Universum

»Ideen sollten scheitern dürfen«

Auf der Suche nach der Weltformel wird die Physik immer mehr zur Esoterik – ein Gespräch mit dem Physiker Lee Smolin

Seit Albert Einstein ist die Physik auf der Suche nach einer »Theorie für Alles«. Zwei Kandidaten gelten derzeit als vielversprechend: die Stringtheorie, der zufolge die Welt aus winzigen schwingenden Saiten aufgebaut ist, und die Schleifen-Quantengravitation (»loop quantum gravity«), die den geometrischen Raum als Verkettung winziger Quanten und Schleifen beschreibt. Beide Fraktionen haben sich wenig zu sagen. Am Albert-Einstein-Institut in Potsdam tagen in dieser Woche die Anhänger der Schleifen-Quantengravitation auf ihrer Jahreskonferenz LOOPS 05. Lee Smolin, Professor am Perimeter Institute of Theoretical Physics in Waterloo, Kanada, ist einer ihrer Protagonisten.

DIE ZEIT: Seit hundert Jahren versuchen Physiker die Weltformel zu finden. Warum dauert das so lange?

Lee Smolin: Vom Anfang des 19. Jahrhunderts bis Mitte der 1970er Jahre hat die Physik sich sehr schnell weiterentwickelt, Theorie und Experiment gingen Hand in Hand. Die letzte wichtige Entdeckung war das Standardmodell der Teilchenphysik um das Jahr 1974, das bald darauf bestätigt wurde. Seitdem gab es zwar faszinierende Entwicklungen, aber die meisten sind theoretischer Natur ohne Vorhersagen für Experimente. Theorie und Experiment haben den Kontakt verloren.

ZEIT: Woran liegt das?

Smolin: Als Einstein seine Theorien veröffentlichte, machte er stets Vorhersagen, die man experimentell überprüfen konnte, etwa zur Relativitätstheorie oder zur Theorie der Lichtquanten. Als Einstein entdeckte, dass seine Theorien auch die Existenz von »Gravitationslinsen« vorhersagten, publizierte er diese Ergebnisse erst gar nicht, weil er daran zweifelte, dass man sie experimentell bestätigen könnte. Es gab in der Wissenschaft ein ungeschriebenes Gesetz, dass man nur dann eine Theorie veröffentlicht, wenn sie zu überprüfbaren Beobachtungen führt. Das ist heute nicht mehr der Fall, wie die Stringtheorie zeigt.

ZEIT: Was haben Sie gegen die Stringtheorie?

Smolin: Wir wissen inzwischen, dass es von der Stringtheorie 10 ⁵⁰⁰ unterschiedliche mögliche Versionen gibt, also praktisch unendlich viele. Die Theorie macht keine wie auch immer gearteten Vorhersagen. Die Stringtheorie steckt in einer Krise.

ZEIT: Die Zeitschrift Discover hat Sie den neuen Einstein genannt, weil Sie eine Alternative zur Stringtheorie mitentwickelt haben. Es gibt also Hoffnung.

Smolin: Zunächst mal mache ich mir Sorgen. Die Organisation von Wissenschaft in akademischen Institutionen verlangsamt den Fortschritt enorm, in Deutschland noch mehr als anderswo. Dazu braucht man nur zurückzublicken: Fast alle wichtigen Entdeckungen und Ideen kamen von Wissenschaftlern, die zwischen 20 und 30 Jahre alt waren. Aber was tun junge Forscher in einer hierarchisierten akademischen Welt, wenn sie Karriere machen wollen? Sie versuchen Leute zu beeindrucken, die zwei Generationen älter sind. Ein 25-Jähriger muss etwas leisten, was ein 65-jähriger Professor verstehen kann. Der wahre Fortschritt kommt aber nur dann, wenn junge Leute ihren eigenen Weg gehen.

ZEIT: Sie klingen ja wie ein Alt-68er. Wie jung sind Sie?

Smolin: Alt genug, um sagen zu können, dass ich die Physik seit 30 Jahren verfolge, was schon ziemlich unheimlich ist.

ZEIT: Wo würde Einstein heute landen?

Smolin: Er würde eine sehr gute Doktorarbeit schreiben, aber dann hätte er Schwierigkeiten. Vielleicht würde er an irgendeiner Universität Professor werden, aber jemand wie Einstein würde heute nicht an einer führenden Institution unterkommen. Das deutsche System ist sehr hierarchisch, und das führt dazu – in meinem Gebiet mit Sicherheit, aber bestimmt auch in anderen –, dass die Mehrheit der besten jungen deutschen Forscher außerhalb von Deutschland arbeitet. Da, wo man schneller vorankommt.

zeit : Aber es gibt in Deutschland doch die viel beschworene Freiheit der Forschung.

Smolin: Es gibt Forschungsprogramme, Fachbereiche und Forschungsanträge. Wenn man, wie damals Einstein, nicht an die Quantenphysik glaubt und seine Karriere darauf aufbauen möchte, jene Fragen zu beantworten, die die Quantenphysik offen lässt, dann ist das sehr, sehr schwer. Denn es gibt kein Forschungsprogramm, in dessen Rahmen man sich einordnen könnte.

ZEIT: Was schlagen Sie vor?

Smolin: Ideen sollten scheitern dürfen. Es besteht sonst die Gefahr, dass unproduktive Ideen unsterblich werden, wenn nur genügend Leute ihre Karriere darauf aufbauen.

ZEIT: Sie reden von der Stringtheorie.

Smolin: Das Problem ist das System. Aber in der Tat war die Stringtheorie sehr trendy, und ihre Anführer lassen keinen Zweifel daran, dass sie das Forschungsgebiet inhaltlich führen wollen und junge Leute ermutigen, bestimmte Dinge zu tun und andere zu lassen.

ZEIT: Sie selbst vertreten die Theorie der so genannten Schleifen-Quantengravitation. Was hat man darunter zu verstehen?

Smolin: Vor hundert Jahren glaubten die Menschen, Materie sei kontinuierlich. Dann erkannte man, nicht zuletzt durch Einstein, dass die Materie aus Atomen besteht. Ganz ähnlich wie damals kann man heute die Frage stellen, ob der Raum ein Kontinuum ist oder ob er nicht vielleicht auch aus kleinen diskreten Einheiten besteht. Genau das sagt die Schleifen-Quantengravitation: Wenn man zu den kleinsten Dimensionen vordringt, besteht die Geometrie aus winzigen – gequantelten – Einheiten, etwa Volumen- oder Oberflächeneinheiten.

ZEIT: Und wie kommen die Schleifen ins Spiel?

Smolin: Sie waren eine frühe Veranschaulichung dieser Struktur, eher eine Art Insiderwitz.

ZEIT: Wie klein sind die Raumkörnchen?

Smolin: Ungefähr 20 Größenordnungen kleiner als ein Atomkern.

ZEIT: Also nicht gerade der Alltagserfahrung zugänglich.

Smolin: Das nicht, aber sie können den Weg eines Lichtstrahls beeinflussen, der zehn Milliarden Jahre durchs All unterwegs war. Dieser Effekt ist messbar. So wie sich Wellenlänge und Frequenz eines Lichtstrahls zueinander verändern, wenn er durch Wasser scheint, wird Licht auch durch den gequantelten Raum beeinflusst.

ZEIT: Heißt das, es gibt für diese Theorie – anders als für die Stringtheorie – konkrete experimentelle Vorhersagen?

Smolin: Wenn man in kleinste Dimensionen vordringt, bis zur so genannten Planck-Skala, müsste man Abweichungen von Einsteins Relativitätstheorie sehen. Leider wissen wir noch nicht, ob man diese mit der Schleifen-Quantengravitation vorhersagen kann. Bestimmte Modelle tun dies zwar. Aber wir sind noch nicht so weit, dies als sicher verkünden zu können.

ZEIT: Vielleicht sind die 10 ⁵⁰⁰ Versionen der Stringtheorie doch nicht so unsinnig? Manche Wissenschaftler behaupten ja, all diese Lösungen beschrieben die verschiedenen möglichen Universen.

Smolin: Es ist nett, solche Ideen zu präsentieren. Aber wir müssen darauf bestehen, sie testen – oder falsifizieren – zu können. Darauf beruht der Fortschritt der Wissenschaft in den vergangenen 400 Jahren. Wenn man eine theoretische Struktur hat, die nichts erklärt und nichts vorhersagt, hört man auf, Wissenschaft zu betreiben. Dann haben wir es mit der Gefahr von nicht überprüfbaren Theorien wie dem »Intelligent Design« zu tun.

ZEIT: Aber Stringtheorie und Schleifen-Quantengravitation klingen auch recht esoterisch. Das Einzige, was ihre Anhänger eint, ist der Glaube an den Big Bang. Können wir uns die beiden Lager vorstellen wie die katholische und die evangelische Kirche?

Smolin: Mir gefällt dieses Schubladendenken nicht. Es gehört zu den negativen Seiten der akademischen Welt und verleitet Leute dazu, sich mit großen Forschungsprogrammen zu identifizieren. Das ist schlecht für die Wissenschaft.

ZEIT: Aber in Ihren Vorträgen machen Sie sich ja auch über »diese Typen« lustig, die eine Theorie mit 10 ⁵⁰⁰ Lösungen anbieten. Sie spielen mit.

Smolin: Meine ökumenischen Anstrengungen, um im Bild zu bleiben, wurden nicht gewürdigt. Ich werde als jemand gesehen, der ein rivalisierendes Forschungsprogramm verfolgt, egal wie viele Arbeiten ich in Stringtheorie veröffentliche. Stringtheoretiker zu sein ist mehr eine soziologische, keine intellektuelle Zuordnung. Man muss ein bestimmtes Set an Glaubensgrundsätzen verinnerlichen. Auch das ist leider eine Eigenheit der akademischen Welt.

Die Fragen stellte Max Rauner

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