English
In the philosophy of Democritus the atoms are eternal and indestructible units of matter, they can never be transformed into each other. With regard to this question modern physics takes a definite stand against the materialism of Democritus and for Plato and the Pythagoreans. The elementary particles are certainly not eternal and indestructible units of matter, they can actually be transformed into each other. As a matter of fact, if two such particles, moving through space with a very high kinetic energy, collide, then many new elementary particles may be created from the available energy and the old particles may have disappeared in the collision. Such events have been frequently observed and offer the best proof that all particles are made of the same substance: energy. But the resemblance of the modern views to those of Plato and the Pythagoreans can be carried somewhat further. The elementary particles in Plato's Timaeus are finally not substance but mathematical forms. "All things are numbers" is a sentence attributed to Pythagoras. The only mathematical forms available at that time were such geometric forms as the regular solids or the triangles which form their surface.
In modern quantum theory there can be no doubt that the elementary particles will finally also be mathematical forms but of a much more complicated nature. The Greek philosophers thought of static forms and found them in the regular solids. Modern science, however, has from its beginning in the sixteenth and seventeenth centuries started from the dynamic problem. The constant element in physics since Newton is not a configuration or a geometrical form, but a dynamic law. The equation of motion holds at all times, it is in this sense eternal, whereas the geometrical forms, like the orbits, are changing. Therefore, the mathematical forms that represent the elementary particles will be solutions of some eternal law of motion for matter. This is a problem which has not yet been solved.
Heisenberg, Physics and Philosophy: The Revolution in Modern Science (New York: Harper and Row, 1958). Lectures delivered at University of St. Andrews, Scotland, Winter 1955-56. Excerpt from the chapter "Quantum Theory and the Roots of Atomic Science," pp. 71-72.
German (Deutsch)
In der Philosophie des Demokrit sind die Atome ewig und unzerstörbare Einheiten der Materie, sie können sich niemals ineinander verwandeln. In bezug auf diese Frage aber wendet sich die moderne Physik offensichtlich gegen den Materialismus des Demokrit und entscheidet sich für Plato und die Pythagoreer. Die Elementarteilchen sind sicher nicht ewige und unzerstörbare Einheiten der Materie, sie können tatsächlich ineinander umgewandelt werden. Wenn zwei Elementarteilchen mit hoher Geschwindigkeit aufeinanderstoßen, so können viele neue Elementarteilchen dabei erzeugt werden, und zwar entstehen sie aus der Bewegungsenergie, die dabei zur Verfügung steht; und die zusammenstoßenden Teilchen können möglicherweise dabei verschwinden. Solche Vorgänge sind häufig beobachtet worden und liefern den besten Beweis dafür, daß alle Teilchen aus der gleichen Substanz, aus Energie bestehen. Aber die Ähnlichkeit der modernen Anschauungen zu denen Platos und der Pythagoreer geht noch weiter. Die Elementarteilchen in Platos Dialog Timaios sind ja letzten Endes nicht Stoff, sondern mathematische Form. Alle Dinge sind Zahlen' ist ein Satz, der dem Pythagoras zugeschrieben wird. Die einzigen mathematischen Formen, die man in jener Zeit kannte, waren solche geometrischen oder stereometrischen Formen wie eben die regulären Körper und die Dreiecke, aus denen ihre Oberfläche gebildet ist.L
In der heutigen Quantentheorie können wir kaum daran zweifeln, daß die Elementarteilchen letzten Endes auch mathematische Formen sind, aber solche einer sehr viel komplizierteren und abstrakteren Art. Die griechischen Philosophen dachten an statische, geometrische Formen und fanden sie in den regulären Körpern. Die moderne Naturwissenschaft aber hat seit ihren Anfängen im 16. und 17. Jahrhundert das Bewegungsproblem in den Mittelpunkt gestellt, also den Zeitbegriff in die Grundlagen eingeschlossen. Unveränderlich in der Physik seit Newton sind nicht Konfigurationen oder geometrische Formen, sondern dynamische Gesetze. Die Bewegungsgleichung' gilt zu allen Zeiten, sie ist in diesem Sinne ewig, während die geometrischen Formen, wie z. B. die Bahnen der Planeten, sich ändern. Daher müssen die mathematischen Formen, die die Elementarteilchen darstellen, letzten Endes Lösungen eines unveränderlichen Bewegungsgesetzes für die Materie sein.
W. Heisenberg, Physik und Philosophie. Stuttgart: S. Hirzel Verlag, 1959. Wiederabgedruckt in: Heisenberg, Gesammelte Werke, Band C2, W. Blum et al., Hsgb. München: Piper, 1984. S. 3-201. Vortragsreihe an der Universität von St. Andrews, Schottland, Winter 1955-56. Auszug aus dem Kapitel, Die Quantentheorie und die Anfänge der Atomlehre, S. 55-56.