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Inhaltsverzeichnis

EINLEITUNG   1

MODERNE  PHYSIK  1

DIE  RELATIVITÄTSTHEORIE  1

Zur  Struktur von Raum und Zeit  2

DIE  QUANTENTHEORIE  3

DIE  REZEPTION DER MODERNEN PHYSIK IN DER GESELLSCHAFT  6

DIE  WELTBILDNERISCHE FUNKTION DES ROMANS  9

RAUM  UND ZEIT  14

ERZ  ÄHLPERSPEKTIVE/-STRUKTUR  18

WIRKLICHKEIT  UND MÖGLICHKEIT DES MODERNEN ROMANS  23

LITERATUR   27

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Einleitung

Im ersten Drittel des zwanzigsten Jahrhunderts bewirkten die Erkenntnisse der modernen Physik den Sturz des traditionellen Weltbildes. Die Einsichten der neuen Zweige der Physik übten eine starke Faszination nicht nur auf Fachleute aus, sondern sie wirkten weit über den engeren Kreis der Physiker hinaus auf andere Kultur- und Wissensbereiche der Gesellschaft. Allerdings faszinierten sie nicht nur, sondern große Teile der Bevölkerung setzten die Behauptungen und Formeln der Physiker Anfang des zwanzigsten Jahrhunderts in Verwirrung und Beunruhigung. Zu dieser Verunsicherung trug nicht allein die moderne Physik bei, sondern ebenso eine unübersichtlich und labyrinthartig erscheinende Großstadt, das Aufkommen der Psychoanalyse und neue und schnelle Produktionsweisen, Verkehrsmittel und Massenmedien, die den Menschen zwangen, seine Umwelt in ihrem Rhythmus wahrzunehmen.

Die Kunst reagierte auf die sich ändernde Wahrnehmung der Welt. Inhalt und Form der Werke wandelten sich unter den neuen Einflüssen. Auch die moderne Physik blieb nicht ohne Wirkung auf die Kunst, auf die Literatur. Ausmaß und Intensität ihres Einflusses auf neue Gestaltungsweisen im Roman lassen sich nicht in jedem Falle so genau bestimmen, wie dies bei dem Mathematiker Robert Musil der Fall ist. Aber Parallelen zu physikalischen Theorien sind in der formalen Gestaltung des modernen Romans unübersehbar.

Moderne Physik

Um dem Einfluß, den die moderne Physik auf den modernen Roman genommen hat, nachzuspüren, ist es unerlässlich, die beiden wichtigsten Bereiche der modernen Physik Ende des 19. und Anfang des 20. Jahrhunderts wenigstens kurz zu umreißen.

Die Relativitätstheorie

Der schottische Physiker James Clark Maxwell entdeckte im 19.Jahrhundert die elektromagnetische Natur von Lichtwellen und drückte sie in einem konsistenten mathematischen Modell, den ‚Maxwellschen Gleichungen‘, aus. Lichtwellen pflanzen sich auch im leeren Raum fort, und als Träger der Lichtwellen galt der Äther, den

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man sich als eine sehr leichte, weder sicht- noch fühlbare Substanz vorstellte. Gegen Ende des 19. Jahrhunderts war die Frage nach der Existenz und den Eigenschaften des Äthers das wichtigste ungelöste physikalische Problem. In der Newtonschen Mechanik gilt ein Relativitätsprinzip: Wenn die mechanische Bewegung der Körper in einem bestimmten Bezugssystem die Gesetze der Newtonschen Mechanik erfüllt, dann gilt dies auch für irgendein anderes Bezugssystem, das sich relativ zum ersten System gleichförmig bewegt. Der niederländische Physiker Hendrik Antoon Lorentz schlug 1904 eine mathematische Umformung vor, mit der die Wellengleichung für die Fortpflanzung des Lichtes mit dem Relativitätsprinzip Newtons in Einklang zu bringen wäre. („Lorentz -Transformation“). Er führte dazu die Hypothese ein, dass bewegte Körper sich in der Richtung ihrer Bewegung zusammenziehen und dass in verschiedenen Bezugssystemen auch verschiedene scheinbare Zeiten gemessen werden, die in physikalischen Versuchen dieselbe Rolle spielen, wie bisher die wirkliche Zeit. 1905 vollzog Albert Einstein den entscheidenden Schritt, indem er die scheinbare Zeit der Lorentz - Transformation für die wirkliche Zeit erklärte und die Zeit, die Lorentz „wirklich“ genannt hatte, aus der Betrachtung eliminierte. Das bedeutete eine Veränderung in den Fundamenten der Physik, eine ganz unerwartete und radikale Veränderung über die Ansicht der Struktur von Raum und Zeit. Die Substanz Äther etwa war nun unnötig und wurde aus der Physik einfach entfernt.

Zur Struktur von Raum und Zeit

Auf der Grundlage der Relativitätstheorie definiert Werner Heisenberg die Struktur von Vergangenheit, Zukunft und Gegenwart:

Mit „Vergangenheit“ sind all jene Ereignisse gemeint, „von denen wir wenigstens im Prinzip etwas wissen können, über die wir etwas erfahren haben könnten. In ähnlicher Weise umfaßt das Wort „Zukunft“ alle jene Ereignisse, auf die wir wenigstens im Prinzip noch einwirken können, bei denen wir versuchen könnten, sie zu verändern oder zu verhindern.“ In dieser Definition sind Vergangenheit und Zukunft nicht von der Bewegung oder anderen Eigenschaften des Beobachters abhängig. Heisenberg drückt es so aus: „ In einer mehr mathematischen Sprache kann man sagen, daß die angeführte Definition invariant sei gegenüber der Bewegung des Beobachters. Das gilt sowohl in der Newtonschen Mechanik als auch in der Einsteinschen Relativitätstheorie.“ (Heisenberg, 1959, S. 92 - 93).

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Die Unterschiede zwischen klassischer und moderner Physik zeigen sich in der Definition von „Gegenwart“. In der klassischen Physik bedeutet „Gegenwart“ das unendlich kurze Zeitintervall, das die Vergangenheit von der Zukunft trennt. Die Relativitätstheorie definiert „Gegenwart“ als das endliche Zeitintervall, das zwischen Vergangenheit und Zukunft liegt und „dessen Dauer von dem Abstand vom Beobachter abhängt“, nämlich von dessen Möglichkeit, Kenntnis von einem Ereignis zu haben, bzw. darauf zu reagieren.

In der Einsteinschen Relativitätstheorie ist Zeit also keine absolute Größe mehr. Sie ist abhängig von einer räumlichen Komponente. Dies wird auch deutlich, wenn man die Gleichzeitigkeit zweier Ereignisse betrachtet:

„Wenn zwei Ereignisse im gleichen Raumpunkt gleichzeitig erfolgen, so sagen wir, daß sie zusammenfallen. Dieser Ausdruck ist ganz eindeutig. Wir können uns nun drei Punkte im Raum vorstellen, die auf einer geraden Linie liegen, derart, daß der Punkt in der Mitte den gleichen Abstand von jedem der beiden anderen Punkte hat. Wenn zwei Ereignisse an den beiden äußeren Punkten geschehen zu solchen Zeiten, daß die Lichtsignale, die von den Ereignissen ausgehen, zusammenfallen, wenn sie den mittleren Punkt treffen, so kann man die beiden Ereignisse als ‚gleichzeitig‘ definieren. Diese Definition ist dann enger als die erste. Eine ihrer wichtigsten Konsequenzen ist, daß dann, wenn zwei Ereignisse für einen Beobachter gleichzeitig sind, sie vielleicht für einen anderen Beobachter nicht gleichzeitig sind; und zwar wird dies dann der Fall sein, wenn sich der zweite Beobachter relativ zum ersten bewegt. Eine Verknüpfung zwischen den beiden Definitionen des Wortes ‚gleichzeitig‘ kann durch die Aussage hergestellt werden, daß man immer dann, wenn zwei Ereignisse im ersten Sinne gleichzeitig sind, auch ein Bezugssystem finden kann, in dem sie auch im zweiten Sinne gleichzeitig sind.“(Heisenberg, 1959, S. 93) Eine weitere Eigenschaft von Raum und Zeit, die im alltäglichen Leben keine Rolle spielt, da sie nur bei sehr großen Geschwindigkeiten relevant wird, ist die Zeitdilatation. Dieser Begriff bezeichnet den Umstand, dass in bewegten Systemen die Zeit langsamer vergeht, als in ruhenden Systemen, so dass beispielsweise eine Atomuhr, die sich in einem Flugzeug befindet, das um die Erde fliegt, gegenüber einer Atomuhr, die auf der Erde verbleibt, nachgeht. Ursache dieses Phänomens ist der Umstand, dass es sich bei der Lichtgeschwindigkeit um eine Grenzgeschwindigkeit handelt, dass Licht sich also endlich schnell bewegt.

Die Quantentheorie

Die Quantentheorie ist ein spezieller Bereich der Atomphysik. Sie wurde im ersten Viertel des letzten Jahrhunderts entwickelt und ist nicht einfach eine folgerichtige

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Weiterentwicklung der klassischen Physik. Bei ihr handelt es sich vielmehr um einen Bruch in der bisherigen Struktur der Naturwissenschaft. 1900 entdeckte Max Planck das Gesetz der Wärmestrahlung. Das Spektrum der Wärmestrahlung, das ein Stück glühende Materie abgibt, konnte bis zu diesem Zeitpunkt nicht erklärt werden. Statt der Strahlung als solche, betrachtete Planck das strahlende Atom und es gelang ihm nun, eine mathematische Formel für die Deutung des Spektrums der Wärmestrahlen zu finden. Planck suchte nach einer physikalischen Interpretation der neuen Formel und fand heraus, „daß seine Formel so aussah, als könne der Oszillator [= das strahlende Atom] seine Energie nicht stetig ändern, sondern nur einzelne Energiequanten aufnehmen, als könne er nur in bestimmten Zuständen, oder, wie der Physiker sagt, in diskreten Energiestufen existieren.“ (Heisenberg, 1959, S. 16). Die Vorstellung, dass Energie nur in einzelnen Mengen abgegeben und aufgenommen werden kann, passte nicht in die traditionellen Vorstellungen der Physik.

1905 fand Albert Einstein heraus, dass Licht aus sogenannten Lichtquanten, aus kleinen Energiemengen, besteht, die sich wie Korpuskeln durch den Raum bewegen. Neben die bisher übliche Vorstellung von Licht als elektromagnetischer Welle trat nun die Vorstellung von Licht, das aus Lichtquanten besteht. 1911 stellte Ernest Rutherford sein Atommodell auf. Allerdings ließ sich mit diesem Modell nicht die enorme Stabilität des Atoms erklären. Hierfür lieferte Niels Bohr 1913 eine Erklärung, indem er die Plancksche Quantenhypothese auf das Rutherfordsche Atommodell anwandte und damit seine Quantentheorie für das Atom begründete: „... das Atom [kann] nur in diskreten stationären Zuständen existieren [...], deren energieärmster eben der ‚normale‘ Zustand des Atoms ist. Deshalb wird das Atom nach irgendeiner Art von Wechselwirkung schließlich immer wieder in diesen Normalzustand zurückfallen.“ (Heisenberg 1959, S. 19). Der Versuch, die Vorgänge im Atom mit den Begriffen der herkömmlichen Physik zu beschreiben, führte zu Widersprüchen. Um ein allgemeines widerspruchsfreies Bild der Quantenvorgänge zu gewinnen, diskutierte man oft so genannte „Gedankenexperimente“: „Solche Experimente wurden erdacht, um eine besonders kritische Frage zu beleuchten, unabhängig davon, ob das Experiment tatsächlich ausgeführt werden konnte oder nicht. ... Diese Gedankenexperimente erwiesen sich zur Klärung gewisser Probleme als außerordentlich nützlich.“ (Heisenberg, 1959, S. 21).

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1924 schlug Louis - Victor de Broglie vor, den Dualismus von Wellen- und Teilchenbeschreibung des Lichtes auch auf die Elementarteilchen der Materie, besonders der Elektronen, anzuwenden. Die präzise mathematische Formulierung der Quantentheorie ergab sich schließlich aus zwei verschiedenen Entwicklungen, nämlich zum einen aus der Matrizen- oder allgemeiner Quantenmechanik, die die Lage und das Bewegungsmoment der Elektronen darstellt. Zum anderen stellte Erwin Schrödinger 1926 eine Wellengleichung für die stationären Wellen in der Umgebung eines Atomkerns auf und konnte zeigen, dass seine Wellenmechanik mathematisch äquivalent war mit dem älteren Formalismus der Quanten- oder Matrizenmechanik. „In dieser Weise besaß man also schließlich einen widerspruchsfreien mathematischen Formalismus, den man in zwei

gleichberechtigten Weisen formulieren konnte, entweder durch Beziehungen zwischen Matrizen oder durch Wellengleichungen.“ (Heisenberg 1959, S. 24). Um den scheinbaren Widerspruch zwischen Wellen- und Teilchenbild der Umgebung des Atomkerns zu beseitigen, führten Bohr u.a. den völlig neuen Begriff der Wahrscheinlichkeitswelle in die theoretische Physik ein: „Die elektromagnetischen Lichtwellen wurden nicht als wirkliche Wellen, sondern als Wahrscheinlichkeitswellen gedeutet, deren Intensität an jedem Punkt bestimmt, mit welcher Wahrscheinlichkeit ein Lichtquant von einem Atom absorbiert oder eventuell emittiert werden kann.“ (Heisenberg, 1959, S. 24). Es handelt sich also nicht um Gesetze, die im Einzelfall gültig sind, sondern um Gesetze, die Tendenzen ausdrücken und statistische Werte erstellen.

Die ‚Kopenhagener Deutung‘ lieferte im Frühjahr 1927 schließlich die widerspruchsfreie Deutung der Quantenphysik. Sie enthält zwei Aussagen. Zum einen die Unschärferelation, die besagt, dass man zwar den Ort und die Geschwindigkeit eines Elektrons beobachten und messen, man aber die beiden Größen nicht zur gleichen Zeit exakt bestimmen kann. Die zweite Aussage betrifft den Begriff der Komplementarität: Beide Bilder des Atoms, das Teilchen- und das Wellenbild wurden als zwei komplementäre Beschreibungen derselben Realität betrachtet. „Jede dieser Beschreibungen kann nur teilweise richtig sein. Es muss Grenzen für die Anwendung des Teilchenbildes ebenso wie für die Anwendung des Wellenbildes geben, denn sonst könnte man die Widersprüche nicht vermeiden. Wenn man aber jene Grenzen berücksichtigt, die durch die

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Unbestimmtheitsrelationen gezogen sind, so verschwinden die Widersprüche. (Heisenberg, 1959, S. 27).

Zwar waren die Erkenntnisse der modernen Physik vielfach ohne Relevanz für den konkreten Alltag der Menschen. Dennoch wurden sie in einem erstaunlichen Ausmaß rezipiert und kommentiert und veränderten die Sicht auf die Welt.

Die Rezeption der modernen Physik in der Gesellschaft

Seit etwa 1850 war der Positivismus mehrere Jahrzehnte lang das vorherrschende Wissenschaftsideal. Damit verbunden war die Aufwertung der ‚exakten‘ Naturwissenschaften, und auch in den Geisteswissenschaften wurde die Betonung des Faktischen und die Absage an alle Metaphysik zur Norm erhoben. Man versuchte, die Ergebnisse und erkenntnistheoretischen Grundlagen der Naturwissenschaften, insbesondere der Physik, auf andere Wissenschaftsbereiche anzuwenden, beispielsweise auf die Psychologie (vgl. Könneker, 2001, S. 54 -56). Doch bereits Anfang des 20. Jahrhunderts regte sich Widerspruch gegen den naturwissenschaftlichen Hegemonialanspruch den Geistes-und

Sozialwissenschaften gegenüber. Max Weber notierte 1909, dass allenfalls „konkrete Einzelergebnisse“ naturwissenschaftlicher Disziplinen für Geistes-und

Kulturwissenschaften verwertbar sind, „... die grundlegenden Theoreme dagegen nur ganz ausnahmsweise und niemals als essentielle ‚Grundlage‘“. Ein „Sachverhalt, [der] den Vertretern der Naturwissenschaften stets auffallend schwer begreiflich zu sein [pflegt].“. Weber spricht vom „maßlosen Hochmut, mit welchem Vertreter der Naturwissenschaften auf die Arbeit anderer (namentlich: historischer) Disziplinen, die andern methodischen Zielen entsprechend andere Wege gehen müssen, zu blicken pflegen …“ (Weber, 1988, S. 424).

Der dem Positivismus innewohnende Fortschrittsglaube und die Gewissheit der Erklärbarkeit, der Beschreibbarkeit und der Beherrschbarkeit der Welt, die im Bewusstsein der Menschen verankert waren, wurden nachhaltig erschüttert durch Erkenntnisse aus dem „eigenen Lager“, der Physik. Es löste sich ein Weltbild auf, „dies aber mit voller Deutlichkeit; daß, was der europäische Mensch ein halbes Jahrtausend lang die Wirklichkeit nannte, vor seinen Augen auseinanderfällt wie trockener Zunder.“ (Friedell, 1976, S. 1493). Friedell merkt weiter an: