Mario Livio ist ein Astrophysiker und Autor, der über zwei Jahrzehnte am Hubble-Weltraumteleskop (HST) gearbeitet hat. Geboren in Rumänien und aufgewachsen in Israel, studierte er Physik und Mathematik, theoretische Physik und theoretische Astrophysik, bevor er für die zweite Hälfte seiner Karriere in die USA zog. Seine Forschung umfasst Supernovae, Dunkle Energie und die Expansionsrate des Universums. Livio arbeitet oft an der Schnittstelle von Kunst und Wissenschaft, was ihn einzigartig qualifiziert, unseren Platz im Universum sowohl wissenschaftlich als auch philosophisch darzulegen.
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Livio hat mehrere Bücher über die Rolle von Mathematik und Natur geschrieben, einschließlich des Goldenen Schnitts und der Symmetrie sowie des Ursprungs der Mathematik. In seinem jüngsten Buch Brilliant Blunders geht es um die Bedeutung des Scheiterns bei der Suche nach der wissenschaftlichen Wahrheit. Er ist der "Science Advisor" des Baltimore Symphony Orchestra und hat kürzlich mit der Komponistin Paola Prestini an "The Hubble Cantata" zusammengearbeitet, einem Orchesterstück, das von Hubble-Bildern inspiriert ist. *
Sie können Livios Arbeit über seinen Blog für die Huffington Post auf dem Laufenden halten und ihm auf Twitter folgen. Ich kann auch seinen TEDxMidAtlantic-Vortrag über Neugier sehr empfehlen.
Ich habe letzte Woche mit Livio über seine Erfahrungen bei Hubble gesprochen und darüber, wie die Wissenschaft unser Verständnis der Welt um uns herum beeinflusst.
Was hat Sie überhaupt zur Wissenschaft gebracht?
Ich habe Mathematik immer gemocht. Schon als Kind habe ich die Dinge mathematisch betrachtet. Ich war auch außerordentlich neugierig. Ich wollte schon immer wissen, warum das Universum so ist. Warum sind Sterne so?
Kam Ihr Interesse an Mathematik und Naturwissenschaften von Ihren Eltern?
Nein, es wurde sicherlich nicht von meinen Eltern beeinflusst - weder von Mathematik noch von Naturwissenschaften. Das habe ich zu Hause nicht gesehen. Meine Mutter war Sängerin und mein leiblicher Vater, mit dem ich nicht aufgewachsen bin, war eigentlich Schriftsteller. Die älteren Generationen in meiner Familie waren jüdisch und zogen von Ort zu Ort in Europa. Sie hatten nicht viel Gelegenheit zum Lernen und so weiter. Selbst wenn einige von ihnen als Mathematiker äußerst talentiert waren, hatten sie nie die Gelegenheit, dieses Talent zu erforschen. Es hatte mit einer angeborenen Fähigkeit zu tun, die ich auf niemanden zurückführen kann.
Wird Wissenschaft in Israel Ihrer Erfahrung nach anders gesehen als in den USA?
Das Lernen im Allgemeinen wurde in Israel zu der Zeit, als ich dort lebte, vielleicht mehr betont. Ein Teil davon ist in gewisser Weise jüdische Tradition. Das Lernen wurde sehr betont, was zum Teil mit der Tradition zu tun hatte, dass der Rabbiner - der am meisten Gelehrte - über viele Jahre hinweg der wichtigste Mensch in der Gesellschaft war. In der Tat war der erste Präsident Israels, Chaim Weizmann, ein Wissenschaftler. Er war Biochemiker. Und ein späterer Präsident, Ephraim Katzir, war auch Biophysiker. Die Tatsache, dass Wissenschaftler als Präsidenten gewählt wurden, sagt etwas aus.
Was hat Sie aus Israel in die USA gebracht?
Hubble. Ich war bereits Professor für Physik in der Astrophysik in Israel und sie (das Space Telescope Science Institute) fragten mich, ob ich daran interessiert sei. Dies geschah unmittelbar nach dem Start von Hubble, also sagte ich mir im Grunde: "Wenn Sie Astrophysiker sind, ist dies ein großartiger Ort, um mit dem Hubble-Weltraumteleskop zusammen zu sein."
Waren Sie bereits vor Ihrer Arbeit an Hubble an wissenschaftlicher Kommunikation interessiert?
Ja, das hat mich immer interessiert. Ich habe immer gedacht, dass es für das Bildungssystem sehr wichtig ist, die jüngere Generation zu inspirieren und so weiter. Während ich noch in Israel war, habe ich zwei NOVA-ähnliche Programme gemacht und viele beliebte Vorträge gehalten, aber ich habe nicht immer Bücher geschrieben. Irgendwann, nachdem ich so viele Vorträge gehalten hatte, sagte ich: "Warten Sie eine Sekunde, vielleicht kann ich etwas davon nehmen und es in Bücher verwandeln."
Mein erstes Buch hatte einen direkten Bezug zur Astrophysik und ich musste fast keine Forschung dafür betreiben. Ich habe im Grunde genommen meinen Tagesjob genommen und ihn in die populäre Sprache übersetzt. Beim Schreiben wurde mir klar, dass der Teil, den ich am meisten mag, die Recherche ist. Also beschloss ich, Bücher zu schreiben, die nicht in engem Zusammenhang mit dem stehen, was ich jeden Tag mache, und musste daher viel recherchieren.
Meine folgenden drei Bücher befassten sich daher mehr mit Mathematik. Ich schrieb den Goldenen Schnitt, der sich um eine Zahl und alles, was damit zu tun hatte, drehte und schrieb die Gleichung, die nicht gelöst werden konnte, ein Buch über Symmetrie. Mein nächstes Buch danach war Ist Gott ein Mathematiker? Hier geht es nicht so sehr um Gott, sondern darum, was der Physiker Eugene Wigner die „unvernünftige Wirksamkeit der Mathematik“ nannte: Warum Mathematik so gut funktioniert, um alles im Universum zu erklären.
Ich war schon immer von dieser Frage fasziniert. Ist die Mathematik Ihrer Meinung nach erfunden oder entdeckt?
Es gibt viele Mathematiker, die denken, dass es entdeckt wird, aber ich denke, dass die Frage tatsächlich schlecht gestellt ist. Ich denke, Mathematik ist sowohl erfunden als auch entdeckt. Ich glaube, dass wir die Konzepte erfinden, aber dann entdecken wir alle Beziehungen, alle Theoreme rund um diese Konzepte. Wenn ich dies einigen Mathematikern sage, sagen sie mir, dass ich nur meine Wetten absichere, was ich nicht bin. Ich sage, ich denke, es ist eine Tatsache, dass Mathematik beides ist.
Zum Beispiel sind imaginäre Zahlen keine Zahlen. Die Menschen mussten sie erfinden, als sie versuchten, bestimmte Gleichungen zu lösen. Nachdem sie sie erfunden hatten, entdeckten sie die ganze Welt der komplexen Algebra, die sich mit imaginären Zahlen und einer ganzen Reihe von Theoremen über sie befasst. Das waren Entdeckungen. Wir hatten keine Kontrolle über diese, als wir das Konzept erfanden.
Sie haben an mehreren Projekten an der Schnittstelle von Kunst und Wissenschaft mitgewirkt. Was reizt Ihrer Meinung nach Künstler für die Wissenschaft und umgekehrt?
Ich denke, die wichtigste Verbindung besteht, zumindest in meinem Kopf, darin, dass Wissenschaftler das Universum um sie herum betrachten und einerseits Ehrfurcht davor haben und andererseits sich darüber wundern, wie es entstanden ist. Sie versuchen es zu verstehen und die beobachteten Phänomene zu erklären.
Die Künstler sind auch beeindruckt von dem Universum, das sie umgibt, aber sie versuchen nicht unbedingt zu verstehen, wie es funktioniert. Sie versuchen, ihre emotionale Antwort auf das zu geben, was sie sehen. In gewisser Weise reagieren die Wissenschaftler und Künstler beide auf das Universum, aber sie reagieren auf komplementäre Weise.
Würden Sie sagen, dass Religion auch eine Möglichkeit ist, auf das Universum zu reagieren?
Ich bin selbst keine religiöse Person, aber ich habe mich dafür interessiert, weil mein neues Buch (in Bearbeitung, Warum ?: Eine Erforschung der menschlichen Neugier ). Ich habe mich mit der „Evolution“ der Neugier befasst. Ich habe keinen Zweifel daran, dass die ersten Mythen und spirituellen Fragen in der Religion auf die Tatsache zurückzuführen sind, dass die Menschen neugierig auf die Welt um sie herum waren. Sie betrachteten dieses unverständliche Universum und suchten nach Gründen für die Entstehung dieses oder jenes. In einigen Fällen entschieden sie sich für Gottheiten, aber es war alles Teil derselben Art von Neugier.
Zumindest glaube ich, dass es zuerst so angefangen hat, als diese spirituelle Suche, und sich später zu Dingen wie Wissenschaft und so weiter entwickelt hat. Es ist interessant, dass wir in der heutigen Gesellschaft einige Konflikte sehen, aber ich glaube, dass die Ursprünge tatsächlich von derselben Sache herrühren.
Wenn Menschen die heiligen Schriften nehmen und versuchen, sie einzuführen, als wären sie Wissenschaft (was nie der Fall sein sollte), ist das der Konflikt. Wenn Sie Ihre Religion nutzen möchten, um Ihr moralisches und ethisches Verhalten zu bestimmen, gibt es in der Wissenschaft absolut nichts, was Sie davon abhält, dies zu tun. Grundsätzlich gibt es keinen Konflikt zwischen Wissenschaft und Religion. Es ist jedoch die Einführung eines künstlichen Konflikts, wenn Sie versuchen, einen als den anderen zu verwenden.
Glauben Sie, dass Hubble einen bedeutenden Einfluss auf die Veränderung der Weltanschauung der Öffentlichkeit hatte - nicht nur auf deren wissenschaftliche Sichtweise?
Es hatte zweifellos einen enormen - in der Tat einzigartigen - Einfluss darauf, die Aufregung der Entdeckung in die Häuser der Menschen zu bringen. Wissenschaftler sind sehr enthusiastisch über das, was sie tun, und sie sind außerordentlich begeistert von neuen Entdeckungen, aber vor Hubble waren ihre Erkenntnisse eigentlich fast ausschließlich den Wissenschaftlern selbst vorbehalten. Vielleicht sagte die Zeitung etwas über dieses oder jenes, aber die Leute fühlten sich nicht sehr verbunden.
Die Tatsache, dass insbesondere Hubble-Bilder so beeindruckend wie sie sind, und ein sehr effizientes und innovatives Kontaktprogramm haben dazu beigetragen, dass sich viel mehr Menschen an der Aufregung beteiligen konnten. Daran habe ich keinen Zweifel.
Dazu gehören bestimmte wissenschaftliche Fakten, die der Öffentlichkeit zur Kenntnis und Wertschätzung gebracht wurden. Vielleicht hat ein Teil davon auch ihre philosophische Sichtweise verändert, wenn Sie möchten. Es gibt Menschen, die durch Hubble wissen, dass es in unserem beobachtbaren Universum über 100 Milliarden Galaxien wie die Milchstraße gibt. Das hat einige philosophische Implikationen.
Ich denke, für manche Menschen hat sich die Beziehung zwischen der gewöhnlichen Person und der Wissenschaft verändert. Als ihnen gesagt wird, dass wir entdeckt haben, dass sich unser Universum nicht nur ausdehnt, sondern sogar beschleunigt, ändert dies auch ein bisschen Ihre philosophische Perspektive. Das gibt Ihnen eine Pause, um zu denken: "Okay, wo sind wir in all diesem großartigen Schema der Dinge?"
Hat Ihre eigene Erfahrung mit dem Hubble-Weltraumteleskop Ihre Sicht auf Ihren Platz in der Welt und im Universum verändert?
Ja. Absolut. Ja.
Einerseits haben wir bei Hubble und anderen Teleskopen festgestellt, dass wir aus physikalischer Sicht wirklich nichts als ein Staubkorn sind. Wir befinden uns auf einem kleinen Planeten um einen gewöhnlichen Stern in einer Galaxie, in der es Hunderte von Milliarden von Sternen gibt, und wir wissen jetzt, dass es allein im beobachtbaren Universum Hunderte von Milliarden von Galaxien gibt. Es gibt sogar einige Leute, die spekulieren, dass es ein Multiversum gibt, und unser gesamtes Universum könnte nur eines von mehreren größeren Universen sein. Aus physischer Sicht sind wir also nichts.
Gleichzeitig war alles, was ich dir gerade erzählte, jedes einzelne Wort, dass wir auf einem Planeten leben, der um einen gewöhnlichen Stern herum ist, usw. - alles, was ich dir erzählte, eine menschliche Entdeckung. Mit anderen Worten, unser Universum dehnte sich genauso schnell aus wie unser menschliches Wissen. In diesem Sinne sind wir nicht nur ein Staubkorn; Wir sind absolut zentral für all dies. Wir sind von zentraler Bedeutung, weil es unser Wissen ist, das uns all dies gelehrt hat. Ich denke, das ist ein sehr mächtiges Konzept. Dass unsere physische Existenz einerseits unbedeutend ist, andererseits aber unser Wissen über unsere Existenz von entscheidender Bedeutung ist.
* Anmerkung des Herausgebers, 15. September 2016: In einer früheren Version dieser Geschichte wurde fälschlicherweise angegeben, dass Livio derzeit dem Space Telescope Science Institute (STSI) angeschlossen ist. Er ist 2015 aus dem Institut ausgetreten. Außerdem ist in der Geschichte falsch angegeben, dass Livio mit dem Komponisten Russell Steinberg zusammengearbeitet hat.
