Studium Generale Physik – Ein Rundflug von der klassischen bis zur modernen Physik

Wolfgang W. Osterhage
Studium Generale Physik – Ein Rundflug von der klassischen bis zur modernen Physik

(sfbentry)
Verlag: Spektrum Akademischer Verlag
ISBN: 978-3-8274-3017-5
Genre: Sachbuch, Bildung
Erschienen: 09.2012
Umfang: 254 S. – 23,5 x 15,5 cm; Einband – fest (Hardcover)

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Der Autor

Wolfgang Osterhage, geb. 1948, Promotionen in Physik und Informationswissenschaften, selbstständiger Technologieberater und Autor, Lehrbeauftragter an der Johann Wolfgang Goethe Universität Frankfurt/Main, lebt im Rheinland in der Nähe von Bonn.
(Quelle: Spektrum Akademischer Verlag)

Buch und Wertung

Wie im Untertitel angedeutet, versucht der Autor einen groben Überblick über die klassische bis hin zur modernen Physik zu vermitteln. Der erste Teil beschäftigt sich mit der Mechanik, der Wärme- und der Elektrizitätslehre und stellt die Grundlagen von Flüssigkeiten und Gasen, sowie Wellen und Feldern vor. Nach einer Überleitung werden im zweiten Teil ein paar ausgewählte Themen der modernen Physik besprochen, insbesondere Atom- und Kernphysik und die Quantenmechanik, sowie im dritten und letzten Teil die Spezielle und die Allgemeine Relativitätstheorie. Den Abschluss bilden die Kapitel über Kosmologie und ein Ausblick auf ausgewählte Themen der jüngsten Forschung und ungelöste physikalische und kosmologische Rätsel.

“Studium Generale Physik” verfolgt das Ziel, dem Leser das physikalische Rüstzeug zu vermitteln, mit dem er die jüngsten Forschungen und Rätsel der letzten Kapitel des Buches verstehen kann. Laut Vorwort, sollten die Leser über mathematische Grundkenntnisse verfügen. Leider reicht das nicht ganz. Vektoren werden zwar wie angekündigt eingeführt, nur bei der Veranschaulichung von Differentiation und Integration reichen die paar abgedruckten Grafiken nicht aus. Beides wird aber ständig gebraucht, es sollte also bereits bekannt sein. Um den teilweise sehr unvollständigen Herleitungen folgen zu können, sollte man vorher ebenfalls einen guten Überblick über den Stoff haben oder parallel in anderen Fachbüchern nachschlagen. Manche Schlussfolgerungen sind äußerst schwer verständlich, und man fühlt sich nicht selten in die Irre geleitet, wenn man bei Kommentaren wie “Unter Verwendung der Gleichungen […] ergibt sich […]” versucht, eine Herleitung nachzuvollziehen und die Angaben dafür einfach nicht ausreichen.

Das Buch soll, wie auch explizit erwähnt wird, kein Lehrbuch sein. Dazu sind die Erklärungen auch viel zu knapp. Das ist an sich nicht tragisch, allerdings sollte der Autor in diesem Fall ausreichend klare und allgemein verständliche Erläuterungen liefern. An sich reichte es auch, den Lösungsweg grob zu skizzieren. Aber auch hier sollten die einzelnen Schritte, wenn schon nicht quantitativ berechenbar, so zumindest qualitativ nachvollziehbar sein. Das ist leider viel zu selten der Fall. Der Leser muss eine Idee von der Materie bekommen und sie nicht nur abnicken können, wenn er den Stoff bereits beherrscht. Es mag nun Geschmackssache sein, aber für mein Empfinden sind sowohl die Formulierungen des Autoren als auch die Herangehensweise sehr umständlich, und es fällt teilweise schwer, einen roten Faden zu erkennen oder den Kern mancher Probleme aus dem Geschriebenen zu extrahieren. Sehr negativ fällt auf, dass es oft keine Diskussion der Ergebnisse gibt. Tensoren, Differential- und Integralgleichungen sind hübsch anzusehen und machen Eindruck, allerdings sind sie ohne Anleitung nutzlos. Gleichungen dürfen vom Himmel fallen – das ist nicht schlimm -, aber sie müssen so erklärt werden, dass der Leser eine grobe Idee davon bekommt, wie sie zu interpretieren sind.

Vollständig ist das Buch natürlich nicht, das stellt der Autor auch stets klar. Es werden nur ein paar Schlaglichter auf ausgewählte Bereiche geworfen, und auch dort wird nur mit einem ganz groben Rechen gearbeitet. Warum in der Elektrizitätslehre von den vier Maxwellschen Gleichungen zwei durch sein Netz geschlüpft sind, bleibt wohl ein Geheimnis des Autors. Dabei wären die beiden fehlenden, die Quellgleichungen, äußerst simpel zu erklären gewesen, und hätten dem Leser ein zusätzliches Aha-Erlebnis verschafft.

Die meisten Kapitel im zweiten Teil sind dennoch recht gut gelungen, wenngleich auch nicht ganz frei von oben erwähnten Kritikpunkten. Die spezielle Relativitätstheorie in Teil drei ist ebenfalls recht gut motiviert und auch gut nachvollziehbar. Die Konsequenzen, die sich aus ihr ergeben, sind mit ein paar knapp beschriebenen Beispielen zumindest angerissen. Das so genannte Zwillingsparadoxon wird in einem Kasten ein wenig ausführlicher erläutert.

Das Buch ist sauber gebunden mit guten Grafiken und einigen erläuternden Tabellen. Am Ende jedes Kapitels ist ein Kasten, in dem weitere Beispiele und die eine oder andere Rechenaufgabe zum behandelten Thema zu finden sind. Außerdem wird dort jeweils ein(!) Buch als weiterführende Literatur angeführt. Eine Sammlung der Formeln, die im Buch erwähnt werden, eine Liste mit Naturkonstanten, allgemeine Literaturhinweise (mit genau drei(!) Einträgen) und ein gutes Stichwortverzeichnis schließen das Buch ab.

Fazit

Unter der Bezeichnung Studium Generale versteht man normalerweise Vorlesungen, die insbesondere für Studenten anderer Fachrichtungen zugänglich und vor allem allgemein verständlich sein sollten. Interessierte ohne physikalischen Rückhalt dürften bei diesem „Rundflug“ ins Trudeln geraten, Physiker sollten zu ausführlicheren Werken greifen, wenn sie diese nicht schon besitzen, vorzugsweise zu Lehrbüchern, die ordentliche Herleitungen enthalten. Als Nachschlagewerk zu wenig umfassend (als Zweitwerk für die dargestellten Themen kann es noch durchgehen), als Formelsammlung zu dünn, stilistisch kein Überflieger – da können leider auch die Ausblicke auf attraktive Themen wie Stringtheorie, Higgs-Boson und den Big Crunch nicht retten.

Copyright © 2013 by Michael Bahner

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