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Einsteins Schleier. Die neue Welt der Quantenphysik Gebundene Ausgabe – 2005

3.9 von 5 Sternen 12 Kundenrezensionen

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Produktinformation

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Das Buch war längst überfällig: Seit er mit seinen Teleportationsexperimenten Weltruhm errang, genießt der Physiker Anton Zeilinger auch in der breiten Öffentlichkeit jenen Starruhm, der ihm in der Fachwelt schon lange vorausgeeilt war. Mit Einsteins Schleier hat er sich der Mühe unterzogen, jene bizarren Gesetze zu erklären, die in der Welt der Atome herrschen. Wer sich saftige Science Fiction oder Anleitungen zum Beamen à la Star Trek erwartet, wird enttäuscht. Wer jedoch eine gründliche und leicht lesbare Einführung in die neuerdings boomende Quantenphysik sucht, ist mit Einsteins Schleier hervorragend bedient.

Im Plauderton breitet Zeilinger seine Fachgebietes aus. Simple, wie von Hand gezeichnete Skizzen illustrieren dabei nicht nur die beschriebenen Experimente, sondern auch Zeilingers Selbstverständnis als Autor: Er will seine Leser nicht blenden und beeindrucken, sondern einfach klüger machen. Auf eitlen Tand wie etwa eine Dramaturgie wird konsequenter Weise verzichtet. Das macht die Lektüre passagenweise ein wenig trocken, doch die Mühe lohnt: Nachdem Zeilinger die Pflicht der Einführung erledigt hat, setzt er im letzten Kapitel zur brillianten Kür an. Hier beschreibt er die Auswirkungen der Quantenphyisik auf unser Weltbild: Information, nicht Materie ist demnach der Grundbaustein des Universums.

Wer so etwas für bloß akademische interessante Gedankenexperimente hält, liegt völlig falsch. Schon bisher hat die Quantenphysik Computer und CD-Player ermöglicht. Und in den kommenden Jahren wollen die Forscher weitere, völlig neue Technologien wie etwa superschnelle Quantencomputer entwickeln. Wie diese Maschinen funktionieren werden, weiß heute noch niemand. Doch wer Einsteins Schleier gelesen hat, kennt zumindest die physikalischen Gesetze, denen sie gehorchen werden. --Günther Strauss

Rezension

Warum faszinieren uns Resultate der physikalischen Grundlagenforschung? Wir möchten die Natur verstehen, wir wüssten gern, wie die Welt funktioniert, in der wir leben. Das große Versprechen der Naturwissenschaft heißt Komplexitätsreduktion: Die verwirrende Vielfalt der Erscheinungen soll auf immer weniger Grundprinzipien, Formeln, Elementarteilchen zurückgeführt werden.

Doch die aktuelle Lage ist unübersichtlich. Die "Theorie von Allem", die einheitliche Weltformel für alle Teilchen und ihre Wechselwirkungen, zeichnet sich nicht einmal in Umrissen ab, auch wenn Generationen von Physikern - zuletzt Stephen Hawking - immer wieder das große Ziel zum Greifen nah wähnten. Zwei mächtige Theoriegebäude stehen unversöhnt nebeneinander: Einsteins Relativitätstheorie beschreibt eine schwache Kraft unendlicher Reichweite, die Gravitation, und somit das Verhalten großer Massen. Die Quantentheorie ist eher zuständig für die Materie im Kleinen; sie ist darin so erfolgreich, dass die Physiker überzeugt sind, die künftige Theorie von Allem könne nur über eine Quantisierung der Gravitation gelingen. Die endgültige Theorie wird eine Quantentheorie sein.

Insofern ist es doppelt peinlich, dass bis heute niemand die Quantentheorie wirklich "versteht". Die Haltung der meisten Forscher dazu ist rein pragmatisch: Da die Theorie in der Praxis ungeheuer erfolgreich ist, findet man sich mit ihrem kontra-intuitiven Wesen ab.

Der österreichische Physiker Anton Zeilinger hat in den letzten Jahren durch eine Serie Aufsehen erregender Experimente demonstriert, dass die Quantenphysik so seltsam ist, wie die Theorie vorhersagt. Es gelang ihm, mehrere Gedankenexperimente, die im Laufe des historischen Streits um die "richtige" Interpretation ersonnen worden waren, praktisch durchzuführen. Das Ergebnis: Quantensysteme verhalten sich wirklich ganz anders, als wir es von Objekten des Alltags gewohnt sind. Die herrschende Theorie des Mikrokosmos ist zugleich erfolgreich und unbegreiflich. Hinter dem "Schleier", von dem Einstein in der Entstehungsphase der Quantenphysik sprach, erblicken wir etwas, das unserem gewohnten Verständnis von Wirklichkeit widerspricht.

Wir sind gewohnt, dass ein Ding ist, wie es ist - unabhängig davon, ob und wie wir es messen. Doch Quantensysteme existieren als Superpositionen mehrerer möglicher Zustände, und erst der Messvorgang entscheidet, welcher Zustand wirklich eintritt. Zeilinger erzeugte im Labor so genannte verschränkte Zustände, in denen zwei Teilchen über große Entfernungen als einheitliches Quantensystem agieren. Wird der eine Partner gemessen, so nimmt nicht nur er einen der theoretisch möglichen Werte an, sondern auch der Zustand des anderen Partners zeigt augenblicklich den entsprechenden Wert. Das heißt, der zweite Partner entscheidet sich für ein bestimmtes unter mehreren möglichen Messresultaten, obwohl an ihm gar keine Messung durchgeführt wurde.

Die Verschränkung wiederum nutzte Zeilinger, um die so genannte Teleportation zu demonstrieren - früher eine bloße Science-Fiction-Idee. Es gelang ihm, ein einzelnes Lichtquant an einem Ort zusammen mit einem Partner eines verschränkten Teilchenpaars zu messen und dadurch augenblicklich an einem - theoretisch beliebig weit - entfernten Ort ein identisches Lichtquant zu erzeugen. Unterdessen beherrscht Zeilingers Team an der Universität Wien das Kunststück, Teilchen quer über die Donau zu teleportieren oder Quantenverhalten an Fulleren-Molekülen aus sechzig Kohlenstoffatomen - also an dafür ungewöhnlich großen Objekten - zu demonstrieren.

In seinem Buch versucht Zeilinger nun, in möglichst einfachen Worten seine Experimente zu erläutern und in den Rahmen der Quantentheorie zu stellen. Er verzichtet auf Formeln und Diagramme, sucht mit einfachen Skizzen auszukommen; die Sprache ist die eines mündlichen Vortrags für Laien. Stets ist er bemüht, Schritt für Schritt nachvollziehbar vorzugehen. Der Leser ist dafür dankbar, denn die dargestellten Zusammenhänge sind schon kompliziert genug.

In der Regel gelingt das Vorhaben. Nur selten stößt die Umgangsprache an ihre Grenzen, so wenn Zeilinger an einer wichtigen Stelle die Quintessenz des Bell'schen Theorems darstellen möchte. Dabei geht es um einen quantentheoretisch und wissenschaftshistorisch entscheidenden Punkt: John S. Bell zeigte 1964 zur allgemeinen Überraschung, dass es einen empirischen Test dafür gibt, ob die Verschränkung zweier Quantenteilchen prinzipiell im Rahmen der klassischen Physik erklärt werden kann oder nicht. Und nun lässt Zeilinger die Katze aus dem Sack: "Und zwar sagt die Quantenphysik, dass für kleine Winkel [zwischen zwei Spinmessgeräten] die Korrelationen fast nicht abnehmen, die Abnahme aber dann mit zunehmendem Winkel zwischen den beiden Richtungen stärker wächst." Der Leser kann nicht folgen. Das mit der stärker wachsenden Abnahme wäre anhand eines simplen Diagramms sofort einsichtig; die sprachliche Umschreibung aber versagt, als wollte Zeilinger einem Blinden Farben veranschaulichen.

Im letzten Kapitel diskutiert Zeilinger übliche Versuche, die Quantentheorie zu interpretieren. Er bekennt sich eindeutig zur ursprünglichen "Kopenhagener Deutung" von Niels Bohr und Werner Heisenberg; heute oft diskutierte Deutungen wie die Vielwelten-Theorie und vor allem das Dekohärenz-Modell tut er mit wenigen Worten ab; das geht ein wenig auf Kosten der Fairness.

Als naturphilosophische Quintessenz seiner Erfahrungen mit der Quantenphysik kommt Zeilinger zu dem Schluss: "Wirklichkeit und Information sind dasselbe." Da er zuvor schreibt, Information sei "letztlich nichts anderes als Antworten auf Fragen, die wir stellen", gerät er in Gefahr, die Physik in etwas Willkürliches oder vom Bewusstsein des Beobachters Abhängiges aufzulösen. Mit diesem nahe liegenden Einwand setzt er sich auf den letzten Seiten allerdings explizit auseinander und meint, dass die Information "offenbar in gewisser Weise auch unabhängig vom Beobachter besteht."

Mir kommt Zeilingers Deutung trotz dieses etwas gequälten Bekenntnisses zur Objektivität doch sehr subjektivistisch vor. Er geht sogar so weit, die Quantelung der Natur auf die Ja-Nein-Struktur unserer Aussagen über die Natur zurückzuführen. Doch wenn die Quantenphysik Ausdruck unseres Denk- und Sprachapparats ist - mit Zeilingers Worten: "eine Konsequenz der Tatsache, dass die Welt der Repräsentant unserer Aussagen ist" -, dann frage ich mich, warum wir ausgerechnet die Quantentheorie so fremdartig, ja unbegreiflich finden.

Vielleicht sollte man, statt wie Bohr, Heisenberg und Zeilinger bei der Analyse des Messproblems vom Bewusstsein des Beobachters zu sprechen, lieber konsequent den Messapparat betrachten, der mit dem Quantensystem wechselwirkt. Dann gelangt man automatisch zu einer Form des Dekohärenzmodells: Die Wechselwirkung zwischen Quantensystem und Messgerät reduziert die Zustandssuperposition zu dem Zustand, der tatsächlich gemessen wird.

Aber letztlich sind solche Nuancen Geschmackssache. Das Buch ist ein aufschlussreiches Lesevergnügen, denn Zeilinger erzählt aus erster Hand von der experimentellen Erforschung der Quantenwelt. Gerade dort, wo er mit dem Erzählen in Schwierigkeiten gerät, macht er zudem auf plastische Weise deutlich, wie fremd die Wirklichkeit ist, die hinter Einsteins Schleier Stück für Stück zum Vorschein kommt.

Rezensent: Uwe Reichert

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Format: Gebundene Ausgabe
Ja, die Quantenphysik ist schon rätselhaft und voller Überraschungen, die den menschlichen Verstand fordern. Der Autor Anton Zeilinger möchte deshalb mit seinem Buch "Einsteins Schleier – Die neue Welt der Quantenphysik" den interessierten Laien für die Quantenphysik begeistern. Anton Zeilinger ist Quantenphysiker und Professor in Wien und wurde durch seine Beam-Experimente einer breiten Öffentlichkeit bekannt.
Das ca. 250 Seiten dicke Buch beginnt mit einer Einführung in die Quantenphysik, es folgt eine kurze Darstellung von möglichen Anwendungsmöglichkeiten (z.B.: Quantenkryptographie, Quantencomputer) und zum Schluss beschäftigt sich der Autor mit den verschiedenen Interpretationsmöglichkeiten (Informationen).
Das Buch hinterlässt einen zwiespältigen Eindruck auf mich. Wer ein populärwissenschaftliches Buch eines Brian Greene, Stephen W. Hawkings etc. bezogen auf Quantenphysik erwartet, wird eher enttäuscht werden. Zeilinger handelt die Einführung einfach zu schnell ab. Außerdem werden zu wenige Abbildungen genützt, um den Leser beim Verstehen zu unterstützen. So bietet Brian Greene in den ersten Kapiteln seines Buches "Das elegante Universum" eine viel bessere Einführung in die Quantenphysik. Wer von Quantenphysik noch gar keine Ahnung hat, würde ich daher dieses Buch empfehlen. Interessanter sind da schon die Kapiteln über die Anwendungsmöglichkeiten (leider viel zu kurz geraten) und die Interpretationsversuche. In diesen Kapiteln sind, meiner Meinung nach seine Argumentation leichter nachvollziehbar und er schreibt auch weniger langatmig.
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Format: Gebundene Ausgabe
Der Autor schafft es, auch Laien einen tiefen Einblick in die Quantenphysik zu geben. Das beste Beispiel dafür, daß das gelingen kann, bin ich. Die Position des Buches in der Bestsellerliste erscheint mir trotzdem etwas manipuliert, denn es ist nicht leicht glaubhaft, daß dieses Buch von der großen Masse so ohne weiteres verschlungen wird. Denn bei aller Anschaulichkeit, ist es trotzdem eine gewisse Anforderung, die an den Leser gestellt wird, wenn die Materie völlig neu ist. Aber in jedem Fall für jeden Interessierten unbedingt zu empfehlen.
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Format: Gebundene Ausgabe
... über die Wirklichkeit. So führt Zeilinger in seine außergewöhnliche Darstellung der modernen Welterklärungsmodelle aus Sicht der Quantenphysik mit erstaunlichem philosophischem Background ein. Gut verständlich und mit einer ansteckenden Begeisterung erzählt er geradezu den Stoff, der allen, die sich ein wenig für diese Materie interessieren, eine neue Sicht der Welt garantiert. Sie werden aber auch so manchen Ihrer eigenen Gedanken bestätigt finden. Dieses Buch leistet Orientierungshilfe, und zwar über das Fachgebiet der Quantenphysik weit hinaus.
Ich habe es gestern in einem meiner Lieblingsläden unter Neuerscheinungen entdeckt, und hab nun seit einigen Jahren wieder eine schlaflose Nacht hinter mir. Auf dieses Werk aus der Feder eines der komplexesten Wissenschafters unserer Zeit habe ich mindestens genau so lang gewartet.
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Von Ein Kunde am 25. September 2003
Format: Gebundene Ausgabe
Man spürt den Enthusiasmus des Autors deutlich in jeder Zeile: Wenn er es könnte, würde er Kraft seiner Sätze bei Ihnen zu Hause einen kleinen Versuchsaufbau zur Quantenphysik auf dem Küchentisch erscheinen lassen. So jedenfalls mein Lesegefühl: Man ist wirklich dicht dran!
Dabei fällt positiv auf, dass das Buch nicht überfrachtet und damit unverständlich wirkt - ganz im Gegenteil. Wenn es so im Plauderton in die Welt der kleinsten Materieeinheiten(-wellen) geht wird alles auch noch nach größeren gedanklichen Sprüngen am Ende des Kapitels zusammengefasst.
So hat jeder eine Chance zum Verstehen und es ist purer Lese-Spaß!
Anton, bitte, bitte, eine Fortsetzung schreiben!
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Format: Gebundene Ausgabe
Zeilingers Werk überzeugt auf ganzer Linie: Ihm ist es sehr gut gelungen, den Spagat zwischen fundierten Wissenschaftsdetails und Unterhaltung aufrechtzuerhalten. Dabei geht der allseits anerkannte und geschätzte Physiker in den Betrachtungen seines Themengebietes sehr geschickt vor, schafft er es doch, selbst für Experten schwer verständliche Teilgebiete der Quantenphysik anschaulich und stets beeindruckend zu schildern.
Das interessanteste Kapitel stellt dabei natürlich das letzte dar, in dem Zeilinger mit viel philosophischen Sachverstand die Information als Fundament und Grundbaustein des Universums darstellt. Somit entfernt er sich von seinem eigentlich physikalisch angelegten Fokus seiner Argumentation und begibt sich auf ein geistiges Niveau, das mit physikalischen Formeln so nicht definiert werden kann. Dies ist bisher einzigartig in diesem Genre und dem Autor gelang dieses Experiment brillant!
Ein insgesamt sehr empfehlenswertes Fachbuch, für Experten und Laien des Gebietes gleichermaßen interessant.
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Format: Gebundene Ausgabe
"Quantenphysik! Das verstehe ich doch sowieso nicht!" So denkt man meist, wenn man von Quantenphysik hört. Doch dem Autor Anton Zeilinger ist es mit diesem Buch wirklich gelungen, die Grundlagen der Quantenphysik auch für den Laien gut verständlich zu machen. Er erklärt gut und auf eine Weise, dass man das Buch eigentlich auch verstehen könnte, wenn man vom Rest der Physik keine Ahnung hat. Er verwickelt sich nicht in irgendwelche technischen Details, sondern erzählt zügig un unkompliziert von den Grundprinzipien der Quantenphysik. So ist es ihm gelungen ein Buch über Quantenphysik zu schreiben, das man, wenn man es aufmerksam liest, wirklich vom Anfang bis zum Schluss verstehen kann, was bei dem doch nicht so einfachen Thema schon etwas heißen will.
Ich kann dieses Buch wirklich jedem empfehlen, der etwas richtig spannendes und interessantes über Physik lesen will!
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