14 Dez

ZS64: Paul Dirac und die Schönheit der Mathematik

Wir beschäftigen uns in dieser Episode mit der Geschichte der Quantenphysik und sprechen über Paul Dirac (1902–1984), der in nur 8 Jahren so ziemlich alles erreichte, was ein Physiker so erreichen kann: Er wurde mit 27 Jahren zum Fellow der Royal Society gewählt, hatte mit “The Principles of Quantum Mechanics” ein Werk verfasst, das heute noch als Standardwerk gilt und von dem es heißt, dass es Einstein selbst in den Ferien bei sich trug und mit 29 bekam er den Lucasischen Lehrstuhl, den bereits Isaac Newton innehatte. Und 1933 erhielt er gemeinsam mit Erwin Schrödinger den Physik‐Nobelpreis für “die Entdeckung neuer und wichtiger Versionen der Atomtheorie”.

Der Fokus liegt in der Folge bei der Dirac-Gleichung und der Frage nach Schönheit in der Mathematik. Und weil wir uns beide nicht auskennen, haben wir uns zwei Experten dazugeholt: Stefan Haslinger, der den Podcast Aufa Uff Code und das Podcast Community-Projekt Panoptikum macht. Außerdem ist Sebastian Ritterbusch mit dabei, bekannt vom wunderbaren Modellansatz-Podcast und neuerdings vom Neues Terrain-Podcast. Vielen Dank an euch!

Der kurze Ausschnitt aus dem Vortrag stammt von Graham Farmelo, der eine sehr lesenswerte Biographie über Dirac geschrieben hat: »The Strangest Man: The Hidden Life of Paul Dirac, Quantum Genius«.



avatar Richard
avatar Daniel Flattr Icon
avatar Stefan Haslinger
avatar Sebastian Ritterbusch

Feed Enclosure
Podcast Feed: Zeitsprung (mp3) MP3 Audio
Podcast Feed: Zeitsprung (mp4) MPEG-4 AAC Audio
Podcast Feed: Zeitsprung (ogg) Ogg Vorbis Audio

Flattr this!

2 Gedanken zu „ZS64: Paul Dirac und die Schönheit der Mathematik

  1. Danke für die schöne Folge! Bei Hören von Sebastians Beispiel für die Schönheit von mathematischen Erkenntnissen fiel mir ein vielleicht noch einfacher Nachvollziehbares ebenfalls aus der Wissenschaftsgeschichte ein. Es geht um die Frage geozentrisches (alle Himmelkörper kreisen um die Erde) versus heliozentrisches Weltbild (alle Planeten kreisen um die Sonne, nur der Mond um die Erde). Im Mittelalter vertrat gerade die Kirche (Mensch als Mittelpunkt der Schöpfung) den Geozentrismus. Demnach müssten sich die Planeten am Nachthimmel jedoch immer in dieselbe Richtung bewegen. Tatsächlich bewegen sich Planeten allerdings auch mit freiem Augen von der Erde beobachtbar manchmal entgegen ihrer üblichen Richtung. Im heliozentrischen System ist das einfach nachvollziehbar, da uns innere Planeten wie Venus auf ihrer inneren Umlaufbahn um die Sonne schon einmal überholen, was zu einer scheinbaren Schleifenbewegung vor dem Fixsternhimmel-Hintergrund führt. Im geozentrischen System mussten die Mathematiker zur Beschreibung dieses Verhaltens jedoch komplizierte Zusatzannahmen machen. Demnach bewegen sich die Planeten nicht auf einem einfachen Kreis um die Erde, sondern auf einem kleinen Kreis, dessen Mittelpunkt auf einem großen Kreis um die Erde wandert. Der kleine Kreis rollt mit einer gewissen Geschwindigkeit auf dem großen Kreis ab. Durch geschickte Wahl der Parameter kann man die Schleifenbewegung erklären bzw. nachbauen. Epizykel nannte man das. Teilweise brauchte man aber noch einen weiteren abrollenden Kreis auf dem mittelgroßen auf dem großen Kreis – einen Epizykel zweiter Ordnung. Die Mathematik wird da recht kompliziert im Vergleich zum Heliozentrischen Weltbild. Und das würde ich als Beispiel ansehen, dass man in der Mathematik einfachere und damit auch schönere Modelle – hier also den Heliozentrismus – bevorzugt. Später führte Kepler dann die Ellipse statt der Kreisbahn ein. Das mag zwar etwas komplexer als eine Kreisbahn erscheinen, beschrieb aber die Bewegung der Planeten sehr viel genauer.

    • Danke! Das ist ein super Beispiel. Und da fällt mir ein, dass es auch eine Verbindung zu Thomas Kuhns Paradigmenwechsel gibt, der als Beispiel auch den Übergang zum kopernikanischen Weltbild nimmt. Obwohl schon alles super kompliziert wird zu rechnen und zu erklären, versuchen dennoch die meisten Forscher alles weiter in das vorherrschende Paradigma zu packen. Da führt dann sogar wieder eine Schleife zurück, weil Kuhn auch mehrmals Interviews mit Dirac geführt hat: https://www.aip.org/history-programs/niels-bohr-library/oral-histories/4575-1

Schreibe einen Kommentar

Deine E-Mail-Adresse wird nicht veröffentlicht. Erforderliche Felder sind mit * markiert.