Grausam beendete eine wissenschaftliche Meisterleistung den Zweiten Weltkrieg. Mit den vernichtenden Schlägen auf Hiroshima und Nagasaki brach das Atomzeitalter an.

Die Forscher aber, die das Potential zum Selbstmord der Menschheit ersonnen hatten, kehrten alsbald in ihre zivilen Institute und Labors zurück. Mit Elan nahmen sie wieder ihr Glasperlenspiel auf: zu untersuchen, was die Bausteine der eben erst verwüsteten Welt seien.

So begann, schrieb unlängst der italienische Physiker Dr. Ugo Amaldi vom europäischen Kernforschungszentrum Cern in einer Bestandsaufnahme der »wissenschaftlichen Kultur«, das Abenteuer der physikalischen Großforschung: »Diese Männer waren andere geworden, nicht nur durch persönlich bedrückende Erfahrungen bei Konstruktion und Einsatz der Bombe, sondern auch, weil sie gelernt hatten, wie man gewaltige Projekte organisiert, wie man mit Regierungen reden muß, wie man riesige Apparaturen in kurzer Zeit fertigt.«

Kosmische Strahlen waren bis dahin die schärfsten Sonden gewesen, mit denen die Forscher den Mikrokosmos zu ergründen hofften. Auf Berggipfeln und in Ballongondeln hatten sie damit erhellende subatomare Ereignisse nachzuweisen gesucht.

Noch 1945 aber ersannen ein Amerikaner und ein Russe das Konzept für jene Mammut-Maschinen, die nun die feinsten Strukturen der Materie bloßlegen und die Urkräfte des Universums aufklären helfen.

Heute erfordern diese »Synchrotrone« und ähnliche Teilchen-Beschleuniger ein Zehntel aller Mittel, die weltweit für Grundlagenforschung aufgewendet werden. Allein das neueste Partikel-Karussell von Cern bei Genf wird einen Umfang von 30 Kilometern haben und wohl mehr als eine Milliarde Mark kosten.

Von keinem der Großexperimente erhalten die Forscher nur Antworten auf ihre Fragen. Die meisten geben neue, allerdings höchst erwünschte Rätsel auf -- Herausforderung für die Theoretiker, ihre Modelle von den Naturerscheinungen zu überprüfen und zu erweitern.

Doch was eigentlich hat noch Bestand, wenn die kleinste stoffliche Einheit, das Atom, zerstört und auch sein Kern zertrümmert werden kann? Wo ist ein Grund, wenn selbst die Splitter sich immer weiter zersplittern lassen?

Es geht dabei wirklich, urteilt Professor Herwig Schopper, bis Ende letzten Jahres Chef des Hamburger Forschungszentrums Desy und seither Generaldirektor von Cern, um fundamentale Fragen: »Ob nur Zufall und Chaos herrschen oder ob das Naturgeschehen durch Sinn und Ordnung geprägt ist«, habe Konsequenzen für »die Stellung des Menschen im Kosmos«, sei bedeutsam S.273 »für die Philosophie oder sogar Religion«.

Physikalische Laien aber haben davon bislang wenig erfahren. Die Physiker machten ihre eminenten Fortschritte fast unter Ausschluß der Öffentlichkeit.

»Noch nie war der Abstand zwischen den Denkvorstellungen der Naturforscher und den Vorstellungen des normalen Bürgers so groß wie heute«, notierte Harald Fritzsch, Professor für Theoretische Physik an der Universität München und Mitglied des Münchner Max-Planck-Instituts für Physik. »Die Entfremdung zwischen dem in seine Forschungen vergrabenen Wissenschaftler und dem Nichtspezialisten hat bedrohliche Ausmaße angenommen.«

Fritzsch schrieb das in der Einführung zu einem Buch, mit dem er den Versuch unternimmt, dem allgemeinen Mangel an Verständnis für Entwicklung und derzeitigen Horizont des physikalischen Weltbildes abzuhelfen.

( Harald Fritzsch: »Quarks -- Urstoff ) ( unserer Welt«. R. Piper Verlag, ) ( München; 324 Seiten; 39,80 Mark. )

»Ein junger, brillanter Physiker, der selbst zum gegenwärtigen Wissensstand wesentliche Beiträge geleistet hat«, so stellt Professor Schopper den Autor im Vorwort vor. Fritzsch verstehe es, »an die jüngsten Forschungsergebnisse ohne mathematische Hilfsmittel heranzuführen«; sein Buch schließe endlich die Kluft zwischen den Interessierten und den wirklich Eingeweihten.

Tatsächlich absolviert Fritzsch gleichsam in Quantensprüngen eine (anstrengende) Führung durch das physikalische Ideengebäude, wie es in diesem Jahrhundert errichtet und beständig umgebaut worden ist.

Abschreckender Formelkram, wie er physikalische Abhandlungen sonst durchzieht, bleibt dem Leser erspart. Ganz freilich hat Fritzsch sich von mathematischen Kürzeln ("Im Rahmen der SU (2) X U (1)-Theorie ...") nicht trennen mögen und auch nicht von der Beschreibung verwirrender Seitenwege und Sackgassen, in welche die Physik vor allem während der fünfziger und sechziger Jahre geraten war.

Aber das Buch zeigt, trotz solcher Stolpersteine, erstmals die Zielstrebigkeit und Folgerichtigkeit der experimentellen und theoretischen Forschung auf, die sich mit den flüchtigen subatomaren Erscheinungen befaßt: Es war kein Tappen ins Ungewisse, sondern der vorgeahnte Aufbau eines in sich schlüssigen Systems.

Vor allem in den letzten zehn Jahren liefen all die Explosionen und Kollisionen von Teilchen in den Beschleuniger-Schießkanälen wie bei Cern und Desy auf Erkenntnisse hinaus, die in eine faszinierend einfache Ordnung der Welt zu münden scheinen:

* Vorerst deutet alles darauf hin, daß es fundamentale Bausteine der Materie gibt; es sind zum einen die sogenannten Leptonen (zu denen das Elektron, das Teilchen der Atomhülle, und seine Verwandten gehören), zum anderen die sogenannten Quarks (aus denen Proton und Neutron, die Teilchen des Atomkerns, bestehen).

* Anscheinend liebt die Natur die Symmetrie -- Leptonen wie Quarks treten paarweise auf, und jeweils ein Leptonen-Paar läßt sich einem Quark-Paar zuordnen; unsicher ist einstweilen, ob die Schöpfung es mit den drei bekannten Lepton-Quark-Familien hat bewenden lassen.

Eine ähnlich tiefgründige Beziehung wie zwischen den elementaren Partikeln S.276 scheint zwischen den universalen Kräften zu bestehen:

* Zwei davon, die elektromagnetische Kraft und die schwache Wechselwirkung, der die Leptonen unterliegen, sind wahrscheinlich nur verschiedene Erscheinungen ein und derselben Kraft.

* Und geraume Zeit schon denken die Physiker über eine »große Vereinigung« nach, durch die auch die starke Wechselwirkung -- die Bindekraft des Atomkerns -- in dieses Wirkprinzip einbezogen werden könnte; dann müßte schließlich nur noch eine Beziehung zur Schwerkraft gefunden werden.

Manchmal läßt der strenge Theoretiker Fritzsch in seinem Lehr-Buch auch etwas von der Dramatik bahnbrechender Experimente anklingen, so bei einem Ereignis, das grundsätzlich Verborgenes indirekt sichtbar machte: Vor zwei Jahren verzeichneten Teilchen-Detektoren bei Desy in Hamburg ungewöhnliche mikrokosmische Explosionen, erzeugt durch frontalen Zusammenstoß lichtschneller Partikel (SPIEGEL 37/1979).

Jeweils zwei Schauer von Teilchen hätten die Forscher dabei erwarten können. Es wären die Anzeichen für je zwei Quarks gewesen, die -- kaum sind sie freigesetzt -- in diese Teilchen zerfallen. Diesmal aber zeigte das Detektorbild drei Schauer.