By Josef Honerkamp

Wie kam es zu den wichtigsten Entdeckungen der Physik? Welche Hindernisse mussten überwunden, welche Vorstellungen über Bord geworfen werden? Wie stellt sich das etablierte Weltbild der Physik in seinen Grundzügen heutzutage dar?

Der Autor nimmt Sie mit auf eine unterhaltsame und anregende Reise durch die letzten Jahrhunderte, er zeigt Ihnen wichtige Meilensteile des physikalischen Fortschritts seit Galileo Galilei und erklärt Ihnen, welcher paintings die gewonnen Erkenntnisse sind.

Sie werden dabei erfahren, wie Physik „funktioniert", warum und in welcher shape es dort gesichertes Wissen gibt. Sie werden die Macht der naturwissenschaftlichen Methode kennen lernen, aber auch die Grenzen physikalischer Theorien. Sie werden ganz konkret den Lernprozess der Menschheit nachvollziehen können und dabei auch selbst etwas Physik lernen: die Grundzüge der Mechanik, des Elektromagnetismus und der Wärmelehre sowie die grundlegenden Ideen der wichtigsten Theorien des 20. Jahrhunderts, der Relativitätstheorien und der Quantenmechanik.

Das Buch ist für alle da, die einfach einmal wissen wollen, wie Physik funktioniert. Es wendet sich auch an Studierende der Physik, die einen Überblick über die Themen ihres Studiums zu schätzen wissen. Ausgebildete Physiker werden sicherlich auf etliches stoßen, was once sie so noch nicht gesehen haben.

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Klappe vorne

Auf dem Weg der Physik während der vergangenen Jahrhunderte wurden die Menschen mit immer neuen Vorstellungen konfrontiert. Geleitet durch Theorien, die der Prüfung durch das scan bisher standgehalten haben, wurden die Begriffe, die zur Erklärung der Welt notwendig werden, immer unanschaulicher, und sie waren stets so neu und unvorhersehbar, dass sie durch reines Denken allein wohl nie entdeckt worden wären. Als die Physiker begannen, in die Welt der kleinsten und größten Dimensionen einzudringen, mussten sie entdecken, dass wir die Natur außerhalb unserer menschlichen Erfahrungswelt nur verstehen können, wenn wir „Unvorstellbares" akzeptieren. Unsere Vorstellungskraft ist durch die Evolution geprägt und damit auf die Welt unserer menschlichen Erfahrungen beschränkt. Die Mathematik verbleibt als einzige Sprache für den Umgang mit diesen Begriffen.

Klappe hinten

Josef Honerkamp hat mehr als 30 Jahre als Professor für Theoretische Physik gelehrt, zunächst an der Universität Bonn, dann viele Jahre an der Universität Freiburg. Er ist Autor mehrere Lehrbücher, im Rahmen seiner Forschungstätigkeit hat er auf folgenden Gebieten gearbeitet: Quantenfeldtheorie, Statistische Mechanik, Nichtlineare Systeme und Stochastische Dynamische Systeme. Er ist Mitglied der Heidelberger Akademie der Wissenschaften.

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Und wenn man einen solchen Bezugspunkt ausgewählt hat, kann man diesen Punkt mit allen seinen Raumpunkten um ihn herum ein Bezugssystem nennen. In diesem kann man dann speziÀzieren, was Ruhe ist – nämlich Ruhe relativ zum Bezugspunkt. Und Bewegung ist auch immer eine Bewegung relativ zu einem Bezugspunkt. Wenn man dann noch ein Koordinatensystem einführt, also eine x-Achse, eine y-Achse und auch noch eine z-Achse, und schließlich noch deÀniert, in welchen Einheiten man die Abstände von Strecken messen will, dann kann man auch noch jede Bewegung quantitativ beschreiben: Jeden Punkt im Raume charakterisiert man zunächst durch drei Koordinaten, so dass man die Lage von Objekten relativ zum Bezugspunkt mithilfe dieser Koordinaten speziÀzieren kann.

Man konnte es aber drehen und wenden, wie man es wollte: Das Gravitationsgesetz wurde bei weiteren Untersuchungen immer wieder bestätigt. Newton entwickelte auch mithilfe dieses Gesetzes eine Methode zur Bestimmung von Kometenbahnen, so dass man die Zeiten der Wiederkehr der Kometen berechnen konnte. Der Astronom Edmund Halley wandte diese Methode auf den Kometen von 1682 an, berechnete aus dessen Beobachtungsdaten die Bahnparameter und erhielt für die Umlaufszeit 76 Jahre. Der Komet musste also insbesondere in den Jahren 1607 und 1531 gesehen worden sein und 2 Die Bewegung 41 1758 wiederkehren.

Wie schon erwähnt, konnte erst etwa 250 Jahre später Albert Einstein diese Tatsache im Rahmen seiner Allgemeinen Relativitätstheorie erklären. Ist also nun der Impuls gleich der Masse multipliziert mit der Geschwindigkeit, so ist die Impulsänderung gleich der Masse multipliziert mit der Geschwindigkeitsänderung. Aber wie kann man eine Geschwindigkeitsänderung in mathematische Worte fassen? Betrachten wir zunächst statt der Geschwindigkeitsänderung eine Änderung des Ortes. Der Ort des Körpers, ausgedrückt durch die Koordinaten seines Schwerpunktes, ist ja die Grundgröße, die uns letztlich interessiert – und das in Abhängigkeit von der Zeit.

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