Sieben kurze Lektionen über Physik - Buchbesprechung

• Kann 19, 2024

Lektionen und Physik sind im Titel, aber keine Panik. Obwohl Carlo Rovelli ein hochkarätiger theoretischer Physiker ist, hält er dem Leser keine Vorlesungen. Er teilt sein Verständnis des seltsamen Universums der modernen Physik als ein Mann, der von Philosophie und Poesie in seiner Seele durchdrungen ist.

Wenn Sie Physik in der Schule kennengelernt haben, haben Sie sie vielleicht als mathematisch, mystifizierend und banal empfunden. Aber Sieben kurze Lektionen über Physik ist nichts davon. Es ist eine Interpretation einiger der wichtigsten Ideen der modernen Physik und unseres Platzes in diesem Universum. Carlo Rovellis wissenschaftliche Arbeit liegt auf dem Gebiet der QuantengravitationEr unterrichtet aber auch seit vielen Jahren allgemeine Relativitätstheorie sowie Geschichte und Philosophie der Wissenschaft an der Universität Aix-Marseille in Südfrankreich.

Es ist kurz
Der Titel sagt kurz und das bekommen Sie. Es ist achtzig Seiten lang und hat eine lobenswert lesbare Schrift. Jedes Kapitel ist eine Erweiterung eines Artikels, den Rovelli für eine Sonntagszeitung schrieb. Er sagt:
Diese Lektionen wurden für diejenigen geschrieben, die wenig oder nichts über moderne Wissenschaft wissen. Zusammen ergeben sie einen schnellen Überblick über die faszinierendsten Aspekte der großen Revolution, die in der Physik im 20. Jahrhundert stattgefunden hat, und über die Fragen und Geheimnisse, die diese Revolution eröffnet hat.

Zwei großartige Theorien, aber es gibt ein Problem
Über die Hälfte des Buches befasst sich mit zwei krönenden Errungenschaften des 20. Jahrhunderts - Einsteins Allgemeine Relativitätstheorie und Quantenmechanik. Die Relativitätstheorie befasst sich mit der großartigen Struktur des Kosmos, während die Quantenmechanik in die Welt von Alice im Wunderland eintaucht, in der alles, woraus alles besteht, klein ist.

Allgemeine Relativitätstheorie
Der große russische Physiker Lev Landau bezeichnete die Allgemeine Relativitätstheorie als die „schönste der Theorien“, und Rovelli stimmt zu.

Für Isaac Newton war der Raum bis auf die darin enthaltenen Objekte wie Sterne und Planeten leer. Diese Objekte beeinflussten sich gegenseitig durch die Schwerkraft. Newton selbst war nicht glücklich mit einer Kraft, die selbst in großen Entfernungen sofort wirkte, aber seine Gleichungen funktionierten, und niemand wusste, wie er sie weiterentwickeln sollte. Bis Einstein.

Einsteins brillante Einsicht führte ihn zu dem Schluss, dass der Raum nichts ist und die Schwerkraft keine Kraft. Der Raum hat Substanz und wird durch die Anwesenheit von Materie verzerrt. Wenn Materie den Raum krümmt, bewegen sich die Dinge entlang der Krümmung durch den Raum wie auf einem Messegelände. Die Biegung des Raums um einen Stern ist in der einzigen Gleichung im Buch zusammengefasst.

Zum Glück lädt Rovelli uns ein, nur die elegante Einfachheit der Gleichung zu bewundern, ohne sie verstehen zu müssen. Ich müsste jedoch seiner Behauptung widersprechen, dass es weniger Engagement und Mühe erfordert, „die Technik zu beherrschen, um diese Gleichung zu lesen und anzuwenden“, als „die unverdünnte Schönheit eines späten Beethoven-Streichquartetts zu schätzen“. Ich glaube, ich würde Beethoven schätzen, lange bevor ich Einsteins Gleichung anwenden konnte.

Quantenmechanik und Teilchen
Die fundamentalen Teilchen, aus denen alles besteht, existieren in einer seltsamen Quantenwelt. Diese grundlegenden Komponenten werden durch die Standardmodell. Es enthält „eine Handvoll Arten von Elementarteilchen, die ständig zwischen Existenz und Nichtexistenz schwingen und schwanken und im Raum schwärmen, selbst wenn es den Anschein hat, dass dort nichts ist.“

Sie entstehen nur, wenn sie mit etwas anderem interagieren. Yow! Rovelli erklärt es weiter nett, gibt aber zu, dass niemand wirklich versteht, was auf dieser Ebene vor sich geht. (Das tröstet seine Leser.)

Konflikt
Der dänische Physiker Niels Bohr war einer der großen Führer der Ausstellung der Quantenphysik. Er und Einstein bewunderten sich, aber ihre Meinungen über die Realität der Existenz waren unterschiedlich. Einstein glaubte, es gäbe eine zugrunde liegende Realität, in der die Quanteneffekte Sinn machten, obwohl wir sie nicht wahrgenommen hatten. Bohr tat es nicht.

Der Konflikt zwischen Relativitätstheorie und Quantenphysik ist nicht philosophisch. Es gibt einen Punkt, an dem sie sich widersprechen. Dies ist jedoch kein praktisches Problem. Die allgemeine Relativitätstheorie wurde viele Male getestet und hat die Tests immer bestanden. Ihr GPS funktioniert nur genau, weil es die allgemeine Relativitätstheorie berücksichtigt. Und obwohl die Quantenmechanik verrückt erscheint, funktioniert sie. Ohne diesen hätten Sie keinen Computer.

Wie können beide also fast immer Recht haben und sich doch irgendwann widersprechen? Das ist etwas, das theoretische Physiker wie Rovelli hart am Arbeiten hält.

Uns selbst
Rovelli widmet eine Lektion der Entwicklung unserer Sicht auf den Kosmos über Jahrtausende von einem kleinen erdzentrierten Universum zu einem enorm expandierenden.Aber das Universum ist nicht etwas, von dem wir getrennt sind, und in der letzten Lektion betrachtet er unseren Platz im Universum. Dies ist spekulativer als die anderen Kapitel, aber wir sind natürlich immer an uns selbst interessiert.

Lesenswert?
Das Buch ist gut geschrieben, nachdenklich und anregend. Rovelli hat es auf Italienisch geschrieben und es war in mehreren Sprachen ein Bestseller. Ich muss auch die Übersetzer (Simon Carnell und Erica Segre) für die gut lesbare englische Version loben. Ein Blick auf einige Websites mit Leserkritiken zeigt, dass die Leute das Buch tatsächlich lesen. Sie bekommen auch etwas daraus. Es könnte ein schönes Geschenk für jemanden sein, den Sie kennen.

Carlo Rovelli, Sieben kurze Lektionen über Physik, Penguin Books Ltd, 2016

Hinweis: Eine Kopie des Buches wurde mir geschenkt.

Video-Anleitungen: Physikalische Grundlagen einfach in knapp 13 Min. (Mechanik) Teil 1 (Kann 2024).