Wege des Zufalls: Tanz der Atome, Invasion neuer Arten, Ausbreitung von Seuchen und Sprachen

210 Pages·2011·2.895 MB·German

by  Prof. Dr. Gero Vogl (auth.)

Wege des Zufalls
Gero Vogl
Wege des Zufalls
Tanz der Atome, Invasion neuer
Arten, Ausbreitung von Seuchen
und Sprachen
Author
Prof. Dr. Gero Vogl
Universität Wien
Fakultät für Physik
Strudlhofgasse 4
1090 Wien
Österreich
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Titelbild: © funnyflitter, Fotolia.com
ISBN 978-3-8274-2675-8
In Erinnerung an Peter Neugebauer und Gernot Werner,
die uns auf einer Ski-Wanderung entrissen wurden.
Vorwort
Wir besprechen und bewundern in diesem Buch ganz ohne
Mathematik, wie Wissenschaftler aus vielen Disziplinen
Ausbreitungsvorgänge erforscht haben, die die Physiker
Diffusion nennen. Die Diffusion verfolgt zufällige Wege
wandernder Teilchen, Lebewesen, Ideen, und obwohl sie
zufällig ist, ist ihr Ergebnis dennoch vorhersehbar.
Im 19. Jahrhundert erforschte Joseph Fourier, Präfekt
eines französischen Departements wider Willen, jedoch
Physiker und Mathematiker aus Berufung und Begeiste-
rung, die Ausbreitung der Wärme. Adolf Fick war Physio-
loge und fand die nach ihm benannten Diffusionsgesetze.
Der Botaniker Robert Brown entdeckte die Brown’sche
Bewegung „torkelnder“ Teilchen in Flüssigkeiten, konn-
te sie jedoch nicht erklären. Denn das Gesetz, nach dem
sich ein einzelnes Teilchen in einer Flüssigkeit bewegt,
hat schließlich erst 1905 Albert Einstein herausgefunden.
Und zu erforschen, wie sich einzelne Teilchen im Inneren
fester Materie bewegen, wird heute mit den modernsten
und größten Maschinen, die die Wissenschaft hervorge-
bracht hat, möglich.
Im 20. Jahrhundert sind interessante Wanderungsbewe-
gungen und Ausbreitungsvorgänge durch die Forschung
VIII Wege des Zufalls
von Archäologen und Genetikern, Botanikern, Ökologen
und Sprachforschern in das allgemeine Interesse gerückt.
Es ist erstaunlich und faszinierend, dass Gesetze aus der
Physik Beschreibungen von Ausbreitungsvorgängen von
Lebewesen und geistigen Gütern liefern. Interdisziplinä-
re Zusammenarbeit und Informationsaustausch zwischen
den Fachleuten, die die Problematik kennen, und Phy-
sikern, die die allgemeinen Modelle übertragen können,
ist die Voraussetzung dafür. Man muss sich bei solchen
Übertragungen aber der Grenzen bewusst sein: Manches,
was in der Physik einfach ist, wird in den Lebenswissen-
schaften schwierig, in den Geisteswissenschaften fast un-
durchschaubar.
Im 21. Jahrhundert interessieren Ausbreitung und Dif-
fusion nicht mehr nur Wissenschaftler, denn mit Globali-
sierung und Klimawandel berühren Ausbreitungsvorgän-
ge und Invasionen neuer Arten heute alle Menschen.
Die meisten Erforscher der Wanderungsbewegungen,
von denen in diesem Buch die Rede ist, haben die Gren-
zen ihrer Disziplin überschritten. Sie waren selbst Wande-
rer zwischen den Wissenschaften und oft auch Wanderer
oder Reisende im Leben. Aus Begeisterung, wie der Berg-
steiger Adolf Fick oder der Forschungsreisende Robert
Brown, oder aus beruflicher Notwendigkeit, wie der von
Napoleon durch die Welt getriebene Joseph Fourier oder
der nach Calcutta entsandte englische Richter William Jo-
nes. Und Albert Einstein ist das Beispiel für einen räumlich
und geistig besonders umtriebigen Forscher: Er wechselte
in seinen jüngeren Jahren nicht nur oft seinen Arbeits-
platz, er diffundierte wie kein anderer zwischen den Ge-
bieten in seiner Physik. Ich vermute, dass Menschen, die
sich für den Blick über den Tellerrand interessieren, für
Vorwort IIXX
Interdisziplinäres, Neues, auch in ihrem eigenen Leben die
Veränderung schätzen und suchen. Wahrscheinlich hat es
miteinander zu tun: die Bereitschaft zur Grenzüberschrei-
tung zwischen den Disziplinen und die Bereitschaft oder
sogar das Bedürfnis, auch körperlich zu wandern und sich
beruflich zu verändern.
Wie eingangs erwähnt, beschreibt dieses Buch Ausbrei-
tungsvorgänge, ohne den Leser mit Mathematik zu belas-
ten. Leser, die sich für die zugrundeliegende Mathematik
interessieren, könnten als Einstieg mein Buch Wandern
ohne Ziel, Springer (2007) konsultieren.
Inhalt
Vorwort .......................................... VII
Wandern ......................................... 1
Tanz der Atome .................................... 11
Über die Grenzen ................................... 19
Zum Käfig der letzten Christen der Südosttürkei ........... 19
Diffusion von griechischer Kultur und Buddhismus ......... 23
Dattagupta, der Tanz im Käfig und die Diffusion ........... 27
Ausbreitung ohne Grenzen: Wärme und Diffusion .......... 29
Fourier – Abenteurer wider Willen, Organisator,
Administrator, Politiker ................................ 29
Der Präfekt von Grenoble durchschaut die Wärmeleitung .... 36
Ein Physiologe entdeckt die Diffusionsgesetze ............. 41
Die Diffusionswalze ................................. 51
Unsere Vorfahren, die Jäger und Sammler und die
Ackerbauer und Viehzüchter ............................ 53
Wie viele nahöstliche Gene haben wir tatsächlich? .......... 69
Das Rätsel der schnellen Indianer – ein Diffusionsprozess?.... 74
XII Wege des Zufalls
Vom Botaniker Brown über Einstein und Star Wars
zur Atomsonde .................................... 93
Der weltreisende Botaniker Robert Brown entdeckt
die Brown’sche Bewegung............................. 93
Einsteins erster Streich in seinem „annus mirabilis“......... 95
Zwischenspiel: Einsteins drei Versuche einer Dissertation .... 103
Die Bestätigung von Einsteins „unbekümmerten,
primitiven“ Vorhersagen .............................. 107
Auf der Spur einzelner Atome ......................... 113
Auf dem Weg zum Röntgen-Laser – zerstörende Waffe
oder feinste Sonde? .................................. 120
Invasionen im Zuge von Globalisierung und Klimawandel ... 131
Die Ausbreitung der Rosskastanien-Miniermotte .......... 132
Die Invasion des Ragweeds in Mitteleuropa und eine
dramatische Prognose ................................ 139
Die Diffusion von Seuchen und Geldnoten............... 147
Die Pest ............................................ 148
Where is George? Die Diffusion der Dollar-Noten ......... 154
Ausbreitung und drohender Verlust von Sprachen......... 161
Sir William Jones, ein Richter als Vater
der Indogermanistik .................................. 161
Die Diffusion der europäischen und vorderasiatischen
Sprachen ........................................... 165
Tod kleiner Sprachen oder Chance zum Überleben? ........ 174
An den beiden Ufern einer noch breiten Kluft:
Physiker und Linguisten ............................... 178
Führt der Diffusionstod zur Welt-Einheitszivilisation? ...... 181
Dank............................................ 187
Literatur ......................................... 191
Index ........................................... 203