Verallgemeinerte Orte (471-492)

Selbstporträt (typähnlich)
Foto, LizenzPhysiker sind entweder Theoretiker oder richtige Menschen. Entweder sitzen sie in einem chaotischen Büro mit einer schwarzen Tafel, die mit seltsamen Zeichen überfüllt ist, oder aber sie stehen in fensterlosen Laboren und stecken ihre Finger in Apparate. Was man normalerweise für Physik hält – Kräfte, Kurzschlüsse, Kabelsalat – ist alles experimentelle Physik. Die Welt der theoretischen Physik, kurz Theo, jedoch ist ganz anders.

Der russische Theo-Klassiker Landau-Lifschitz, ein 10-bändiges Werk, befasst sich im ersten Band (231 Seiten) mit Klassischer Mechanik, ein Thema, das Penrose komplett in Kapitel 20 (21 Seiten) abhandelt. Im LL1 liest man nichts als abstrakten Formalismus, ohne jede Physik, so scheint es, bevor man ungefähr auf Seite 100 in einer Fussnote erfährt, dass es sich bei diesem geheimnisvollen H, der Hamiltonian, eine bis dahin leere Hülle, in den meisten Fällen (aber nicht immer) um die gute, alte Energie handelt, die man vom Lagerfeuer kennt. Das kann einen echt fertigmachen, nichts zum Anfassen zu haben.

Es ist ein Schock, der Übergang von Energie zu Hamiltonian, von Raum zu Phasenraum, von richtigen zu verallgemeinerten Impulsen. Der Schock des Abstrakten – weder Penrose noch mir fallen Mittel ein, ihn zu lindern. Abgesehen von Füchsen vielleicht.

Aber es lohnt sich, denn wenn man ankommt im Reich des Abstrakten, dann fallen grossartige Dinge vom Himmel, zum Beispiel das Noether-Theorem: Zu jeder kontinuierlichen Symmetrie eines physikalischen Systems gehört eine Erhaltungsgrösse und umgekehrt. Was das bedeutet: Die Erhaltung von Energie, Impuls, Drehimpuls, Ladung usw., sind zwar praktisch sehr wertvoll, wenn das Patentamt wieder mal ein Perpetuum Mobile ablehnen muss, aber doch irgendwie magisch. Mit dem Noether-Theorem sind die Erhaltungssätze nun fest assoziiert mit Symmetrien in dieser Welt, also geometrischen Eigenschaften von Raum und Zeit. Die Energieerhaltung folgt zum Beispiel aus der Homogenität der Zeit – sie hat keinerlei Punkt, der irgendwas besonderes wäre. Was die Magie natürlich keineswegs verringert, ganz im Gegenteil.

Die Vermehrung des Geheimnisvollen in der Welt, das ist unser Auftrag.