„Habe nun ach! Philosophie, Juristerei und Medizin, und leider auch Theologie! durchaus studiert mit heißem Bemühn. Da steh ich nun, ich armer Tor! und bin so klug als wie zuvor; heiße Magister, heiße Doktor gar, und ziehe schon an die zehen Jahr herauf, herab und quer und krumm meine Schüler an der Nase herum – und sehe, dass wir nichts wissen können!

Das will mir schier das Herz verbrennen!“ 

- Faust I, S. 354–365

Quelle: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Theory_of_Everything,_66x60_by_Adam_Shaw.jpg
Quelle: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Theory_of_Everything,_66x60_by_Adam_Shaw.jpg

Der Begriff der Weltformel (auch: Theory of Everything) wird uneinheitlich verwendet. Manche Menschen verbinden mit der Weltformel eine mathematisch-konsistente Vereinigung der vier Grundkräfte der Physik. Nach dem heutigen Kenntnisstand läuft ein derartiges Unterfangen auf eine Quantengravitation hinaus.  Andere wiederrum sehen in ihr eine allumfassende Erklärung aller physikalischen Phänomene oder allen Seins schlechthin. Viele Physiker assoziieren auch Ersteres mit Zweitem. Warum es abzusehen war, dass diese Auffassung von Seiten der Physik vertreten wird und sie aller Wahrscheinlichkeit nach falsch ist, wird hier beleuchtet.

Es würde den kompaktifizierten Rahmen eines Aufsatzes auf dieser Seite sprengen, alle praktischen, theoretischen und extradisziplinären, daher prinzipiellen Gründe auch nur essayistisch zu skizzieren. Aus diesem Grund werden nur einige angeführt und die vielen restlichen für den themengeneigten Leser in die Verweise gebannt.

Zunächst gilt es zu erkennen bzw. anzuerkennen, was eine Quantengravitationstheorie vermutlich wird leisten können. Und das ist eine ganze Menge. Eine Quantengravitationstheorie wird das Universum zu Extrembedingungen wie kurz nach dem Urknall oder das Innere eines Schwarzen Lochs beschreiben. Unter Umständen wird sie die Größe und Konstanz der Naturkonstanten klären, neue Teilchen erfolgreich postulieren und einige mehr. Wenngleich auch grundlege Einwände laut werden, so gibt es doch Grund zu einem vorsichtigen Optimismus gegenüber der wissenschaftlichen Möglichkeit einer Quantengravitationstheorie. Aber:

„Theorie of Everything“ ≠ Theory of Everything

I. historisch

Von den Naturgöttern über die antike Mythologie monotheistischen Institutionen bis zur spirituellen Individualtranszendenz. Es lohnt dem Verständnis vorerst einmal die Geschichte der Welterklärungsversuche zu überfliegen. Denn schnell wird klar, die bisherigen Welterklärungsversuche waren vor allem idealistisch motiviert.

Nun möchten die Naturalisten, allen voran die Physik die Welt erklären. Doch sieht man sich deren Weltbild genauer an, dann fällt auf, dass es keinen logischen Grund für die prinzipielle Erklärbarkeit der Welt oder Nichtwillkürlichkeit von Phänomenen gibt. Dass die Welterklärung mit endlich vielen Informationseinheiten auskommt, und somit für uns kognitiv und zeitlich begrenzte Wesen an sich zugänglich ist, ist metaphysische Spekulation. Auch das Prinzip der Einfachheit und der Einheit der Natur (wovon verstärkt bei der Quantengravitationsforschung ausgegangen wird) - Hilfsannahmen, die dem Idealismus entstammen. Ja, genaugenommen ist es bereits eine logisch unzulässige Induktion anzunehmen, dass im für uns nicht beobachteten Universum die gleichen Gravitationsgesetze gelten, wie wir sie in dem für uns beobachtbaren Bereich erfolgreich anwenden.

Von dieser Stelle aus gelangt man also schnell zu wissenschaftstheoretischen und methodischen Problematiken. Wenn eines Tages jemand die Weltformel gefunden haben möchte, wer versichert uns, dass es die zutreffende und nicht nur eine von möglichen Welterklärungen ist? Was gibt uns Gewissheit darüber, dass sie die Welt beschreibt und nicht nur erklärt? Dem Ganzen wird ja ein hypothetischer Realismus zugrunde liegen, der auch mit der Weltformel hypothetisch bleiben wird. Eine weitere Erklärungslücke. Und wenn es da draußen eine unabhängige Realität geben sollte, könnten Teile von ihr nicht mathematisierbar oder empirisch erfahrbar (etwa Paralleluniversen, metaempirische und auch nicht mechanisch erfassbare Strahlungsfrequenzen usw.) sein. Diese Aspekte könnten folglich nie Teil der physikalischen Weltformel und selbige somit grundsätzlich nicht vollständig sein.

II. praktisch

Abgesehen von solchen hochtrabenden, dabei aber sicher nicht minder angebrachten Einwänden gegen die These, eine Vereinheitlichte Theorie komme einer Weltformel gleich, gibt es auch welche von ganz praktischer Natur. Mit einer Quantengravitationstheorie nämlich wären Grundlagenforschungsgebiete nicht erschöpfend bewältigt oder gar nicht erst berührt. So beispielsweise die Festkörperphysik und die Quantenoptik, Bereiche in denen Nobelpreise gewonnen werden können. In beiden wird man auch noch nach der Aufstellung einer korrekten Quantengravitationsformel weiterforschen. Was unmissverständlich zeigt, dass die Quantengravitation nicht das letzte Wort bei der Welterklärung, nicht die Weltformel, sein kann.

3. informationstechnisch

Als ein informationstechnischer Grund kann noch angebracht werden, dass der Mensch Teil des Universums und somit zwangsläufig ein kleineres System als in einem Gesamtsystem ist. Ein inhärentes System aber kann nicht die Information erfassen, mit der das Gesamtsystem operiert. Demgemäß ist es uns prinzipiell unmöglich eine Weltformel, die einen Gültigkeitsbereich über das gesamte Universum haben müsste, aufzustellen. Das gleiche Argument lässt sich übrigens auch gegen die Versuche Gott zu beweisen oder zu widerlegen  anbringen.

 

Generell sollte bei wissenschaftlichen Zukunftsspekulationen nie vergessen werden, dass Subjekt und Objekt, Methode und Gegenstand usw. miteinander verflochten (siehe bspw.: quantenmechanisches Messproblem), aber auch gegensätzlich sind. Dass wir in den Naturwissenschaften dennoch so enorm viel über die Welt herauszufinden scheinen, liegt daran, dass wir Experimente und nicht Beobachtungen machen. Im Gegenteil zu Beobachtungen wird in Experimenten ein Phänomen isoliert (etwa die Quantengravitation!) betrachtet, was es (mathematisch!) leichter macht es zu erfassen. Reale Phänomene, die eine Weltformel erklären müsste, sind aber nicht isoliert. Reale Phänomene sind vielschichtig, komplex und chaotisch.

4. komplex

Auf reale Phänomene wirken gemeinhin mehrere, variable Faktoren gleichzeitig ein. Was u.a. ein Charakteristikum komplexer Systeme ist. Deshalb vermögen wir es gegenwärtig beispielsweise nicht Erdbeben exakt vorauszusagen. Da klimatische, tektonische, petrografische und viele weitere Faktoren in zu komplexer Verzahnung gleichzeitig zu betrachten wären, was unsere Fähigkeiten übersteigt. Die Wirkungszusammenhänge komplexer Systeme sind somit i.d.R. dynamisch nichtlinear, was ihre Entwicklung chaotisch und somit praktisch unvorhersehbar werden lässt. Das Wetter oder die weltweiten Wirtschaftskreisläufe sind anschauliche Beispiele solcher chaotischer Systeme. Derartige kann und wird die Wissenschaft auch mit einer Quantengravitationstheorie nicht beschreiben können. Wenn wir einmal die Einzelheiten der Welt geklärt haben sollten, bräuchte es immer noch die mathematischen Theorien bezüglich derer komplexer Interaktionen.

5. emergent

Dass wir überhaupt eines Tages zu einer physikalischen Beschreibung aller Phänomene kommen werden, darf bestritten werden. Denn die Auffassung, man könne alle Weltphänomene physikalisch erklären, ist höchst reduktionistisch, d.h. sie geht davon aus, dass chemische, physiologische, neuronale, gesellschaftliche und auch weitere Phänomene auf der niederen Beschreibungsebene der Physik verstehbar sind. Zweifelsohne weisen die höheren Ebenen aber Phänomene wie etwa Bewusstsein oder Gruppendynamik auf, die wir zumindest derzeit nicht auf physikalischer Basis erklären können. Ein Reduktionist vertritt hierbei die Position, dass diese systemischen Eigenschaften (etwa Bewusstsein) sehr wohl durch die Einzelkomponenten (Neuronen) und deren Anordnung (Synapsen, „neuronales Netzwerk“) determiniert sind. Es bedarf aber nicht einer neuen Beschreibungsebene Hirn, um selbiges zu erklären. Wir können die theoretische Reduzibilität also allein aus praktischen Gründen nicht sehen. Diese Auffassung wird auch als schwacher Emergentismus bezeichnet. Dem entgegen steht der starke Emergentismus. Nach diesem ergeben sich die Eigenschaften eines Systems grundsätzlich nicht aus dessen Bestandteilen, d.h. gewisse systemische Eigenschaften ergeben sich nicht aus der Summe der einzelnen Teile, was sie irreduzibel macht.

„Auf die Vorstellung, es könne eine Weltformel geben,

wäre ein Biologe nie gekommen. Bei der Vielfalt.“ Harald Lesch

Ich bin mir relativ sicher, dass manche Vorgänge im Gehirn auch zukünftig biochemisch und nicht etwa quantenphysikalisch beschrieben werden. Daher, ich glaube an die Existenz starker Emergenzen. Bewusstsein steckt in meinen Augen noch nicht im Repertoire der Quanten, dazu bedarf es schon höherer Komplexitätsstufen. Wenn die Physik jedoch versucht eine Weltformel aufzustellen, etwa in Form einer Quantengravitationstheorie, so stellt dies ein Versuch dar die Welt „von unten nach oben“ zu erklären. Falls ich Recht haben sollte und die Natur tatsächlich nicht ohne weiteres vollständig auf ihre Konstituenten reduziert werden kann, so werden Quanten, eine Quantengravitationstheorie, physikalische Theorien als solches auch zukünftig nicht Dinge wie das Bewusstsein und somit auch nie die Welt als Ganzes erklären können.

6. final

Letztendlich gibt es zwei Möglichkeiten. Entweder wir haben eines Tages wirklich alle Fragen geklärt (was sehr, sehr unwahrscheinlich ist) und wissen danach um unsere Fähigkeit darum. Oder wir werden manche Fragen nie beantworten können bzw. uns weiterhin auf eine gefundene Antwort mindestens zehn neuen Fragen konfrontiert sehen. Wenn wir nie alles wissen werden, werden wir auch nie wissen, dass wir nie alles wissen werden. Einige offenen Fragen die heute bereits absehbar sind, werden selbst, wenn Ray Kurzweil mit seinem Optimismus gegenüber dem menschlichen Wissenszuwachs Recht behalten sollte, wohl noch einige Generationen überdauern. Wir brauchen wahrlich keine Angst zu haben, dass uns die Fragen ausgehen.

"Selbst dann, wenn alle Fragen der Naturwissenschaften beantwortet sind,

wäre nicht eine existentielle Frage eines Lebens davon betroffen."

Ludwig Wittgenstein

7. Verweise

  • Wissenschaftstheorie

 

  • Letztbegründung: Viele Vorstellungen von heute werden morgen als Vorurteile entlarvt werden, so war das schon immer. Neben den absehbaren werden also komplett ungeahnte Fragen auf uns zukommen. Und wenn wir Antworten auf diese gefunden haben, lassen sich auch diese wiederrum hinterfragen. Vielgescholten sind die Philosophen von Seiten der Physiker, doch können Sie nicht wirklich von der Hand weisen, dass jede endliche Argumentationskette a.) an irgendeiner Stelle künstlich abgebrochen werden muss, oder b.) in einen Zirkelschluss gerät. Immer lässt sich nach der Ursache und Begründung einer Antwort eine neue Frage fragen, theoretisch bis in den infiniten Regress. Ein weiterer Gesichtspunkt, der prinzipiell gegen eine Weltformel steht. Der Gödelsche Unvollständigkeitssatz unterstreicht diesen dick.

 

  • M-Theorie: Die Quantengravitation ist bis auf weiteres der „heilige Gral“ der Physik (dies zeigt sich deutlich an der Verteilung der Forschungsgelder). Für viele Physiker ist der heißeste Anwärter auf diesen Gral die sogenannte M-Theorie. Um diese zu verstehen, brauchen wir aber noch allerlei bisher unbekannte Mathematik und auch sonst übt man viel Kritik an der String/M-Theorie. Es gibt also auch viele hörenswerte Stimmen, die weniger enthusiastisch gegenüber der Stringtheorie gestimmt sind und selbige nicht so hoch handeln. Ihr Schicksal hängt also, sozusagen, am seidenen String-Faden.

 

  • Warum ist etwas: Eine Weltformel müsste auch klären können, warum es überhaupt etwas gibt. Bei der Behandlung dieser Frage spricht ein gravierender Punkt gegen die Sonderstellung der naturwissenschaftlichen Herangehensweise: Der Versuche einer Erklärung der Entstehung von Etwas aus dem Nichts leidet stets am selben logischen Problem, dass die Kausalkette an einem Punkt aus unempfindlichen Gründen als eingesetzt angenommen werden muss. Und endet somit im nicht—wissenschaftlichen Mythos. Eine Lösung dieses Kausaldillemas könnte die Annahme darstellen, subjektiv-epistemische und objektiv-reale Grenzen seien zu trennen. Dann lässt sich weiterhin nach Ursachen und Erklärungen forschen, mit dem Glauben im Hinterkopf an Kräfte, die größere Räder drehen als man selbst. Von einem Mythos rettet dies freilich genauso wenig. Die Annahme, dass eine Welterklärung von Seiten der Physik kommen sollte, ist also schwer zu rechtfertigen. Fast ist man gewillt zu sagen: „Schuster, bleib bei deinen Leisten.“

 

Stand: 2014

Kommentare: 1
  • #1

    WissensWert (Donnerstag, 15 September 2016 03:09)

    „Was wir brauchen, ist Fantasie, aber Phantasie mit einer schrecklichen Zwangsjacke. Was wir finden müssen, ist eine neue Sicht der Welt, die mit allem, was wir wissen, übereinstimmen muss, aber irgendwo in ihren Vorhersagen abweicht, sonst ist sie nicht interessant. Und in dieser Abweichung muss sie mit der Natur übereinstimmen. Wenn es ihnen gelingt, eine andere Sicht der Welt zu entdecken, die mit alle, was wir bereits beobachtet haben, übereinstimmt, aber in einer anderen Hinsicht abweicht, dann haben Sie eine große Entdeckung gemacht. Das ist nahezu, aber nicht gänzlich unmöglich.“ Richard Feynman


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