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Brian Greene
Das elegante Universum
Superstrings, verborgene Dimensionen und die Suche nach der Weltformel
(The Elegant Universe. Superstrings, Hidden Dimensions, and the Quest for the Ultimate Theory.)

Berlin Verlag
2003
Übersetzt von Hainer Kober
511 Seiten
€ 12,90 [D] 13,30 [A]


Von Klaus Richter am 13.03.2005

  Das Buch „Das elegante Universum“ von Brian Greene ist eine faszinierende Darstellung unseres gegenwärtigen Kenntnisstandes in der Physik, trotz der Schwierigkeit der Materie und ihrem starken mathematischen Bezug gut verständlich und plastisch beschrieben von Brian Greene, Professor für Physik und Mathematik am Department of Physics der Columbia University in New York und profunder Kenner der Materie. Brian Greenes Buch ist nicht ohne Grund zu einem echten Bestseller in der qualitativ hochewertigen wissenschaftlichen Sachbuchliteratur geworden.
  Kernbestandteil des Buches ist die Stringtheorie, ein theoretisches Konzept, das auf der Grundlage einer Formel des Schweizer Mathematikers Leonard Euler Ende der sechziger Jahre in der Physik aufkam und das davon ausgeht, dass die kleinsten Teilchen in der Natur nicht punktförmig sind, sondern bandförmig. Die Eigenart der Elemente wie Gold, Eisen oder Sauerstoff wird durch die Schwingungen dieser Bänder bestimmt, vergleichbar einer Geigensaite, die je nach Schwingung einen bestimmten Ton abgibt (daher die Bezeichung „Strings“). Diese Strings sind sehr klein. In einer Fernsehserie mit dem deutschen Titel „Was Einstein noch nicht wußte“ erläutert Greene dies an folgendem Vergleich: Wenn ein Atom die Größe unseres Sonnensystems hat, ist ein String so groß wie ein Obstbaum im Vorgarten.
  Brian Greene beginnt seine Darstellung aber nicht mit der Stringtheorie, er setzt an der Wende des 19. Zum 20. Jahrhundert an, als ein bis dahin kaum bekannter Wissenschaftler eine Theorie entwickelte, mit der die bis dahin herrschende Physik nach Newton erheblich modifiziert wurde. Die Rede ist von Albert Einstein und seiner Relativitätstheorie. Einstein gelang der Nachweis, dass Raum und Zeit miteinander zusammen hängen und dass die Gravitation eine Folge der Krümmung des Raums ist, die sich aus der Masse eines Objektes wie der Sonne oder der Erde ergibt. Außerdem bestimmte Einstein die Lichtgeschwindigkeit und stellte das nach wie vor gültige Gesetz auf, dass nichts schneller als das Licht sein kann.
  Daneben vollzog sich in der Physik auf einer ganz anderen Ebene eine ebenso revolutionäre Entwicklung. Während sich mit Einsteins Theorien das „ganz große“ Universum erklären ließ, wandte sich die neue Theorie dem „ganz kleinen“ zu: Es handelt sich um die Quantentheorie. Die Aussagen der Quantentheorie stehen zu denen der Relativitätstheorie in einem krassen Widerspruch: In der Quantenwelt spielen oben und untern, spielt die Zeit keine Rolle. Was in der „großen Welt“ undenkbar ist, ist in der „kleinen Welt“ möglich: Teilchen können auf ihrem Weg von A nach B beispielsweise jeden in Frage kommenden Weg zurücklegen, können durch Wände „spazieren“ und so weiter. Bereits Einstein dachte an die Möglichkeit, beide Welten zu vereinen in einer großen einheitlichen Theorie, scheiterte jedoch damit. Die Stringtheorie bietet dagegen die Möglichkeit, beide Welten miteinander zu verbinden. Der einzige Haken: Während die Relativitätstheorie und die Quantentheorie in Experimenten überprüft und bestätigt worden sind, ist das bislang bei der Stringtheorie nicht gelungen. Sie existiert eigentlich nur in den Köpfen der Stringtheoretiker und in einer Vielzahl mathematischer Formeln. Diese sind jedoch in sich so stimmig, dass die Theorie nicht falsch sein kann, sondern sich bestätigen wird, wie der Nobelpreisträger Steven Weinberg glaubt. Da die Stringtheorie sehr mathematisch und damit sehr abstrakt ist, ist es ein besonderer Verdienst von Brian Greene, diese komplexe mathematische Gedankenwelt dem Leser verständlich nahe zu bringen, wenn auch an manchen Stellen die Worte kaum ausreichen, die Theorie verständlich zu machen. Dies muss Greene gelegentlich eingestehen und rät ungeduldigen Lesern, die betreffenden Passagen zu überspringen, da sie für das Grundverständnis der Stringtheorie nicht erforderlich sind.
  Einige Aspekte der Stringtheorie können hier nur angerissen werden.
  So ist es beispielsweise möglich, dass Risse in der Struktur der Raumzeit auftreten können, diese jedoch durch Strings abgeschirmt werden (S. 305 ff.).
  Die Stringtheorie geht von der Existenz von weitaus mehr Dimensionen als den uns vertrauten drei Dimensionen plus der Zeit aus. Insgesamt handelt es sich um zehn Dimensionen plus der Zeit als der elften Dimension. Abgesehen von den drei uns vertrauten Dimensionen können wir die übrigen sieben aber nicht sehen, da sie in der Struktur des Quantenraums „aufgewickelt“ sind (vgl. S. 218 ff.).
  Das soll mal als Einstimmung in das höchst komplexe Thema genügen, Brian Greene kann die Stringtheorie viel besser erklären. Und nicht nur das: Er stellt zugleich die Wissenschaftler vor, die hinter der Stringtheorie stehen. Der wohl bedeutendste Stringtheoretiker zur Zeit ist Edward Witten, dem es gelang, fünf unterschiedliche theoretische Ansätze in der Stringtheorie zu vereinen zu einer einheitlichen Theorie, die er „M-Theorie“ nannte (S. 327 ff.).
  Wer sich der intellektuellen Herausforderung stellt, die die Stringtheorie bietet, wird hier keinen besseren Begleiter finden können als Brian Greene. Obgleich es ihm gelingt, das Thema gut verständlich und ohne jede Mathematik zu erklären, ist das Buch keine seichte Lektüre für zwischendurch, sondern verlangt ein bestimmtes Maß an Konzentration von seinem Leser, das je nach Abstraktionsgrad in der Erklärung der Stringtheorie unterschiedlich hoch ausfallen kann.

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