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Die Suche nach einer Theorie von allem

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StoryShot #1: Vielleicht gibt es keine einheitliche Theorie

Fast alle berühmten Physiker haben versucht, die vereinheitlichende Theorie der Welt zu finden. Diese wird die Theorie von allem genannt. Newton, Einstein und Stephen Hawking waren alle auf der Suche nach dieser einen Theorie. Kaku ist ein weiterer Physiker, der von dieser Suche fasziniert ist, aber er ist auch offen für die Möglichkeit, dass es vielleicht keine einzige vereinheitlichende Theorie gibt. Es könnte unmöglich sein, die gesamte Physik des Universums in einer einzigen, sauberen Gleichung zu kodieren.

Die vier Grundlagen der Natur und der Physik sind das, was die Physiker zu vereinheitlichen versucht haben. Dabei handelt es sich um die Schwerkraft, den Elektromagnetismus, die "schwache Kraft", die für den radioaktiven Zerfall einiger Atomkerne verantwortlich ist, und die "starke Kraft", die die Atomkerne zusammenhält. Newton entdeckte die Gesetze der Schwerkraft, d. h. er verband die himmlische und die irdische Welt mit einer universellen Theorie der Gravitation. Die Gottesgleichung versucht, ein paar Schritte weiter zu gehen und eine universelle Theorie von allem zu schaffen. Hawking hat diese potenzielle Entdeckung bereits als den ultimativen Triumph der menschlichen Vernunft bezeichnet (falls dies überhaupt möglich ist).

StoryShot #2: Physikalische Entdeckungen revolutionieren die Gesellschaft

Die Physik hilft uns, die Naturgesetze zu verstehen, die unser Universum regieren. Aber Kaku weist darauf hin, dass die Physik viel mehr als das für die Gesellschaft getan hat. Er glaubt, dass Entdeckungen über die Naturgesetze das Potenzial haben, die Gesellschaft zu revolutionieren. Die Newtonschen Gesetze der Schwerkraft waren ein wesentlicher Bestandteil der Erfindung der Dampfmaschine. Diese Maschine war so einflussreich, dass sie die industrielle Revolution in Gang setzte, die einen so großen Einfluss auf unsere moderne Gesellschaft hat.

Nach dieser einflussreichen Entdeckung stellte Faraday die Gesetze der elektrischen und magnetischen Felder auf. Diese Theorien bildeten die Grundlage für die Technologie, die das elektrische Zeitalter vorantrieb. Dies begann mit revolutionären Erfindern wie Edison, und heutige Innovatoren wie Tesla stützen sich immer noch auf die vereinheitlichenden Theorien von Michael Faraday.

Die jüngsten Entwicklungen in der Physik sind mit der Quantenmechanik verbunden. Die Quantenmechanik versucht, die Eigenschaften der Materie auf kleinster Ebene zu erklären. Die Quantenrevolution hat die Innovation von Transistoren und Lasern ermöglicht. Eine Kombination aus dem elektrischen Zeitalter und dem Quantenzeitalter wird viele unserer zukünftigen technologischen Fortschritte vorantreiben.

StoryShot #3: Kontroversen haben die Suche nach einer einheitlichen Theorie verlangsamt

Trotz der großen Zahl von Physikern, die nach einer vereinheitlichenden Theorie suchen, geht die Suche weiter. Die Suche nach der Gottesgleichung wurde allerdings durch das Verhalten vieler Physiker in der Vergangenheit nicht gerade erleichtert. Kontroversen und Misserfolge haben die Fortschritte des Projekts einer einheitlichen Theorie von Anfang an gebremst. Faraday war der erste, der eine Vereinheitlichung von Schwerkraft und Elektromagnetismus vorschlug. Er führte 1832 von der Londoner Waterloo-Brücke aus eine Reihe von Experimenten durch. Bei diesen Experimenten ließ er Magnete fallen, in der Hoffnung, eine quantifizierbare Wirkung der Schwerkraft zu finden. Das Experiment schlug fehl, aber er blieb davon überzeugt, dass der Effekt existierte, vielleicht auf einem nicht nachweisbaren Niveau. Dies ist nur ein Beispiel für die Misserfolge von Physikern, die zu dem ungelösten Rätsel geführt haben, das wir heute noch haben.

Einige Physiker haben nicht nur versagt, sondern auch falsche Versprechungen gemacht. Erwin Schrödinger ist einer der Begründer der Quantenmechanik. Im Jahr 1947 beschloss er, eine große Pressekonferenz abzuhalten. In dieser Pressekonferenz behauptete er, die einheitliche Feldtheorie gefunden zu haben. Die Theorie fiel schon bald nach ihrer Überprüfung in sich zusammen. In Wirklichkeit konnte diese Theorie nicht einmal die Natur der Elektronen und des Atoms erklären. Sie konnte also sicherlich nicht die gesamte physikalische Welt erklären. Ähnliche angebliche Erfolge wurden von Werner Heisenber und Wolfgang Pauli erzielt. Auch ihre Theorien wiesen bei jeder Befragung Risse auf. 

StoryShot #4: Unsere neuesten Entwicklungen in der Quantentheorie

Unsere jüngsten Schritte in Richtung der Möglichkeit, eine Gottesgleichung zu finden, sind die Entdeckung der Quantenelektrodynamik und der Quantenchromodynamik. Erstere stellt eine Verbindung zwischen den Quantentheorien der Elektronen und des Lichts her. Letztere bietet eine Verbindung zwischen dieser Verbindung und den starken Kernkräften. Diese Kombination ergab ein Standardmodell der Teilchenphysik, das uns half, unser Wissen über den Zoo der subatomaren Teilchen zu erweitern. Dieses Modell wird seitdem als die Theorie von fast allem bezeichnet. Die Entwicklungen sind nach diesen Entdeckungen ins Stocken geraten, aber die Suche geht weiter.

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