Hans Bethe: Der Mann, der das Sonnenlicht erklärte

Im Jahr 1938 erarbeitete ein zweiunddreißigjähriger Flüchtling in Cornell, woher das Licht der Sterne kommt. Der CNO-Zyklus — Kohlenstoff, der die Fusion von Wasserstoff zu Helium katalysiert — bestimmte die primäre Energiequelle der schwereren Sterne auf der Hauptreihe und brachte ihm schließlich einen Nobelpreis ein. Vier Jahre später befand sich derselbe Mann in der Wüste von New Mexico und leitete die Abteilung, die berechnete, wie viel von einer Stadt eine Atombombe zerstören würde. Hans Bethe verbrachte den Rest seines sehr langen Lebens damit, die Kontrolle über diese zweite Entdeckung wiederzuerlangen.

Von Straßburg nach Sommerfeld

Er wurde am 2. Juli 1906 in Straßburg geboren, das damals zum deutschen Elsass-Lothringen gehörte, als Sohn von Anna Kuhn und Albrecht Bethe, einem Professor für Physiologie. Er begann 1924 sein Studium an der Universität Frankfurt und promovierte 1928 in München bei Arnold Sommerfeld, dem größten Betreuer theoretischer Physiker seiner Zeit, mit einer Arbeit über die Theorie der Elektronenbeugung in Kristallen. Die Produktivität begann sofort und hörte eigentlich nie auf: die Bethe-Formel für den Energieverlust geladener Teilchen beim Durchgang durch Materie im Jahr 1930, der Bethe-Ansatz — eine Methode zur Findung exakter Lösungen für Quanten-Vielteilchenmodelle, die in der mathematischen Physik zentral bleibt — im Jahr 1931.

1933 wurde er aufgrund seiner jüdischen Abstammung von der Universität Tübingen entlassen. Er ging nach England und 1935 an die Cornell University in Ithaca, New York, für ein Gehalt von 3.000 Dollar. Er blieb dort siebzig Jahre lang. Er heiratete am 13. September 1939 Rose Ewald, wurde 1941 amerikanischer Staatsbürger und schrieb später an Sommerfeld: "Ich fühle mich in Amerika viel mehr zu Hause, als ich es je in Deutschland war. Als ob ich nur aus Versehen in Deutschland geboren wurde und erst mit 28 in meine wahre Heimat gekommen wäre."

Warum die Sterne leuchten

Die stellare Nukleosynthese war das Problem des Jahrzehnts, und Bethe löste den schwierigen Teil davon. Seine Beschreibung des Kohlenstoff-Stickstoff-Sauerstoff-Zyklus erklärte, wie massereiche Sterne Masse in Strahlung umwandeln und im weiteren Sinne, warum der Himmel voller Licht ist und nicht voll von Asche. Dies wurde 1967, fast dreißig Jahre nach der Entdeckung, mit dem Nobelpreis für Physik gewürdigt.

Los Alamos

Von 1942 bis 1945 leitete Bethe die Theoretische Abteilung in Los Alamos, die Gruppe, die dafür verantwortlich war, Physik in Rüstungsgüter zu verwandeln. Seine Leute berechneten die kritische Masse von Uran-235, entwickelten die Theorie der Implosionsbombe und arbeiteten an Neutroneninitiatoren und der Ausbreitung von Strahlung. Zusammen mit Richard Feynman entwickelte er die Bethe-Feynman-Formel zur Schätzung der Sprengkraft einer Fissionswaffe. Seine Rechtfertigung war diejenige, die die meisten seiner Kollegen verwendeten, und er hat sie nie beschönigt: "Die Fissionsbombe musste gebaut werden, weil die Deutschen sie vermutlich bauten."

Die Wasserstoffbombe war anders, und er fühlte sich nie wohl dabei. 1968 beschrieb er seine eigene Begründung mit ungewöhnlicher Offenheit: "Wenn ich nicht an der Bombe gearbeitet hätte, hätte es jemand anderes getan — und ich dachte, wenn ich in Los Alamos wäre, könnte ich vielleicht immer noch eine Kraft für die Abrüstung sein." Auf die Frage, wer der Vater des Dings sei, gab er die definitive Antwort: "Ulam ist der Vater, weil er den Samen lieferte, und Teller ist die Mutter, weil er bei dem Kind blieb. Was mich betrifft, ich glaube, ich bin die Hebamme."

Zwölf Gleichungen

Dann, im Jahr 1947, kam die Berechnung, die Kollegen noch immer mit etwas wie Ehrfurcht beschreiben. Experimentatoren hatten eine winzige Anomalie in den Energieniveaus des Wasserstoffs gefunden — den Lamb-Shift —, die die bestehende Theorie nicht erklären konnte. Bethe berechnete dies in einem dreiseitigen Papier mit zwölf mathematischen Gleichungen und zeigte, dass die Unendlichkeiten, die die Quantenelektrodynamik plagten, bewältigt werden konnten und die Theorie grundlegend solide war. Feynman nannte es "die wichtigste Entdeckung in der Geschichte der Theorie der Quantenelektrodynamik". Paul Dirac nannte es "die wichtigste Berechnung in der Physik seit Jahrzehnten". Die moderne QED, die am präzisesten getestete Theorie der Wissenschaft, beginnt dort.

Das lange Argument

Nachdem er beim Bau der Waffen geholfen hatte, verbrachte Bethe fünf Jahrzehnte damit, sich gegen sie auszusprechen. Er kämpfte zusammen mit Albert Einstein über das Emergency Committee of Atomic Scientists gegen Atomtests und arbeitete auf aufeinanderfolgende amerikanische Regierungen ein, um den Vertrag über das teilweise Verbot von Kernwaffenversuchen von 1963 und den ABM-Vertrag von 1972 herbeizuführen. Es war eine für Bethe typische Art des Aktivismus — technisch, geduldig, durch Ausschusspapiere und Ertragsberechnungen geführt, statt durch Manifeste, und genau aus diesem Grund effektiv. Er blieb in Cornell als John Wendell Anderson Professor für Physik und veröffentlichte noch in seinen Neunzigern.

Warum Hans ein Genie genannt wird

Die spezifische Qualität hier ist die Problemlösungskapazität im industriellen Maßstab: die Fähigkeit, eine physikalische Situation, die niemand auf Zahlen reduziert hatte — einen Stern, eine Schockwelle, eine anomale Spektrallinie —, zu nehmen und die Zahl zu produzieren. Sein Doktorand Freeman Dyson nannte ihn "den größten Problemlöser des 20. Jahrhunderts". Das Papier über den Lamb-Shift ist das Ausstellungsstück: drei Seiten, zwölf Gleichungen, die Rettung der Quantenelektrodynamik und zwei der bedeutendsten lebenden Physiker, die es als die wichtigste Berechnung seit Jahrzehnten bezeichnen. Nur sehr wenige Menschen haben auf höchstem Niveau zur Festkörperphysik, zur Kernreaktionstheorie, zur Astrophysik, zum Waffendesign und zur Quantenfeldtheorie beigetragen; Bethe tat alle fünf.

Das ehrliche Gegenargument ist, dass Bethe kein Revolutionär war. Er gründete keinen Rahmen und stürzte kein Weltbild um; er arbeitete innerhalb der Quantenmechanik, wie Born und Heisenberg sie hinterlassen hatten, und innerhalb der Quantenelektrodynamik, wie Dirac sie hinterlassen hatte, und seine bedeutendsten Erfolge sind Berechnungen innerhalb der Theorien anderer Menschen, wie brillant sie auch sein mögen. Skeptiker einer anderen Art weisen auf die moralische Bilanz hin: Er ließ die Bombe funktionieren und verbrachte dann fünfzig Jahre damit, gegen ihre Konsequenzen zu lobbyieren, und seine eigene Erklärung — dass es sowieso jemand anderes getan hätte und dass er von innen heraus eine Kraft für die Abrüstung sein könnte — ist die Standardverteidigung jedes Wissenschaftlers, der jemals beides wollte. Bethe wusste das. Seine Verweigerung der Vaterschaft für die H-Bombe und sein Beharren auf dem Wort "Hebamme" liest sich wie ein Mann, der seine eigene Bilanz führt.

Vermächtnis

Die Ehrungen häuften sich über sechs Jahrzehnte: die Henry Draper Medal 1947, ausländische Mitgliedschaft in der Royal Society 1957, die Franklin Medal 1959, die Eddington Medal und der Enrico Fermi Award 1961, der Rumford-Preis 1963, der Nobelpreis 1967, die National Medal of Science 1975, die Lomonossow-Goldmedaille 1989, die Oersted-Medaille 1993, die Bruce-Medaille 2001 und posthum die Benjamin Franklin Medal 2005. Er starb am 6. März 2005 in Ithaca im Alter von achtundneunzig Jahren, nachdem er fast alle überlebt hatte, mit denen er zusammengearbeitet hatte, und auf dem Weg dorthin erklärt hatte, warum es Tageslicht gibt.