Thema Naturwissenschaft

WELLE ODER TEILCHEN?

 

Wenn uns die Physik heute auf einen im Wesentlichen mystischen Weg weist, so kehrt sie damit in gewisser Weise zu ihrem Ursprung zurück, der 25oo Jahre zurückliegt. Es ist interessant, der Entwicklung der westlichen Wissenschaft auf ihrem gewundenen Pfad zu folgen, angefangen bei den mystischen Philosophen der alten Griechen bis zu der eindrucksvollen Entfaltung intellektueller Gedanken, die sich immer mehr von ihren mystischen Ursprüngen entfernten, um eine Weltanschauung zu entwickeln, die in scharfem Gegensatz zu der des fernen Ostens stand. In ihren jüngsten Stadien überwindet die westliche Wissenschaft schließlich diese Ansicht und kehrt zu derjenigen der alten Griechen und der östlichen Philosophien zurück. Diesmal jedoch basiert sie nicht nur auf Intuition, sondern auf sehr genauen, komplizierten Versuchen und auf streng formaler mathematischer Logik. (Fritjof Capra).

Weit mehr als die Relativitätstheorie haben die im letzten Jahrhundert unternommenen Vorstöße in den Bereich des Allerkleinsten unser jahrtausendealtes und dementsprechend gefestigtes Wirklichkeitsverständnis, auf dem auch die Physik aufbaute, erschüttert. Die meisten Physiker gehen immer noch davon aus, daß es kleinste Elementarbausteine gibt, die vermutlich nicht weiter unterteilbar sind. Ein solches Teil ist zum Beispiel das Elektron. Was aber ist ein Elektron wirklich, wie sieht es aus, und welche Eigenschaften besitzt es? Diese Frage sollte uns nicht als unwichtig erscheinen, wenn sie auch mit unserer alltäglichen Erfahrungswelt nicht allzu viel zu tun hat, denn immerhin handelt es sich dabei um des Pudels Kern. Unsere ganze Erscheinungswelt setzt sich ja ansich aus Teilchen und Schwingungen zusammen, aus Schwingungen eines Mediums, dessen tiefere Natur immer noch sehr rätselhaft ist. Bei diesem sog. Äther handelt es sich einerseits nur um ein abstraktes Bezugsmedium, andererseits aber kann es schwingen und gemäß der Relativitätstheorie auch gekrümmt sein und besitzt demnach also objektive Eigenschaften. Hier scheint ein begrifflicher Widerspruch zu liegen, den auch Einstein nur noch verschärft hat. Wir halten hier zunächst nur fest, daß innerhalb dieses nach wie vor äußerst problematischen Mediums etwas schwingt, oder richtiger gesagt, daß es die Natur dieser Sache zu sein scheint, eine Schwingung dieses Mediums zu sein. Nicht also schwingt etwas, sondern dieses Etwas kommt dadurch in die Welt, daß das Medium schwingt. Dieses ist die Natur des Lichtes, das uns eine so bunte optische Erfahrungswelt liefert. Die Gegenstände, die wir derartig bildhaft sehen, sind also gar nicht so, wie wir sie sehen. Wir wissen, daß sie eigentlich nichts anderes sind als Ansammlungen von Molekülen oder Atomen, deren äußere Elektronen durch das auffallende Licht angeregt wurden und entsprechend ihrer speziellen Reflektionseigenschaften dieses in der Weise in Form von Photonen zurückgeben, daß uns unser Auge das uns bekannte Bild liefert. Der materielle Aspekt dieses Bildes aber setzt sich in Wirklichkeit nur aus Atomen zusammen, die wiederum in weit größerem relativen Maße als etwa unser Planetensystem völlig leer sind. Da wüßten wir doch gerne, wie denn nun eigentlich die letzten Manifestationen der Welt aussehen, aus der diese sich zusammensetzt, eben zum Beispiel die winzigen Elektronen.

Newton etwa stellte sich die kleinsten Materieteilchen als feste und undurchdringliche Partikel vor, die unvergleichlich härter seien als die 'porösen' makroskopischen Körper, die aus diesen kleinsten Teilchen aufgebaut sind, sie waren seiner Meinung nach so hart, daß sie nie verschleißen oder zerbrechen konnten. Inzwischen aber hat sich herausgestellt, daß auch die Elektronen ebenso wie andere letzte Elementarteilchen nichts anderes sind als bloße Schwingungen. Sie sind also im Grunde nichts als Energie, die aber wiederum nur eine andere Erscheinungsform der Masse ist, sodaß sie so gesehen durchaus eine wenn auch winzige Masse besitzen. Wir müssen uns demnach die kleinsten Teilchen der Materie als einen kleinen Ausschnitt eines umfassenden Energiefeldes vorstellen, in dem die Feldstärke ungewöhnlich hohe Werte annimmt. Materieteilchen sind also nichts anderes als eine lokale Energiekonzentration, die aber nicht scharfkantig entsprechend der Newtonschen Vorstellung gegen ihre Umgebung abgegrenzt ist. Eine für sich bestehende und wesentlich gegenüber ihrer Umgebung andersartige Substanz, aus der ein Elektron besteht, gibt es nicht. Auch die Elektronen sind zugleich Quanten wie Schwingungen. Es bleibt aber nicht dabei, daß sie nur in sofern weder Fisch noch Fleisch und dennoch beides zusammen sind, sondern so scheint es auch bei ihren sonstigen Eigenschaften zu sein. Wie Werner Heisenberg in seiner berühmten 'Unschärferelation' festgestellt hat, ist es unmöglich, den Elektronen zugleich einen bestimmten Ort und einen bestimmten Impuls zuzuweisen. Dieses liegt einerseits an den äußeren Bedingungen der Versuchsanordnung, denn da die Untersuchungsinstrumente für diesen Bereich des Allerkleinsten vergleichsweise sehr grob sind und demnach recht brutal in das zu untersuchende Objekt eingreifen, verfälschen sie zwangsläufig auch immer das Untersuchungsergebnis. Wie soll man etwas über die Natur eines Quants sagen, wenn man es dazu mit einem anderen (Licht)quant beschießen muß? So kann man je nach Versuchsanordnung immer nur einen Aspekt des Elektrons feststellen, entweder seinen augenblicklichen Ort oder aber seinen Impuls (das heißt Stärke und Richtung seiner Bewegung). Diese Entweder-oder-Beobachtung ist aber durchaus nicht nur auf die unzulängliche Versuchsmethode zurückzuführen, wie schon Heisenberg erkannte, sondern sie ist offensichtlich Ausdruck einer tieferen Wirklichkeit. Genau genommen scheint das Elektron gar kein Gegenstand von dieser Welt zu sein, sondern es existiert gewissermaßen hinter einer Grenze, die unsere Welt gegen eine andere abgrenzt, und es zeigt uns von dort immer nur eine Teilansicht von sich, je nachdem, welche wir gerade gerne sehen wollen. Hier kommt ein ganz wichtiger Aspekt in unsere Betrachtung, nämlich, daß derartige Untersuchungen immer beobachterbedingt sind, und zwar in einer sehr wesentlichen Weise. Das heißt, die Dinge hätten ohne den Beobachter eine ganz andere Gestalt, und die Frage ist, ob sie überhaupt eine haben. Die Konsequenz daraus ist, daß der Beobachter einen erheblichen Anteil nicht nur daran hat, wie ihm die Welt erscheint, sondern auch daran, wie ihre tiefere Wirklichkeit beschaffen ist!

Main page Contacts Search Contacts Search