Der große Entwurf: Eine neue Erklärung des Universums [Taschenbuch]

Eine neue Erklärung des Universums versuchen die Autoren und Wissenschaftlicher Stephen Hawking und Leonard Mlodinow in ihrem neuen Buch zu geben. Warum gibt es etwas und nicht einfach nichts? Warum existieren wir? Warum dieses besondere System von Gesetzen und nicht irgendein anderes? Ohne Formelsammlungen und massivem Fachchinesisch erklären die beiden ihre Sicht der Welt in mikro- und makrokosmologischer Betrachtungsweise und richten sich dabei an den interessierten Laien, der nur geringe Vorkenntnisse und ein offenes Wesen braucht, um den Autoren folgen zu können.

Wer zwar interessiert genug ist, sich das Buch zu kaufen, aber mit dem Namen Leonard Mlodinow nichts anfangen kann, dem sei gesagt, dass auch Mlodinov Wissenschaftler im Bereich der Quantenmechanik ist und derzeit am California Institute of Technology als Gastdozent tätig. Einige Drehbücher für "Star Trek: The Next Generation" hat er übrigens auch verfasst.

Relativ am Anfang des Buches stellen die Autoren fest, dass die Antwort auf die Frage nach dem Leben, dem Universum und einfach allem nicht "42" ist, was den Laien nicht verwundern dürfte, aber Douglas-Adams-Fans ein Lächeln auf das Gesicht zaubern.

Nicht verwunderlich ist es auch, dass die Kirche pauschal schon im Vorfeld der Veröffentlichung seiner Bestürzung darüber Ausdruck verliehen hat, dass Hawking und Mlodinow in ihren Theorien behaupten, dass es nicht zwangsläufig eines Gottes bedarf, um ein Universum zu erschaffen. Wobei die beiden nicht behaupten, es gebe keinen Gott, lediglich, dass man niemanden braucht, der den ersten Dominostein anschubst, damit der Rest an seinen Platz fällt.

Der Aufbau des Buches ist so gewählt, dass der Leser nicht direkt mit den neuesten Erkenntnissen torpediert wird, sondern langsam an die Materie herangeführt. So beschreiben die Autoren auch eine Geschichte der Physik und deren Gesetze und vor allem deren Gesetzgeber, die sich im Laufe der Jahrhunderte, gar Jahrtausende die Klinken und Theorien in die Hand gegeben haben. Vom Glauben der Urvölker in Afrika, über Newton und Einstein bis hin zur M-Theorie. Letztere sei der beste Kandidat tatsächlich eine einzige Antwort auf die Frage nach dem Leben, dem Universum und einfach allem zu geben. Leider kann auch die M-Theorie derzeit noch nicht vollständig bewiesen werden und deshalb kommt das Wort "Theorie" im Buch ebenso häufig vor wie das Wort "Gesetz".

Unterstützt durch viele anschauliche Bilder und einige lustig gezeichnete Cartoons erklären Hawking und Mlodinow, dass die newtonschen Gesetze nicht unfehlbar sind, sich nicht zwangsläufig alles mit einem Gott im Hintergrund abspielen muss und dass die Naturgesetze immer weniger Gültigkeit haben, je kleiner die betrachteten Dinge werden. Auf Quantenebene verhält sich vieles nicht so, wie anfangs erwartet und so mussten Quantenversionen der Naturgesetze gebildet werden. Diese beiden sich teilweise unterscheidenden und widersprechenden Gesetze doch unter einen Hut zu bringen, daran versucht sich die obengenannte M-Theorie.

Und so bekommt der Leser einen umfassenden Überblick darüber wie früher und heute über die Entstehung des Universums gedacht wurde und wird, dass es jede Menge Paralleluniversen gibt und dass "Außerirdische, deren stammesgeschichtliche Entwicklung sich unter dem Einfluss von Röntgenstrahlen vollzog, gute Berufsaussichten beim Sicherheitsdienst von Flughäfen haben" (S. 91).

Außerdem kommen gegen Ende des Buches dann die Steine des kirchlichen Anstoßes, dass die Multiversumstheorie zur Erklärung der Entstehung des Universums mit Darwins Evolutionstheorie verglichen werden kann, denn beide kommen ohne einen "gütigen Schöpfer" aus.

Und irgendwo gibt es auch ein Universum, in dem die Antwort auf die Frage nach dem Leben, dem Universum und einfach allem tatsächlich "42" ist! Nur halt nicht in unserem. Das allerdings behauptet der Rezensent, nicht die Autoren.

Wer ist die Zielgruppe?

Wie anfangs schon erwähnt, richtet sich das Buch an interessierte Laien, die sich offen und unvoreingenommen anhören möchten, was Stephen Hawking und Leonard Mlodinow zu sagen haben. Sprachlich nicht abgehoben und vieles mit Beispielen in Wort und Bild erklärend, ist es nicht schwer den Ausführungen zu folgen.

Ob der Leser nach der Lektüre für sich auch ausschließt, dass es zwangsläufig einen Gott geben muss, bleibt jedem selbst überlassen.

Mein Fazit:

Mir hat es Spaß gemacht auf so lockere Art und Weise Wissen vermittelt zu bekommen. Die Sprache ist sympathisch leicht und nicht oberlehrerhaft. Hier und da lockert ein Scherz den Text im richtigen Maß auf, dass sich das Buch nicht wie eine Lehrstunde an der Universität liest, bei der der Leser mit Fakten druckbetankt wird.

Mir wurde im Buch sogar eine Frage beantwortet, die ich schon lange hatte: Was war eigentlich vor dem Urknall? Falls auch Sie sich das schon einmal gefragt haben, die Antwort steht in "Der große Entwurf".

Seit Stephen Hawking einer breiten Öffentlichkeit bekannt wurde, scheinen viele Menschen ihn für den Einstein unserer Zeit zu halten. So ist es nicht verwunderlich, dass seine jüngste Veröffentlichung, "Der große Entwurf" sich gut verkauft. Nimmt man das Buch zur Hand, wird man schnell die äußeren Vorzüge registrieren. Die Aufmachung ist eindrucksvoll, die Papierqualität hervorragend, die zahlreichen Abbildungen sehr ästhetisch. Inhaltlich hinterlässt es jedoch einen zwiespältigen Eindruck.

Auf kaum 180 Seiten haben Hawking und sein Co-Autor Mlodinow sich nichts Geringeres vorgenommen, als einige der großen Menschheitsfragen zu beantworten:

Warum gibt es etwas und nicht einfach nichts?
Was ist das Wesen der Wirklichkeit?
Warum existieren wir?
Warum dieses besondere System von Gesetzen und nicht irgendein anderes?
Braucht das Universum einen Schöpfer?

Den ersten Schritt zur Beantwortung dieser Fragen macht Hawking mit einer erkenntnistheoretischen Überlegung. Wissenschaftliche Theorien müssten ebenso wie unsere Alltagsüberzeugungen als Modelle aufgefasst werden. Ihr Wert hänge nicht von ihrer Ähnlichkeit mit der Realität ab, sondern von Eigenschaften wie Eleganz, Übereinstimmung mit den Beobachtungen sowie prognostischer Kraft.

"Wir bilden mentale Konzepte von allen möglichen Dingen - unserem Haus, Bäumen, anderen Menschen, dem elektrischen Strom, der aus der Wandsteckdose kommt, Atomen, Molekülen und anderen Universen. Diese Konzepte sind die einzige Wirklichkeit, die wir erkennen können. Es gibt keinen modellunabhängigen Test der Wirklichkeit. Daraus folgt, dass ein gut konstruiertes Modell eine eigene Realität schafft" (S. 168). Mit jeder neuen Theorie hätten sich unsere Begriffe von der Wirklichkeit und den fundamentalen Bestandteilen des Universums verändert (S. 54). Verfügten wir über zwei Modelle, die sich beide mit den Beobachtungen deckten, könnten wir nicht sagen, das eine sei realer als das andere, selbst wenn sie sich widersprächen. "Wir können jeweils das Modell verwenden, das in der betrachteten Situation praktischer ist" (S. 44).

Hawking nutzt diesen Standpunkt, um seine Deutung der Quantentheorie plausibel zu machen. Ausgehend von Richard Feynmans Pfadintegralformalismus interpretiert er das berühmte Doppelspaltexperiment als Indiz dafür, dass Elektronen und Photonen im Unterschied zu den Gegenständen der Alltagserfahrung in der Lage sind, verschiedene Bahnen gleichzeitig zu durchmessen und mit sich selbst zu interferieren. Außerdem sei ihr Verhalten nicht genau determiniert. Der gesunde Menschenverstand müsse sich damit abfinden, dass sein Wirklichkeitsmodell auf die Quantenwelt nicht anwendbar sei.

Übertrage man diese Einsichten auf die Entstehungsphase des Universums, gelange man zu der Annahme, dass es sich ähnlich den Quantenobjekten auf alle möglichen Weisen zugleich entwickelt habe. "Ein paar dieser Universen ähnelten dem unseren, doch die meisten waren ganz anders. ... Tatsächlich gibt es viele Universen mit vielen verschiedenen Versionen physikalischer Gesetze. Einige Menschen machen ein großes Geheimnis aus dieser Hypothese - die manchmal als Multiversums-Konzept bezeichnet wird - dabei handelt es sich einfach um einen anderen Ausdruck für Feynmans Summe über alle Geschichten" (S. 136).

Die Hypothese zahlreicher, vielleicht Milliarden paralleler Universen, eröffne die Möglichkeit, dass die Gesetze und Konstanten der Natur in einigen davon zufällig so abgestimmt seien, dass menschliches Leben möglich werde. Auf diese Weise ließen sich die grundlegenden Eigenschaften unserer Welt auch ohne einen Schöpfergott erklären.

Selbst die Frage nach dem Ursprung des Universums glaubt Hawking beantworten zu können. Wie die Quantentheorie zeige, sei ein vollkommen leerer Raum physikalisch unmöglich. Aus Heisenbergs Unschärferelation folge, dass im Vakuum unablässig Fluktuationen aufträten, die man als spontane Entstehung und Vernichtung von Teilchenpaaren auffassen könne. Davon ausgehend dürfe im Einklang mit der Stringtheorie vermutet werden, das Universum sei durch eine Quantenfluktuation entstanden und habe sich anschließend im Bruchteil einer Sekunde gigantisch aufgebläht.

Natürlich lassen sich die von Hawking aufgeworfenen Themen auf knappem Raum nur oberflächlich behandeln. Allerdings wären die zahlreichen geistesgeschichtlichen Fehler des Buches vermeidbar gewesen. Die Behauptung, Aristoteles habe die Erde aus "mystischen" Gründen für den Mittelpunkt des Universums gehalten (S. 39), ist ebenso unsinnig wie die Feststellung, das Mittelalter habe "kein einziges schlüssiges philosophisches System" hervorgebracht (S. 28). Und wenn Hawking schreibt, Epikur, einer der Hauptvertreter der Atomlehre in der Antike, habe den Atomismus abgelehnt (S. 25), kann man als Leser nur noch den Kopf schütteln. Warum äußert sich der englische Professor zu Themen, von denen er offenkundig nichts versteht?

Zunächst bleibt die Hoffnung, Hawking werde an Sicherheit gewinnen, sobald er die moderne Physik behandelt. Leider stellen sich bald Zweifel ein. Ist es zulässig, so fragt man sich, einen mathematischen Formalismus wie Feynmans Pfadintegralmethode als Modell der Wirklichkeit aufzufassen? Darf man dem Universum nach der Inflation noch die Entwicklung auf parallelen Pfaden zuschreiben, obwohl Hawking einräumt, dass makroskopische Objekte keine Quanteneffekte aufweisen? (S. 67). Es fällt schwer zu entscheiden, ob hier Mängel der Darstellung oder inhaltliche Fehler vorliegen.

Hinzu kommt, dass Hawking den Bogen überspannt. Zwar räumt er ein, die von ihm favorisierte Stringtheorie sei unfertig, versäumt es aber, darauf hinzuweisen, dass selbst jahrzehntelange Forschung nicht den geringsten empirischen Beleg für sie erbringen konnte. Die Stringtheorie ist eine der spekulativsten Konstruktionen der Wissenschaftsgeschichte. Eines Tages könnte sie sich als reines Phantasieprodukt erweisen. Ist aber schon die Stringtheorie fragwürdig, wie soll man dann erst Gedankenspiele über "Paralleluniversen" einschätzen?

All dies ist Grund genug, bereits in der Mitte des Buches skeptisch zu werden. Die große Enttäuschung wartet freilich am Schluss. Hier muss der geduldige Leser feststellen, dass Hawking drei Voraussetzungen benötigt, um die Entstehung des Multiversums zu erklären: Das Vakuum, einige elementare physikalische Gesetze (die Prinzipien der Quantentheorie und den Satz über die Erhaltung der Energie) und die Gravitation.

Wie Vakuum und Gravitation entstanden sind und warum sie bestimmten Gesetzen unterliegen, kann Hawking nicht sagen. Er fragt erst gar nicht danach.

Das Ergebnis dieses spekulativen Galoppritts ist bescheiden: Hawking ist einen Schritt über die meisten kosmologischen Modelle hinausgegangen. Er hat den Urknall durch einen anderen Anfangszustand ersetzt, den er so wenig erklären kann, wie andere Physiker den Urknall. Der Vorhang unserer Unwissenheit wurde nur um ein paar Millimeter zurückgeschoben, ein Rätsel gegen das andere eingetauscht. Die Ausgangsfragen des Buches werden nicht überzeugend beantwortet.

Das soll der große Entwurf sein? Ich kann mir nicht helfen, mir kommt er kläglich vor.

Warum existieren wir?
Warum gibt es etwas und nicht einfach nichts?
Warum dieses besondere System von Gesetzen und nicht irgendein anderes?
Die meisten Wissenschaftler wollen sich um derartige Fragen eher herumdrücken und sie in den Bereich von Philosophie oder Religion verweisen. Stephen Hawking und Leonard Mlodinow wagen sich in diesem Buch an ihre Beantwortung.

Zunächst stellen sie fest, dass sie vom Konzept des modellabhängigen Realismus ausgehen. Demnach sei die Frage, ob ein Modell real sei, sinnlos - entscheidend sei nur, ob es mit den Beobachtungen übereinstimmt. Dies ist auf jeden Fall ein interessanter Gedanke.
Wie man es bei populärwissenschaftlicher Literatur gewöhnt ist, findet sich danach ein kurzer Abriss über die Geschichte der Naturwissenschaft. Anschließend wird eine Einführung in die Quantentheorie gegeben, wobei vor allem darauf hingewiesen wird, dass diese den Vorstellungen der klassischen Physik widerspricht, wonach das Universum eine einzige wohldefinierte Geschichte habe und man aus dem Zustand eines Systems zu einem bestimmten Zeitpunkt dessen zukünftige Entwicklung ableiten könne.
Viele dieser Inhalte sind schon aus Hawkings früheren Werken bekannt, hier erfährt der Leser also nichts wirklich neues.
Nun wenden sich die Autoren der Suche nach der "Theorie von Allem" zu. Dabei wird die sogenannte M-Theorie als derzeit einziger Kandidat propagiert. Es handelt sich hierbei letztlich um eine Variante der String-Theorien, welche von elf Raumzeitdimensionen ausgeht, von denen die meisten aber so aufgewickelt sind, dass wir sie nicht bemerken. Das Interessante daran ist, dass es sich hierbei eigentlich um ein Netzwerk mehrerer Theorien handelt, deren jede nur für einen Teilbereich physikalischer Situationen eine gute Beschreibung bietet. Dort, wo sich die Anwendungsgebiete zweier Theorien überschneiden, liefern sie aber übereinstimmende Ergebnisse.
Gegen Ende des Buches kommen die Autoren auf die eingangs erwähnten Fragen zu sprechen. Zunächst wird gezeigt, wie viele Parameter passende Werte haben müssen, um unsere Existenz zu ermöglichen. Diese scheinbar perfekte Abstimmung wird aber ausdrücklich nicht mit einem Eingriff Gottes erklärt, sondern mit der Multiversen-Theorie. Demnach können eine Vielzahl von Universen spontan entstanden sein, die jeweils mit unterschiedlichen Naturgesetzen ausgestattet sind, und wir leben eben in einem (vielleicht dem einzigen), das die Entstehung von intelligentem Leben ermöglicht.

Insgesamt ist das Buch über weite Strecken flüssig zu lesen und allgemein verständlich. Vor allem im letzten Kapitel bleiben die Ausführungen aber relativ vage, sodass einige Argumentationen nicht wirklich überzeugend sind.
Außerdem entsteht durch die ganze Gestaltung der Eindruck, dass diese Werk ein bisschen zu sehr darauf ausgerichtet ist, einer möglichst breiten Masse zu gefallen. Großformatige Seiten mit einer Vielzahl an hübschen bunten Bilden wirken auf den ersten Blick eindrucksvoll. Da das ganze Werk nur knapp 200 Seiten hat, beschleicht einen aber der Verdacht, dass hier eine schöne Aufmachung über den mangelnden inhaltlichen Tiefgang hinwegtäuschen soll.
Fazit: Wer sich einen ersten Einblick in die Materie verschaffen (oder mit dem Besitz dieses Buches angeben) möchte, liegt hier sicher richtig. Es sind für mich aber doch einige Fragen offen geblieben bzw hätte ich mir zu einigen Punkten nähere Ausführungen gewünscht.