John Archibald Wheeler

John Archibald Wheeler (1963)

John Archibald Wheeler (* 9. Juli 1911 in Jacksonville, Florida; † 13. April 2008 in Hightstown, New Jersey) war ein US-amerikanischer theoretischer Physiker und zuletzt emeritierter Professor an der Princeton University.

Leben

John Archibald Wheeler wuchs in einem unitarischen Elternhaus auf, wo sein frühes Interesse an den Naturwissenschaften besonders gefördert wurde. Wheeler wurde 1933 an der Johns Hopkins University bei Karl Ferdinand Herzfeld promoviert. In einer Physical-Review-Arbeit aus dem Jahr 1937 führte er die S-Matrix in die Kernphysik ein.^[1] Im Jahr 1939 untersuchte er gemeinsam mit Niels Bohr die Kernspaltung im Flüssigkeitsmodell.^[2] 1938 wurde er Professor an der Princeton University, wo er bis 1976 blieb, als er eine Professur an der University of Texas at Austin annahm. Sein Büro in Princeton behielt er weiterhin. Wheeler war wohl einer der letzten, die Einstein, Niels Bohr und andere Größen der Gründungszeit der Quantenmechanik persönlich kannten. John A. Wheeler war verheiratet und hatte drei Kinder.^[3]

Wirken

Er widmete sich intensiv der Lehre und war darin sehr erfolgreich. So besuchte er etwa mit seinen erstsemestrigen Studenten Albert Einstein am nahen Institute for Advanced Study. Unter seinen damaligen Studenten befanden sich heutige bekannte theoretische Physiker wie etwa der Gravitationsphysiker Kip Thorne, John R. Klauder und der Nobelpreisträger Richard Feynman. Mit Feynman erarbeitete er 1941 eine Neuformulierung der klassischen Elektrodynamik.^[4] Während des Zweiten Weltkriegs arbeitete Wheeler im Manhattan-Projekt in Hanford, wo Plutonium-Brutreaktoren entwickelt wurden. An frühen Versuchen, die Wasserstoffbombe zu bauen, war er ebenfalls beteiligt.

Mit Kenneth Ford untersuchte er die halbklassische Näherung in der Streutheorie.^[5] In den 1950er und 1960er Jahren entwickelte Wheeler die so genannte Quantengeometrodynamik. Darunter versteht er eine Weiterentwicklung der Allgemeinen Relativitätstheorie (ART), die nicht nur wie bei Einstein die Gravitation, sondern auch die anderen Wechselwirkungen wie den Elektromagnetismus durch die Geometrie gekrümmter Raum-Zeiten beschreiben will. Sie scheiterte jedoch daran, dass sie wichtige physikalische Erscheinungen wie etwa die Existenz von Fermionen nicht erklären konnte und auch nicht wie erhofft Gravitations-Singularitäten vermeiden konnte. Eine solche Geometrisierung der fundamentalen Wechselwirkungen – die heute alle durch Eichtheorien beschrieben werden – ist bis heute nicht gelungen, und um eine Quantentheorie der Gravitation wird bis heute gerungen.

Als Ansatz für die Quantentheorie der Gravitation führte er mit Bryce DeWitt die Wheeler-Dewitt-Gleichung als eine Wellenfunktion des gesamten Universums ein. Ende der 1960er und Anfang der 1970er hatte er eine wichtige Rolle in der sich damals stürmisch entwickelnden Theorie Schwarzer Löcher, denen er sogar 1967 den Namen gab. Auch der Name für das no hair theorem, im Deutschen Glatzensatz genannt, stammt von ihm (Ein schwarzes Loch hat keine Haare). Wheeler prägte auch den Begriff „Wurmlöcher“ für hantelartige Brücken in der Raum-Zeit. Im Jahr 1973 veröffentlichte er mit Misner und Thorne das umfangreiche, aber pädagogisch gut gemachte Lehrbuch „Gravitation“. Wheeler interessierte sich auch für die Interpretation der Quantenmechanik und unterstützte die Many worlds interpretation seines Schülers Hugh Everett aus dem Jahr 1955.

1983 erhielt er die Oersted Medal, 1996/97 den Wolf-Preis in Physik und 2003 den Einstein-Preis. Der Asteroid 31555 Wheeler ist nach ihm benannt.^[6]

Die „wirklich großen Fragen“ an die Natur

John Archibald Wheeler formulierte aus seiner unitarischen Grundhaltung heraus fünf grundlegende Fragen, die über die Physik hinausreichen^[7] und die er als „wirklich große Fragen“ (really big questions) bezeichnete:

1. Wie kommt es zu dem, was existiert? (How come existence?)
2. Warum gibt es Quanten? (Why the quantum?)
3. Haben wir teil am Universum? (A participatory universe?)
4. Was führt zur Bedeutung? (What makes meaning?)
5. Das Seiende aus Informationen? (It from bit?)

Werke

• mit Kenneth Ford: Geons, black holes, and quantum foam – a life in physics. Norton, New York-London 1998, ISBN 0393046427 (Autobiographie)
• mit Charles W. Misner und Kip S. Thorne: Gravitation. W. H. Freeman and Company, San Francisco 1973, ISBN 0-7167-0334-3.
• mit Edwin F. Taylor: Spacetime Physics. W. H. Freeman and Company, San Francisco 1963/1966, ISBN 0-7167-0336-X.
• mit Edwin F. Taylor: Exploring black holes – introduction to general relativity. Addison Wesley Longman, San Francisco 2000, ISBN 020138423X
• At home in the universe. AIP Press, Woodbury NY 1994, ISBN 0883188627
• Frontiers of time. North-Holland, Amsterdam 1979 (Enrico Fermi Kurs), ISBN 0444852859
• mit Martin J. Rees und Remo Ruffini: Black holes, gravitational waves and cosmology – an introduction to current research. Gordon and Breach, New York-London 1976, ISBN 0677045808
• Einsteins Vision – wie steht es heute mit Einsteins Vision, alles als Geometrie aufzufassen? Springer, Berlin-Heidelberg 1968.
• Geometrodynamics. 1962 (reprint Band, u.a. „Geons“, Physical Review 1955)
• Geometrodynamics and the issue of the final state. In: de Witt (Hrsg.): Relativity, groups and topology. Les Houches Lectures 1963
• Superspace and the nature of geometrodynamics. In: Cecile M. De Witt, John A. Wheeler (Hrsg.): Relativity, groups and topology – Battelle rencontres 1967. Seattle Center, 16 July to 31 August 1967. W. A. Benjamin, New York-Amsterdam 1968.
• Beyond the black hole. In: Woolf (Hrsg.): Some strangeness in proportion. Einstein centennary volume. 1980
• Law without law. In: Wheeler und Zurek (Hrsg.): Quantum theory of measurement. 1983 (online)

Hier gibt Wheeler seiner Bewunderung für Hermann Weyl Ausdruck:

John Archibald Wheeler, Hermann Weyl and the Unity of Knowledge. In: Wolfgang Deppert, Kurt Hübner, Arnold Oberschelp und Volker Weidemann (Hrsg.): Exact Sciences and their philosophical Foundations/Exakte Wissenschaften und ihre philosophische Grundlegung, Vorträge des Internationalen Hermann-Weyl-Kongresses. Kiel 1985, Peter Lang Verlag, Frankfurt/Main 1988, ISBN 3-8204-9328-X, S. 469-503. Zuerst in American Scientist, Juli 1986.

Seine Erinnerungen an Einstein veröffentlichte Wheeler in: Aichelburg und Sexl (Hrsg.): Albert Einstein. 1979, und in den Physikalischen Blättern aus demselben Jahr.

Literatur

• John R. Klauder: Magic without magic. John Archibald Wheeler, a collection of essays in honor of his sixtieth birthday. Freeman, San Francisco 1972.
• Herbert Pfister und Wolfgang P. Schleich: Zum Gedenken an John Archibald Wheeler. In: Physik Journal. Band 7, Heft 8/9, 2008, S. 126
• Kenneth Ford: John Wheeler's work on particles, nuclei, and weapons. In: Physics Today. April 2009, S. 29 (online)
• Kenneth Ford: Artikel Wheeler. In: Thomas Hockey (Hrsg.): Biographical Enclopedia of Astronomers. Springer 2007
• Kenneth Ford: Giant of physics John Wheeler dies. In: Physics World. Mai 2008, S. 7
• Physics Today. April 2009, Heft zu John Archibald Wheeler, neben dem Artikel von Ford: Wheeler "Mechanism of Fission", S. 35; Misner, Thorne und Zurek: John Wheeler, relativity, and quantum information. S. 40; Remo Ruffini und Wheeler: Introducing the black hole. S. 47; Terry Christensen: John Wheelers mentorship. An enduring legacy. S. 55

Zitate

Wheelers erste Goldene Regel: stelle nie eine Berechnung an, deren Ergebnis du nicht kennst. Mach vor jeder Berechnung eine Abschätzung mit einfachen physikalischen Argumenten (Symmetrie, Invarianz, Erhaltungssätze), im Original: Wheelers First Moral Principle: Never make a calculation before you know the answer. Make an estimate before every calculation, try a simple physical argument (symmetry, invariance, conservation)., als Anleitung zum Abschnitt Übungsaufgaben in Taylor, Wheeler Spacetime Physics, S.60

Weblinks

• Nachruf in der New York Times
• John [e-mail]
• Hellmuth Vensky: Der Schöpfer des "Schwarzen Lochs". ZEIT Online, 9. Juli 2011
• Literatur von und über John Archibald Wheeler im Katalog der Deutschen Nationalbibliothek

Einzelnachweise

1. ↑ John A. Wheeler: On the mathematical description of light nuclei by the method of resonating group structure, In: Physical Review, Band 52(1937) S.1107-1122
2. ↑ Niels Bohr, John Archibald Wheeler: The mechanism of nuclear fission. In: Physical Review, Band 56 (1939) S. 426-450
3. ↑ Leading physicist John Wheeler dies at age 96 princeton.edu, abgerufen am 22. September 2011
4. ↑ http://nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/1965/feynman-lecture.html
5. ↑ Kenneth W. Ford, John A. Wheeler: Semiclassical description of scattering, In: Annals of Physics, Band 7(1959) S.259-286
6. ↑ 31555 [e-mail]; 31555 Wheeler en.wikipedia, abgerufen am 22. September 2011
7. ↑ Science & Ultimate Reality

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