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WELTFORMEL Das Ur

aus DER SPIEGEL 45/1966

Tor neun Jahren wechselte Carl Friedrich Freiherr von Weizsäcker, 54, seiner angestammten Wissenschaft scheinbar entfremdet, von seinem Göttinger Lehrstuhl für Theoretische Physik nach Hamburg über - als Ordinarius für Philosophie.

Unmut regte sich damals unter den Anhängern der traditionellen Universitätsphilosophie, als Weizsäcker in einem Seminar freimütig zugab, von gewissen Bereichen des herkömmlichen Lehrstoffs, etwa der Scholastik, verstehe er nichts. Und befremdet hörten die Studenten seineAnkündigung: Auf die Dauer werde seinen Vorlesungen kaum folgen können, wer nicht »ein bißchen von Physik versteht«.

In der vorletzten Woche, auf einer Physikertagung in München, präsentierte der Hamburger Gelehrte das jüngste Produkt seines Nachdenkens zwischen den Fakultäten: den theoretischen Ansatz zu einer physikalisch wie philosophisch befriedigenden Beschreibung aller Zu- und Gegenstände im Kosmos.

Es war das dritte Mal in diesem Jahrhundert, daß ein deutschbürtiger Wissenschaftler den Versuch wagte, die immer widersprüchlicher auseinanderstrebenden Teilerkenntnisse moderner Forschung zusammenzuschmieden - zu einer »Weltformel«.

Monumental, unantastbar in seiner scheinbaren Geschlossenheit wirkte einst das Lehrgebäude der klassischen, auf die Erkenntnisse von Newton und Maxwell gegründeten Physik, die um die Jahrhundertwende der Erklärung auch der letzten Welträtsel nahe schien. Albert Einstein, der Magier gedanklicher Abstraktion, und Max Planck, Begründer der Quantentheorie, brachten es zum Einsturz.

Doch Einstein, der »nicht glauben« mochte, »daß Gott mit der Welt Würfel spielt«, mühte sich auch, die von ihm selbst zerbrochene Ordnung neuerlich einzurenken. 13 Jahre nach der Veröffentlichung seiner »Allgemeinen Relativitätstheorie« versuchte er sich an einer »Einheitlichen Feldtheorie«, welche die Grundkräfte des Universums - Schwerkraft und Elektromagnetismus - in einer Kette von Formeln auf einen gemeinsamen Ursprung zurückführen sollte.

Der erste Anlauf dazu - 1929 - erwies sich als mathematische Fehlspekulation. Und auch Einsteins zweiter, Anfang der fünfziger Jahre unternommener Versuch, in vier knappen Formeln die Welt als Ganzes zu skizzieren, blieb unbefriedigend: Niemand vermochte nachzuprüfen, ob jene Formeln stimmen, sie führen, wenn man damit rechnet, ins Uferlose. Zudem fanden die irrlichternden »Enfants terribles der Physik«, die Atomteilchen, in Einsteins Formel-Kosmos keinen rechten Platz.

Drei Jahre nach Einsteins Tod, 1958, schrieb wieder jemand eine Weltformel an die Wandtafel: der Weizsäcker -Lehrer Werner Heisenberg.

Anders als Einstein, der das Wechselspiel von Energieformen und Kraftfeldern betrachtet hatte, suchte Heisenberg die Elementarteilchen der Weltmaterie und deren vielfältige Beziehungen zueinander zu erfassen.

Freilich, seine aus 13 mathematischen Symbolen gefügte Formel sollte, nach Heisenbergs eigenen Worten, »nicht mehr geben als einen Rahmen, in den das Bild noch hineingezeichnet werden muß«. Auch Heisenbergs Denkansatz konnte bisher weder mathematisch noch experimentell bestätigt werden.

Beide, Einstein wie Heisenberg, waren sich bewußt, daß sie mit ihren physikalischen Denkmodellen in den Bereich der Philosophie vorstießen. Weizsäcker nun, der Wanderer zwischen Natur- und Geisteswissenschaft, ließ keinen Zweifel daran, daß sein Versuch eines Brückenschlages zwischen Mikro- und Makrokosmos vollends in der philosophischen Logik wurzelt.

Seit frühesten Epochen der Philosophie waren Denker auf der Suche nach den kleinsten, unteilbaren Teilchen, aus denen das Universum aufgebaut sei. In den Atomen glaubten sie diese Grundbausteine gefunden zu haben. Aber dann mußten die Physiker erkennen, daß die Atome sich in Schwärme kleinerer und immer neuer Partikel - Elementarteilchen - aufspalten ließen.

Ausgehend von den Gesetzen der Quantenmechanik, postulierte Weizsäcker nun doch eine solche kleinste Einheit im Kosmos, ein (wie er selber in München formulierte) »Atom im ursprünglichen philosophischen Sinn schlechthinniger Unteilbarkeit«.

Ein quantenmechanisches Gesetz - die Heisenbergsche »Unschärferelation« besagt, daß in einem räumlichen Bereich, dessen Volumen kleiner ist als 10^-35 Zentimeter (das entspricht einem Würfel mit der. Kantenlänge von einem Billionstel Millimeter), über Lage und Beschaffenheit keine sicheren Aussagen mehr möglich sind. Dieses räumliche Minimum - Weizsäcker nennt es das »Ur«- ist mithin die letzte feststellbare Einheit, über die sich noch vernünftig sprechen läßt. Ähnlich den Rasterpunkten eines Zeitungs- oder Fernsehbildes fügen sich Myriaden solcher »Ur«-Einheiten zum Universum.

Faszinierend erschien dem Hamburger »Ur«-Denker ("Wenn sie stimmt, ist es eine sehr schöne Theorie") vor allem die Möglichkeit, aus diesem quantentheoretischen Ansatz auch die beiden anderen Eckpfeiler moderner Naturanschauung abzuleiten: Elementarteilchen-Physik und Kosmologie.

Weizsäcker berechnete den Stellenwert des »Ur« im Atomaren: Jeder Atomkern (Proton) enthält demnach 10^40 (Zehntausend Billionen mal Billionen mal Billionen) solcher Rasterpunkte. Und der Professor überschlug den Makrokosmos: Die Welt, das sind 10^120 »Ure«, eine Eins mit 120 Nullen.

In diesem Punkt seines Gedankenganges fand Weizsäcker eine erste empirische Bestätigung seiner Hypothese: Die Physiker haben errechnet, daß es im Universum (von dem sie annehmen, daß es zwar unbegrenzt, aber doch endlich sei) 10^80 Protonen gibt. Dies, multipliziert mit der von Weizsäcker angenommen »Ur«-Zahl je Proton, ergibt - gleichsam auf einem zweiten Rechenweg - wieder die Eins mit 120 Nullen.

Die Reaktion auf Weizsäckers - von ihm selbst mit vielem Vorbehalt zur Diskussion gestellten - Formelvorschlag war zwiespältig. Physiker, die mehr der Beschäftigung mit elektromagnetischen Feldern zuneigen, so etwa die Forscher am Hamburger Elektronen-Synchrotron »Desy«, zeigten Skepsis.

Bei den Teilchen-Physikern, vor allem in der Gruppe um Heisenberg, empfing Weizsäcker Zustimmung und »interessante Tips, wie man das weiterrechnen kann«. In der Tat hat sich der Hamburger Gelehrte, bestürzt über die plötzliche Publizität seiner »Weltformel«, ein weiteres Jahr Bedenk- und Rechenzeit ausgebeten, in der sein Denkansatz sich erst bewähren soll.

Mit den Kollegen von einst, den Physikern, hat Weizsäcker die klärende Diskussion in Gang gesetzt. Doch seine jetzigen Kollegen, die Herren von der philosophischen Fakultät, verharrten ungerührt im Elfenbeingehäuse existentieller Selbstversenkung.

Auf ihrer Heidelberger Jahrestagung (siehe Seite 170) sprachen Deutschlands Philosophen letzte Woche über »Es« und »Nichts«. Von Weizsäckers Versuch zu einem neuen Welt-Verständnis war nicht die Rede.

Weltformel-Ersinner von Weizsäcker

»Wenn sie stimmt ...

Weltformel-Ersinner Heisenberg

... eine schöne Theorie«

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