Читать книгу Fundamental - Tim James - Страница 8

Die Quantenphysik begann mit dem Versuch, das Licht zu verstehen, etwas, worüber wir mit unserem kollektiven Geist schon Jahrtausende rätselten. Der griechische Philosoph Empedokles war um das fünfte Jahrhundert v. Chr. der erste Mensch, der eine Theorie über das Wesen des Lichtes entwarf.

Er glaubte, dass das menschliche Auge einen magischen Feuerstein enthielte, der Strahlen von unserem Gesicht aussandte und all das erhellte, was wir anschauen wollten.³ Eine poetische Idee, die jedoch einen offensichtlichen Makel hatte: Wenn unsere Augen das Licht erzeugen, sollten wir immer in der Dunkelheit sehen können, weil unsere Augen selbst Fackeln sind.

Empedokles war auch derjenige, der uns die inzwischen widerlegte Vorstellung von vier elementaren Substanzen gab (Feuer, Wasser, Wind und Erde) und versuchte, die biologische Vielfalt als das Ergebnis davon zu erklären, dass Gliedmaßen ohne Körper in der Welt herumkrochen, bis sie sich zufällig miteinander vereinigten, um Lebewesen zu bilden.

Empedokles’ Aufgabe in der Wissenschaftsgeschichte bestand eigentlich darin, mit verrückten Ideen aufzuwarten, deren Falschheit alle anderen bewiesen. Obwohl wir im Fall der Lichtstrahlen dreizehnhundert Jahre brauchten, um seinen Fehler zu bemerken.

Erst als der arabische Gelehrte Alhazen die Bühne betrat, ließen wir schließlich Empedokles’ Vorstellung fahren. Alhazen führte ein Experiment durch, bei dem er den Augapfel eines Schweines sezierte und zeigte, dass das Licht im Innern des Hohlraums genauso umhersprang, wie in einem dunklen Zimmer, das heißt, die Lichtstrahlen kommen von Gegenständen um uns herum, und unsere Augen fangen einfach nur ihre Pfade ab.⁴

Es mag zwar als eigenartig erscheinen, dass wir über tausend Jahre brauchten, um sicher zu sein, dass unsere Augen nicht magische Laserkanonen abfeuerten, aber das waren andere Zeiten. Damals glaubte jeder, dass die Menschen den Dingen ihren Daseinszweck verliehen, weshalb die Dinge nicht zu erscheinen brauchten, wenn man sie nicht anblickte.

Zum Glück setzte sich Alhazens Vorschlag, dass Experimente das menschliche Ego ausstechen sollten, allmählich durch, und wir entschieden uns dafür, dass das Licht, was immer es auch sei, von den Dingen selbst ausging und geradlinig in unsere Augen einfiel. Stichwort Renaissance.

Der einflussreichste Naturwissenschaftler und Philosoph der Renaissance war wohl René Descartes, der uns unsere nächste zündende Idee zur Physik des Lichtes bescherte.

Descartes bemerkte, dass, wenn man eine Kerze anzündet, die Beleuchtung gleichzeitig jeden Winkel eines Zimmers erreichen kann, genauso wie eine Welle, die im Zentrum eines Teiches anfängt, jede Ecke gleichzeitig erreicht. Licht, so schloss er, war eine ähnliche Erscheinung; es gab ein unsichtbares Material, das uns in jeder Richtung umgab und das er als »Plenum« bezeichnete, und das Licht war das Ergebnis von Wellen und Wogen, die sich durch dieses Plenum hindurchbewegten.⁵

Der einzige Mensch, der sich mit seiner Plenum-Wellen-Idee nicht einverstanden zeigte, war Isaac Newton, der es zu seiner Hauptaufgabe machte, anderer Meinung als alle die zu sein, die er für weniger intelligent hielt als sich selbst (was im Grunde alle waren).

Newton wies darauf hin, dass, wenn das Licht eine Welle wäre, die sich durch ein Medium bewegt, es sich um einen Gegenstand herumkrümmen sollte, wenn es an ihm vorbeiging, genauso wie eine Wasserwelle sich leicht krümmt, wenn sie um einen Felsen herumgeht. Dadurch würden Schatten verschwommene Ränder erhalten, da sie aber scharf begrenzt sind, hatte es mehr Sinn, sich das Licht so vorzustellen, dass es aus Teilchen besteht, die er »Korpuskel« nannte.⁶

Die korpuskulare Theorie des Lichtes wurde unweigerlich gegenüber Descartes’ Plenumswellen akzeptiert, und zwar weitgehend aufgrund Newtons Berühmtheitsstatus und der Tatsache, dass er ein Fiesling gegenüber jedem war, der ihn herausforderte.

Daher wäre Newton entsetzt gewesen, wenn er von den Ergebnissen eines Experimentes erfahren hätte, das von einem Mann namens Thomas Young durchgeführt wurde und 70 Jahre nach seinem Tod zum entgegengesetzten Schluss kam. Damit meine ich, dass das Experiment 70 Jahre nach Newtons Tod durchgeführt wurde. Nach seinem eigenen machte Thomas Young nur noch sehr wenige Experimente.