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Was ist die Welt und wenn ja, wie viele?
Die Quantenmechanik beschreibt, wie Atome und Elementarteilchen sich zueinander und miteinander verhalten. Sie erlaubt, unglaublich präzise Voraussagen hinsichtlich der Ergebnisse von Experimenten zu treffen. Sie steht allerdings in dem Ruf, schwierig, geheimnisvoll, ja fast magisch zu sein. Die Quantenmechanik ist das Herz und die Seele der modernen Physik. Astrophysiker, Teilchenphysiker, Atomphysiker, Laserphysiker – sie alle nutzen sie ständig, und sie nutzen sie sehr erfolgreich. Die Quantenmechanik ist keine esoterische Forschung. In der modernen Technologie ist sie allgegenwärtig: Halbleiter, Transistoren, Mikrochips, Laser und Computerspeicher würden ohne sie nicht funktionieren. Nur mit Hilfe der Quantenmechanik lassen sich die elementarsten Eigenschaften der Welt um uns herum zu verstehen. So ist etwa die gesamte Chemie schlicht angewandte Quantenmechanik. Nur die Quantenmechanik kann erklären, wie die Sonne scheint oder warum Tische stabil sind.
Die Quantenmechanik ist also keine Magie, sondern die umfassendste und bestmögliche Erklärung für die Wirklichkeit, die wir kennen. Ja, Sean Carroll schreibt: «Soweit wir heute wissen, ist die Quantenmechanik nicht nur eine Annäherung an die Wahrheit, sondern sie ist die Wahrheit.» Das könne sich aufgrund von unerwarteten Versuchsergebnissen durchaus ändern, aber bisher haben wir keine Indizien dafür, dass wir mit solchen Überraschungen rechnen müssten: «Die Entwicklung der Quantenmechanik in den frühen Jahren des 20. Jahrhunderts, die mit den Namen Planck, Einstein, Bohr, Heisenberg, Schrödinger und Dirac verbunden ist, hat uns bis 1927 ein angemessenes Verständnis der Wirklichkeit hinterlassen, das sicherlich eine der grössten geistigen Errungenschaften der Menschheitsgeschichte ist», schreibt Carroll. «Wir haben allen Grund, stolz darauf zu sein.»
Andererseits behauptete Richard Feynman einst, es sei sicher, dass niemand die Quantenmechanik verstünde: «Wir nutzen sie, um neue Technologien zu entwickeln und die Ergebnisse von Experimenten vorauszusagen. Aber ehrliche Physiker geben zu, dass wir die Quantenmechanik nicht wirklich verstehen», schreibt Carroll. Die Quantenmechanik ist also ein Modell, das verblüffend präzise Voraussagen liefert, die von Forschungsdaten glanzvoll bestätigt werden. «Aber wenn Sie wissen wollen, warum das so ist, dann müssen wir sagen: Wir wissen es nicht.» Aber die Physik liebt die Quantenmechanik nicht – und die Populärwissenschaft hat sie zum Mysterium erklärt: Die Quantenmechanik gebe Rätsel auf und könne nicht verstanden werden. Diese Botschaft widerspreche den Grundprinzipien der Naturwissenschaft, schreibt Carroll. «Wenn es um die Quantenmechanik geht, haben wir eine Art geistige Blockade, und um diese zu überwinden, brauchen wir ein wenig Quantentherapie.» Und die will Carroll mit diesem Buch bieten. Carroll studierte Physik in Harvard und arbeitet in Pasadena als theoretischer Physiker zur Kosmologie, Gravitation und den Grundlagen der Quantenmechanik. Im ersten Teil seines Buches führt Carrol ein in die Quantenwelt und die Quantenmechanik. Er erzählt die Geschichte der Quantenmechanik und erklärt Unbestimmtheit und Komplementarität. Im zweiten Teil wird es komplexer: Die Rede ist von Spalten im Universum, von Dekohärenz und Parallelwelten, vom Wesen der Wahrscheinlichkeit und von der Viele-Welten-Theorie und ihren Alternativen. Im dritten Teil hebt er ab in die Raumzeit. Er erläutert das Verhältnis von Raum und Zeit, von Emergenz und Lokalität, lotet diee Schwerkraft aus und lässt uns einen Blick in die Sphäre jenseits von Raum und Zeit werfen in Holographie, Schwarze Löcher und die Grenzen der Lokalität. Anspruchsvoll, aber begeisternd!
Sean Carroll: Was ist die Welt und wenn ja, wie viele? Wie die Quantenmechanik unser Weltbild verändert. Klett Cotta, 400 Seiten, 36.90 Franken; ISBN 978-3-608-98376-0
Erhältlich ist das Buch hier: https://www.biderundtanner.ch/detail/ISBN-9783608983760
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