Naturphilosophie (im Aufbau)

 

 

 

Rousseau, Negre attaque par un jaguar (1910)
Rousseau, Negre attaque par un jaguar (1910)

 

 

 

Alles, alles ist vergänglich.

Nur der Kuhschwanz,

der bleibt länglich.

 

Volksmund

 

 

Ein organisiertes Produkt der Natur ist das, in welchem alles Zweck und wechselseitig auch Mittel ist. Nichts in ihm ist umsonst, zwecklos oder einem blinden Naturmechanismus zuzuschreiben.

 

Immanuel Kant, Kritik der Urteilskraft, § 66, 296

 

 

... dass „eben erst durch die Kunst der Sinn für die Natur wahrhaft aufgeschlossen wird“.

 

Carl Gustav Carus, Neun Briefe über die Landschaftsmalerei

 

 


 

 

Naturphilosophie ist gerade im Zeitalter der ökologischen Problematik der Naturzerstörung durch die wissenschaftlich-technisch geprägten Industriegesellschaften immer noch ein dringendes Anliegen der Philosophie, das sowohl von den Hegelianern als auch von den Marxisten sträflich vernachlässigt wurde. Die dominierende Analytische Philosophie kennt gar keine Naturphilosophie, sondern nur eine logisch-epistemologische Analyse der modernen Naturwissenschaften. Die Naturwissenschaften können ihren eigenen methodischen Anforderungen und topologischen Denkansätzen nach keine einheitliche Philosophie der Natur bieten und müssen dies der Philosophie überlassen. Die Philosophie hat dieses Gebiet jedoch seit dem 18. Jahrhundert weitgehend aufgegeben. Man kann das Desiderat einer Naturphilosophie jedoch nicht einfach an die Naturwissenschaften delegieren. Die Ursachen und Gründe für das vorübergehende Ende der Naturphilosophie liegen vor allem im Positivismus des 19. Jahrhunderts und im Szientismus des 20. Jahrhunderts, die die in den modernen Industriegesellschaften voranschreitende Entfremdung der Menschen und der Kultur von der Natur widerspiegeln. Sie liegen jedoch auch in der Entwicklung der christlichen Traditionen selbst, die sich aufgrund gnostischer, manichäischer und neuplatonischer Einflüsse aus der für Jesus von Nazareth und die Urgemeinde selbstverständlichen Nähe zu einer naturnahen Lebenswelt zurückgezogen hat. Zuverlässige philosophische Anknüpfungspunkte finden wir vor allem in Kants Kritik der Urteilskraft und Nicolai Hartmanns Naturphilosophie, die an philosophischem Problembewusstsein und theoretischer Komplexität unübertroffen zu sein scheinen.

 

 


 

 

Einsteins Relativitätstheorie und die Frage nach den metaphysischen, phänomeno-logischen und lebensweltlichen Anfangsgründen der Naturwissenschaften

 

 

 

Ulrich W. Diehl

 

 

 

Frage: Handelt es sich bei der Relativitätstheorie wirklich um eine wissenschaftliche Entdeckung der Grundstruktur des Universums oder nur um einen Paradigmenwechsel in der modernen Physik?

 

 

 

These: Die gängige Deutung der Relativitätstheorie von Albert Einstein ist zumindest problematisch und potentiell irreführend.

 

 

Wer die Relativitätstheorie von Albert Einstein wirklich gründlich verstehen und beurteilen will, muss auch der natur- und wissenschaftsphilosophischen Frage nachzugehen, ob es sich bei der Relativitätstheorie wirklich um gültige und bleibende wissenschaftliche Entdeckungen davon handelt, wie sich Raum und Zeit, Materie und Energie, Licht und Gravitation wirklich verhalten. Denn es könnte sein, dass Einstein in der naturphilosophischen Auseinandersetzung mit Newton und Leibniz, Spinoza und Kant nur eine neue Art und Weise erfunden hat, über die begrifflichen, hypothetischen und methodischen Grundlagen der modernen Physik nachzudenken, zu forschen und zu experimentieren. Denn beim Übergang von der klassischen Kosmologie der Newtonschen Mechanik zur modernen Kosmologie der Einsteinschen Relativitätstheorie handelte es sich dann nämlich nur um einen reversiblen wissenschaftlichen Paradigmenwechsel, aber nicht um eine bleibende physikalische Entdeckung der wirklichen Verhältnisse im Universum.

 

Der Relativitätstheorie zufolge sind Raum und Zeit keine absoluten Kontinua, nämlich der unendlichen und grenzen-losen Ausdehnung des Raumes und des gleichförmigen, aber irreversiblen Verlaufes der Zeit, in denen alle Bewe-gungen, Veränderungen und Entwicklungen von Materie und Energie, Licht und Gravitation stattfinden, sondern Raum und Zeit werden als eine einheitliche Raum-Zeit gedacht, deren geometrische Grundstruktur jedoch durch große Massen von Materie und Energie verändert werden kann. Dass die geometrische Grundstruktur des Raumes und der lineare und irreversible Verlauf der Zeit tatsächlich durch Massen von Materie und Energie verändert werden kann, ist jedoch aufgrund der psychologischen Herkunft der Grundbegriffe von Raum und Zeit, Materie und Energie, Licht und Gravitation aus der gewohnten Lebenswelt der Menschen, Tiere, Pflanzen mit ihren Meso-Objekten von Artefakten und Naturdingen kontraintuitiv. Daher bedarf sie starker Gründe, damit eine derart abstrakte Theorie überhaupt gegen diese vertrauten Intuitionen überzeugen kann.

 

Axiomatischer Ausgangspunkt der Relativitätstheorie ist die physikalische Hypothese, dass im ganzen Universum nur die Lichtgeschwindigkeit absolut und konstant ist, sodass sie durch keine Bewegungsgeschwindigkeit von kleinsten materiellen Teilchen überschritten werden kann. Diese physikalische Hypothese müsste jedoch wieder aufgegeben werden, sobald jemand die Existenz von materiellen Teilchen nachweisen könnte, die schneller sind als die konstante Lichtgeschwindigkeit. Wie soll das jedoch gehen, wenn die Beobachtung dieser Teilchen selbst von Lichtsignalen abhängt?

 

Im Gegensatz zur absoluten und konstanten Lichtgeschwindigkeit verhalten sich Raum und Zeit angeblich relativ zu-einander. Daher der Name “Relativitätstheorie”. Der gängigen Deutung der Relativitätstheorie zufolge sind Raum und Zeit weder absolute Kontinua wie bei Newton noch nur das die Gesamtmenge aller räumlichen und zeitlichen Rela-tionen zwischen bewegten Körpern und Teilchen wie bei Leibniz noch (inter)subjektive apriorische Formen der menschlichen Fähigkeit zur sinnlichen Anschauung wie bei Kant.

 

Von einem Paradigmenwechsel darf man sprechen, (1.) weil seit der weitestgehenden Akzeptanz der Relativitätstheorie in der scientific community der Physiker alle diese drei philosophischen Konzeptionen von Raum und Zeit als obsolet gelten und (2.) weil die Physik danach für sich in Anspruch genommen hat, eine rein empirische und experimentelle Naturwissenschaft zu sein, die methodisch autonom ist und daher angeblich ganz ohne apriorische Voraussetzungen auskommen kann und daher angeblich auch keine “metaphysischen Anfangsgründe der Naturwissenschaften” mehr braucht.

 

Da Physiker jedoch Menschen mit Leib, Sele und Geist sind, die immer von ihrer lebenweltlichen Erfahrung von sich selbst, von ihren Mitmenschen sowie von Artefakten und Naturdingen, Pflanzen und Tieren in der lebensweltlichen Mesowelt von Raum und Zeit, von Materie und Energie, von Struktur und Information ausgehen müssen, um überhaupt theoretische und experimentelle Physik in der Mikrowelt der Teilchen und in der Makrowelt kosmischer Objekte treiben zu können, müssen sie immer schon von einem intuitiven, begrifflichen und vor-theoretischen Vorverständnis von der lebensweltlichen Mesowelt der irdischen Natur ausgehen, die sie dann erst empirisch und experimentell erforschen können. Es gibt nämlich weder für einzelne Physiker als endliche und begrenzte Menschen mit einem bestimmten Lebenslauf und Berufsweg in einer bestimmten geschichtlich gewachsenen Wissenschaftskultur noch für viele Generationen von Forschern in einem internationalen Verbund von Wissenschaftskulturen keine absolut voraus-setzungslosen Naturwissenschaften, weder in der Physik noch in der Chemie noch in der Biologie.

 

Das Michelson-Morley-Experiment gilt gemeinhin als eine empirische und experimentelle Widerlegung der physika-lischen Hypothese von der Existenz eines Äthers als eines kosmischen Fluidums, indem sich die Lichtquellen analog zu den lebensweltlich bekannten und beobachtbaren Wellen im Wasser ausbreiten sollten. Ein wichtiger Grund für die Akzeptanz der Relativitätstheorie unter Physikern war der Erfolg des Michelson-Morley-Experimentes, das erstmals 1881 von dem deutschen Physiker Michelson bei einer Sonnenfinsternis in Potsdam durchgeführt werden konnte und 1887 von dem amerikanischen Physiker Morley in Cleveland Ohio erfolgreich wiederholt werden konnte.

 

Doch noch wichtiger für die breite Akzeptanz der Relativitätstheorie war nicht die Widerlegung der Ätherhypothese als vielmehr die empirische und experimentelle Bestätigung einer Konsequenz von Einsteins Relativitätstheorie, nämlich dass die Bahnen des Lichtes tatsächlich durch die Masse der Sonne abgelenkt wurden und dadurch nicht mehr gerade, sondern gekrümmt verlaufen. Diese Tatsache scheint prima facie für den Entdeckungscharakter der Relativitätstheorie zu sprechen. Aber eventuell handelt es sich dabei auch nur eine bestimmte Deutung dieses Experiments unter den paradigmatischen Voraussetzungen der Relativitätstheorie selbst. Es gibt nämlich für Menschen keine voraus-setzungslosen Deutungen von unmittelbaren Erfahrungen, selektiven Beobachtungen und konstruierten Experimenten, die von sprachlichen Begriffen, intuitiven Schemata der Wahrnehmung und weltanschaulichen Voraussetzungen ganz frei wären.

 

Deswegen darf man sich fragen, ob es sich bei Einsteins Relativitätstheorie wirklich um eine echte Entdeckung der Grundstrukturen des Universums handelt, die unabhängig von Bewußtsein und Geist des Menschen objektiv vorhanden sind. Oder ob es sich bei Einsteins Relativitätstheorie nicht vielmehr nur um einen wissenschaftlichen Paradigmenwechsel handelt, bei dem ganz einfach nur eine neue physikalische Theorie samt neuen Methoden der Experimentalphysik erfunden und eingeführt wurden.Dann würde es sich aber mit Kant gesprochen nur um eine “Revolution der Denkungs-art” handeln, d.h. um eine willkürliche Änderung der axiomatischen Grundbegriffe der modernen Physik bzw. der “Anfangsgründe der Naturwissenschaften”, die diese Interpretation ihrer empirischen und experimentellen Beobachtungs- und Messmethoden mit einschließt, aber nicht um eine wirkliche Entdeckung der vom menschlichen Bewußtsein und Geist unabhängig vorhandenen Verhältnissen im Universum.

 

Denn aus der beobachtbaren Tatsache, dass eine große Masse wie die Sonne die Bahnen des Lichtes ablenken und krümmen kann, lässt sich nicht die abstrakte Aussage folgern, dass der Raum bzw. die geometrische Struktur des Raumes selbst auch gekrümmt werden. Diese abstrakte und nicht von der Beobachtung und Erfahrung selbst abge-deckte Folgerung kann man nur ziehen, wenn man schon zuvor angenommen hat, dass die geometrische Struktur des Raumes variabel ist und dass sie per definitionem immer den Bahnen des Lichtes folgt. Das aber ist eine kontraintuitive und willkürliche theoretische Annahme bzw. eine abstrakte und willkürliche Definition des Begriffes vom Raum, die nicht unseren gewohnheitsmäßigen Erfahrungen von den lebensweltlichen Verhältnissen des erfahrbaren Raumes ent-spricht, in dem Menschen leben, kommunizieren und kooperieren.

 

Außerdem darf man doch fragen, was in diesem Zusammenhang die Rede von einer vermeintlichen Krümmung des Raumes bedeuten soll. Denn wir können doch dann und nur dann davon sprechen, dass die von der Masse der Sonne abgelenkten Bahnen des Lichtes gekrümmt erscheinen und gekrümmt sind, wenn wir schon über die Vorstellung von einer geraden Linie verfügen und die Vorstellung von einer dreidimensionalen geometrischen Struktur des Raumes (aus drei sich im Winkel von 90 Grad senkrecht kreuzenden geraden Linien) kennen und verstehen, im Vergleich zu denen die beobachteten Bahnen des Lichtes gekrümmt erscheinen und vermutlich auch gekrümmt sind. Denn der sprachliche Begriff und die anschauliche Vorstellung der Krümmung (gekrümmte Linie) setzt den sprachlichen Begriff und die anschauliche Vorstellung von einer Geraden (gerade Linie) voraus.

 

Doch die Einstein'sche Hypothese, dass die Lichtgeschwindigkeit eine absolute Obergrenze ist und also von keiner noch so schnellen Bewegung von Materieteilchen überschritten werden kann, ist durchaus vereinbar mit einem klassischen Verständnis vom absoluten dreidimensionalen Raum und von der absoluten und irreversiblen Zeit. Diese Einstein'sche Hypothese spricht an und für sich genommen nicht für eine relativistische Raum-Zeit.

 

Dass sich das bisher beobachtete und gemessene Licht bis zum gegenwärtigen Stand der Physik mit einer bisher an-scheinend noch nicht überschrittenen Geschwindigkeit, durch den lebensweltlichen Raum der phänomenologischen Mesophysik auf der Erde und durch den schier unendlichen Raum des Universums bewegt und also bisher vermutlich noch nicht von subatomaren Teilchen der Mikrophysik oder von interstellaren Objekten der Makrophysik nachweisbar überschritten werden konnte, bedeutet jenfalls nicht, dass die Lichtgeschwindigkeit im Prinzip niemals überschritten werden kann. Denn sonst wäre es keine empirische Hypothese mehr, sondern ein unbeweisbares metaphysisches Axiom oder Dogma der Relativitätstheorie. Sicher ist nur, dass bisher von menschlichen Forschern anscheinend noch nichts wiederholt beobachtet werden konnte bzw. definitiv entdeckt worden ist, das die Lichtgeschwindigkeit nachweis-lich überschritten hat.

 

Diese epistemologische Überlegung setzt übrigens nicht nur die Existenz einer linearen Reihe von objektiven und irreversiblen Früher-Später-Relationen der Zeit voraus, sondern auch die Existenz von intersubjektiven zeitlichen Erfahrungen der Vergangenheit, Gegenwart und Zukunft in der lebensweltlichen Mesowelt. Die Irreversibilität der Früher-Später-Relationen der objektiven Zeit und die Dreidimensionalität des objektiven Raumes sind ontologische Bedingungen nicht nur der Möglichkeit der subjektiven und intersubjektiven Vorstellungen der Zeitlichkeit meiner bewussten Anschauungen und Erlebnisse, sondern auch der Möglichkeit der subjektiven und intersubjektiven Vorstellungen der Dreidimensionalität des Erlebnis- und Bewegungsraumes. Menschliche Forscher können sich dieser lebensweltlichen Vorstellungen von Raum und Zeit jedoch nicht entledigen, wenn sie in der Lebenswelt empirisch forschen und dazu physikalische Experimente erfinden und durchführen.

 

Daher scheint es sich bei der modernen Relativitätstheorie mehr um einen Paradigmenwechsel in der Physik zu han-deln, der auf der raffinierten Erfindung einer neuen, aber hoch spekulativen physikalischen Kosmologie basiert und der dazu willkürlich neue axiomatische und begriffliche Voraussetzungen einführt. Zur Erklärung der modernen Relativitäts-theorie werden immer wieder spekulative Gedankenexperimente über erfundene kontrafaktische Zeit-messungen oder fiktionale Zeitreisen mit Hilfe von mechanischen Uhren bei besonders schnellen Geschwindigkeiten in Annhäherung an die Lichtgeschwindigkeit ihrer Bewegung im Raum verwendet.

 

Diese Gedankenexperimente bewegen sich jedoch nur im Reich der spekulativen Phantasie der Science-Fiction-Narrative, denn diese hohen Geschwindigkeiten mit Annäherung an die absolute und konstante Lichtgeschwindigkeit von materiellen Teilchen und Körpern sollen doch aufgrund der Grundannahmen der Relativitätstheorie aus physika-lischen Gründen gar nicht wirklich erreicht werden können. Deswegen scheint es mir sehr fraglich zu sein, ob es sich bei der modernen Relativitätstheorie wirklich um eine zuverlässige Entdeckung der wirklichen Verhältnisse im Universum handelt.

 

Nun wissen wir zwar aus experimentellen Erfahrungen der modernen Raumfahrt, dass das gewöhnliche menschliche Erleben eines dreidimensional ausgedehnten Raumes und einer irreversiblen Zeit verloren gehen kann. Denn wenn Astronauten in der Schwerelosigkeit relativ zu ihrer Raumstation langsam durch das Weltall schweben oder schnell von ihr weg fliegen sie dabei auch um ihre eigene fühlbare Körperachse taumeln, sodass sie keine visuellen Fixpunkte mehr zu ihrer Orientierung im All fixieren können. Unter solchen dramatischen Umständen der erlebten Schwerelosigkeit im Weltall gibt es dann aber für sie dort auch kein bleibendes und objektives räumliches Oben und Unten mehr, wie auf der Erde, wo immer und überall die Schwerkraft wirkt, sondern nur noch ein Oben und Unten, Vorne und Hinten, Rechts und Links in Relation zur Mitte ihres eigenen Körpers und ihrer leiblichen Selbsterfahrung.

 

Kants Subjektivierung der Anschauung und Erfahrung vom dreidimensionalen Raum und vom irreversiblen Zeitverlauf als apriorischen Formen der menschlichen Anschauung verkennt also die humane Abhängigkeit der genealogischen Entstehung dieser subjektiven und intersubjektiven Anschauungsformen von objektiven lebensweltlichen Normal-bedingungen, die durch die lebensweltliche Raumerfahrung, die lebensweltliche Zeiterfahrung, die Erfahrung von Bewegung auf lebensweltlichen Wegen, die Erfahrung von lebensweltlichen Horizonten und die Erfahrung der lebensweltlichen Schwerkraft konstituiert werden. Außerdem berücksichtigt Kant nur die subjektive Zeiterfahrung eines irreversiblen Verlaufes in linearen Früher-Später-Relationen und berücksichtigt nicht die subjektive und potentiell intersubjektiv teilbare Zeiterfahrung einer narrativ erinnerten Vergangenheit, einer erlebten Gegenwart und einer erwarteten oder erhofften Zukunft.

 

Daher ist es zwar zutreffend, dass wir die gewöhnliche und lebensweltliche Raumerfahrung einer dreidimensionalen Raumstruktur und eines irreversiblen Zeitverlaufes in linearen Früher-Später-Relationen nicht einfach auf die schier unendlichen kosmischen Verhältnisse von Raum und Zeit im ganzen Universum übertragen können. Doch die Annahme von einer Krümmung der einheitlichen Raum-Zeit durch große Massen aus Materie und Energie bleibt abhängig von der willkürlichen definitorischen Einführung der Lichtbahnen als Maßstäben für die Geometrie der Raumzeit. Somit bleibt diese theoretische Annahme nur die Erfindung einer kontraintuitiven Hypothese, die wegen der wechselseitigen Bezogenheit der Begriffe und Vorstellungen von einer geraden bzw. einer gekrümmten Bahn oder Linie von der gewöhnlichen und lebensweltlichen Raumerfahrung abhängig bleiben. Von einer physikalischen Entdeckung der wirklichen Verhältnisse im Univesum kann daher vernünftigerweise keine Rede sein.

 

Newton, Leibniz und Kant sind weder empirisch überwunden noch experimentell widerlegt. Die Frage nach den metaphysischen, phänomenologischen und lebensweltlichen Anfangsgründen der Naturwissenschaften bleibt aktuell.

 

 

Heidelberg, März-April 2020

 

 

 


 

 

Ausgewählte Literatur zur Naturphilosophie

 

 

Immanuel Kant, Kritik der Urteilskraft, Hamburg: Meiner 1974

 

Charles Darwin, Die Abstammung des Menschen, Stuttgart: Kröner 1966

 

Nicolai Hartmann, Teleologisches Denken, Berlin: de Gruyter 1951.

 

Ernst Mayr, Evolution und die Vielfalt des Lebens, Berlin / Heidelberg: Springer 1979

 

ders., Eine neue Philosophie der Biologie, München: Piper 1991

 

ders., Das ist Biologie. Die Wissenschaft des Lebens, Heidelberg: Spektrum 1997

 

ders., Konzepte der Biologie, Stuttgart: Hirzel 2005

 

ders., Das ist Evolution, München: Goldmann  2005

 

McLaughlin, Peter, Kants Kritik der teleologischen Urteilskraft, Bonn: Bouvier 1989

 

Robert Spaemann / Reinhard Löw, Natürliche Ziele. Geschichte und Wiederentdeckung des teleologischen Denkens, Stuttgart: Klett-Cotta 2005