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StartseiteKalenderblattDie Vision einer Weltformel24.02.2018

Vor 60 JahrenDie Vision einer Weltformel

Am 24. Februar 1958 stellte Werner Heisenberg in Göttingen eine Theorie vor, die großes Aufsehen erregte: Er war der Meinung, eine "Einheitliche Theorie der Elementarteilchen" entwickelt zu haben – bekannt geworden als Weltformel der Physik. Doch der Nobelpreisträger lag falsch.

Von Frank Grotelüschen

(picture alliance / Georg Goebel)
Der Physiker Werner Heisenberg ging von einer Ursubstanz aus (picture alliance / Georg Goebel)
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 "Ich bin Bayer. Ich bin in Würzburg geboren und habe die ersten neun Jahre meines Lebens in Würzburg zugebracht. Dann wurde mein Vater an die Universität München versetzt. Und dann bin ich in München geblieben, bis ich Student wurde."

Seine Jugend verlief unspektakulär, in vorgezeichneten Bahnen. Dann aber wurde Werner Heisenberg zu einem Revolutionär der Naturwissenschaft. 1925 begründete er die Quantenmechanik, einen Eckpfeiler der modernen Physik – und erhielt 1932 dafür den Nobelpreis.

1958 versuchte er einen weiteren großen Wurf – er wollte die sogenannte Weltformel finden. Eine Theorie, die den gesamten Mikrokosmos erklärt, das Treiben aller Elementarteilchen, jener unteilbaren Grundbausteine der Materie. Doch damit sollte Heisenberg grandios scheitern. In einem Vortrag erklärte er, wie er im Laufe der Zeit auf die Idee gekommen war, die Elementarteilchen zum Gegenstand einer neuen Theorie zu machen:

 "Nach der Entdeckung der Kernspaltung durch Otto Hahn im Jahr 1938 ergab es sich als Nebenwirkung des Krieges, dass ich mich zusammen mit meinen Mitarbeitern mit der Konstruktion von Atomreaktoren zu befassen hatte."

Heisenbergs Interesse für den Atomkern wurde in der Zeit des Nationalsozialismus geweckt. Im Uranprojekt sollte er ausloten, ob sich die 1938 von Otto Hahn entdeckte Kernspaltung militärisch nutzen ließe.

 "Obwohl mir eine solche Aufgabe zunächst fernlag, nahm doch die durch die Atomphysik ermöglichte Erschließung der großen atomaren Energiequellen mein Interesse in hohem Maße gefangen."

Heisenbergs neue Berufung

Heisenberg leitete eine Gruppe, die einen Atomreaktor konstruieren und zum Laufen bringen sollte, dies aber bis Kriegsende nicht mehr schaffte. Nach der deutschen Niederlage wurde er von den Alliierten interniert, konnte aber danach seine akademische Laufbahn in Göttingen fortsetzen.

"In der Zeit nach dem Kriege konnte in der Atomphysik der nächste Schritt getan werden, der von den Atomkernen zu den kleinsten Einheiten der Materie, den Elementarteilchen, führt. Hier faszinierte mich besonders die Möglichkeit, zu dem zentralen Knotenpunkt vorzustoßen, in dem die Naturgesetze der verschiedenen bekannten Erfahrungsbereiche zusammenhängen und aus einem einheitlichen Naturgesetz für die Elementarteilchen entspringen."

Heisenberg hatte seine neue Berufung gefunden. Er wollte eine neue, umfassende Theorie der Materie, quasi die DNA der Welt.

"Nach dem Kriege wurde eine ganze Menge neuer Elementarteilchen entdeckt", sagt Helmut Rechenberg, Heisenbergs letzter Doktorand.

 "Und man sah auch, dass sie sich ineinander verwandeln. Da sagte Heisenberg: Aha, ich mache eine neue Theorie, ich mache einen neuen Ansatz. Sie soll sozusagen eine Art von Urfeld, einen Urstoff enthalten, der also nicht mit irgendeinem Elementarteilchen identisch ist. Und er hat 1958 einen Vorschlag gemacht und er hat versucht, ihn anzuwenden."

Die Idee der Ursubstanz

Am 24. Februar 1958 stellte Heisenberg sein Werk in einem Vortrag an der Universität Göttingen vor – die "Einheitliche Theorie der Elementarteilchen". Ein abstraktes mathematisches Formelwerk, hinter dem folgende Idee steckte: Da sich die damals bekannten Teilchen ineinander umwandeln konnten, sollten sie aus ein- und derselben Ursubstanz bestehen.

"Ich möchte die Elementarteilchen eigentlich nur als verschiedene Formen auffassen, in die sich die Energie begeben muss, um zu Materie zu werden. Diese Formen sind wohl im Wesentlichen die einzigen Formen, die es gibt."

Und: Im Kern sollte die Theorie aus einer einzigen Formel bestehen, der Weltformel.

"Zunächst ist es eine Theorie, von der man hoffen kann, dass sie uns Auskunft gibt über die Eigenschaften der Elementarteilchen. Aber wenn diese Theorie richtig ist, dann ist es ja eine Grundstruktur der Natur, die natürlich auch maßgebend ist für die Welt im Großen."

Die Fachwelt reagierte skeptisch

Doch die Fachwelt reagierte skeptisch. Und tatsächlich: Wenige Jahre später entdeckte man, dass sich entgegen Heisenbergs Vermutung viele der Teilchen in kleinere Bausteine zerlegen lassen, die eigentlichen Elementarteilchen, Quarks genannt. Der Nobelpreisträger war gescheitert, seine Weltformel war hinfällig.

"Die hat Heisenberg nicht gefunden. Und auch das Standardmodell von heute ist noch keine Weltformel."

Die Vision einer Weltformel aber lebt weiter. Nach wie vor versuchen Aberhunderte von Theoretikern, die Physik unter einem Dach zu vereinen, indem sie ihre beiden Grundpfeiler in Einklang bringen – Heisenbergs Quantenmechanik und Einsteins Allgemeine Relativitätstheorie. Erfolg aber ist ihnen bislang nicht beschieden. Noch heute suchen sie nach jener Formel, die kurz und bündig die Grundbausteine unserer Welt beschreibt.

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