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Kategorie: Naturwissenschaft und Technik

Rätsel zum Enträtseln des Universums: gestellt - und gelöst - von einem der besten Physiker unserer Zeit!

Die moderne Physik hat den Ruf, wegen der komplexen Mathematik, mit der sie hantiert, für Uneingeweihte nahezu undurchdringlich zu sein. Und es stimmt ja: Die tiefen, weitreichenden Erkenntnisse sind hinter einschüchternden Formeln verborgen. Aber überraschenderweise reichen oft einfache Rätsel und Denksportaufgaben, um den Kern dieser Erkenntnisse herauszuschälen und deren Bedeutung zu verstehen, selbst ohne umfangreiches Wissen über Physik und Mathematik.

Cumrun Vafa zeigt in seinem Buch, dass es möglich ist, mit Rätseln und Denksportaufgaben eine Menge über das Universum, die physikalische Realität und deren mathematische Beschreibung zu lernen. Er behandelt die Themen, die zentral sind für die moderne Physik: Symmetrien und Erhaltungssätze, Vereinheitlichung der vier Grundkräfte, (scheinbare) Paradoxien der Unendlichkeit, kontraintuitive Vorhersagen der Quantenmechanik. All dies verpackt in Rätsel wie: Wie hängt man ein Bild an zwei Nägeln auf, so dass es runterfällt, sobald man einen entfernt? Wie kann man Neutrinos wiegen?

 

Das Universum in Raetseln 

Originaltitel: Puzzles to Unravel the Universe
Autor: Cumrun Vafa
Übersetzer: Michael Bär
Verlag: Wiley-VCH Verlag
Erschienen: 1. November 2021
ISBN: 978-3-527-41406-2
Seitenzahl: 224 Seiten

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Umsetzung, Verständnis und Zielgruppe
Wenn ein theoretischer Physiker von der Harvard-Universität physikalische und mathematische Erkenntnisse bzw. Herausforderungen erklärt, dürfen sich alle Interessierten auf spannenden Lesestoff freuen. Dass man es hier aufgrund des Themas mit einer Menge an Zahlen und Formeln zu tun bekommt, für deren Verständnis ein gewissen Grundwissen vorausgesetzt wurde, versteht sich von selbst. Damit auch „Nichtprofessoren“ den Erläuterungen gut folgen können, hat der Autor alle Erklärungen so einfach und anschaulich wie möglich gehalten. Viele Rätsel, bei denen im „Nachspann“ auch immer die Lösung beleuchtet wird, geben einen noch besseren Einblick in so manche Aussagen des Autors. Für alle Leser, die sich mit Mathematik und Physik wohlfühlen, sollten die Erläuterungen daher keine wirklichen Probleme machen. 

Die Themen sind breit gefächert und umfassen Bereiche der Physik ebenso wie die der Mathematik. In elf große Kapitel aufgeteilt, beginnt das Buch nach einem kurzen Vorwort gleich mit einer Einführung in die moderne Physik. Es folgen spannende Einblicke in die Geheimnisse der Symmentrie und ihrer Berechnung, bevor der Autor seine Leser ins Reich der einfachen, der abstrakten und der kontraintuitiven Mathematik mitnimmt. Hier erfahren Zahlenfreunde nicht nur einiges über Gesetze und Randbedingungen in diesem Bereich, sondern erhalten z.B. auch einen kleinen Einblick in die Paradoxa der Unendlichkeit oder widmen sich u.a. auch analytische Reihen.

Die folgenden drei Großkapitel sind dann ganz der Physik gewidmet. Hier findet man Namen wie Galileo Galilei, Isaac Newton, oder trifft mit „alten Bekannten“ wie dem "Satz des Pythagoras“ oder den Maxwell Gleichungen zusammen oder erhält auch Erläuterungen z.B. zu Paradoxa in der Quantenmechanik. Erklärungen zu Fragen „Warum ist der Nachthimmel dunkel?“ oder „Warum können Flugzeuge fliegen?“ usw. sind hier ebenfalls zu finden. Das letzte dieser drei Großkapitel umfasst z.B. die Dimensionsanalyse inkl. „Aha-Erlebnis“, Größenordnungen von kleinen und großen Zahlen und vieles mehr. Physik- und Zahlenbegeisterte Leser werden von den locker gehaltenen Erklärungen des Autors bestimmt ebenso angetan sein wie von den eingestreuten Rätseln, welche zusätzlich herausfordern und zum Nachdenken anregen. – Und ganz ehrlich – wer kann schon einem guten Rätsel widerstehen?

Um Zahlen dreht sich alles im 9. Kapitel. Hier geht der Autor gleich zu Beginn auf die Frage „Wie groß ist zu groß?“ ein. Nach etwas Zahlentheorie umfasst dieses Kapitel auch Aussagen zur Geometrie der Raumzeit, aber auch Längen- und Zeitskalen.

Religion und Naturwissenschaft standen schon immer im Wettbewerb. Manchmal als Partner, oft genug aber auch als Gegner. Diesem Umstand hat der Autor ein weiteres, umfangreiches Kapitel gewidmet, in denen gleich zu Beginn grundlegende Fragen behandelt werden. In diesem Großkapitel werden auch berühmte Männer wie Einstein, Feynman, Hawking oder auch Pascal und ihr Verhältnis bzw. ihre Ansichten zur Religion vorgestellt.

Dualität oder der Wechsel der Perspektive bzw. die Verknüpfung z.B. von Mathematik und Physik hilft oft, komplexe Probleme in einem neuen Licht zu betrachten. Der Autor nimmt als Beispiel für seine Erläuterungen u.a. die Dualität in der Quantenmechanik, in der Springtheorie oder auch in schwarzen Löchern, bevor er das Großkapitel mit dem Unterkapitel über das „wignerschen Gesetz“ abschließt. In der Zusammenfassung am Ende des Buches geht Cumrun Vafa noch einmal kurz auf die zuvor besprochenen Themen ein und auf diesen Seiten findet sich auch noch das eine oder andere Rätsel.

Der Schreibstil ist sehr locker und entspannt, man merkt, dass es dem Autor ein großes Anliegen ist, seine Themen einem möglichst breiten Publikum zugänglich zu machen. Die vielen hilfreichen Abbildungen und die spannenden Rätsel mit den aufschlussreichen Lösungserklärungen sind sehr nützlich, um ein besseres Verständnis für die Erläuterungen von Cumrun Vafa zu bekommen. Natürlich kann der Autor alleine auf Grund der Komplexität der angeschnittenen Themen diese nur „anreißen“ und die Neugier wecken, sich näher damit zu beschäftigen – quasi als Übersicht, welche spannenden Themen auf interessierte Menschen warten. Alle Leser, die über Neugier, Forschungstrieb, einen Hang zu Mathematik bzw. Physik und gewisse – optimalerweise etwas erweiterte - Grundkenntnisse in diesen beiden Bereichen verfügen, werden mit Sicherheit viel Spaß mit diesem Buch haben.


Aufmachung des Buches
Die Covergestaltung des Softcoverbuches besticht durch seine klare und einfach gehaltene Gestaltung und passt sehr gut zum Thema. Der Text auf der Buchrückseite gibt einen kurzen, aber aussagekräftigen Einblick in das Buch. Darunter findet man die beiden Einschätzungen von Brian Greene und Edward Witten zu dem Buch, bevor eine sehr klein geschriebene Kurzvita des Autors den Text auf der Buchrückseite beschließt. 197 bedruckte und – durch Abstände, unterschiedliche Formatierungen und 93 Abbildungen – sehr leserfreundlich gestaltete Seiten fassen komplexe Themen kurz, knackig und - auch für interessierte Laien mit Grundkenntnissen - gut nachvollziehbar zusammen.

Nach einer Widmung gelangt man auf das gut strukturierte und übersichtliche Inhaltsverzeichnis, in dem nach einem Vorwort zwölf durchnummerierte Großkapitel, die sich auch ebenfalls durchnummerierte Unterkapitel zusammensetzen. Das 12. Kapitel bildet die Zusammenfassung und ein Stichwortverzeichnis schließt das Buch gut ab. 13 unbedruckte Buchseiten im Anschluss bieten genügend Platz für eigene Notizen.


Fazit
Der Buchtipp für alle entdeckungsfreudigen Leser, die sich für Zahlen, Formeln und dem "Dahinter" begeistern! In diesem tollen Sachbuch werden aktuelle Erkenntnisse - von der Symmentrie über die Relativitätstheorie bis zur Paradoxa in der Quantenmechanik oder der Dualität in schwarzen Löchern - mit Hilfe von Abbildungen und Rätseln anschaulich und nachvollziehbar erklärt. Man sollte jedoch beachten, dass auf Grund des Themas Zahlen und Formeln natürlich eine sehr große Rolle spielen. Daher sollten die Leser unbedingt über solides Grundwissen in den Bereichen Mathematik und Physik verfügen um die Aussagen, Erklärungen und Rätsel im Text auch gut nachvollziehen und würdigen zu können.


5 Sterne


Hinweise
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