DPG-Frühjahrstagung 2018 / Universität Würzburg
Referat vor dem FV Theoretische und Mathematische Grundlagen der Physik (FV MP) 11.5 am 22.03.2018


Materie und Kosmos - Vorschläge zur Einheit der Physik


Abstract

Der Name der 2018 in Würzburg tagenden Sektion Materie und Kosmos weist bereits auf das Problem heutiger Physik hin. Teilchentheorie, Relativitätstheorie und Quantenphysik stehen zumeist unverbunden nebeneinander. Das muss nicht sein. Sobald man einsieht, dass die Gravitation ein durch den Big Bang verursachtes Verschränkungsphänomen ist, gibt es nicht nur kein Problem zwischen der Gravitation, den Teilchen und dem Kosmos, ganz im Gegenteil: erst die Quantenphysik macht uns die Gravitation und den Kosmos verständlich. So kann die Einheit der Physik wieder hergestellt werden. Freilich, ohne den Mut, den Denkhorizont zu erweitern, kann dies nicht gelingen. Auch Intentionen Einsteins werden dadurch besser verständlich. Den Weg zu dieser Einheit aufzuzeigen ist mein zentrales Anliegen auf dieser Tagung.


Referat

Themenübersicht  (projiziert)
Begrüßung
Die Liebe zur Weisheit
Kosmos und Universum
Die Materie
Die Gravitation
Die Zukunft der Physik
Die Einheit von allem
Kosmische Fliehkraft und Gravitation
Schlusswort

Liebe Kolleginnen, liebe Kollegen, verehrte Anwesende,
ohne ein Mindestmaß an theoretischer Philosophie, die das Grundsätzliche bedenkt, kann man auch in der Physik nicht weiter kommen, weshalb die DPG im März 2004 die Arbeitsgemeinschaft Philosophie der Physik gegründet hat, der ich seitdem angehöre. Als erkenntniskritischer Philosoph mache Ihnen hier Vorschläge, wie der Stillstand der theoretischen Physik überwunden werden kann, den der amerikanische Physiker Richard Feynman "die Melancholie des 20. Jahrhunderts" nannte, die aber nun nicht unbedingt ein weiteres Jahrhundert fortgesetzt werden muss. Aber ohne ein offenes Wort zu den anstehenden Problemen kann sie nicht überwunden werden. - Auf vielen Gebieten ist eine Sensibilisierung der Messmittel geplant, was m.E. wenig bis gar nichts an neuen Erkenntnissen bringen wird, wenn es dazu an neuen Konzepten fehlt, die Vorgänge verständlicher machen. In jahrzehntelanger Auseinandersetzung mit den einschlägigen Themen und bei unzähligen Vorträgen vor Gremien der DPG, ist dies das Beste, was ich Ihnen hier guten Gewissens vorschlagen kann.

Die Liebe zur Weisheit
Um den Nutzen von Dingen kümmert sich jedes Tier. Allein die Liebe zur Weisheit ist es, die den Menschen aus dem Tierreich heraushebt. Sie ist es, die seine Würde ausmacht. Nur in liebevoller Hinwendung an die Gegenstände der Forschung kann sich erschließen, was sie für sich selber sind. Es gilt daher als Erstes sich zu entscheiden, was man eigentlich will: will man die Welt selbstlos verstehen oder will man nur ein Herrschaftswissen gewinnen, um die Dinge instrumentalisieren zu können, eventuell auch unter falschen Prämissen. Die jeweilige, vielleicht unbewusste Entscheidung gehört zu dem, was man die Rolle des Beobachters nennt. Aufklärung heute ist die Aufklärung der Beobachterrolle. Ohne ihre Kenntnis und Berücksichtigung bleibt alles Wissen vorläufig.

Kosmos und Universum
Das Gesetz von der Erhaltung der Energie lässt es nicht zu, dass das Universum aus dem Nichts heraus entstanden sein könnte. Das ist höchst unwissenschaftlich. Es gilt daher den Denkhorizont zu erweitern und Universum und Kosmos zu unterscheiden. Das Universum ist ohne Grenzen in Raum und Zeit. In ihm kann es unzählige Kosmen wie den unsrigen geben, die jeweils durch ein gemeinsames Ereignis entstanden sind - doch Kosmen kommen und gehen, die Energie, das Universum bleibt.* Die Teile eines so geformten Kosmos sind sich nicht "fern" sondern ein durch einen Big Bang erzeugtes neues Ganzes. Aber aufgrund unserer beutegreiferischen, auf das Einzelne gerichteten Sehweise sehen wir die Welt jedoch als aus lauter Einzelteilen bestehend. Das geht heute soweit, dass die Welt sogar auch noch in nur rein geistig existierende Messgrößen zerfallen gesehen wird. Aber auch die "Raumzeit" als gedankliches Konstrukt kann diese Aufsplitterung nicht heilen, solange wir uns nicht klar machen, dass alle Systeme, Namen und Messgrößen nur dazu dienen, die für sich EINE Welt für menschliches Verständnis in Gleichungen und syntaktisch in einzelnen Sätzen beschreibbar zu machen. Weltbilder und Theorien sind nicht der Spiegel des Seins, sondern unseres Denkens über das Sein, während das Sein selbst alle Denkbarkeit übersteigt, weshalb wir immer respektvoll mit ihm umgehen sollten.
*Satzteil nachträglich

Die Materie
Die Gravitationskonstante Newtons besagt, dass zu jeder Materie eine unverlierbare Zentripetalkraft gehört, die sich gleichmäßig im Raum verteilt. Der jeweilige Himmelskörper ist dabei aber nicht die Ursache der Kraft, sondern nur ihr Mittelpunkt, wie ebenfalls in seinen Principia zu lesen ist. Das ist zugleich aber auch das, was wir einzig objektiv feststellen können, weshalb wir daran unbeirrbar festhalten sollten. Alles andere halte ich für persönlichen Neigungen folgende Spekulationen. Als ursprüngliche Kraft ist die Schwerkraft nicht relativierbar! Wie man weiß, kann sie auch nicht abgeschirmt werden, was ihre Vorrangigkeit beweist. Ebenso kann sie nicht abgestrahlt werden, denn sie ist eine unverlierbare Eigenschaft jeder Materie, die ihr beim Big Bang verliehen wurde, was eben die Gravitationskonstante als Konstante besagt. Als eine weitere Eigenschaft von Materie hat Einstein noch die Äquivalenz von Materie und Energie gesehen. Bedenkt man, welche riesigen energetischen Ereignisse nötig waren - der Big Bang und Supernovä - um die natürlichen chemischen Elemente zu bilden, kann das große Energiepotential der Materie nicht überraschen, das damit auch eine Form des Energieerhalts ist. Die Wasserstoffbombe ist dabei gewissermaßen das Echo des Urknalls, die Atombombe das Echo von Supernovä. Und die Stärke der Gravitationskonstante selbst hat wahrscheinlich ebenfalls mit der Stärke des Urknalls zu tun, weniger mythisch verklärt besser Big Bang genannt.

Die Gravitation
Dem vertieften Verständnis der Gravitation gilt mein Vorschlag, die Gravitation als ein Verschränkungsphänomen anzusehen, das die faustische Frage beantwortet, was die Welt im Innersten (gewissermaßen subatomar) zusammenhält. Alle betroffene Materie wurde unter Auslöschung vorhandener Daten beim Big Bang miteinander verschränkt und verhält sich so energetisch als ein neues Ganzes. Während also der Big Bang ihr äußerlich den Fliehimpuls gab, gab er ihr immanent zugleich die Neigung, sich wieder vereinen zu wollen. Beide gegensätzlichen Impulse sind von Anfang an und zugleich da und die Resultierende beider Kräfte bestimmt vor Ort weiterhin die jeweilige Geschwindigkeit und Richtung von Relativbewegungen. Der gegliederte gestirnte Himmel über uns ist das getreue Abbild beider Urkräfte und der größte Beweis, den es je für eine These je geben kann. Nicht zuletzt im Sinne des kosmologischen Prinzips der Einheitlichkeit halte ich es für verfehlt, zum Beweis kosmologischer Thesen in den Tiefen des Alls nach Exotischem zu suchen, das sich im Umfeld der Erde und der Milchstraße nicht findet. Es gibt also nicht nur kein Problem zwischen der Gravitation und den Teilchen, ganz im Gegenteil: erst die Quantenphysik macht uns die Gravitation und den Kosmos verständlich und rechtfertigt Einsteins Überzeugung, dass es keine Fernwirkungen gibt. Die Dinge sind sich eben nicht fern - wir sehen sie nur so! Mir sind keine sachlichen Argumente bekannt, warum die Gravitation kein Verschränkungsphänomen sein könnte - auch wenn wir im Sinne des Erkenntnisfortschritts den Verschränkungsbegriff ggf. noch verallgemeinern müssten - erweist er sich doch ganz zwanglos und ohne Aufwand als der Schlüssel zur Einheit der Physik, der seit mehr als einhundert Jahren gesucht wird.*
*Satzteil nachträglich

Die Zukunft der Physik
Mit Hilfe der Quantenphysik hat man dann noch die Fähigkeit der Materie sich zu verschränken entdeckt, was auf Grund unserer auf das Einzelne zielenden Sehgewohnheit lange Zeit nicht verstanden wurde. Doch Wissenschaftler müssen als Wissen schaffende lernfähig sein, offen für neues Wissen, sonst sind sie keine. Ich denke, dass mit der Gravitation der größte Beweis für die Verschränkungsfähigkeit der Materie vorliegt und in der Wissenschaft jeder romantische lokale Materiebegriff endgültig aufgegeben werden muss. Aber auch die Verschränkung muss nicht das Ende der Entdeckung wunderbarer Eigenschaften der sogenannten Materie sein, mit der wir einst als Kinder im Sandkasten unsere ersten Erfahrungen als kleine runde Kügelchen machten, die mit dem Schäufelchen nicht weiter geteilt werden konnten. Schließlich ist die sogenannte Materie sogar so potent, Leben und Bewusstsein hervorzubringen, was sicher auch mit der in ihr steckenden und nach Entfaltung drängenden Energie zu tun hat, so dass man den Materiebegriff nochmals erweitern muss - soweit er als Punktmasse den Quantenphysikern nicht sowieso schon längst unter den Händen zerronnen ist.

Die Einheit von allem
Versteht man die Materie des Kosmos als miteinander verschränkt, kann in der Teilchentheorie auf die rein hypothetischen Gluonen als verbindende Kräfte verzichtet werden. Bei der im Umlauf befindlichen Gravitationstheorie sind es wiederum rein hypothetische Gravitonen, die für die Wechselwirkung sorgen würden. Die als notwendig angesehenen Stellvertreter sind also schon da und die Verschränkung erklärt uns ihre Bedeutung: sie zeigt, was die Welt im Innersten zusammenhält! Und die Verbindungsneigung von Atomen und Atomgruppen zu Molekülen, ihre Affinität, wäre dann auch ein Zeichen dieser inneren Einheit von allen. Wenn wir es so sehen, wäre nicht nur die Einheit der Physik sondern auch die der unbelebten Materie überhaupt durchgehend hergestellt. Und die Neigung zur Molekülbildung ist wiederum Voraussetzung zur Bildung von Lebensformen, deren wesentliches Merkmal die Fähigkeit zur Reproduktion ist. Hier geht es nicht mehr um die Erhaltung der Energie, wie sie in der Physik verstanden wird, sondern um den Erhalt der Erbinformation als einer differenzierten höheren Ordnung von Energie, der alles biologische Geschehen untergeordnet ist. Und denkt man die Ganzheit noch weiter, dann kommt man dahin, was die Weisesten aller Kulturen und Zeiten schon immer gesehen haben: alles ist ein Ganzes. Und alles wirkt auf alles. Und wie wir im Universum sind, so ist das Universum in uns, so wie jede einzelne Zelle eines Körpers die gesamte Erbinformation enthält. Das ist die innigste Einheit vom Teil und dem Ganzen! - Als Beispiel zum Einheitsgedanken hier ein Zitat von Heraklit.

- Zitat Heraklit  (projiziert)

Kosmische Fliehkraft und Gravitation
Schon Einstein versuchte Gravitationsgleichungen durch einen Term zu ergänzen, nur dass er ihm eine falsche Richtung gab, weil er als Autist sich einen vertrauten stabilen Kosmos wünschte, den sowohl seine, als auch Newtons Gleichungen nicht hergaben. Ich halte es mit ihm aber durchaus für erforderlich, in der Kosmologie die Gravitationsgleichung durch einen Term zu ergänzen, und zwar für die kosmische Fliehkraft, die allen Himmelsobjekten beim Big Bang verliehen wurde. Großräumige Geschwindigkeitsmessungen sind nur durch die Berücksichtigung der kosmischen Fliehkraft - also mit einer Resultierenden aus Flieh- und Schwerkraft - verständlich zu interpretieren. Im "kleinräumigen Bereich", da wo Gravitation und Fliehkraft im Gleichgewicht sind, was ihre Langlebigkeit ausmacht, wie bei den Planetensystemen und sehr alten Kugelsternhaufen, dürfte dies nicht erforderlich sein. Bei Galaxien spielt die kosmische Fliehkraft erst dann eine Rolle, wenn durch die Ausdehnung einer Galaxie viele massereiche Objekte sich merklich voneinander entfernen und damit zum Rand hin der Einfluss der anziehenden Gravitation kleiner und somit die Wirksamkeit der gleichbleibenden kosmischen Fliehkraft dort größer wird. Dass die kosmische Fliehkraft nach wie vor immanent da ist, ergibt sich aus dem Erhaltungssatz der Energie und erkennt man daran, dass alle Himmelskörper miteinander "fliehen". Dunkle Materie und Dunkle Energie stehen m.E. für die Differenz der verwendeten Gleichungen mit den gemessenen Werten, die in meiner Sicht aufgehoben ist. Auch nicht berücksichtigt ist meines Wissens bis heute, dass infolge der Quantelung der Energie die Reichweite von Gravitationsfeldern begrenzt ist, was ebenfalls zu der zunehmend beschleunigten kosmischen Expansion beiträgt. Es gibt also für die theoretischen Physiker noch einiges zu tun.

Schlusswort
Neben den Erhaltungssätzen und den bewährten Axiomen Newtons sind immer auch die ebenso bewährten Vorgaben der Quantenphysik zu beachten, wodurch sich ein Weltbild von großer Einfachheit, Klarheit und Schönheit ergibt, das darin nicht übertroffen werden kann, weshalb wir - alle anderen Überzeugungen zurückstellend - ihm unbeirrbar nachstreben sollten. Wie ich Ihnen klar zu machen versuchte, gibt es zwischen Materie und Kosmos keine Probleme. Probleme mit beiden haben nur immer wir, wenn wir beim Theoretisieren die beutegreiferische, aufs Einzelne zielende menschliche Denkweise nicht ins Kalkül stellen, die verhindert, die Welt in ihrer Ganzheit zu begreifen. Geben wir uns also mehr Mühe! Befreien wir uns von allem, was wir zu wissen glauben und machen Platz für die Erkenntnis, dass die Welt ein Einziges ist und sich demgemäß auch als ein Einziges verhält, wie das schon die Weisen aller Zeiten sahen.

    Ich danke Ihnen für Ihre Aufmerksamkeit!

Autor:
Helmut Hille, Heilbronn
FV DD, Mitglied der AG Phil


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