Fearful Symmetry. The Search for Beauty in Modern Physics

Fearful Symmetry. The Search for Beauty in Modern Physics

Von A. Zee.
Princeton University Press, Princeton 2000. XVI + 356 S., paperback,£ 9.50.
ISBN 0-691-00946-5

Anthony Zee, Professor für Theoretische Physik an der kalifornischen Staatsuniversität in Santa Barbara, hat sein Buch dem Leitmotiv jener kleinen Elite von theoretischen Physikern gewidmet, die wie er an der Schaffung fundamentaler neuer Theorien in der Physik beteiligt sind, der Suche nach Schönheit in der modernen Physik (so auch der Untertitel des Buches). Zwar unterliegt in der Physik wie in der Kunst der Begriff der Schönheit auch der vorherrschenden Zeitströmung, ist also abhängig von der gerade vorherrschenden Mode. Dennoch gibt es einen wesentlichen Unterschied zwischen Physik und Kunst. Schönheit in der Kunst ist vor allem eine Frage der Ästhetik, in der Physik jedoch gibt es eine enge Korrelation zwischen der Schönheit einer Theorie und ihrem Wahrheitsgehalt. Dieser Zusammenhang, nicht zuletzt von Albert Einstein oftmals betont, ist der Ausgangspunkt des Buches von Zee über Symmetrie, einem populärwissenschaftlichen Sachbuch, das primär für ein breites Publikum gedacht ist.
Das Buch beginnt mit einer Darstellung der einfachsten Symmetrien, die bereits in der Geometrie eine Rolle spielen, den Symmetrien der Rotation und Spiegelung. Danach erhält der Leser einen Überblick über die Symmetrien der Einsteinschen Raum-Zeit. Es folgen eine Diskussion des Prinzips der kleinsten Wirkung und der wichtigen Theoreme von E. Noether. Anschließend wird der Leser mit der Rolle der Symmetrie in der Quantentheorie vertraut gemacht. Damit ist der Boden für den Übergang in das eigentliche Arbeitsgebiet von Zee bereitet, der Teilchenphysik.

Ausgangspunkt ist Heisenbergs Isospin, das erste Beispiel einer Symmetrie der Natur, die nicht direkt mit Raum und Zeit verknüpft ist, gefolgt von den Quarks und der Quantenchromodynamik, dem Prototyp einer Theorie, die eng mit einer exakten Symmetrie verbunden ist. Schließlich kommt Zee zum wichtigen Konzept der spontanen Symmetriebrechung, dargestellt am Beispiel des heutigen Standardmodells der elektroschwachen Kräfte. Die letzten Kapitel des Buches sind den heute noch offenen Fragen gewidmet. Gibt es eine Symmetrie der Großen Vereinheitlichung? Gibt es in der Natur die Supersymmetrie, also eine Symmetrie zwischen Bosonen und Fermionen? Welche Rolle könnten die Superstrings spielen?

Das Buch von Zee ist ein interessanter Versuch, die moderne Physik einem allgemeinen Publikum vertraut zu machen. Es betont die abstrakten Symmetriekonzepte der Physik, nicht die beobachteten Phänomene. Der Text besitzt einen starken philosophischen Hintergrund. Für viele Physiker wird dieser von Interesse sein. Nichtphysiker werden verschiedentlich Schwierigkeiten mit technischen Details haben. Die vorliegende Neuerscheinung ist ein Nachdruck des Buches, das bereits im Jahre 1986 erschien. Leider hat der Verlag keine Überarbeitung vorgesehen, sodass der Text manchmal nicht auf dem neues ten Stand ist, etwa wenn vom noch nicht entdeckten t-Quark die Rede ist. Zee hat in seinem Nachwort zur Entwicklung nach 1986 Stellung genommen. Allerdings ist dieses recht einseitig und bezieht sich ausschließlich auf eine kritische Diskussion der Superstrings. Trotz dieser Vorbehalte ist das Buch sowohl für Physiker als auch für physikalische Laien lesenswert.
Prof. Dr. Harald Fritzsch, Sektion Physik der Universität München

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