Von Fritz Haake

Ein besonderer leiblicher Genuß, den die Stadt Stuttgart ermöglicht, ist das Schwimmen in Mineralwasser. Das damit verbundene Wohlgefühl lockt täglich viele hundert Menschen in die Becken der Mineralbäder. Wegen der ständigen Überfüllung können sich die Badenden nicht kreuz und quer durchs Becken bewegen, sie müssen vielmehr, um unangenehme Kollisionen zu vermeiden, geordnet im Kreis herumschwimmen. Allen steht dennoch der Genuß im Gesicht geschrieben

Zu den besten geistigen Genüssen, die man sich in Stuttgart verschaffen kann, gehört es, an der Universität bei Professor Hermann Haken zu lernen, daß aus der regelmäßigen Kreisbewegung der Schwimmer im Mineralbad weder nur auf schwäbischen Ordnungssinn noch ausschließlich auf die Strenge der Bademeister geschlossen werden kann. Vielmehr ist hier, so Haken, ein Prinzip sichtbar, das auch anderweitig in der unbelebten und belebten Natur am Werk ist, wenn geordnete Struktuen entstehen.

Flugreisende beobachten zuweilen, daß die unter ihnen schwebenden Wolken sich über weite Flächen zu recht regelmäßigen Gittern anordnen. Bei der Entstehung solcher Wolkenstraßen hält jedenfalls kein Bademeister Wache. Luft und Wassertröpfchen in der Atmosphäre organisieren sich hier von selbst. Es entsteht keine geschlossene Wolkendecke und auch kein regelloses Durcheinander von Wolken verschiedenster Größe, sondern eben ein gut geordnetes Muster.

Die Luft- und Wassermassen können sich selbst organisieren, weil sie kein abgeschlossenes System bilden, sondern offen sind gegenüber äußeren Einflüssen: Sie nehmen die vom Erdboden ausgehende Wärmestrahlung auf und geben gleichzeitig Wärme an kältere, höherliegende Schichten der Atmosphäre ab. Dabei ist wichtig, daß die Erhitzung von unten relativ zur Kühlung von oben hinreichend stark ist, daß also die Temperaturdifferenz der angrenzenden Schichten einen gewissen Schwellwert überschreitet – ähnlich wie im Schwimmbecken erst hinreichende Überfüllung herrschen muß, bevor diszipliniertes Kreisen für jedermann vorteilhafter ist als ungezügeltes Tummeln.

Die spontane Selbstorganisation geordneter Strukturen in offenen Systemen, die hinreichend intensiver Beeinflussung durch ihre Umgebung unterliegen, wurde von Hermann Haken das Prinzip der Synergetik genannt. Wir dürfen annehmen, daß Haken, als er dieses Prinzip erkannte und formulierte, weder von der freiwilligen Disziplin der Schwimmer im überfüllten Schwimmbecken ausging noch von der Betrachtung schöner Wolkenfelder. Ausgangspunkt war vielmehr die Theorie des Lasers, die Haken im Jahrzehnt zwischen 1960 und 1970 schuf.

Haken hatte sich schon vorher einen Namen gemacht, durch Beiträge zur Theorie des Exzitons, einer optisch nachweisbaren Elementaranregung in Halbleitern. Die Lasertheorie ist jedoch der große und bahnbrechende Beitrag Hermann Hakens zur theoretischen Physik. Sie erlaubt sehr befriedigende qualitative Einsichten in die Wirkungsweise des Lasers und in die Eigenschaften des Laserlichts. Darüber hinaus gibt sie die quantitative Erklärung für die ganze Fülle empirischen Materials, das die experimentelle Laserphysik zusammengetragen hat. Das zunftgemäße Verständnis und die Handhabung der Theorie – ein System nichtlinearer stochastischer Differentialgleichungen – erfordern Kenntnisse der Quantenmechanik von Licht und Materie sowie der Statistik von Vielteilchensystemen. An vielen Universitäten rund um den Globus halten Hochschullehrer inzwischen regelmäßige Vorlesungen über die Lasertheorie.