Heinz R. Pagels Cosmic Code - Globale-Evolution TV

waren keine Artefakte eines mathematischen Formalismus, Produkte unserer Phantasie,
sondern zum rationalen Verständnis der Eigenschaften der Materie tatsächlich vonnöten.
Unter allen modernen Quantenfeldtheorien ist die Quantenelektrodynamik das Musterbeispiel
für einen Erfolg.
Von diesem Triumph der Feldtheorie angespornt, wandten sich die theoretischen Physiker
als nächstes der Aufgabe zu, eine ähnliche Theorie für die stark wechselwirkenden
Quanten, die Hadronen, zu finden. In jenen fünfziger und sechziger Jahren wussten die
Physiker noch nicht, dass die Hadronen aus Quarks bestehen. Sie nahmen einfach an, dass
zu jedem Hadron ein Fundamentalfeld gehörte. Aber als sie die Feldtheorie auf die starken
Wechselwirkungen der Hadronen anwandten, erlitten sie eine Schlappe. Wieso?
Zum einen gab es sehr viele Hadronen, und sie alle standen auf komplizierte Weise
miteinander in Wechselwirkung. Die Wechselwirkungen waren so verwickelt, dass man
niemals den einfachen Fall von lediglich zwei miteinander wechselwirkenden Hadronen
behandeln konnte; immer waren gleich alle beteiligt. Eine zweite Schwierigkeit lag darin,
dass die Wechselwirkung zwischen Hadronen etwa hundertmal so stark war wie die
Wechselwirkung zwischen Elektronen und Photonen; man konnte sie mathematisch
schwer erfassen.
Wegen dieser Schwierigkeiten waren viele theoretische Physiker, vielleicht sogar die
meisten, gelegentlich geneigt, die Feldtheorie aufzugeben und an ihre Stelle einen ganz
anderen Ansatz, die sogenannte S-Matrix-Theorie, zu setzen (S bedeutet dabei »Streuung«).
Nach Meinung der Verfechter der S-Matrix-Theorie krankte die Feldtheorie daran,
dass sie Objekte in die Physik einführte, die Fundamentalfelder, die Experimenten nicht
zugänglich waren. Im Gegensatz dazu wurde die S-Matrix-Theorie erfunden, um nur
experimentell beobachtbare Größen zu verwenden; sie versuchte, eine Reihe von Messungen
über Hadronenwechselwirkungen zu anderen, ähnlichen Messreihen in Beziehung
zu setzen. Die Theoretiker der S-Matrix hofften, in ihre Theorie niemals einen Begriff
einführen zu müssen, der nicht mit einer experimentell zu beobachtenden Größe zusammenhing.
Den Feldtheoretikern machte es nichts aus, derartige Begriffe einzuführen;
solange sie beobachtete Größen berechnen konnten, waren sie es zufrieden.
In mancher Hinsicht war die S-Matrix-Theorie von Ernst Machs Physikphilosophie
beeinflusst, der zufolge die Physik eine Wissenschaft meßbarer Objekte und Ereignisse
ist, aus der die Physiker alle theoretischen Begriffe herauslassen sollten, die nicht beobachtbaren
Größen entsprechen. Die S-Matrix-Theorie war im Geist Machs abgefasst,
die Feldtheorie nicht. In diesem Zusammenhang ist es interessant, an Einsteins Brief an
seinen Freund, den Philosophen Solovine, zu erinnern, in dem er beschreibt, wie er die
allgemeine Relativität erfunden hatte. Einstein, zunächst von Mach beeinflusst, wandte
sich später gegen Machs strenge Ansicht mit der Behauptung, »das reine Sammeln von
aufgezeichneten Phänomenen reicht nie aus; es muss immer eine freie Setzung des
menschlichen Geistes dazukommen...« Er führte dann weiter aus, dass der theoretische
Physiker bereit sein muss, einen intuitiven Sprung von seinen Versuchsdaten zu einem
absoluten Postulat zu machen, das sich selbst nicht unmittelbar nachprüfen lässt, aber von
dem man logisch prüffähige Konsequenzen ableiten kann. Das Feldpostulat stellte im
Gegensatz zur S-Matrix-Theorie einen solchen intuitiven Sprung über die Welt der direkten
Erfahrung hinaus dar, aber eben auch einen Sprung, dem manche Physiker nicht
trauten.
Rückblickend sehen wir heute, dass die Feldtheorie in den fünfziger und sechziger
Jahren nicht deshalb außerstande war, die starke Wechselwirkung ausreichend zu be-
197