Unsere Welt zu verstehen:  Physik Geschichte

Paul Davies (2006):

 

(1) Die Struktur eines Kristalls ist von geometrischen Symmetrien bestimmt, die aus den Gesetzen des Elektromagnetismus folgen. Der Prozess, durch den eine diffuse Salzlösung zu Salzkörnchen auskristallisiert, ist genau definiert und verläuft gemäß Ursache und Wirkung, ist also deterministisch.
 
(2) Gleiches gilt für das Streben jeden Gases hin zum thermodynamischen Gleichgewicht: Füllt man Gas in einem beliebigen Zustand in einen geschlossenen Behälter, um es dann sich selbst zu überlassen, erreicht es schnell einen Endzustand, in dem Temperatur und Druck im gesamten Behälter gleich sind und die Geschwindigkeit der Gastmoleküle einem wohlbekannten mathematischen Verteilungsgesetz folgen: der Maxwell-Boltzmann-Verteilung. Wieder ist der Endzustand ganz und gar vorhersagbar und der Prozess wiederholbar.
 
In (1) und (2) scheint daher alles durch physikalische Gesetze bestimmt zu sein.
 
Man könnte also fragen, on das Gleiche nicht auch für Leben und Bewusstsein gilt. Könnte also das Enstehen von Leben aus Nicht-Leben ebenso vorhersagbar und unvermeidlich und nur den physikalischen Gesetzen geschuldet sein?
 
Die Antwort ist ein ganz klares NEIN.
 
Das Verhalten biologischer Systeme liegt zwischen den beiden Extremen (1) und (2), denn sie sind weder so einfach strukturiert wie ein Kristall, noch so chaotisch wie ein Gas. Eine lebende Zelle ist durch große, wohlorganisierte Komplexität gekennzeichnet und ein ganz besonderer Zustand von Materie, der sehr viel Information enthält. Das Genom der kleinsten Bakterienart, die man bisher gefunden hat, speichert Information,

 

• zu deren Darstellung mehrere Millionen Bit notwendig sind
   
• und die keineswegs schon in physikalischen Gesetzen steckt.

Die physikalischen Gesetze nämlich sind mathematische Beziehungen, die nur recht wenig Information (im Sinne von Shannon) darstellen. Sie gelten für alles und können schon allein deswegen keine Information enthalten, die nur für eine ganz bestimmte Klasse physikalischer Systeme charakteristisch ist, etwa für biologische Systeme.
 
Wir sehen also: Um den hohen Informationsgehalt lebender Organismen verstehen zu können, müssen wir uns daran erinnern, dass er nicht nur Produkt physikalischer Gesetze ist, sondern auch der Geschichte des Objekts. Das Leben hat seine ungeheuere Komplexität erworben als Resultat eines Prozesses, der Milliarden von Jahren andauerte und eine ungeheuer große Zahl informationsverarbeitender Schritte bedurfte. Jeder biologische Organismus ist deswegen Produkt einer komplexen, verschlungenen Entwicklungsgeschichte. und so gilt:
 
 
Fast alles Leben, dem wir heute begegnen, besteht zu 1% aus Physik und zu 99% aus Geschichte.
 
 
Wenn nun aber nicht schon die Gesetze der Physik Leben formen, welches andere Ordnungsprinzip wirkt denn hier?
 
So ein Prinzip ist tatsächlich vorgeschlagen worden, wurde und wird aber immer noch von der klassischen Wissenschaft aufs Heftigste bekämpft, da viele es als esoterisches Gedankengut einordnen: Teleologie. Das Wort kommt aus dem griechischen telos, was "Ende", "Ausgang" oder "Ziel" bedeutet. Eine teleologische Entwicklung ist deswegen eine Entwicklung, die zielgerichtet ist, und der Wissenschaft verdächtig ist sie deswegen, weil etwas auf ein Ziel hin zu treiben, entsprechenden Willen erfordert, die Mehrzahl aller Wissenschaftler sich ab weigert, daran zu glauben, dass auch scheinbar unbelebte Materie wenigstens einen Spur von Willen haben kann.
 
Doch schon Aristoteles war der Meinung, dass es verschiedene Arten von Zielen gibt, von denen einen das » letzte Ziel « ist: der Endzustand, auf den jede Handlung hin zielt.
 
Bei menschlicher Handling ist das einfach einzusehen: Ein Baumeister kauft Ziegel, um ein Haus zu bauen. Ein Koch gibt den Braten ins Rohr, um eine Mahlzeit zuzubereiten. In diesen Beispielen sind Haus und Mahlzeit das letzte Glied einer geplanten Kette von Ursache und Wirkung. Nur wenn wir diese » teleologische « Dimension mit betrachten, können wir verstehen, warum Baumeister und Köche so handeln, wie sie handeln.
 
Auch bei Tieren, ja selbst bei Pflanzen, ist diese Dimension ganz offensichtlich gegeben: Der Falke stößt herab, um die Maus zu fangen. Die Pflanze versucht, möglichst senkrecht nach oben zu wachsen, damit sie Licht bekommt. Und dennoch wird nun schon seit Newton die Teleologie aus der Physik verbannt.
 
In der Biologie kann man Teleologie kaum abstreiten, und doch hat Darwin in seiner Evolutionstheorie streng darauf geachtet, alles Teleologische herauszuhalten: Für ihn regierten nur Zufall und Lebenstauglichlichkeit (Selektionsdruck).
 
So gesehen steht Darwin in scharfem Gegensatz zur — heute diskredierten — Evolutionstheorie von Langmarck, nach der Organismen von sich aus bestrebt sind, sich anzupassen, um besser zu überleben, und auch erworbene Fähigkeiten vererben können.
 
Durchgesetzt hat sich Darwins Auffassung, und man kann fast sagen, dass die Wissenschaft eben dabei ist, sich auch von den letzten Resten teleologischen Denkens zu befreien.
 
VORSICHT aber: Teleologie hat nichts mit Theologie zu tun. Obgleich Aristoteles' Konzept eines letzten Zieles theologisch neutral war, erschien vielen Wissenschaftlern das teleologische Prinzip zu nahe am Gedanken einer führenden Hand Gottes bei der Gestaltung des Universums. [ Dass Laien die beiden Worte teleologisch und theologisch gerne verwechseln, mag auch eine Rolle gespielt haben. ]
 
Auf jeden Fall gilt: Das starke anthropische Prinzip flirtet mit der Teleologie, und Wissenschaftler, die sie aus der Physik heraushalten wollen, haben deswegen über derart "blauäugige Begriffe" ihren Spott ausgeschüttet.
 

Gell-Mann etwa schrieb (1994):

 
Das Leben kann sehr wohl aus den physikalischen Gesetzen in Kombination mit Zufällen entstehen, der Geist aus der Neurobiologie. Es ist nicht nötig, zusätzliche Mechanismen oder verborgene Ursachen anzunehmen.
 
In seiner stärksten Version würde [ das anthropische Prinzip ] sich vermutlich auf die Dynamik der Elementarteilchen und den Anfangszustand des Universums erstrecken und diese grundlegenden Gesetze des Universums so zurechtschneidern, dass sie den Menschen hervorbringen. Diese Idee scheint mir derart lächerlich, dass sie keiner weiteren Erörterung bedarf.
 
 
Quelle: Murray Gell-Mann: Das Quark und der Jaguar. Vom Einfachen zum Komplexen — die Suche nach einer neuen Erklärung der Welt (1994), S. 303.
 

Paul Davies nennt als Gegenargument:

 
Es ist nicht einzusehen. dass die erweiterte Multiversumstheorie — das ist diejenige, die davon ausgeht, dass jedes nicht unmögliche Gesetz irgendwo im Multiversum auch tatsächlich herrscht — teleologische Gesetze ausschließen sollte: Sie sind ja schließlich möglich. Vertritt man also die erweiterte Multiversumstheorie, so muss man sich tatsächlich fragen, ob nicht vielleicht unser Universum Resultat teleologisch gesteuerter Prozesse ist und ob nicht auch in ihm solche Gesetze selbst da noch herrschen, wo wir es bisher weder bemerkt noch für möglich gehalten haben.
 

Die Teleologie ist bei Wissenschaftlern aber keineswegs nur aus ideologischen Gründen unbeliebt. Ihr scheinbar wichtigster Einwand: Wenn irgendwo neben den physikalischen Gesetzen auch teleologische wirken, wären doch Situationen denkbar, in denen es zu Zielkonflikten kommt. Wie aber lösen sich solche Konflikte?
 
Doch die Antwort liegt auf der Hand, wenn wir uns selbst betrachten — z.B. dann, wenn jemand am Reck turnt oder auch einfach nur einen Berg erklimmt:
 
Das physikalische Gesetz, ebenso wie unser Wille, üben dann einander entgegengesetzten Druck aus. Es gewinnt, wer von beiden den größeren Druck erzeugt.
 

Paul Davies (2006, S. 306):

 
Die Teleologie wird nicht nur abgelehnt, weil sie mit den Gesetzen der Physik in Konflikt kommen kann. Sie leidet auch unter einem anscheinend unlösbaren Problem, das mit Ursache und Wirkung zu tun hat:
 
Sie nimmt per definitionem einen zukünftigen Zustand vorweg — z.B. die Existenz biologischen Lebens — und verwirklicht ihn über einen oft lange andauernden Prozess.
 
Dieses Element von Vorbestimmung steht nun aber in krassem Widerspruch zum normalen Konzept von Ursache und Wirkung, nach dem Ereignisse stets nur die Zukunft, aber nie die Vergangenheit beeinflussen können. Teleologie scheint dieses Verhältnis umzudrehen und zu erlauben, dass Zukunft die Gegenwart bestimmt. Wie aber kann das gehen? Wie konnte das frühe Universum von biologischem Leben wissen, um es dann gegen den Widerstand physikalischer Gesetze zu realisieren?