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Spektrum der Wissenschaft

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Was die Physiker als “Standardmodell” der Teilchenphysik bezeichnen – um seinen vorläufigen Charakter anzudeuten –, liefert eine beeindruckende Deutung vieler Aspekte unserer Welt. Spektrum.de / Weltbild vor dem Umbruch

Heute ist der große Tag am LHC, dem großen Teilchenbeschleuniger am europäischen Forschungsinstitut CERN. Warum ist es uns wichtig, dass durch die gewaltigen Energien immer feinere Details unserer Welt für uns erkennbar werden? Weil nur durch die Beobachtung offenbar wird, ob unser Bild der Welt, unser Modell, dass wir zu ihrer Erklärung konstruieren, zur Vorhersage von Tatsachen, von Wirklichkeit taugt.

Seit Mai 1980, genau dreißig Jahre lese ich das Spektrum der Wissenschaften (anfangs allerdings waren es eher die mystischen Bilder, die mich in ihren Bann zogen – die meisten Artikel habe ich noch nicht verstanden). Viele der wissenschaftlichen Projekte, die dieser Tage Eingang in die allgemeine Presse finden, waren von Anfang an dabei. An Tagen wie heute wird mir bewusst, was für ein schöner, dialektischer Prozess die Wissenschaft sein kann. Über Jahre hinweg werden Modelle spekuliert, wird die Existenz neue Bausteine unserer Welt daraus abgeleitet – wie etwa das Higgs-Boson, für dessen experimentellen Nachweis schließlich die enorme Anstrengung in Genf unternommen wird. Wenn man diese Entwicklung nur von hinten – von der Veröffentlichung der bahnbrechenden Nachrichten her liest, kann man nicht verstehen, die Wissenschaft funktioniert.

Die Ruhe, diesen Prozess Monat für Monat nachzuzeichnen, ist für mich die herausragende Qualität des Spektrum. – Für und Wider der unterschiedlichen Standpunkte, und zwar Quer durch alle Wissenschaften. – und nicht zuletzt die Philosophie. Hier habe ich zum ersten Mal von John Searls “Chinesischem Zimmer” gelesen (Jan 1990) – und habe seine Kritik an Dougles Hofstadters Vorstellung menschlichen Automaten als Befreiung empfunden; hier bin ich zum ersten Mal David Chalmers “Rätsel des bewussten Erlebens” begegnet, und wie darin die Möglichkeit zum empirischen Erkenntnisgewinn über uns selbst radikal in Frage gestellt wird.

Vielen Streitgespräche auf Wissenschafts-Blogs oder auf Twitter sparen sich den Punkt, um den sich auch sonst viele Wissenschaftler durch die Konzentration auf das empirisch Machbare allzuleicht herumdrücken: die impliziten Grundlagen von Erkenntnis. Wenn in wissenschafts-ethischen Diskursen gefordert wird, ohne Scheuklappen zu diskutieren, so ist damit meist gemeint, dass man ernste Bedenken, die das Vorgehen in Frage stellen würden, bitte hier nicht zu äußern habe. Doch eben Dispute wie Searle oder Chalmers sie liefern, sorgen für den nötigen Raum zur Selbstreflexion. Das ist für mich eine der herausragenden Stärken von Spektrum. Und dadurch werden mir auch Artikel lesbar (und sogar lesenswert), wie der Essey des Religionskritiers Edgar Dahl “Die Würde des Menschen ist antastbar!” im März-Heft.

Und liegt mir Dahls Menschenwürde noch schwer im Magen, so liefert dieselbe Ausgabe auch wunderbar leichte Kost: Gleich die Titelgeschichte macht sich auf die Suche nach den Geschwistern der Sonne – eine poetisches Überschrift – und wir machen uns auf eine Reise, fünf Milliarden Jahren zurück, sehen, wie eine Supernova in nächster Nähe explodiert und wie die Sonne und ihre Geschwister ihre Kinderstube verlassen und sich langsam über die ganze Milchstraße zerstreuen; reine Utopie!

Bereits Ende der Achtziger wird der Klimawandel thematisiert (leider geht das Online-Archiv nur bis 1993 – immerhin das Geburtsjahr des Browsers, aber der älteste Artikel, an den ich mich erinnere war Juni 1989). Auch zur Zeit läuft eine Reihe unter dem etwas großspurigen Namen “Erde 3.0” und auch hier verharrt Spektrum nicht beim Altbekannten, sondern stellt in zum Teil abenteuerlichen Projekten Alternativen vor. Landwirtschaft in Hochhäusern zum Beispiel.

Scientific American, dessen deutsche Ausgabe das Spektrum der Wissenschaft ist, scheint mir auch eines der ganz wenigen Medienprodukte zu sein, dass wirklich durch seine Internationalität profitiert. Eine Zeit lange habe ich die amerikanische Ausgabe gelesen, musste aber feststellen, dass einem durch das deutsche Spektrum nichts verloren geht.

Spektrum ist auch die einzige allgemeinwissenschaftliche Publikation, die ich kenne, die in jeder Ausgabe der Mathematik ihren Platz gibt – mindestens in einem, häufig, wie im aktuellen Heft sogar in mehreren Artikeln.

Und wenn ich mich gefangen fühlen, in der Wirrsal des Alltags – dann denke ich an den eschatologischen Beitrag zum “Das Ende des Raumschiffs Erde”. Ja, in geologischen Zeiträumen ist das Ende der Erde bereits nahe; schon bald verschluckt die sterbende Sonne alles Leben.

Spektrum inspiriert. Es ist für mich persönlich mein wichtigste Slow-Medium.

Weitere Beiträge auf slow-media.net über Zeitschriften:
Die Brand Eins
Wired Magazine
Kunstforum International: 200 Ausgaben
Widerspruch – Münchner Zeitschrift für Philosophie

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The On-Line Encyclopedia of Integer Sequences

“Es gibt einige, oh König Gelon, die glauben, dass die Zahl der Sandkörner unendlich groß wäre; und ich denke dabei nicht nur an Sand, den es um Syracus oder sonst in Sizilien gibt, sondern an den Sand, der in allen Gegenden gefunden wird, seien sie bewohnt oder unbewohnt. Und wieder gibt es einige, die, ohne die Zahl für unendlich zu halten, dennoch glauben, dass keine Zahl benannt wurde, die groß genug wäre, diese Anzahl zu überschreiten.”
On-Line Encyclopedia of Integer Sequences
Mit Zahlen überwinden wir jede Schranke unserer konkreten Anschauung, wie Archimedes im 3. vorchristlichen Jahrhundert seinem König beschreibt. Aber nicht nur ins schrankenlose führen uns die Zahlen. Seit Jahrtausenden erkennen Menschen aller Kulturen in Zahlen auch die Struktur der Welt. Kein Wunder, dass die Zahlentheorie zu jeder Zeit den Raum für mystische, sogar okkulte Spekulation geboten hat.

Von besonderer Faszination sind Zahlenfolgen, also Mengen von Zahlen, die in in einem Zusammenhang zu einer Regel stehen – wie die Primzahlen (nur teilbar durch sich selbst und durch, oder die vollkommenen Zahlen, die gleich der Summe ihrer sämtlichen Teiler sind – wie 6=1+2+3 oder 28=1+2+4+7+14 – sechs Tage der Schöpfung, 28 Tage benötigt der Mond für seinen Umlauf oder 496 Dimensionen der Eichgruppe der String-Theorie (Typ 1).

Vor vierzig Jahren begann Neil Sloane, Mathematiker bei den Bell-Labs, die heute zu Alcatel-Lucent gehören, Zahlenfolgen systematisch zusammenzutragen. Ein Vorhaben, dass im Internet seinen perfekten Träger gefunden hat: die On-Line Encyclopedia of Interger Sequences. Unter den mehr als 170.000 Zahlenfolgen finden sich Beispiele, wie die oben genannten, aber auch sehr exotische, wie etwa die : 21, 36, 55, 60, 67, 68, 92, 93, 125.

In pythagoräischer Tradition (“Alles in der Welt ist Zahl”) können auf der OEIS alle Zahlenfolgen nicht nur als Listen, sonder auch als Tonfolgen abgerufen werden. Ein ausgefeiltes Interface bietet sogar die Möglichkeit der Transposition für verschiedene Instrumente Stimmungen und Rhythmen. Bei vielen der Zahlenfolgen erkennt man ihre Regelmäßigkeit nur schwer in den Tabellen mit Ziffern, aber als Klangfolge erkennt man sie sofort.

The Encyclopedia of Integer Sequences

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Geologische Naturdenkmäler in Bayern

Hoher Stein bei Percha” Die Steine selbst, so schwer sie sind, Die Steine! Sie tanzen mit den muntern Reihn Und wollen gar noch schneller sein, Die Steine.”

“Aus Stein, aus Stein, so muss das Herz von meiner Liebsten sein.”

Von ihrem Gegenstand her ist die Geologie eine der langsamsten Wissenschaften. Wenn dann zu einer umfänglichen geologischen Datenbank ebenso sorgfältige wie gut verständliche Erläuterungen zur Entstehung von Toteislöchern, Gumpen und Findlingen dazu kommen, haben wir es mit einem guten Kandidaten für unsere Slow Media-Liste zu tun. Etwa 2.800 Objekte findet man im bayerischen Geotopkataster, viele (z.B. die Top 100-Liste hier) davon so spektakulär, dass sie einen größeren Umweg oder einen eigenen Ausflug wert sind – idealerweise begleitet von dem jeweiligen ausgedruckten Informationsblatt oder aber einem eBook-Reader. Zum Beispiel der oben abgebildete „Hohe Stein von Percha“, ein erratischer Amphibolitblock, „reichlich mit schräg laufenden Quarzadern durchzogen“, den der große Geologe Ludwig von Ammer gegen Ende des 19. Jahrhunderts als herausragendes Naturdenkmal der Region beschreibt:

Die Strasse weiter gegen den See herabschreitend gelangt man bald an den grossen Block von Percha vorbei, der als das schönste der erratischen Felsstücke in der Münchener Gegend gelten darf.

Anders als im Fall der Onlinedatenbank der Baudenkmäler kann man sich mit den geologischen Sehenswürdigkeiten Zeit lassen – die meisten davon haben bereits zehntausende Jahre überdauert und werden uns das ganze Long Now erhalten bleiben.

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Theodore Gray: The Elements

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Theodore Gray: The ElementsIm 5. Jahrhundert vor Christus forderte Empedokles, dass die Welt aus einer endlichen Anzahl verschiedener Elemente bestünde. Seine Lehre von den Vier Elementen wurde für die nächsten 2000 Jahre ein Fundament der abendländischen Wissenschaft. Erst im 17. Jahrhundert wurde die Vorstellung, die Welt bestünde aus unterschiedlichen Verbindungen von Feuer, Wasser, Luft und Erde durch den irische Forscher Robert Boyle revidiert – allerdings nur, was die Anzahl und Art dieser Elemente betrifft. Dass es tatsächlich elementare Bestandteile gibt, kleinste Einheiten, die selbst noch die Eigenschaften der Materie tragen, selbst aber nicht weiter teilbar sind, ohne diese Eigenschaften zu verlieren, daran gibt es spätestens seit der Entdeckung des Periodensystems und der (Wieder-)Entdeckung des Atoms im 19. Jahrhundert keinen Zweifel mehr.

Und es sind tatsächlich erstaunlich wenig unterschiedliche Elemente: knapp über 90 verschiedene können auf der Erde gefunden werden. Das faszinierende an den Elementen sind ihre chemischen Eigenschaften, die sich in schöner Periodizität wiederholen, nicht ohne allerdings ab und zu spektakuläre Ausreißer auf Grund physikalischer Effekte zuzulassen. Dieses Periodensystem der Elemente, 1869 von Mendelejew entwickelt, bleibt in aller Regel Theorie, farblose Tabelle mit wenig anschaulichen Buchstaben und Zahlen darin. Dabei lässt sich gerade die Regelmäßigkeit in der Vielfalt der Elemente wunderbar visualisieren. Genau dies ist die Leistung von Theodore Gray, einem bekannten Unternehmer und Software-Pionier, Mitautor von Mathematica und eben Elementsammler.

Aus seinen tausenden von Element-Proben und Fundstücken hat Gray einen wunderbaren Bildband zusammengestellt, der anekdotisch Entdeckung, wichtige Eigenschaften und die persönliche Beziehung des Autors zum jeweiligen Element visualisiert; großformatig, Hardcover, Hochglanz.

Parallel dazu gibt es eine Website ‘periodictable.com’, auf der zu finden ist, was im Buch keinen Platz mehr hatte, oder was später zur Sammlung des Autors hinzugekommen ist.

Mad Science: Experiments You Can Do at Home - But Probably Shouldn'tIn einem zweiten Band “Mad Science: Experiments You Can Do at Home – But Probably Shouldn’t” geht es dann zur Praxis, ebenso bildstark inszeniert, wie überaus amüsant zu lesen. Zahlreiche Experimente habe ich erfolgreich durchgeführt und großen Spass dabei gehabt.