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Kultur

"Was nützt eine Theorie, die nicht prüfbar ist?"

In der Quantenphysik ist alles relativ: Brauchen wir ein neues Weltbild? Professor Gert-Ludwig Ingold erklärt, warum bei der Suche nach der "Weltformel" Beobachten, Messen und Beschreiben durch nichts zu ersetzen sind.

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Die Sonne - eine Photonenquelle


DW-WORLD : Hat die unbeobachtete Welt Eigenschaften? Oder erhält sie erst welche, wenn man sie beschreibt – ist womöglich "der Mensch das Maß aller Dinge"?

Gert-Ludwig Ingold: Nein, ich glaube nicht, dass der Mensch das Maß aller Dinge ist. Die Natur existiert auch ohne uns und die Vorgänge in der Natur laufen auch ab, ohne dass wir hinsehen. Die Welt hat eine gewisse Dynamik, und diese Dynamik wird durch alle Prozesse, die in der Welt ablaufen, beeinflusst.

In der klassischen Physik kann ich aus dem Fenster gucken und ein Phänomen beschreiben, das ich da draußen sehe, ohne dass sich daran irgendetwas ändert. In der Quantenmechanik ist es jedoch möglich, dass ich mit einer Messung das System beeinflussen kann.

Liegt unserem Weltenlauf eine Erwartungshaltung zugrunde oder gibt es im Zeitalter der Quantenmechanik nur noch Chaos und keine Notwendigkeit mehr?

Doch, in der klassischen Welt gibt es einen ganz massiven Anteil von Prozessen und Systemen, die deterministisch und deshalb über gewisse Zeiträume vorhersagbar sind. Sonst könnten wir in der Welt wahrscheinlich gar nicht vernünftig leben. Die Planetenbewegung gehört zum Beispiel zu den Phänomenen, die man sehr vorausberechnen kann.

Daneben gibt es aber andere Systeme – zum Beispiel ökonomische Prozesse wie die Börse -, die man relativ schlecht vorhersagen kann. Aber selbst mit der Quantenmechanik löst sich nicht alles in Unbestimmtheit auf. Auch hier können wir Wahrscheinlichkeitsaussagen machen. Wenn das nicht der Fall wäre, dann wäre es überhaupt nicht mehr möglich, physikalische Theorien zu überprüfen und bei einem Experiment eine Vorhersage über den Ausgang zu treffen.

Kann man diese Vorhersagen nur machen, weil wir uns überlegt haben, wie sie sein werden, oder weil es Mechanismen gibt, die wie ein Naturgesetz immer gleich ablaufen?

Die Naturgesetze lernen wir zunächst als Erfahrungstatsachen kennen, die wir entweder mit Hilfe umgangssprachlicher Begriffe oder mit Hilfe der Mathematik beschreiben. Sobald wir eine adäquate theoretische Beschreibung gefunden haben, können wir auf dieser Basis Vorhersagen zu machen.

Aber selbst dann, wenn wir in der Welt chaotische Elemente beobachten, bricht für den Physiker die Welt noch nicht zusammen. Sondern dann geht es darum, möglichst viele gültige Aussagen zur Beschreibung dieses chaotischen Systems zu finden - so wie in der Quantenmechanik, wo man nicht genau den Ausgang eines Experimentes vorhersagen kann, aber mit einer gewissen Wahrscheinlichkeits-Annahme arbeitet.

Reicht das aus, um gültige Aussagen zu machen?

Seit rund 400 Jahren betreiben wir die Physik auch auf mathematischem Niveau. Wenn man sich die Erfolge, die seit Galilei erreicht wurden, vor Augen hält, dann zeigt das deutlich, dass man die Natur verstehen und gültige Aussagen machen kann. Daran ändert auch die Quantenmechanik nichts.

Das wirklich Erstaunliche ist, dass das auch im mikroskopisch kleinen Bereich funktioniert. Dass wir, wenn wir von der klassischen in die quantenmechanische Welt gehen, die Natur immer noch verstehen, ist schon verblüffend. Das zeigt aber auch, dass auch diese Welten verlässlich sind und etwas "dahinter ist".

Hat die Quantenphysik Auswirkungen auf unser Verständnis von Vergangenheit, Gegenwart und Zukunft?

Mit der Zukunft ist das so eine Sache: Man hat heutzutage nicht mehr den Determinismus, an den man noch im 18. Jahrhundert geglaubt hat. Damals hat man gedacht, dass man - wenn man den aktuellen Zustand des Universums en detail kennt - genau vorherbestimmen kann, wie sich die Welt weiterentwickeln wird. Zwei Argumente sprechen dagegen: Das eine ist der In-Determinismus, also die Unbestimmtheit, die die Quantenmechanik zulässt. Der andere Aspekt ist der, dass sich chaotische Systeme nur für sehr begrenzte Zeiträume vorhersagen lassen. Das kennt man vom Wetter.

Es gibt Dinge und Variablen in der Welt, die offenbaren sich nicht jedem. Aber wer die "Weltformel" sucht, muss sie kennen. Lesen Sie weiter auf Seite 2.



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