Feynman und die Physik (eBook, PDF) - Resag, Jörg
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Dieses Buch nimmt Sie mit auf eine Reise durch das Leben des Physikers Richard Feynman und beschreibt eindrucksvoll, welche wegweisenden wissenschaftlichen Beiträge der Nobelpreisträger zur Entwicklung der modernen Physik geleistet hat. Feynman war ein Querdenker, der immer versucht hat, den Dingen auf den Grund zu gehen. Dabei entwickelte er eine intuitive Anschauung, die seinesgleichen sucht und die ihn zu einem der großen Vermittler von physikalischen Gesetzen machte. Der Autor fängt diese Entwicklung ein und erklärt sie im Rahmen des Zeitgeistes der modernen Physik.
Dabei führt er den
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Produktbeschreibung
Dieses Buch nimmt Sie mit auf eine Reise durch das Leben des Physikers Richard Feynman und beschreibt eindrucksvoll, welche wegweisenden wissenschaftlichen Beiträge der Nobelpreisträger zur Entwicklung der modernen Physik geleistet hat. Feynman war ein Querdenker, der immer versucht hat, den Dingen auf den Grund zu gehen. Dabei entwickelte er eine intuitive Anschauung, die seinesgleichen sucht und die ihn zu einem der großen Vermittler von physikalischen Gesetzen machte. Der Autor fängt diese Entwicklung ein und erklärt sie im Rahmen des Zeitgeistes der modernen Physik.

Dabei führt er den Leser nicht nur durch das Leben Feynmans, sondern legt den Schwerpunkt auf die Physik: Welche revolutionären Ideen hatte der Physiker, welchen Beitrag leistete er zur Entwicklung der Quantenmechanik und Quantenfeldtheorie, wie kann man Feynmans Herangehensweisen und seine Physik verstehen? Allgemeinverständlich und anschaulich beschreibt das Buch die Physik Feynmans und lädt den Leser dazu ein, physikalische Hintergründe nachzuvollziehen.

Lassen Sie sich von diesem Buch verzaubern und verstehen Sie die Physik des Genies, das 2018 seinen 100jährigen Geburtstag feiern würde.

Autorenporträt
Jörg Resag hat in theoretischer Teilchenphysik promoviert und ist als erfolgreicher Sachbuchautor bei Springer bekannt für seine leicht verständlichen und anschaulichen Erklärungen wissenschaftlicher Sachverhalte in Büchern und im Internet.
Inhaltsangabe
Kapitel 1: Jugendjahre und das Prinzip der kleinsten Wirkung
1.1 Kindheit, High School und MIT

1.2 Licht spart Zeit: das Fermatsche Prinzip

1.3 Mechanik mal ganz anders: das Prinzip der kleinsten Wirkung

Kapitel 2: Princton, Pfadintegrale und das Manhatten-Projekt

2.1 Feynman in Princeton

2.2 Elektrodynamik ohne Felder

2.3 Die Wirkung in der Quantenmechanik

2.4 Das Manhattan-Projekt

Kapitel 3: Feynmans Pfad zur Quantenelektrodynamik

3.1 Wechsel zur Cornell-Universität

3.2 Das Meisterstück: Raumzeit-Diagramme und Antiteilchen

3.3 Lamb-Shift, magnetisches Moment und Renormierung

3.4 Vielgestaltige QED: Feynman, Schwinger, Tomonaga und Dyson

Kapitel 4: Kalifornien, eiskaltes Helium und die schwache Wechselwirkung

4.1 Brasilien und der Wechsel ans Caltech

4.2 Physik bei tiefen Temperaturen
4.3 Rechts und Links: die Verletzung der Spiegelsymmetrie

Kapitel 5: Vom Forscher zum Lehrer und Nobelpreisträger

5.1 Heirat, Familie und der Nobelpreis
5.2 Nanotechnologie: Da unten ist viel Platz

5.3 Die Feynman Lectures

5.4 Gravitation und Quantentheorie

6 Quarks, Computer und das Challenger-Unglück

6.1 Symmetrien und Quarks

6.2 Computer

6.3 Die letzten Jahre und das Challenger-Unglück

6.4 Feynmans Erbe

Glossar

Quellen und Literatur
Rezensionen


“… Resag schreibt prägnant und mit sicherem Gespür für die richtigen sprachlichen oder geometrischen Bilder … .” (Ulf von Rauchhaupt, In: FAZ Frankfurter Allgemeine Zeitung, 16. Februar 2018)

“... All dies und noch viel mehr erzählt Jörg Resag, promovierter Physiker und populärwissenschaftlicher Autor, in seinem glänzenden Buch über Feynmans Leben und Forschung. Resag gelingt die Engführung biografischer Details mit Darstellungen der physikalischen Zusammenhänge. ...” (Michael Springer, in: Spektrum.de, 2. Februar 2018)


Besprechung von 16.02.2018
Der Verständliche

Am Werk Richard Feynmans kommt niemand vorbei, der die moderne theoretische Physik begreifen will. Jörg Resag erklärt es dem Laien auf vorbildliche Weise.

In Europa war der 16. Februar 1988 bereits angebrochen, als in Los Angeles der Physiker Richard Feynman einem Krebsleiden erlag. Doch weniger den dreißigsten Todestag als den hundertsten Geburtstag im kommenden Mai hatte Jörg Resag mit diesem Buch im Auge. Auf den ersten Blick scheint es überflüssig, denn allenfalls über Albert Einstein gibt es heute noch mehr biographische Literatur als über den Mann, der auf besonders erfolgreiche Weise Bohrs und Heisenbergs Quantenphysik mit Einsteins spezieller Relativitätstheorie verband. Tatsächlich landete Feynman in einer Umfrage unter hundert führenden Vertretern des Fachs im Jahr 2000 nach den drei genannten auf Rang vier der besten Physiker des zwanzigsten Jahrhunderts. Paul Dirac, der eigentliche Erzvater der relativistischen Quantentheorie oder Quantenelektrodynamik (QED) folgt erst auf Rang fünf.

Neben der monumentalen Biographie aus der Feder des indisch-amerikanischen Wissenschaftshistorikers Jagdish Mehra aus dem Jahr 1994 sind über Feynman heute auch etliche populäre Lebensbeschreibungen und Anekdotensammlungen lieferbar. Doch die lustigen Episoden aus dem Leben des nonkonformistischen Nobelpreisträgers, der gerne auf Bongos trommelte oder auch mal einen Strip-Club besuchte, erklären Feynmans Bedeutung für die moderne Physik nur bedingt. Das tun die Fachhistoriker, neben Mehra der auf die Geschichte der QED spezialisierte Silvan Schweber. Doch deren Werke sind für Fachfremde harte Kost.

Jörg Resag hat einen anderen Ansatz. Zwar erzählt auch er Feynmans Lebensgeschichte: Von der Jugend in New York, dem wissenschaftsbegeisterten Vater, dem frühen Tod seiner ersten Frau, der Mitarbeit am Manhattan-Projekt. Dann von dem Professor und Verfasser einer legendären, noch heute verlegten Einführung in die Physik. Auch seine Rolle bei der Aufklärung des "Challenger"-Unglücks im Jahr vor seinem Tod wird referiert. Eine reflektierende Historie ist das aber selten. Resag belässt es bei einigen Hinweisen wie dem, dass Feynman zu der ersten Generation von Physikern gehörte, die Quantentheorie an der Universität lernten. Wer aber beispielsweise wissen möchte, wie und ob überhaupt der als Autoritätsverächter charakterisierte Feynman sich zu Ereignissen um 1968 herum verhielt, wird das hier nicht erfahren.

Feynmans Leben steht hier eben nicht im Vordergrund und seine Zeit noch weniger. Vielmehr dient Resag das Biographische vor allem als erzählerisches Gerüst für das, was er seinen Lesern eigentlich nahebringen will: womit sich Feynman wissenschaftlich beschäftigte, seine Physik. Die möchte er so erklären, dass auch wenig bis kaum vorgebildete Leser sie verstehen können: Feynmans Beiträge zur Erklärung des sogenannten supraflüssigen Heliums bei tiefsten Temperaturen etwa, zur schwachen Wechselwirkung zwischen Elementarteilchen oder zum inneren Aufbau der Neutronen und Protonen aus Quarks. Breiten Raum nimmt Feynmans Formulierung der QED ein samt ihrer Veranschaulichung durch die "Feynman-Diagramme". Damit bekamen die Physiker einen mathematischen Werkzeugkoffer an die Hand, mit dem sie seither sehr effizient eine große Klasse quantenphysikalischer Interaktionen zwischen Strahlung und Materie berechnen können - ohne sich dabei allzu verwickelten mathematischen Gedankengängen hingeben zu müssen.

All das wird hier mit großer Klarheit präsentiert und ohne die redundanten Textmassen, die nicht wenige populäre Bücher über theoretische Physik aufblähen. Resag schreibt prägnant und mit sicherem Gespür für die richtigen sprachlichen oder geometrischen Bilder, mit deren Hilfe sich die für den Alltagsverstand zum Teil doch recht befremdlichen Sachverhalte zumindest ahnungsweise begreifen lassen. Dabei kommen durchaus auch anspruchsvolle Inhalte zur Sprache, die sogenannte Renormierung etwa oder das Spin-Statistik-Theorem. Meist wird hinreichend klar markiert, wie weit die anschaulich-verbalen Erläuterungen tragen, und offen ausgesprochen, wenn etwas nun einmal nicht ohne mathematischen Formalismus zu verstehen ist und hier somit unerläutert hingenommen werden muss.

Diese Leistungen des Autors werden sicher nicht durch den Hinweis geschmälert, dass ihm das alles auch deswegen so gut gelingt, weil er einen ganz vorzüglichen Lehrer hat: Feynman selbst. Denn nicht wenige der hier eingesetzten Erklärkonzepte finden sich auch in dessen populären Schriften und Vorträgen. Die zur QED etwa sind zum Beispiel in den vier Vorlesungen zu bewundern, die Feynman 1979 in Auckland hielt und die heute auf Youtube zu finden sind. Resag bekennt sich klar zu solchen Quellen, ja seine häufigen, fast schon systematischen Hinweise auf Material, das seinen Lesern im Internet und insbesondere auf Youtube zugänglich ist, sind geradezu wegweisend für ein modernes Sachbuch. Denn das Videoportal hält nicht nur unfassbare Mengen an unfassbar Minderwertigem vorrätig, sondern für den, der danach sucht (oder wie hier Hinweise darauf erhält), auch sehr viele überragend gute Inhalte.

Vorträge wie die in Auckland und anderes, mit dem sich Feynman an ein breiteres Publikum wandte, machen dabei auch sinnfällig, worin seine Genialität bestand: Selbst sehr versiert in mathematischem Denken, suchte Feynman stets ein genuin physikalisches Verständnis. Formale Eleganz als solche interessierte ihn dabei ebenso wenig wie philosophische Prinzipienhuberei oder Reflexionen darüber, was an den Begriffen der physikalischen Theoriesprache nun etwas "Realem" in der äußeren Welt entspreche.

Feynman strebte nach Verständnis und Verständlichkeit - nicht im Sinne einer Verstehbarkeit in Konzepten der Alltagserfahrung, sondern als Einbettbarkeit in ein bereits errungenes Vorverständnis. Das machte Feynman nicht nur zu einem überragenden Lehrer und zum vielleicht besten Physik-Popularisierer des Jahrhunderts, sondern ist auch wesentlich für sein Forschergenie. Das bestand nämlich weniger darin, grundsätzlich neue theoretische Entdeckungen zu machen. Die Idee mit den Quarks etwa geht vor allem auf Feynmans Caltech-Kollegen Murray Gell-Mann zurück. Oder die QED: Eine Weiterentwicklung von Diracs Theorie zu einem Formalismus, der schließlich auch die immer präziseren experimentellen Daten beschreiben konnte, war nicht nur Feynman gelungen, sondern auch seinem Landsmann Julian Schwinger sowie dem Japaner Shin'ichiro Tomonaga. Mit beiden teilte sich Feynman den Physik-Nobelpreis des Jahres 1965. Doch erst in Feynmans Formulierung ließ sich effizient damit umgehen, erst durch sie wurde die QED weiteren Fachkreisen erschlossen und ermöglichte damit weiteren Fortschritt. Das wiederholte sich später, als es um die Quarks ging: "Wie üblich gab Feynman der Sache eine Form, so dass normale Leute sie benutzen konnten", erzählte Murray Gell-Mann einmal in einem Interview nach Feynmans Tod. "Experimentalphysiker auf der ganzen Welt dachten nun, sie würden die Dinge verstehen, nachdem Feynman sie in eine so einfache Sprache übersetzt hatte."

Gell-Mann hatte mit Feynman in späteren Jahren so seine Probleme, die durchaus auch an Feynmans eigenwilliger, zugleich extrovertierter und eigenbrötlerischer Persönlichkeit lagen. Das gesteht selbst Jörg Resag ein, dessen Verehrung für seinen Helden sonst kaum Grenzen kennt. Derselbe Murray Gell-Mann aber hielt es für möglich, dass Feynman mit dem Hauptbestandteil seiner Formulierung der QED, den sogenannten Pfadintegralen, die fundamentale Struktur der Quantenphysik erreicht haben könnte. Diese mag gewöhnungsbedürftig sein und nicht im Sinn der Alltagsanschauung verstehbar. Aber, wie Resag demonstriert, völlig unzugänglich ist sie uns auch nicht.

ULF VON RAUCHHAUPT

Jörg Resag: "Feynman und die Physik". Leben und Forschung eines

außergewöhnlichen

Menschen.

Springer Verlag, Heidelberg 2017. 356 S., br., 19,99 [Euro].

Alle Rechte vorbehalten. © F.A.Z. GmbH, Frankfurt am Main
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"... Resag schreibt prägnant und mit sicherem Gespür für die richtigen sprachlichen oder geometrischen Bilder ... ." (Ulf von Rauchhaupt, In: FAZ Frankfurter Allgemeine Zeitung, 16. Februar 2018)
"... All dies und noch viel mehr erzählt Jörg Resag, promovierter Physiker und populärwissenschaftlicher Autor, in seinem glänzenden Buch über Feynmans Leben und Forschung. Resag gelingt die Engführung biografischer Details mit Darstellungen der physikalischen Zusammenhänge. ..." (Michael Springer, in: Spektrum.de, 2. Februar 2018)