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04.11.2016

Scheibes Kolumne: Kreisen Elektronen um Katzen?

Als Teenager habe ich auch gern einmal gebettelt bei meiner Mutter: „Kannst du mich nicht ausnahmsweise mal in die Schule fahren?“ Während die Freunde sich bei Eiseskälte auf dem Drahtesel die Ohren abgefroren oder bei Regen mehr Wasser geschluckt haben als beim Seepferdchen, wurde ich verwöhntes Gör schnell und bequem in die Schule kutschiert.

Nun gut: Für solche Dienste rächen sich die als Fahrer missbrauchten Eltern nur allzu gern. Meine Mutter hat dies damals getan, indem sie, nachdem sie mich vor dem Eingang zum Gymnasium abgesetzt hat, mit laut quietschenden Reifen angefahren ist. So wusste wirklich jeder, dass ich eben nicht Wind und Wetter getrotzt, sondern den einfachen Weg eingeschlagen hatte.

Inzwischen sind meine eigenen Kinder groß. Und beim allerersten Tropfen, der zwischen sieben und halb acht am Morgen fällt, heißt es gleich wieder: „Papa, fährst du mich?“

Manchmal lasse ich mich breitschlagen und fahre die Kids. Nie ohne Gejammer und Gegreine. Und dem Vermerk, dass wir Eltern früher als Kinder uns noch mit der Schippe in der Hand den Weg durch den Schnee gegraben haben, um zur Schule zu kommen.

Sobald wir im Auto sind, zahlt auch mein Nachwuchs den Preis für ihr Taxi. Da ich der Meinung bin, dass wichtige Themen in der Schule einfach nicht mehr zur Genüge zur Sprache kommen, nutze ich die kurze Fahrt für meine pastorale Phase: Ich halte Vorträge. Wissenschaftliche. Und die Kids müssen zuhören, da sie ja nicht fliehen können.

Wir beginnen mit der Biologie und der „Endosymbiontentheorie“. In der tierischen Zelle sind die Mitochondrien ja die Energiekraftwerke der Zelle. Sie sorgen dafür, dass wir die nötige ATP-Power haben, um Millionen energiereiche Prozesse in unserem Körper durchführen zu können. Bei den Pflanzen sind es die Chloroplasten, die aus Sonnenlicht und Kohlendioxid verwertbare Biomasse erzeugen. Kurzum: Ohne Mitochondrien und Chloroplasten würde es kein mehrzelliges Leben auf der Erde geben. Die Endosymbiontentheorie besagt, dass es sich bei diesen Zellorganellen in Wirklichkeit um eingewanderte Ur-Bakterien handelt, die in Frühzeiten von anderen Zellen „verschluckt“ wurden. So ist ein Endosymbiont entstanden, der weiterhin eine eigene DNA hat und in unseren Zellen weiterlebt. Und das seit Millionen von Jahren.

Weiter geht es mit der Chemie und mit dem Aufbau der Atome. Denn um den Atomkern aus Protonen und Neutronen schwirren die Elektronen. Die „Heisenbergsche Unschärferelation“ besagt nun, dass es nicht möglich ist, zur gleichen Zeit den exakten Aufenthaltsort UND die genaue Geschwindigkeit eines Elektrons zu berechnen. Werner Karl Heisenberg (1901-1976) sagt, dass je genauer man etwa den Ort des Elektrons bestimmt, umso ungenauer wird gleichzeitig die Bestimmung des Impulses. Hier kommt man bereits in die Gefilde der Quantenphysik, die von einer „Materienwelle“ ausgeht. Die wiederum besagt, dass bewegte Materie irgendwann die Charakteristika einer energetischen Welle annimmt.

Klar, dass da ein Teenager-Kopf früh morgens um zehn vor acht an der Ampel zu rauchen beginnt. Vor allem, wenn der Papa dann noch zu grübeln beginnt, ob der Begriff „Heisenbergsche Unbestimmtheitsrelation“ nicht doch auch analog zu verwenden sei.

Bleiben wir doch bei der Quantenphysik und beschäftigen uns kurz vor Schulbeginn mit „Schrödingers Katze“. Hier geht es Nobelpreis-gekürt um quantenmechanische Zustände, die einander überlagern. Ein instabiler Atomkern kann gleichzeitig zerfallen sein und auch wieder nicht: Es gibt eben verschiedene Einzelzustände, die mit unterschiedlicher Wahrscheinlichkeit nebeneinander existieren, bis jemand durch exakte Messung den tatsächlichen Zustand feststellt. Das Gedankenexperiment: Man sperrt ein solches instabiles Atom zusammen mit einer Katze in eine verschlossene Kiste. Zerfällt das Atom, spricht ein Geigerzähler an, der Blausäure freisetzt, was die Katze umbringt. Solange niemand in die Kiste hineinschaut, könnte die Katze aufgrund eines Atomzerfalls tot oder aufgrund des noch nicht stattgefundenen Zerfalls weiterhin am Leben sein. Die Katze verfügt in der Quantentheorie nun über mehrere Zustandsformen (tot oder lebendig), die einander so lange überlagern, bis durch Messung festgestellt wird, was nun eigentlich Sache ist.

Immerhin: Die Tochter hört zu und bringt einen Monat später Bonuspunkte in der Klassenarbeit mit nach Hause. Die Endosymbiontentheorie, vom Nachwuchs in der Arbeit vorgetragen, verblüfft die Lehrerin. Anscheinend lohnt sich das Zur-Schule-fahren ja doch. Wenn ich jetzt nur den Hauch einer Ahnung von Mathematik haben würde, wäre das Abitur gerettet. (CS, Foto: Tanja M. Marotzke)

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