Das wichtigste Wissen E-Book

Ernst Peter Fischer

• Herausgeber: C. H. Beck
• Kategorie: Wissenschaft und neue Technologien
• Sprache: Deutsch
• Veröffentlichungsjahr: 2020

Beschreibung

Dieser Band bietet einen spannenden Überblick über Meilensteine unseres Wissens. Kompetent und verständlich werden Entdeckungen beschrieben, Erfindungen vorgestellt und Ideen erläutert, mit denen Menschen die Welt verändert haben: die Anfänge der Schrift, die Geburt der Wissenschaft, der Buchdruck, die Kopernikanische Wende, Newtons Überlegungen zum Kosmos und zur Schwerkraft, die Dampfmaschine, die Welt der Atome, Einsteins Relativitätstheorie, die Tektonik der Erdplatten, die Fortschritte der Genetik – und vieles, vieles mehr. Es wird aber auch nicht verschwiegen, wann und auf welche Weise in der Geschichte das Wissen seine dunkle Seite offenbarte und missbraucht wurde.

Leseprobe

Ernst Peter Fischer

DAS WICHTIGSTE WISSEN

Vom Urknall bis heute

C.H.Beck

Zum Buch

Es mag vermessen scheinen, in einem schlanken Büchlein das wichtigste Wissen präsentieren zu wollen – aber es ist nicht vermessen, in diesem Format darüber nachzudenken, was zu diesem großen Thema gehören könnte. Anstatt seine Leserinnen und Leser mit einer Fülle von Daten, Fakten, Formeln und Kalender-Wissen einzuschüchtern, bietet Ernst Peter Fischer luzide Orientierungen über wahrhaft überwältigende Wissensrevolutionen in allen Lebensbereichen. Ausgehend von der Frage, was Energie ist und welche Bedeutung sie etwa in Form von Licht für die belebte und unbelebte Materie hat, führt er uns Schritt für Schritt durch eine wunderbare Welt des Wissens und erläutert erzählerisch und anschaulich die im Laufe der Geschichte immer wieder neu hinzugekommenen Erkenntnisse. Manchmal zeigt er dabei, wie vor uns ein weiser Mann gedacht und wie wir’s dann zuletzt so herrlich weit gebracht – und er zeigt immer wieder, wo es in der Entwicklung der Menschheit vorbei war mit der Herrlichkeit und die Nachtseite der Wissenschaft die Oberhand gewann. Das Bewusstsein dafür ist gewachsen, und so geht die Suche nach Erkenntnis auch einher mit ethischen Überlegungen – etwa auf dem Feld der Genetik. Die meisten Menschen möchten weniger Grenzen und Ohnmacht des Wissens erfahren, als der Wahrheit gegenüberzutreten.

Über den Autor

Ernst Peter Fischer wurde nach einem Studium der Mathematik, Physik und Biologie am California Institute of Technology promoviert. Er war Schüler des Nobelpreisträgers Max Delbrück. Nach seiner Habilitation im Fach Wissenschaftsgeschichte lehrte er in Konstanz und Heidelberg. Mit seinem Buch über «Die andere Bildung» wurde er einem Publikum weit über die Grenzen seines Faches hinaus bekannt. Er wurde wiederholt mit Preisen ausgezeichnet, unter anderem mit dem Eduard-Rhein-Kulturpreis und der Lorenz-Oken-Medaille der Gesellschaft Deutscher Naturforscher und Ärzte.

Inhalt

Vom Zauber des Wissens

Ein Märchen aus unserer Zeit

Vorwort: Vom Zauber des Wissens

1. Das Licht und seine Energie

2. Die Erde im Kosmos

3. Der Blick auf das Leben

4. Homo sapiens und sein Genom

5. Umwälzungen in der Geschichte

6. Menschen und Maschinen

7. Zeit für die Kunst oder Vom Wissen zur Wahrheit

Empfehlungen zum Weiterlesen

Personenregister

Für Wolfram Huncke und Thorwald Ewe,

die wissen, wie wichtig Wissen war und wird

Vom Zauber des Wissens

STUDIO ET VIGILANTIA – Durch Eifer und Wachsamkeit (erwirbt man sich Wissen).

Die Eule der Minerva – seit Jahrtausenden Symbol höchster Weisheit – erhebt sich aus einem Buch und breitet ihre Flügel aus, um im nächsten Moment zum Flug um die Welt anzusetzen. Es ist dies nicht nur eine Welt des Geistes, die das Buch symbolisiert, sondern, wie die Umgebung zeigt, auch die Natur, die Lebenswirklichkeit des Menschen und seine Geschichte, die sich in den alten Bauwerken im Hintergrund spiegelt – mithin alles, woraus sich Wissen und Weisheit speisen. Wir entnehmen die Darstellung George Withers «A Collection of Emblemes, Ancient and Moderne», London 1635.

Ein Märchen aus unserer Zeit

In einem fernen Land lebte ein König, der eines Tages wissen wollte, was wirklich wichtig ist. Er rief seine Gelehrten zusammen und bat sie um Auskunft. Sie arbeiteten lange und emsig und legten bald eine Reihe aus Hundert Bänden vor. «Nein», sagte der König, «ich möchte das kürzer», und so rückten die Gelehrten erneut zusammen. Bald kehrten sie mit einem Buch zurück. «Nein», sagte der König, «ich möchte nur einen Satz.» – «Dann müssen wir den Weisen aus der Wüste fragen», verkündeten die Gelehrten. Sie gingen zu ihm, teilten ihm den Wunsch des Königs mit und vernahmen des Eremiten Antwort: «Alles wird vorübergehen.»

Vorwort: Vom Zauber des Wissens

«Wissen hat einen Zauber, den diejenigen nicht begreifen können, die von ihm nie ergriffen worden sind», schreibt Gottfried Wilhelm Leibniz in seinen «Essais de théodicée». Zum Glück haben jedoch viele Menschen Lust auf dieses magische Erleben, und so konnte das Wissen im Laufe der Geschichte «ein Verhalten, eine Leidenschaft» werden, wie Robert Musil seinen «Mann ohne Eigenschaften» bemerken lässt. Der wissensorientierte Mensch scheint dem österreichischen Schriftsteller geradezu unvermeidlich geworden, denn: «Man kann nicht nicht wissen wollen.» Dieser Gedanke ist so alt wie die Philosophie selbst; Aristoteles sieht das menschliche Streben nach Wissen gar in der Natur unserer Spezies angelegt und begründet es gleich im ersten Satz seiner «Metaphysik»: Menschen wollen etwas wissen, weil sie Vergnügen an der Welt dank ihrer Wahrnehmung empfinden. Sie heißt bei Aristoteles «aisthesis» und lässt etwas vom Zauber des Wissens anklingen. So wohnt dieser anthropologischen Grundkonstante also auch etwas Ästhetisches inne, und wer sich auf sie einlässt, erlangt – darf man dem mittelalterlichen Denker Albertus Magnus glauben – Glückseligkeit.

Wissen – und dies sei der Beitrag des Autors des vorliegenden kleinen Buches zum Thema – verschafft Freude und lässt einen Freunde finden. Wenn es mir gelingen sollte, dies als «Das wichtigste Wissen» zu vermitteln, dann hat mein Buch seinen Zweck vollauf erfüllt. Dabei spielt es eine ganz untergeordnete Rolle, Faktenwissen schwarz auf weiß nachzuschlagen oder anzuklicken, um es so «getrost nach Hause tragen» zu können, wie es vor 250 Jahren Goethe, die deutsche Allzweckwaffe für kluge Sprüche, mit feiner Ironie formuliert hat. Wichtig ist vielmehr, dass sich mit jedem erzählbaren Wissen ein Zauber entfaltet, der Lust auf mehr verbreitet, vielleicht sogar auf den einen oder anderen Band in der Reihe des Wissens, in der dieser kleine Text erscheint.

Natürlich ist für jeden Einzelnen etwas anderes wichtig als für die Gemeinschaft der Menschen, die nicht zuletzt wissen will, welche Zukunft ihr bevorsteht, und dabei bemerkt, dass das künftige Leben von einem Wissen abhängt, das man erst noch suchen muss, bevor man es nutzen kann. Diese verantwortungsvolle Aufgabe wird nicht zuletzt den Naturwissenschaften zufallen, deren Werden und Wirken ein Gutteil dieses Bandes gewidmet ist. Doch wenn uns auch – wie der griechische Dichter Pindar schreibt – die Zukunft verhängt ist und die Menschen nicht wissen, wie sie leben werden, so wissen sie doch, dass sie in einer besseren Welt leben wollen – einer Welt, die sie selbst mit ihrem Wissen schaffen können, ohne dabei den Weg zu sich selbst aus den Augen verlieren zu dürfen.

Die Idee, «Das wichtigste Wissen» als Schöpfung des Menschen in sieben Kapiteln zu beschreiben, so wie die Bibel die Erschaffung der Welt in sieben Tagen erzählt, ist im Gespräch mit meinem Lektor Stefan von der Lahr vom Verlag C.H.Beck entstanden. Diese seit alters faszinierende Sieben-Zahl für die Gliederung einer Woche verdankt sich einer Einteilung, die vor Jahrtausenden in Mesopotamien – dem Land zwischen den Strömen Euphrat und Tigris – eingeführt worden ist. Diese Zeiteinteilung ist so wohlgelungen, als wäre sie eine göttliche Eingebung, und hat sich bis heute in der Welt gehalten. Bei der Gestaltung, Feingliederung und Messung der Zeit selbst haben – je später, desto mehr – Empirie, Wissenschaft und Technik geholfen, um schließlich unserem Leben mit immer mehr Maschinen seine gegenwärtige Prägung zu geben –, geradeso wie der Welt im Ganzen.

Inzwischen scheint die Welt gar selbst in einer Maschine angekommen zu sein, die die Menschen in ihrer Hand halten und aus der sie viel von dem Wissen beziehen, mit dem sie den Alltag bestreiten. Die Grundlage für dieses technische Wunderwerk und seine Zuhandenheit verdanken sie einer Wissenschaft, die dem Wissen im 20. Jahrhundert eine neue Qualität verleihen konnte. Gemeint ist die Physik, die im Bereich der Atome auf eine verschränkte Welt gestoßen ist. Ihre Teile existieren nicht für sich, sondern als offene Gegebenheiten dank der Wechselwirkung mit der Umgebung – einer Umgebung, zu der auch die Menschen selbst gehören. Was sie mit ihrer Wissenschaft beschreiben, ist dann nicht mehr die Welt, sondern das Wissen über sie. Wissen ist Menschenwerk, und von seiner Erschaffung erzählt dieses Buch in sieben kurzen Kapiteln.

Was sich dabei vor allem zeigen wird, kann man durch den Satz ausdrücken: «Die Welt ist ein Ganzes, das gar keine Teile hat.» Diese treten nur deshalb hervor, weil sie Namen bekommen haben, damit man über sie reden kann. So ein Ganzes ist schon länger bekannt, denn – um noch einmal Goethe zu zitieren – «Bezüge sind alles», und er spitzt diese Erkenntnis in einem Brief an seinen Freund Carl Friedrich Zelter weiter zu: «Bezüge sind das Leben.» Diese Sichtweise bestätigt die moderne Biologie, wenn sie ihren Blick von den einzelnen Genen auf das gesamte Erbgut (Genom) mit seinen Wechselwirkungen lenkt. Dabei tritt der Mensch nicht mehr als Individuum, sondern als dynamische Einheit aus eigenen Zellen und fremden Lebensformen hervor.

Beziehungen aber prägen auch die Geschichte, wie der Literaturwissenschaftler Ernst Robert Curtius im vergangenen Jahrhundert erkannt hat, als er «Elemente der Bildung» betrachtete und mit ihrer Hilfe durchschaute, dass nicht einmal eine Untergrundbahn fahren würde, wenn Menschen nicht zuvor den Himmel betrachtet hätten. Welch eine Transformation von Wissen! Doch: «Jedes Wissen muss zugleich ein Verändern sein» –, und so zeigt sich Curtius davon wenig überrascht, wenn er das Wesen von Bildung durchdenkt, die stets einen Prozess mit dem Bilden von immer neuen Formen meint. Das Wissen verändert die Menschen – jeden Einzelnen und alle zusammen –, und die Menschen verändern mit ihrem Wissen die Welt. Sie können nicht anders – denn sie können, wie bereits zitiert, «nicht nicht wissen wollen». Es ist ein gleichermaßen schmerzlicher wie lustvoller Erkenntnisprozess, dabei zu lernen, dass die Geheimnisse der Welt mit zunehmendem Wissen nicht abnehmen, sondern an Tiefe gewinnen. Wer dies begreift und verinnerlicht, wird mehr Ehrfurcht vor der Schöpfung und ihren Elementen bekommen und mehr Rücksicht auf die Welt und seine Mitmenschen nehmen. Vielleicht offenbart sich auf diese Weise dann tatsächlich das wichtigste Wissen.

D-Auto oder E-Auto, das ist hier die Frage! Wie anregend Wissen auf die menschliche Phantasie wirken kann, belegt eine Planskizze aus dem 19. Jahrhundert für einen dampfgetriebenen Wagen, der auf einer Idee von Sir Isaac Newton (1643–1727) beruht.

1. Das Licht und seine Energie

Am Anfang lag Finsternis über der Urflut, und der Geist Gottes schwebte über dem Wasser. So steht es im Ersten Buch Mose, und so kann man es glauben und erzählen. Wissen sollte man aber, was die Physik seit dem 19. Jahrhundert in ihrem Ersten Hauptsatz erkannt hat, dass nämlich die Welt von ihrem Beginn an mit Energie gesegnet und gefüllt gewesen sein muss. Energie macht ihr Sein aus. Sie ist unzerstörbar, wie sich die Einsicht auch ausdrücken lässt, der zufolge die Energie der Welt konstant bleibt, während sie ihre Erscheinungsformen wechselt und etwa Wärme in Bewegung verwandelt wird oder umgekehrt. Und während die Energie erhalten bleibt, verändert sie mit ihrer variablen Form die Welt, ohne dabei von der geheimnisvollen Zeit zu lassen, in der sich ihr Wirken entfaltet.

Mit den Worten «Es werde Licht!», wurde der Energie befohlen, sichtbar zu werden. Die biblischen Erzähler konnten nicht wissen, dass die für Augen wahrnehmbaren Strahlen mit dem Spektrum ihrer Farben nur einen winzigen Ausschnitt des gesamten Lichts bilden, von dem Physiker heute Kenntnis haben. Im Laufe der Geschichte ist es gelungen, immer mehr unsichtbare Lichtenergie aufzuspüren, die für das menschliche Auge nicht wahrnehmbar ist. Diese Beobachtungen ziehen kulturelle Folgen nach sich, denn die Welt ist dadurch nicht mehr so, wie sie sich im äußeren Licht der Sonne zeigt. Sie ist vielmehr so, wie sie im inneren Licht der Phantasie erscheinen kann. Die Welt wird zur Erfindung von Menschen, was sich in der Wissenschaft in abstrakten Theorien – etwa denen von Albert Einstein – und in der Kunst in abstrakten Bildern – etwa denen von Pablo Picasso – zeigt.

Die Entdeckung von unsichtbarem Licht beginnt im 19. Jahrhundert mit der Wärmestrahlung und im Bereich des Ultravioletten; sie setzt sich mit dem Röntgenlicht über die Radiowellen fort und reicht bis zu den energiereichen Strahlen, die radioaktive Atome aussenden, wenn sie sich spontan wandeln, wobei aus dem Element Uran zum Beispiel Radium werden kann. Mit dieser Beobachtung des Zerfalls verloren die Atome erstmals ihren Nimbus der Unteilbarkeit, über den sie seit der Antike verfügten. Diese Vorstellung musste endgültig aufgegeben werden, als kurz vor Beginn des 20. Jahrhunderts der Nachweis gelang, dass Atome kleinere Einheiten namens «Elektronen» beherbergen, die sich aus ihnen lösen lassen: Atome sind teilbar, ohne dass man aufgehört hätte, sie weiter «unteilbar» – átomos – zu nennen. Eine lässliche Sünde sprachlicher Ungenauigkeit: Schwärmen doch Menschen auch nach wie vor von Sonnenuntergängen, obwohl sie seit Jahrhunderten wissen (können), dass es die Drehung der Erde ist, die sie abends besonders deutlich wahrnehmen, wenn sich der Horizont vor die Sonne schiebt; und sie machen sich ebenfalls kaum klar, dass sie die Hälfte ihres Lebens mit dem Kopf nach unten im Weltall hängen und deshalb gar nicht wissen, wo oben und wo unten ist.

Im 20. Jahrhundert wurden die Atome zweigeteilt, nämlich in einen Kern, in dem der Großteil ihrer Masse steckt, und die ihn umtanzenden Elektronen, die ihre Bewegungsenergie in Licht verwandeln können. Dieser Vorgang lässt sich zwar berechnen, aber damit versteht man noch nicht, wie er tatsächlich abläuft. Es weiß auch niemand so genau, wie die ebenfalls kalkulierbare Energie im Inneren der Sonne entsteht, die nach ihrer Lichtwerdung die Erde erreicht und das Leben auf dem Planeten versorgt. Man weiß allerdings, dass dabei Wasserstoffatome zu Helium fusionieren und so die Wärme produzieren, die allmählich nach außen wandert und als Strahlung in das All entlassen wird. Die Energiebilanz dieses Geschehens lässt sich berechnen, seit Albert Einstein 1905 den unheimlich wirkenden Zusammenhang bemerkt hat, der sich mit der Gleichung E = mc2 ausdrücken lässt. Die Energie E in einer Masse m ergibt sich, wenn man sie mit dem Quadrat der Lichtgeschwindigkeit c multipliziert, was eine immens große Zahl ergibt, da Licht mit knapp 300.000 km/sec unterwegs ist und nur etwas mehr als eine Sekunde bis zum Mond braucht.

Die Formel E = mc2 bringt erstaunliche Konsequenzen mit sich, zum Beispiel dann, wenn mit immer größerem Energieaufwand immer kleinere Teilchen zertrümmert werden sollen. Bei diesen Vorgängen kann sich die eingesetzte Energie zuletzt materialisieren, so dass die Stücke im Verlauf des Teilens paradoxerweise nicht kleiner, sondern größer werden. Und als Chemiker im Jahre 1938 die Versuche fortsetzten, die zuvor von der durch die Nationalsozialisten vertriebenen Physikerin Lise Meitner begonnen worden waren und in denen sie Neutronenstrahlen auf Uransalze gelenkt hatte, bemerkte Otto Hahn, dass dabei das Element Uran in Barium verwandelt wurde. Er informierte Lise Meitner, die im Exil ausrechnen konnte, dass bei dieser Kernspaltung etwas Besonderes passiert sein musste. Bariumatome verfügen über weniger Masse als das Uran, was bedeutete, dass bei seiner Umwandlung Energie frei geworden war. Lise Meitner konnte mit Einsteins Gleichung E = mc2 als Erste zu Weihnachten 1938 ausrechnen, dass sich mit diesem Prozess ein gefährlich helles Licht entzünden lässt. Es strahlte bald Heller als tausend Sonnen aus den Atombomben, die bis zum Ende des Zweiten Weltkriegs erst gebaut und dann auch eingesetzt wurden.

Als Einstein die Äquivalenz von Masse und Energie erkannte, wussten die Physiker viel zu wenig von Atomen, um an Bomben zu denken. Zur historischen Wahrheit gehört weiter, dass Einstein gar nicht wissen wollte, wie viel Energie in Masse steckt. Ihn interessierte umgekehrt, wie sich die Trägheit eines Körpers ändert, wenn sein Energiegehalt steigt. Seine Gleichung sollte daher besser in der Form m = E/c2 geschrieben werden, was natürlich weniger spektakulär ist.

1905 wird gerne als Einsteins Wunderjahr bezeichnet, weil er damals fünf große Arbeiten vorlegte, die alle den Nobelpreis verdient hätten. Bekommen hat er ihn für einen Vorschlag, den er selbst als revolutionär bezeichnet hat und der vom Licht handelt, genauer von dessen Verwandlung in Strom, was man als photoelektrischen Effekt untersucht und nicht verstanden hatte. Bei der Bestrahlung von Metallen geraten offenbar deren Elektronen in Bewegung, und das liegt weniger an der Intensität des einfallenden Lichts und mehr an dessen Frequenz. So harmlos dieser Befund klingt, so revolutionierte Einstein mit seiner Hilfe doch die Physik, wobei er nach seiner Deutung des Geschehens meinte, jeden Boden unter den Füßen verloren zu haben.

Als der noch unbekannte Einstein sich den photoelektrischen Effekt vornahm und damit das Wechselspiel von Licht und Materie ins Auge fasste, gab es eine Gewissheit in seiner Wissenschaft, die er bald opfern musste – worauf gleich einzugehen sein wird –, und eine Neuerung, die vor ihm noch niemand ernst genommen hatte. Die Neuerung ging auf Max Planck zurück, der im Jahre 1900 einen folgenreichen Vorschlag unterbreitet hatte, um die Farben zu verstehen, in denen ein schwarzer Körper leuchtet, wenn er erhitzt wird. Nach jahrelangem erfolglosem Nachdenken über ein Strahlungsgesetz führte Planck in einem Akt der Verzweiflung in seine Wissenschaft das ein, was heute im Alltag sprachlich eher spielerisch als «Quantensprünge» gebraucht wird und in der Wissenschaft die Quantenmechanik entstehen ließ, die ein völlig neues Weltbild mit sich brachte und in ihrer Bedeutung für die Menschheit gar nicht hoch genug eingestuft werden kann.