Pionier der Quantenmechanik

24. Februar 2002, 10:00
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David C. Cassidys kenntnisreiche Heisenberg-Biographie

Die wissenschaftliche Karriere, die Werner Heisenberg (1901 - 1976) erlebte, findet wohl kaum ein vergleichbares Beispiel in der Geschichte der Physik. Er wurde als 27-Jähriger ordentlicher Professor für theoretische Physik in Leibzig und erhielt fünf Jahre später bereits den Nobelpreis für Physik (gemeinsam mit Schrödinger und Dirac).

Heisenberg wird mit dem den Begriff der Unschärferelation assoziiert, die auf folgenden Vorarbeiten aufbaut: Um die Wende zum 20. Jahrhundert hatte Max Planck die Behauptung formuliert, dass im subatomaren Bereich der Begriff der Kausalität keinen Sinn ergibt, weil das, was wir makroskopisch unter Ursache und Wirkung verstehen, nicht mehr messbar ist. Die Unzulänglichkeit der damaligen Quantentheorie löste der junge Heisenberg mit wesentlichen Arbeiten zur Matrizen- und zur Quantenmechanik. 1927 formulierte er die nach ihm benannte Relation. Sie besagt, sehr verkürzt gesagt, das Folgende: Im Gegensatz zu den Gegenständen, die wir aus dem Alltag kennen, lassen sich im subatomaren Bereich die Elementarteilchen bezüglich ihres Ortes und ihrer Energie zu keinem Zeitpunkt exakt bestimmen. Dies liegt nicht an unausgereiften Messinstrumenten, sondern in der Natur selbst. Will man den Ort eines Teilchens genau messen, so stört dieser Messvorgang den Energiezustand; misst man den Energiezustand genau, kann der Ort nur noch in einem bestimmten Wahrscheinlichkeitsbereich angegeben werden. Da dies jedoch bedeutet, dass das Verhalten eines Teilchens nicht mehr vollständig voraussagbar ist, entstand eine Reihe von Interpretationsproblemen dieser zunächst mathematischen Lösung.

Wenn aber im atomaren Bereich die Vorgänge nur im Rahmen von Wahrscheinlichkeiten feststellbar sind, woher kommt es dann, dass beispielsweise ein Gegenstand, den man fallen lässt, nicht "vielleicht", sondern immer zu Boden fällt? Auch Einstein hatte sich mit dieser Lösung nicht abgefunden (er sagte: "Gott würfelt nicht"), aber in der so genannten "Kopenhagener Deutung" der Quantentheorie einigte man sich darauf, dass im Bereich der Atome Ereignisse grundsätzlich nicht exakt vorhersehbar sind.

Vor kurzem wäre Heisenberg 100 Jahre alt geworden. Das Buch des amerikanischen Wissenschaftshistorikers und Heisenberg-Schülers David C. Cassidy würdigt die Biografie des Physikers auf fast 800 Seiten. Es schildert nicht nur Heisenbergs Beiträge zur theoretischen Physik, sondern auch die privaten Umstände seines Lebens und die Schwierigkeiten während der Zeit des Nationalsozialismus. (Sein kompliziertes Verhältnis zu seinem dänischen Kollegen Niels Bohr, den er in den Kriegsjahren quasi als offizieller Abgesandter des Dritten Reichs besucht hat, beschäftigt zur Zeit das deutsche Feuilleton. Es geht um die Frage der Wissenschaft in Zeiten des totalitären Staates, speziell um das nur halb eingestandene Wettrennen zur Atombombe.) (DER STANDARD, Print-Ausgabe, 23./24. 2. 2002)

David C. Cassidy: Werner Heisenberg. Leben und Werk

EURO 25,70/ öS 353,64, 786 Seiten.

Spektrum, Akademischer Verlag, Heidelberg Berlin 2001.

Von Robert Kaspar
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