Lawrence M. Krauss - Nehmen wir an die Kuh ist eine Kugel

Was kümmern uns eigentlich die Symmetrien in der Natur,
sogar die, von denen wir nicht viel wissen? Ist es einfach das
besondere ästhetische Vergnügen, das die Physiker an solchen
Überlegungen haben, also eine pure Selbstbefriedigung für sie?
Teilweise vielleicht, aber es gibt noch einen anderen Grund.
Symmetrien, und gerade diejenigen, die man nur vage kennt,
können eine Schlüsselrolle bei physikalischen Größen in der
Naturbeschreibung spielen und vor allem in den wechselseitigen
Beziehungen zwischen ihnen. Auf eine einfache Formel
gebracht: Symmetrien sind vielleicht das Wesentliche in der Physik.
Man könnte auch sagen: Im Grunde genommen gibt es
nichts außer ihnen.
Bedenken wir zum Beispiel, daß Energie und Impuls - zwei
direkte Folgen aus zwei Raum-Zeit-Symmetrien - gemeinsam
eine Beschreibung der Bewegung liefern, die vollkommen äquivalent
mit allen Newtonschen Gesetzen ist, die die Bewegung
von Objekten im Gravitationsfeld der Erde beschreiben. Alle
Bewegungssätze, zum Beispiel, daß eine Kraft eine Beschleunigung
bewirkt, folgen aus diesen zwei Prinzipien. Selbst die vier
fundamentalen Kräfte der Natur werden durch Symmetrien definiert,
wie ich gleich zeigen werde.
Die Symmetrien zeigen uns, welche Variablen wir benötigen,
um die Welt zu beschreiben. Danach ist alles andere festgelegt.
Greifen wir wieder zu meinem Lieblingsbeispiel: der Kugel. Als
ich Ihnen eine Kuh als Kugel präsentierte, betonte ich, daß die
Prozesse, mit denen wir uns nun beschäftigen wollten, einzig
und allein vom Radius der Kuh-Kugel abhingen. Alles, was von
der individuellen knochigen oder feisten Oberfläche der echten
Kuh abhing, konnten wir getrost vergessen, weil das bei einer
Repräsentation durch eine Kugel keine Rolle spielt. Die elegante
Symmetrie der Kugel hat die unübersehbare Anzahl gesonderter
Parameter der vielgestaltigen Kuhoberfläche auf einen einzigen
Parameter reduziert: den Radius.
Wir können das auch umdrehen: Wenn wir herausfinden, welche
Variablen für eine vernünftige Beschreibung eines physikalischen
Prozesses wichtig sind, dann können wir mit etwas
Geschick rückwärts schreitend auch herausfinden, welche Sym-