Raum und Zeit: Nur eine Illusion?

Dr. Alexander Unzicker ist theoretischer Physiker, Jurist und promovierter Psychologe. Sein Buch "Vom Urknall zum Durchknall" über den Zustand der modernen Physik wurde zum Wissenschaftsbuch des Jahres gekürt und erschien in den USA unter dem Titel Bankrupting Physics beim Verlag Macmillan. Neben seiner Vortrags- und Forschungstätigkeit betreibt Unzicker auch den YouTube-Kanal Real Physics, in dem er unter anderem auch Nobelpreisträger interviewt. Zuletzt erschien beim Westend Verlag das Buch „Wenn man weiß, wo der Verstand ist, hat der Tag Struktur“. Die DWN sprachen mit ihm über vertraute Konzepte von Raum und Zeit, wie wir sie überwinden können und über die Krise der modernen Physik.

Deutsche Wirtschaftsnachrichten: Eines Ihrer Bücher heißt „Die mathematische Realität. Warum Raum und Zeit eine Illusion sind.“ Wieso sollte das so sein?

Alexander Unzicker: In dem Buch geht es um grundlegende Physik. Da stellt sich die Frage: Wie weit sind wir in dieser Hinsicht gekommen? Wenn man dann methodisch vorgeht, kommt man an dem Problem nicht vorbei, dass Raum und Zeit möglicherweise ungeeignete Begriffe sind, um die Realität zu beschreiben. Ausgangspunkt ist dabei eine einfache methodische Überlegung, nämlich dass eine rationale Erklärung der Natur ohne a priori festgelegte Naturkonstanten auskommen sollte. Das hat auch Einstein immer wieder betont. Vor allem aber: Die Versuche, Naturkonstanten zu verstehen und zu berechnen, haben die Physik in den vergangenen Jahrhunderten immer wieder entscheidend weitergebracht. In der gegenwärtigen Physik hingegen, wir reden also von der Nachkriegszeit, misst man relativ gedankenlos und häuft immer mehr unerklärte Parameter an. Ein Paradebeispiel dafür ist die Großforschungseinrichtung CERN in der Nähe von Genf. Diese Naturkonstanten haben praktisch die Rolle von Göttern eingenommen, die Leute akzeptieren sie ohne jedes Hinterfragen. In der Geschichte der Physik gab es aber immer dann grundlegende Fortschritte, wenn man Naturkonstanten hinterfragte und dann erklärte.

Deutsche Wirtschaftsnachrichten: Können Sie mir ein Beispiel nennen?

Alexander Unzicker: Gustav Kirchhoff und Wilhelm Eduard Weber erkannten zum Beispiel um 1860, dass die elektrischen und magnetischen „Naturkonstanten“ mit der Lichtgeschwindigkeit zusammenhängen. So hatte man eine davon „wegerklärt“ und man verstand, dass Licht eine elektromagnetische Welle ist. Das war eine fundamentale Erkenntnis: Bedenken sie, dass die drahtlose Telekommunikation über elektromagnetische Wellen funktioniert. Und die ist eine der Stützen unserer modernen Zivilisation.

Deutsche Wirtschaftsnachrichten: Kann man denn, wie Sie behaupten, ganz ohne Naturkonstanten auskommen?

Alexander Unzicker: Ich kann es nicht versprechen! Aber als theoretische Physiker müssen wir es zumindest versuchen. Ich zeige lediglich, welche Naturkonstanten prinzipiell berechenbar sind. Wohlgemerkt, das ist keine fertige Theorie, aber ein Weg, wie man weiterkommen kann.

Deutsche Wirtschaftsnachrichten: Allerdings: Die Lichtgeschwindigkeit c und das Plancksche Wirkungsquantum h sind die beiden Konstanten, ohne die auch Sie nicht auskommen. Warum gerade diese beiden?

Alexander Unzicker: Zum Verständnis vorab: Das Plancksche Wirkungsquantum stellt man sich am besten als winzigen Drehimpuls vor. Es zeigte sich um 1900 als fundamentale Eigenschaft mikroskopischer Materie, übrigens zu einer Zeit, als viele Physiker glaubten, schon alles verstanden zu haben. Aber sie haben natürlich Recht: Letztlich müsste man schon versuchen, auch ohne diese beiden Konstanten, nämlich das Plancksche Wirkungsquantum und die Lichtgeschwindigkeit auszukommen! Allerdings stößt man dabei auf ein prinzipielles Hindernis: h und c definieren die Längen- und Zeit-Maßstäbe Meter und Sekunde und sind daher untrennbar mit unserer Vorstellung von Raum und Zeit verbunden. Bei h ist das etwas verdeckter, bei c offensichtlich: Eine Geschwindigkeit misst man ja in Meter pro Sekunde. Das heißt, sobald Sie als Physiker irgendwelche Messungen in Meter oder Sekunde angeben, benutzen Sie schon Raum und Zeit.

Deutsche Wirtschaftsnachrichten: Nun, das tut die Physik doch seit Newton erfolgreich, oder?

Alexander Unzicker: Schon, aber das sind auch genau die Begriffe, die Newton nicht hinterfragte: er postulierte einen absoluten Raum und eine gleichmäßig ablaufende Zeit und dann fing er an, daraus Folgerungen abzuleiten.

Deutsche Wirtschaftsnachrichten: Aber Albert Einstein ging doch mit seinen Relativitätstheorien darüber hinaus?

Alexander Unzicker: Er hat geniale Theorien entworfen, die die Vorstellungen von Raum und Zeit revolutionierten, jedoch die Begriffe Raum und Zeit als solche nicht in Frage gestellt. Oder anders formuliert, mit Blick auf die Naturkonstanten: Er hat die Lichtgeschwindigkeit c in die dynamischen Gesetze eingebaut, aber nicht erklärt, warum die Natur nicht ohne so eine merkwürdige Geschwindigkeitsbeschränkung auskommt.

Deutsche Wirtschaftsnachrichten: Ist die Newtonsche Physik also überholt, wird sie durch neue Konzepte ergänzt oder ist sie aus naturwissenschaftlicher Sicht untauglich, die Welt zu erklären?

Alexander Unzicker: Sicher nicht, sie ist ja enorm erfolgreich. Ergänzungen helfen uns aber kaum weiter, wenn, dann Alternativen zu Raum und Zeit. Hier wird es natürlich enorm schwierig, gerade weil es die Vorstellungskraft unserer Gehirne sprengt, die darauf trainiert sind, in Raum-Zeit-Kategorien zu denken. Raum und Zeit sind zudem ja auch über die Sprache tief in unserem Bewusstsein verwurzelt.

Deutsche Wirtschaftsnachrichten: Können wir denn überhaupt jemals begreifen, was die Welt, um es mit Goethe auszudrücken, „im Innersten“ zusammenhält?

Alexander Unzicker: Es wird sicher unglaublich schwierig. Aber ich möchte hier keinesfalls prinzipielle Erkenntnisgrenzen setzen oder der Esoterik Vorschub leisten. Der Wille, etwas zu verstehen, ist das Kerngeschäft des Physikers. Und der speist sich aus der Einsicht, dass wir möglicherwiese Entscheidendes noch nicht verstanden haben.

Deutsche Wirtschaftsnachrichten: Welche Rolle spielt Materie bei dem Versuch, Raum und Zeit - die ja möglicherweise eine Illusion darstellen - zu erklären? Und welche Rolle die Quantenphysik?

Alexander Unzicker: Die Quantenphysik konzentrierte sich oft auf die Begriffe Welle und Teilchen, ein Rätsel, das die Physiker seit hundert Jahren zur Verzweiflung bringt. Vielleicht liegt das eigentliche Problem aber ja darin, zu verstehen, aus welchem Grund die Natur so unterschiedliche, aber charakteristische Phänomene wie Licht und Materie zeigt. Diese beiden hängen offensichtlich mit den Konstanten c und h zusammen. Das heißt, wenn es uns gelingt, für diese Konstanten eine Erklärung zu finden, kommen wir möglicherweise auch den anderen Rätseln näher.

Deutsche Wirtschaftsnachrichten: Wie soll das gehen? Gibt es aus mathematischer Sicht vollkommen saubere Modelle, die solche Konstanten aus sich selbst ableiten?

Alexander Unzicker: Das ist die Idee im letzten Teil meines Buches: Mathematische Strukturen zu finden, welche die Eigenschaften generieren könnten, die wir als Phänomene h und c beobachten. Natürlich wird das an dieser Stelle etwas spekulativ.

Deutsche Wirtschaftsnachrichten: Kritisieren Sie nicht die Stringtheorie genau dafür, dass sie ebenfalls mathematisch-spekulativ ist? Sie sprechen dann davon, die Begriffe von Raum und Zeit durch den einer dreidimensionalen Einheitssphäre zu ersetzen. Was meinen Sie damit?

Alexander Unzicker: Die String-Theoretiker, die ja mit dem Ehrgeiz angetreten sind, fundamentale Erklärungen zu liefern, kehren vollkommen unter den Tisch, dass Raum und Zeit unterschiedliche Phänomene sind. Das ist schon der grundlegend falsche Ansatz. Weiter postulieren sie je nach Laune zehn oder sogar 26 Dimensionen, welche die „Raumzeit“ beschreiben sollen. Das halte ich für absurd. Wir müssen nach Strukturen suchen, die die Raumzeit repräsentieren könnten. Sie müssen zum einen reichhaltig genug sein, Naturphänomene zu beschreiben, andererseits auch einfach genug, um erkenntnistheoretisch befriedigend zu sein. In besonderem Maße trifft dies für die dreidimensionale Einheitskugel zu: Im Prinzip so etwas wie die Erdoberfläche, nur eben in drei Dimensionen statt in zwei. Sie reduziert die Anzahl der Dimensionen von absurden 26 wieder auf drei. So wie es aussieht, spricht einiges dafür. Das ist natürlich noch keine Theorie, aber ein interessanter Weg, den man sich ansehen sollte.