Ahnung von der Materie: Physik für alle! [Gebundene Ausgabe]

 

 

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Ein Autor, der sich zur Aufgabe macht, einen überwiegend bereits bekannten Stoff darzustellen, muss das Kunststück vollbringen, durch das Maß seines eigenen Denkens eine neue Originalität zu erreichen. Und er sollte eine Neuigkeit, eine echte Innovation hinzufügen können, die eine Neuordnung des Themas geradezu immanent erfordert. Darüber hinaus sollte eine solche Darstellung bitteschön noch durch eigene Erfahrungen und Projekte des Autors angereichert sein, um damit eine Tür für die praktische Anwendung dieses Wissens illustrativ und nachvollziehbar zu öffnen. Dieser Herausforderung, die mindestens so anspruchsvoll ist wie das Schreiben eines guten Romans, hat sich der deutsche Physiker Hans Graßmann gestellt.

Der Autor benennt gleich zu Beginn zwei exemplarische Bereiche, in denen die heute eklatante Wissenslücke zwischen angewandter und theoretischer Physik offenbar wird. Da ist zum ersten das wichtige Thema der Energiegewinnung, die sich mit dem vorhandenen Wissen kategorisch effizienter und effektiver gestalten ließe, basierend auf den bekannten Begrifflichkeiten von Masse und Energie und angereichert mit erfinderischer Ingenieurskunst. Graßmann beschreibt eine solare Anlage, die aus einer größeren Anzahl billiger Spiegel besteht und mittels eines einfachen, hebelgetriebenen Stellmechanismus durch einen einzigen kleinen Motor die Sonnenstrahlen zielsicher fokussiert und in Energie umwandelt - ein "lineares System". Übrigens bilden auch die Quanten, die Atome und die ganze Welt ein (nicht weiter "quer" verkoppeltes) lineares System, weshalb es, so Hans Graßmann, auch so einfach sei, die Physik insgesamt zu verstehen. - Das klingt sehr ermutigend und überzeugend für den Leser, besonders, wenn man sich die praktischen Umsetzungen der linearen Physik gleich anschauen kann.

Der zweite inhaltliche Schwerpunkt des Buches ist auf den ersten Blick weniger anschaulich, eröffnet aber ungeahnte praktische Perspektiven: eine neue Physik der Information. Wir leben ja gerade im Informationszeitalter oder gar in der Informationsgesellschaft, so heißt es, aber was "Information" denn nun physikalisch sei, darauf bleibt die Physik bis heute eine Antwort schuldig. Gibt es eine physikalische Struktur und Ordnung von Information, auf die die heutige Vielfalt und Ordnungslosigkeit der Mega-, Giga- und Tera-Byte-Rechner zurückgeführt werden könnte? Und könnte mit einem physikalisch begründeten Informationsverarbeitungskonzept nicht auch das dringlicher werdende Problem einer übermäßigen Wärmegenerierung solcher Rechner gelöst werden? Ja, genau so muss die Aufgabenstellung eines zeitgemäßen Physikbuches lauten.

Was aber soll die neue Physik der Information genau sein? Graßmann zeigt, dass im Beginn des Universums eine "irreduzible Information" vorliegen muss, die sämtliche (möglichen) Gesetzmäßigkeiten unseres Universums bereits beinhaltet. Die Grundlage aller Physik ist genau diese Information. Wenn aber die Welt somit nur aus Veränderungen des Vorhandenen bzw. der Manifestation von potentiell Möglichem besteht, dann gilt dieser Grundsatz auch für digitale Beschreibungen. Damit ist "Information" als eine lineare, umkehrbare Transformation definiert. Information ist genau das, was eine Nachricht dieser Welt in deren physikalisch mögliche Zustandsformen übersetzt (der Physiker sagt: transformiert). Angenommen, ein deutscher Text sei a und ein chinesischer Text b, dann gilt: b = T(a), wobei "Information" nun identisch ist mit T. Dasselbe demonstriert der Autor an praktischen Beispielen aus der Bilderkennung, und man sieht: Bilderkennung wird plötzlich ohne die Anwendung komplexer Algorithmen möglich! Dies wusste im Grunde bereits der Begründer der Semiotik, Charles Sanders Peirce. Nach Peirce übt jedes Objekt mittels ikonographischer Nachrichten eine unmittelbare (sprich: nicht-algorithmische) Wirkung auf einen Empfänger aus, wobei diese Wirkung entscheidend vom Zustand und vom sensorischen Apparat des Empfängers abhängt. Diese nicht weiter reduzierbare triadische Struktur hat Graßmann zur Grundlage seines Informationsbegriffs gemacht.

Die Brauchbarkeit dieses Konzeptes konnte inzwischen in einem Forschungsprojekt in der Mikroelektronik nachgewiesen werden. Auch davon erzählt Graßmann in anschaulicher Weise und entfaltet dabei ein Panorama, das erkennen läßt, wohin eine neue Physik sowohl theoretisch wie auch praktisch weiter zu entwickeln wäre. So viel ist jetzt schon zu erkennen: Ein physikalisches Konzept von Information wird zu einer aufklärerischen Phase in der Physik, zu einer Neubestimmung von Subjekt" und Objekt" führen.

Das ist unerhört neu und inspirierend, weil es die "Objektivität" der herrschenden Verhältnisse exemplarisch überschreitet. Und dieser inhaltliche Überschuß muß sich auch in der Form der Darstellung niederschlagen, der Autor schreibt aus einer Position des emphatischen Selber-Machens. Darin genau unterscheidet sich das Buch so wohltuend von den vielen, oft professoral-herabschauenden und kommentierenden (statt agierenden) Populärwerken der Naturwissenschaften. Graßmann begründet geradezu einen neuen Typus naturwissenschaftlicher Literatur, die heute tatsächlich nicht nur zeitgemäß wirkt, sondern auch aus wissenschaftlichen Gründen exakt so sein muß: Es geht um emphatische Objektivität, es geht um den Aufbruch zur Physik der Information.

Die Graßmannsche Biografie, seine Auseinandersetzung mit der innovationsverhindernden "Nomenklatura" der Wissenschaftsverwaltungen wird vor diesem Hintergrund besser verständlich. Gleichwohl wissen wir nun auch: Eine Verwaltung kann nur so gut sein, wie es die Information zulässt, die man zu deren Aufbau hineinsteckt. Deshalb greift Graßmann's Kritik an der Nomenklatura dann zu kurz, wenn er die Verantwortlichen dieses Marionettenspiels nicht beim Namen nennt. Aber falls er in einer neuen Auflage dieses Buches dann auch noch die Kraft des geistigen Lebens begrifflich erklärt, dann wäre auch dieses Spiel und dessen zwangsläufige Konsequenzen besser zu verstehen. Denn was können die Strukturen unseres Denkens anderes sein als einfache physikalische Gesetzmäßigkeiten, die lediglich durch ihre linearen Überlagerungen zuweilen den Anschein eines heillosen Durcheinanders erwecken? Für eine wirkliche Neuordnung der eigenen Gedanken ist eine echte Information nötig, und die liefert das Buch im doppelten Sinne: sowohl begrifflich-klärend als auch emphatisch-aufrüttelnd. Über das, was es denn Neues und Wissenswertes gibt, in der Physik. Bliebe es dann nur noch zu tun, in der Welt.

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