Willkommen in der Planckwelt

Das 3. Interview

IZ: Willkommen in Heidelberg ! Bei unserem 2. Interview in München beschäftigten wir uns mit der Wirkung.

Sie sagten, dass sich die Wirkung im 20. Jahrhundert zum zentralen Begriff der Physik entwickelt hat. In unserer

kleinen Stadt ist sie gewissermaßen das gemeinsame Rathaus für die beiden Ortsteile Masse und Energie.

Welchen Stellenwert hat denn der Begriff der Wirkung für Sie am Anfang des 21. Jahrhunderts ?

Bauen wir weiter an unserer Brücke in unserer kleinen Stadt !

Autor: Die Wirkung wird nur eine Seite der Medaille sein . Die andere Seite ist meiner Meinung nach die Entropie, die ja mit der Information verwandt ist. Es gibt hierfür eine Formel :

H = e^ (S/k) wobei H für Information steht .

Die Bedeutung der Information ist ja nicht mehr zu übersehen. Internet und Handy haben innerhalb von 10 Jahren ihren Siegszug angetreten und unser Sozialverhalten tiefgreifend verändert .

IZ: Vor 50 Jahren hatte der Philosoph und Physiker C.F. Weizsäcker alle Erscheinungen der Physik auf den Begriff Information zurückgeführt. Die letzten Ja / Nein- Entscheidungen nannte er Ure. Energie war für ihn eine sekundäre Kategorie. Warum hat sich seine Informationstheorie nicht durchgesetzt ?

Autor: Information kann nicht eigenständig bestehen, sondern sie ist an eine Materie-Struktur und an Energie gebunden. Aus diesem Grund bildet in der Planckwelt-Theorie Information bzw. Entropie und Wirkung eine Einheit.

Außerdem existiert Information immer in einem Kontext. Ein Kontext ist z.B. die Sprache oder die Schrift. Das erfordert auf beiden Seiten des Informationsaustauschs den gleichen Lernzustand. Gesucht wird letztendlich ein absoluter Kontext. Und dieser Kontext wird durch die Massenverhältnisse der Elementarteilchen wiedergegeben.

Zum Dritten kann durch ein binäres System , bestehend aus 2 Teilchen, keine Struktur und schon gar nicht unsere Welt aufgebaut werden. Ein System aus Neutrinos und Antineutrinos bildet nur strukturlose Haufen. Unsere Welt ist 11-dimensional . Sie besteht aus 4 bis 6 Ladungen unterschiedlicher Stärke , deren Stärken von der absoluten Temperatur abhängig sind , und sie besteht aus Raum und Zeit. Diese Ladungen bilden Elementarteilchen und die Elementarteilchen formen sich zur Materie.

IZ: Wie sind Sie auf den Zusammenhang zwischen Information und Wirkung gekommen ?

Autor: Als junger Student hatte ich das Buch „ Der Welle-Teilchen-Dualismus „ von De Broglie in Händen . De Broglie

entwickelte dort eine Formel , die mich von Anfang an faszinierte :

A/h = S/k . ( A ist die Wirkung, S die Entropie)

Er setzte in seiner „ Thermodynamik des isolierten Teilchens „ die Wirkung gleich mit der Entropie , so wie Einstein die Masse mit der Energie gleichsetzte . Für mich war von einer Sekunde auf die andere klar , das ist sie .

IZ: Was sie ? Meinen sie die Formel ?

Autor : Ja, das ist für mich die Weltformel ! Wirkung ist Information.

Information entsteht durch Wirkung und

Wirkung entsteht durch den Spin oder den Drehimpuls eines Systems. .

IZ: Was ist denn für Sie an dieser Formel so faszinierend ?

Autor: Es ist die Analogie, die dem Denken neue Türen öffnet .

Die seit über 150 Jahren bekannte Boltzmann-Konstante k wird zum Entropiequantum analog dem Planckschen

Wirkungsquantum. In vielen aktuellen Büchern von Elementarteilchen-Physikern wird die Boltzmannkonstante k

überhaupt nicht als Naturkonstante gelistet. k passt nicht ins Konzept der modernen Physik .

In der Formel A/h= S/k erscheint k gleichberechtigt mit dem Wirkungsquantum h.

Die Formel verknüpft zwei fundamentale Prinzipien der Physik : Das Prinzip der minimalen Wirkung und der maximalen Entropie ( 2. Hauptsatz der Thermodynamik) .

IZ: Wenn Sie die Boltzmannkonstante k als Entropiequantum benennen, dann zieht das ja eine weitreichende Schlussfolgerung nach sich .

Autor: Ja, die Entropie und mit ihr die Information als NegEntropie ist quantisiert. Das betrachte ich als meine wichtigste Entdeckung . Wenn ich die Entropie quantisiere, dann quantisiere ich auch den natürlichen Logarithmus der thermodynamischen Wahrscheinlichkeit ln W. Füge ich noch die natürliche Zahl e als Faktor hinzu, dann ergibt sich zur großen Überraschung das Massenspektrum der Quarks.

Eine bis jetzt unerklärliches Muster von 6 Zahlen, das durch aufwendige Experimente ermittelt wurde, wird durch eine einfache Massenformel berechnet.

IZ: Das wird natürlich in der wissenschaftlichen Szene für einige Verwunderung, wenn nicht gar Verwirrung sorgen.

Autor: Ich will auch diese Erkenntnis niemanden aufdrängen. Alle neuen Erkenntnisse , gerade wenn sie so einfach sind, rufen Widerstände beim Establishment hervor. Man soll seine Energie nicht damit verschwenden , gegen diese Widerstände anzugehen. Einstein musste 15 Jahre kämpfen, bis seine Photonentheorie allgemein anerkannt wurde. 100 Jahre später wird der im Rückblick gefeiert. Letztendlich entscheiden die Zahlen und einfache und schöne Theorien setzen sich durch .

IZ: Wie kommt man eigentlich auf so eine einfache Massen-Formel ?

Autor: Es ist Intuition . Es ist eine glückliche Eingebung und es ist ein einfaches Herumprobieren. Vermutlich hat Planck 1900 auch herumprobiert, bis seine Formel mit den vorliegenden experimentellen Daten übereingestimmt hat.

Die glückliche Eingebung bestand darin, die Formel A/h = S/k auf bisher unerklärliche Zahlen anzuwenden. Da hat sich eben das Massespektrum der Elementarteilchen angeboten . Zur Intuition gehört auch, der Zahl e einen hohen Stellwert zuzuweisen.

IZ: Wenn A/h = S/k Ihrer Meinung nach die Weltformel ist , dann muss sie auch das Prinzip des Lebens erklären können.

Autor: Das kann sie auch. Betrachten wir den nächsten Brückenpfeiler in der Mitte. Er ist der vorletzte unserer Brücke ,

die die Ortsteile Masse und Energie mit dem Ortsteil Information unser kleinen Stadt verbindet.

Reden wir beim nächsten Interview in Karlsruhe über die Entstehung des Lebens.