Das Buch stellt sehr umfassend und verständlich den gegenwärtigen Stand fest. Es ist eines der besten Bücher auf diesem Gebiet. Dafür gebürt dem Autor Dank und Anerkennung. Ich habe es mit großer Begeisterung gelesen.Aber es zeigt auch das mögliche Dilemma, in dem die Theoretische Physik steckt. Was, wenn auch mit sehr viel mehr Aufwand keine Aussagen zu Dunkler Energie, Dunkler Materie und dem Ursprung aller Dinge gefunden werden?Ich weiß, dass die Beantwortung einer einfachen Problematik zum Ziel führt, die allerdings heute niemand mehr als relevant ansieht. Es ist die alte Frage zu klären, warum Kepler recht hatte mit der Annahme, Himmelskörper um zentrale Objekte folgen harmonischen physikalischen Prinzipien und das allgemein. Dieser Weg liegt allerdings außerhalb des Mainstreams. Aber ist das ein Grund, ihn nicht zu gehen nur weil er nicht in das gegenwärtige Denkschema passt?Uwe J. M. Reichelt
Michio Kaku ist Professor für theoretische Physik am City College New York, er arbeitet auf den Gebieten der Quantenfeldtheorie, Supersymmetrie und Stringtheorie, und setzte sich besonders für die Popularisierung der Erkenntnisse der modernen Physik ein. In dieser Rolle ist er Protagonist zahlreicher Wissenschaftssendungen für BBC, Discovery Channel und Science Channel, sowie Autor verschiedener populärer Bücher, darunter ‘Jenseits von Einstein‘ (1996), ‘Hyperraum‘ (1998), ‘Paralleluniversum‘ (2005) und ‘Die Physik des Unmöglichen‘ (2018).Mit seinem vorliegenden schmalen Bändchen greift Kaku das Thema Stringtheorie, das sich durch etliche seiner Werke zieht, erneut auf. Waren mit dieser Theorie anfangs große Hoffnungen verbunden, endlich eine Verbindung von Gravitation und Quantentheorie gefunden zu haben, die sich als einheitliche Beschreibung aller vier Grundkräfte der Physik erweisen könnte, kühlten sich die Erwartungen in den letzten Dekaden deutlich ab. Das Buch soll eine ausgewogene, objektive Analyse der Durchbrüche und Grenzen der Stringtheorie vermitteln, wie der Autor im Vorwort ausführt. Seine Darstellung leitet er mit einem ausführlichen Review der etablierten Physik ein – von Newton, Maxwell, über Einsteins Relativitätstheorie und dem Advent der Quantenmechanik, bis zur Quantenelektrodynamik und den Eichfeldtheorie, die Ordnung in die Elementarteilchenphysik bringen. Dabei betont Kaku die Rolle von Symmetrien bei der Entwicklung von Theorie, die immer weitere Gebiete der theoretischen Physik vereinheitlichen. Allerdings kommt er dadurch auch erst in letzten Drittel auf seine eigentliches Thema zu sprechen.Dieses beginnt mit einem kurzen Abriss der Entstehungsgeschichte der Stringtheorie, die Gabriele Veneziano und Mahiko Suzuki eigentlich zur Betrachtung von Streuamplituden von Kernkräften mittels der Eulerschen Beta- Funktion entwickelt hatten; Nambu, Nielsen und Susskind erkannten aber, dass diese Formel gerade die Wechselwirkung zweier schwingenden Saiten (strings) beschreibt. Ein offensichtlicher Vorteil der Stringtheorie war, dass ihre Objekte endlich Ausdehnungen haben, so dass die diversen Unendlichkeiten von vornherein vermieden wurden, mit denen Quantenfeldtheorien mit ihren punktförmige Teilchen zu kämpfen haben. Andererseits wurde die Stringtheorie von Anomalien geplagt, die sich aber nach Einbeziehung der Supersymmetrie eliminieren ließen. Besonders bemerkenswert war, dass die Theorie Strings enthielt, die sich als Gravitonen interpretieren ließen.Seltsam erschien auch, dass es gleich fünf Varianten der Stringtheorie gibt, bis Edward Witten in den 1990iger Jahren Dualitäten fand, die diese Versionen nur als verschieden mathematische Darstellungen der selber Physik aufzeigen, und die sich zudem in einer 11 dimensionalen M- Theorie vereinen lassen, in der allerdings neben den eindimensionalen Strings auch höher dimensionale Branen auftauchen. Ein weiterer zudem völlig unerwarteter theoretischer Erfolg der Stringtheorie war Maldacenas Entdeckung einer neuen Art von Dualität, die vierdimensionale Eichfeldtheorien mit zehn-dimensionalen Gravitationstheorien in Verbindung bringen.Wie eingangs versprochen, lässt Kaku auch die Kritiker zu Wort kommen, die anführen, dass für die Theorie – trotz Jahrzehnte langer intensiver Forschung – bislang weder experimentelle Belege auch nur in Sicht sind, noch konnte sie die Aussicht auf eine eindeutige Beschreibung der gesamten physikalischen Realität einlösen, statt dessen fand man eine gigantische Vielfalt möglicher Lösungen (string landscape), die alle verschieden Universen mit jeweils verschieden Eigenschaften beschreiben; einige Physiker versuchen sogar diese Vielzahl von Möglichkeiten als Realität zu interpretieren, die sich in einem Multiversum manifestiert. Auch eine der Grundannahmen der Stringtheorie, die Supersymmetrie, geriet in den letzten Jahren zunehmend ins Sperrfeuer der Kritik, insbesondere da die Experimente am LHC – trotz großer Hoffnungen – bislang keinerlei Belege für die Existenz von Super- Partnern erbracht haben. Wiederholt wiesen Kritiker, wie Lee Smolin und Peter Woit, darauf hin, dass innere Schönheit, Natürlichkeit und mathematische Konsistenz keine Kriterien für die Richtigkeit einer Theorie sind. Jüngst hat Sabine Hossenfelder ihr Buch ‘Lost in Math‘, in deutscher Übersetzung mit dem etwas unglücklichen Titel ‘Das hässliche Universum‘, diesem Thema gewidmet.Michio Kaku, der seit den frühen Jahren zur Stringtheorie geforscht und eine Stringfeldtheorie entwickelt hat, sieht die Tatsache, dass die Stringtheorie automatisch die Gravitation enthält, also die Gleichungen der Allgemeinen Relativitätstheorie reproduziert, als erstaunliches Phänomen und als eines ihrer wichtigsten Erfolge an. Auch wenn anfängliche Erwartungen enttäuscht wurden, bringt die Stringtheorie immer wieder neue unerwartete Ergebnisse hervor. Das kann nur bedeuten, dass die Grundprinzipien der Theorie noch nicht verstanden wurden, und es ist somit verfrüht, meint der Autor, sich ein abschließendes Urteil zu bilden.In einem abschließenden Kapitel äußert der Autor seine persönlichen Ansichten über eine mögliche Theorie von Allem und in wie fern diese dem Universum einen Sinn verleihen könnte, sowie zu einigen anderen ontologischen und theologischen Problemen.Kaku hat mit diesem Buch sicher eine schöne Einführung in die Stringtheorie verfasst, deren besonderer Reiz in seiner Kürze liegt. Dank der recht ausführlichen Einleitung, ist das Werk auch für Laien, als erster Einstieg in das Thema, geeignet.Das Buch ist exzellent ausgestattet, neben zahlreichen Anmerkungen zum Text, die in machen Fälle weiter Details – manchmal sogar Formeln – enthalten, und dem obligatorischen Register, gibt eine ausführliche Bibliographie mit weiterführender Literatur, die sowohl populäre Titel als auch Lehrbücher für unterschiedliche Ansprüche enthält.
