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Geheim gehaltene Physik

PRINCETON – Jedes Jahr im Februar beginne ich meine Einführungsseminare über Elektrizität und Magnetismus an der Princeton University, indem ich meinen Studenten mitteile, dass das Material dieses Semesters die Grundlage für die moderne Zivilisation darstellt.

Wer könnte eine solch unschuldige Bemerkung anzweifeln? Ohne die Entdeckungen der Physiker des neunzehnten Jahrhunderts und ihre Nachfolger können wir uns die heutige Welt kaum vorstellen: keine Elektrizität, keine Fernseher, keine Satelliten, keine iPads.

Physiker sind zu Recht stolz auf ihre Errungenschaften, die für die Menschheit nützlich waren. Aber eine Glühbirne oder ein Telefon zu konstruieren bedeutet nicht, die grundlegenden Prinzipien dahinter zu verstehen (Thomas Edison und Alexander Bell haben sie sicher nicht verstanden). Unglücklicherweise stellen viele meiner Kollegen – hauptsächlich die Autoren von Lehrbüchern – die Physik als eine über allem schwebende, makellose Basilika dar, und ignorieren die Lücken in unserem Sammelsurium behelfsmäßiger Modelle. Was als eine glitzernde Kathedrale dargestellt wird, ähnelt oft eher einer hastig errichteten Barackenstadt.

Um beispielsweise das Verhalten eines Gyroskops zu beschreiben, braucht man lediglich die Gleichungen des ersten Semesters. Damit können Ingenieure dann Kreiselkompasse bauen, die Flugzeuge oder Raketen an ihr Ziel bringen. Aber sobald man auch nur fragt, “Wohin genau zeigt eigentlich das Gyroskop?”, stürzt man sich Hals über Kopf in eine der tiefsten Fragen der Physik – eine Frage, die Einstein zur Entwicklung seiner allgemeinen Relativitätstheorie geführt hat und auf die auch heute noch keiner eine endgültige Antwort weiß. Ich kenne kein grundlegendes studentisches Lehrbuch, das diese Frage stellt.