Willkommen in der Planckwelt

                                Interview in Wolfratshausen

                                   über den Ursprung des Lebens

IZ:
Grüß Gott in Wolfratshausen.  Wir wollen heute in unserem Interview in Wolfratshausen der interessanten
Frage nachgehen ,  ob der Ursprung des Lebens mit den gleichen Prinzipien wie der Ursprung der Masse
beschrieben werden kann.   Warum treffen wir uns eigentlich in Wolfratshausen ?    Es gibt dort kein
Universitätsinstitut , das sich mit den  Rätseln der Physik beschäftigt.  

Autor:
Lassen Sie mich hierzu eine kleine Geschichte erzählen.   Am Anfang war eine Idee mit 22 Jahren.    Es war die
Idee,  die Kategorien der Kybernetik Energie, Masse und Information in eine  Formel bringen zu wollen . Das
sollte dann die Weltformel sein,  die alles erklärt.   Energie und Masse wurden von Einstein vereinigt zur
berühmtesten Formel der Welt   E= mc² .    Doch wie bringen wir diese Formel zusammen mit der Information.
Information hatte damals noch keinen solch hohen Stellenwert wie heute,  in der Zeit der Laptops und
Smartphones .    Es gab damals riesige Rechenanlagen , aber noch keine PCs.    Aber das 8-stöckige neue
Institutsgebäude für Informatik kündigte eine neue Zeit an.   Energie und Masse gibt es nur in Verbindung mit
Raum und Zeit.   Das zeigt die Unschärferelation von Heisenberg und auch die Allgemeine Relativitätstheorie.
Das gemeinsame Dach ist die Wirkung .     Und in der Tat ist das Prinzip der minimalen Wirkung das Prinzip,
das die ganze Physik durchzieht.   Auch das Standardmodell der Elementarteilchen beruht auf diesem Prinzip.
Und was ist mit der Information .  Gehorcht sie auch dem Prinzip der minimalen Wirkung.   Nein,  sie hat damit
nichts zu tun . Sie ist eine eigene Kategorie neben der Wirkung.   Ich fand damals in der Universitätsbücherei ein
interessantes Buch über die Information und die Hauptaussage ist : Information ist negative Entropie.
Information ist ein Begriff aus der Thermodynamik.   Wenn Information erzeugt wird,  wird Wärme verbraucht.
Wenn Information gelöscht wird,  wird Wärme frei.  Deshalb müssen Computer auch gekühlt werden.

IZ:
Nun haben Sie die zwei wichtigsten Prinzipien der Physik,  das Prinzip  der minimalen Wirkung und den 2. Hauptsatz
der Thermodynamik,  nach dem die Entropie im Universum zunimmt.   Wie ging es damals weiter ?
Wie haben Sie die beiden Prinzipien zusammengebracht.

Autor:
In dem Universitätsbuchladen, in dem ich ein guter Kunde war,   fand ich beim Stöbern ein Taschenbuch von de Broglie
für 7.80 DM mit dem Titel „Welle und Teilchen“.     Und da fand ich sie , die Formel, die mein weiteres Leben
bestimmen sollte :  A/h = S/k  .   Es war wie ein Blick in eine Goldkiste.        

IZ:
Und was hat Ihnen die Goldkiste gebracht ?  Wozu war sie von Nutzen ?

Autor:
Sie haben natürlich recht.  Das Studium und der Beruf gingen vor.    Aber vor dem Einsteinjahr 2005  hatte ich die
Idee,  die den Durchbruch brachte.  Ich musste ein System von Zahlen finden,  das ich mit dieser Formel  ordnen und
strukturieren konnte,  und das war das Massenspektrum der Quarks und Leptonen.   Dieses Massenspektrum ist
bis heute das größte Rätsel der Hochenergiephysik.   Damals war das Top-Quark bereits entdeckt mit seiner
außergewöhnlich großen Masse, die so schwer ist wie ein Goldatom.   Es gab Diagramme,  die die Massen im
10-er Logarithmus zeigte.   So ein Diagramm fand ich im SPIEGEL.  Ich legte ein Lineal an, um die Steigung der
Geraden durch die Massen der Quarks und Leptonen mit dem Taschencomputer auszurechnen , und siehe da, es
ergab sich  der Umrechnungsfaktor in den natürlichen Logarithmus.   Die natürliche Zahl war der Schlüssel zum
Massenspektrum der Elementarteilchen.    Das Massenspektrum lässt sich von einer Naturkonstanten ableiten,
und diese Naturkonstante ist die transzendentale Zahl e .  

IZ:
Und was hat das mit Wolfratshausen zu tun ?

Autor:
Durch Zufall kam ich auf die Seiten von Dr. Hartmut Müller, der in Wolfratshausen sein Institut für
Neue Energien gegründet hat.    In seiner Theorie „ Global Scaling“   war er auf die gleiche Idee gekommen.  Die
Massen der Elementarteilchen sind nicht beliebig und zufällig,  sonder sie haben auf der Zahlengeraden des
natürlichen Logarithmus ein Muster mit gleichen Abständen.

IZ:
Kamen Sie sich nicht vor wie Scott,  der nach einem Fußmarsch mit großen Strapazen  den Südpol erreichte und
dort die norwegische Fahne vorfand ?  Amundsen war ihm zuvorgekommen .

Autor:
Zuerst war ich ein wenig geschockt.   Aber dann sah ich,  dass meine Begründung und meine Schlussfolgerungen viel
tragfähiger waren.

IZ:
Wir wollten ja auch über den Ursprung des Lebens reden,   geht Ihre Geschichte noch weiter ? 

Autor:
Vor Dr. Müller hatte Cislenko die Massen von Tausenden von Arten vermessen und herausgefunden, dass ihre
 Massen nicht beliebig sind, sondern  einem Muster entsprechen.  Es ist das gleiche Muster mit gleichen Abständen auf der
Zahlengeraden des natürlichen Logarithmus , das Dr. Müller später auch bei den Elementarteilchen fand.
In den Gravitationstheorien von Newton und von Einstein können die Massen beliebig sein.   Erst bei den
Quarks und Leptonen und bei der lebenden Materie ist eine Quantengravitation ersichtlich.   Hinter beiden
Erscheinungsformen der Materie steht  das gleiche Prinzip . Beide Erscheinungsformen zeigen ein exponentielles
Wachstum in Form von Quanten , was sich auf der Zahlengeraden des natürlichen Logarithmus in gleichen Abständen
äußert.     
Und die Geschichte geht weiter.

 Damals fand ich in der Nürnberger Stadtbücherei
 ein Buch , das mir fast den Atem verschlug.   Der vielverspechende Titel des Buchs von Karl Trincher  war
 „ Biothermodynamik „.   Trincher experimentierte mit kernlosen Säugetiermuskelzellen und fasste seine Ergebnisse
in der Formel zusammen   Δt  ΔT = h/k   mit  h/k=B  als der biothermodynamischen Konstante.   
Die Zelle nimmt Information auf,  und sie nimmt Wirkung auf in Form von Licht und freier Energie aus der Nahrungskette und stabilisiert  damit ihre Struktur gegenüber der  Wärmedissipation.  Δt ist die Zyklusdauer des Energiegrundumsatzes.
Die Zelle hält dabei einen Temperaturunterschied von ΔT gegenüber der Umgebung aufrecht,  damit Entropie
 abfließen kann.   
Wenn die Zelle altert,  dann vergrößert sich die Zyklusdauer und die Temperaturdifferenz nimmt ab.    Wenn die
Zelle abstirbt,  dann nimmt sie die Temperatur der Umgebung an.

IZ:
Es ist die Einheit von Wirkung und Information, die durch die Biothermodynamische Konstante h/k  zum Ausdruck
gebracht wird.  Abstrakter geht es nicht mehr. Welch eine Überraschung !  Diese Einheit von Wirkung und Information, 
eröffnet sie eine neue Weltsicht  ? 

Autor:
Wir sind mit der Industrie 4.0  schon mittendrin in der neuen Weltsicht mit der Einheit von Wirkung und Information.
 Es ist die 4. Industrielle Revolution.  Die 1. Industrielle Revolution begann mit der Dampfkraft,  die 2. Industrielle Revolution brachten die Computer ,  die 3. Industrielle Revolution brachten die Steuerungen an den Maschinen .  Die Industrie 4.0  bringt die totale Vernetzung der Maschinen  auch durch das Internet.  Die Wirkeinheiten der Maschinen werden ständig unterbrochen durch Sensoren und Aktoren. 

IZ :
Können Sie uns an einem  anschaulichen Beispiel den Unterschied zwischen der industriellen Revolution 1. 0 und 4.0
zeigen ?

Autor:
Betrachten Sie den Abschuss einer Kanonenkugel.   Sie hat einen Anfangsimpuls und sie bewegt sich nach den Gesetzen
Newtonschen Mechanik.  Der Beobachter schaut untätig zu . Die Kugel schlägt ein und zeigt ihre Wirkung .  Das ist 1.0.
Betrachten Sie eine hingegen eine Drohne.   Jede kleinste Bewegungseinheit wird vom GPS verfolgt.  Sensoren nehmen
Einflussfaktoren auf , wie die Windgeschwindigkeit.  Sie erkennen das Ziel.  Aktoren optimieren den Bewegungsablauf.
Jeder kleine Schritt wird mit ausgeklügelter Software berechnet . Das ist die Industrie 4.0.  

IZ:
Kommen wir zurück zum Ursprung des Lebens.   Die Natur verwirklicht die Einheit von Wirkung und Information auf dem Planeten Erde seit über 3.5 Milliarden Jahren.   
Die Formel    Δt  ΔT  ≥  h / k   ist verbunden mit einem Paradigmenwechsel.   
Was treibt die Entwicklung des Lebens an und aus welchen Bausteine besteht die Biomaterie  ?

Autor:
Die Natur hat eine Kohlenstoffwelt aufgebaut ,  so wie sich der Mensch für die Informationsverarbeitung  eine
Siliziumwelt  aufgebaut hat.      Im Mittelpunkt dieser Kohlenstoffwelt steht das  asymmetrische Kohlenstoffatom
mit 4 unterschiedlichen Liganden.  Es ist optisch aktiv und dreht die Ebene des polarisierten Lichts nach
links oder rechts.   Es gibt von Molekülen mit dem asymmetrischen Kohlenstoffatom zwei Isomere,  die sich
wie Bild und Spiegelbild verhalten.   In der Zelle  bauen die Proteine mit linksdrehenden  Aminosäuren und
 die DNS  mit rechtsdrehenden Zucker ein biologisches Feld auf.    

IZ:
Sie sprechen von der Si- Welt und der C-Welt .   Wie unterscheiden die sich eigentlich ?

Autor:
 Die Basis der Si-Welt ist das rechteckige Plättchen aus reinsten Silizium.  Durch Dotieren des Si mit Fremdatomen bei Temperaturen von ca. 1000 °C   bringt man gezielt negative und positive elektrische Ladungsträger in die
Oberfläche des Si-Plättchens ein.  Im Laufe der letzten 50 Jahre ist die Struktur immer weiter verfeinert worden.
Inzwischen kann man diese Strukturen in Smartphone – Displays mit dem menschlichen Auge nicht mehr auflösen.
Nach dem Dotieren kühlen sich die Wafer ab und die Informations-Struktur wird eingefroren .

Bei der Biomaterie haben wir die Biopolymere mit den links und rechtsdrehenden asymmetrischen Kohlenstoffatomen,
die sich im Lauf der Evolution von 4 Milliarden Jahren auf der Erde immer komplexer weiter entwickelt haben.
Die Matrix ist das Wasser.  Es ermöglicht Beweglichkeit der Biopolymere in Form von Biorhythmen in Raum und Zeit.
Wasser ist eine interessante  Matrix.   Es gibt nicht nur die Dampf-Phase  und die feste Phase,  sondern die flüssige Phase kommt in mehreren Phasen vor .   So ist bei 37 °C eine Phasengrenze zwischen flüssiger und flüssigkristalliner Phase.
Biomaterie existiert  bei unseren Umgebungstemperaturen.   Dieses Pendeln zwischen den Phasen,  mit den ständigen
Strukturveränderungen und Entropie-Änderungen ist die Basis für die Evolution  der lebenden Materie.        

IZ:
Wenn Sie das Leben  auf links- und rechtsdrehende  asymmetrische Kohlenstoffatome zurückführen,  dann muss es
doch auch Leben außerhalb des Planeten Erde geben können .  Können Sie sich das vorstellen  ?

Autor:
Ich glaube,  dass der Ursprung des Lebens im ewigen Eis  der Kometen zu suchen ist.  Spektroskopisch können
außerhalb der Erde  Molekülverbindungen mit den Elementen C,H,O,N,S  nachgewiesen werden.  Nachgewiesen
wurden bereits auch einfache Aminosäuren.   Sie haben  ein linksdrehendes asymmetrisches Kohlenstoffatom mit unterschiedlichen Liganden , die u.a. basisch und sauer sind.  Durch den Lauf der Kometen um die Sonne mit ihrer
polarisierten Strahlung kommt es zu Phasenänderungen  des gefrorenen  Wassers der Kometen und die Aminosäuren verketten sich zu Makromolekülen, den Proteinen.   Wir wissen dass,  vor 4 Milliarden Jahren,  Kometen in großer
Zahl auf die Erde stürzten.

IZ:
Jetzt haben sie die Ladungstrennung bei den Proteinen mit ihren linksdrehenden asymmetrischen
Kohlenstoffatomen durch die polarisierte Sonnenstrahlung .   Jetzt benötigen wir nur noch die Ladungstrennung
auf der Erde bei den rechtsdrehenden Zuckern .     Und wenn beide Biopolymere im Wasser zusammen kommen,
dann kann es mit dem Leben losgehen.    Wo können die Zucker mit den rechtsdrehenden asymmetrischen
Kohlenstoffatomen entstehen ? 

Autor:
Ich sehe das auch so,  linksdrehende und rechtsdrehende Biopolymere müssen zusammentreffen.   Die rechtsdrehenden
Biopolymere sind die RNS und die DNS mit den rechtsdrehenden Zuckermolekülen, den Ribosen.  Ribosen sind keine
Kettenmoleküle sondern Ringmoleküle mit elektrisch leitenden Doppelbindungen.   Aneinandergereiht in der DNS wirken sie wie eine Antenne.  Die Frage ist, wie und wo können diese Ringmoleküle entstehen .    Es gibt Hinweise,  dass diese Ringmoleküle an den heißen Lavaquellen am Meeresgrund entstanden sind unter Mitwirkung von Eisensalzen aus dem Lavastrom .   Beim Hämoglobin, einem der wichtigsten Ringmoleküle,  ist ein Eisenatom im Zentrum von Ringmolekülen.       
Eisen ist magnetisch und das irdische Magnetfeld kann die Symmetrie zwischen rechts und linksdrehend brechen.

IZ:
Aber es gibt noch einen entscheidenden Hinweis auf lebende Materie.  Die Temperatur der Zelle muss geringfügig
über der Umgebungstemperatur liegen,  damit Entropie in Form von Wärmeladungen abfließen kann.  Kann man
eigentlich solche geringen Temperaturunterschiede messen ?

Autor:
Der kleinste Temperaturunterschied  , der in biothermodynamischen  Labors gemessen werden kann,  ist  10^-6 °K.
Hiermit wird z.B.  die Wirkung von Medikamenten in Zellen untersucht.    Bei einer Zykluszeit von 1 s und einer
biothermodynamischen Konstante von  ca.  10^-11 haben wir  einen Temperaturunterschied von  10^11 °K.
Der Temperaturunterschied ist zu klein für die Messgeräte,  aber er ist auf jeden Fall > 0 .   Die biologischen
Prozesse sind immer noch irreversibel.
Wir können die  Formel  Δt  ΔT >  h/k  auch auf den Anfang der Zeit anwenden   :    10^-43 s   10^32 °K  =   h/k        
und wir können die Formel  auf den Ursprung der Masse anwenden,  wenn wir die Zerfallszeit des
Higgsbosons und des Top-Quarks  mit 10^-25 s    angeben :        10^-25  10^14  =  h / k .

IZ:
Der kleine Exkurs in den Ursprung des Lebens  und in den Ursprung der Masse war für mich sehr interessant.   
Wir haben bei unseren Interviews in den letzten 6 Monaten große Fortschritte gemacht .  Denken wir nur
an die Higgsformel und an die dimensionslosen Yukawa- Koeffizienten,  die in der herrschenden Lehre überhaupt
noch kein Thema sind.    Aber die große Herausforderung ist die Erklärung des Higgsmechanismus  durch
thermodynamische Prinzipien.   Treffen wir uns doch zum Interview in Münster . Dort werden an der
Uni in Münster  in dieser Hinsicht die größten Fortschritte gemacht. 


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