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Neue Physik

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Neue Physik (engl. new physics) bezeichnet heute im Allgemeinen eine Physik jenseits des Standardmodells der Teilchenphysik und beschreibt den Versuch einer theoretischen Systematisierung verschiedener Kräfte im Bereich der Quarks, Neutrinos oder der dunklen Materie.[1] In einem weiteren Sinn werden auch verschiedene neuartige Sichtweisen der Physik im Zusammenhang mit der Relativitätstheorie und der Quantenphysik angesprochen, die die klassische Sichtweise der newtonschen Physik übersteigen. In diesem Zusammenhang können auch Randgebiete der physikalischen Beschreibung unserer Welt gemeint sein, die eine ganzheitliche Sicht der Welt ansprechen, wie sie in den spirituellen Traditionen der Menschheit zu finden sind.[2]

Geschichte des Begriffs[Bearbeiten]

Die Anfänge des Begriffes Neue Physik reichen bis in die zwanziger Jahre des vergangenen Jahrhunderts zurück. Mit der Entfaltung der Relativitätstheorie und der Quantenmechanik veränderte sich die Sichtweise der klassischen Physik fundamental und führte zur Suche nach einer neuen Verhältnisbestimmung für das Zusammenspiel der verschiedenen physikalischen Theorien.

Einstein und Heisenberg[Bearbeiten]

Noch Albert Einstein betont die Kontinuität seiner Physik von Newton über Maxwell bis hin zu seiner Formulierung der Relativitätstheorie.[3]. Allerdings sieht er schon zu Beginn des 20. Jahrhunderts die Grenzen der klassischen Physik und deutet einen weiter gehenden Horizont an. Er schreibt:

„Ich habe soeben auf einen Tatsachenkomplex hingewiesen, dessen theoretische Behandlung die Prinzipe fehlen. Es kann eben so gut der Fall eintreten, dass klar formulierte Prinzipe zu Konsequenzen führen, die ganz oder fast ganz aus dem Rahmen des gegenwärtig unserer Erfahrung zugänglichen Tatsachenbereiches herausfallen. In diesem Fall kann es langjähriger empirischer Forschungsarbeit bedürfen, um zu erfahren, ob die Prinzipe der Wirklichkeit entsprechen. Dieser Fall bietet sich uns dar bei der Relativitätstheorie.“

– Albert Einstein: Mein Weltbild[4]

Noch skeptischer sieht Einstein die theoretischen Konsequenzen der Quantenmechanik und befürchtet, "dass sich die Physiker auf Dauer mit einer derartigen indirekten Beschreibung des Realen nicht begnügen werden". [5]

Auch Werner Heisenberg betont immer wieder die neue Sichtweise, mit der die Quantenmechanik die klassische Physik verändert habe. Er zeigt auf, dass viele Beobachtungen hier in den bisherigen Begriffen der Physik nicht zu beschreiben seien.[6]. Die klassische Physik beruhe auf der Illusion, dass wir die Welt beschreiben könnten, ohne von uns selbst zu sprechen. Die Quantentheorie beginne dagegen mit einem Paradox, "dass wir unsere Experimente mit den Begriffen der klassischen Physik beschreiben müssen und gleichzeitig mit der Erkenntnis, dass diese Begriffe nicht genau auf die Natur passen." [7] Das Unbehagen an der neuen Sichtweise und ihre paradoxen Aussagen qualifizieren die Quantenmechanik als etwas durchaus neues.

New Physics bei Davies und Penrose[Bearbeiten]

Seit den 1970er Jahren tritt dann der Begriff Neue Physik (New Physics) erstmals programmatisch in Erscheinung. Physiker wie Paul Davies oder der Nobelpreisträger Roger Penrose verwenden ihn im Zusammenhang mit der Erklärung neuer kosmologischer Theorien wie der Beschreibung von Dunkler Materie oder Schwarze Löcher.

Die Grundzüge einer Neuen Physik hat der englische Physiker Paul Davies schon 1989 in seinem Symposium The New Physics vorgestellt. [8] In einer Zusammenstellung mehrerer namhafter Forscher wird die Auffassung vertreten dass die sogenannte Neue Physik einen Komplex von Themen umfasst, der die dritte Revolution der Physik ausmache - nach Galileo und Newton mit der ersten Revolution in der klassischen mechanischen Physik und der zweiten Revolution mit der Relativitätstheorie und der Quantenmechanik tritt nun die dritte Revolution in Erscheinung mit so unterschiedlichen Themen wie den Schwarzen Löchern, subatomare Partikel, neuartige Materieformen und selbstorganisierende chemische Reaktionen. [9] In diesem Zusammenhang werden zahlreiche neue Probleme der modernen Physik behandelt, die die Forschung vor schwere Herausforderungen stellt und die Physik des 21. Jahrhunderts beschäftigen wird wie "Spontaneous symmetry breaking and the Higgs mechanis", "The new black hole physics" oder "Cosmology: the new respectability" und "The problem of initial conditions".

Auch der englische Physiker und Mathematiker Roger Penrose firmiert unter dem Titel New Physics ,[10] spricht aber eher von der OR-Theorie. Gemeint ist damit neben der Klassischen Ebene, die durch die Gleichungen von Newton, Maxwell oder Einstein deterministisch zu berechnen ist die Quantenebene, wie sie Schrödinger-Gleichung beschreibt. Für diesen Bereich benötigt es nach Penrose noch eine "NEUE (noch ausstehende) OR-Theorie", die nicht berechenbar ist. OR steht dabei für objektive Reduktion, wobei etwas objektiv geschieht oder etwas anderes ebenso objektives, das eben genauso sein kann, wofür Penrose das Wortspiel or benutzt (engl. oder).[11]

Neues Paradigma in der Physik?[Bearbeiten]

Erst durch die Rezeption des wissenschaftstheoretischen Begriffs des Paradigmas von Thomas S. Kuhn[12] begannen Physiker wie Fritjof Capra von einem neuen Paradigma in der Physik zu sprechen.[13] Dieses zeichnet sich vor allem in einer Abkehr vom sogenannten mechanistischen Weltbild ab.

„Das Universum wird nicht mehr als große Maschine angesehen, die aus einer Vielzahl separater Teile besteht, sondern als harmonisches, unteilbares Ganzes, als ein Netz dynamischer Beziehungen, die auf ganz entscheidende Weise den menschlichen Beobachter und sein Bewusstsein einbeziehen.“

– Fritjov Capra[14]

Hierbei direkt von einer Wendezeit zu sprechen wie Capra und einer Hinwendung zur östlichen Spiritualität (Das Tao der Physik, 1977) ist nicht unbedingt zwingend, wird aber von vielen anderen theoretischen Physikern so oder ähnlich übernommen, vgl. bei Amit Goswami und der indischen Philosophie[15] oder Fred Alan Wolf und der Verbindung von Quantenphysik und Spiritualität.[16] Letztlich geht es um die Frage nach der Bedeutung des Beobachters in der Quantenphysik und der noch nicht geklärten philosophischen Frage nach der Relevanz dieses Begriffs. Vor allem in den neurophysiologischen Erklärungsversuchen des Bewusstseins werden immer wieder quantenphysikalische Zustände als Muster herangezogen, um die besonderen Aspekte des Geistes zu erklären.[17] Sofern man die Neue Physik hier als Randgebiet der klassischen Physik ansieht, die deren Erklärungsmuster auch übersteigt, sind populärwissenschaftliche Grenzüberschreitungen Richtung New Age oder der Esoterik nicht auszuschließen.

Abkehr von Standardmodell der Teilchenphysik[Bearbeiten]

In den letzten Jahren wird der Begriff Neue Physik in der physikalischen Fachdiskussion in einem viel engeren theoretischen Kontext benutzt. Er bezieht sich auf die Abkehr vom Standardmodell der Teilchenphysik hin zu einem umfassenderen Modell, das Elemente der Quantenphysik und der modernen Teilchenphysik verbindet. "Sowohl Dunkle Materie und der Beweis endlicher Neutrinomassen als auch theoretische Unzulänglichkeiten verlangen eine Erweiterung des Standardmodells, das nur bis zu einer bestimmten Energie gültig zu sein scheint, ab der neue Physik ins Spiel kommt" heißt es in einer Erklärung des Max-Planck-Instituts für Kernphysik in Heidelberg.[18] Die Neue Physik bemüht sich also in der experimentellen Suche neue theoretische Möglichkeiten zu ergründen, um diese Phänomene zu erklären.

Literatur[Bearbeiten]

  • Albert Einstein. Mein Weltbild. Ullstein Materialien, Verlag Ullstein, Frankfurt/Berlin Mai 1986 (Erstdruck Amsterdam 1934). ISBN 3548350240.
  • Werner Heisenberg. Quantentheorie und Philosophie. Verlag Philipp Reclam, Stuttgart 1979. ISBN 315009948X.
  • Paul Davies. God & The New Physics (Engl.). Verlag Penguin, 25. Oktober 1990. ISBN 9780140134629.
  • Paul Davies. Gott und die moderne Physik. Übersetzung aus dem Englischen ins Deutsche Karl A. Klewer. Verlag C. Bertelsmann, Gütersloh 1. Januar 1986. ISBN 357004906X.
  • Paul Davies. The New Physics. Cambridge University Press, 28. August 1992. ISBN 9780521438315.
  • Roger Penrose. Fashion, Faith, and Fantasy in the New Physics of the Universe. Princeton University Press, 2. September 2016 (illustrierte Ausgabe). ISBN 0691119791.
  • Roger Penrose. Das Große, das Kleine und der menschliche Geist. Spektrum Akademischer Verlag, Heidelberg/Berlin, 1998. ISBN 3827402891
  • Fritjof Capra. Wendezeit. Bausteine für ein neues Weltbild. Verlag Scherz, Bern/München/Wien 1. Januar 1983 (Erstauflage). ISBN 3502171041.
  • Werner Braunbek. Neue Physik. Verlag Rowohlt Taschenbuch, Reinbeck 1975. ISBN 3499168987
  • Boris Nikolajewitsch Iwanow. Die Neue Physik. Volkseigener Verlag Volk und Wissen, Berlin 1966. BN0332
  • Fred Alan Wolf. Körper, Geist und neue Physik. Verlag Insel, Frankfurt a.M./Leipzig, 1993. ISBN 3458331972

Weblinks[Bearbeiten]

Einzelnachweise[Bearbeiten]

  1. ↑ Vgl. die Definition auf Encyclopedia.com New Physics, https://www.encyclopedia.com/education/encyclopedias-almanacs-transcripts-and-maps/new-physics
  2. ↑ Genannt sei hier Fritjof Capras Buch, Das Tao der Physik (1970), das als eines der ersten Werke die Nähe der Physik zu spirituellen Strömungen thematisierte.
  3. ↑ "Den letzten Schritt in der Entwicklung des Programms der Feldtheorie bildete die allgemeine Relativitätstheorie. Sie modifiziert Newtons Theorie quantitativ nur wenig, qualitativ um so tiefgreifender" Albert Einstein, aus 'Newtons Mechanik und ihr Einfluss auf die Gestaltung der theoretischen Physik' (1927) in Albert Einstein, Mein Weltbild Ullstein Materialien, Frankfurt/M. 1986, S. 157
  4. ↑ Albert Einstein, aus 'Prinzipien der theoretischen Physik' (1918) in Albert Einstein, Mein Weltbild, a.a.O, S.112
  5. ↑ "Dennoch neige ich der Auffassung zu, dass sich die Physiker auf die Dauer mit einer derartigen Beschreibung des Realen (A.d.R gemeint ist die Quantenmechanik, siehe Abschnitt zuvor) nicht begnügen werden, auch dann nicht, wenn eine Anpassung der Theorie an das Postulat der allgemeinen Relativitätstheorie in befriedigender Weise gelingen sollte." Albert Einstein, aus 'Maxwells Einfluss auf die Entwicklung der Auffassung des Physisch-Realen' in Albert Einstein, Mein Weltbild, a.a.O, S.162
  6. ↑ Werner Heisenberg, Quantentheorie und Philosophie, Verlag Philipp Reclam, Stuttgart 1979, S.45.
  7. ↑ Heisenberg, a.a.O. S. 57f - Er ergänzt dazu: "Es ist daher gelegentlich vorgeschlagen worden, man solle die klassischen Begriffe vollständig aufgeben. Vielleicht könnte eine radikale Änderung unserer Begriffe bei der Beschreibung der Experimente zu einer nichtstatistischen, völlig objektiven Beschreibung der Natur zurückführen."
  8. ↑ The New Physics, Edited by Paul Davies, University Press Oxford, 1989 - online in Auszügen nachzulesen auf Books
  9. ↑ "This wide sweep is reflected in the contents of The New Physics, which covers topics as divers as black holes, subatomic particles, novel materials and self-organising chemical reactions." Paul Davies, a.a.O. S. 1 Vorwort
  10. ↑ vgl. Roger Penrose, Fashion, Faith, and Fantasy in the New Physics of the Universe (2016)
  11. ↑ Roger Penrose, Das Große, das Kleine und der menschliche Geist, Heidelberg 1998, S.110. "Diese noch nicht vorhandene Sache bezeichne ich mit mit OR, was für /objektive Reduktion/steht. Es handelt sich um etwas Objektives - ganz objektiv geschieht entweder das eine oder das andere, und es handelt sich um eine noch ausstehende Theorie. OR ist ein hübsches Akronym dafür, denn es steht gleichzeitig auch für 'or' (A.d.R. deutsch oder), und genau das ist es, das eine oder das andere."
  12. ↑ Thomas S. Kuhn, The Structure of Scientific Revolutions(1962), deutsch: Die Struktur wissenschaftlicher Revolutionen (1967)
  13. ↑ "Auch nach der Vollendung ihrer mathematischen Formulierung waren die Begriffe der Quantentheorie keineswegs leicht zu akzeptieren. Ihre Auswirkungen auf die Vorstellungen der Physiker von der Wirklichkeit waren geradezu erschütternd. Die neue Physik erforderte tiefgreifende Änderungen von Grundbegriffen wie Raum, Zeit, Materie, Gegenstand, Ursache und Wirkung". Fritjof Capra, Wendezeit - Bausteine für ein neues Weltbild (1982), 4. Aufl. 1995, S. 79.
  14. ↑ Capra, a.a.O. S. 46.
  15. ↑ vgl. Amit Goswami, The Self-Aware Universe (1993), deutsch: Das bewusste Universum (1997)
  16. ↑ z.B. Fred Alan Wolf, The Spiritual Universe: One Physicists Vision of Spirit, Soul, Matter, and Self (1996)
  17. ↑ vgl. hierzu ebenso Roger Penroses Theorie der Mikrotubuli, a.a.O. S.162ff., bes. S. 165
  18. ↑ https://www.mpi-hd.mpg.de/mpi/de/forschung/astroteilchenphysik/die-suche-nach-neuer-physik


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