VIELE WELTEN PETERBYRNE V W IELE ELTEN HUGHEVERETTIII–EINFAMILIENDRAMAZWISCHEN KALTEMKRIEGUNDQUANTENPHYSIK AUS DEMENGLISCHEN VONANITAEHLERS 123 PeterByrne HStreet,SuiteP101 94952PetalumaCalifornia USA [email protected] TheManyWorldsofHughEverettIII:MultipleUniverses,MutualassuredDestruction and the Meltdown of a Nuclear Family. Die Erstauflage erschien 2010 auf Englisch. Diese Übersetzung erscheint mit freundlicher Genehmigung von Oxford University Press.©PeterByrne2010 ISBN978-3-642-25179-5 e-ISBN978-3-642-25180-1 DOI10.1007/978-3-642-25180-1 SpringerHeidelbergDordrechtLondonNewYork Die Deutsche Nationalbibliothek verzeichnet diese Publikation in der Deutschen National- bibliografie;detailliertebibliografischeDatensindimInternetüberhttp://dnb.d-nb.deabrufbar. ©Springer-VerlagBerlinHeidelberg2012 DiesesWerkisturheberrechtlichgeschützt.DiedadurchbegründetenRechte,insbesonderedie derÜbersetzung,desNachdrucks,desVortrags,derEntnahmevonAbbildungenundTabellen, derFunksendung,derMikroverfilmungoderderVervielfältigungaufanderenWegenundder Speicherung in Datenverarbeitungsanlagen, bleiben, auch bei nur auszugsweiser Verwertung, vorbehalten. Eine Vervielfältigung dieses Werkes oder von Teilen dieses Werkes ist auch im Einzelfall nur in den Grenzen der gesetzlichen Bestimmungen des Urheberrechtsgesetzes der BundesrepublikDeutschlandvom9.September1965inderjeweilsgeltendenFassungzulässig.Sie ist grundsätzlich vergütungspflichtig. Zuwiderhandlungen unterliegen den Strafbestimmungen desUrheberrechtsgesetzes. Die Wiedergabe von Gebrauchsnamen, Handelsnamen, Warenbezeichnungen usw. in diesem WerkberechtigtauchohnebesondereKennzeichnungnichtzuderAnnahme,dasssolcheNamen imSinnederWarenzeichen-undMarkenschutz-Gesetzgebungalsfreizubetrachtenwärenund dahervonjedermannbenutztwerdendürften. Einbandentwurf:wspdesignWerbeagenturGmbH,Heidelberg GedrucktaufsäurefreiemPapier SpringeristTeilderFachverlagsgruppeSpringerScience+BusinessMedia(www.springer.com) FürStaceyL.EvansundunserenSohn,MilesPatrickByrne DieNekromantenbücher,diesindhimmlisch! DieLinien,Kreise,Lettern,Charaktere, Diesind’s,wonachammeistenmichverlangt. OwelcheWeltderWonne,desGenusses, DerMacht,derEhreundderAllgewalt, IsthierverheißeneinemtreuenJünger! WaszwischenbeidenPolensichbewegt, Istmirgehorsam;KönigeundKaiser SindHerren,jedernurinseinenGauen; DochwereshierzumHerrscherbringt,desReich Wirdgehn,soweitderGeistdesMenschenreicht. EinguterZaubereristeinhalberGott- Hiergilt’szugrübelnumeinHimmelreich. ChristopherMarlowe,DoctorFaustus,1592, Akt1,Szene1,Übers. WilhelmMüller WhatisthatlittleDevil’spitchfork? (WasistdenndasfüreinkleinerTeufelsdreizack?) (cid:2) MarkEverett,2007,alserdengriechischenBuchstaben (Psi) sah,dasSymbolfürdieWellenfunktionderQuantenmechanik. v VORWORTE DIEPAPPKARTONS Das Heranwachsen ist in meiner Familie ziemlich seltsam. Einmal ge- nügt mir. Ich möchte es nicht noch einmal durchmachen. Um zu überleben,beschlossich,immerinBewegungzusein,vorwärtszukom- men.IchentwichnachKalifornienundbautemireinneuesLebenauf. Nachdem mein Vater, meine Mutter und meine Schwester gestorben waren, stand ich vor der Aufgabe, in mein Elternhaus in Virginia zu- rückzukehren und es auszuräumen. Ich hatte nur wenige Tage Zeit all die Pappkartons durchzusehen, die sich in den Jahren angesammelt hatten, in denen meine Familie in dem Haus gelebt hatte, und die an dieJahrzehntedesLebensmeinerGroßelternundUrgroßelternundso weitererinnerten. Daheim in Kalifornien stapelte ich in meinem staubigen Keller- geschoss einen Karton Familiengeschichte auf den anderen. Dort ver- staubtensiewiedereinJahrzehntlang,währendichimRaumdaneben Musikmachte. Ichwusste,dassderTagkommenwürde,andemdieSchachtelnge- öffnetwerdenmüssten,aberichwollteesnichttun.Zwarhatteichdas Glückgehabt,schließlichmitmeinemLebenzufriedenseinzukönnen (teils war es harte Arbeit, teils ein Wunder), und obwohl ich mit mei- ner Familiengeschichte Frieden gemacht hatte, mag ich nicht in diese Welt zurück. Wenn ich in der Gegend von Washington, DC ein Kon- zert gebe, rieche ich den Tod, sowie ich aus dem Flugzeug steige. Ich warsicher,dassdieseKartonsgenausoriechenwürden. GlücklicherweisekamPeterByrneundrochdieseKartonsfürmich. SiesindjetztdiesesBuch,undichhabevielgelerntausdem,wasPeterin ihnenfand:GeheimnissederFamilieundGeheimnissederWelt,notiert aufSchreibblöcken,Tagebuchseiten,ScheckquittungenundServietten. vii viii VORWORTE Peter schaffte es, durch den Geruch hindurch die in den Pappkästen begrabenenMenschenzumLebenzuerwecken.Abwechselnderhellend undbekümmernd,wiejedesguteBuchseinsollte. Es ist ein endlos seltsames Gefühl, der einzige Überlebende ei- ner Familie zu sein. Ich bin zur Zeit sehr mit meinem eigenen Beruf beschäftigt.DieTeilzeit-Arbeit,mitderichhalf,meinemVaterdieAuf- merksamkeitzukommenzulassen,dieerwährendseinesLebensnicht erhielt,hatmirvielFreudegemacht.Ichhabegelernt,ihmfürseinVer- sagenalsVaterzuverzeihen,indemichmichinmancherWeisemitihm identifizierte.Ichempfehledas,fallsSieesnichtversuchthaben. LosFeliz,Kalifornien MarkOliverEverett MEINFREUNDHUGH Hugh Everett III und ich haben zur selben Zeit in Princeton studiert; wir haben ein Semester lang zusammen gewohnt, und wir waren im- merguteFreunde.WirschriebenbeideunsereDoktorarbeiten1957,die ReviewsofModernPhysicsimselbenJahrveröffentlichte.UnsereBezie- hungenzuunseremDoktorvaterJohnArchibaldWheelerjedochwaren sehrunterschiedlich,soweitesdieWissenschaftbetraf.MeineArbeiter- läuterte mit Hilfe einiger interessanter mathematischer Überlegungen einevonWheelervorgeschlageneIdee.HughsArbeitunddieIdeen,auf denensieberuhte,warenalleseineeigenen.Wheelerhalfihm,indemer Beziehungen zu anderen Arbeiten herstellte und sich bemühte, Hughs neuartigeIdeenmitderweitgehendakzeptierten(undkaumumstritte- nen) Deutung der Quantenmechanik in Einklang zu bringen, die man WheelersMentorNielsBohrzuschreibt. Das Thema von Hughs Doktorarbeit war stark von seiner Persön- lichkeit beeinflusst. Peter Byrne sagt nach ausführlichen Gesprächen mit denen, die Hugh kannte, zutreffend: „Er argumentierte gern.“ Ich glaube, das war sein Lieblingssport, und es hatte viel damit zu tun, dass er immer gern „die Nase vorn“ haben wollte. Als beispielsweise NielsBohrPrincetonbesuchteundseinjungerAssistentsichbemühte, VORWORTE ix BohrsSichtderQuantenmechanikzuerklären,fandHughdasmittelal- terlich:DanachgiltmathematischformuliertePhysikfüralles,solange niemandhinschaut,abersobalddieErgebnissebekanntgemachtwer- den müssen, würfelt Gott (was Einstein bezweifelte) und richtet die Gleichungen so ein, dass sie ein Ergebnis bringen, das den Regeln der Wahrscheinlichkeit entspricht. Hugh untersuchte, was sich dann ergibt, wenn man die mathematische Formulierung (die Schrödinger Gleichung) für uneingeschränkt gültig hält. Es freute ihn, dass das auf eine absurde Weltsicht hinauslief, so wenig einleuchtend wie im 16.JahrhundertdieVorstellungdesCopernicus,wonachwir,während wir gemütlich auf unserem Stuhl sitzen, mit enormer Geschwindig- keitdurchdasSonnensystemrasen.SoverdientesichHugheinenPreis in Psychologie, denn niemand konnte seine Überlegungen anfechten, auch wenn seine Schlüsse unverdaulich waren. Die häufigste Reaktion aufdiesesDilemmawar,dassmanseineArbeiteinfachignorierte. Quantenphysiker erforschten in den Jahren um 1957 aufregende Sachverhalte,fürdieBohrsSichtvollkommenangemessenwar.Sieent- decktenneueElementarteilchenundsystematisiertendieBeziehungen der Teilchen zueinander; es gab einen Nobelpreis für den Nachweis der Verletzung der Spiegelsymmetrie; sie verstanden die Struktur der Atomkerne; Maser mauserten sich zu Lasern; sie erarbeiteten die re- lativistische Quantentheorie des Lichts und der Elektronen, und sie erklärten, woher die Sonne ihre Energie erhält; sie erklärten die Sup- raleitung, und der Erfolg des Transistors gab der Festkörperphysik enormen Aufschwung. Für keinen dieser Forschungsbereiche brach- te Hughs Sichtweise gegenüber Bohrs irgendeinen Vorteil. Um, wozu Wheeler und ich bereit waren, von einer universellen Wellenfunktion sprechen zu können, brauchte man eine andere Sicht als die Bohrs, aber Quanteneffekte wurden erst einige Jahrzehnte später beim (da- malsnochfragwürdigen)UrknallernsthaftinErwägunggezogen,und Gravitationstheorie und Kosmologie fanden 1957 kaum Beachtung. Deshalb musste Hugh lange warten, bevor man die Bedeutung seiner Dissertationerkannte;alldasschildertdiesesBuch. Hugh hätte sich natürlich gefreut, wenn seine Quantenideen be- merkt und gewürdigt worden wären, und er war bekümmert und x VORWORTE verwundert,alsdiePhysikersieweitgehendignorieren.Erkonntenicht verstehen, warum ein vollkommen logischer Gedankengang so wenig Wirkung hatte. Aber er hatte Wichtigeres zu tun, als der Welt zu ei- nemrichtigenVerständnisderQuantentheoriezuverhelfen,dennihm lag an einer Anstellung, bei der er viel Geld verdienen konnte und die seine Einberufung zum Militär verhinderte. Wie ich aus diesem Buch erfahren habe, könnte er (mit George Pugh) geholfen haben, den kal- tenKriegabzukühlen,indemderdieglobalenEffektedesradioaktiven Niederschlagsanalysierte. BeiderheutigenLagederInterpretationderQuantenmechanikist BohrsSichtinmehrerenwichtigenBereichederPhysikunbefriedigend. EinigeForscherarbeitenmitEverettsTheorie,andereversuchen,Alter- nativenzusowohlBohrsalsauchEverettsSichtzuentwickeln,dieohne dasvonEverettvorgeschlagenephilosophischproblematischeBildder „Vielen Welten“ auszukommen. Die wichtigsten Probleme, die eine AlternativezudervonBohrvertretenen„KopenhagenerDeutung“er- fordern,stellensich(a)beiderSuchenacheinemModellfürdieersten AugenblickenachdemUrknallund(b)beiderEntwicklungvonQuan- tencomputern. Die für die Lösung dieser beiden Probleme hilfreiche Grundlagenforschung gehört einerseits in das Gebiet der mesoskopi- schenPhysik,alsovonZuständen,andeneneinerseitssowenigeAtome beteiligt sind, dass Quanteneffekte zu erwarten sind, aber zugleich so viele, dass sie zu einem klassischen (nicht-quantalen) Verhalten neigen sollten. Solche Zustände werden auch als „Klassisch-Quanten- Übergangsphänomene“ oder „Dekohärenz“ bezeichnet. Forscher auf diesen Gebieten kennen also Everetts Ideen, und einige begrüßen sei- ne Ansichten begeistert, andere suchen nach anderen Möglichkeiten, die Schrödinger-Gleichung stetig (ohne mystische Unterbrechungen für den „Kollaps der Wellenfunktion“) zu sehen, und auch ohne die unablässige Vermehrung der Welten auszukommen, die in Hughs Szenariodersichunablässigvermehrenden„VielenWelten“abläuft. Diese Arbeit könnte noch viele Jahrzehnte mathematischen Fort- schritts erfordern, die mit philosophischen Einsichten einhergehen. Hugh Everett schlug vor, nicht nach Heilmitteln für den unplausiblen „Kollaps der Wellenfunktion“ zu suchen und dazu die Mathematik VORWORTE xi der Schrödinger-Gleichung (oder ihrer relativistischen Fassungen) zu verändern, sondern statt dessen einfach genau anzuschauen, was die Gleichungen über das Verhalten der Natur vorhersagen. Jetzt, mehr als 50 Jahre später, unternehmen viele Physiker Anstrengungen zu diesem Zweck, aber das große Bild ist noch nicht klar. Meine Vermu- tungist,dasseineaktiveSuchenacheinembefriedigendenVerständnis der Quantenmechanik zu einem anderen „großen Bild“ führen wird, das zwar nicht das „Viele Welten“-Bild ist, aber doch Hugh Everetts Überzeugungrechtfertigt,wonachdieSchrödinger-Gleichungkeinerlei paranormalenEinflüssenunterliegt. UniversityofMaryland,Baltimore CharlesW.Misner