Wie funktioniert die Welt?

ermöglichten, neue Erkenntnisse über Raum und Zeit zu gewinnen!
    Nicht schlecht für eine Serie von Experimenten, deren Wert von Gladstone (oder Königin Viktoria, je nachdem, welche der beiden nicht verbürgten Geschichten man glaubt) in Frage gestellt wurde: Er (oder sie) kam in Faradays Labor und erkundigte sich, was das ganze Getue solle und welchen Nutzen seine Experimente hätten. Darauf erhielt er (oder sie) entweder die Antwort »welchen Nutzen hat ein neugeborenes Kind?« oder – meine Lieblingsversion der Geschichte – »Nutzen? Wieso, eines Tages wird das hier so nützlich sein, dass Sie Steuern darauf erheben werden!« Schönheit, Eleganz, Tiefe, Nützlichkeit, Abenteuer und Aufregung! Naturwissenschaft von ihrer schönsten Seite!

Neil Gershenfeld
Gummibänder mit Fell
    Direktor, Center for Bits and Atoms, Massachusetts Institute of Technology; Autor von Fab: The Coming Revolution on Your Desktop – From Personal Computers to Personal Fabrication
    Ich lernte Elektrodynamik in Swarthmore durch Professor Mark Heald und seinen prägnanten Text über die noch prägnantere Gruppe der Maxwell-Gleichungen. In vier Zeilen und mit nur 31  Zeichen (oder noch weniger, wenn man einige Kunstgriffe anwendet) führten Maxwells Gleichungen zwei Phänomene zusammen, die zuvor nichts miteinander zu tun zu haben schienen (nämlich die Dynamik der elektrischen und magnetischen Felder); sie sagten neue experimentelle Beobachtungen voraus und ließen sowohl zukünftige theoretische Fortschritte (darunter die Wellenlösung für das Licht und die spezielle Relativitätstheorie) als auch neue Technologien (Faseroptik, Koaxialkabel und drahtlose Signale zur Internetübertragung) vorausahnen.
    Am denkwürdigsten fand ich aber nicht Maxwells Erklärung des Elektromagnetismus, die für ihre Schönheit und Folgerichtigkeit allgemein bekannt ist, sondern Healds Erklärung, dass elektrische Feldlinien sich verhalten wie Gummibänder mit Fell: Sie wollen so kurz wie möglich sein (das Gummi), wollen aber nicht in die Nähe ihrer Nachbarn kommen (das Fell). Diese leichtverständliche, qualitative Beschreibung hat mir bei der Konstruktion von Elektrogeräten gute Dienste geleistet. Außerdem bietet sie eine tiefere, quantitative Erkenntnis über das Wesen der Maxwell-Gleichungen: Die lokale Lösung für die Geometrie des Feldes kann man als Lösung für eine globale Optimierung verstehen.
    Solche wissenschaftlichen Ähnlichkeiten, die nicht nur prädiktiv, sondern auch deskriptiv sind, helfen uns beim Nachdenken in Bereichen, für die unser Geist aufgrund seiner Evolution nicht eingerichtet ist. Die Vereinheitlichung von Kräften ist kein Alltagsphänomen, sie zu erklären kann aber zu einem Alltagsphänomen werden. Die Erkenntnis, dass irgendetwas genauso ist wie irgendetwas anderes, stellt eine Art objektorientiertes Denken dar, das uns hilft, aus kleineren Ideen größere Gedanken aufzubauen.
    Ich verstand Berrys Phase für Spinoren, indem ich versuchte, meine Hand zu drehen und gleichzeitig ein Glas aufrecht zu halten; die NMR -Spinechos lernte ich zu beherrschen, indem ich mit den Armen schwang, während ich mich drehte; die gleichmäßige Anordnung von Halbleiter-Fermi-Ebenen an Verbindungen erschien mir sinnvoll, als sie mir als das Füllen von Eimern mit Wasser erklärt wurde. Wie Gummibänder mit Fell und elektrische Felder, so stellen auch diese Beziehungen Analogien zwischen herrschenden Gleichungen dar. Anders als Worte können sie präzise Erklärungen liefern, die eine Verbindung zwischen wenig vertrautem Formalismus und vertrauten Erfahrungen herstellen.

Lee Smolin
Das Trägheitsprinzip
    Physiker, Perimeter Institute; Autor von Die Zukunft der Physik, Warum gibt es die Welt? und Three Roads to Quantum Gravity
    Meine wissenschaftliche Lieblingserklärung ist das Trägheitsprinzip. Es erklärt, warum wir nicht spüren, dass die Erde sich bewegt. Dieses Prinzip war vielleicht in der gesamten Naturwissenschaft der Schritt, der unserer Intuition am stärksten widersprach und die größten Umwälzungen auslöste. Es wurde sowohl von Galilei als auch von Descartes formuliert und bildete in der Physik der seither vergangenen Jahrhunderte das Kernstück unzähliger erfolgreicher Erklärungen. Es ist die Antwort auf eine sehr einfache Frage:
Wie würde sich ein Gegenstand bewegen, der frei ist (das heißt, dass keine äußeren Einflüsse oder Kräfte auf seine Bewegung einwirken)?
    Um diese Frage zu beantworten, brauchen