Prolog: Das weiße Kaninchen | 6 |
Inhaltsverzeichnis | 12 |
Teil I Quantum 2.0 – die zweite technologische Revolution aus der Welt der Quanten | 22 |
1 Große Macht | 23 |
Quantenphysiker – von Magiern zu Ingenieuren | 27 |
Immer abstraktere Theorie, immer konkretere Technologie – der Laser | 31 |
Quantenphysik und Elektronik – vom Transistor zum integrierten Schaltkreis | 34 |
Neue Verbindungen – Quantenchemie und Quantenbiologie | 38 |
Quantenphysik überall – und es kommt noch viel mehr | 41 |
2 Nach unten hin gibt es noch viel Platz | 43 |
Aus Quantenspuk wird Technologie | 46 |
Immer genauer messen – Quantentechnologien machen es möglich | 53 |
Der heilige Gral der Datensicherheit – die Quantenkryptographie | 58 |
3 Technologie im Allerkleinsten | 62 |
Nano – Unendliche Möglichkeiten im unsichtbar Kleinen | 63 |
Wundermaterialien | 66 |
Wertvoller als Diamant | 69 |
Von der Mikro- zur Nanoelektronik | 72 |
Ultrakleine Maschinen – Beherrscher der Nanowelt | 74 |
Wenn Nano- und Biotechnologie miteinander verschmelzen | 76 |
Assembler – eine Welt aus Staub | 78 |
4 Unfassbar schnell | 82 |
Der heutige Computer – ein Konzept aus den 1940er-Jahren | 85 |
Eine neue Art zu rechnen | 89 |
Exponentielle Rechenkraft | 91 |
Probleme, die Quantencomputer lösen – und neue, die sie schaffen könnten | 96 |
Wann kommt der Quantencomputer? | 101 |
Das Quanteninternet | 103 |
Teil II Quantenwelten – Bizarres im ganz Kleinen | 108 |
5 Widersprüchliche Atome | 109 |
Philosophische Widersprüche | 111 |
Höhlengleichnis gegen Atome mit Haken und Ösen | 115 |
Der Weg zu einer physikalischen Theorie der Atome | 117 |
Der problematische Rahmen der klassischen Physik | 120 |
6 Natura facit saltus | 124 |
Ein Akt der Verzweiflung | 125 |
Der nächste Quantensprung – Einsteins Lichtteilchen | 128 |
Der Welle-Teilchen-Dualismus | 130 |
Von Thomsons Rosinenkuchen bis zu den Bohr’schen Quantensprüngen | 133 |
Strichcodes der Elemente | 138 |
7 Tertium datur | 142 |
Welle-Teilchen-Dualismus 2.0 | 143 |
Wellenmechanik – schöne neue abstrakte Welt | 146 |
Heisenbergs Unschärferelation und die neue Quantenmechanik | 148 |
Wellenfunktion und Wahrscheinlichkeiten – der Abschied von der physikalischen Kausalität | 152 |
8 Sowohl als auch und weder noch | 158 |
Bizarres am Doppelspalt | 161 |
Der mysteriöse Kollaps der Wellenfunktion | 166 |
Bohrs Komplementaritätsprinzip – die Kopenhagener Deutung | 168 |
Der Streit – die Bohr-Einstein-Debatte um eine spukhafte Fernwirkung | 171 |
9 Verlust der Identität | 176 |
Grenzen in Auflösung | 177 |
Zwei Elektronen – und doch ein und dasselbe | 179 |
Zwei und doch eines | 182 |
Altes Rätsel, neue Auflösung – das Gibbs-Paradoxon | 187 |
Wechselspiele mit Fermionen und Bosonen | 189 |
Supraleitung, Suprafluidität und Laser – nützliche makroskopische Quanteneffekte | 192 |
Offene Probleme der Kopenhagener Deutung | 195 |
Teil III Von Quantenfeldtheorien zu einer „Theorie von Allem“ – alles Materielle löst sich auf | 199 |
10 Negative Energien und der Elektronenspin | 200 |
Einsteins zweiter Geniestreich – die Spezielle Relativitätstheorie | 201 |
Eine neue Gleichung und die Auflösung des Spin-Rätsels | 206 |
Vom Entsetzen zur Sternstunde der theoretischen Physik | 208 |
Löcher im See | 210 |
Der Weg zur ersten Quantenfeldtheorie | 213 |
11 Quantenfeldtheorien | 216 |
In zwei Sprüngen vom klassischen Teilchen zum Quantenfeld | 218 |
Die Neue Welt übernimmt die Führung | 222 |
Quanten des elektromagnetischen Feldes – die neue Rolle des Photons | 227 |
Teilchen aus dem Nichts | 230 |
Die Entmaterialisierung der Materie | 232 |
Alles ist eins | 234 |
12 Unendlich minus unendlich gleich endlich | 239 |
Sesam, öffne dich! | 241 |
Spiralen und Loops | 244 |
Kompliziert ohne Ende | 248 |
Jenseits des Horizonts | 250 |
Verbleibendes Unwohlsein | 252 |
13 Immer mehr Teilchen | 255 |
Konfusion im Teilchenzoo | 256 |
Der edle achtfache Pfad der Physik | 259 |
Drei Quarks für ein Musterzeichen | 262 |
Gefangene Quarks | 265 |
Das Standardmodell der Elementarteilchenphysik | 268 |
Das Teilchen, ohne das nichts geht | 272 |
Noch nicht am Ende | 273 |
14 Einstein passt nicht rein | 277 |
Einsteins zweite Relativitätstheorie | 280 |
Ganz nah an der Sonne | 283 |
Sackgasse Singularität | 285 |
Die Krux mit den Hierarchien | 288 |
Jenseits des Standardmodells | 292 |
Supersymmetrien, Strings und Quantenschlaufen | 295 |
Der Blick in die Sterne | 297 |
Teil IV Einschnitte ins philosophische, ästhetische und spirituelle Denken | 302 |
15 Der Weg in die Substanzlosigkeit | 303 |
Kein Boden mehr unter den Füßen | 307 |
Zufriedene Physiker, unzufriedene Philosophen | 311 |
„Shut up and calculate!“ | 315 |
16 Das neue Wahrheitsverständnis | 317 |
Der Königsberger Revolutionär | 321 |
Zufriedene Philosophen, unzufriedene Physiker | 325 |
Sekt und Selters | 329 |
Ganz oder gar nicht? | 333 |
17 Das ewige Wechselspiel | 337 |
Das Ende der Ich-Illusion | 340 |
Die Substanzlosigkeit des Mittleren Weges | 342 |
Leerheit im Herzen | 347 |
Unlösbar verbunden und doch nicht in Einem verschwimmend | 350 |
Eine Brücke über einen Abgrund von über 1800 Jahren | 352 |
18 Symmetrien | 356 |
Von der Kunst zur Wissenschaft | 358 |
Symmetrie als Invarianz | 361 |
Die größte Mathematikerin aller Zeiten | 365 |
Ein Ausflug ins 8. Semester Mathematik | 369 |
Schön genug, um wahr zu sein | 371 |
Das Muttermal auf der Wange | 374 |
19 Quantenbewusstsein und das Tao der Physik | 378 |
Quantenphysik und Geist – ein populärer Zusammenhang | 381 |
Die Quantenphysik als Krücke für unklares Denken | 382 |
Ein paar Jahrzehnte zu spät | 384 |
Ochs vorm Berge, eins, zwei, drei … | 387 |
Das Tao der Physik – die quantenesoterische Bewegung | 389 |
Der Trugschluss der Quantenesoterik | 393 |
20 Quantenphysik und Glauben | 396 |
Einstein und Gott am Würfeltisch | 398 |
Bohr und das fernöstliche Denken | 401 |
Heisenberg und die Welt der Werte | 405 |
Wie die Quantenphysik den Glauben in die Ecke drängte | 407 |
Was die Physik offen lassen muss | 409 |
Teil V Verschränkung – des Quanten-Pudels Kern | 415 |
21 Katzenschicksale | 416 |
Der Sprung über die Grenze | 418 |
Lagebesprechung | 420 |
Die Verschränkung betritt die Bühne | 423 |
Alles ist wahr | 426 |
Die finale Frage | 429 |
22 Wigners Freund | 432 |
Messung mit Hintermann | 433 |
Quanteneffekte in biologischen Systemen | 436 |
Quantenphysik am Beginn des Lebens | 441 |
Quantenphysik in unserem Kopf | 444 |
23 EPR und die verborgenen Variablen | 449 |
Einstein sträubt sich | 451 |
Zusammenprall der Ansichten | 454 |
Ein kurzes Strohfeuer | 457 |
24 Die experimentelle Auflösung der Bohr-Einstein-Debatte | 461 |
Bohm oder Bohr? | 462 |
Das zweimal erfundene Rad | 464 |
Von der Idee zur konkreten Anleitung | 466 |
Aus Zwei mach Vier | 469 |
Ein erfolgreiches Sabbatjahr | 472 |
Es spukt wirklich in der Quantenwelt | 474 |
Ein Startschuss – und kaum jemand läuft los | 478 |
Mit Licht zum Erfolg | 480 |
Die schrittweise Demontage der verborgenen Variablen | 482 |
Eine Welt voller No-Gos | 484 |
25 Das Zeitalter der Verschränkung | 488 |
Erste Schritte in eine neue Technik | 490 |
Abhörsicher durchs Weltall | 494 |
Von der klassischen Informationstheorie zum Quantencomputer | 497 |
Eine verpasste Gelegenheit | 500 |
Ein weites Feld | 502 |
26 Schrödingers Katze lebt | 508 |
Die Suche nach dem magischen Punkt | 511 |
Wenn Quantensysteme ein Bad in der Menge nehmen | 513 |
Realität durch Dekohärenz | 516 |
Ultraschnell in die Realität | 520 |
Wie es weitergeht | 522 |
Die Kehrseite der Dekohärenz | 524 |
Teil VI Die Zukunft – Wohin geht es? | 528 |
27 Quantenrevolution 2.0 | 529 |
Technologie und gesellschaftlicher Wandel | 533 |
Das mächtige Trio | 535 |
Schnelle neue Welt | 537 |
Wer sitzt am Steuer? | 541 |
Sich informieren ist erste Bürgerpflicht | 545 |
Epilog: Ein Morgen im Jahr 2050 | 548 |
Literatur | 553 |
Personenverzeichnis | 561 |
Sachverzeichnis | 563 |