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Babylon by bus Vor einigen Jahren habe ich den Versuch unternommen, Chinesisch zu lernen. Der Versuch war – zugegeben – nur halb ernst. Meine hauptsächliche Motivation war es, in eine Gedankenwelt einzutauchen, die nach völlig anderen Prinzipien funktioniert, als alle Sprachen, die ich bisher gelernt habe. Was ich aus diesem Experiment mitgenommen habe, waren drei Dinge: Erstens es gibt so „verrückte“ Phänomene wie dass die Tonhöhe den Wörtern völlig unterschiedliche Bedeutungen geben kann. (Verrückt ist das natürlich nur aus einer eurozentrischen Perspektive.) Zweitens die Erkenntnis, dass eine Sprache schriftlich auch nach ganz anderen Prinzipien als einem phonetischen Alphabet aufgezeichnet werden kann (Und sei es um den Preis, dass einige tausend Zeichen auswendig gelernt werden wollen.) Die dritte und verblüffendste Erkenntnis für mich aber war, dass Grammatik auch unbeschreiblich einfach sein kann, ohne dass die Genauigkeit von Aussagen dadurch wesentlich beeinträchtigt wird. Ein Freund, der ein entsprechendes Experiment mit Türkisch unternommen hat, hat ähnliche Erfahrungen gemacht: Sprachen können auch nach völlig anderen Prinzipien funktionieren, als Deutsch oder die europäischen Fremdsprachen, die wir üblicherweise lernen. In den kommenden Sprachblogs werden wir unter anderem sehen, dass Chinesisch, Türkisch und Deutsch klassische Vertreter dreier grundlegender Sprachtypen sind, die Wilhelm von Humboldt Anfang des 19. Jahrhunderts systematisierte. Ein göttliches Geschenk… „Im Anfang war das Wort, und das Wort war bei Gott, und das Wort war Gott." Das Welterklärungsbuch Bibel setzt sich an vielen Stellen mit dem „göttlichen Geschenk“ der Sprache auseinander. Die Schöpfungsgeschichte erzählt, wie der Herr durch bloße Worte die Welt erschafft und seine Werke benennt. In Babylon bestraft Gott den Hochmut der Menschen, die einen Turm bis in den Himmel bauen wollen: Er lässt das Projekt scheitern, indem er ihre Sprache verwirrt. Das Neue Testament berichtet vom Pfingstwunder, bei dem der göttliche Geist über die Apostel kommt, so dass alle Besucher des Schawuot-Fests sie in ihrer eigenen Sprache reden hören. Das Leben hat lange experimentiert, wie sich nützliche Informationen am besten bewahren lassen. Das langsame, zufällige Lernen der Gene wurde durch ein schnelles, erfahrungsabhängiges Lernen neuronaler Netze ergänzt. Das bewusste Erleben neuronaler Zustände, das allein den Menschen auszeichnet, ist auch ohne Sprache möglich, da sich unser Denken vor allem in bildhaften Repräsentationen vollzieht: Babys können daher denken, noch bevor sie sprechen können. Doch zweifelsohne hat die revolutionäre Idee, Schallwellen, Gesten und Symbolen Bedeutungen zuzuordnen, uns Menschen eine fantastische neue Dimension erschlossen: Wir können unseren Artgenossen – sofern wir uns mit ihnen zuvor über die Benutzung eines gemeinsamen Zeichenvorrats verständigt haben – unsere Bewusstseinszustände mitteilen: Das ermöglicht es uns, unsere Erfahrungen und Gedanken mündlich und schriftlich zu fixieren und über Generationen hinweg zu bewahren. …oder ein äußerst mangelhaftes Instrument? Menschliche Kommunikation ist allerdings nicht frei von Mängeln. Das lässt weniger eine göttliche, als vielmehr eine evolutionäre Herkunft vermuten. Sobald wir uns der Sprache bedienen, sind Missverständnisse regelrecht vorprogrammiert. Denn die Zeichen, die wir den Dingen zuordnen, lösen bei unserem Gegenüber oftmals völlig andere mentale Repräsentationen aus. Wie können wir sicherstellen, dass unsere Begriffe die Objekte dieser Welt tatsächlich auch eindeutig benennen? Erst recht, wenn es um Fremdsprachen geht, denen vielleicht andere Weltbilder zugrunde liegen: Wie lassen sich Wörter wie „Schadenfreude“, „Waldeinsamkeit“ oder „Wanderlust“ ins Englische oder Japanische übersetzen? Wie übersetzt man „cheers!“ ins Deutsche? Begrenzen am Ende die Limitationen unserer Sprache auch die Möglichkeiten unseres Denkens? Doch bei aller Unzulänglichkeit des Werkzeugs Sprache: Ohne unsere Fähigkeit, Wissen mithilfe von Zeichen konservieren, kumulieren und kollektivieren zu können, wäre der explosionsartige Verlauf unserer kulturellen Evolution undenkbar. An dieser Stelle sollten wir kurz erwähnen, dass es neben der natürlichen Sprache, die jeder Mensch spricht, auch ein universelles Kommunikationsmittel gibt, das in jeder Beziehung völlig eindeutig ist: die Mathematik. Einem Zitat von Galileo Galilei zufolge ist sie die Sprache, in der die Natur zu uns spricht. Dieser Sprache, deren Regeln keine Ausnahmen kennen, haben wir eine eigene Blog-Kategorie gewidmet. Gemeinsame Ursprünge? Erst um die Wende zum 19. Jahrhundert wurde durch Arbeiten von Linguisten wie William Jones oder Willhelm von Humboldt offenbar, dass zahlreiche Sprachen in familiärer Beziehung zueinander stehen. Die größte Gruppe, die indogermanischen, beziehungsweise indoeuropäischen Sprachen, umfassen solch unterschiedlich anmutende Mitglieder wie Walisisch, Deutsch, Tschechisch, Latein, Albanisch, Persisch oder Sanskrit. Daneben gibt es noch weitere wichtige Großfamilien, etwa die afroasiatischen oder die sinotibetischen Sprachen. Könnten auch diese Familien ihrerseits einen gemeinsamen Ursprung haben? Nostratisch wäre nach Überzeugung etlicher Linguisten eine solche mögliche Makrofamilie. Eine gemeinsame Herkunft zahlreicher eurasischer und afrikanischer Sprachen bleibt allerdings hypothetisch und auch sonstige Verbindungen zwischen andern Makroclans sind nach dem heutigen Stand der Wissenschaft äußerst spekulativ. Das legt nahe, dass die frühen Vertreter unserer Spezies unser einzigartiges Kommunikationsinstrument gleich mehrfach unabhängig voneinander erfunden haben. Wer mehr wissen will: Humboldt, Wilhelm von (1836) „Über die Kawi-Sprache auf der Insel Java“. Eco, Umberto (1994) „Die Suche nach der vollkommenen Sprache“, Beck. Rauchhaupt, Ulf von (2016): „Sprechen Sie Nostratisch?“ in: Frankfurter Allgemeine Zeitung Online vom 15.06.2016.

Eine einfache Ordnung Physik bedeutet im Griechischen so viel wie „die Lehre von der Natur“. Vor noch nicht allzu langer Zeit stellte sich diese Natur dem Menschen als eine Vielzahl chaotischer, unvorhersehbarer, oftmals verheerender Gewalten dar. Blitz, Donner, Sturm, Ebbe, Flut, Kälte, Hitze, Erdbeben oder Vulkanausbrüche standen als Ausdruck göttlicher Macht und Willkür scheinbar zusammenhanglos nebeneinander. Doch seit der Antike haben Menschen versucht, Schneisen in dieses Dickicht zu schlagen. Ihnen verdanken wir heute die Erkenntnis, dass dem vermeintlich wilden Strauch der Naturgewalten eine relativ einfache Ordnung zugrunde liegt. In der christlichen Mythologie kommt manchen Zahlen eine besondere Bedeutung zu. Die Drei steht für die Heilige Dreifaltigkeit, die drei Erscheinungsfor-men Gottes. Die Vier steht für die Erde, symbolisiert durch die vier antiken Elemente oder auch die vier Himmelsrichtungen. Drei und vier ergeben zusammen die Zahl Sieben, die Verbindung von Himmel und Erde. Das Fundament der Physik ist von ähnlicher Schlichtheit: Demnach bestimmen drei Dinge die Geschicke der Welt: Raum, Zeit und Materie. Wie sich die Materie in Raum und Zeit verhält, bestimmen lediglich vier Kräfte, die allesamt der Materie innewohnen. Ganz gleich, ob wir die Bewegungen der Planeten betrachten, einen zuckenden Muskel, das Licht der Sonne, radioaktiven Zerfall, Schallwellen, einen Wirbelsturm, eine Kompassnadel oder einen fallenden Apfel – stets verbirgt sich dahinter das Wirken der immer selben vier Grundkräfte. Die Entwicklung der Physik Die Geschichte der Physik ist die Geschichte der Entdeckung dieser einfachen Ordnung. Als außerordentlich nützliche Erfüllungsgehilfin und Weggefährtin hat sich dabei die Mathematik erwiesen. (Die Entwicklung der Infinitesimalrechnung im 17. Jahrhundert etwa wurde durch eine physikalische Fragestellung provoziert.) Mathematisch exakt definierbare Naturgesetze, die nichts und niemand übertreten kann, erzeugen jene absolute Verlässlichkeit, auf der die Organisation des Kosmos und somit letztlich auch unsere eigene Existenz beruht. Den Weg der Physik von der Antike bis zum heutigen Wissen um die Elementarteilchen, habe ich versucht, in einer Graphik zusammenzufassen. In den kommenden Physik-Blogs möchte ich diesen Weg Schritt für Schritt nachvollziehen. Vier Grundkräfte Jede der vier Grundkräfte ist mit einem ganz eignen Charakter ausgestattet. Das wundersame Zusammenwirken aller Kräfte bewirkt, dass die Welt so ist, wie sie ist. Die sich daraus ergebenden Wechselspiele lassen sich, wie erwähnt, mathematisch exakt in Form von Naturgesetzen beschreiben. Die Kräfte, die das Schicksal der (für uns messbaren) Welt bestimmen, sind: · Gravitation · Elektromagnetismus · starke Kernkraft · schwache Kernkraft Schwerkraft und Elektromagnetismus kennen wir aus unserem Alltag; starke und schwache Kernkraft entfalten hingegen ihre alchemistischen Wirkungen allein im Verborgenen; sie wirken nur in den Atomkernen selbst. Betrachten wir kurz die wichtigsten Eigenschaften der vier Grundkräfte: Wir sehen, dass diese Eigenschaften höchst unterschiedlich sind, was Reichweite, Abschirmbarkeit und Kraftwirkung in Abhängigkeit von der Entfernung angeht. Die Wirkung der Gravitation etwa beträgt, wenn sich der Abstand verdoppelt, nur noch ein Viertel. In einem Straßentunnel funktioniert unser Autoradio nicht mehr, die elektromagnetischen Wellen werden durch die Gesteinsmassen abgeschirmt. Die Gravitation hingegen wirkt auch im Tunnel noch nach wie vor. Auch hinsichtlich ihrer relativen Stärke unterscheiden sich Kräfte eklatant: Die starke Kernkraft ist etwa 100.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000-mal stärker als die Gravitation. Bosonen (genauer Eichbosonen) sind jene masselosen Elementarteilchen, die der Materie die vier Grundkräfte vermitteln – doch hier sollten wir abbrechen. Wir sind bereits mitten in der modernen Teilchenphysik gelandet und wie es zu dieser Erkenntnis kam ist eine lange Geschichte… Zwei grundlegende Theorien Unser heutiges Physikverständnis wird von zwei grundlegenden Theorien bestimmt, die die erfahrbare Physik unserer unmittelbaren Wahrnehmung auf die Streckbank der Extreme gespannt und peinlich befragt haben. Beide Theorien sind dabei zu atemberaubenden, allerdings für uns Menschen intuitiv nicht mehr nachvollziehbaren Erkenntnissen gelangt: · Die allgemeine Relativitätstheorie ist die Betrachtung der unvorstellbar großen, kosmischen Maßstäbe; sie ist im Kern eine Theorie der Gravitation. · Das Standardmodell der Teilchenphysik ist die Betrachtung der unvorstellbar kleinen subatomaren Maßstäbe. Sie beschreibt, wie starke, schwache und elektromagnetische Kräfte zwischen den Elementarteilchen wechselwirken. Das Standardmodell vermittelt uns damit das umfassendste Bild, das wir heute von den grundlegenden Zusammenhängen des Universums haben können. Wer sich mit Physik bisher noch nicht näher auseinandergesetzt hat, ist jetzt vielleicht etwas verwirrt. Doch keine Bange. Wir werden die einzelnen Meilensteine, die uns zu diesem besonderen Weltbild geführt haben noch nach und nach beleuchten. Dichtes Gewebe mit Löchern Zusammen beschreiben Relativitätstheorie und Standardmodell sehr viele reale und grundlegende Phänomene der Welt. Die Spaltung und Fusion von Atomkernen hat zudem gezeigt, dass die beiden großen modernen Theorien der Physik irgendwie miteinander verbunden sind. Was bis heute fehlt, ist eine übergeordnete Theorie, die alle Aussagen Einsteins und der Quantenphysiker widerspruchslos miteinander vereint. Bei der Suche nach dieser Weltformel ist die Physik allerdings in den letzten Jahrzehnten nicht so recht vorangekommen. Seit einem halben Jahrhundert suchen tausende Physiker auf der ganzen Welt ohne greifbaren Erfolg nach einer Quantentheorie der Gravitation. Diese umfassende Theorie müsste in der Lage sein, aus der Dynamik subatomarer Teilchen heraus alle bekannten kosmologischen Phänomene erklären zu können. Eines dieser Phänomene ist der merkwürdige Umstand, dass es eigentlich sehr viel mehr Materie im Universum geben müsste, als für uns sichtbar ist, denn die uns bekannten Sterne umkreisen das Zentrum ihrer Galaxien schneller, als wir es aufgrund der für uns erfassbaren Massen erwarten würden. Etwa 85% aller Materie, die es demnach im Universum geben müsste, interagiert offenbar nicht mit elektromagnetischen Wellen, das heißt, sie ist unsichtbar und wird daher als „Dunkle Materie“ bezeichnet. Wir haben heute weder eine Vorstellung, ob es diese riesigen Stoffmengen überhaupt gibt, noch wie sie sich aufspüren ließen. So gesehen beschreibt die Physik Stand heute nur 15% unseres Universums. Der Welterklärungsanspruch der Physik ist dennoch der umfassendste, den wir gegenwärtig kennen. Denn letztlich beruhen auch die Chemie, die von der Chemie abhängigen physiologischen Abläufe der Biologie und somit schließlich auch der menschliche Geist auf rein physikalischen Vorgängen. (Mehr dazu im nächsten Blog „Was ist Chemie?“) Physik ist praktisch und philosophisch Dass Physik es uns ermöglicht, sehr viel von dieser Welt zu verstehen, hat sowohl einen überaus praktischen als auch einen philosophischen Aspekt. Das Praktische erlaubt es uns, die Naturgesetze für unsere Zwecke einzuspannen. Dieses Wissen hat unsere Erde extrem verändert. Konkret geschieht das vor allem durch die Ingenieurswissenschaften. Das beginnt mit dem Funktionsprinzip eines Flaschenzugs, mit dem sich große Lasten mit wenig Kraft bewegen lassen und endet mit der Berücksichtigung der Relativitätstheorie bei der Berechnung von GPS-Daten. In philosophischer Hinsicht zeigt die Physik uns die Grenzen unserer Erkenntnis auf: Information kann nicht schneller übertragen werden, als sich elektromagnetische Wellen im Vakuum ausbreiten können. Wir wissen auch nicht, in was das Universum hineinexpandiert oder was vor dem Urknall geschah. Nicht weil wir ignorant sind, sondern weil wir es grundsätzlich nicht wissen können. Wir befinden uns in der Welt und können sie nicht von außen betrachten. Die Macht der Physik hat auch Pioniere der Gesellschaftswissenschaften inspiriert. So entwickelte der französische Soziologe Auguste Comte eine Vision, der zufolge auch menschliche Gemeinschaften physikalischen Gesetzen gehorchen. Das erscheint aberwitzig. Doch einige Staaten haben, wie wir im in den Blogs zum Thema "Gesellschaft" noch sehen werden, bereits damit begonnen, diese Vision in die Realität umzusetzen. Weiterführende Literatur: Holzner, Steven (2020): „Physik für Dummies“, Wiley-VCH Anderl, Sibylle (2018): „Was ist ein Naturgesetz?” in: Frankfurter Allgemeine Zeitung Online vom 02.03.2018.