banner fri - FRIDOLIN, DIE GESCHICHTE EINES ATOMMODELLS
DIE PHYSIKERINNENTAGUNGEN 2003 UND 2007
DENKMÖGLICHKEIT FÜR EIN NEUES ATOMMODELL
Ein Lesematerial für die Physikerinnentagung 2003 in  Augsburg

3. Die Idee für ein neues Atommodell


3.1. Einige Vorüberlegungen
3.2. Der Werdegang der Idee selbst

Im Sommer 1998 hatte ich diese Idee. Sofort verband sich mit ihr der Gedanke:

"Das glaubt dir kein Mensch!"

Später kam dann der Gedanke hinzu:

"Wieso ist denn noch niemand auf diesen einfachen Gedanken gekommen?
Dieses Modell ist doch so klar und einfach, dass man einfach sehen MUSS, dass es eine wunderbare Erklärung und Vorstellung vom Atom und von anderen physikalischen Gegebenheiten liefert!
"

Die Idee war aus einem Spiel heraus entstanden, denn selbstverständlich hätte ich nie den Mut gehabt, bewusst und vorsätzlich zu sagen:

"Ich mache jetzt mal ein neues Atommodell."
Die Versuchung ist groß, alle Erkenntnisschritte dazustellen, aber das würde zu umfangreich werden. ...


3. 1. Einige Vorüberlegungen


Da sich die Idee jedoch nicht vom Weg, auf dem ich sie fand, trennen lässt, muss ich ein paar markante Eckpunkte vorstellen:

• die seit dem Studium anhaltende (heimliche, leise und früher nicht einmal begründbare) Ablehnung der Wahrscheinlichkeitsinterpretation der Schrödingerschen Wellenfunktion;

• die Nachwende-Erfahrung, dass ich als "gelernte DDR-Bürgerin" und Philosophielehrerin des "dialektischen und historischen Materialismus" all mein früheres Wissen kritisch hinterfragen und vieles davon über Bord werfen musste, d. h. die Fähigkeit entwickeln musste, mich von sicher geglaubtem Wissen zu trennen;

• die Beschäftigung mit der „feministischen Wissenschaftskritik“, das bewusste Suchen nach Denkmodellen, den Formen, in denen Wissen gedacht wird;
die Frage, wie Wissen "andersherum", in einem anderen Denkmodell aussehen würde, das Spielen mit Gedanken (siehe Kapitel 1);

• das Finden von anderen als den „herrschenden“ Atommodellen in der Geschichte (siehe Kapitel 2); z. B. das "Wirbelatom" von Kelvin, von dem ich nur dieses Wort hörte und das mich doch in eine Krise stürzte: es passte nicht zu meinen bisherigen Gedanken und doch spürte ich (! nicht in Worten, sondern "anders" gedacht), dass ich es unbedingt berücksichtigen muss, weil es eine grundlegende Eigenschaft des Atoms auf eine so einfache Art anschaulich macht;

• die Ausarbeitung von Gedanke, wie man "zwei zu eins machen" kann, das Erkennen der Lebensfremdheit der Mathematik und der Gefahren, die aus der Überbetonung der Abstraktion und einer kritikunfähigen Wissenschaftsgläubigkeit für das Leben aller Menschen entstanden sind; das bewußte Freimachen von meiner eigenen „Autoritätsgläubigkeit“ und von der Angst vor Wissenslücken (dazu gäbe es noch viel mehr zu sagen, aber nicht an dieser Stelle);

• die Beschäftigung nicht nur mit Mathematik und Physik, sondern auch mit Philosophie, Theologie, Psychologie, mit Sprachanalyse, mit Symbolen* und der Symbolsprache (z. B. in Märchen), mit Wissenschaftsgeschichte usw.
Vor allem war es jedoch das "Frauenwissen" (siehe Anhang), das mir die Augen öffnete;

• allgemeine erkenntnistheoretische Überlegungen: die Frage, wie in Zukunft Erkenntnisfortschritt möglich ist, warum er unter den jetzt herrschenden Wissenschaftsbedingungen an seine Grenze gekommen ist.
__________________
* Die Spirale und die Doppelspirale hatten es mir sehr angetan und ich habe sie zwischen 1996 und 1998 hunderte Male gezeichnet, gemalt, konstruiert, Abbildungen von Spiralen und Wirbeln gesammelt; das eigentliche „Geheimnis“ der Spirale erkannte ich erst im Jahr 2003.

Was ich mit dem "zwei zu eins machen" meine,
will ich kurz in Form von ganz einfachen Beispielen erläutern:

Teile ich einen Apfel in zwei halbe Äpfel, kann ich daraus nie wieder einen ganzen Apfel machen. Es bleiben zwei halbe Äpfel: 1 = 1/2 + 1/2 = 2/2   ≠  1

Teile ich ein DIN A 3 – Blatt, werden daraus zwei halbe DIN A 3 – Blätter. Vergesse ich die "Vergangenheit" dieser "halben" Blätter, vergesse ich, dass sie einmal zusammengehörten, in Beziehung standen, dann erscheinen sie mir wieder als "ganze Dinge", jetzt aber als zwei, als zwei DIN A 4 – Blätter. In diesem Fall habe ich "aus eins zwei gemacht".

Nehme ich jedoch – ganz einfach gesagt - zwei Strümpfe und verbinde sie "richtig", so habe ich eine Strumpfhose. Vorher waren die zwei Strümpfe zwei Dinge, jeder für sich gesehen, ohne Beziehung zueinander. Nachher, nachdem die Strumpfhose fertig war, waren die beiden Strümpfe – jeder für sich gesehen – nur noch zwei halbe Dinge – in Bezug auf die Strumpfhose waren sie jeder eine "halbe Strumpfhose". Ich habe "zwei zu eins gemacht". Vorher bestand zwischen den Strümpfen keine Wechselwirkung, nachher standen sie in sehr enger Beziehung.

Ein Zwischenstadium zwischen dem "vorher" und dem "nachher" ist, dass ich in dieser Zeit erkennen muss, welche der vorhanden Strümpfe "beziehungsfähig" sind, zusammengehören, wechselwirkungsfähig sind. So kann ich bei vielen Dingen, indem ich ihre Beziehung zu anderen Dingen in die Betrachtung einbeziehe, erkennen, ob es eine "ganze" oder eine "halbe" Sache ist.

Mit anderen Worten: es kommt auf die Sichtweise und Erkenntnisfähigkeit des Betrachters an: erkennt er an den betrachteten Dingen, ob sie zusammengehören (Synthese-Sicht, siehe Abschnitt 1, die tabellarische Gegenüberstellung der beiden Denkweisen), oder erkennt er diese Zusammengehörigkeit nicht und nimmt sie nur "getrennt" (analytische Sicht, siehe Tabelle in Abschnitt 1) wahr. Diese Betrachtung zeigt übrigens ganz nebenbei der Unterschied zwischen "statischer" und "dynamischer" Sicht .
An diesen Beispielen zeigt sich meiner Meinung nach sehr schön die Begrenztheit des linearen Denkens und die Überlegenheit des komplexen Denkens:
die komplexe Sicht ermöglicht, auch in der linearen Sichtweise zu denken, aus der Sicht des linearen Denkens bleibt die komplexe Sicht ein "Buch mit sieben Siegeln".


Doch zurück zum Werdegang meiner Idee:

3. 2. Der Werdegang der Idee selbst


Im Juli 1998 habe ich dieses Prinzip, "zwei zu eins zu machen", auf Elektron und Proton angewandt:
Was ist, wenn beide für sich nicht "zwei verschiedene" Dinge sind, sondern "eins", wenn jedes "Teilchen" für sich gar kein „ganzes Ding“ ist, sondern nur ein "halbes Ding", eine "halbe Sache"?
Das war schon (fast) alles!

Ich spürte sofort, dass ich hier auf einen ganz wunderbaren, ausbaufähigen Gedanken gekommen war. Es war ein unvorstellbares Glücksgefühl, das man nicht mit Worten beschreiben kann. Wer wirklich verstehen will, was ich erlebt habe, muss so ein „AHA-Erlebnis“ selbst erlebt haben.

Alles andere ergab sich nun fast von allein. Es war dann die Arbeit von weniger als einer Stunde, vielleicht waren es nur Minuten, ich hatte kein Zeitgefühl mehr:
Wie sollte ich mir das nun vorstellen, dieses „Einssein“ von Proton und Elektron? Ich saß da und dachte nach und sah auf meine Spiralen und malte Spiralen und überlegte, wie denn Proton und Elektron, positive und negative elektrische Ladung "zu eins" gemacht werden könnten.

Zuerst war das Symbol da: ich wusste, dass dieses "zwei zu eins machen" am besten mit der Doppelspirale dargestellt werden kann. Auch die Doppelspirale besteht aus zwei Spiralen – oder aus zwei halben Doppelspiralen? Die Spirale ist übrigens ein wichtiges Grundsymbol in den Kulten matriarchaler Kulturen, ein "weibliches" Symbol. Vielleicht kann dieser Gedanke ein wenig erhellen, warum es so eine Abneigung gegen "Wirbel"-Bilder, Wirbel-Denken, Wirbel-Modelle in der Physik und Philosophie gibt? "Objektiv" kann man diese Abneigung zumindest nicht nennen.
                                    Die Skizze einer solchen Doppelspirale

In Analogie zu fließendem Wasser stellte ich mir vor, wie  Energie von einem Punkt zum anderen fließt, sich dabei wirbelnd um sich selbst drehend vom Proton ausgeht und rotierend beim Elektron ankommt. Nur – wie sollte die Energie wieder zurückfließen? Dafür hatte ich noch keine Vorstellung. Ich hielt es allein nicht mehr aus. Voller Aufregung fuhr ich zu meiner Schwester, sie ist Lehrerin für Mathematik und Physik, und diskutierte mit ihr darüber. In diesem Gespräch entstand dann der eigentlich neue Gedanke – durch einen zweiten Analogieschluß, der sich als der noch wichtigere erwies:

Wenn alles Sein (jedes "Ding", jedes System, aber auch alle Beziehungen, Prozesse, Wirkungen und Wechselwirkungen) Anfang und Ende hat, einen Prozess des Werdens und Vergehens durchläuft, wenn dieser Prozess während der ganzen Existenz stattfindet, dann muss diese allgemeinste Eigenschaft allen Seins, das ständige Werden und Vergehen, auch auf der Ebene der Atome sichtbar werden.

Die beste Veranschaulichung war für mich das Bild von Quelle und Senke. So stellte ich mir vor, das Proton wäre eine Energiequelle und das Elektron eine Energiesenke.    Die Quelle "drückt" Energie in die Umgebung, die Senke "saugt" Energie aus der Umgebung auf. Dieses Bild war so wunderbar anschaulich und vorstellbar, daß es mir sofort gefiel.

Noch mehr Analogien stellten sich ein. Druck- und Sog- Kräfte lassen sich in allen Bereichen der Physik erkennen:
- mechanisch bei festen Körpern (sie können „drückend“ oder „ziehend“ bzw. „saugend“ bewegt werden), Flüssigkeiten (es gibt Wasserpumpen, die Wasser „drücken“ und andere die Wasser „ansaugen“) und Gasen,
- elektrische Ladungen wirken anziehend oder abstoßend, ebenso magnetische Kräfte,
- es gibt die Gravitation (Sog) und den Licht-Druck, ....

Wenn folglich

Druck und Sog zu den allgemeinsten Eigenschaften der Materie gehören, (1)

müssen diese Eigenschaften auch auf der Ebene des Atoms darstellbar sein.
Das bedeutete, mit meinem Ansatz (Proton = Energiequelle, Elektron = Energiesenke) konnten diese allgemeinen Eigenschaft auch auf atomarer Ebene dargestellt werden.


Nur eine Frage war damit noch nicht beantwortet – woher sollte die Energie aus der Quelle kommen, wohin sollte sie in der Senke gehen?
Aus verschiedener Literatur über modernere Gedanken in Physik und Philosophie wußte ich, dass die sogenannten "höheren Dimensionen", jenseits unserer vierdimensionalen Raum-Zeit-Realität eine große Rolle spielten. Ein Zitat (ich weiß nicht mehr von wem es war) fiel mir in die Hände, in dem gefordert wurde, dass

die Verbindung von vierdimensionaler realer Welt mit den "höheren Dimensionen" auch auf atomarer Ebene sichtbar gemacht werden müsse. (2)

Mit diesem Quelle-Senke-Bild waren die beiden Forderungen (1) und (2) ganz einfach darstellbar:
Die Energie fließt, aus einer "höheren Dimension" kommend, aus der Quelle (dem Proton) in unserer physische Wirklichkeit, be-WIRKT hier die verschiedensten Dinge und Prozesse und wird dann wieder durch die Senke (das Elektron) in diese höheren Dimensionen "entlassen".
Die Energie "erschöpft" sich einerseits physisch in diesem "WIRKUNGS-Prozess", wird andererseits geistig mit Informationen über ihr Wirken in dieser Welt "angereichert", trägt diese Informationen in die "höheren Dimensionen". Was immer dort geschieht, darüber lohnt es sich ebenfalls nachzudenken – und berührt die Frage nach einer modernen "Bewusstseins"-Physik durchaus.

Der Vorteil dieses Bildes war außerdem, daß ich mir dabei sehr gut vorstellen konnte, wie die einzelnen Energieströme sich verzweigen, wie von einem Proton Energie nicht nur in eine, sondern in viele, vielleicht sogar alle Quellen des Universums fließt, wie andererseits ein Elektron nicht nur von einem Proton, von einer Quelle die Energie ansaugt, sondern von vielen, womöglich allen Energiequellen des Kosmos gespeist wird.

Trotzdem hatte ich am Anfang große Mühe, mich von den alten Vorstellungen zu lösen, diese neue Denkmöglichkeit für mehr als nur eine schöne Spielerei zu halten. Andererseits machte mir dieser neue Gedanke so viel Freude, dass ich einfach weiter "mit ihm spielte".

Ich begann, diesen Gedanken, Proton und Elektron als Quelle und Senke zu sehen, mit den physikalischen Phänomenen zu vergleichen. Die Ergebnisse waren interessant, wurden immer spannender. Bei dieser Beschäftigung mit "Fridolin" (wie ich mein Atommodell dann nannte; warum ich das tat, steht in der Broschüre "Gestatten, Fridolin" und hat mit einer alten, kaputten Puppe zu tun) stieß ich nebenbei aber in zunehmendem Maße auf immer mehr "Ungereimtheiten" in den klassischen Interpretationen der beobachteten Phänomene.

Immer mehr Fragen stellten sich mir, immer weniger schaffte ich es, selbst die Antworten zu finden. Ich wünschte mir Diskussionspartner, die mit mir "streiten", diskutieren und die mir helfen, die Fülle dieser Fragen zu beantworten.
Beschäftigte ich mich mit der Anwendung meines Modells auf das Periodensystem und die chemischen Eigenschaften der Elemente, wünschte ich mir Chemiker, die mir helfen könnten.
Suchte ich nach Erklärungen für die Wechselwirkungen von Licht und Masse, wünschte ich mir, einen "Optiker" fragen zu können.
Als es um die Fragen von Materie und Antimaterie ging, suchte ich den Kontakt zum CERN – ohne Antwort zu erhalten.

Manchmal bekam ich Angst, wenn ich sah, welche "ketzerischen" Gedanken sich mir aufdrängten.

Es wurde immer anstrengender, immer mehr Arbeit sah ich auf mich zukommen. So begriff ich, dass ich mich stärker mit der Physikgeschichte beschäftigen, in die Anfänge der modernen Atomistik zurückgehen muß. Die verwendeten Begriffe und ihre Definitionen, die Interpretationen der Phänomene erwiesen sich oft als nicht ausreichend, als einseitig, dem "linearen" Denken verpflichtet. Wie waren sie früher definiert, wann hatte wo unter welchen Bedingungen ein Bedeutungswandel stattgefunden , ... usw. usw. ...

Eine besonders große Hilfe war mir das Wissen um die beiden Denkmethoden, wie ich in es in Abschnitt 1 kurz angedeutet habe.
Mein Atommodell hat meiner Meinung nach die einseitige lineare Sichtweise überwunden, beide Denkmethoden einbezogen. Mehr noch, dachte ich aus der Sicht meines Atommodells über die Dinge nach, erschienen sie auf einmal "ganz anders", einfacher, vorstellbarer.

Die Zusammenhänge zwischen den bisherigen verschiedenen Atommodellen in der Geschichte (siehe dazu auch Abschnitt 2) und "meinem" Atommodell wurden mir immer sichtbarer. So war auch der Welle-Teilchen-Dualismus leichter vorstellbar, überhaupt kein Problem mehr, ....

Schließlich hatte ich mich so an dieses Atombild gewöhnt, dass es mir immer selbstverständlicher wurde. Aus meiner bisherigen Arbeit kann ich sagen:
Für mich hat dieses Atommodell in den vergangenen 5 Jahren seine Brauchbarkeit gezeigt.

Im nächsten Kapitel stehen einige der Anwendungsbeispiele für mein Atommodell.
Zum Beispiel ergeben sich nun folgende Fragen:
- Wie kann man sich aus dieser Sichtweise ein Neutron denken?
- Wie "sieht" die elektrische Ladung aus?
- Wie werden jetzt die chemischen Bindungen vorstellbar?
- Was ergibt sich mit diesem Modell für die Betrachtung der vier Wechselwirkungsarten?
- Was ist Licht in diesem Bild?
- Was wird aus den "anderen Elementarteilchen", Quarks usw., bzw. worauf ist der Teilchenbegriff überhaupt noch anwendbar ?