Читать книгу Im Lichte der Quanten - Группа авторов - Страница 10

Es wurde gezeigt, dass das Geistige immer eine materielle Grundlage braucht. Und die Materie scheint das Primäre auf der Welt zu sein. Wir selbst, alle unsere Glieder, unsere Organe, bestehen aus Materie. Der Untergrund, auf dem wir uns bewegen, ist handfeste Materie. Unsere Nahrung, die uns am Leben erhält, die Luft, die wir atmen, alles das ist Materie. Die Materie ist die Grundlage unseres Seins. Das Leben und das Geistige entwickelten sich erst später, scheinbar als Zutat zu der Materie. Allerdings hat die Quantenphysik gezeigt, dass die Materie, wenn man sie genau untersucht, etwas anderes ist, als man sich gemeinhin darunter vorstellt.

Die rund 90 verschiedenen chemischen Elemente, die wir als die nicht weiter zerlegbaren Grundstoffe unserer Welt kennen, bestehen zwar aus Atomen als kleinstmöglichen Teilchen dieses Elements, aber diese Atome sind nicht unteilbar. Vielmehr werden sie ihrerseits aus kleineren Strukturen gebildet: dem aus Protonen und Neutronen bestehenden Atomkern und den Elektronen, die mit ihren möglichen Orten quasi eine Hülle um diesen Atomkern bilden. Alle chemischen Elemente bestehen aus den gleichen Elementarteilchen. Die großen Unterschiede in den Materialien kommen nur durch die unterschiedliche Anzahl und Anordnung der Elementarteilchen im Atom zustande. Diese bei aller Materie gleichen Elementarteilchen bilden chemische Elemente, die so unterschiedlich sind wie zum Beispiel Gold, Schwefel und Sauerstoff. Und diese Atome der chemischen Elemente können sich zu Molekülen verbinden, zu neuen Stoffen also, die völlig andere Eigenschaften haben als die Ausgangsmaterialien. Diese Stoffe mit zum Teil sehr komplexen Molekülen bilden die Vielfalt unserer Umwelt. Zucker, ein noch recht einfaches Molekül, das aber ein wichtiger Energielieferant für alle Tiere und uns Menschen ist, ist nur aus mehreren Kohlenstoff-, Wasserstoff- und Sauerstoffatomen zusammengesetzt. Dabei gibt es unterschiedliche Arten von Zucker, je nach der Zusammensetzung dieser drei Grundelemente. Im Eiweiß hingegen haben sich Tausende von Atomen zu sehr komplexen Gebilden verbunden. Biochemiker kennen über 100 000 verschiedene Sorten von Eiweiß. Jede Sorte hat eine bestimmte Funktion.

Diese zunächst sogenannten Elementarteilchen, die die Atome bilden, sind ihrerseits auch nicht alle unteilbar. In Protonen und Neutronen hat man noch kleinere Strukturen gefunden. Daher bezeichnet man nicht mehr die Protonen und Neutronen, sondern die kleineren Strukturen heute als Elementarteilchen. Diese Strukturen ähneln in keiner Weise unserer Materie. Sie sind nicht ganz winzige Materiekrümelchen, sondern letztlich Energiekonzentrationen mit bestimmten Eigenschaften und auch als Welle zu betrachten. Teilchen und Welle scheinen also in diesem subatomaren Bereich letztlich dasselbe zu sein. Obwohl, eigentlich muss man sagen: Die Eigenschaften der Elementarteilchen lassen sich sowohl über das Teilchenbild als auch über das Wellenbild berechnen. Auch in Experimenten verhalten sie sich je nach Aufbau des Experiments mal als Welle, mal als Teilchen.

Inzwischen gibt es sehr viele neue technische Geräte, die nach quantenphysikalischen Berechnungen entwickelt wurden und gut funktionieren, beispielsweise die Mobiltelefone, Fernsehsender und Fernsehgeräte, Mikrowellen und viele medizinisch-diagnostische Geräte. Es gibt auch wunderbare bildliche Darstellungen von der Feinstruktur von Oberflächen, die mit Nanotechnologie aufgenommen wurden. Und inzwischen sind dank der Quantentheorie die Computertechnologie und das Internet so weit fortgeschritten, dass die Digitalisierung und das Internet eine immer größere Rolle spielen. Dass alles das funktioniert, zeigt, dass die Quantentheorie den von ihr dargestellten Bereich der Wirklichkeit zutreffend wiedergibt, auch wenn er in manchen Aspekten nicht unseren normalen Alltagserfahrungen mit der Materie entspricht.

Das ermutigte die Physiker in der Annahme, dass sie, wenn alle Elementarteilchen entdeckt wären, eine einfache Formel finden könnten, mit der sie den ganzen Kosmos mit all seinen Erscheinungen berechnen und erklären könnten. Diese Hoffnung erfüllte sich nicht. Denn je kleiner die Elementarteilchen wurden, desto komplexer wurden die Berechnungen, desto mehr Energie brauchte man, sie zu erzeugen, und desto schneller zerfielen sie wieder in andere, stabilere Elementarteilchen. Und das, was der Physiker Werner Heisenberg, mein Vater, noch als allem zugrundeliegende Formel mit schöner Klarheit und Einfachheit zu finden gehofft hatte, geriet zu immer undurchschaubareren, komplizierteren Berechnungen, die als Grundlage allen Seins nicht überzeugten.

Nun hatte schon Mitte des letzten Jahrhunderts Carl Friedrich von Weizsäcker vorgeschlagen, nicht die kleinsten Teilchen, sondern die einfachsten Strukturen zu suchen, um zum Grund der Wirklichkeit vorzustoßen. Diese sah er in Ur-Information, binären Alternativen, die als Antwort nur ja oder nein enthalten. Diese erste Idee baute sein Mitarbeiter, Thomas Görnitz, zu einer handfesten physikalischen Theorie aus, die er im folgenden Beitrag dieses Buches kurz und allgemeinverständlich darstellt.

Die einfachste Struktur der Welt ist quasi eine Vor-Information, die noch nicht mit Bedeutung versehen ist, aber die die Möglichkeit hat, sich zu physikalisch messbarer Energie zu kondensieren und auch Materie zu bilden. Und mit dieser Verdichtung zu physikalisch messbarer Energie sowie zu Materie ist immer auch eine In-form-ation, ein Sich-in-eine-für-uns-erkennbare-Form-Begeben verbunden.

Nach Berechnungen von Görnitz besteht beispielsweise ein Lichtquant, also ein Photon, aus etwa 10³⁰ von solchen Strukturen. Eine einzelne solche Struktur nennt er ein Bit der Absoluten und abstrakten Quanten-­Information (AQI). 10³⁰ ist eine Eins mit dreißig Nullen daran, eine Zahl, für die wir nicht einmal einen Namen haben. So viele AQIs etwa sollen nötig sein, um ein einziges Photon zu bilden. Um ein Proton zu bilden, das dann mit anderen Protonen und Neutronen einen Atomkern bilden kann, sind nach Görnitz etwa 10⁴¹ AQIs nötig.

Dabei ist wichtig, dass diese AQIs nicht das sind, was wir heute unter Information verstehen, sondern quasi eine Vor-Form, die die Möglichkeit hat, sich zu bedeutungsvoller Information, aber eben auch zu Materie und Energie zu kondensieren. Diesen Charakter der Vor-Form, des Vor-Typs allen Seins, drückt Görnitz in der Bezeichnung aus, die er der Menge aller AQIs gegeben hat, Pro-typ-osis.

Protyposis ist also die Grundlage der Welt, die sich sowohl zu Energie und Materie, aber auch zu Gedanken, zu geistigen Konzepten und schließlich zu Bewusstsein entwickeln kann.