Fast übernatürlich

Ein Physiker und ein Molekulargenetiker erklären Biologie auf eine völlig neue Weise.

Warum können Rotkehlchen Magnetfelder sehen – auch wenn die eigentlich viel zu schwach sein müssten, um einen Sinnesreiz auszulösen? Wie finden Clownfische den Weg zu ihrer Koralle? Und, vor allem immer wieder die wichtigste Frage: Was unterscheidet belebte von unbelebter Materie?

Jim Al-Khalili, Johnjoe McFadden: „Der Quantenbeat des Lebens“, Ullstein Hardcover, 432 Seiten, 24 Euro

Auf diese und mehr Fragen präsentieren Jim Al-Khalili und Johnjoe McFadden, ein Theoretischer Physiker und ein Molekulargenetiker, eine überraschende Antwort: Es sind seltsame Effekte aus der Quantenmechanik, bei denen Teilchen „durch Wände gehen, zwei Dinge gleichzeitig tun und gespenstische Verbindungen aufrechterhalten“.

Dieses seltsame Verhalten von Teilchen in der Quantenwelt wird dabei von den Autoren erfrischend anschaulich erklärt. Die quantenmechanische Wellenfunktion eines Elektrons beispielsweise verhält sich wie ein Juwelendieb, „der gerade auf Bewährung aus dem Gefängnis entlassen wurde“, schreiben Al-Khalili und McFadden. „Statt nun ein besseres Leben anzufangen, kehrt er zu seinen Gewohnheiten zurück und bricht überall in der Stadt in Häuser ein. Die Polizei kann zwar nicht sagen, wo er sich befindet. Aber sie kann Aussagen darüber treffen, mit welcher Wahrscheinlichkeit er Einbrüche begehen wird.“

Und auch das rätselhafte Zusammenbrechen dieser Wahrscheinlichkeitswelle bei einer Messung lässt sich so erklären: „Wie steht es nun, wenn die Polizei einen Tipp bekommt? Dann ist die Wahrscheinlichkeitsverteilung auf einen Schlag zusammengebrochen“, heißt es weiter. „Denn der Dieb befindet sich ganz sicher an einem Ort und definitiv nirgendwo sonst. Ähnlich ist es auch mit einem Elektron.“ Durch die Vielzahl an Beispielen und Metaphern wird die Erklärung zur Abenteuerreise – vom Schwanz einer Kaulquappe bis in das Innere eines Apfels.

Quantenphänomene zur Erklärung biologischer Vorgänge zu verwenden, ist von der Fachwelt lange abgelehnt worden. Denn eigentlich sind sie für die „warme, feuchte Welt des Lebens“ nicht robust genug. Und so diskutieren die Autoren an verschiedensten Beispielen, wie es sein kann, dass lebendige Zellen „mit einem Bein in der geisterhaften Quantenwelt“ verharren.

Erst in den letzten zehn Jahren mehren sich die Hinweise, dass Al-Khalili, McFadden und andere „Quantenbiologen“ auf der richtigen Spur sind. Das Buch ist deshalb nicht nur ein Erklärstück. Man kann hier live einer jungen Wissenschaft bei der Entstehung zusehen. Doch was fangen wir mit diesen Erkenntnissen an? Im letzten Kapitel skizzieren Al-Khalili und McFadden eine „Technologie des Lebendigen“ – eine synthetische Biologie, die vielleicht eines Tages einen alten Traum erfüllen könnte: aus unbelebter Materie belebte zu erschaffen. So spannend dieser Ausblick ist, so schade ist es, dass er ziemlich kurz geraten ist. WOLFGANG STIELER

BILDERBUCH

Einfach und unverständlich

Komplizierte Sachen mit nerdigem Humor in einfachen Worten erklären – klingt gut. Entsprechend hohe Erwartungen weckt der „Dinge-Erklärer“ von Randall Munroe, Schöpfer des Kult-Comics „xkcd“.

Doch was genau sind einfache Worte? Munroe (und die deutschen Übersetzer) haben sich auf die 1000 häufigsten Begriffe beschränkt. So wird der Aufzug zum „Hochziehzimmer“, die Spülmaschine zur „Box, die Nahrungshalter saubermacht“, das Flugzeug zum „Himmelsboot“, menschliche Organe zu „Beuteln mit Zeugs in uns drin“ und das Vorhängeschloss zum „Formprüfer“.

Das ist erst einmal lustig – etwa drei bis vier Seiten lang. Leider machen die einfachen Worte viele Erklärungen nicht verständlicher, sondern kryptischer. Was, bitte schön, soll zum Beispiel ein Vogeltod-Stein sein? Es ist der Meteorit, der zum Aussterben der Dinosaurier führte. Und ein „Schwermetallenergie-Gebäude“? Ein Kernkraftwerk.

Die umständlichen Umschreibungen lassen leider wenig Platz für Munroes Witz. Immerhin: Die Grafiken sind hübsch. GREGOR HONSEL

Randall Munroe: „Der Dinge-Erklärer. Komplizierte Sachen in einfachen Worten“, Knaus, 72 Seiten, 24,99 Euro

KLIMAgeschichte

Globale Katastrophe

Die Aschewolken des isländischen Eyjafjallajökull 2010 waren nichts im Vergleich zum Tambora: Der indonesische Vulkan schleuderte bei seinem Ausbruch im April 1815 sein Material 45 Kilometer hoch – bis weit in die Stratosphäre. Die verheerenden Folgen auf das Weltklima zeichnet Wolfgang Behringer in „Tambora und das Jahr ohne Sommer“ nach. Der Auswurf des Vulkans verdunkelte die Sonne und stellte weltweit das Wetter auf den Kopf: In Europa schneite es im Sommer 1816 oder regnete ohne Unterlass, was zu der letzten naturbedingten Hungersnot auf dem Kontinent führte.

Doch Behringer beschränkt sich nicht auf die globalen Zusammenhänge, er spürt den Auswirkungen der Katastrophe auch auf lokaler Ebene nach: Ein kleines Highlight ist die Episode über die Geburt Frankensteins. Dessen Erfinderin Mary Shelley verbrachte 1816 mit einigen Briten – darunter Lord Byron – einen verregneten Sommer am Genfer See, wo sich die Truppe mit dem Schreiben von Horrorgeschichten unterhielt.

Dank des immensen Quellenstudiums gelingt Behringer ein lebendiges, lesenswertes Porträt der weltweiten Krise. Darüber hinaus aber bereichert er die Geschichtsschreibung für jene Jahre um eine zusätzliche Lesart vieler politischer Ereignisse. Inge Wünnenberg

Wolfgang Behringer: „Tambora und das Jahr ohne Sommer. Wie ein Vulkan die Welt in die Krise stürzte“. C. H. Beck, 398 S., 24,95 Euro

Science-Fiction

Harter Regen

SF-Bestsellerautor Neal Stephenson liefert mit seinem neuen Buch „Amalthea“ eigentlich gleich zwei Romane auf einmal. Im ersten Teil des rund tausend Seiten starken Wälzers geht die Welt unter: Der Mond wird von einem kosmischen Treffer – wahrscheinlich einem kleinen schwarzen Loch – in Stücke gesprengt. Der Astronom Doc Dubois erkennt, dass diese Bruchstücke in naher Zukunft in immer kleinere Teile zerfallen werden, um schließlich als Meteoritensturm auf die Erde niederzugehen. Ein Wettlauf gegen die Zeit beginnt: Die Nationen der Erde schicken eine Flotte von Archen ins All. Der Asteroid Amalthea, der ursprünglich zu Forschungszwecken an eine internationale Raumstation angedockt worden war, soll der Kolonie als Schutzschild dienen. Der zweite Teil des Buches spielt 5000 Jahre später. Der „harte Regen“ aus Meteoriten ist endlich vorbei, die Oberfläche der Erde hat sich abgekühlt. Zwei Völker machen sich auf, die Erde wieder zu kolonisieren: die Nachfahren derer, die die Katastrophe auf der Erde überlebt haben, und sieben Stämme der Nachkommen aus der Raumstation. Eine fantastische Geschichte, die Stephenson trotz aller Dramatik überraschend nüchtern und realistisch erzählt. Wolfgang Stieler

Neal Stephenson: „Amalthea“, Manhattan, 1065 Seiten, 29,99 Euro