Thema
aus dem »Super-Dreigestirn« der modernen Forschung an: die
Supraleitung, die Superstrings oder den Superbeschleuniger.
Manche geben offen zu. daß sie sich in der Schule vor der Physik
gedrückt und sich auch später nie mehr darum gekümmert
haben, doch heute sind sie fasziniert von den geheimnisvollen
Phänomenen, die von der modernen Forschung aufgedeckt
werden.
Die Physik befaßt sich eben auch mit vielen kosmischen Rät-
seln, über die jeder schon mal nachgedacht hat. Die Probleme
erscheinen jedoch meist als viel zu schwierig und unverständ-
lich-in erster Linie wohl deshalb, weil diese Forschungen heute
weitab von dem liegen, was einem tagtäglich begegnet.
Aber es gibt noch ein viel tiefer liegendes Hindernis, das den
Zugang zu den Fragen der modernen Physik versperrt: Die Art.
wie Physiker an Probleme herangehen, und die Sprache, mit der
sie von diesen Problemen reden, ist für die meisten weit von
ihrer verständlichen Alltagssprache entfernt. Ohne einen kundi-
gen Führer durch die Menagerie dieser Phänomene in der
modernen Forschungswelt bleiben sie verschlossen und abwei-
send. So entsteht Abneigung gegen Physik.
Urn diese Barriere zu durchbrechen und für jedermann einen
Weg zur Physik von heute zu bahnen, halte ich es für sinnvoll,
nicht gleich die komplizierten Spezialprobleme aufzurollen,
sondern einen Blick auf das Handwerkszeug zu werfen, mit dem
die Physiker täglich arbeiten. Will man eine Würdigung der For-
schungen in der Physik erreichen, und zwar sowohl für die gei-
stige Arbeit, die dahinter steckt, als auch für das Resultat dieser
Forschungen, unser modernes Weltbild, ist es viel leichter und
weniger abschreckend, zuerst einmal zu überlegen, was das
eigentlich ist: Physik treiben.
Was ich hier mit diesem Buch vorhabe, ist weniger, ein Berg-
führer zu sein durch die Steilwände der modernen Physik, als
vielmehr ein Wanderführer: Welche Ausrüstung brauchen wir,
wie vermeiden wir Dornendickichte und Stolpersteine, welche
Wege sind die abwechslungsreichsten und die mit der schönsten
Aussicht, und wie kommen wir wieder heil nach Hause.
Die Physiker selbst können die modernen Entwicklungen nur
verstehen, weil sie die gleichen Grundprinzipien beherrschen,
die sie auch erfolgreich zur Erklärung alltäglicher Geschehnisse
anwenden. Die theoretische Physik heute befaßt sich mit Phä-
nomenen, die Räume und Zeiten umfassen, die über sechzig
Größenordnungen reichen. Das heißt, das Größte ist 10000 ...
(hier müßte eine l mit 60 Nullen stehen)-mal größer als das
Kleinste. Auch wenn die Spannweite der Experimente um eini-
ges enger ist: Wo auch immer man aus diesem schier unüberseh-
baren Feld ein Phänomen herauspickt, das von einem Physiker
beschrieben wird, es ist in aller Regel für jeden anderen verständ-
lich - dank einem guten Dutzend Grundvorstellungen, auf die
schließlich alle Phänomene zurückgehen. Kein anderes Reich
des menschlichen Wissens ist so uferlos groß und zugleich so
überschaubar klein.
Das ist mit ein Grund dafür, daß dieses Buch in einem beschei-
denen Rahmen geblieben ist. Es sind nur wenige grundlegende
Sätze, die die Physik tragen. Zugegeben: Es erfordert schon pro-
fundes Können, sie tatsächlich zu beherrschen, doch man
braucht keinen dicken Wälzer, um sie zu erläutern. Wenn Sie
also durch jedes der sechs Kapitel hindurchwandern, werden
Sie immer wieder Erörterungen von Schlüssel-Ideen oder von
Schlüssel-Themen finden, die die Physiker bei ihrer Forschung
leiteten.
