Schönheit oder/und Wahrheit?

Zu schön, um wahr zu sein. So lautet eine Redensart. Gilt das auch für physikalische Theorien? In der FAZ ist ein lesenswertes Interview mit der Physikerin Sabine Hossenfelder abgedruckt. Frau Hossenfelder zweifelt sehr an der Tragweite bestimmter Kategorien, vor allem die der Symmetrie in der Physik. Symmetrien sind ohne Zweifel "elegant" und auch "schön", denn sie machen Ordnungen sehr offensichtlich. Doch möglicherweise sind Physikerinnen und Physiker auf dem Holzweg, wenn die das Kriterium der Symmetrie zu stark betonen. Symmetrische Lösungen können Hinweise auf Wahrheit geben, sie müssen es aber nicht. Frau Hossenfelder prangert vor allem an, dass die Tendenz existiert, Symmetrien aufgrund der Datenbefunde theoretisch zu konstruieren. Ihre Einwände sind gewichtig: Was ist die Bedeutung von theoretischen Ansätzen, die empirisch nicht umfassender sind als ihre Vorgänger, jedoch alles in Symmetrien darstellen können? In der Physik ist das herausragende Kriterium immer die Empirie, das ist unbestritten. Macht es darüber hinaus Sinn, symmetrische Lösungen unsymmetrischen vorzuziehen? Letztlich zielt die Diskussion auf die Kriterien für physikalische Fundamentaltheorien, eine offene Debatte!

- fv

Der Artikel berichtet von einer serbischen Petition (zahlreiche Akademiker inklusive), die eine Revision des Curriculums zum Studium der Evolution forderten. Die Evolution sei "lediglich als eine Theorie" zu lehren und ihr sei eine mehr oder weniger wörtliche Genesislektüre zur Seite zu stellen. Die Petition erneuert damit die Initiative des Erziehungsministers von 2004.

Beachtenswert ist die Reaktion von 11 orthodoxen Theologen der Belgrader Uni, welche die Petition als unangemessen, ja anti-orthodox, in aller Deutlichkeit zurückweisen. Alternativen zu wissenschaftlichen Theorien aufzustellen falle allein in die Zuständigkeit der Wissenschaft, und sie sähen "keinen Grund, warum Biologie-, Physik-, Anthropologie- oder Geografieunterricht das Studium biblischer Erzählungen einbeziehen sollte. ... Die Heilige Bibel war und ist nicht als Lehrbuch oder ultimative Quelle für Entscheidungen in irgendeiner wissenschaftlichen Disziplin gemeint".

Der Artikel bewertet die Theologenreaktion angesichts des politischen Klimas und unterschwelliger reaktionär-antimodernistischer Strömungen in Serbien als mutiges Exempel.

- hhp

Was heißt da "nur Mathematik"?

 

In vielen empirischen Forschungsprozessen ist die Mathematik eine hilfreiche Wissenschaft. Sie erleichtert, etwas exakt zu beschreiben. Damit ist dann zum Beispiel durch die Exaktheit und Allgemeingültigkeit der Beschreibung die Reproduzierbarkeit der Versuche sicher gestellt. Seit Galileo Galilei ist klar, dass die Mathematik DIE Sprache der Naturwissenschaften ist. Es gibt aber immer wieder Situationen, in denen die Mathematik ihrerseits zu entdecken ist und das immer auch unklar bleibt, was genau passiert, wenn man mathematische Strukturen findet. Der angehängte Artikel zeigt schön, dass man im Bereich der Teilchenphysik Strukturgleichheiten erahnen kann, obwohl völlig unklar ist, was zu diesen Strukturgleichheiten führt: Die Wahrscheinlichkeit quantenphysikalischer Vorgänge und bestimmte mathematische Strukturen scheinen eng miteinander zusammen zu hängen, ohne dass jemand weiß, warum. Möglicherweise ist eine Intuition von Platon zu Beginn der Geschichte Europäischen Denkens auch heute noch gültig: Die Welt ist im Innersten aus mathematischen Strukturen aufgebaut!? Doch was genau sollte eine solche "objektive" Mathematik sein? Die Mathematik ist auch heute noch ein großes philosophisches Problem!

- fv

Wissenschaft im postfaktischen Zeitalter?

 

Anbei ein interessanter Kommentar zu neueren wissenschaftlichen Veröffentlichungen. Er bezieht sich auf einige herausragende wissenschaftliche Fortschritte, die sich im Nachhinein als nicht haltbare Behauptungen herausgestellt haben. Werden heute Meldungen über wissenschaftliche Durchbrüche zu schnell publiziert? Auf jeden Fall zeigen diese Fälle, dass auch die Wissenschaft eine durch und durch menschliche Veranstaltung ist. Das ist nicht überraschend und auch keine neue Erkenntnis. Der Artikel bezieht sich auf Ludwik Fleck, man könnte auch das Buch von Karin Knorr-Cetina aus den 80ern nennen, "Die Fabrikation des Wissens". Dennoch ist Wissenschaft als kollektives Unternehmen wie keine andere menschliche Tätigkeit mit Sicherungssystemen ausgestattet, die solche Irrtümer auszuschalten helfen. Es stimmt also beides: Die Anfälligkeit menschlicher Handlungen und das Ideal von Wissenschaft als das Ringen um die beste Darstellung empirischer Befunde. Man darf von dem Ideal nicht lassen und auch nicht von dem selbstkritischen Wissen um die eigene Anfälligkeit! Darüber hinaus: Wissenschaft kann nicht postfaktisch werden, weil sie nie nur faktisch war...

- fv

String-Theorie - Wissenschaft oder Pseudowissenschaft

 

Der Autor dieses Artikels, der Philosoph Massimo Pigliucci, beschreibt eine recht lebendige Diskussion zwischen Physikern und Wissenschaftstheoretikern über den Status der String-Theorien. Der Streit geht von der Frage aus, ob man überhaupt zwischen Wissenschaft und Pseudowissenschaft so klar unterscheiden kann. Ein einigermaßen klares Unterscheidungskriterium hat Karl Popper formuliert: Wissenschaftliche Theorien müssen falsifizierbar sein. Doch schnell ist diese Behauptung in den Streit einbezogen: Ist das Kriterium hinreichend? Ist es eindeutig genug? Pigliucci verteidigt die Position von Popper und ich finde das attraktiv und nachvollziehbar: Irgendwie muss man zwischen Wissenschaft udn Pseudowissenschaft unterscheiden können, um die Wissenschaft in ihrer Stärke zu erhalten. Doch wo ist die Grenze zu ziehen? Leider scheint der Autor am Ende des Beitrags zu stark auszuweichen und irenische Formeln anzubieten. Die Diskussion ist aber - aus guten Gründen - wohl noch lange nicht beendet!

- fv

Die New York Times fragte ihre Leser, welche Missverständnisse sie am meisten frustierten. Die mit Abstand häufigste Eingabe beklagte die falsch verstandene Aussage: "Ist doch nur eine Theorie". Der Wissenschaftsjournalist Carl Zimmer nahm sich dieses Missverständnisses an und stellte im ersten Satz klar: „Theorien haben nichts mit Vermuten oder Rätselraten zu tun, sie sind die Kronjuwelen der Wissenschaft“.

„In der Wissenschaft wird ‚Theorie‘ nicht leichtfertig angewandt“, zitiert Zimmer den Zellbiologen Kenneth R. Miller. Miller zufolge ist „eine Theorie ein System von Erklärungen, das ein ganzes Bündel an Fakten zusammenbindet.“ Die Theorie erkläre nicht nur diese Fakten, sondern mache auch Voraussagen über andere Beobachtungen und Experimente.

Peter Godfrey-Smith, Autor des Buches „Theory and Reality: An Introduction to the Philosophy of Science“, habe sich Gedanken darüber gemacht, wie man das Missverständnis, das in der Aussagen „Ist nur eine Theorie“ lauert, vermeiden könne. Es sei hilfreich – so Godfrey-Smith – über Theorien wie über Landkarten zu denken, als Versuch, ein bestimmtes Territorium zu repräsentieren. Ähnlich repräsentiere eine Theorie ein Territorium der Wissenschaft. Anstelle von Flüssen, Hügeln und Städten seien die Gegenstände einer Theorie eben Fakten. Um die Qualität einer Landkarte zu beurteilen, müssten wir sehen, wie gut sie uns durch ihr Territorium führe. In ähnlicher Weise testeten Wissenschaftler neue Theorien an vorliegenden Befunden. So viele Karten sich als unzuverlässig herausgestellt hätten, so viele Theorien seien auch verworfen worden.

Andere Theorien hingegen seien zur Grundlage der modernen Naturwissenschaft geworden, wie die Evolutionstheorie, die allgemeine Relativitätstheorie, die Theorie der Plattentektonik, die Theorie des Heliozentrismus oder die Keimtheorie der Verursachung von Krankheiten.

- hhp

Über die Ambivalenz von Sensationen

 

Vor wenigen Tagen konnten die PhysikerInnen der LIGO Kollaboration der Weltöffentlichkeit eine Sensation mitteilen: Erstmals waren Gravitationswellen nachgewiesen worden. Man könnte meinen, das dies im Vorfeld pure Freude unter den beteiligten Wissenschaftlern ausgelöst hat. Doch weit gefehlt. Eine solche große Entdeckung ist unmittelbar gepaart mit der Befürchtung, einen Deutungsfehler zu machen und am Ende blamiert dazustehen. Wieviel Auffand betrieben wird, um eine solche Blamage zu verhindern, zeigt der unten stehende Artikel sehr schön. Hier wird deutlich: Wissenschaft ist ein Erkenntnisprojekt, das von Beginn an selbstreflexiv und selbstkritisch ist. Das macht seine Würde aus. Das Forschungsszenario ist so ausgelegt, dass man ständig Fehlmessungen und Fehldeutungen berücksichtigen muss - in diesem Fall wurden von BEginn an Störsignale systematisch eingebaut, so genannte blind injections, um eine Kontrolle darüber zu haben, wie die Daten interpretiert werden müssen. Wissenschaft ist ein kompliziertes Unterfangen, nur so aber lassen sich echte Erkenntnisfortschritte erzielen!

- fv

Wenn sich Physiker auf die Suche nach einer "grundlegenden Theorie des Lebens" machen, werden manche eine Reduktion der Biologie auf die Physik wittern. Der Artikel (eine exklusive Übersetzung aus nature) berichtet jedenfalls von der Faszination der "aktiven Materie", die auf der Ebene kristalliner, biomolekularer und synthetischer Elemente selbstorganisierende Strukturbildungen und Bewegungen auszeichnet - ganz wie dies bei lebenden Organismen zu finden ist. So können für den Autor "die scheinbaren Gemeinsamkeiten zwischen der im Labor hergestellten aktiven Materie und lebenden Dingen ... schon unheimlich sein". Das kleine Wörtchen "scheinbar", das übrigens im englischen Original fehlt, trübt die Euphorie ein wenig. Denn künftig wird sich klären müssen, "ob sich mit Hilfe der Theorie der aktiven Materie auch biologische Mechanismen nachbilden lassen", und der Autor weiß, "dass die meisten Biologen erst noch davon überzeugt werden müssen". Aber laut dem Biologen Tony Hyman gibt es Hoffnung: "Die neue Generation von Biologen wird ... von Anfang an besser in Physik ausgebildet".

- hhp

Welche Rolle hat die Intuition in der Wissenschaft?

 

Anbei findet sich ein interessanter Blog-Beitrag, der an den Physiker Charles Townes erinnert und dessen Fähigkeit zur Intuition hervorhebt. Welche Rolle spielt die Intuition in der wissenschaftlichen Forschung? Wahrscheinlich muss man unterschiedliche Phasen wissenschaftlicher Forschung beschreiben: Es gibt Zeiten, an denen neue Gipfel gestürmt werden (die Paradigmenwechsel des Thomas Kuhn) und es gibt Zeiten, an denen die Mühen der Ebene unumgänglich sind und viele kleine Schritte gemacht werden müssen. Spannend sind natürlich die ersteren: Beneidenswert sind jene Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler, die ihrer Intuition nachgehen und so Neues entdecken können! Wichtig scheint mir das Lob der Einfachheit zu sein: Oft verstecken sich auch unverstandene Anteile einer Theorie in hochkomplexen Rechnungen. Doch das sieht man erst, wenn jemand seiner Intuition folgte und eine einfache Antwort auf die gleiche Frage präsentieren kann. Die Phase der Intuitionen ist natürlich auch für das Verhältnis von Wissenschaft und Philosophie oder Theologie sehr interessant!

- fv

Eine Metastudie in Science hat darauf aufmerksam gemacht, dass ein sehr großer Teil der psychologischen Forschungsergebnisse nicht reproduzierbar ist. Das wirkt wie eine schwerwiegende Infragestellung für all die, die der Meinung sind, das auch die Psychologie gleichen Kriterien genügen müsse wie die Physik oder die Chemie. Offenkundig ist es außerordentlich schwierig, hier diegleichen methodischen Standards zu etablieren. Wenn man jedoch davon ausgeht, dass die Wirklichkeit sich vielfältig zeigt und nicht in jeder Hinsicht mit dengleichen methodischen Standards bearbeitet werden kann, dann ist diese Nachricht keine so neue. Heisenberg hat in seiner Schrift "Ordnung der Wirklichkeit" schon 1940 die Auffassung vertreten, dass es sukzessive Objektivierungsgrade unter den Wissenschaften gibt. Die Quantenphysik siedelte er dabei zwischen der klassischen Physik und der Chemie an, dann folgen Biologie und andere Wissenschaften. Wenn man mit diesen Einschränkungen leben kann, dann zeigt sich ein spannendes Panorama unterschiedlicher Wissenschaften, die aber nicht an dem einen Objektivitätsideal arbeiten müssen!

- fv