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Eisblumen auf dem Gartenteich

Die Entropie eines abgeschlossenen Systems verringert sich nicht von allein.

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www.wissenstexte > Physik-Wissen > Thermodynamik > Entropie I

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Aber wenigstens der Tee ist süß und nicht zu heiß

Michaela, die Assistentin für alles Philosophische und Psychologische, Yoga und Wellness. Chronisch unfrisiert liebt sie alles Chaotische, Kreative und möchte deshalb natürlich Leben im Universum haben.
Luzie, die Assistentin aus dem Untergeschoss, zuständig für alles Brennbare und Explosive, ist der Untergang aller Ordnung und Symmetrie und der Ruin der Nerven ihrer Kolleginnen.
Laplacie, der Laplacesche Dämon, der als fleißiger HiWi immer für Ordnung sorgt und für den nur die Quantenmechanik schlimmer ist als das Aufeinandertreffen aller drei Kolleginnen.
Gott, der Chef, der mit unerschütterlicher Ruhe die Kolleginnen und ihre Arbeiten dahin lenkt, wo er sie hinhaben will, zu einer funktionierenden Physik und irgendwann der Entstehung von Bakterien, Quallen, Nashörnern und anderen Lebewesen.
Gabriela, die Assistentin für Naturwissenschaften. Stets exakt frisiert hält sie hochsymmetrische Zustände für den Inbegriff von Schönheit und steht der Idee, Leben und das damit verbundene Chaos im Universum entstehen zu lassen, mit Skepsis, um nicht zu sagen, tief empfundenem Abscheu gegenüber.

(Zur Vorgeschichte zum 1. Hauptsatz)

„Himmel, Chef, sie hat wieder eine Idee. Wir müssen etwas unternehmen ...“
Gabriela sah auf die Tür, die sich hinter Michaela und den beiden Energien geschlossen hatte.
„Aber nicht doch. Lassen wir sie. Schließlich brauchen wir noch Anregungen für weitere Hauptsätze.“
Während Gott Laplacie zur Bäckerei schickte, um eine anständige Schwarzwälder Kirschtorte und einen Riesenberg Muffins zu besorgen, und selbst einen Kaffee aufsetzte, konnte Gabriela sich gegen eine zunehmende Nervosität kaum wehren. Endlich kam Michaela freudestrahlend durch die Tür herein, schob Kaffeetassen und Kuchenteller beiseite („Sie sollten Mate-Tee trinken und Vollkornkekse essen statt dieses ungesunden Zeugs!“) und übergab Luzie eine Zeichnung. Die sah sich das an, meinte „Kein Problem!“, nahm eine Stichsäge und sägte eine Öffnung in den Tisch. Gott und Laplacie retteten ihre Tassen und schlossen Wetten ab, wie lange es bis zu Gabrielas Wutausbruch dauern würde. Michaela wuchtete die Wanne mit der Schmelze auf den Tisch und hängte sie in die Öffnung, so dass die Oberfläche der Schmelze mit der Tischplatte abschloss. Darauf legte sie eine ideal wärmedurchlässige, ideal dünne Platte. Dann suchte sie eine Weile herum, bis sie die Wippe fand. Die Wippe stellte sie auf die Platte über der Schmelze und legte die Kugel auf ein Ende, das sich sofort nach unten neigte, bis es die Platte berührte. Auf das andere Ende legte sie einen Muffin. „So, ich werde Ihnen nun meine neueste Entwicklung präsentieren, und bei der Gelegenheit gleich dieses ungesunde Etwas dahin befördern, wo es hingehört – und das machen Sie mir nicht wieder mies! Bitte anfangen!“
Wärme ging von der Schmelze durch Platte und Wippebalken auf die Kugel über. Das weiße Glühen der Schmelze kaum merklich gelblicher, die Kugel wurde wärmer. Das bedeutete, ihre Moleküle bewegten sich schneller. Schließlich konzentrierte sich die Kugel mächtig, bis sich alle ihre Moleküle in dieselbe Richtung bewegten und somit die Kugel als Ganzes in Bewegung setzten. Die Kugel stieg hoch, der Wippebalken neigte sich zum nun schwereren Ende mit dem Muffin nach unten, die Kugel stieg höher, höher ... bis sie schließlich wieder herunterkam und auf den Wippebalken krachte. Worauf der wieder nach unten schwang und sein anderes Ende den Muffin mit Schwung in den Papierkorb am anderen Ende des Labors beförderte.
Michaela war begeistert. „Sehen Sie? Wir haben jetzt wieder genau die gleiche Situation wie am Anfang meines Experimentes und können von vorn anfangen! Ein reibungsloser Kreislauf! Das können wir bis in alle Ewigkeit fortsetzen! Auf jeden Fall, bis alle Muffins des Universums entsorgt sind!“
Zur Illustration ließ sie den Vorgang noch viertausendmal ablaufen, bis der Muffinberg im Papierkorb gelandet war. Die Schmelze war von Muffin zu Muffin kühler geworden und glühte inzwischen nur noch orange.
„Die Wärme aus der Schmelze wird vollständig in Muffin-Beseitigungs-Arbeit umgewandelt. Erst in Pott – poti – potenzen – also so Energie im Gravitationsfeld, dann in kineastische Energie in Richtung Papierkorb.“
„Wenn ich das präzisieren dürfte – die Schmelze hat Energie auf die Kugel übertragen, indem sie Wärme hineinschickte. Diese Wärme hat zunächst die kinetische Energie der Kugel erhöht und ihr eine Bewegung nach oben ermöglicht. Mit zunehmender Höhe nahm die potenzielle Energie der Kugel zu, während im gleichen Maße die kinetische Energie abnahm, bis am höchsten Punkt – also dem, den sie mit der zur Verfügung gestellen Wärme maximal erreichen konnte – alle Energie der Kugel in potenzielle Energie umgewandelt war und die Kugel wieder zurückfiel. Während des Falles nahm die potenzielle Energie der Kugel ab und die kinetische Energie nahm wieder zu. Am Boden war die kinetische Energie maximal und wurde auf die Wippe und anschließend auf den Muffin übertragen. Die Wärme aus der Schmelze, die in das Schmelzen-Kugel-Wippen-Muffin-System hineingesteckt wurde, wurde als Arbeit an der Wippe und an dem Muffin wieder herausgeholt.“
„Genau! Ich kann also nun, wenn ich nur genug Schmelze habe, deren thermische Energie für alles mögliche nutzen.“
„Aber die Schmelze is kälter geworden.“ Laplacie deutete mit der Kuchengabel auf die nur noch sanft orange glühende Schmelze. „Irgendwann ist sie ganz kalt. Was machen Sie dann?“ Er machte sich Hoffnungen, dass doch noch der ein oder andere Muffin am Schluss der Aktion im Universum vorhanden sein könnte.
„Aber das ist doch überhaupt kein Problem! Warte doch mal ab!“ Michaela war nicht gewillt, der Gattung Muffin Überlebenschancen einzuräumen.
Gott ging derweil einmal um die Anordnung herum und blieb dann vor dem Papierkorb stehen. „Wo ist denn jetzt eigentlich die Energie hin?“ Er piekte einen der – etwas ramponierten – Muffins im Papierkorb an und musterte deren Umgebungsluft. „Ist ein bisschen wärmer, im Muffinberg und in der Luft. Offenbar hat die kinetische Energie der Muffins sich wieder in thermische Energie umgewandelt. Thermische Energie in den Muffins und in der Umgebungsluft.“
Michaela stürzte herbei. „Genau, Chef, das ist es doch, was ich meine. Wir müssen jetzt nur warten ...“ Sie hockte sich vor den Papierkorb und beobachtete, wie die thermische Energie aus den Muffins und der Umgebung sich zusammenrottete und dann auf den Weg in die Schmelze machte. Die glühte daraufhin wieder weiß.
„Sehen Sie – die thermische Energie wird recycelt! So kann ich das Ganze ewig laufen lassen! Und wenn ich mehr Energie brauche, als in der Schmelze drin steckt, für einen Berg von Blechkuchen zum Beispiel, hole ich noch Wärme anderswo her. Ein bisschen thermische Energie steckt überall drin. Sogar im Nordpolarmeer.“ Michaela geriet ein wenig ins Grübeln. „Das Nordpolarmeer ist andererseits ein wichtiges Ökosystem. Hm. Egal. Ich kann auf jeden Fall jede Menge Wärme hier sammeln und dann vollständig Arbeit umwandeln! Keine Energieprobleme, keine Ausbeutung der Umwelt! Das ist eigentlich auch schon ziemlich paradiesisch! Ein Paradies zweiter Klasse, aber immerhin! Sozusagen ein Perpetuum mobile zweiter Art!“ schloss sie begeistert.
„Das Paradies ist geschlossen!“ wiederholte Gabriela finster.
Gott war nicht ganz so begeistert. Genau genommen war er gar nicht begeistert, da störte ihn noch so einiges. „Sie wollen also Wärme von kalten zu heißen Körpern fließen lassen. Von weniger warmen Muffins zur sehr warmen Schmelze. Hm. Tee würde also nicht abkühlen, sondern heißer werden, während das Zimmer um ihn herum abkühlt. Das ist nicht praktisch. Wirklich nicht. Und dann sehen Sie sich das mal an.“ Gott hatte den ganzen Vorgang mit dem Handy gefilmt und führte nun den Teil mit der aufsteigenden Kugel vor – ein paar Mal vorwärts und rückwärts. „Fällt Ihnen irgendwas auf? Nein? Kein Wunder, da ist auch erstmal auch nichts auffälliges. Einmal fällt die Kugel erst nach unten und ihre potenzielle Energie wandelt sich in thermische Energie um. Und einmal nimmt die Kugel thermische Energie auf und steigt auf, während die Energie sich in potenzielle Energie umwandelt. Der eine Vorgang ist die Umkehrung des anderen. Beides ist nach unserem neuen ersten Hauptsatz kein Problem, beides ist energetisch möglich. Aber das ist ganz und gar unpraktisch. Wenn alle Vorgänge genauso gut vorwärts wie rückwärts ablaufen können, können wir nicht unterscheiden, ob der Film vorwärts oder rückwärts abgespielt wird. Mit anderen Worten, wir können nicht unterscheiden, in welche Richtung die Zeit fließt. Es gibt keinen Unterschied zwischen Vergangenheit und Zukunft. Es gibt also eigentlich keinen Zeitpfeil. Wir sollten aber einen Zeitpfeil in unser Universum einbauen. Wie soll denn sonst Entwicklung möglich sein? Nein, das muss noch anders werden. Hm. Luzie, könnten Sie sich das Ganze nicht noch mal genau ansehen? Kommen Sie, vielleicht hilft das weiter. Ihnen. Und uns. Und dem Universum.“
Luzie wunderte sich zwar, dass man ausgerechnet ihr die Verantwortung übertrug (Gabriela war darüber zunächst eher entsetzt), stapfte aber unerwartet folgsam zur Wanne hinüber und rührte ein wenig mit dem Pferdefuß in der Schmelze herum, um die Temperatur zu testen. Derweil steckte Gott Laplacie sein Handy zu und bat ihn flüsternd, alles weitere zu filmen.
Zutiefst misstrauisch legte Michaela nochmals die Kugel auf die Wippe auf der Platte, klaubte einen halbwegs intakten Muffin aus dem Papierkorb und legte ihn auf die andere Seite der Wippe. Die Kugel wurde wärmer, war allerdings auch sichtlich unruhig. Keine Sekunde ließ sie die höllische Kollegin aus den Augen. Dabei tat Luzie gar nichts. Sie sah nur genau hin und wippte ein wenig mit dem Pferdefuß. Aber wie jeder andere auch wurden die Atome in der Kugel nervös unter dem Blick des Teufels. Sie zappelten und sausten verängstigt umher, wurden immer hektischer, so dass die Kugel sich einfach nicht konzentrieren konnte. Sie schaffte es nicht, dass alle ihre Atome sich in dieselbe Richtung bewegten. Die Kugel blieb liegen.
„Heh – was hat sie denn?“ Luzie tippte die Kugel probehalber an. Nichts passierte. Schließlich warf Luzie die Kugel selbst hoch und beobachtete, wie sie auf die Wippe fiel, diese in Bewegung setzte und den Muffin in den Papierkorb beförderte. Nicht nur die Kugel war nervös, alle waren nervös. Die Luftmoleküle, die Wippenmoleküle, die Muffinmoleküle. Alle zitterten und zappelten herum, was dazu führte, dass sie alle gegeneinander stießen, es kam zu Rempeleien und Streitereien. Was ungemein viel Energie verbrauchte. Da diese Energie irgendwoher kommen musste, stieg die Kugel weniger hoch, kam deshalb weniger schnell unten an, die Wippe büßte ebenfalls Energie ein und der Muffin landete schließlich zwei Meter vor dem Papierkorb. Dafür waren die Atome allüberall jetzt in heftiger Bewegung. Mit anderen Worten, alles war etwas wärmer geworden – Kugel, Wippe, Muffin, Umgebung.
„Was tun Sie denn da?“ Michaela stemmte entrüstet die Arme in die Seiten. „Sie verschwenden Wärme! Energieverschwendung!“ Sie griff sich einen Besen und begann, die überall verstreute thermische Energie zusammenzufegen. Was ihr nicht so recht gelang, da Luzie noch zu dicht dabei stand. Die Moleküle waren immer noch nervös. Um nicht zu sagen, panisch. Die Luftmoleküle flogen im ganzen Labor herum und verteilten die Wärme so im ganzen Raum. Michaela hatte keine Chance.
„Aber so geht das nicht! So kann mein schönes zweites Perpetuum mobile nicht funktionieren! Wenn die Wärme die Kugel nicht aufsteigen lässt!“
„Stimmt“, stellte Gott fest. „So geht es nicht. Da haben Sie recht – und die Kollegin Gabriela wird mir zustimmen, dass Sie damit einen bemerkenswerten Beitrag geleistet haben! Das müssen wir weiterentwickeln!“
Michaela fühlte sich irgendwie so missverstanden.
„Gabriela, haben Sie eben nicht vom ersten Hauptsatz gesprochen?“ fuhr Gott fort. „Wollen wir vielleicht noch einen zweiten Hauptsatz entwickeln? Wie wäre es, wenn wir der thermischen Energie mit dem zweiten Hauptsatz gewissermaßen eine Sonderstellung einrichten? Wir könnten die Umwandlung einer Energieform in thermische Energie unumkehrbar machen. Wir könnten also im zweiten Hauptsatz beschließen, dass zwar zum Beispiel mechanische Energie vollständig in thermische Energie umgewandelt werden kann, aber thermische Energie nicht vollständig in eine andere Energieform – wie mechanische Energie – umgewandelt werden kann. Und dass bei jeder realen Umwandlung einer Energieform in eine andere außerdem durch Reibungsverluste und so etwas Wärme an die Umgebung abgegeben werden muss. So wird bei unserem Beispiel der Umwandlungskette vom Kraftwerk bis zum Teewasser auch bei jeder Energieumwandlung ein Teil als Wärme ungenutzt an die Umgebung abgegeben. So dass bei weitem nicht alle Energie aus der Kohle auch wirklich beim Teekessel ankommt. Weil zum einen die aus der Kohle herausgeholte thermische Energie nicht vollständig in kinetische Energie der Turbinen umgesetzt werden kann und zum anderen beim Betrieb dieser ganzen Anlagen auch noch Verluste durch Reibungs- oder Strahlungswärme auftreten. Dann können wir keinen geschlossenen Kreislauf konstruieren, in dem mechanische Energie und thermische Energie ständig und vollständig ineinander umgewandelt werden können. Die als Wärme an die Umgebung verloren gegangene Energie muss von außen wieder zugeführt werden, wenn der Kreislauf weiter gehen soll. Vielleicht sollten wir zur Veranschaulichung eine Maschine bauen. Eine Dampfmaschine oder einen Verbrennungsmotor.“
„Aber nicht jetzt“, schaltete Gabriela sich ein, „Dampfmaschinen machen wir morgen.“
„Hm. Gefällt mir nich“, erklärte Luzie. „Dann muss ich ja ständig tanken. Hamse in letzter Zeit mal auf die Spritpreise geguckt? Ich bin gegen dieses Umwandlungsunvollständigkeitsgesetz.“
„Hm. Statt dessen möchten Sie lieber, dass die Energie Ihrer schönen, herzerfrischenden Explosionen und Großbrände genutzt werden kann, um sinnvolle Dinge zu schaffen und zu bauen, am Ende sogar Ordnung und Sauberkeit zu erzeugen?“
Luzies Gesichtsausdruck zeigte eindeutig, dass sie das unter gar keinen Umständen mochte. „Also gut, tank ich eben. Dafür darf ich dann aber auch weiter Chaosphysik machen.“
Gabriela kamen nun doch starke Zweifel, ob der zweite Hauptsatz wirklich die ideale Lösung war. Ihr Blick fuhr zwischen Michaela und Luzie hin und her – Paradies oder Chaos? Was war das geringere Übel?
Als Luzie mithilfe mehrerer Granaten anschaulich demonstrierte, was sie meinte, wurde Gabrielas Zweifel zur Gewissheit. Sie klappte ihr Laptop auf, markierte den zweiten Hauptsatz der Thermodynamik und drückte auf „delete“.
„Heh – wollnse denn jetzt meine Chaosphysik löschen?“ protestierte Luzie.
„Chaosphysik, meine hochverehrte Kollegin, ist etwas ganz anderes. Was Sie hier produzieren, ist – ist ...“
„Wenn Sie das da gelöscht haben, kann ich dann wieder mein zweitklassiges Paradies aufbauen?“ Michaela kam hoffnungsvoll näher.
Gabriela war noch nie in ihrem äonenwährenden Leben so unschlüssig gewesen. Hatte sie den zweiten Hauptsatz zu früh gelöscht? Ein Paradies kam noch viel weniger in Frage. Was tun?
„Ah, meine Liebe, sehr schön.“ Gutgelaunt musterte Gott die ihn umgebende granatenbedingte Unordnung ebenfalls. „Dieses Chaos ist ungemein kreativ. Es hat mich da zu einem genialen Gedanken inspiriert.“ Alarmiert und äußerst misstrauisch beobachtete Gabriela dann, wie Gott eine Lupe nahm und Luzies Umgebung genauestens betrachtete. Er stellte die Lupe auf „mikroskopische Betrachtung“ und untersuchte die Atome ihrer Umgebungsluft.
„Sehen Sie – die thermische Energie der Explosionen hat die Atome in schnellere Bewegung versetzt, und ein Gas aus schnelleren Atomen ist gewissermaßen unordentlicher als eins aus langsameren. Am ordentlichsten ist ein Kristall am absoluten Temperaturnullpunkt. Da sitzen alle Atome mucksmäuschenstill auf ihren Gitterplätzen und nichts stört die Ordnung. Sobald die Temperatur ein bisschen ansteigt, fangen die Atome an zu zittern und zu wackeln, irgendwann zittern sie so doll, dass der Kristall sich verflüssigt. Dann bewegen sich die Atome umeinander, hängen aber immer noch zusammen. Macht man das Ganze dann noch heißer, verdampfen die Atome schließlich, fliegen wild durcheinander und bilden ein Gas. Je heißer, desto unordentlicher. Das Material hat also nicht nur Wärme aufgenommen, sondern auch Unordnung.“
Gabriela verdrehte heimlich die Augen über die katastrophale und naturwissenschaftlich völlig inakzeptable Ausdrucksweise, die ihr Chef da mal wieder an den Tag legte, musste aber zugeben, dass das Konzept nicht schlecht war. Jedenfalls, was die Unordnung in Gasen anging. Auf die in Laboren konnte sie nach wie vor verzichten. Ihre Misstrauensfalten glätteten sich und sie dachte über eine angemessenere Bezeichnung dessen nach, was Gott so lapidar „Unordnung“ nannte.
Der grinste sie an und erklärte: „Natürlich ist der Begriff ‚Unordnung‘ mit dem hohen Qualitätsstandard der Kollegin Gabriela nicht vereinbar, deshalb führen wir für die spezielle Unordnung von Atomen oder allgemein für die spezielle Unordnung im physikalischen Sinn einen anderen Begriff ein – wie wäre es mit Entropie? Gut, nicht? Damit können wir unseren zweiten Hauptsatz auch anders formulieren: ‚In einem abgeschlossenen System nimmt die Entropie niemals ab‘! Sie bleibt bestenfalls konstant oder nimmt zu. Wenn man die Entropie in einem System verkleinern will, muss man von außen eingreifen, erhöht dann dabei aber irgendwo außen die Entropie. Und in der Summe von innen und außen nimmt die Entropie dann zu.“
Luzie nickte verstehend. „Kenn ich. Wenn ich irgendwo aufräum, wird‘s dabei anderswo immer chaotischer. Is besser, man lässt das gleich.“
Gabriela versuchte, das Ganze mehr wissenschaftlich zu sehen (bei ihr war ohnehin immer aufgeräumt). „Den zweiten Hauptsatz mit dem Begriff der Entropie formulieren – nun ja. Das ist in der Tat keine schlechte Idee. Damit sind in abgeschlossenen Systemen nur solche Vorgänge erlaubt, bei denen die Entropie nicht abnimmt. Hm. Konstant bleiben kann sie theoretisch – aber das tut sie nur, wenn die Vorgänge ohne Verluste beispielsweise durch Reibung ablaufen. Bei realen Vorgängen gibt es aber immer irgendwelche Verluste. Also können wir eigentlich sagen, dass nur solche Vorgänge von selbst ablaufen, bei denen die Entropie zunimmt. Ja, das ist gar nicht so schlecht, das machen wir.“
Sie war jetzt voll und ganz mit dem zweiten Hauptsatz versöhnt, dieses Entropiekonzept war sehr gelungen. Entschlossen holte sie die Sicherheitskopie des zweiten Hauptsatzes hervor und installierte sie im Ordner „Schöpfung_final“.
Michaela war ganz und gar nicht versöhnt, die Hände in die Seiten gestützt, starrte sie stirnrunzelnd unter ihrer Mähne hervor. „Aber“, ihr Finger schoss anklagend auf ihren Chef zu, „Sie wollten mein zweitklassiges Paradies nicht, weil Sie einen Zeitpfeil wollten! Wo soll der denn jetzt wohl sein? Wenn ich wegen dieses Kokolores mit der Unordnungsphysik auf mein zweitklassiges Perpetuum mobile verzichten soll, will ich jetzt auch den Zeitpfeil sehen!“
„Oh, gut, dass Sie mich daran erinnern. Wo habe ich denn ...“ Gott suchte sein Handy in seinen unendlich vielen Gewandtaschen und zeigte Michaela den von Laplacie aufgenommenen Film der letzten Versuchsdurchführung, speziell den Teil, als Luzie die Kugel auf die Wippe warf. Grimmig verfolgte Michaela, wie der Muffin weit vor dem Papierkorb zu Boden fiel. Dann ließ Gott den Film rückwärts ablaufen. „Sehen Sie – es ist eindeutig, Sie erkennen sofort, welche Abspielrichtung die richtige ist. Dass der Muffin von allein zur Wippe fliegt, indem er Wärme aus der Luft aufnimmt und in kinetische Energie umwandelt, passiert nicht. Der Prozess der Verwandlung von fliegenden Muffins in auf dem Boden liegende Muffins läuft nur in eine Richtung ab, er ist unumkehrbar, irreversibel. Energetisch wäre die Umkehrung möglich, passiert aber trotzdem nicht. Das sagt uns der zweite Hauptsatz. Die Entropie. Die darf von allein nicht abnehmen. Und wenn die ungeordnete Wärmebewegung der Luft- und Muffinteilchen in geordnete Bewegung der Muffinteilchen in Richtung Wippe umgewandelt würde, würde sie abnehmen. – Stimmt etwas nicht, Laplacie?“
Der Dämon war über das Niveau der Muffinforschung schon hinaus und hatte sich an die Erforschung der neu entwickelten Entropie gemacht. Er hockte vor einem Becher Tee, tat ein Stück Kandis hinein und rührte um. Dann sah er aufmerksam zu, wie der Zucker sich auflöste und die Zuckermoleküle sich im Teebecher verteilten. Vielmehr, er filmte den Vorgang im mikroskopischen Bildm indem er auf maximale Vergrößerung stellte. So konnte er die Bewegung einzelner Zuckermoleküle verfolgen.
„Naja, Chef. Irgendwie haut das nicht hin. Sie sagen, wir erkennen die richtige Richtung von Prozessen, weil sie unumkehrbar nur in eine Richtung ablaufen. Bei dem Muffin seh ich das ja auch ein – aber gucken Sie mal hier.“
Er zeigte Gott seinen Film. Man sah die völlig ungeordnete Bewegung der bereits gelösten Zuckermoleküle um den restlichen Kristall herum. „Hier, Chef – sehen Sie das?“
Gott sah, wie ein Molekül sich aus dem Zuckerkristall löste, während ein anderes sich wieder an ihn anlagerte. Dann ließ Laplacie den Film rückwärts laufen.
„Und – haben Sie einen Unterschied gesehen? Zusammenfügen und auseinandergehen – das eine ist so möglich wie das andere. Warum sollen sich also nicht alle Zuckermoleküle spontan wieder zu einem neuen Kristall zusammentun? Wenn für jedes einzelne Molekül beide Bewegungsrichtungen möglich sind, wieso dann nicht für alle zusammen?“
„Aber es ist ja auch durchaus möglich, dass sich alle zu einem neuen Stück Kandis zusammenfügen. Es ist auch absolut möglich, dass alle Moleküle sich in der Kugel plötzlich alle in dieselbe Richtung bewegen und die Kugel aufsteigen lassen.“
„???“
„Es ist nur sehr, sehr, sehr unwahrscheinlich. Es ist so unwahrscheinlich, dass es praktisch nicht vorkommt.“
„Wahrscheinlichkeit – Chef, das ist das Stichwort.“ Endlich sah Gabriela ihre Chance, das Gespräch an sich zu reißen. „Es gibt sehr wenige Arten, wie sich die Moleküle zu einem Kristall zusammenfügen können. In einem Kristall ist die Anordnung der Moleküle genau vorgegeben. Dagegen gibt es unglaublich viele Arten, wie sie sich in dem ganzen Becher verteilen können. Das liegt einfach daran, dass sie sich im Becher auf viel mehr Plätze verteilen können und auch in ihrer Geschwindigkeit viel flexibler sind. Wenn du also den Kristall auflöst, wird sich genau eine dieser unzähligen Möglichkeiten, wie sich die Zuckermoleküle im Becher verteilen können, einstellen. Nun ja, in jedem Moment haben wir eine andere dieser vielen Möglichkeiten vorliegen. Da es aber nur eine – oder sehr wenige – Möglichkeit gibt, wie sie ein neues Stück Kandis bilden können, verglichen mit überaus zahlreichen Möglichkeiten, wie sie sich im Tee umeinander bewegen können, ist die Wahrscheinlichkeit, dass sie sich im Tee verteilen und der Kandis sich auflöst, so viel höher, dass es praktisch nicht vorkommt, dass sich die Moleküle spontan wieder zu einem Kandisstück zusammenlagern. Es ist einfach zu unwahrscheinlich, dass die Zuckermoleküle aus den Myriaden von Bewegungskombinationen, die sie einnehmen können, ausgerechnet diejenige nehmen, bei der sie alle in einem Kristall zusammengelagert sind. Das ist, als wenn du eine Horde Spatzen auf Computertastaturen herumhacken ließest und ihre Tipperei würden zufällig den Quelltext zu OpenOffice ergeben. Es ist theoretisch möglich, dass das passiert – aber so unwahrscheinlich, dass man getrost sagen kann, es passiert nie.
Natürlich sieht mikroskopisch betrachtet, wenn wir uns also die Positionen und Bewegungen jedes Zuckermoleküls ansehen, jeder dieser Zustände der Zuckerlösung im Teebecher anders aus. Sie sind jeder für sich genauso einzigartig und unwahrscheinlich wie der Zuckerkristall. Makroskopisch sind sie aber nicht zu unterscheiden – der eine Zustand der Zuckerlösung sieht für uns genauso aus wie der andere. Wir können makroskopisch nur zwischen ‚gelöst‘ und ‚Kristall‘ unterscheiden. Weshalb für uns die Wahrscheinlichkeit, dass sich eine Zuckerlösung bildet, sehr groß wird, weil sie sich aus den einzelnen zwar kleinen, aber unglaublich vielen Wahrscheinlichkeiten für jeden einzelnen Zuckerlösungs-Zustand zusammensetzt. Dagegen ergibt die Summe aus den wenigen sehr kleinen Wahrscheinlichkeiten für den Kristall-Zustand immer noch eine sehr geringe Gesamtwahrscheinlichkeit für das Entstehen eines Kristalls. Du hast bei deinem Handy sozusagen den falschen Blickwinkel eingestellt. Wenn du den Vorgang mikroskopisch betrachtest, ist jede einzelne Molekülbewegung für sich umkehrbar. Aber in der makroskopischen Betrachtung siehst du, dass die Gesamtheit aller Molekülbewegungen, also der Vorgang des Auflösens, nicht umkehrbar ist.“
„Sie glauben, Spatzen könn‘n sowas nich? Glaub ich nich, will ich sehn.“ Luzie verschwand nach diesem unsachgemäßen Beitrag, um sämtliche Spatzen und Computertastaturen des Universums zusammenzusuchen. Michaela hastete hinterher, um die ohnehin bedrohte Spezies vor unsachgemäßen Experimenten zu retten. Gabriela dozierte noch eine ganze Weile über Lösungsvorgänge und chemische Reaktionen, zog sich dazu aber in ein anderes Labor zurück, weil sie dann nicht befürchten musste, durch unsachgemäße Kommentare aus dem Konzept gebracht zu werden. Gott und Laplacie machten es sich in der guten Stube gemütlich – unternahmen aber vorher einen Abstecher zum Bäcker, um absolut sachgemäß die Muffinvorräte wieder aufzustocken. Gott schlürfte zufrieden seinen Tee. „Ist doch wirklich eine gute Sache, das mit dem zweiten Hauptsatz. Der Tee kühlt ab, das Zimmer bleibt angenehm warm und süßen kann man den Tee auch. Perfekt.“

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© Wiebke Salzmann, April 2009

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