Der Kernphysiker Vijay Pandharipande sagte dies in den 70ern stets zu seinen Studenten an der Urbana-Champaign Universität in Illinois. Die Bereiche der theoretischen Physik und Mathematik haben diese Besonderheit, dass um eine Frage zu beantworten, man einfach nur immer und immer wieder den nächsten logischen Schritt anwenden muss. Damit kommt man ziemlich sicher zum Ziel. Das macht man selten im Kopf - und auch nicht in 5 Minuten. Es kann Stunden, Tage oder länger dauern. Es folgt zwar aus den logischen Grundsätzen, aber zwischen diesen Grundsätzen und der ursprünglichen Frage warten eine womöglich ungewisse Zahl von Gedanken: Du musst "kalkulieren".

Die Existenz solcher langfristigen Kalkulationen ist etwas, dass die Mathematik von vielen anderen Disziplinen wie zum Beispiel der Philosophie unterscheidet. In den Sozialwissenschaften macht man oft Feldforschung. In der Medizin und vielen anderen Naturwissenschaften sammelt man Daten und analysiert diese statistisch. In der Physik hat man Experimente. Auch in der Mathematik kann man auf dem Weg zur Antwort die eigenen Gedanken an Beispielen prüfen, aber der Großteil der Forschung kennt keine "Feldforschung", "Daten" oder "Experimente". Stattdessen wird "berechnet", ein Schritt nach dem anderen. Das bringt dich zu Gedanken, von denen du vorher nicht hättest Träumen können. Und das Resultat jeder Kalkulation ist das Fundament einer nächsten Kalkulation. Eine Metapher: Spekulieren ist mit anderen über die Existenz einer neuen Vogelart zu diskutieren. Kalkulieren bedeutet wandern zu gehen und diesen Vogel selbst im Wald zu suchen.

Ein spannendes historisches Beispiel ist die Entdeckung des Neptun im Jahr 1846, eine Kombination aus Spekulation und Kalkulation. Die beobachtete Umlaufbahn des Uranus entsprach nicht der Erwarteten, basierend auf den Newtonschen und Keplerschen Gravitationsgesetzen und den bisher bekannten Planeten des Sonnensystems. Urbain le Verrier sah dies als Grund zur Annahme, dass ein weiterer Planet, eine weitere Masse, im Sonnensystem existieren muss. Über zwei Jahre lang wandelte er durch die Welt der Analysis und Algebra, auf der Suche nach dem neuen Planeten. Seine Vorhersage der Position dieses neuen Planeten gab er an Johann Galle im Berliner Observatorium weiter, welcher genau dort noch in der gleichen Nacht den Neptun entdeckte.

Heute würde ein Mensch einen Tag lang programmieren, und der Computer nahezu sofort die gleichen Antworten wie damals Urbain le Verrier liefern. Das bedeutet, wir können heute komplexere Berechnungen in gleicher Zeit vollführen - die Grundidee aber bleibt die gleiche. So hat zum Beispiel Jacques Laskar 1989 mittels numerischer Simulationen gezeigt, dass die Umlaufbahnen der Planeten sich schon innerhalb von ein paar Dutzend Millionen Jahren völlig chaotisch verhalten.

Die langzeitige Entwicklung unseres Universum ist ein Thema, das Wissenschaftler und Philosophen (und einfach Menschen!) seit jeher beschäftigt. Erst seit Anfang des 19. Jahrhunderts und den spektakulären und verwobenen Entwicklungen der Physik und der Mathematik kann man dieses Thema mit genauen Fragestellungen und Methoden untersuchen. Auch in der zeitgenössischen Forschung sind Menschen dazu verleitet, über die physikalischen Gesetze zu spekulieren, die die Natur bestimmen. Wir haben noch nicht alle Rätsel der Welt gelöst. Aber es wird immer den Schritt geben, bei dem man kalkulieren muss, um die praktischen Konsequenzen der vermuteten Gesetze zu verstehen.