Einfach erklärt 3 – Warum ist der Himmel blau?

Einmal im Jahr will es John Brockman genauer wissen: Er befragt Künstler und Intellektuelle nach ihrer Lieblingserklärung von komplizierten wissenschaftlichen Phänomenen.

„What is your favorite deep, elegant or beautiful explanation?”, so der genaue Wortlaut der Frage, auf die er in diesem Jahr 192 Antworten namhafter Persönlichkeiten bekam, etwa vom Experimental-Psychologen Steven Pinker, vom Musiker und Produzenten Brian Eno oder vom Quantenphysiker Anton Zeilinger.

Die „Schönheitsköniginnen“ der Befragung sind zum Beispiel Einsteins Relativitäts-Theorie, Darwins Evolutions-Theorie oder Keplers Erklärung der Planetenbewegung.

Ist die Wahrheit schön?

Der Dichter John Keats sagte einmal: „Beauty is truth, and truth is beauty.“

Lässt sich diese Aussage auch auf die Wissenschaft anwenden? – Wenn man den Antworten der Befragung Glauben schenkt, auf jeden Fall: Ästhetische Kriterien, sagen die Befragten, sind für ein wissenschaftliches Urteil wichtig. Die Schönheit und Einfachheit einer These gelten als Indiz für deren Wahrheit.

Bestes Beispiel dafür ist Albert Einstein, der von seiner wahrlich bahnbrechenden Relativitätstheorie behauptete, dass sie keine experimentelle Bestätigung brauche – denn sie sei „so schön, dass sie wahr sein muss!“

Warum ist das so? – Weil Einfachheit und Schönheit Ergebnisse einer Durchdringung sind. Ich kann eine Lösung nur dann einfach und schön darstellen, wenn ich das Problem von Grund auf verstanden habe.

Eines der kompliziertesten Probleme der Wissenschaft ist zum Beispiel die Frage, warum der Himmel eine Farbe hat, wo doch die Luft vor unseren Augen transparent ist. Die Geschichte der Lösung dieser Frage würde ganze Bibliotheken von Erklärungsmodellen und physikalischen und mathematischen Formeln füllen. Und doch ist die letztgültige Antwort ganz einfach:

Kürzere Wellenlängen, wie zum Beispiel das blaue Licht, werden beim Eintritt in die Erdatmosphäre stärker gestreut als lange Wellenlängen. Wir sehen den Himmel blau, weil unsere Augen unter allen kurzen Wellenlängen auf das blaue Licht am empfindlichsten reagieren.

Einfach vs. vereinfacht

Dieses Beispiel passt hier deshalb so gut, weil das Problem die Menschheit seit Jahrtausenden beschäftigt. Die Frage, warum der Himmel blau ist, stellt sich jedes kleine Kind, aber auch die größten Wissenschaftler aller Zeiten von Aristoteles über Da Vinci, Newton, Kepler, Descartes, ja sogar Einstein haben sie zu beantworten versucht. Die einfache Lösung ist erst nach jahrhundertelangem Nachdenken und Durchdringen des Problems zustande gekommen.

Was lernen wir also daraus? – Einfachheit hat nichts mit Vereinfachung zu tun. Einfache und schöne Erklärungen sind nicht nur praktikabel für Journalisten im Interview, sie sind auch ein Indiz dafür, ob wir über das Problem genügend nachgedacht und es durchdrungen haben.

Ob wir überhaupt verstehen, wovon wir sprechen.