3.4 Werden wir jemals die kleinsten Teilchen unserer Bausteine verstehen?

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Werden wir jemals die kleinsten Teilchen unserer Bausteine verstehen? Das letzte Detail kennen? Man könnte meinen, unser Wissen wird immer mehr, also werden wir in jeder Frage irgendwann einmal den letzten Grund finden. Die Entwicklung des Computers hat diese Vorstellung verstärkt.

Thuring hat den Computer theoretisch erfunden ca. 1930, praktisch wurde er sehr viel später gebaut. Thuring sagt: Es gibt eine Maschine, die kann alle anderen Maschinen ersetzen oder steuern, sie hat einen unendlichen Speicher und kann alles rechnen. Aber, sagte er schon damals, Du kannst darauf alles rechnen lassen, nur ob die Maschine jemals ein Ende/Lösung findet, bleibt immer fraglich. Und Du weißt es erst, wenn sie fertig gerechnet hat.

Klingt theoretisch?
10:3 = 3,333333333333333...........................................

Auch bei π (Pi) rechnen die Computer heute noch.π (3,14159...) ist das Verhältnis von Kreisumfang zu Durchmesser, das haben schon Archimedes und die alten Ägypter vor 4000 Jahren gewusst. Aber selbst die besten und größten Computer heute können π nicht berechnen. Bei einem der letzten Versuche kam ein japanischer Großrechner auf die 1,24billionste Stelle hinter dem Komma und kam nicht weiter (nach New York Times vom 7.12.2002).

Ich fürchte je tiefer wir fragen und finden, desto häufiger werden wir am Grund so etwas wie finden oder Null (Nichts) oder „unendlich", also Dimensionen, die für unser Gehirn unbegreiflich bleiben oder wie bisher: Hinter jeder Antwort stehen viele neue ungelöste Fragen.

Werden wir überhaupt jemals eine kausale Frage vollständig beantworten können?

SteinDie Naturwissenschaft suggeriert uns immer wieder Erkenntnisse, die Zwischenstationen auf dem Weg zur „letzten Kenntnis" seien. Aber diese letzte Erkenntnis werden wir nie erreichen!


Dauerhafte Wahrheit kann Wissenschaft nicht versprechen, nur die Widerlegung falscher Hypothesen und was zur aktuellen Zeit die wahrscheinlichste Erklärung ist.

Um dies zu verstehen, schauen wir nochmals die Paradedisziplin der Physik an, die Quantenmechanik, also die Elementarteilchenphysik (siehe Exkurs oben). Bei unserem Beispiel mit dem Chlorophyll waren wir bei den Quarks und Instantonen angekommen als aktuellen Zwischenstand, bevor in den Folgejahren wahrscheinlich noch kleinere oder andersartige Bausteine gefunden werden. Nach dem Motto: Wenn wir lange genug suchen, finden wir eines Tages den letzten kleinsten Baustein, die letzte Wirklichkeit. Diese letzte Wirklichkeit wollte die Quantenmechanik liefern.

Doch da geschah ca. 1925 etwas Unvorhergesehenes:
Elementarteilchen, wie z.B. ein Elektron konnte man mit einem Messgerät als Materie (Teilchen) messen und mit einer anderen Messmethode als Welle (wie eine Welle auf einem Teich oder eine Radiowelle). D.h., je nachdem womit der Beobachter misst, ist ein Elektron ein materielles Teilchen oder eine Welle. Das sind widersprüchliche Eigenschaften desselben Phänomens. Elementarteilchen können nicht beides auf einmal sein.

Damit war erstmals der Beobachter als mit entscheidender Faktor in das Experiment eingeführt (siehe Exkurs Quantenphysik). Bisher galt in der Naturwissenschaft: Jedes Experiment muss unabhängig von der Person des Beobachters wiederholbar sein und zum gleichen Ergebnis führen. Die Welt als solche existiere also unabhängig vom Beobachter.

Veranschaulichen wir dieses Phänomen: Wenn Frau Müller einen Stein mit einer elektronischen Waage in Hamburg wiegt, erhält sie ein Gewicht von 500 g. Herr Schulz in Australien mit seiner Federwaage muss bei demselben Stein ebenfalls auf ein Gewicht von 500 g kommen. In der Quantenmechanik bekommen wir nun 2 unterschiedliche Ergebnisse für das gleiche Elektron. Damit ist das Ergebnis abhängig davon, welches Messinstrument der Beobachter wählt. Das kann in unserem Beispiel dazu führen, dass Frau Müller ein Gewicht von 500 g wiegt und Herr Schulz gar kein Gewicht findet, sondern Wellen.

Wie kommt das?
Wir glauben, dass hinter dem Erscheinungsbild „Stein" eine eigentliche Wirklichkeit steht, eben ein Stein. Das stimmt auch im Groben (bis Newton ca. 1700 n.Chr.). Dehnen wir unsere Wahrnehmungsfähigkeit mithilfe von Messinstrumenten aus, dann kommen wir in den Bereich der kleinsten Teilchen (Quantenbereich, ca. 1910) und unser Stein bekommt unterschiedliche Eigenschaften, sogar widersprüchliche Eigenschaften (Materie oder Welle).

Dies gilt für alles Materielle. Diese Erkenntnis zerstörte eine bis dahin gültige „Wahrheit" in der materiellen/naturwissenschaftlichen Welt. Woraus alle Dinge bestehen, vermögen wir nicht eindeutig zu erkennen!

Etwas Ähnliches zeigt auch die Relativitätstheorie (Einstein 1905), bei der die Zeit nicht linear ist und abhängig vom Beobachter:
Jemand, der mit Lichtgeschwindigkeit von der Erde fliegt und zurückkehrt, ist jünger als sein Zwilling, der auf der Erde verblieb.
Fazit hieraus: Zeit ist keine Konstante.

Karl Popper 1934:
„Beobachtungen können niemals die zweifelsfreie Richtigkeit einer Theorie beweisen."
Theorie: Alle Schwäne sind weiß. Selbst Millionen beobachteter Schwäne beweisen nicht, dass alle Schwäne weiß sind. Es könnte ja irgendwo auch einen schwarzen geben.
Fazit hieraus: Beobachtungen und somit auch wissenschaftliche Untersuchungen sind subjektive Interpretationen mit befristeter Gültigkeit.

Popper war, inspiriert durch Einstein, grundsätzlich der Meinung, dass man sich weniger um die Bestätigung einer Ansicht kümmern sollte, sondern der Frage nachgesehen soll, ob sie sich widerlegen (= falsifizieren) lässt. Also sollte der Zoologe im o.g. Beispiel nach einem schwarzen Schwan Ausschau halten, denn wenn er einen solchen findet, wäre seine Theorie widerlegt, egal wie viel weiße Schwäne er noch findet. Das entscheidende Kennzeichen einer wissenschaftlichen Theorie sollte daher nicht sein, dass sie verifiziert wird, denn dies ist unmöglich, sondern anhaltend versucht wird sie zu falsifizieren. Falls kein schwarzer Schwan zu entdecken ist, darf der Zoologe seine Theorie bis auf Weiteres für gültig halten (nach Nikolaus Fearn, Denken wie Diogenes).

Also dann doch nicht:

Wissenschaft kann Wirklichkeit oder dauerhafte Wahrheit nicht versprechen, nur die Widerlegung falscher Hypothesen und was zur aktuellen Zeit die wahrscheinlichste Erklärung ist.

Sondern (seit ca. 1970):

Wissenschaft kann dauerhafte Wahrheit nie versprechen.

Es gibt so viele „Wahrheiten" wie Beobachter. Und das gilt nicht nur für die Quantenphysik, sondern für alle Phänomene. Jeder erschafft sich seine eigene subjektive Realität.

Nehmen wir ein einfaches Beispiel einer allgemein anerkannten physikalischen Größe: Länge. Lassen wir 10 Leute die Länge einer Küste ausmessen. Man wird 10 unterschiedliche Ergebnisse bekommen, schon alleine wegen des sogen. Messfehlers. Es ergeben sich weitere Probleme: Küste ist die Grenze zwischen Land und Wasser. Messe ich bei Ebbe oder Flut? Es gibt ständige Veränderungen durch Wind und unterschiedlich hohe Wellen, auch der Sand bewegt sich. Messe ich um jedes Sandkorn, um jede Pflanze? Es ist nicht möglich, die Länge einer Küste exakt zu messen. Es geht nur über eine grobe Vereinfachung, wie sie die Naturwissenschaften ständig vornehmen, um überhaupt Aussagen treffen zu können. Bei der Küste messen wir die Länge einer Karte (= grob vereinfachte menschliche Darstellung) und nicht das Gelände.

Die Naturwissenschaften betrachten immer nur einen theoretischen Sonderfall, den es in der Wirklichkeit/Natur gar nicht gibt.

Beispiele:

  • Physik: Die Thermodynamik arbeitet mit sogen. idealen Gasen, also Gasen, die zu 100 % rein sind und mit der Situation, dass alle Moleküle im Raum gleich verteilt sind, ein Zustand, der noch nicht einmal künstlich erzeugt werden kann.
  • Chemie lässt reine Stoffe in ihren Formeln reagieren, aber z.B. ein 100%ig reines Metall gibt es gar nicht.
  • Eine Linie. Eine gerade Linie „feige mit dem Lineal gezogen" (zitiert nach F. Hundertwasser) ist die einzige Linie, die die Natur nicht kennt. Wir planen nur mit solchen Linien.

Waldspirale

Waldspirale in Darmstadt, HUNDERTWASSER
www.wikipedia.org

Also können Naturwissenschaften grundsätzlich keine Aussagen über die Natur treffen, die gewiss sind! Nur Näherungen bei groben Vereinfachungen können versucht werden. Die Naturwissenschaften beschreiben nicht die Natur, sondern sie beschreiben, was wir über die Natur sagen können!

Entwicklung der Naturwissenschaften

Aristotelische Physik
ca. 350 v.Chr.
Klassische Physik
ca. 1700 n.Chr.
Quantenphysik
ca. 2000 n.Chr.
Alltagserfahrung mit naturwissenschaftlichen Phänomenen sucht Gesetzmäßigkeit, Formel Theoretische Überlegung, um Widersprüche zu vermeiden
subjektiv objektiv subjektiv
Verbundenheit der Naturphänomene Betrachtung von Teilaspekten Wahrscheinlichkeitsberechnung
reine Beobachtung Beweisbarkeit Beobachter wird zum aktiven Teilnehmer und beeinflusst das Ergebnis
sinngesteuert
Warum mache ich das?
Was mache ich?
will alles logisch erklären stellt unser Weltbild infrage

Dein Universum (alles beinhaltend) ist wahrscheinlich nicht mein Universum. So hat jeder sein Universum, der Indio im brasilianischen Urwald ebenso wie der Börsenmakler an der Wall Street. Was ein Universum beinhaltet, hängt davon ab, was sein Beobachter wahrnimmt und subjektiv empfindet. Also ist auch nicht Dein Sinn des Lebens mein Sinn des Lebens und es gibt schon gar nicht den Sinn des Lebens!

Wenn wir keine „letzte Wahrheit" dingfest machen können, dann können und dürfen wir auch nicht werten und behaupten mein Universum sei wahrer oder besser als das des anderen.

Auch Schulzensuren bekommen so eine andere Relativität. Warum hatte Alex in Geografie in der 9. Klasse eine 4-, obwohl er hier sehr gute Kenntnisse hat? Weil der Beobachter (Lehrer) sich auf Details fixiert, die er abfragt und danach Alex` Leistung über die gesamte Geografie bewertet. So sieht der Lehrer nur teile der Karte und seine vorgegebenen „Fakten", Alexander aber das Gelände und das Universum. Der „gute Schüler" lernt die vorgegebenen wissenschaftlichen „Fakten" auswendig und stellt keine hintergründigen Fragen. Der „schlechte Schüler" versucht den Überblick zu behalten und stellt ungeliebte tiefgründige Fragen. Wäre es nicht viel interessanter, wenn der Unterricht an den Vorlieben der Schüler orientiert wäre und nicht an einem starren Lehrplan?

Mit diesem Aufsatz – und auch sonst – versuche ich solche Zerstörungen von Euch fernzuhalten.

Das Wesentliche sind nicht die Antworten (=Wiederholung bekannter Dinge), sondern intelligente Fragen! So lernen wir Denken; durch Fragen, nicht durch vorgegebene Antworten wie uns in der Schul- und Arbeitswelt oft vorgegaukelt wird. Wir müssen fragen, um kreativ zu sein, die Antworten sind sekundär.

R E A K T I V = aus alten Erfahrungen heraus reagieren

K R E A T I V = neu entwickeln

Mein Fazit:

Die Naturwissenschaften können prinzipiell keine unumstößlichen Wahrheiten, also Gewissheiten finden. Trotzdem sind sie für viele Dinge unserer Alltagswelt nützlich. Sie sind ein kleiner Teilaspekt unseres Lebens. Eine Gesamtbetrachtung unseres Daseins können sie nicht liefern. Mit der Frage nach einem Sinn des Lebens sind sie überfordert.

Viele erste Anregungen zu diesen Themen habe ich aus naturwissenschaftlicher Sicht von Tor Norretranders. Spüre die Welt. Rohwolt.

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