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Die tiefe Schönheit der Natur

Kolumne »Schöne Gedanken«

Physik und Schönheit – für viele Menschen ist das kein harmonisches Paar. Doch für die besten Physiker ist Schönheit eine wichtige Wegweiserin bei der Enträtselung der Natur. Albert Einstein wehrte einmal einen Vorschlag eines Fachkollegen mit »Oh, wie hässlich« ab. Der Nobelpreisträger Frank Wilczek hat nun ein Buch geschrieben, in dem er dem Zusammenhang von Schönheit und Naturgesetzen genauer nachgeht: »A Beautiful Question« ist sein Titel. Darin erzählt Wilczek, wie er und seine Kollegen sich von Idealen wie Einfachheit, Harmonie, Gleichmäßigkeit und Symmetrie leiten lassen, wenn sie ihre Theorien entwickeln. Warum funktioniert das? Weil die Natur in ihrem Wesen schön ist, vermutet Wilczek, und wir Menschen einen Sinn für diese Schönheit haben. Daher sind die Physiker auch überzeugt, noch lange nicht am Ende ihrer Suche nach den letzten Naturprinzipien angelangt zu sein. Ihre aktuellen Theorien sind ihnen noch nicht schön genug.

– Tobias Hürter

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  1. H. Urban sagt

    Manchmal besticht aber die Schönheit der Physik auch durch Unsymmetrien – und nicht nur die Physik. Oft genug spielt sie uns einen Streich und bricht mit der Geradlinigkeit und Symmetrie.

    Die Schönheit z.B. der Maxwell’schen Gleichungen ist nicht vollkommen, denn die Divergenz des B-Feldes ist im Gegensatz zur Divergenz des E-Feldes Null, es gibt keine magnetischen Monopole bzw. Ladungen und man hat sie auch nicht experimentell gefunden. Ich käme aber nicht auf die Idee, diesen Gleichungssatz unschön zu nennen. Ein absolut symmetrisches menschliche Gesicht ist nicht wirklich schön, eher irritierend. Also was ist Schönheit?

    Es ist ja auch die mathematische Schönheit, die gemeint wird. Diese allerdings kann wundervoll sein und man findet sie schon in den Gleichungen der klassischen Physik und in klassischen Feldtheorien. Am schönsten ist die Mathematik, wenn sie rein ist, nicht angewandt, also die sogenannte reine Mathematik. Am Anfang war das „Logos“, heißt es.

    Zweifelsohne, die allgemeine Relativitätstheorie, die aus den Arbeiten Riemann’s entsprungen ist, die Dirac-Gleichung, die fundamentalen Aussagen der Thermodynamik bzw. statistischen Physik usw. … sie sehen alle schnuckelig aus und haben in der Natur und im Experiment ihre fulminante Bestätigung. Eigentlich sind sie die Welt selbst. Nicht zu vergessen das Noether-Theorem, jede Symmetrie koppelt an einen Erhaltungssatz – das ist grandios. Aber irgend etwas fehlt dann doch wieder, passt hier nicht ganz und ist da nicht korrekt, sträubt sich gegen das Korrespondenz-Prinzip usw.

    Einer der Mitbegründer der sogenannten Supersymmetrie, der österreichische Physiker Julius Wess, meinte einmal in einem Plenar-Vortrag (bei dem ich anwesend war), dass wenn sein Ziel auch nur mathematisch gelänge, es schon ein grandioser Erfolg für die theoretische Physik wäre. Die mit dieser Theorie einhergehenden Wechselwirkungsteilchen können (und müssen) gar nicht nachgewiesen werden, der notwenige Teilchenbeschleuniger hätte astronomische Abmessungen, so der Konsens. Widerspruch kam unter anderem von den anwesenden Philosophen. Physik ist eine Naturwissenschaft und keine Geisteswissenschaft wie die Mathematik. Oder ist doch womöglich an allem Anfang aus dem Logos die Natur in die Welt gekommen?

    Als Physiker lernt man jedenfalls etwas sehr schmunzelnswertes und hoffnungsvolles: „Mother nature is a bitch“.

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