Ein Universum aus Nichts

theoretische Physiker Paul Dirac, der die Relativität erfolgreich in die Quantenmechanik einbrachte. Schon bei der Entwicklung der Quantenmechanik als Theorie hatte der Brite eine führende Rolle gespielt.
    Die Quantenmechanik wurde zwischen 1912 und 1927 ausgearbeitet, vor allem durch die Arbeiten des großartigen, legendären dänischen Physikers Niels Bohr und zweier brillanter Überflieger, des österreichischen Physikers Erwin Schrödinger und des deutschen Physikers Werner Heisenberg. Die zunächst von Bohr vorgeschlagene und von Schrödinger und Heisenberg mathematisch verfeinerte Quantenwelt ist eine Herausforderung für alle Vorstellungen des gesunden Menschenverstands, die auf unseren Erfahrungen mit Gegenständen im menschlichen Maß beruhen. Bohr formulierte als Erster die Vorstellung, dass Elektronen in Atomen um den Kern im Zentrum kreisen wie Planeten um die Sonne. Er zeigte aber, dass die beobachteten Regelmäßigkeiten atomarer Spektren 22 so verstanden werden konnten, als wären die Elektronen irgendwie auf stabile Umlaufbahnen in einem festgelegten Satz von »Quantenniveaus« beschränkt, weshalb sie sich nicht auf freien Spiralbahnen zum Kern hinbewegen konnten. Zwischen den Niveaus konnten sie nur dann wechseln, wenn sie diskrete Frequenzen oder Quanten des Lichts absorbierten oder emittierten – genau jene Quanten, die Max Planck 1905 als Erster vorgeschlagen hatte, um so die von heißen Objekten abgegebenen Arten der Strahlung zu verstehen.
    Bohrs »Quantisierungsregeln« bezogen sich jedoch eher auf den Spezialfall. Wie Schrödinger und Heisenberg in den 1920ern unabhängig voneinander zeigten, war es möglich, diese Regeln aus grundlegenden Prinzipien abzuleiten, wenn die Elektronen dynamischen Vorschriften gehorchten, die sich von denen makroskopischer Objekte wie etwa Tennisbällen unterschieden. Elektronen konnten sich sowohl wie Teilchen als auch wie Wellen verhalten, die sich im Raum auszubreiten schienen (daher Schrödingers »Wellenfunktion« für Elektronen). Zudem konnte gezeigt werden, dass die Resultate von Messungen der Elektroneneigenschaften nur probabilistische Bestimmungen lieferten – verschiedene Kombinationen unterschiedlicher Eigenschaften waren nicht gleichzeitig exakt messbar (daher Heisenbergs »Unbestimmtheitsprinzip«).
    Wie Dirac gezeigt hatte, konnte die von Heisenberg zur Beschreibung von Quantensystemen vorgeschlagene Mathematik, wofür dieser 1932 den Nobelpreis für Physik erhielt, aus einer wohlüberlegten Analogie zu den bekannten Gesetzen abgeleitet werden, von denen die Dynamik klassischer makroskopischer Objekte beherrscht wird. Darüber hinaus konnte er später auch zeigen, dass die mathematische »Wellenmechanik« Schrödingers ebenfalls so abzuleiten und der Heisenberg’schen Formulierung formal gleichwertig war. Dirac wusste aber auch, dass die Quantenmechanik Bohrs, Heisenbergs und Schrödingers, so bemerkenswert sie war, nur für Bereiche galt, in denen nicht Einsteins Relativität, sondern Newtons Gesetze die klassischen Systeme regierten, als deren Analogie die Quantensysteme aufgebaut waren.
    Dirac dachte lieber in mathematischen Begriffen als in Bildern, und als er sich aufmerksam daranmachte, die Quantenmechanik mit Einsteins Gesetzen der Relativität in Einklang zu bringen, begann er mit vielen verschiedenen Arten von Gleichungen zu spielen. Darunter waren komplizierte mathematische Systeme aus vielen Komponenten, die erforderlich waren, um die Tatsache einzubeziehen, dass Elektronen »Spin« besitzen – das heißt, sie rotieren wie kleine Kreisel und verfügen über einen Drehimpuls, und sie können sowohl im als auch gegen den Uhrzeigersinn um jede Achse rotieren.
    1929 wurde er fündig. Die Gleichung Schrödingers hatte elegant und präzise beschrieben, wie Elektronen sich bei Geschwindigkeiten weit unterhalb der Lichtgeschwindigkeit verhalten. Wie Dirac herausfand, konnte er die Schrödinger-Gleichung mithilfe von Matrizen 23 in eine kompliziertere Gleichung umformen. Damit war es möglich, die Quantenmechanik konsistent mit der Relativität zu vereinen und damit grundsätzlich das Verhalten von Systemen zu beschreiben, deren Elektronen weit schneller unterwegs waren.
    Doch da gab es ein Problem. Dirac hatte eine Gleichung notiert, die das Verhalten von Elektronen beschreiben sollte, wenn sie mit elektrischen und magnetischen Feldern interagierten. Diese Gleichung schien jedoch auch die Existenz neuer Teilchen zu erfordern, die