warum ist die physik so erfolgreich? in der welt geht es mit rechten dingen zu! b. kanitscheider wir...

Warum ist die Physik so Warum ist die Physik so erfolgreich?erfolgreich?

„„In der Welt geht es mit rechten Dingen zu!“ In der Welt geht es mit rechten Dingen zu!“ B. KanitscheiderB. Kanitscheider

„„Wir irren uns empor!“ Wir irren uns empor!“ G. VollmerG. Vollmer

Warum ist die Physik so erfolgreich?Warum ist die Physik so erfolgreich?

Konzentration auf einfache SystemeKonzentration auf einfache Systeme Hypothesen müssen an der Erfahrung scheitern können!Hypothesen müssen an der Erfahrung scheitern können! Experiment als Gerichtshof der NaturgesetzeExperiment als Gerichtshof der Naturgesetze Evolution ist konstitutiv für alles im UniversumEvolution ist konstitutiv für alles im Universum Suche nach „ewigen“ Prinzipien“Suche nach „ewigen“ Prinzipien“

Physik ist das Paradebeispiel für den Prozesscharakter der ForschungPhysik ist das Paradebeispiel für den Prozesscharakter der Forschung

Nach dem Experiment ist vor dem ExperimentNach dem Experiment ist vor dem Experiment

„„Wir können die ganz große Geschichte erzählen“Wir können die ganz große Geschichte erzählen“

Das moderne Bild von der Welt basiert auf der Physik Das moderne Bild von der Welt basiert auf der Physik

Wie man es auch dreht und wendet: Physik - Physik - PhysikWie man es auch dreht und wendet: Physik - Physik - Physik

Die Teile & das Ganze

Das ganze Bild auf einen BlickDas ganze Bild auf einen Blick

Erst kommt der Urknall und dann kommt die MoralErst kommt der Urknall und dann kommt die Moral

Urknall

Hintergrundstrahlung

Galaxien/Sterne

PlanetensystemErdeDNS

Leben

Bewusstsein

Mensch/Sprache

Gesellschaft

Kultur Religion

Moral

Elementar-teilchen

QuantentheorieRelativitätstheorie

Chemie/MolekularbiologieBiologie

Neurowissenschaften

Kognitionswissenschaften Soziobiologie

Fluktuationsgenerator

Fluktuationsverstärker

Heiss dicht homogen Kalt dünn geklumpt

Kurze Geschichte des Universums

Pfeile und Kreisläufe: Zeit und Zufall

Evolution1

Evolution2

Machen wir es kurz …Machen wir es kurz …

Physik/Technik

Ein Ergebnis von 400 Jahren erfolgreicher Physik! Ein Ergebnis von 400 Jahren erfolgreicher Physik! Ein Planet wird beleuchtet!Ein Planet wird beleuchtet!

46 Größenordnungen !

Vom Helium zum Higgs-Feld

1028m1010-18-18 m m

Gassner, Lesch & Arenhövel Publ. in: Int. J. Theor. Phys., 47, 438, 2008 & Astrophysical Journal 685, 681, 2008

Physik ist die Form der

Physik ist experimentelle PhilosophiePhysik ist experimentelle Philosophie

NATURALISMUSNATURALISMUS

EXPERIMENT & THEORIEEXPERIMENT & THEORIEREDUKTIONREDUKTION

NATURGESETZENATURGESETZEEVOLUTIONEVOLUTION

ARBEIT – STURHEIT- NEUGIER ARBEIT – STURHEIT- NEUGIER

GLÜCK DER TÜCHTIGENGLÜCK DER TÜCHTIGEN

Naturalismus als naturphilosophisch-anthropologische Naturalismus als naturphilosophisch-anthropologische PositionPosition

1. Universeller Anspruch 1. Universeller Anspruch 2. Beschränkung der zur Beschreibung & Erklärung zugelassenen Mittel2. Beschränkung der zur Beschreibung & Erklärung zugelassenen Mittel 3. Evolutionärer Charakter3. Evolutionärer Charakter 4. Entwirft ein kosmisches Gesamtbild4. Entwirft ein kosmisches Gesamtbild 5. Weist dem Menschen einen bestimmten Platz zu5. Weist dem Menschen einen bestimmten Platz zu 6. Fähigkeiten des Menschen sind evolutionär, naturalistisch erklärbar6. Fähigkeiten des Menschen sind evolutionär, naturalistisch erklärbar

Naturalismus ist Naturalismus ist

eine Hintergrundannahme, eine Hintergrundannahme,

ein Weltbild, ein Weltbild,

ein forschungsleitendes Paradigma, ein forschungsleitendes Paradigma,

eine metaphysische Grundentscheidung.eine metaphysische Grundentscheidung.

Es gibt eine Einheit der Natur, die sich in einer Einheit Es gibt eine Einheit der Natur, die sich in einer Einheit der Wissenschaft spiegeln könnte.der Wissenschaft spiegeln könnte.

Einheit der Natur: materiell –energetisch, zusammenhängend, ohne transzendente Instanzen

Einheit der Gesetze: Für die gesamte Natur gilt eine einzige fundamentale Theorie (QM?)

Einheitlichkeit der Objekte: Alle natürlichen Objekte sind aus Elementarbausteinen aufgebaut,

die in nur wenige Klassen fallen

Allheit der Objekte: Die Welt als Ganzes kann man als ein einziges Objekt ansehen.

Einheit der Erfahrung: Alle Erfahrungen lassen sich als widerspruchsfrei in eine einheitliche Raumzeit einbetten.

Einheit von Mensch & Natur: Auch der Mensch als erkennendes Subjekt ist Teil der Natur in genetischer Kontinuität mit den Tieren, damit letztendlich auch mit den unbelebten Systemen.

(C.F. von Weizsäcker)

Für den Naturalisten ist die Idee von der Einheit der Natur richtungweisend!

Was sind Naturgesetze?Was sind Naturgesetze?

Regelmäßigkeiten im Verhalten realer SystemeRegelmäßigkeiten im Verhalten realer Systeme Mathematische Formulierungen natürlicher VorgängeMathematische Formulierungen natürlicher Vorgänge C.F. von Weizsäcker: „Im mathematischen Naturgesetz verstehen C.F. von Weizsäcker: „Im mathematischen Naturgesetz verstehen

wir genau das, was überhaupt an ihr verstanden werden kann.“ wir genau das, was überhaupt an ihr verstanden werden kann.“

Hypothese Hypothese ↔ ↔ Experiment Experiment ↔ Theorie ↔ Gesetz↔ Theorie ↔ Gesetz Was bleibt beim Rückgang und Durchgang durch die Natur und ihre Was bleibt beim Rückgang und Durchgang durch die Natur und ihre

Geschichte? Das Letzte: Mathematische Naturgesetze! Geschichte? Das Letzte: Mathematische Naturgesetze!

Das Übellauert immer und überall:

die Mathematik

0

ii q

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Lagrangesche Gleichungen

4Ediv

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1Erot

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Maxwellgleichungen

Zeitabhängige Schrödingergleichung

tiU

m22

2

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2

1R

Einstein´sche Feldgleichungen

Mittelbeschränkung – nur mit rechten DingenMittelbeschränkung – nur mit rechten Dingen

Nur so viel Metaphysik wie nötigNur so viel Metaphysik wie nötig So viel Realismus wie möglichSo viel Realismus wie möglich Verzicht auf teleologische ErklärungsmusterVerzicht auf teleologische Erklärungsmuster Mittelbeschränkung ist programmatischMittelbeschränkung ist programmatisch Sparsamkeitsprinzip (Ockhams Razor, Denkökonomie)Sparsamkeitsprinzip (Ockhams Razor, Denkökonomie) Konkurrenz von Hypothesen, Modellen, TheorienKonkurrenz von Hypothesen, Modellen, Theorien

SparsamSparsam

EinfachEinfach

ElementarElementar

Pragmatisch – Programmatisch - AntidogmatischPragmatisch – Programmatisch - Antidogmatisch

Thesen des NaturalismusThesen des Naturalismus Nur so viel Metaphysik wie nötig Nur so viel Metaphysik wie nötig

Ohne metaphysische Annahmen geht es nicht, auch nicht in der Ohne metaphysische Annahmen geht es nicht, auch nicht in der Wissenschaft. Wissenschaft.

Der kritische Rationalismus lehnt die Metaphysik auch nicht völlig ab, Der kritische Rationalismus lehnt die Metaphysik auch nicht völlig ab, sucht sie aber von der Erfahrungswissenschaft abzugrenzen:sucht sie aber von der Erfahrungswissenschaft abzugrenzen:

„„Eine empirisch-wissenschaftliche Theorie muss an der Erfahrung Eine empirisch-wissenschaftliche Theorie muss an der Erfahrung

scheitern können!“ (Poppersche Falsifizierung)scheitern können!“ (Poppersche Falsifizierung)

Wie viel Metaphysik ist nötig? Wie viel Metaphysik ist nötig? nötig für Forschungnötig für Forschung nötig für Erkenntnisfortschrittnötig für Erkenntnisfortschritt nötig fürs Lebennötig fürs Leben

Thesen des NaturalismusThesen des Naturalismus Nur so viel Metaphysik wie nötig Nur so viel Metaphysik wie nötig

MinimalmetaphysikMinimalmetaphysik

Annahme einer Annahme einer

bewusstseinsunabhängigen,bewusstseinsunabhängigen,

strukturierten,strukturierten,

zusammenhängenden Welt.zusammenhängenden Welt.

Partielle Erkennbarkeit durchPartielle Erkennbarkeit durch

WahrnehmungWahrnehmung

Erfahrung => Erfahrung => Hypothetischer RealismusHypothetischer Realismus

Intersubjektive WissenschaftIntersubjektive Wissenschaft

Thesen des NaturalismusThesen des NaturalismusSo viel Realismus wie möglichSo viel Realismus wie möglich

Im Gegensatz zu anderen Positionen kann der Realist insbesondere Im Gegensatz zu anderen Positionen kann der Realist insbesondere folgende Fragen beantworten:folgende Fragen beantworten:

Warum gehen nicht alle unsere Wünsche in Erfüllung?Warum gehen nicht alle unsere Wünsche in Erfüllung?

Warum gelingt uns nicht alles, was wir anstreben?Warum gelingt uns nicht alles, was wir anstreben?

Woran scheitern wissenschaftliche Theorien?Woran scheitern wissenschaftliche Theorien?

Thesen des NaturalismusThesen des NaturalismusSo viel Realismus wie möglichSo viel Realismus wie möglich

Antwort des RealistenAntwort des Realisten

Weil die Welt anders ist, als wirWeil die Welt anders ist, als wir

erhofften,erhofften,

vermuteten,vermuteten,

erwarteten.erwarteten.

Warum liefern unabhängige Meßmethoden für Naturkonstanten Warum liefern unabhängige Meßmethoden für Naturkonstanten dieselben Werte?dieselben Werte?

Warum erweist sich von konkurrierenden Theorien in der Regel eine als Warum erweist sich von konkurrierenden Theorien in der Regel eine als allen anderen überlegen?allen anderen überlegen?

Antwort des Realisten:Antwort des Realisten: Konvergenz der Forschung erklärt sich durch die Konvergenz der Forschung erklärt sich durch die Einzigartigkeit der von uns untersuchten realen WeltEinzigartigkeit der von uns untersuchten realen Welt

Thesen des Naturalismus Thesen des Naturalismus So viel Realismus wie möglichSo viel Realismus wie möglich

Warum ist unsere Suche nach Invarianten, etwa nach Warum ist unsere Suche nach Invarianten, etwa nach Naturkonstanten, allgemeinen Naturgesetzen oder Naturkonstanten, allgemeinen Naturgesetzen oder

Erhaltungsgrößen so erfolgreich?Erhaltungsgrößen so erfolgreich?

Antwort des Realisten: Antwort des Realisten:

Invarianzen sind der Hinweis für die Objektivität von Invarianzen sind der Hinweis für die Objektivität von Erkenntnissen, also auf ihren Wirklichkeitsbezug und ihre Erkenntnissen, also auf ihren Wirklichkeitsbezug und ihre

Unabhängigkeit vom erkennenden Subjekt.Unabhängigkeit vom erkennenden Subjekt.

Bei der Erforschung der Natur ist die empirische Bei der Erforschung der Natur ist die empirische Methode allen anderen überlegenMethode allen anderen überlegen

Theorie ↔ ErfahrungTheorie ↔ ErfahrungUnmittelbare Erfahrung führt nicht direkt auf TheorieUnmittelbare Erfahrung führt nicht direkt auf Theorie

Versuch und IrrtumsbeseitigungVersuch und Irrtumsbeseitigung

Irrtum die Regel, die Wahrheit die Ausnahme

Hypothesen werden krítisch geprüft. Soweit möglich werden sie dazu an der Erfahrung überprüft

Beobachtungen – Messungen – gezielte Experimente


Empirische Prüfung faktischer Aussagen ist eine besonders strenge

Form der Kritik => Empirie dort wo sie tatsächlich anwendbar sind.

„Wir irren uns empor“ (G. Vollmer)


Überlegenheit der empirischen Methode beruht auf der Schärfe der

kritischen Instrumente

Mit Natur im Sinne des Naturalismus befassen sich nicht nur die Naturwissenschaften, sondern auch Geisteswissenschaften.

In einer Hierarchie jedoch, in der Wissenschaften auf anderen aufbauen, stehen die Naturwissenschaften ganz unten, und die

PHYSIK bildet dort das Fundament.

Alle realen Systeme - einschließlich des Kosmos als Alle realen Systeme - einschließlich des Kosmos als Ganzen – unterliegen der Evolution.Ganzen – unterliegen der Evolution.

Moderner Naturalismus ist evolutionärer Naturalismus!

Jede Entwicklung kann einen Anfang und ein Ende haben.

SELBSTORGANISATION Bildung von komplexen Strukturen „von unten“ Verwirklichung des naturalistischen Programms

Das Universum als Das Universum als Selbstorganisationsprozess Selbstorganisationsprozess

Zeitsymmetrische Naturgesetze (Urknall)Zeitsymmetrische Naturgesetze (Urknall) Kleine Abweichungen erzeugen neue Möglichkeiten Kleine Abweichungen erzeugen neue Möglichkeiten

(Fluktuationen)(Fluktuationen) Instabilitäten versuchen Ungleichgewichte auszugleichen Instabilitäten versuchen Ungleichgewichte auszugleichen

(Bildung von Galaxien)(Bildung von Galaxien) Energieflüsse treiben die Welt (Kernfusion in Sternen, Strahlung)Energieflüsse treiben die Welt (Kernfusion in Sternen, Strahlung) Kritische Situationen treiben EntscheidungenKritische Situationen treiben Entscheidungen Im Meer der Unordnung entstehen Inseln der Ordnung (Planeten, Im Meer der Unordnung entstehen Inseln der Ordnung (Planeten,

Leben, Intelligenz)Leben, Intelligenz)

Evolutionsgedanke verbindet viele wissenschaftliche DisziplinenEvolutionsgedanke verbindet viele wissenschaftliche Disziplinen

Entwicklung verschiedener Systeme wird als Teil oder Phasen einer Entwicklung verschiedener Systeme wird als Teil oder Phasen einer universellen Evolution angesehen und eingeordnetuniversellen Evolution angesehen und eingeordnet

=> Evolution fördert die Einheit der Wissenschaft!=> Evolution fördert die Einheit der Wissenschaft!


Ausdehnung des evolutionären Paradigmas nach unten ist unproblematisch

Entstehung von Leben aus einfachen Bausteinen

Evolutive Entstehung des Menschen: eine von vielen biologischen Arten


Naturalismus ist immer Erklärung „von unten“


Der Evolutionsgedanke verbindet viele wissenschaftliche Disziplinen miteinander:

Indem der dazu anregt, die Entwicklung verschiedener Systeme als Teile oder Phasen einer universellen Evolution anzusehen und einzuordnen, trägt

er zur Einheit der Wissenschaft bei.

Komplizierte Systeme be- und entstehen aus Komplizierte Systeme be- und entstehen aus einfacheren Teilsystemen einfacheren Teilsystemen

Die Evolution hat nicht mit komplexen Systemen oder besonders komplizierten Supersystemen begonnen, die nun allmählich zerfallen und dabei mehr und mehr Eigenschaften verlieren

(von wegen früher war alles besser!).

Es ist genau umgekehrt:

Die komplizierteren Systeme entstehen später und zeigen Eigenschaften, die keines der Teilsysteme je besaß.


Wenn komplizierte Systeme aus einfachen entstehen, dann liegt der Versuch nahe, die emergenten Eigenschaften aus denen der Teilsysteme zu erklären, erstere auf letztere zurückzuführen,

zu reduzieren.

Der Naturalist steht dem Reduktionismus nahe, ohne unauflöslich an ihn gebunden zu sein.


Sind die realen Systeme immer weiter teilbar, oder gibt es eine untere Grenze der Teilbarkeit?

Eine endgültige Antwort wird es nie geben, denn wir können nicht herausfinden, ob unsere Unfähigkeit Elementarbausteine weiter

zu zerlegen, prinzipielle oder nur praktische Gründe hat.

Zur Zeit: Materie besteht aus Quarks und Leptonen

(punktförmig und unteilbar)

Die reale Welt ist zusammenhängend und Die reale Welt ist zusammenhängend und quasi-kontinuierlich quasi-kontinuierlich

Kontinuität: Keine Sprünge,zusammenhängend mit der

Umgebung, wechselwirkend:die realen Systeme

Raum & Zeit sind kontinuierlicheParameter, die sich hervorragendbewährt haben.

Achtung: Über völlig isolierte Systeme können wir nicht nichts erfahren,denn sie sind mit uns als Beobachtern in keiner Wechselwirkung.

Die Existenz isolierter Objekte kann man risikolos behaupten oder bestreiten, eine Widerlegung ist nicht möglich

Aus Sparsamkeitsgründen nimmt der Naturalist jedoch eine räumlich und zeitlich zusammenhängende Welt an!

Die reale Welt ist zusammenhängend und Die reale Welt ist zusammenhängend und quasi-kontinuierlich quasi-kontinuierlich

Aber: die Prozesse, mit denen wir zu tun haben, könnten durchaus sprunghaft verlaufen

Scheinbare Diskontinuitäten

Quantensprünge, Mutationen, Phasenübergänge, Bekehrungserlebnisse,Katastrophen, Revolutionen.

Meistens kann man bei genauerer Betrachtung die vermeintlich als sprunghaftEmpfundenen Vorgänge als zwar sehr schnell, aber doch als stetig

Identifizieren.

DIES GILT NICHT FÜR QUANTENEREIGNISSESIE BRINGEN EIN UNSTETIGES ELEMENT IN UNSERE WELT

(Radioaktiver Zerfall, Übergänge im Atom, etc…)

DESHALB QUASI-KONTINUITÄT!

Was ist für den Naturalismus unabdingbar?Was ist für den Naturalismus unabdingbar?

Alle Thesen sind als Arbeitshypothesen zu verstehensie sind kritisierbar und korrigierbar, einige indirekt prüfbar.

Naturalist ist bereit, seine Postulate zu überdenken und nötigenfalls zu ändern oder zu ergänzen

kritischer Rationalismus.

Programmatische Forderungen sind Nur so viel Metaphysik wie nötig

Mindestrealismus Primat von Materie-Energie

Aufbau realer Systeme aus einfacheren Teilen Keine erfahrungstranszendenten Instanzen

Deshalb keine Wunder Auch die geistigen Leistungen des Menschen führen nicht über die

Natur hinaus

Warum ist die Physik so erfolgreich?Warum ist die Physik so erfolgreich?

Konzentration auf einfache SystemeKonzentration auf einfache Systeme Hypothesen müssen an der Erfahrung scheitern können!Hypothesen müssen an der Erfahrung scheitern können! Experiment als Gerichtshof der NaturgesetzeExperiment als Gerichtshof der Naturgesetze Evolution ist konstitutiv für alles im UniversumEvolution ist konstitutiv für alles im Universum Suche nach „ewigen“ Prinzipien“Suche nach „ewigen“ Prinzipien“

Physik ist das Paradebeispiel für den Prozesscharakter der ForschungPhysik ist das Paradebeispiel für den Prozesscharakter der Forschung

Nach dem Experiment ist vor dem ExperimentNach dem Experiment ist vor dem Experiment

„„Wir können die ganz große Geschichte erzählen“Wir können die ganz große Geschichte erzählen“

warum ist die physik so erfolgreich? in der welt geht es mit rechten dingen zu! b. kanitscheider wir...

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