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

des naturwissenschaftlichen Denkens erhellen – wie wir an vielen Beispielen sehen werden. Umgekehrt wird man die Grundelemente naturwissenschaftlichen Denkens nur dann ganz verstehen, wenn man sie auf eine wirkliche Naturwissenschaft bezieht, in der sie verankert sind. Leser mit einem größeren Interesse an dem einen oder anderen mögen sich zwar dafür entscheiden, einen der beiden Wege nur zu überfliegen oder gar auszulassen, aber erst beide zusammen machen eine ausgewogene Mahlzeit aus.
    Ein in dem ganzen Buch immer wiederkehrender Grundgedanke ist der Begriff der Skala. Die Gesetze der Physik liefern einen einheitlichen Rahmen dafür, wie unzweifelhafte theoretische und physikalische Beschreibungen zu einem kohärenten Ganzen zusammenpassen, und zwar von den unendlich kleinen Abständen, die gegenwärtig am LHC erforscht werden, bis zur gewaltigen Größe des gesamten Weltalls. [2]   Die Kategorie der Skala ist sowohl für unser Denken als auch für die besonderen Tatsachen und Ideen entscheidend, denen wir begegnen werden. Bewährte naturwissenschaftliche Theorien beziehen sich auf zugängliche Skalen. Aber diese Theorien konzentrieren sich auf zunehmend präzise und grundlegendere Skalen, wenn wir frisch erworbenes Wissen von den zuvor noch unerforschten Extremen kurzer oder langer Abstand hinzufügen. Das erste Kapitel bezieht sich auf das Kernelement der Skala und erklärt, inwiefern die Kategorisierung nach Abständen für die Physik und für die Art und Weise wesentlich ist, wie neue naturwissenschaftliche Entwicklungen auf früheren aufbauen.
    Der erste Teil stellt auch verschiedene Möglichkeiten der Betrachtung von Wissen dar und kontrastiert sie miteinander. Wenn Sie andere Menschen danach fragen, woran sie denken, wenn sie an Naturwissenschaft denken, werden die Antworten wahrscheinlich genauso vielfältig sein, wie die Personen, die Sie befragen. Manche werden auf starren, unveränderlichen Aussagen über die physikalische Welt beharren. Andere werden Naturwissenschaft als eine Menge von Prinzipien definieren, die ständig durch andere ersetzt werden, und wieder andere werden antworten, dass Naturwissenschaft nicht mehr als ein weiteres System von Überzeugungen ist, das sich qualitativ nicht von der Philosophie oder der Religion unterscheidet. Und alle hätten unrecht.
    Das sich entwickelnde Wesen der Naturwissenschaft steht im Zentrum des Problems, warum es überhaupt so viele Auseinandersetzungen geben kann – sogar innerhalb der naturwissenschaftlichen Gemeinschaft selbst. Dieser Teil stellt ein wenig von der Geschichte dar, wie die heutige Forschung in den geistigen Fortschritten des 17. Jahrhunderts verwurzelt ist, und fährt dann mit einigen weniger scharf bestimmten Aspekten der Debatte zwischen Naturwissenschaft und Religion fort – eine Auseinandersetzung, deren Ursprung in mancher Hinsicht auf jene Zeit zurückgeht. Er wirft auch einen Blick auf die materialistische Auffassung der Materie und ihre heiklen Folgen für die Frage nach dem Verhältnis von Naturwissenschaft und Religion sowie auf das Problem, wer die grundlegenden Fragen beantworten soll und wie das geschieht.
    Teil II wendet sich dem physikalischen Aufbau der materiellen Welt zu. Er vermisst das Gelände für die naturwissenschaftliche Reise des Buches, indem er die Materie von vertrauten Skalen bis zu den kleinsten hinab verfolgt, wobei immer eine Aufteilung bezüglich der Skala vorgenommen wird. Dieser Weg wird uns von bekanntem Terrain zu submikroskopischen Größen hinabführen, deren innere Struktur nur durch riesige Teilchenbeschleuniger erkundet werden kann. Der Abschnitt endet mit einer Einführung in einige der wichtigsten Experimente, die heute durchgeführt werden – der Large Hadron Collider (LHC) und astronomische Untersuchungen des frühen Universums –, was die äußersten Grenzen unseres Verständnisses erweitern solle.
    Wie bei jeder aufregenden Entwicklung besitzen diese mutigen und ehrgeizigen Unternehmungen das Potential, unsere naturwissenschaftliche Weltsicht radikal zu verändern. In Teil III beginnen wir damit, uns in die Funktionsweise des LHC zu vertiefen, und erforschen, wie diese Maschine Protonenstrahlen erzeugt und aufeinanderprallen lässt, um neue Teilchen zu schaffen, die uns Auskunft über die kleinsten zugänglichen Skalen geben. Dieser Abschnitt erklärt auch, wie die Experimentalphysiker das Gefundene interpretieren.
    Das CERN (sowie der auf amüsante Weise irreführende