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07. Oktober 2017

Energie - ein vielerforschtes ewiges Neuland

Gastbeitrag von Karin Maurer

Karin Maurer ist Doktor der Naturwissenschaften. Die Erkenntnisse, die sie aus dem Studium der Biologie gewonnen hat, verschmolzen für sie als Lernende und Lehrende in Karate und Goshindo mit der Philosophie japanischer Kampfkunst. Diese Kombination bescherte ihr eine Horizonterweiterung, die ihre Blickwinkel auf Natur, Menschsein und Miteinander enorm bereicherte. Diesen weiten Horizont nutzt sie heute unter anderem bei der Arbeit mit Kindern und Jugendlichen.

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Energie ist ein Begriff, der polarisiert. Sobald Vertreter verschiedener Anschauungen aufeinandertreffen, kann man oft beobachten, dass Gespräche entgleisen. Warum ist das so? Es scheint sich um ein Thema von zentraler Wichtigkeit zu handeln, ein Thema das viele Menschen emotional anspricht. Das Wort selbst entstammt dem Altgriechischen und setzt sich zusammen aus den Begriffen für „innen“ und „Wirken“. Laut Wikipedia handelt es sich um „eine fundamentale physikalische Größe, die in allen Teilgebieten der Physik sowie in der Technik, Chemie, Biologie und der Wirtschaft eine zentrale Rolle spielt“. Auch in vielen Bereichen von Politik, Kunst, Sport und Medizin sind Betrachtungen über Energie nicht mehr wegzudenken.

Physikalische Größen sind Zustandsbeschreibungen und zeichnen sich dadurch aus, dass sie gemessen oder berechnet werden können. Dem Zahlenwert wird eine Einheit zugewiesen, z. B. Länge (m), Masse (kg) und Temperatur (°C). Hiervon unterscheidet sich die Energie: Aufgrund der Verschiedenartigkeit der auftretenden Formen finden unterschiedliche Einheiten Verwendung: Joule, Newtonmeter und Wattsekunden, Elektronenvolt, Candela und weitere weniger geläufige. Zwar können alle diese Einheiten ineinander umgerechnet werden, die Erfassung der komplexen Zusammenhänge fällt dem Beobachter jedoch nicht gerade leicht.

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Denn die Energie ändert ihre Erscheinungsform wie ein Chamäleon. Schon 1686 unterschied Gottfried W. LEIBNIZ (1646 bis 1716) „vis viva“ (lebendige Kraft) und „vis mortua“ (tote Kraft), heute bezeichnen wir diese Entitäten als kinetische und potenzielle Energie, Teilbereiche der mechanischen Energie. Weitere Beispiele für Energieformen sind thermische, chemische und Lichtenergie. Nach dem Energieerhaltungssatz (bzw. dem ersten Hauptsatz der Thermodynamik) sind alle Energieformen weitgehend ineinander umwandelbar.

Es existieren jedoch noch immer unverstandene Zusammenhänge. Zum Beispiel sind einige Prozesse der Energieumwandlung (zum Beispiel die Wärmeübertragung) irreversibel. In der Thermodynamik unterscheidet man daher zwischen Exergie und Anergie, um die unterschiedliche Nutzbarkeit von Energiebestandteilen benennen zu können. Dies wurde als reine Erfahrungstatsache postuliert.

Unverstanden ist beispielsweise auch unsere Haupt-Energiequelle: die Sonnenstrahlung. Sie ermöglicht über den Weg der Photosynthese grüner Pflanzen den Aufbau allen organischen Materials auf der Erde. Jegliche Strahlung setzt sich zusammen aus Photonen, auch Lichtteilchen oder Lichtquanten genannt. Lichtquanten sind folglich ursächlich verantwortlich für unser gesamtes Dasein.

Die Quantenmechanik, in der die physikalischen Eigenschaften von Atomen und subatomaren Partikeln berechnet wird, lehrt uns nun, dass wir nicht wissen, was so ein Lichtquant ist. Nicht einmal die Frage, ob Lichtquanten Teilchen oder Wellen seien, lässt sich beantworten. Sie sind vielmehr „Quantenobjekte“, die je nach der Art der Messung, die man an ihnen durchführt, unterschiedliche Eigenschaften in Erscheinung treten lassen. Ergebnisse dieser Art fordern ständig neues Überdenken etablierter Thesen.

Nicht nur in den allerkleinsten Aspekten der Natur, auch in der Erforschung ihrer größtmöglichen Ausdehnung kommen Naturwissenschaftler immer wieder an die Grenzen des Erklärbaren. Die Kosmologie, ein Teilgebiet der Astronomie, widmet sich der Erforschung des Ursprungs, der Entwicklung und der grundlegenden Struktur des Kosmos. Hier wird die Existenz von sogenannter „dunkler Materie“ und „dunkler Energie“ postuliert, damit unter anderem die Beobachtungen über Bewegungsmuster von Sternen und die Ausbreitungsgeschwindigkeit des Universums verstanden werden können. Aktuell existieren verschiedene vorläufige Hypothesen über die Natur dunkler Energie. Es werden Bezeichnungen verwendet wie „Vakuumenergie“ und „Quintessenz“. Was sich dahinter verbirgt, ist jedoch derzeit völlig unklar.

Auf diesem Niveau der naturwissenschaftlichen Forschung über Energie betreten wir offensichtlich unbekanntes Gebiet, wo Raum besteht für Spekulationen aller Art. Auch spirituell orientierte Menschen erleben Neuland wie dieses als anregend und inspirierend, und entwickeln eigene Theorien über die noch unerforschten Zusammenhänge.

Der Physik-Nobelpreisträger Richard P. FEYNMAN (1918 - 1988) erklärte in einem seiner bemerkenswerten Vorträge:

„Es ist wichtig, einzusehen, dass wir in der heutigen Physik nicht wissen, was Energie ist!“ und führt weiter aus: „Ich glaube, dass es viel interessanter ist zu leben ohne zu wissen, als Antworten zu haben die falsch sein könnten. Ich brauche keine Antworten, ich habe keine Angst, wenn ich etwas nicht weiß“

Ihre Karin Maurer

(Fotos: fotolia/ © CrazyCloud, ra2 studio)

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