Die Vermessung des Universums: Wie die Physik von morgen den letzten Geheimnissen auf der Spur ist (German Edition)

Welt zu verbinden.
    Das Universum ist komplex. Im Allgemeinen brauchen wir neue Elemente und Prinzipien, bevor wir eine einfache, mit wenigen Ausnahmen auskommende Formulierung mit der komplizierteren umgebenden Welt verknüpfen können. Diese zusätzlichen Elemente könnten die Schönheit zerstören, die in der ursprünglich vorgeschlagenen Formulierung vorhanden war, genauso wie zweckgebundene Mittel allzu oft mit der ursprünglichen idealistischen Gesetzgebung eines Gesetzentwurfs im Konflikt stehen.
    Wie versuchen wir angesichts der potentiellen Fallstricke über das, was wir wissen, hinauszugehen? Wie versuchen wir, bislang unerklärte Phänomene zu deuten? Dieses Kapitel befasst sich mit der Idee der Schönheit und der Rolle ästhetischer Kriterien in der Naturwissenschaft und mit den Vor- und Nachteilen der Schönheit als Leitprinzip. Es führt auch die Modellbildung ein, die einen induktiven Ansatz mit Blick auf die Wissenschaft verfolgt, während sie zugleich ästhetische Kriterien bei dem Versuch beachtet, zu erraten, was als Nächstes geschehen wird.
    Schönheit
    Vor kurzem sprach ich mit einem Künstler, der scherzhaft bemerkte, dass eine der großen Ironien der modernen Naturwissenschaft darin besteht, dass die heutigen Forscher eher als zeitgenössische Künstler Schönheit als ihr Ziel ausgeben. Gewiss haben Künstler ästhetische Kriterien nicht aufgegeben, aber zumindest sprechen sie genauso häufig über Entdeckungen und Erfindungen, wenn sie von ihrer Arbeit reden. Naturwissenschaftler schätzen diese anderen Eigenschaften zwar ebenfalls, aber gleichzeitig streben sie danach, die eleganten Theorien zu finden, die sie häufig für am überzeugendsten halten.
    Doch trotz des Wertes, den viele Wissenschaftler der Eleganz zumessen, können sie auseinandergehende Vorstellungen darüber haben, was einfach und schön ist. Genauso wie Sie und Ihr Nachbar heftig über die künstlerischen Vorzüge eines zeitgenössischen Künstlers wie etwa Damien Hirst streiten mögen, finden verschiedene Naturwissenschaftler verschiedene Aspekte der Naturwissenschaft befriedigend.
    Gemeinsam mit gleichgesinnten Forschern ziehe ich es vor, nach zugrunde liegenden Prinzipien zu suchen, die Verbindungen zwischen augenscheinlich ganz verschiedenen beobachteten Phänomenen erhellen. Die meisten meiner Stringtheorie-Kollegen untersuchen besondere lösbare Theorien, bei denen sie schwierige mathematische Formulierungen verwenden, um vereinfachte Probleme zu behandeln (Probleme, die nicht unbedingt für irgendeine wirkliche physikalische Situation relevant sind), die erst später eine Anwendung auf beobachtbare physikalische Phänomene finden mögen. Andere Physiker ziehen es vor, sich nur auf Theorien mit einem prägnanten, eleganten Formalismus zu konzentrieren, die viele experimentelle Vorhersagen generieren, welche sie systematisch berechnen können. Und wieder anderen gefällt einfach der Einsatz von Computern.
    Interessante Prinzipien, höhere Mathematik und komplizierte numerische Simulationen gehören alle zur Physik. Die meisten Naturwissenschaftler schätzen alle diese Dinge, aber wir wählen unsere Prioritäten danach aus, was uns am meisten gefällt oder was unserer Ansicht nach am wahrscheinlichsten zu wissenschaftlichem Fortschritt führt. Tatsächlich wählen wir unsere Vorgehensweise auch danach aus, welche Methode unseren einzigartigen Neigungen und Begabungen am besten entspricht.
    Es ist nicht nur so, dass die gegenwärtigen Ansichten über Schönheit variieren. Wie bei der Kunst auch entwickeln sich die Einstellungen mit der Zeit. Murray Gell-Manns eigenes Spezialgebiet, die Quantenchromodynamik, stellt ein ausgezeichnetes Beispiel dafür dar.
    Gell-Manns Vermutung bezüglich der starken Kernkraft beruhte auf einer brillanten Erkenntnis darüber, wie die vielen Elementarteilchen, die in den 1960er Jahren ständig entdeckt wurden, in sinnvolle Muster organisiert werden konnten, die ihre Vielfalt und ihre Arten erklären würden. Er nahm die Existenz grundlegenderer Elementarteilchen an, nämlich der Quarks, und behauptete, dass sie eine neue Art von Ladung hätten. Die starke Kernkraft würde dann jedes Objekt beeinflussen, das die hypothetische Ladung hätte, und würde die Quarks veranlassen, sich zusammenzuschließen, um neutrale Objekte zu bilden – genauso wie die elektrische Kraft Elektronen mit geladenen Kernen zusammenschließt, um neutrale Atome zu bilden. Wenn das stimmte, könnten alle entdeckten