Spekulation statt Wissenschaft?
"Moderne Gurus, die sich im Besitz der absoluten Wahrheit wähnen!", so wettern nicht wenige unserer Leser über manche unserer Autoren. "Spekulation ist etwas für die Börse, aber nicht für die Physik und auch nicht für die Kosmologie!", schimpfen sie erzürnt. Und fordern: "Wann liefern uns die (wahlweise Multiversen-/Stringtheorie-/Welt-vor-dem-Urknall-)Freaks endlich solide Beweise für deren Existenz?"
Spekulative physikalische Theorien sind echte Aufreger. Warum nur? Klimaprognosen, die sich im Labor ebenfalls nicht beweisen lassen, sind es auch. Die aber beeinflussen Wirtschaft und Politik und damit unser aller Lebensumstände. Doch was rührt uns die letztlich abstrakt bleibende Frage, ob unser Universum nur eines von vielen ist? Ob dem Big Bang eines fernen Tages ein Big Crunch oder andere unerfreuliche Umstände folgen werden? Ob irgendwo in unzähligen Parallelwelten Kopien unserer selbst möglicherweise ein glücklicheres Leben führen? Na und?
Umschulen auf neue Weltmodelle?
Zumal viele der Pfade, die Theoretiker ins Dickicht fundamentaler Zusammenhänge schlagen, ganz von selbst wieder zuwachsen werden. Erweist sich etwa die Suche nach supersymmetrischen Teilchen am gerade in Betrieb gehenden Beschleuniger LHC als erfolglos, müssten sich ganze Scharen von Stringtheoretikern auf neue Weltmodelle umschulen lassen – auch wenn ihre Idee von fundamentalen schwingenden "Saiten", deren unterschiedliche "Töne" für je ein Elementarteilchen stehen, noch so schön ist.
Trotzdem aber kehrt keine Ruhe ein. Den vielleicht entscheidenden Hinweis, warum bestimmte wissenschaftliche Spekulationen heftigen Widerspruch hervorrufen, hat Robert B. Laughlin gegeben: Auf der Falsifizierbarkeit physikalischer Theorien, so der US-Quantenphysiker, Nobelpreisträger und Autor von "Abschied von der Weltformel", beruhe nichts weniger als die "moralische Autorität" der Physik.
Gleich die ganze Welt erklären?
Damit kommen wir der Sache vielleicht näher. Wer eine Theorie über ein x-beliebiges physikalisches Phänomen vorstellt, die nicht widerlegbar ist, wird schlicht ignoriert. Wer hingegen gleich die Welt erklären will, muss beweisen, dass er der Richtige dafür ist. Verletzt er dabei die "moralischen" Grundsätze seiner Disziplin, wird er als Hochstapler angegriffen. Nicht anders dürfte der scharfe Ton in der Klimadebatte zu verstehen sein. Wer nicht nur über das Wetter redet, sondern zu wissen behauptet, wie sich die Welt retten ließe, überschreitet moralische Grenzen.
(Dass es mit dem Theoriekriterium der Falsifizierbarkeit allerdings auch nicht so weit her ist, erfahren Spektrum-Leserinnen und Leser in der Dezemberausgabe.)
Allzuleicht übersieht man in dieser Debatte jedoch, dass es für die Arbeit der theoretischen Physiker ebenso anerkennenswerte Gründe gibt wie für die der Klimaspezialisten. Erstere versuchen (gemäß einem weiteren zentralen Grundsatz der Naturwissenschaften) ihre Theorien über die Welt zu vereinheitlichen und haben sich vor allem deshalb auf spekulatives Terrain begeben, weil sich keine anderen Wege auftaten. Und Klimaforscher beschäftigen sich vor allem deshalb mit (wissenschaftlich risikoreichen) Prognosen für die kommenden 50 oder 100 Jahre, weil sie deutliche Indizien für unerwünschte Folgen unserer heutigen Ressourcenwirtschaft gefunden haben.
Aber was, wenn nicht das beste verfügbare Wissen, wie es der Weltklimarat zusammengefasst hat, sollte für uns handlungsleitend sein? Und was, wenn nicht die vereinten Anstrengungen der Grundlagenforscher, ihre Theorien auch über eine Durststrecke hinweg weiterzuentwickeln, sollte die Tore zu einer neuen Physik aufstoßen? "Moralische Autorität", wo immer sie zu suchen ist – in den Theorien selbst wird man sie nicht finden.
Thilo Körkel
(Zu diesem Thema haben wir auch eine kurze Umfrage gestartet. Außerdem können Sie im Anschluss an diesen Text einen Leserbrief schreiben.)







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1. Ohne spekulative Theorien kein Fortschritt
24.08.2008, Rolf Wroblewski, BremenUnd selbst wenn es so nicht wäre, gäbe es vieles nicht: CD/DVD-Laser gehen auf Gedankenakrobatik von Einstein zurück; um nur ein Beispiel zu nennen! Oder Satellitennavigation würde ohne Berücksichtigung relativistischer Effekte nicht funktionieren - auch Einstein...
Die Liste moderner Anwendungen ließe sich beliebig fortsetzen. Selbst bei äußerst kritischer Betrachtung vieler Umsetzungen (z.B. Kernkraftwerke und Endlagerung) will doch sicherlich kaum ein Mensch auf aktuelle Technik verzichten - und die gibt es nun mal nur deswegen, weil es Menschen gab und gibt, die die vorgegebenen Pfade verlassen haben und spekulativ denken! Und hoffentlich nicht nur in der Technik, sondern auch gesellschaftswissenschaftlich und politisch! Weiter so. Oder um mit Wigald Boning (TV-Wissensshow "Clever") zu sprechen: Neugierig bleiben!
2. Der Faktor Phantasie
25.08.2008, Hans-Georg WenkeWir wissen es doch längst: Nicht das Universum ist kompliziert. Unsere Phantasie, es zu begreifen, ist eingeschränkt. Wer sie trainiert, macht Fehler. Wer sie nicht trainiert, noch viel mehr.
Was also ist die Alternative zu purer Spekulation? Beschränktheit des Wissens aus freien Stücken.
Irgendwie doof, oder?
3. Erklärungsnotstand
25.08.2008, Günter M. Ziegler, BerlinDabei finde ich die theoretische Physik-Grundlagen-Arbeit wichtig und spannend (und habe Verständnis, dass das alles kompliziert ist, und das Aussortieren der Ansätze Zeit braucht). Und gründlich nachdenken und nachrechnen und ein bisschen Spekulieren ist allemal sinnvoller und sehr viel billiger als den nächsten Even-Larger-Supercollider (ELC) zu projektieren, der dann Milliarden verschlingt, ohne evtl. halbgare Theorien zu bestätigen oder auch zu widerlegen...
4. Spekulation ist Teil des wissenschaftlichen Methodenkanons
25.08.2008, Dr. Joachim Paul, Neuss„Der wissenschaftlichen Forschung waren natürlich insofern Grenzen gesetzt, als man über die nicht aufgezeichneten Anfänge der Entwicklung des Menschen – das ist die ganze Zeit seiner Existenz bis auf die letzten ein bis zwei Prozent – größtenteils nur spekulieren kann. Das ist ein riskantes Unternehmen, dessen Schwierigkeiten nicht durch vereinzelte Funde von Knochenfragmenten und Artefakten verringert werden, da ohne gewisse intuitive Einsichten und Analogieschlüsse aus diesen Objekten nur allzu wenig herauszulesen ist. Aber auf Spekulation zu verzichten wäre noch unsinniger, weil dann die spätere geschriebene Geschichte einen Anschein des Einzigartigen und Unvermittelten erhielte, so als wäre eine neue Spezies entstanden. Wenn wir von 'Agrarrevolution' oder 'städtischer Revolution' sprechen, vergessen wir meist, wie viele Vorgebirge das Menschengeschlecht bezwang, ehe es diese Gipfel erreichte. Ich plädiere also für Spekulation als ein notwendiges Instrument, um zu adäquatem Wissen zu gelangen."
Lewis Mumford, Mythos der Maschine, Frankfurt 1977, Fischer Tb, S. 27
In diesem Sinne,
mfG, Joachim Paul (Biophysiker)
5. Denken wagen…
25.08.2008,6. Alles erforscht...?!
25.08.2008, Klaus Fekete, WienDiese aber, wie Al Gore es formuliert, als endgültig darzustellen, weiter Forschung als unnötig, "da ja dazu alles erforscht ist", quasi zu verbieten, ist nicht nur unwissenschaftlich, sondern auch unmoralisch.
Laughlins Buch auf die selbe Ebene wie die IPCC-Berichte zu stellen ist etwas zu kurz gegriffen. Ersteres hat mir viele anstrengende, aber befriedigende Stunden beschert, letztere haben mehr Fragen aufgeworfen als beantwortet und sind mit evidenten Widersprüchen gespickt, von "Fehlern" a la Mann`sche Kurve gar nicht zu sprechen. Das ist unso bedauerlicher, als wir zweifelsfrei dabei sind, unsere Lebensgrundlagen zu zerstören.
Szenarien über die Zukunft in 100 Jahren sind nicht zielführend, heute hungern 800 Millionen Menschen, roden wir Wälder der Mobilität zu Liebe, vermehren uns mit knapp 80 Millionen jährlich.
Ob im Weltklimarat wirklich die besten Köpfe sitzen? Ich weiß es nicht, wage es aber zu bezweifeln. Es müsste nämlich ein Szenario geben: Das Klima ändert sich, welche Maßnahmen sind zu ergreifen, um damit zurecht zu kommen, zu überleben. Und dieses fehlt mir.
7. Angeödet
25.08.2008, Dr. Peter Holl, Herzberg8. Mehr Fundamente für die Spekulation, bitte!
25.08.2008, Dr. med. Elz-Fianda, Dipl.-Physiker, NördlingenDas ist sehr ärgerlich, könnte man doch auf dem gleichen Platz durchaus mehr an quantenphysikalischer Ableitung unterbringen. Das würde wenigstens einem Teil der Leser erlauben, die nebulösen Aussagen mit ihren eigenen physikalischen Vorkenntnissen zu verbinden.
Welchen Sinn macht z.B. ein Artikel über Paralleluniversen, wenn nicht der Bezug zur experimentellen Praxis herstellbar ist? Genauso könnte da ein Artikel über Engel oder Dämonen stehen, alle drei Entitäten finden bisher nur in der Phantasie einzelner oder eines Kollektivs statt. Eine Brücke zu gesicherten Grundlagen der theoretischen Physik fehlt.
Wozu braucht man so etwas, geht es darum, Wissenschaft als prinzipiell unverständlich erscheinen zu lassen oder mit emotionalem Getöse Forschungsgelder einzusammeln?
9. Nicht nur Scharlatane!
25.08.2008, Dr. rer. nat. W. von Bonin, 51375 Leverkusen10. Was sind denn Multiversen?
26.08.2008, van Treeck, LeipzigOhne eine Spekualtion, was sein könnte, kommt man nicht zum Wissen, was ist. Es ist also unumgänglich, zu spekulieren. Ein Wissenschaftler weiß das!
Dem Artikel stimme ich voll zu.
11. Arthur's Regeln
26.08.2008, Karl-Heinz Birkel2. The only way of discovering the limits of the possible is to venture a little way past them into the impossible.
3. Any sufficiently advanced technology is indistinguishable from magic.
Arthur C. Clarke 1917-2008
12. sed tamen amoto quaeramus seria ludo
26.08.2008, Peter Schmid, SalzburgSchon der Titel stellt eine falsche Alternative. Natürlich müssen Wissenschafter "spekulieren" um neue Theorien über unerklärte Naturphänomene zu entwickeln und um Gemeinsamkeiten noch unzusammenhängender Theorien zu entdecken ("Vereinheitlichung"). Das Ärgernis vieler kosmologischer Spekulation liegt darin, dass das, was als "Erklärung" angeboten wird, in Wirklichkeit kaum einen wissenschaftlichen Erklärungswert hat und dieser Mangel durch ideologische Gespinste kompensiert wird. Der Vorwurf der Ideologie gilt immer dann, wenn wissenschaftliche Daten in ein ausschweifendes Gebäude von Annahmen eingebettet werden, die prinzipiell weder bewiesen noch widerlegt werden können, wobei Voraussagen über verifizierbare Phänomene äusserst spärlich, wenn überhaupt vorhanden, sind.
In Laughlins Sprache handelt es sich dabei um "Anti-Wissenschaft", da diese ideologisch dominierten Aussagen von eigentlicher wissenschaftlicher Arbeit ablenken oder sie für überflüssig erklären. Solche ideologisch dominierte Gehirnwäsche nimmt tatsächlich amoralische Formen an.
Hier liegt auch der Unterschied zu Klimamodellen. Solche Modelle verwenden eine Unzahl wissenschaftlich nachprüfbarer Daten und produzieren Voraussagen, deren grösster Teil in absehbaren Zeiten verifizierbar ist. Der Vergleich von Klimamodellen mit vielen kosmologischen Modellen ist daher völlig schief.
Eine Diskussion der Kriterien für Wissenschaftlichkeit ist wohl überfällig. Ich bin neugierig, was der für Dezember versprochene Artikel dazu beitragen wird.
13. Grundsätzlich verschiedene Dinge
26.08.2008, Friedrich SeiboldIm übrigen führen Erklärungsversuche der Welt, wenn sie ihre Essenz erklären wollen, zwangsläufig in einen naturalistischen Zirkel, in dem Hirnvorgänge u.a. zur Welt gehörende Hirnvorgänge erklären wollen.
Mit einem Zirkel, ob rein begrifflich oder begrifflich-sachlich läßt sich essentiell (substantiell) letztlich gar nichts erklären. Nicht davon betroffen sind dagegen funktionale (operative) Erklärungen.
14. Theologische Weltmodelle
26.08.2008, Dieter Schmidt15. Spekulationen sind sicherlich interessant ...
27.08.2008, ---16. Besser als Gott
28.08.2008, Egbert ScheunemannWahrscheinlich wird die NASA ein lange Zeit geheim gehaltenes Raumschiff namens "Größenwahn" nächsten Monat in Richtung Urknall (falls es ihn gegeben hat...) losschicken, damit diese Frage übernächsten Monat ABSCHLIEßEND geklärt ist. So wird es sein. Ganz bestimmt. O.k., vielleicht wird es doch etwas länger dauern: Die Reise bis zum Urknall, also zurück zum absoluten zeitlichen wie räumlichen Nullpunkt, wird natürlich 13,7 Milliarden Jahre dauern – mit Lichtgeschwindigkeit! Und von da zurück ins ‚Heute’ wieder 13,7 Milliarden Jahre – nein, natürlich noch viel länger, weil sich das Universum dann schon wieder 27,4 Milliarden Jahre ausgedehnt haben wird. Es empfiehlt sich also, ausreichend Proviant mitzunehmen!
Um aufzuzeigen, in welchen Ausmaßen die Urknall-Theorie eher einer phantastischen Saga ähnelt als physikalisch-naturgesetzlich nachvollziehbarer physischer Realität, rechnen wir kurz aus, welchen Raum alle 1080 Protonen, die es im (uns bekannten…) Universum geben soll, kugelförmig dicht gepackt einnehmen würden:
Ein Proton hat einen Durchmesser von ≈ 1,7 ∙ 10-15 m. Nach der Formel für die Errechnung eines Kugelvolumens (Vk = 4/3π∙r3) ergibt sich für das Volumen aller 1080 Protonen (4/3 ∙ 3,14159…∙ (1,7 ∙ 10-15 m/2)3 ∙ 1080) ein Wert von ≈ 2,05795 ∙ 1036 m3. Löst man dann Vk = 4/3π∙3 nach r, dem Radius, auf und setzt den gefundenen Wert für Vk ein, erhält man schließlich einen Durchmesser (2r) der gesamten Protonenkugel von ≈ 789.070.101 km, was etwa dem 5,26-fachen des Abstandes der Erde zur Sonne (≈ 150.000.000 km) entspricht.
So. Nach der Urknall-Theorie soll diese gewaltige Kugel dichtest gepackter Materie (Wir haben übrigens von aller anderen als der Protonen-Materie generös abstrahiert!) am zeitlichen Nullpunkt des Universums (Planck-Zeit ≈ 5,39 ∙ 10-44 s) auf das Volumen einer Kugel zusammengepresst gewesen sein, deren Durchmesser der Planck-Länge von ≈ 1,62 • 10-35 m entspricht – also dem winzigen Bruchteil des winzigen Bruchteils des Durchmessers auch nur eines Protons!
Um es mit aller mir zur Verfügung stehenden Sachlichkeit, Neutralität, Wissenschaftlichkeit und Objektivität zu äußern: Liebe Physiker, das könnt ihr dem Weihnachtsmann erzählen!
17. Klassifikation von Theorien
01.09.2008, Andreas Rychen, Riedliweg 45, CH-3053 MünchenbuchseeNaturwissenschaften sollten eine zweite Bedingung erfüllen: Theorien müssen falsifizierbar sein, sonst gehören sie ins Reich der Spekulationen. Für Laien wäre es hilfreich, verschiedene Theorien zu klassifizieren. Die newtonsche Dynamik (ohne relativistische Effekte) ist unzählige Male experimentell geprüft worden und kann als gesichert gelten: Note 6 (Skala 1 bis 6, mit 6 als beste Note).
Für die Urknalltheorie sprechen sehr viele Indizien, sie kann jedoch kaum experimentell geprüft werden: Note 5. Der Stringtheorie würde ich Note 3 geben und den Vielwelttheorien Note 2. Natürlich können die Noten im Laufe der Entwicklung verändert werden, z. B. wenn genauere Messungen zu neuen Erkenntnissen führen.
18. The big white noise ...
03.09.2008, C. Boux, (gerade in) Dresden"Angesichts der tragischen Situation, welcher die Menschheit gegenwärtig gegenübersteht, meinen wir, dass sich die Wissenschaftler zur Aussprache zusammenfinden sollten, um die Gefahren, welche aufgrund der Entwicklung der Massenvernichtungsmittel entstanden sind, abzuschätzen, und um über eine Resolution im Sinne des am Ende stehenden Entwurfs zu diskutieren." (Russel-Einstein-Manifesto, 1955)
Ungeachtet aller theoretischen Begründungen und Einwände findet die Pharaonisierung der Physiker gerade eben leibhaftig und mitten in Europa statt - im CERN. Die Teilchenforscher sind auf dem allerbesten Wege, eine neue elitäre Zunft auf Hyperwissensbasis zu begründen, die sich insbesondere mit Wissen beschäftigt, das keiner kennt. Und weil es keiner kennt, kann er auch a) nicht wissen, ob es das Wissen gibt und b) ob es richtig oder falsch ist.
Wollte man im Diskurs um den Large Hadron Collider (LHC) mit seinem gigantischen Kostenumfang, dem erwarteten Nutzen (Urknall auf minimalistisch) daraus und einer von inzwischen verschiedenen Physikern, Ethikern und Philosophen bis hin zu Religionswissenschaftlern nun auf möglicherweise theoretisch begründete Risiken hinweisen, so wird man schnell belehrt, was heute Wissenschaft bedeutet: "Woher", so das Geschwader von Nobelpreisträgern, "wollen Sie wissen, dass etwas schief gehen kann, von dem noch nicht einmal wir wissen, ob es stimmt."
Also kein Grund zur Sorge? Gewiss, so oder so nicht. Falls der Urknall gelingt und über sein Miniformat (un)erwartet hinaus schießt, so ist das keinesfalls ein Problem. Weder wissen wir jetzt, wie groß oder klein wir im galaktischen Gefüge erscheinen, noch sollte uns dann hinterher interessieren, ob die Erde im Zweifelsfall nach dem 12. September 2008 (der LHC-Starttermin) nur noch satte 9 mm groß ist. Vielleicht ist das ja auch ein Wachsen aus der Sicht der beteigeuzischen Zivilisation.
Zur Verdeutlichung:
Kürzlich erst erreichte mich über ein superluminarer Anruf aus dem Sternbild Ameisenhaufen. Der Anrufer fragte mich, weshalb wir im September den LHC auf der Erde in Betrieb nähmen; immerhin sind Higgs-Teilchen Winterschläfer und deswegen ab November leichter, quasi im Schlaf zu erwischen. Zudem, so äußerte sich der Anrufer besorgt, sei zwischen den Parlamenten der 9. und 11. Dimension ein Streit darüber ausgebrochen, ob man nicht lieber in das auf den ersten Blick gigantische Experiment eingreifen sollte, da verschiedene, uns bis etwa 2070 nicht bekannte Teilchen in Extradimensionen „abrauchen könnten“ (Zitat des Sprechers der Union der 11. Dimension).
- Ende der intergalaktischen Nachricht aus dem Tachyonenstrahl -
Das Geflecht, nein – das Gewebe zwischen hochspekulativer und für den Betrachter autoritärer superbewusster Diskussionsmasse ist unüberschaubar und in Konfliktsituationen kaum beherrschbar. Die Menschheit ist also mit einer Fülle von Theorien auf einen kritischen – anderen als nur physikalisch zu disputierenden – Punkt zugestolpert, der sechs Jahrzehnte nach dem Fall der Atombombe als neue „Schwelle zu (irgendetwas)“ durch Technikzivilisationen hofiert wird und nicht anders, als mit einer Frage beantwortet werden kann: Ei oder Henne?
Was aber ist das eigentliche Problem der Menschen, alles wissen zu müssen? Fehlende Egozentrik oder steigendes Interesse? Bevor diese und zahlreiche weitere Fragen nicht beantwortet sind, sollten Messer und Gabel, Schere und Licht bei relativ kurzer Haft im eindimensionalen Raum verboten werden.
Eines Tages wird es uns entweder als lächerlich oder gar nicht mehr erscheinen, welche Kleinteilchen sich wann, wo und wie durch den Raum bewegen. Ein „Umdenken“ der Welt hat längst stattgefunden und es verändert täglich genauso viel, wie es täglich nichts verändert. Bereits dieser „Streit um Alles oder Nichts“ zeitigt die Bestandsfähigkeit eines uralten menschlichen Trachtens auch für die relative Zukunft und weist auf den einzigen, bis heute als unverändert anzunehmenden Trugschluss hin, dass nur der Mächtige das letzte Wort hat – sonst wäre er nicht mächtig. Indes ein letztgültiges Argument wäre ein großes weißes Rauschen, das mich überzeugen könnte, (allein) hier zu bleiben.