Es ist über ein Jahrhundert her, dass die Boom-Periode der Physik mit Albert Einstein, Max Planck und anderen explodierte und uns aus unserem zuvor geordneten Universum in eine neue Welt des Chaos stürzte. Diese brillante Generation von Physikern hat schließlich die Schichten des Universums sowie des Atoms abgetragen und eine Welt enthüllt, die seltsamer ist als Fiktion.
Seit den frühesten Tagen der Quantenmechanik, der Theorie, die die Mikrowelt der Atome und Teilchen beherrscht, besteht der heilige Gral der Physik darin, eine Theorie für alles zu finden – indem man die Quantenmechanik mit Einsteins allgemeiner Relativitätstheorie vereint, die auf das Universum im großen Maßstab anwendbar ist.
Aber wir haben noch immer keine bewährte Theorie für alles. Und ich glaube, die Angst vor dem Scheitern ist ein großer Teil des Problems.
Eine Theorie von allem zu erstellen ist nicht gerade einfach. Es geht darum, einen Rahmen zu schaffen, der die Grundkräfte unseres Universums vereint und dabei alle zugrunde liegenden Konstanten und Mengen sowie jedes subatomare Teilchen berücksichtigt. Der Preis für denjenigen, der diese ultimative Frage beantwortet, ist ewiger Ruhm in den Annalen der Menschheit.
In Einsteins Generation herrschte ein großer Hunger, dieses Problem zu lösen. Tatsächlich arbeitete an einer Theorie von Allem auf seinem Sterbebett – eine Arbeit, für die er letztlich verspottet wurde. Einsteins Beitrag zur Physik war so groß, dass er immer noch ein Superstar ist. Aber die Physiker Arthur Eddington, Hermann Weyl und Mathematiker David Hilbert hatten nicht so viel Glück und manche mussten mit weitaus schlimmeren Konsequenzen rechnen.
Nehmen wir zum Beispiel Eddington, den vielleicht größten Wissenschaftler, von dem Sie noch nie gehört haben. Der Astronom und Physiker aus Cambridge bewies, dass Einstein mit seiner Arbeit zur Analyse einer Sonnenfinsternis im Jahr 1919 recht hatte – und machte Einstein damit zum Superstar. Eddington schrieb auch die ersten englischen Bücher zur Relativität Vor das Gleiche machen zur Urknalltheorie von Georges Lemaître.
Er schrieb auch eine Buch zur Quantenphysikund wurde in den 1920er und 1930er Jahren neben seiner bahnbrechenden Arbeit zur Sternphysik (der Physik der Sterne) zum bedeutendsten populärwissenschaftlichen Autor. Dennoch ist er heute aufgrund seiner intensiven Suche nach einer fundamentalen Theorie in Vergessenheit geraten.
Posthum veröffentlicht, sein Versuch wurde sofort verbannt für seinen unglaublichen Misserfolg. Als Numerologie verspottet (der Glaube an eine mystische Beziehung zwischen einer Zahl und Ereignissen), sein seltsames Interesse an der Macht bestimmter Zahlen wurde verspottet von anderen Wissenschaftlern. Und wie viele namhafte Astrophysiker habe darauf hingewiesenhat es seit seiner Veröffentlichung keinen Wert hervorgebracht.
Eddingtons überraschender endgültiger Misserfolg war eine eindringliche Warnung, welchen Preis man zahlen muss, wenn man das Ziel verfehlt. Das letzte Jahrzehnt seines Lebens, das er mit der Suche nach einer Theorie von allem verbrachte, endete mit einem schweren Schaden für sein Vermächtnis.
Eine neue Generation
Die Generation des Physikers Richard Feynman (1918–1988), die auf die von Einstein und Eddington folgte, verlor das Interesse an einer Theorie von allem. Feynman und seine Kollegen fanden ihren eigenen Ruhm in neuen subatomaren Entdeckungen und Theorien sowie in der Anwendung der Physik in Chemie und Biologie, was ihnen mehrere Nobelpreise einbrachte. Der Spott, den diejenigen ertragen mussten, die vor ihnen versuchten und scheiterten, könnte einer der Gründe gewesen sein.
Diese unverhältnismäßig hohen Kosten für das Scheitern stiegen letztlich zusammen mit dem Ruhm der Physik zwischen den beiden Weltkriegen. In einer Zeit beispiellosen Erfolgs war das Scheitern unverzeihlicher. Dies war kaum ein Anreiz für junge und brillante moderne Köpfe, die sich der größten Frage widmen wollten.
Noch heute werden Versuche, Theorien von allem zu entwickeln, verspottet. Die Stringtheorie ist beispielsweise ein solcher Versuch, und wurde verachtet vom Nobelpreisträger Roger Penrose als keine „echte Wissenschaft“.
Er ist nicht allein. Der Physiker Stephen Hawking glaubte, dass eine Version der Stringtheorie, die sogenannte M-Theorie, unsere beste Option für eine Theorie von allem sei. Aber die Theorie hatte Schwierigkeiten, Vorhersagen zu liefern, die durch Experimente getestet werden können.
Ein junger Wissenschaftler mag sich heute fragen: Wenn Einstein, Eddington und Hawking das Problem nicht lösen konnten, wer dann? Und tatsächlich bezweifeln viele, dass es gelingen kann. Ist es überhaupt notwendig, da wir pragmatisch gesehen auch ohne auskommen können?
Kein Wunder also, dass viele Physiker den Begriff „Theorie von allem“ heutzutage lieber vermeiden und sich stattdessen für weniger grandiose Alternativen wie „Quantengravitation“ entscheiden.
Finanzierung und Karriereentwicklung
Neben dem hohen Preis des Scheiterns lauern noch andere Probleme. Ein brillanter junger Kopf könnte auf der Suche nach einer Theorie für alles in eine berufliche Sackgasse geraten. Welche akademischen Fortschritte kann man zu Beginn seiner Karriere erwarten, wenn man dies anstrebt? Wer wird jungen, unerfahrenen Forschern, die kurzfristig ein scheinbar unmögliches Ziel verfolgen, erhebliche finanzielle Mittel zur Verfügung stellen?
Es ist wahrscheinlich, dass die Lösung einer Theorie von allem letztlich eine massive Zusammenarbeit erfordern wird. Ironischerweise könnte dies trotz der Warnungen von Eddington und anderen eine Aufgabe für die älteren Physiker sein. Francis Crick widmete seine Aufmerksamkeit dem Versuch, das Problem des Bewusstseins lösen in seinen späteren Jahren, allerdings ohne Erfolg.
Wir brauchen Zusammenarbeit. Aber wir müssen uns damit auseinandersetzen, dass eine Theorie von allem nur von jenen kommen wird, die so viel erreicht haben, dass sie sich die mögliche Blamage leisten können und denen man im Zweifelsfall zustimmt. Das weckt kaum die Begeisterung der lebhaften, jungen Köpfe, die sich sonst vielleicht des Problems annehmen würden.
Beim Versuch, das ultimative Problem zu lösen, haben wir möglicherweise unabsichtlich ein Monster erschaffen. Unser akademischer Rahmen für den Forschungsfortschritt ist diesem nicht förderlich, und die Geschichte hat ein unschönes Bild davon geliefert, was mit denen passiert, die es versuchen.
Und doch waren es immer die Menschen, die unsere größten Fortschritte erzielten, die bereit waren, Risiken einzugehen.
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