Der wahre Teekenner läßt das Wasser im Teekessel erst richtig sprudeln und aufbrausen, ehe er die Blätter übergießt. Während der Tee maximal fünf Minuten zieht, werden sich nur die wenigsten Menschen darüber den Kopf zerbrechen, daß das kochende Wasser im Teekessel Physikern mit das meiste Kopfzerbrechen macht.

Die harte Nuß heißt in der Fachsprache Phasenübergang, in unserem Fall vom flüssigen in den gasförmigen Zustand, Derartige Übergänge sind in der Natur gang und gäbe. Denn die meisten chemischen Elemente und Verbindungen kommen in drei Phasen vor: fest, flüssig und gasförmig. Aber auch andere Erscheinungen, wie der Ferromagnetismus oder die Legierung zweier Metalle, bezeichnen Physiker als Phasenübergänge.

Vor elf Jahren bekam das schwierige Forschungsfeld den entscheidenden Schub für eine seitdem rasante Entwicklung. 1971 fand der damals 35jährige amerikanische Physiker Kenneth Wilson eine mathematische Methode, mit deren Hilfe sich solche und ähnliche Probleme berechnen lassen. Für seine "Theorie der Renormalisierungsgruppe" wurde Wilson jetzt mit dem Nobelpreis für Physik 1982 geehrt.

Innerhalb von nur zwei Jahren erhielt der amerikanische Wissenschaftler damit die beiden wertvollsten und angesehensten naturwissenschaflichen Auszeichnungen: 1980 empfing er den 100 000 Dollar schweren Wolf-Preis zusammen mit seinen Landsleuten Michael Fisher und Leo Kadanoff in der israelischen Knesset. Und nun erwies ihm das Nobelpreis-Komitee sogar eine besondere Ehre: Wilson ist seit elf Jahren der erste alleinige Physikpreisträger. 1971 hatte der gebürtige Ungar Dennis Gabor die Auszeichnung für die Entdeckung der Holographie erhalten.

Kenneth Wilson wurde am 8. Juni 1936 im Städtchen Waltham im amerikanischen Bundesstaat Massachusetts geboren. Sein Ausbildungsgang ist typisch für eine Reihe hochkarätiger theoretischer Physiker nach dem Zweiten Weltkrieg: Er studierte bis 1956 an der Harvard-Universität und legte am nicht minder renommierten California Institute of Technology fünf Jahre später die Doktor-Prüfung ab. Es folgten zwei Wanderjahre, die ihn an das europäische Kernforschungszentrum CERN in Genf führten. Anschließend nahm er den Ruf der Cornell Universität in Ithaca im Bundesstaat New York an, wo er noch heute als Physikprofessor forscht und lehrt.

1971 gelang ihm mit der Weiterentwicklung der Renormalisierungsgruppe ein entscheidender Durchbruch. In der Verleihungsurkunde der Wolf Foundation heißt es dazu, "Wilsons Arbeiten über Phasenübergänge haben das Gebiet revolutioniert".

Die mathematische Technik der Renormalisierung ist eher kompliziert. Worum es physikalisch geht, läßt-sich aber auch am Wasserkessel demonstrieren. Man kann das Wasser als eine homogene Flüssigkeit betrachten oder als Ansammlung nahezu unendlich vieler einzelner Moleküle. Sollen etwa die Bewegungen der Wasserwellen im Ozean berechnet werden, dann fällt die Kraft zwischen zwei Wassermolekülen nicht ins Gewicht. Andererseits ist es für das Studium der Einzelkräfte zwischen zwei Molekülen unerheblich, ob diese sich im Meer oder im Teekessel befinden. Die Physiker sprechen hierbei von einem Größenordnungs- oder Skalenproblem. Die typische Längenskala bei Wellen reicht von einigen Zentimetern bis zu einigen Kilometern, während die charakteristische Länge im Molekülverband wenige zehnmillionstel Millimeter beträgt.