Rationale Theorien als Kriteriengeber

und: Prinzipien und Axiome
sowie: Das Forschungsprinzip der Nichtwillkürlichkeit

Inhalt:
Kurztext
Was ist eine naturwissenschaftliche Theorie?
Erstes Beispiel einer rationalen Theorie: die klassische Mechanik
Ein zweites Beispiel von Rationalität: die Atomtheorie
Parmenides Weltformel für alles
Wie sinnvoll ist es von einer endgültigen Theorie zu sprechen?
Stellungnahme zu Weinbergs Appell an den Schönheitssinn

Kurztext (verfasst für die 62. DPG-Physikertagung März 1998, Uni Regensburg)

Unter Physikern träumt man heute gern vom Kommen einer endgültigen Theorie, wie Steven Weinberg in seinem Buch "Dreams of a Final Theory". Dabei sieht Weinberg die Schönheit von Theorien als ihr Kriterium an und beklagt zugleich die Melancholie des 20. Jahrhunderts mit ihrem Stillstand in der Theorienbildung. Ich denke, sein Vokabular ist nicht zufällig der Psychologie entnommen, sondern es ist Ausdruck fehlender rationaler Kriterien in der jetzigen Debatte. Dieses Fehlen ist zugleich Ursache des Stillstands und der Melancholie. In Fortsetzung meiner bisherigen DPG-Referate möchte ich anhand dreier existierender Beispiele diesmal die Elemente aufzeigen, die zum Aufbau einer rationalen Theorie gehören. Eine Theorie ist dann rational, wenn sie von den Möglichkeiten der Ratio ausgeht, nämlich nach Grund-Sätzen zu urteilen, die ihr selbst-verständlich sind. Bei einem rationalem Vorgehen weiß man immer warum man etwas weiß.

Was ist eine naturwissenschaftliche Theorie?

Ich sehe eine Theorie ganz nüchtern als eine Anweisung, wie mit einem begrenzten Kanon von Fakten so umzugehen ist, dass ein Ergebnis erreicht werden kann. Theorien sind daher zuerst einmal weder wahr noch unwahr sondern entweder brauchbar, teilweise brauchbar, unbrauchbar, schädlich oder fatal. Weiterhin kann es Absicht einer Theorie sein, uns ein Verständnis von gewonnenen Daten zu geben, z. B. durch ein Modell. Modelle sind keine Abbildungen sondern ein Bild, das wir uns aufgrund von Erfahrungen von einer bestimmten Sache machen, um mit ihr geistig und manipulatorisch umgehen zu können. Ein Modell soll eine Verbindung zwischen den Fakten und unserem Verständnis herstellen, ist also auf unsere Verstehensweise abgestimmt. So ist theoretisches Wissen immer ein Mittleres, Welt vermittelndes. Seine Wahrheit bezieht es aus dem Erfolg von Handlungen, die wir aufgrund des Modells machen, z.B. durch physikalische Experimente. Seine Wahrheit hat also Nützlichkeitscharakter.

Eine rationale Theorie ist auf die Möglichkeiten der Ratio abgestimmt. Sie gibt sich keinen Illusionen über eine Instanz jenseits des Diskurses hin, auf den sie sich berufen könnte. Weil es keine jenseitige Instanz für Urteile gibt, setzt sich die Vernunft ihre Maßstäbe selbst, die sie dann an die Dinge heranträgt. Im Sinne einer naiven Abbildtheorie, die jeder ungeprüft mit sich herumträgt, sind Vernunftkriterien weder wahr noch unwahr, denn rationale Theorien beginnen nicht mit in den Raum gestellten Tatsachenbehauptungen, wie etwa "die Lichtgeschwindigkeit ist immer konstant" (wobei hier völlig offen bleibt, ob die Konstanz der Lichtausbreitung oder die der Messung gemeint ist), sondern mit sorgfältigst abgeklärten, von jedermann nachvollziehbaren Prinzipien, die Urteilen als Meßlatte dienen. Rationale Theorien sind Kriteriengeber. Die wichtigste für jede messende Wissenschaft ist die Metrologie (siehe hierzu I/A6 = messenal.html "Messen als Erkenntnisakt und I/A7 = grundlag.html "Grundlage einer Theorie des Messens"). Wer solche Theorien anwendet, weiß immer, warum er etwas weiß und wie vernünftig es ist. Und auf vernünftige Gründe kommt es eben an, wollen wir einen Diskurs führen, der sich "wissenschaftlich" nennen darf.

Diese Überlegungen zeigen uns, daß unser Denken den Diskurs nicht verlassen kann. Es gibt kein Jenseits des Diskurses, den wir mit uns selbst oder mit anderen führen (Mitterer).¹ Wir können jedoch unsere Überlegungen über Materielles der materiellen Bewährung aussetzen, die ggf. zu neuen Überlegungen führt. Das ist die Vorgehensweise moderner Naturwissenschaft, wenn sie denn redlich ist. Leider gibt es auch Fälle, wo Fakten manipuliert oder willkürlich so gedeutet wurden, daß sie einer herrschenden Meinung zu entsprechen scheinen. Dieses menschlich-allzumenschliches Verhalten soll hier nicht das Thema sein. Aber wir können aus ihm lernen, daß immer unsere Denkweise und unsere Absicht darüber entscheiden, wie wir die Welt sehen und was wir für wahr halten. Nicht nur die Schönheit sondern auch die Wahrheit liegt in den Augen des Betrachters. Und darum ist es so wichtig, unsere Denkweisen und den Charakter unseres Wissens aufzuklären, um aus den gegebenen Möglichkeiten das Beste machen zu können, soll denn Wissenschaft ihrem Objektivitätsanspruch genügen. Es geht hier um das Aufstellen rationaler Kriterien für Urteile.
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Erstes Beispiel einer rationalen Theorie: die klassische Mechanik

Einem flüchtigen Leser könnte es erscheinen, als ob Newton - ähnlich wie Einstein mit seiner unklaren Konstanzhypothese - auch mit einer Tatsachenbehauptungen begonnen hätte, als er in seinem 1. Axiom feststellte, daß jeder Körper in seinem Zustand verharrt, wenn keine Kraft auf ihn einwirkt. Doch ist sein 1. Axiom nicht die Behauptung von der Existenz solcher Zustände sondern lediglich die Definition des kraftfreien Zustands durch das Merkmal des Verharrens. Letztlich ist seine Definition eine Folgerung aus dem Kausalitätsprinzip, daß in der unbelebten Natur nichts ohne materielle Ursache geschieht. Das Kausalitätsprinzip ist nun auch wieder keine Tatsachenbehauptung sondern ein vernünftiges Kriterium, das wir an die unbelebten Dinge herantragen und sehen müssen, wie weit es uns hilft. Und wenn wir die Fähigkeiten der Ratio so nüchtern sehen, wie es erforderlich ist, bleiben wir unverkrampft und für neue Erfahrungen offen.

Doch noch etwas Grundsätzliches steht in Newtons 1. Axiom, nämlich, daß auf den Unterschied von Schein und Sein zu achten ist, was bisher so wenig verstanden wurde. Newton sagt noch, daß es für den kraftfreien Zustand nicht darauf ankommt, ob der Beobachter den Körper im Zustand der Ruhe oder der gleichförmig-geradlinigen Bewegung sieht. Diese Taxierungen des Beobachters sind für das reale Verhalten ohne Belang, denn dieses hängt nur davon ab, ob eine objektive Kraft einwirkt oder nicht. Ruhe und Bewegung dagegen hängen vom gewählten Bezugssystem und den Sehgewohnheiten des Beobachters ab, denn unbelebte Dinge haben ja keine Bewegungsorgane, wodurch sich ein Zustand der Ruhe oder der Bewegung an ihnen objektiv unterscheiden ließe, weshalb Einsteins spezielle Relativitätstheorie, die auf einem solchen - nicht vorhandenen - Unterschied aufbaut, keine reale und damit objektive Grundlage hat. Und indem Newton im 2. Axiom die Kraft als Änderung der Bewegungsgröße definiert und die nur in unserem Kopf existierende Bewegung eines natürlichen materiellen Körpers mathematisch eliminiert, führt er das Denken vom Schein zum Sein. So ist die klassische Mechanik Vorbild einer rationalen und zugleich das Denken objektivierenden Theorie. Und daher ist es kein Wunder, daß sie jahrhundertelang erfolgreich war - und noch immer ist, denn letztlich sind auch Quantenmechanik und Relativitätstheorie in ihrer Substanz nur Fußnoten zu Newtons Mechanik. Weinberg schreibt im "Traum von der Einheit des Universums"² zu Recht: "...doch für das Leben der Menschen kann ich in der Quantenmechanik keinerlei Botschaften entdecken, die sie nennenswert von denen der Newtonschen Physik unterscheiden würden."

Und die Konstanz der Lichtausbreitung, die Einstein beschäftigte, ist nur ein trivialer Teilaspekt von Newtons 1. Axiom, daß jede Sache in ihrem Zustand verharrt, solange keine Kraft auf sie einwirkt. Dieses unbegründbare Beharren ist - ebenso wie die Existenz der Sache - notwendig Voraussetzung jedes Erklärungsversuchs nichtbeharrlicher Zustände, weshalb die reale Konstanz der Lichtausbreitung weder einer Erklärung bedarf, noch einer solchen zugänglich ist. Ebenso ist Einsteins spezielles Relativitätsprinzip, daß für zwei Beobachter, die sich in gegeneinander geradlinig-gleichförmig bewegten Inertialsystemen befinden, die Grundgesetze der Physik die gleiche Form haben, ebenfalls nichts anderes als Newtons 1. Axiom, lediglich gekürzt um die erhellende Begründung, daß dies immer dann der Fall ist, wenn es an einwirkenden Kräften fehlt. Und wie Newton die Scheingröße v durch seine Differentialgleichungen eliminiert, läßt Einstein das überflüssige v mit Hilfe seiner Lorentztransformationen verschwinden, ohne auch hier die Gründe zu nennen oder zu kennen, die seine Theorie brauchbar machen: die klassische Mechanik.

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Ein zweites Beispiel von Rationalität: die Atomtheorie

Daß die die Physiker solange bewegende Frage, ob die Natur aus diskreten Teilen besteht oder ein Kontinuum ist, die auch im Briefwechsel zwischen Leibniz und Clarke eine Rolle spielte³, heute weitgehend zugunsten der Teilchentheorie entschieden ist, darf nicht verwundern. Schon in der Antike, wo man ganz bestimmt Atome nicht sehen konnte, wie Mach, die Vernunft verachtend, gefordert hatte, entstand die Idee von letzten unteilbaren Elementen des Seins. Bereits wenn man allein die Sprache beachtet, kann eigentlich nicht sinnvollerweise vom "Teilen" gesprochen werden, wenn nicht logischerweise Teile vorausgesetzt werden. Das entscheidende Argument finden wir jedoch m.E. bei Clarke, der sinngemäß schrieb, daß eine Sache, die immer weiter geteilt werden könnte, letztlich aus nichts besteht und nicht existieren kann: "Wenn man also die Teilung in infinitum fortführt, so gelangt man niemals zu vollständig massiven Teilen ohne Poren; vielmehr folgt dann, daß alle Körper ausschließlich aus Poren bestehen, ohne jede Materie: was handgreiflicher Unsinn ist." Die Existenz von Atomen oder zumindestens Teilchen ist also eine Vernunftforderung und die Geschichte der Physik hat auch hier gezeigt, wie fruchtbar vernünftige Hypothesen sind. Wenn Leibniz, Einstein und anfangs auch Planck die Idee des Kontinuums nicht fallen lassen wollten, so hatte dies theologische Gründe. Die Idee des Atoms ist verbunden mit der Aussage von Leukipp und Demokrit und nach ihnen Epikur, daß die kleinsten Bausteine der Materie, aus denen alles zusammengesetzt sei, ewig, ungeworden und unzerstörbar seien und von Ewigkeit her in Bewegung sind. Die fromme Annahme eines weltenschaffenden und weltenlenkenden Gottes erübrigt sich also, weshalb der Abschied vom Kontinuumsgedanken Einsteins Weltverständnis strikt zuwider war und ihn in Ratlosigkeit stürzte, wie er Planck schrieb, der mit seinem Wirkungsquantum dem Kontinuum selbst den Todesstoß versetzt hatte.

Die offene Frage nach dem Wesen der Gravitation zeigt aber, daß die Idee des Atoms nicht alle Phänomene zu erklären vermag, weshalb ich hier schon mehrmals für eine komplementäre Betrachtung eingetreten bin. Ich habe 1995 und 1996 vor Fachverbänden der DPG vorgeschlagen, folgendes Theorem aufzunehmen: "Jede existierende Sache hat zwei komplementäre Aspekte: ihren eigenen und den des Ganzen. Ihr eigener Aspekt wird bei Einwirkung als Trägheitswiderstand erfahren, der holistische Aspekt zeigt sich als ihr, auf sie gerichteter Anteil an der Gravitation. Als zwei Aspekte einer Sache sind sie einander proportional." Mit dieser ganzheitlichen Sicht, die auch durch Phänomene der Quantenmechanik nahegelegt wird, z. B. verschränkte Quanten, wird die Atomtheorie nicht abgeschafft sondern ergänzt. Vernunftprinzipien, die ja keine doktrinären Sachbehauptungen sind, haben grundsätzlich keine Schwierigkeit mit neuen Erfahrungen und Überlegungen, die von ihnen nicht abgedeckt sind. Sie sind nur an ihre Grenzen gestoßen. Es bleibt jedoch die Frage nach einem Prinzip, das man sinnvollerweise als ein erstes oder oberstes bezeichnen könnte, und um das es auch bei der Suche nach einer endgültigen Theorie geht. Wir werden einen solchen Kandidaten gleich kennenlernen.
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Parmenides Weltformel für alles

Ein drittes, historisch aber erstes und zugleich eindrucksvolles Beispiel einer rationalen Theorie gibt uns Parmenides (um 540 bis 480 vor Chr.) mit seinem Lehrgedicht über die Natur. Es beginnt mit der Himmelfahrt zu einer Göttin, die ihm den Unterschied zwischen Sein und Schein lehrt, so wie später Newton für die Mechanik mit dieser Unterscheidung beginnt. Die Himmelfahrt ist die Umschreibung des Erkenntnisprozesses, der durch die Göttin des Rechts - Dike - geleitet wird. Die Dike steht hier für das rechte, angemessene Bedenken, das die Vernunft ausmacht. Denn viel älter als die moderne Naturwissenschaft ist das Streben, das gerechte Urteil zu finden. Und ich denke, gerade die in langer Geschichte entwickelten Grundsätze der Rechtsprechung können Vorbildcharakter beim Finden des richtigen Urteils haben. Und ebenso können die seit Beginn der Zivilisation analog dazu entwickelten und bewährten Prinzipien der Meßkunde nicht einfach auf die Seite gestellt werden, ohne den Boden der Vernunft zu verlassen, wie die Behauptung von der Relativität von Raum und Zeit zeigt: die zur Überprüfung der Einsteinschen These notwendige Konstanz physikalischer Größen, wird ja gerade von ihr bestritten, weshalb sie - nach ihrem eigenen Verständnis - unbeweisbar ist und bleibt und wie eine Offenbarung nur geglaubt werden kann. Genauso bliebe auch die Konstanz der Lichtgeschwindigkeit unüberprüfbar, wenn es keine konstanten Maßstäbe gibt. Durch Beachtung der Prinzipien der Meßkunde erledigt sich Einsteins Theorie von selbst.

Wie schon die Geschichte der Rechtsfindung erwiesen hat, können wir nur durch Setzung eines sorgfältigst abgeklärten Kriteriums zu haltbaren Urteilen kommen. Entsprechend dieser unaufhebbaren Urteilssituation läßt Parmenides als nächstes die Göttin das oberste aller Kriterien nennen: "Seiendes ist!" Gerade weil "Seiendes ist!" so trivial und selbstverständlich klingt, weist es sich als ein oberstes Vernunftprinzip aus, welches keiner weiteren Erklärung bedarf und zugänglich ist. Weil aber Menschen, aufgrund ihrer Sterblichkeit, geneigt sind, Sein und Nichtsein immer wieder ineinander übergehen zu lassen, zeigt Parmenides ganz ausführlich, zu welchen Unsinnigkeiten es führt, wenn man nicht eisern daran festhält, daß Seiendes ist und daß Nichtseiendes nicht ist und das eine nicht in zum anderen werden kann. Ich frage hier: was sagt denn der Erhaltungssatz der Energie heute anderes? Und bei seiner Berücksichtung kann auch der sog. Urknall, wenn es ihn denn gab, vernünftigerweise auch nur als ein weiteres Durchgangsstadium der Energie angesehen werden, auch wenn durch ihn alle älteren Daten verlorengehen. Auch hier sollten wir uns die Vernunft nicht verbiegen lassen! Wenn aber nichts entstehen und vergehen kann, wie aber kommt es dann zur Vielfalt der Welt und ihrem Wandel?

Parmenides entstammte einem Geschlecht von Medizinern, von deren damaligen Insiderwissen er in seinem Lehrgedicht mehrmals Gebrauch macht, z. B. über das Vorhandensein und die Bedeutung von weiblichen Eierstöcken. Den zeitgenössischen Gedanken der Mischung aufgreifend, nimmt er die Zeugung neuen Lebens als Beispiel⁴:

"Wenn Frau und Mann zusammen die Keime der Liebe mischen,
formt die Kraft, die diese in den Adern aus verschiedenem Blut bildet,
wohlgebaute Körper, wenn sie nur die Mischung bewahrt."

Dieses Prinzip der Mischung - als Konsequenz des Prinzips, daß Seiendes ist -, wird von ihm auch auf die Kosmologie und Kosmogonie, die sich bei ihm ganz modern liest, und auf die Erkenntnis selbst angewendet, die eben auch eine Mischung ist, nämlich von objektiven und subjektiven Elementen. Letztere gilt es zu erkennen, wollen wir zu einer objektiven Aussage kommen, wovon Newton später ein Beispiel gab. Daß Parmenides das Prinzip der Mischung qualitativ geordneter Dingen, durch das - für die Wirkung nach außen hin - immer wieder neue Qualitäten entstehen, selbst als eine für sämtliche Bereiche des Seins gültige Weltformel für alles verstand, geht aus folgenden Versen hervor:

"Die (uns) näheren Kränze (des Weltsystems) füllten sich mit ungemischten Lichte,
die folgenden mit Finsternis, dazwischen ergießt sich des Lichtes Anteil -
in der Mitte aber ist die Göttin, die alles lenkt;
sie waltet überall der weherfüllten Geburt und Mischung
und sendet das Weib dem Manne, den Mann dem Weibe zur Paarung."

"Wie der Nous je die vielirrenden Glieder gemischt sieht,
so ist er den Menschen (selbst) beigegeben:
denn es ist immer dasselbe, was da als Art der Glieder auch in den Menschen sinnt;
bei allem und jeden - das Mehr an Mischung nur ist ihnen Gedanke."

Dieses am Biologischen beobachtete universale Prinzip des Strebens nach inniger Verbindung qualitativ unterschiedener Elemente zu neuen Einheiten wird auch durch die Teilchentheorie, die Atomtheorie und die Chemie ebenso glänzend bestätigt wie der Grund-Satz "Seiendes ist!" durch den Erhaltungssatz der Energie. Und gaben uns nicht Newton, Bohr und Heisenberg - durch die von Parmenides geforderte Berücksichtigung der Beobachterrolle - bleibende Beispiele prüfbarer Naturbeschreibung? Es war also Vernunfteinsicht als Parmenides die Göttin sagen läßt, nachdem sie ihm die Scheinhaftigkeit der antagonistischen Weltsicht angeblich unüberbrückbare Gegensätze erklärt hatte:

"Diese (antagonistische) Weltordnung und ihre Entfaltung
künde ich Dir in der Scheinhaftigkeit ihres Wesens,
so daß keines Menschen Meinung Dich je beirre."

Die Welt ist also nicht in unüberbrückbare Gegensätze gespalten, sondern im Grunde nur eine. Der Antagonismus wird erst durch unser Denken in die Welt gebracht. Parmenides hat nicht von der Einheit des Universums "geträumt", wie heutige Physiker, sondern sie gesehen und beschrieben.
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Wie sinnvoll ist es von einer endgültigen Theorie zu sprechen?

Zu beantworten bleibt die Frage: Kann eine Theorie endgültig sein? Das heißt auch: Können Vernunftprinzipien endgültig sein? Ich denke, sie können es streng genommen nicht, obgleich wir gerade gesehen haben, wie erfolgreich und zeitlos eine rationale Theorie sein kann. Sie können es nicht, weil die Vernunft ihre Kriterien an die Dinge heranträgt. Die Vernunft wäre nicht vernünftig genug, wenn sie nicht ins Kalkül ziehen würde, daß die Realität alle Denkbarkeit übersteigt. Wie daher die Metrologie bei Bedarf immer wieder neue Größen kreieren kann, so kann Vernunft niemals ausschließen, daß es Aspekte gibt, die bisher nicht erfaßt oder gesehen wurden, bzw. daß ein Denkschema allein zu einfach ist, um einen komplexen Vorgang zu beschreiben, wie der nicht wegzuleugnende Dualismus von Welle und Korpuskel zeigt. Und da jede Sachtheorie, wie sie Weinberg mit der Final Theory vorschwebt, eine Adaption von Daten an unser Verständnis ist, schließen "Theorie" und "Endgültigkeit" sich gegenseitig aus. Es muß vielmehr das Ziel sein, das Welt- und Selbstverständnis so zu vertiefen, daß sich das Theoretisieren erübrigt. Bis dahin ist sicher ein langer Weg und es ist ungewiß, ob das Ziel je erreicht werden kann. Auf dem Wege dahin geht es darum, die subjektiven Elemente unseres Denkens und den aneignenden Charakter unseres Wissens zu erkennen und zu berücksichtigen. Nur dann wird es auch möglich sein, in Frieden mit dieser Welt zu kommen, was für uns das wichtigste Ziel sein muß.
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Stellungnahme zu Weinbergs Appell an den Schönheitssinn

In meiner Auseinandersetzung mit Steven Weinbergs Buch, welches den Originaltitel "Dreams of a Final Theory" trägt, habe ich zu seiner Intention, Theorien nach ihrer Schönheit zu beurteilen, also die Schönheit als Kriterium für die Richtigkeit einer Theorie zu nehmen, in einer Buchbesprechung⁵ wie folgt Stellung genommen:

"Fast noch interessanter, weil grundsätzlicher, als die Einblicke in die Entwicklung der Teilchentheorie und ihr vermuteter Fortgang, sind für mich Weinbergs Aussagen zu den von den Physikern benutzten Kriterium der Schönheit. Nachdem Popper klar gestellt hatte, daß man Theorien nur falsifizieren aber nicht verifizieren kann, dient den Physikern offensichtlich jetzt die Schönheit einer Theorie als Kriterium für ihre Gültigkeit. Dieses Kriterium durchzieht nicht nur das ganze Buch, sondern es ist auch Gegenstand eines Kapitels (Schöne Theorien). Nun ist es zuerst einmal richtig, sich über die Rolle unserer Empfindungen bei der Bildung von Urteilen Klarheit zu verschaffen, sind doch Empfindungen Ausdruck des vornehmlich in der rechten Gehirnhälfte gespeicherten und zur Quersumme verrechneten Wissens. Dieses implizite Wissen wurde nicht nur in der Geschichte des Individuums, sondern auch in der des Lebens selbst gewonnen, und stellt somit die größtmögliche Referenz dar, die es gibt, der gegenüber Einzelerfahrungen verblassen. Insofern ist der Schönheitssinn durchaus geeignet, einen ersten gewichtigen Anhalt über den Wert von Theorien zu geben. Aber auch der religiöse Glaube ist eine solche Reflexion auf das implizite Wissen, verwoben mit unseren Hoffnungen und Ängsten. Wenn nun die Wissenschaft als dritte Kultur nach Mythos und Religion sich vom Glauben abheben möchte, wie es ihr erklärtes Ziel ist, darf sie eben nicht bei irrationalen, unkontrollierbaren Kriterien stehen bleiben, die dem Zeitgeist unterliegen. Ein jeder weiß, wie leicht die subjektive Auffassung, was schön ist, sich wandelt. Und ist es nicht ein grober Selbstwiderspruch, wenn eine wissenschaftliche Theorie, mit dem Anspruch auf Endgültigkeit, sich auf dem Zeitgeist unterliegende ästhetische Kriterien berufen muß? Wie kann sie dabei weniger zeitgeistig und oberflächlich sein als ihr Kriterium???"

"Weinberg plädiert am Ende des Buches sehr richtig, daß der Mensch die ihm zukommende Rolle, als ein erwachsenes und rationales Wesen annehmen und sich nicht dem Wunschdenken hingeben sollte und daß er ein vernünftiges Weltbild braucht. Wie aber könnte ihm die Wissenschaft da helfen, wenn es nach Weinberg nicht möglich ist "wissenschaftliche Denkweisen mit rationalen Argumenten zu begründen"? Dieser eine Satz (S. 268) allein schon offenbart das ganze Dilemma heutiger Physik und relativiert viele Aussagen des hier besprochenen Buches. Wenn ich bisher noch Hemmungen gehabt habe, das Rationalitätsdefizit heutiger Physik ganz offen auszusprechen, so ist mir durch Weinbergs Buch diese Hemmung genommen worden und ich sehe meine Tätigkeit, auf Tagungen der DPG und im Internet "rationale Grundlagen der Physik" aufzuzeigen, voll gerechtfertigt. Rational ist ein Vorhaben, das auf die Möglichkeiten der Ratio abgestimmt ist, nämlich nach Grund-Sätzen zu urteilen, die ihr selbst-verständlich sind. Daher denke ich, daß die Physik solange nicht vor der Endgültigkeit steht, wie sie sich nicht ihres notwendigen Fundamentes versichert hat und auf diesem aufbaut. Einzig in diesem Sinne sollten theoretische Physiker Fundamentalisten sein."

Literatur
¹Josef Mitterer, Das Jenseits der Philosophie, Edition Passagen, Wien 1992
²Steven Weinberg, Der Traum von der Einheit des Universums, W. Goldmann Verlag, München 1995
³Clarkes vierte Entgegnung, veröffentlicht in Samuel Clarke, Der Briefwechsel mit G.W. Leibniz von 1715/1716, übersetzt und herausgegeben von Ed Dellian, Felix Meiner Verlag, Hamburg 1990
⁴Verse gemäß der Zusammenstellung in dieser Homepage, Texte II/5a uns 5b, Konkordanz und Quellenangaben dort
⁵veröffentlicht in "Aufklärung und Kritik" Heft 2/1997, Gesellschaft für kritische Philosophie, Nürnberg 1997

Vortrag auf der 62. DPG-Physikertagung März 1998, Uni Regensburg, FV DD, Tagungsband S.522-527

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Prinzipien und Axiome

Ich bin dafür, Prinzipien und Axiome - wenn möglich - zu unterscheiden. Während ein Prinzip ein möglichst unspezielles Vernunftprinzip sein sollte, sehe ich ein Axiom als die Anwendung eines Prinzips auf einen konkreten Daseinsbereich, der das Prinzip nicht notwendig ausschöpft. Prinzipien sind Maßstäbe der Vernunft, die ihr unmittelbar evident sind. Ein Prinzip entsteht auf dem Hintergrund der gesamten Erfahrung eines Menschen und seiner Gruppe und es hat eine innere Logik, die es für das Denken von selbst verständlich macht. Prinzipien, als das Selbst-Verständliche, sind weder wahr noch unwahr sondern vernünftig und können daher von jedermann an jedem Ort nachvollzogen werden. Sie tragen dem Rechnung, daß das Geistige eine ihm eigene Kompetenz hat, die es zu beachten gilt, wollen wir die Rolle des Beobachters erkennen.

Ein solches, unmittelbar einsichtiges Prinzip ist das Kausalitätsprinzip, welches besagt, daß in der unbelebten Natur nichts ohne materielle Ursache geschieht. Newtons 1. Axiom - daß jeder Körper in seinem Zustand verharrt, solange keine Kraft auf ihn einwirkt -, ist eine Folgerung Descartes aus dem Kausalitätsprinzip für die mit dem Begriff der Kraft arbeitende Mechanik: bei Abwesenheit von Kräften als Ursache verharrt jede Sache notwendig von sich aus in ihrem Zustand. Das 1. Axiom ist daher keine offenbarende Behauptung von der Existenz solcher Zustände, sondern lediglich die Definition des kraftfreien Zustands durch das Merkmal des Verharrens. Diese Definition gilt auch, wenn es im ganzen Universum keinen einzigen beharrenden Körper gibt. M.E. sind Newtons Axiome unüberholbar, auch wenn nie ausgeschlossen werden kann, daß ihnen weitere zur Seite gestellt werden müssen, um mit neuen Arten von Fakten, z.B. Wahrscheinlichkeiten, ebenfalls in brauchbarer Weise umgehen zu können. Wem Newtons Axiome nicht behagen, müßte uns sagen, auf welchem anderen Vernunftprinzip er eine alternative Lehre aufbauen möchte. Die immer wieder aufkommende Kritik an Newton hat verschiedene Quellen. Grundsätzlich denke ich, daß die Kritiker Newton weder gelesen, geschweige verstanden haben. Motivierte Kritik kommt aus der deterministischen Ecke, denen der Newtonsche Realismus mit seinen immanenten Ursachen zutiefst zuwider ist. Und dann haben noch jene an Newtons Lehre oder an ihn selbst etwas auszusetzen, denen seine Rationalität ihrem Irrationalismus im Wege steht.

Bei Anwendung einer Kriterien gebenden rationalen Theorie wissen wir immer, warum wir etwas wissen und wie vernünftig es ist. Ein solches Wissen ist ein mündiges Wissen, durch das wir geistig Herr im eigenen Hause werden, „so daß keines Menschen Meinung uns je beirre“ - um mit Parmenides zu sprechen.

In Anlehnung an den Vortrag auf der 62. DPG-Physikertagung März 1998, Uni Regensburg, „Gibt es ein Kausalgesetz?“, FV MP, und als Reaktion auf Pietschmann, der keinen Unterschied zwischen Prinzipien und Axiome sah, FV DD 1.6

Das Forschungsprinzip der Nichtwillkürlichkeit

Das zuvor angesprochene Kausalitätsprinzip und ebenso Leibniz "Satz vom zureichenden Grunde" sind m.E. Konsequenzen des noch allgemeineren Forschungsprinzips des unbelebten Geschehens, nämlich dem der Nichtwillkürlichkeit, weil Unbelebtes ja keinem regulierenden Willen unterliegt - weder hat es selbst einen Willen, noch kann es allein durch einen Willen beeinflusst werden. Nichtwillkürlichkeit in der Forschung besagt, es sind jene Annahmen zu bevorzugen, die keiner weiteren Erklärung/Hypothese bedürfen, die also selbst-verständlich sind. Und hat man sie einmal gefunden, ist jede weitere Begründung überflüssig und daher abzulehnen, getreu Ockhams Rasiermesser, sich mit einer und am besten der einfachsten Erklärung zu begnügen. Eine solche Selbst-Verständlichkeit ist die Definition, dass alle unbelebten Körper von sich aus in ihrem Zustand verharren, solange keine Kraft an sie angreift (Newton. 1. Axiom). So ist es ebenfalls die einfachste und selbst-verständlichste Annahme, dass auch das foucaultsche Pendel von sich aus in seiner Schwingungsebene beharrt und dazu keines Eingriffs von außen bedarf. Erst Änderungen eines Zustands, ungleichmäßige Folgen einer Entwicklung und die asymmetrische Ausbreitung von Kräften bedürfen einer Erklärung. So ist auch nichtwillkürlich davon auszugehen, dass sich das Licht einer rundherum strahlenden Quelle in allen Richtungen mit gleicher Geschwindigkeit von ihr entfernt (sofern nicht in einzelnen Richtungen eine Kraft/ein Medium auf es einwirkt). Folglich bedarf auch diese Annahme keiner "Erklärung", d.h. auch, dass jede "Erklärung" der Isotropie der Lichtausbreitung so überflüssig wie zwangsläufig falsch und daher abzulehnen ist. Ferner benötigt auch der Satz von der Erhaltung der Energie keiner weiteren Begründung oder "Erklärung", weil Erhalt selbst-verständlich ist, was ihn zum obersten naturwissenschaftliche Grund-Satz macht. Bereits in der Antike versuchte Parmenides den auch damals verstockten Zeitgenossen klar zu machen, das Seiendes weder entstehen noch vergehen sondern sich lediglich wandeln kann, wozu er auch noch das Prinzip dieses Wandels benannte. Nur in ihren Akzenten waren Heraklit und Parmenides verschieden. Während Parmenides die allem Wandel zugrundeliegende Erhaltung des Seins betonte, sah Heraklit nur den Wandel der Dinge selbst, den Weg des ewigen Feuers, das abwechselnd alles in einem (Zustand vor dem sog. Urknall) und dann wieder eines in allem ist: der gegliederte Kosmos. Aber beiden war klar, dass das Universum keine Grenzen in der Zeit hat, was die heutige Kosmologen der Urknallsingularität nicht wahrhaben wollen, den Grund-Satz von der Erhaltung der Energie ignorierend, weshalb sie zahlreicher ebenso willkürlicher wie überflüssiger Annahmen bedürfen. Dem Prinzip der Nichtwillkürlichkeit entspricht auch, dass die Schwerkraft eines Massenpunktes, ebenso wie das Licht, sich gleichmäßig im Raum verteilt, was Newtons Gravitationsgleichung durch den Divisor r² ausdrückt, der besagt, dass in jedem Radius um den Punkt herum die Summe der Gravitationskräfte die gleiche ist und bleibt, ein rein räumliches Gesetz, das wiederum dem Energieerhaltungssatz entspricht. Jede andere Annahme, z.B. r³ oder r^1,9 wäre willkürlich. So hat Newton lauter Selbst-Verständlichkeiten entdeckt und es wäre wichtig, dies zu erkennen. Werden jedoch Abweichungen von einem selbst-verständlichen Verhalten festgestellt, ergibt sich die Aufgabe, die dafür verantwortlichen natürlichen Kräfte zu suchen. Mit Selbst-Verständlichkeiten haben nur jene Ideologen Schwierigkeiten, die immanente Ursachen leugnen, weil sie als Deterministen alles Geschehen als Folge äußerer Eingriffe deuten möchten, in letzter Konsequenz durch das Wirken Gottes, um denen es ihnen - bewusst oder unbewusst - geht.

Das Forschungsprinzip der Nichtwillkürlichkeit ist m.E. auch jenes, dass der Mathematik zugrunde liegt, was wiederum erklären würde, warum sie naturwissenschaftlich so brauchbar ist. Nur das 2 + 2 = 4 ist, bedarf keiner Begründung, da nur im Produkt 4 der quantitavie Wert der beiden Glieder sich wiederfindet, nicht aber z.B. in 5 oder 3,9. Die Algorithmen müssen also so abgefasst sein, dass die quantitativen Werte durch alle Rechenoperationen hindurch erhalten bleiben. Und wenn sie das sind, dann sind mit ihrer Hilfe zuverlässige Vorhersagen möglich.

Prinzipien sind Ideen und die Quelle der Ideen ist der menschliche Geist und nicht die Erfahrung, auch wenn Ideen durch Erfahrung angeregt sein können und ihr Ausdruck verleihen. Man könnte zwar sagen, die Vernunft fasst das empirisch Erfahrene unter einer Idee zusammen, was aber die eigenständige Leistung des Geistes, nämlich Ideen zu haben und in Ideen zu denken, verschleiern würde. Weil also Ideen keine Naturprodukte sind, bleibt auch die Aufgabe, sich ihrer Vernünftigkeit zu vergewissern, sie also stets umfassend kritisch zu bedenken, was jedoch jenen, die sich ihrer bemächtigt haben, um eigene unreflektierte Überzeugungen zu verbreiten, natürlich nicht gefällt. Doch mit Ungeklärten und Unbekannten kann man nichts (er-)klären. Nur Selbst-Verständliches verhilft uns, etwas wirklich zu verstehen. Und das Prinzip der Nichtwillkürlichkeit als Kriterium ist der Fels in der Brandung heranstürmender Ideen. Daher bleibt die Aufgabe, alle Forschungsprinzipien sorgfältig zu prüfen und ebenso sorgfältig anzuwenden, soll Wissenschaft nicht in die Irre gehen. So findet das Forschungsprinzip der Nichtwillkürlichkeit selbst seine Grenze dort, wo ein Wille ins Spiel kommt, also beim Lebendigen, das zwar ebenfalls grundlos versucht, sich in seinem Zustand zu erhalten, sich aber möglichst nicht dem Zufall überlassen will, um seine Erhaltungschancen zu verbessern.

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