Die Chronik eines Studienfachwechsels.

Ich habe zum Wintersemester 08/09 ein Studium der Physik an der LMU München begonnen, welches ich ab dem Sommersemester 09 als Mathematikstudium weiterführen werde. In diesem Bericht möchte ich einige Erfahrungen des ersten Semesters beschreiben.

1. Warum in München?
Ich wollte an eine Universität, die viele Auswahlmöglichkeiten bietet und von den Forschungsschwerpunkten her meinen Interessen entspricht (oder, da diese noch nicht sehr speziell sind, vielmehr: nicht widerspricht). Die LMU hat einen großen Physik-Studiengang (mit ca. 300-350 Studienanfängern) und ein eher theoretisches Forschungsprofil. Zudem gibt es über unserem Bachelorjahrgang bereits zwei weitere, sodass wir nicht die primären Versuchskaninchen sind, was manchmal ganz angenehm sein kann.

2. Warum Physik (und wieso nicht Mathematik)?
Meine Motivation, Physik zu studieren, war schlicht und ergreifend: “Ich finde Naturwissenschaften interessant und mag Mathe.” Ãœber das Mathematikstudium hört man als Schüler überwiegend, dass es völlig anders sei als Schulmathematik und, wenn man in Mathe gut gewesen sei, die schulische Leistung noch überhaupt nichts für ein Mathe-Studium bedeute.
Natürlich ist Mathematik an der Universität anders. In der Schule lernt man größtenteils Rechnen; an der Universität folgt die Begründung, wieso man das überhaupt darf. Wenn man allerdings Freude daran hat, mit formalen Systemen herumzuspielen und sich in der Schule nicht etwa Schrittfolgen auswendig einprägt, sondern eher dadurch lernt, dass man sich ein qualitatives Verständnis erwirbt, dann ist man in einem Mathe-Studium sicherlich nicht völlig fehl am Platz.

3. Theoretische Physik vs. Experimentalphysik
Da man in der Schule nur sehr verschwommene Vorstellungen von den Fächern, die es in der Schule nicht gibt, besitzt, habe ich mich nie wirklich getraut, mich explizit für theoretische Physik zu interessieren. Bücher wie Stephen Hawkings “Das Universum in der Nussschale” habe ich zwar aufgeschlagen, fand sie aber nie besonders spannend. Schließlich wird der Leser überhaupt nicht erst mit der Mathematik, die hinter den Theorien steckt, konfrontiert, sondern bekommt überwiegend Fakten im Stil von “…und dann haben Penrose und ich gezeigt, dass es wegen der mathematischen Begebenheiten Sinn macht, es folgendermaßen zu betrachten…” präsentiert – und das in einem Fach, das in Teilen ausschließlich Mathematik ist, deren physikalische Konsequenzen erst noch begriffen werden müssen. Dieses Herantreten an die theoretische Physik ist vergleichbar mit der Art, in der Geschichte oft unterrichtet wird: Eine lose Ansammlung von Zahlen und Fakten, ohne jegliche Beschreibung des kausalen Verlaufs, der sie verbindet und der sie erst lebhaft und spannend werden lässt. Der rote Faden in der theoretischen Physik ist ohne Mathematik unsichtbar und der Gedanke an die Möglichkeit, ihn irgendwann verfolgen zu können, hat etwas Berauschendes an sich.

Experimentalphysik hingegen lebt durch den Versuch. Allerdings ist der Ablauf, in dem sie an der Universität unterrichtet wird (also Vorlesungen, Ãœbungen, Klausuren) gerade dadurch ein wenig widernatürlich. Eigentlich wäre es sinnvoll, ein semesterbegleitendes Praktikum zu haben, in dem man Inhalte erforscht, Zusammenhänge herstellt und Formeln herleitet und im Anschluss daran lernt, wie es historisch geschah. Die tatsächliche Experimentalphysik an der Uni hat sehr wenig mit dieser Herangehensweise, wie sie für die empirische Naturwissenschaft charakteristisch ist und wie sie natürlich auch in der aktuellen Forschung praktiziert wird, zu tun. Vielmehr werden Problemstellungen präsentiert (”Ich hänge ein Gewicht an ein Seil und möchte die Ausdehnung des Seils bestimmen.”) und noch während man im Hörsaal sitzt und herumrätselt, wie man eine Formel hierfür herleiten könne, wird eine Kurve an die Tafel gezeichnet (”Das Verhältnis Masse-Ausdehnung wird durch folgenden Graphen dargestellt. Es verhält sich so.”) und im Anschluss daran eine sehr naheliegende und wunderbar elegante Lösung vorgestellt (”Diese Kurve ist bei konstanter Temperatur und konstantem Außendruck und so weiter in einem ganz kleinen Abschnitt linear. Für diesen Abschnitt führen wir eine neue Konstante ein: Das Elastizitätsmodul.“). Drei Wochen und siebenundzwanzig neue Konstanten später hat man zwar kein genaueres qualitatives Verständnis der Welt, aber ein paar Formeln mehr im Heft.

4. Wieso nun doch Mathematik?
Für mich besteht das Interesse an Mathematik in erster Linie nicht in ihren Anwendungsmöglichkeiten, ihrer Bedeutung für Wirtschaft und Industrie. Es geht um Erkenntnis. Nicht Naturerkenntnis, sondern um Erkenntnis aus dem System heraus, um “Was wäre, wenn…?”-Szenarien. Theoretische Physik ist deshalb interessant, weil sie diese Methoden auf unsere Sicht der Welt überträgt – deshalb ist sie es gerade dort, wo sie grundsätzlich wird.
Simulationen an Festkörperoberflächen zwischen zwei speziellen Werkstoffen für die Automobilindustrie gehören nicht zu der Art von Theorie, die ich meine.

Eine weitere Begründung für den Fachwechsel (als Gegensatz zu der Möglichkeit, weiterhin Physik mit ein bisschen mehr Mathe-Vorlesungen als nötig zu studieren) ist die, dass es der Experimentalphysik bisher misslungen ist, mir so richtig Spaß zu machen. Selbst unsere Klausuren im Physik-Leistungskurs in der Schule waren wissenschaftlich gesehen schwieriger gewesen, da wir Sachverhalte herleiten und qualitativ begründen sollten. Wenn ich allerdings Klausuren in den Sand setze, weil ich im entscheidenden Augenblick die Formel für die Zugkraft an einer Seilwelle in Abhängigkeit von der linearen Massendichte und der Schwingungsfrequenz zufällig nicht auswendig kann (was daran liegt, dass ich mir ausgerechnet für diese Übungsaufgabe, nicht den Standard-Lösungsweg gemerkt habe), dann kann ich mich einfach nicht guten Gewissens darüber ärgern.

Ich freue mich darauf, mir endlich die Zeit für die Mathematik nehmen zu können, die ich schon im letzten Semester gern gehabt hätte.

qed