24.06.2003
Hidden Unity in Nature's Laws
Taylor
Hidden Unity in Nature's Laws
Von J. C. Taylor. Cambridge University Press, Cambridge 2001. XIII + 490 S., paper back,$ 26,-. ISBN 0-521-65938-8 (bestellen)
John C. Taylor hat sich in der Elementarteilchenphysik einen Namen gemacht. Die Slavnov-Taylor-Identitäten - 1971 publiziert - bahnten den Weg zum Beweis der Renormierbarkeit der elektroschwachen Wechselwirkung, welche zwei fundamentale Naturkräfte in einem gemeinsamen Gesetz zusammenfügt. Es ist daher naheliegend, wenn er nun ein Buch vorlegt, in dem er diesen der Wissenschaft immanenten Zug zur Einfachheit und zur Allgemeinheit zum Thema einer populären oder wenigstens populär gedachten Darstellung macht.
Schon im ersten Kapitel vom Beginn der modernen Physik vor 400 Jahren breitet er eine große Vereinheitlichung vor dem Leser aus: Die Planetenbewegung folgt den Gesetzen des freien Falles, Himmel und Erde werden durch Newtons Genie physikalisch zusammengebracht. Thermodynamik dann offenbart, dass Wärme nichts anderes ist als Energie, Bewegungsenergie kleinster mechanischer Körper. Der Sprung in das unsichtbar Kleine führt zur Einsicht, dass alle Materie aus nur wenigen Konstituenten aufgebaut ist - Grundlage der Chemie und weiterer Beleg für Vereinheitlichung und Ökonomie des verstehenden Denkens!
Der klassische und dennoch weit in die Zukunft hineinwirkende Fall der Vereinigung disparater Phänomene in gemeinsamer Theorie jedoch wird mit der Faraday-Maxwellschen Elektrodynamik vorgestellt, und dass sogar Licht als elektromagnetische Feldschwingung in diesen Rahmen sich einfügt, ist nicht weniger der Bewunderung wert als die Zusammenbindung von Raum und Zeit in der Einsteinschen Speziellen Relativitätstheorie. Die Bewunderung wird noch übertroffen durch Einsteins Allgemeine Relativitätstheorie. Denn eine fundamentale, makroskopisch wirkende Kraft wie die Gravitation auf die Geometrie der Raumzeit zurückzuführen ist sicherlich eine der tiefsten Vereinheitlichungen, die man sich vorstellen kann.
Dies alles betrifft nur die klassische Physik. Noch muss das riesige Feld der Quantentheorie, welche ja die klassische Physik im Grenzfall großer Quantenzahlen umfasst, unter den besonderen Aspekten der Einheitlichkeit durchpflügt werden. Und da verliert John Taylor doch etwas sein eigentliches Thema aus dem Auge. Zwar muss er Schrödinger-Gleichung und Heisenbergsche Unschärfe relation schildern, um zu den Feynman-Graphen der relativistischen Quanten(feld)theorie vorzustoßen, doch ist die Ausuferung zu den beliebten quantentheoretischen Fußangeln (hidden variables, etc.) in diesem Kontext wohl nicht unbedingt nötig. Einsichtig und legitim hingegen ist, dass Taylor als früher Wegbereiter der Vereinheitlichung von elektromagnetischer und schwacher Eichfeldtheorie deren Entwicklung den angemessen Raum gibt. Auch die Quantenchromodynamik, die Theorie von Quarks und Gluonen, erhält ein eigenes Kapitel.
Weitergehende Vereinheitlichungen - der drei stärksten Wechselwirkungen in einer Grand Unified Theory (GUT), der Materie- und Feldquanten in supersymmetrischen Modellen, und schließlich der Gravitation mit den anderen fundamentalen Wechselwirkungen in einer künftigen Superstringtheorie - werden natürlich erwähnt. Sie sind allesamt heute noch Spekulation.
Ein gewisser Fremdkörper bleibt das Kapitel über Superfluidität und Supraleitung, obwohl sich natürlich hier ein Quantenzustand makroskopisch manifestiert und auch Querbeziehungen zu den Eichfeldtheorien der elektroschwachen und starken Wechselwirkung bestehen. Ebenso entspringen die Kapitel über Schwarze Löcher (eine Illustration zur Allgemeinen Relativitätstheorie) und Kosmologie wohl eher dem Drang nach Vollständigkeit als dem logischen Erfordernis des Buchplans.
Alles in allem ist Taylors Buch eine Art Physiklehrbuch geworden, nicht gerade für Gymnasialschüler, aber vielleicht für ihre Physiklehrer. Es ist umfassend und reichhaltig, aber wenig stringent, gelegentlich anekdotisch und auch von Biographischem durchwirkt, doch gleichmütig und ohne Akzentuierung erzählt. Es ist ein solides Buch. Reizvoll ist es nicht.
Dr. Dieter Rein, III. Physikalisches Institut, RWTH Aachen
Von J. C. Taylor. Cambridge University Press, Cambridge 2001. XIII + 490 S., paper back,$ 26,-. ISBN 0-521-65938-8 (bestellen)
John C. Taylor hat sich in der Elementarteilchenphysik einen Namen gemacht. Die Slavnov-Taylor-Identitäten - 1971 publiziert - bahnten den Weg zum Beweis der Renormierbarkeit der elektroschwachen Wechselwirkung, welche zwei fundamentale Naturkräfte in einem gemeinsamen Gesetz zusammenfügt. Es ist daher naheliegend, wenn er nun ein Buch vorlegt, in dem er diesen der Wissenschaft immanenten Zug zur Einfachheit und zur Allgemeinheit zum Thema einer populären oder wenigstens populär gedachten Darstellung macht.
Schon im ersten Kapitel vom Beginn der modernen Physik vor 400 Jahren breitet er eine große Vereinheitlichung vor dem Leser aus: Die Planetenbewegung folgt den Gesetzen des freien Falles, Himmel und Erde werden durch Newtons Genie physikalisch zusammengebracht. Thermodynamik dann offenbart, dass Wärme nichts anderes ist als Energie, Bewegungsenergie kleinster mechanischer Körper. Der Sprung in das unsichtbar Kleine führt zur Einsicht, dass alle Materie aus nur wenigen Konstituenten aufgebaut ist - Grundlage der Chemie und weiterer Beleg für Vereinheitlichung und Ökonomie des verstehenden Denkens!
Der klassische und dennoch weit in die Zukunft hineinwirkende Fall der Vereinigung disparater Phänomene in gemeinsamer Theorie jedoch wird mit der Faraday-Maxwellschen Elektrodynamik vorgestellt, und dass sogar Licht als elektromagnetische Feldschwingung in diesen Rahmen sich einfügt, ist nicht weniger der Bewunderung wert als die Zusammenbindung von Raum und Zeit in der Einsteinschen Speziellen Relativitätstheorie. Die Bewunderung wird noch übertroffen durch Einsteins Allgemeine Relativitätstheorie. Denn eine fundamentale, makroskopisch wirkende Kraft wie die Gravitation auf die Geometrie der Raumzeit zurückzuführen ist sicherlich eine der tiefsten Vereinheitlichungen, die man sich vorstellen kann.
Dies alles betrifft nur die klassische Physik. Noch muss das riesige Feld der Quantentheorie, welche ja die klassische Physik im Grenzfall großer Quantenzahlen umfasst, unter den besonderen Aspekten der Einheitlichkeit durchpflügt werden. Und da verliert John Taylor doch etwas sein eigentliches Thema aus dem Auge. Zwar muss er Schrödinger-Gleichung und Heisenbergsche Unschärfe relation schildern, um zu den Feynman-Graphen der relativistischen Quanten(feld)theorie vorzustoßen, doch ist die Ausuferung zu den beliebten quantentheoretischen Fußangeln (hidden variables, etc.) in diesem Kontext wohl nicht unbedingt nötig. Einsichtig und legitim hingegen ist, dass Taylor als früher Wegbereiter der Vereinheitlichung von elektromagnetischer und schwacher Eichfeldtheorie deren Entwicklung den angemessen Raum gibt. Auch die Quantenchromodynamik, die Theorie von Quarks und Gluonen, erhält ein eigenes Kapitel.
Weitergehende Vereinheitlichungen - der drei stärksten Wechselwirkungen in einer Grand Unified Theory (GUT), der Materie- und Feldquanten in supersymmetrischen Modellen, und schließlich der Gravitation mit den anderen fundamentalen Wechselwirkungen in einer künftigen Superstringtheorie - werden natürlich erwähnt. Sie sind allesamt heute noch Spekulation.
Ein gewisser Fremdkörper bleibt das Kapitel über Superfluidität und Supraleitung, obwohl sich natürlich hier ein Quantenzustand makroskopisch manifestiert und auch Querbeziehungen zu den Eichfeldtheorien der elektroschwachen und starken Wechselwirkung bestehen. Ebenso entspringen die Kapitel über Schwarze Löcher (eine Illustration zur Allgemeinen Relativitätstheorie) und Kosmologie wohl eher dem Drang nach Vollständigkeit als dem logischen Erfordernis des Buchplans.
Alles in allem ist Taylors Buch eine Art Physiklehrbuch geworden, nicht gerade für Gymnasialschüler, aber vielleicht für ihre Physiklehrer. Es ist umfassend und reichhaltig, aber wenig stringent, gelegentlich anekdotisch und auch von Biographischem durchwirkt, doch gleichmütig und ohne Akzentuierung erzählt. Es ist ein solides Buch. Reizvoll ist es nicht.
Dr. Dieter Rein, III. Physikalisches Institut, RWTH Aachen
