Kann man im "Internet" Astronomie und Physik erlernen?

Dieser kleine Essay ist an diejenigen gerichtet, die sich mehr oder weniger ernsthaft für Physik (oder Astronomie) interessieren, aber nicht die Gelegenheit haben, an einer Universität diese spannende Wissenschaft studieren zu können. Aber auch an diejenigen, die zwar irgendwann einmal Physik als Haupt- oder Nebenfach studiert haben, aber ihre längst verschütteten Kenntnisse wieder auffrischen möchten, habe ich gedacht (ich zähle mich auch dazu ;-) Kurz gesagt meine ich Zeitgenossen, die sich für Physik (oder einem anderen Wissensgebiet) weniger aus beruflichen Gründen, sondern mehr aus ideellen Gründen interessieren (wie z.B. viele Amateurastronomen). Die also an den von vielen Generationen von Wissenschaftlern erarbeiteten Erkenntnisse teilhaben möchten und die dafür etwas Zeit (welche dann vielleicht für's Musikantenstadl fehlt, aber was soll's) aufzuwenden bereit sind.

Die "klassische" Methode, Wissen zu erwerben, ist die heute leider immer mehr vernachlässigte Kulturtechnik des Lesens (siehe z.B. hier). Es ist nun einmal so: "das Wissen der Menschheit ist in Büchern konserviert" und wenn man etwas nachhaltig erlernen möchte, ist das Studium von Büchern unerläßlich. Das gilt in gleicher Weise für "populärwissenschaftliche Literatur" als auch für Fachbücher. Während man Bücher der ersten Kategorie gewöhnlich wirklich liest (z.B. wie einen Roman, also auch zur Entspannung), muß man die zweite Kategorie quasi "studieren", um sich ihren Inhalt anzueignen. Das Letzteres zeitaufwendiger ist, dürfte völlig klar sein. Denn gerade in der Physik heißt das z.B. nachrechnen, Literaturstellen recherchieren und studieren, denselben Sachverhalt in anderen Büchern unter anderen Gesichtspunkten nachvollziehen, mit Studienkollegen darüber zu diskutieren usw. Also richtige schwere Arbeit, die auch durchaus viel Zeit beansprucht und die man sich vielleicht nicht auch noch nach einem schweren Arbeitstag antun möchte - es sei denn, man ist gerade Student oder Doktorand... 

Fachbücher sind meist langatmig, ins Detail gehend und oft wird auch viel Vorwissen vorausgesetzt. Oder anders ausgedrückt, man muß bereits viel studiert haben, um mit derartiger Literatur zurechtzukommen.

Eine andere Lernmethode, die noch aus jener Zeit stammt, als Bücher noch rar waren, ist der Besuch von Vorlesungen und von Vorträgen. Dort wird ein Thema bekanntlich mündlich an einer Tafel mit Kreide oder neuerdings per Powerpoint "multimedial" vorgetragen, was den Vorteil hat, daß man den Ausführungen des Vortragenden (im Gegensatz zum Lesen) gleich mit zwei Sinnen folgen kann. Der "Nachteil" ist, daß Vorlesungen i.d.R. nur von eingeschriebenen Studenten besucht werden dürfen und daß man für (öffentliche) Vorträge meist löhnen muß - und daß sie meist an aktuell unerreichbaren Orten und zu meist unmöglichen Zeiten stattfinden. Und damit komme ich zum eigentlichen Thema dieses Essays: Die moderne Technik des Internets macht es im Prinzip für jedermann möglich, Vorlesungen und Vorträge zu besuchen, ohne seine Wohnung verlassen zu müssen. Auch Vorlesungsskripte sind mittlerweile für jedermann kostenlos zugänglich und können u.U. teure Fachbücher ersetzen. Kurz gesagt, es gibt keinen Grund mehr, unwissend zu bleiben... Ich selbst verwende einen Tablet - PC, um mir z.B abends bequem im Sessel (oder im Bett, wer es mag) eine Vorlesung, einen Vortrag oder eine BBC-Dokumentation online anzusehen. 

Im Laufe der Zeit haben meine Recherchen eine ganze Menge von (für mich) interessanten Vorlesungen, Vorträgen und Sendungen ergeben, die ich hier in Form einer kommentierten Linkliste vorstellen möchte. Ergänzungen (an denen ich sehr interessiert bin), können gerne als Kommentar gepostet werden.

Astronomie 

Also, wenn ich astronomische Vorträge empfehlen soll, dann komm ich um die "Halben Heidelberger Sternstunden" nicht herum. Im Rahmen der 625-Jahr-Feier der Universität Heidelberg hielten Heidelberger Astronomen - vom 11. April bis zum 22. Juli 2011- in einer "astronomischen Mittagspause" in der Heidelberger Universitätskirche werktäglich insgesamt 70 Kurzvorträge zu Fragen aus der Astronomie. Sie sind alle ungefähr eine halbe Stunde lang und handeln populärwissenschaftlich jeweils ein abgeschlossenes Thema ab. Wenn Sie also mit der Methode "jeden abend im Bett eine halbe Stunde mit dem Tablet" anfangen möchten, dann wählen Sie diese Linkliste:

Halbe Heidelberger Sternstunden

Sie werden es nicht bereuen.

Eine fachliche Kursvorlesung über Astronomie und Astrophysik, die an der Universität Tübingen im Wintersemester / Sommersemester 2008/2009 für Physik-Studenten gehalten wurde, kann als Videostream vom Tübinger Multimedia-Server (TIMMS) bezogen werden:

Einführung in die Astronomie Teil 1

Einführung in die Astronomie Teil 2

Grundkenntnisse in Physik und höherer Mathematik sind dabei von Vorteil, aber nicht unbedingt Voraussetzung..

Im Zusammenhang mit TIMMS ist auch gleich noch die Studium Generale - Reihe "Enträtselung des Universums" zu nennen (2007), in der angesehene, an deutschen Instituten arbeitende Wissenschaftler jeweils über ein spezielles astronomisches Thema berichten:

Studium Generale - Enträtselung des Universums

Was die Astronomie für viele so faszinierend macht, darüber berichtete sehr persönlich Prof. Dr. Hanns Ruder am "Tag der offenen Tür" von www.astroshop.de:

Faszination Astronomie

Sehr bekannt und beliebt sind die Vorträge und Filmbeiträge von Prof. Harald Lesch, der ja aus dem Fernsehen bekannt ist. Wie wäre es damit:

Eine Reise zum Größten und zum Kleinsten - Universum und Quanten
Alpha Centauri - Archiv
Die vier Elemente - Archiv

Abraham Loeb ist ein israelischer Astrophysiker, der in den USA (Harvard) lehrt, und von dem einige interessante Vorträge / Vorlesungen im Netz (bei Youtube) zu finden sind, z.B. zu kosmologischen Themen:

Structure Formation in the Universe I

The First Galaxies and Reionization II

A Closer Look at Black Holes III

Future Frontiers in Cosmology from a Galilean Perspective IV

Wie Elemente in den Sternen gebildet werden, erfährt man in der Vorlesung von Prof. Philipp A. Pinto von der Universität Arizona:

Astronomical Alchemy: The Origin of the Elements

Eine weitere sehr interessante Vorlesung - auch von der Universität Arizona - (Feryal Özel) handelt von Schwarzen Löchern, deren Entstehung und deren Eigenschaften sehr anschaulich beschrieben werden:

Origins of Black Holes: Gravity at Its Extrem

Christopher D. Impey beschäftigt sich mit der alten Frage "Gibt es außer uns noch irgendwo Leben im All?"

The Oldest Question: Is There Life Beyond Earth?

und mit der Frage, "was war eigentlich der Big Bang?"

Origin of the Universe: The Big Bang

Im Zusammenhang mit dem Urknall  und dessen inflationäre Phase steht natürlich auch die Frage nach der "Dunklen Materie" und der "Dunklen Energie". Wer wenn nicht Michel S. Turner könnte sachkundig über diese Rätsel des Universums berichten?

Dark Matter, Dark Energy and Inflation: The Big Mysteries of Cosmology

Gay Consolmagno vom Vatikan-Observatorium macht sich in seiner Vorlesung Gedanken über den Sinn des Universums...

Cosmology: Making Sense of the Universe

Auch die Princeton-Universität hat eine Anzahl interessanter Vorträge online gestellt:

Modern Cosmology and the Origin of Our Universe
Space-Time, Quantum Mechanics, and the Large Hadron Collider
Cosmology: Recent Results and Future Prospects
The Fifth Element: Astronomical Evidence for Black Holes, Dark Matter, and Dark Energy
The World's Largest Experiment (Nathan Seiberg)
Fundamental Physics in the Twenty-first Century

Viel über Astrobiologie habe ich von einer Vorlesungsreihe der Stanford-Universität gelernt, deren Erkenntnisse auch meinem kleinen Kurs zugute gekommen sind:

From Astrochemistry to Astrobiology

From Interstellar Molecules to Astrobiology

The Search for other Earths and Life in the Universe

What is Life?

Evolution

Life in Extreme Environments

How Predictable Is Evolution?

Catastrophic Impacts in Earth's History

The Search for Life on Mars

Darwin's Birthday

Life Beyond It's Planet of Origin

Biologically Reversible Exploration

Advanced Life Support Systems

A Human Place in Outer Space

A Life with SETI  (Vortragender Dr. Frank Drake)

Über Exoplaneten berichtet Dr. Geoff Marcy:

Planetary Systems Around Other Stars

The Search for other Earths and Life in the Universe

Was Vorlesungen über "Allgemeine Astronomie" betrifft, ist die Universität von Berkeley zu empfehlen. Auf ihren Youtube-Kanal" findet man mehrere Playlist's mit Vorlesungsmitschnitten:

Astronomy 10 (Herbstsemester 2011) - Introduction to General Astronomy

Astronomy 250 (Frühjahrssemeser 2012) - Special Topics in Astrophysics

Astronomy 7B (Frühjahrssemester 2012) - Introduction to Astrophysics

Und hier noch einige Einzelvorträge, die mir gefallen haben:

Mercury, Venus, and the Dance of the Planets (Owen Gingerich)

The Life of Super-Earths

Eine Sammlung von Streaming-Videos bietet auch die ESA auf einer speziellen Webseite an:

ESA Webstreaming Network

Mich hat hier besonders die Astrobiologie-Reihe interessiert.

Ein Kurs über die Entdeckung von Exoplaneten findet man hier (Yale University, Prof. Charles Bailyn):

Einführung

Planetary Orbits

Our Solar System and the Pluto Problem

Discovering Exoplanets: Hot Jupiters

Planetary Transits

Microlensing, Astrometry and Other Methods

Direct Imaging of Exoplanets

Hierzu eine Anmerkung. Die Vorlesungen der Yale-Universität sind mit Untertiteln versehen. Man kann also den gesprochenen englischen Text mitlesen oder - sogar mit Youtube in Deutsch übersetzen lassen. Dazu finden Sie unten in der Steuerleiste von Youtube einen entsprechenden Button. Um "Deutsche Untertitel" zu erhalten, wählen Sie im Pull-Down-Menü "Untertitel übersetzen BETA" "Deutsch-Deutsch" aus. Danach können Sie die Untertitel in unserer gewohnten Muttersprache lesen ...

Kostenlose eBooks zur Astronomie finden Sie auf der vorliegenden Blogseite rechts unten oder - zum Preis eines Mensaessens pro Band - hier (fast vollständig bei Google Books zu lesen).

Physik

Hier möchte ich erst einmal wieder mit TIMMS - den Tübinger Multimedia-Server - beginnen.  Zwei Vorlesungsreihen möchte ich empfehlen, einmal die Einsteiger- Mathematik-Vorlesung 

Mathematik I

Mathematik II

Mathematik III

die ungefähr das mathematische Basiswissen vermittelt, das zum Verständnis einer Experimentalphysik-Vorlesung notwendig ist. Auch solch eine Vorlesung wurde in Tübingen aufgezeichnet:

Experimentalphysik I

Experimentalphysik II

Experimentalphysik III

Experimentalphysik IV

Experimentalphysik V

Experimentalphysik VI

Experimentalphysik VII

Außerdem findet man hier auch noch eine in Englisch gehaltene Einführungsvorlesung zum Thema Allgemeine Relativitätstheorie - wem's interessiert...

Skripte zu Physikvorlesungen werden z.B. auf www.physikmethoden.de gesammelt. Diesen Link lohnt es (und ich bitte drum), weiterzusagen, z.B. mittels Twitter ;-)

Wer einmal eine recht lustige Vorlesung von Harald Lesch hören möchte, sei auf diesen Link verwiesen.

Von Harald Lesch stammt auch diese "nicht einfache" (wie er sagt) Einführung in die Quantenmechanik. Wer sich also darüber einmal "populär" informieren möchte, sollte sich seinen "Uni-Auditorium"-Vortrag einmal ansehen. 

Wenn Sie dagegen Quantenmechanik "lernen" möchten, dann ist mein Geheimtip Leonard Susskind von der Stanford-Uni. Aber wie gesagt, hier muß man dazu parallel ein Lehrbuch studieren, so z.B. 

Richard Feynman, "Feynman Vorlesungen über Physik" Band III

oder, wenn Sie sich für einen physikalischen "Dummy" halten

Quantenphysik für Dummies

(Diese beiden Bücher reichen aber für den Stoff eines Physikstudiums bei weitem nicht aus).

Aber zurück zu Leonard Susskind, einem Freund von Richard Feynman, der bei seinen sehr gut verständlichen Vorlesungen Kekse zu essen und Kaffee zu trinken pflegt und ein paar komische Pullover sein eigen nennt...

Leonard Susskind: Theoretical Minimum

oder hier gleich alle aufgezeichneten Lectures (Allgemeine Relativitätstheorie, Klassische Mechanik, Superstrings, Higgs-Bosonen, Kosmologie, Quantenmechanik, Quantenverschränkungen und wer weiß was sonst noch alles...)

Und hier gleich noch eine der wenigen aufgezeichneten populären Vorlesungen von Richard Feynman, der u.a. die Quantenelektrodynamik erfunden hat und ein begnadeter Trommler war sowie seinerzeit die Ursache für die Challenger-Katastrophe herausbekommen hat:

Richard Feynman on Quantum Mechanics 

Und bevor ich es vergesse, noch was über Mathematik:

Jörn Loviscach - vorgerechnete Aufgaben - 

Hier wird einen verblüffend einfach gezeigt, was man eigentlich selbst bringen sollte ... Ideal für die Viertelstunde vor dem Einschlafen. Also reinschauen ist ein muß...

Die Mathematik der Quantenmechanik kann man - wenn man möchte - sich von Prof. Balakrishnan erklären lassen. Ob Hilberträume, Zustandsvektoren, Operaroren, Kommutatoren etc. pp., hier wird alles ganz klassisch an der Wandtafel vorgerechnet. Gerade für Physikstudenten zu empfehlen...

Quantum Physics  (mit übersetzbaren Untertiteln!)

Etwas anschaulicher kann man sich über Quanten im Yale-Kurs informieren:

Quantum Mechanics I: The key experiments and wave-particle duality

Noch besser ist es natürlich, man schaut sich so pö a pö den ganzen Kurs mal an:

Yale - Physikkurs

Auch er ist mit (übersetzbaren) Untertiteln ausgestattet.

Aber meistens will man ja gar nicht so genau über den Formalismus bescheid wissen. Man interessiert sich mehr für das wie und warum - z.B. gibt es nun many worlds, wie man es in Brian Greene's Büchern lesen kann? Oder was ist das, die "spukhafte Fernwirkung", die eine "Teleportation" möglich machen soll? Ist das Scotty-Beamen doch gar nicht so abwegig? Am besten ist es, Herrn Prof. Zeilinger dazu zu befragen:

Albert Einstein und die Natur des Lichts

Nicht-Lokalität in der Quantenphysik

Rätselhafte Quantenwelt

Newton Lecture 2008: Quantum Information

Sonstiges

Hier möchte ich auf eine BBC-Dokumentation (mit übersetzbaren Untertiteln) hinweisen, die ich mir mit großem Interesse angeschaut habe - es geht um unseren Heimatplaneten, die Erde:

Earth Story I:   Time Travellers

Earth Story II:  The Deep

Earth Story III: Ring Of Fire

Earth Story IV: Centre Of Earth

Earth Story V:  Roof Of The World

Earth Story VI: The Big Freeze

Earth Story V: The Living Earth

Earth Story: A World Apart

Das soll es erst mal gewesen sein. So wie ich Zeit habe, ergänze ich diese Seite. Deshalb öfters mal reinschauen, vielleicht den Link merken - und weitersagen (retweeten...).