Ein zweidimensionales Band, aus dem durch Drehungen ein dreidimensionales Gebilde wird

Er hätte ebenso gut segeln gehen können. Auf dieses niederschmetternde Resümee brachte der Biograf Albrecht Fölsing die letzten drei Lebensjahrzehnte Albert Einsteins. Dabei hatte Einstein nach der Relativitätstheorie noch viel vorgehabt – er wollte eine Antwort finden auf seine berühmte Frage "Hatte Gott eine Wahl, als er die Welt erschuf?". Einstein glaubte, die Antwort laute Nein. Deshalb suchte er die "Weltformel" – eine Theorie, die erklärt, dass die Welt exakt so sein müsse, wie sie sei, dass also nicht einmal Gott sie hätte anders erschaffen können. Doch Einstein suchte umsonst. Die Notizen zu einer "vereinheitlichten Feldtheorie" stapelten sich nach seinem Tod im Jahr 1955 auf seinem Schreibtisch in Princeton – Dokumente vergeblicher Mühen.

Nach Einstein hätte noch eine ganze Generation von Seglern folgen können. Seine Nachfolger setzten seine Suche mit ähnlicher Unverdrossenheit und ähnlich bescheidenem Erfolg fort. Es gab ein paar Ideen und viele Enttäuschungen. Seit ein paar Jahren jedoch wächst die Zuversicht der Physiker wieder. Viele von ihnen sind inzwischen überzeugt, die Blaupause der Weltformel bereits in Händen zu halten: Es ist ausgerechnet die viel geschmähte Stringtheorie. Lange war umstritten, ob sie mehr ist als elegante Mathematik. Doch allmählich schwinden die Zweifel. "Wenn die Stringtheorie nicht selbst schon die finale Theorie ist", erklärt der Nobelpreisträger David Gross von der University of California in Santa Barbara, "dann ist sie zumindest ein sehr wichtiger Schritt dorthin."

Die Stringtheorie ist nicht einfach eine Theorie, sie ist ein Politikum. Physiker hassen oder lieben sie, nur wenige beziehen Positionen dazwischen. Dabei waren ihre Anfänge ziemlich unscheinbar. Sie entstand um 1970 aus Versuchen von Physikern, die sogenannten "schwergewichtigen" Elementarteilchen – wie Neutronen oder Protonen – in ein Ordnungsschema zu bringen. Das funktionierte verblüffend gut, und so versuchten die Theoretiker, die Formeln auch auf andere Teilchen und Kräfte auszuweiten. Das funktionierte anfangs nicht so gut. Ein Jahrzehnt lang knobelten die Physiker, bis sie überhaupt eine widerspruchsfreie Formulierung gefunden hatten.

Die ganze Welt aus schwingenden Saiten

Die Grundidee der Stringtheorie ist so simpel, dass jeder sie verstehen kann: Alle Materie besteht aus winzigen, schwingenden "Saiten" (strings). Die Vielfalt ihrer Schwingungen erzeugt die Vielfalt der Teilchen und Kräfte – ähnlich wie die Schwingungen der Saiten einer Gitarre alle möglichen unterschiedlichen Melodien hervorbringen können. So soll zum Beispiel die Schwerkraft aus den Schwingungen geschlossener, also ringförmiger Strings entstehen. Klingt simpel. Aber es ist äußerst knifflig, daraus eine wirklich aussagekräftige physikalische Theorie zu schmieden. So zeigt sich, dass die Strings in vieldimensionalen Räumen schwingen müssen, die geometrisch verzerrt und gekrümmt sein können, oder auch "nicht-geometrisch". Wie man sich das vorstellt? Am besten gar nicht. Selbst Experten scheitern daran. Damit rechnen lässt sich aber umso besser.

Bis in die 1990er Jahre entwickelten die Stringtheoretiker immer verwegenere Formelwerke von großer mathematischer Eleganz. Allerdings verloren sie vor lauter Mathematik mehr und mehr die Wirklichkeit aus den Augen. Um die Jahrtausendwende wurde es den Kritikern zu bunt. Sie warfen den Stringtheoretikern vor, statt echter Naturwissenschaft nur noch mathematische Spiegelfechterei zu betreiben. Die Stringtheorie, so lautete die Kritik, entziehe sich der experimentellen Prüfung und erstarre zur Ideologie; sie sei ein Ungetüm von mathematisch kaum zu überblickender Komplexität und empirisch mickriger Vorhersagekraft. Ihre Vertreter würden sie mit politischer Macht durchsetzen statt mit wissenschaftlichen Argumenten – etwa indem sie nur gefügigen Schülern zu akademischen Stellen verhülfen.

Noch nicht einmal eine Theorie

Selbst den Protagonisten der Stringtheorie wurde zu dieser Zeit ihr Geisteskind unheimlich: "Die Schönheit wurde zum Biest", erklärte Leonard Susskind, einer der Mitbegründer der Stringtheorie. Im Jahr 2006 erreichte die Anti-String-Bewegung ihren Höhepunkt, als die Physiker Lee Smolin und Peter Woit ihre Protestbücher The Trouble With Physics und Not Even Wrong veröffentlichten. "Nicht einmal falsch" sei sie, warf Woit der Stringtheorie vor. Viele Physiker weigerten sich, sie überhaupt noch als echte Theorie anzuerkennen.

Inzwischen aber sind die Kritiker leiser und die Befürworter wieder selbstbewusster geworden. Denn allmählich findet die Stringtheorie den Kontakt zur Wirklichkeit. Sie ist inzwischen so weit entwickelt, dass sie überprüfbare Aussagen über physikalische Systeme macht. "Die Stringtheorie hat fruchtbare neue Ideen für die Teilchenphysik und die Kosmologie gebracht und unerwartete Verbindungen zur Schwerionenphysik und anderen exotischen Materiezuständen gefunden", sagt einer der weltweit führenden Stringtheoretiker, Joe Polchinski von der University of California in Santa Barbara. Und Dieter Lüst, Direktor am Max-Planck-Institut für Physik in München, lobt: "Heute kann die Stringtheorie Vorhersagen machen, die vor ein paar Jahren noch in weiter Ferne lagen."

So können die Theoretiker aus ihren Stringformeln zum Beispiel Eigenschaften sogenannter Quantenflüssigkeiten ableiten, etwa von Supraleitern und extrem heißer Materie, wie sie in Teilchenbeschleunigern entsteht. Mithilfe der "Saitentheorie" lässt sich berechnen, wie zäh solche Flüssigkeiten sind (Ergebnis: eher dünnflüssig).