Erkenntnis, Wissenschaft und Gesellschaft

Was ist Wissenschaft heute? Wie wichtig ist die Wissenschaft für unsere Gesellschaft, und wie beeinflusst sie unser Welt‐ und Menschenbild? Was sind die Triebkräfte der Wissenschaft, und was verbindet so unterschiedliche Disziplinen wie Philosophie, Infektionsforschung und Kosmologie? Um diese Fragen geht es in diesem Band in 13 Beispielen, die versuchen, etwas von der Lebendigkeit und Faszination der Wissenschaft heute zu vermitteln. Wir argumentieren, dass es trotz der Vielfalt der Disziplinen und der Ausdifferenzierung in den Disziplinen eine gemeinsame „Kultur der Wissenschaft“ gibt. Sie wird wesentlich bestimmt durch grundlegende methodische Standards, die alle Disziplinen erfüllen müssen, um als Wissenschaften gelten zu können.

Der Wissensbegriff ist einer der Schlüsselbegriffe dieses Buches. Sowohl im Alltag als auch in den Wissenschaften ist er nahezu allgegenwärtig. Intuitiv scheint uns vollkommen klar zu sein, was damit gemeint ist. Doch diese scheinbare Klarheit ist trügerisch: Sie besteht nur, wenn man nicht näher über die Bedeutung dieses Begriffs nachdenkt. Sobald man es aber versucht, bemerkt man, dass er sich einer präzisen Definition hartnäckig – und bisher zumindest auch mit Erfolg – widersetzt. Warum das so ist, zeigen die folgenden Überlegungen.

Interpretation ist immer eine heikle Sache (Hans‐Georg Gadamer [1]).

Wikipedia skizziert den „Inhalt“ von Theodor Storms letztem Werk (1888) folgendermaßen: „In der Novelle Der Schimmelreiter geht es um die Lebensgeschichte von Hauke Haien, die der Schulmeister eines Dorfes einem Reiter in einer Kneipe erzählt. Die Deiche in Nordfriesland, wo die Geschichte spielt, spielen in Haukes Leben eine bedeutende Rolle. Am Ende stirbt Hauke mitsamt seiner Frau und seinem Kind einen tragischen Tod.“ [2].

„Scheitert der Euro, dann scheitert Europa“ lautete das Verdikt der Bundeskanzlerin Angela Merkel, mit dem sie in der Regierungserklärung vom 19. Mai 2010 ihre als alternativlos deklarierte Euro‐Rettungspolitik zu verteidigen suchte. Dies mag auf Resonanz bei vielen getroffen sein, die ein Scheitern des nach dem Zweiten Weltkrieg begonnenen, den Frieden und Wohlstand in Europa sichernden Integrationsprozesses nicht riskieren wollten und deshalb die Europapolitik der deutschen Bundesregierung – wenn auch mitunter mit Skepsis und Sorgen – mittrugen. Für Historiker, deren vornehmliches Interesse darin besteht, die Gegenwart in einen größeren geschichtlichen Zusammenhang einzuordnen, Erkenntnisse und Orientierungen für die Gegenwart zu liefern sowie die Veränderbarkeit von Abläufen aufzuzeigen und Einsichten in das Vorhandensein alternativer Handlungsspielräume zu vermitteln, sollte eine solche, als zwangsläufig oder unabänderlich dargestellte Aussage Anlass sein, den Blick zurück auf die Entstehung und Motive des europäischen Einigungsprozesses zu werfen und vor allem ähnliche Krisensituationen im Integrationsprozess zu untersuchen. Der folgende Beitrag geht in zwei Schritten vor: Zunächst soll am Beispiel der Motive des europäischen Integrationsprozesses gezeigt werden, dass und warum Historiker zu unterschiedlichen Ergebnissen bei der Erforschung der Vergangenheit gelangen; damit werden zugleich einige Grundzüge historischen Arbeitens erörtert. Anschließend wird am Beispiel von Krisen im europäischen Integrationsprozess dargelegt, inwieweit der Rückblick auf die Geschichte zu einer kritischen Bewertung der Probleme der Gegenwart beitragen kann.

Was ist eigentlich „Islamwissenschaft“? Muss man MuslimIn sein, um dieses Fach zu studieren oder zu lehren? Geht es dabei um Theologie, oder lernt man orientalischen Bauchtanz? Und kann man als Islamwissenschaftlerin auf alle Fragen antworten, die sich mit den verschiedenen Ausprägungen des Islams, der Geschichte und Entwicklung islamisch geprägter Kulturen von Marokko bis Indonesien seit dem 7. Jahrhundert befassen? Ist man als Vertreterin eines „kleinen Faches“, welches historisch und geografisch ein ungeheuer großes Gebiet umfasst und für das man mindestens zwei der relevanten Sprachen beherrschen sollte, zuständig sowohl für die Erklärung des islamischen Fundamentalismus als auch für die Beantwortung der Fragen, ob die Türkei der Europäischen Union beitreten sollte oder ob in Iran Atomwaffen produziert werden? Der folgende Beitrag soll Licht ins Dunkel bringen und zeigen, wie groß das Fach und wie vielfältig seine Themen sind.

In nicht wenigen Lebensbereichen sind individuelle Unterschiede im Verhalten, in einer Leistung, in Wissen oder Können oft Gegenstand von Vergleich oder gar Wettbewerb: von Schulprüfungen über PISA‐Tests bis hin zu beruflichen Abschlüssen, in Schachspiel oder TV‐Quizsendungen, in Kunstwettbewerben und erst gar im Sport. Allein wenn es um übergreifende psychische Eigenschaften wie Leistungen des Verstandes und intellektuelle Fähigkeiten geht, stehen vorgefasste Anschauungen von Gleichheit einer Anerkennung individueller Unterschiede bisweilen hartnäckig entgegen, auch wenn diese viel größer sind als Unterschiede im körperlichen Aussehen oder Auftreten. Dabei ist gerade Forschung zur menschlichen Intelligenz auch Forschung zu fairem Umgang mit diesen allemal bestehenden erheblichen individuellen Unterschieden.

Im alltäglichen Sprachgebrauch verwenden wir „Intelligenz“ als Sammelbegriff für „geistige Fähigkeit“, für Klugheit und Denkvermögen, Vernunft und Verstand. Das Wort leitet sich aus dem lateinischen intelligentia her, der Befähigung zur Einsicht und Erkenntnis, der Fähigkeit wahrzunehmen und zu erkennen (lateinisch intellegere). War man in der frühen psychologischen Intelligenzforschung ebenfalls von einem solchen Allgemeinbegriff ausgegangen, so musste man bald erkennen, dass Leistungen des Denkens und Erkennens, beim Lösen logischer Probleme, in der Begriffsbildung oder in der Planung von Handlungen viel komplexer zustande gebracht werden als aus einer einzigen „geistigen Fähigkeit“.

„Was Hänschen nicht lernt, lernt Hans nimmermehr“ und „Zum Lernen ist es nie zu spät“ – das sind die beiden Volksweisheiten, die man immer wieder hört, wenn es um Lernen und Gedächtnis geht. Im Alltag lassen sich Belege für beide Positionen beobachten: So haben die meisten von uns erfahren, dass das Lernen einer Fremdsprache in der Schule oder später nicht mehr genauso gut gelingt wie das Erlernen der Muttersprache. Andererseits ist es uns eine Selbstverständlichkeit, dass wir auch als Erwachsene noch Neues erlernen können, sei es im Beruf oder in der Freizeit.

Beobachtungen im Alltag bieten Anhaltspunkte für die eine oder andere Sichtweise, aber noch keine hinreichende Grundlage, um zwischen den einander widersprechenden Aussagen zur Lernfähigkeit des Menschen entscheiden zu können. Dazu benötigt man wissenschaftliche Untersuchungen, mit denen man die Grenzen der Lernfähigkeit und das Ausmaß der Veränderbarkeit des Nervensystems in verschiedenen Entwicklungsabschnitten genauer eingrenzen kann. Die Kognitiven Neurowissenschaften [1, 2] und die Kognitiven Entwicklungsneurowissenschaften [3] haben in den letzten Jahren mit vielfältigen Methoden und Untersuchungsansätzen die Lernfähigkeit und die Biologie der neuronalen Plastizität erforscht. Aus den Ergebnissen lassen sich verbindliche Antworten zu den eingangs gegenübergestellten Aussagen ableiten. Das vorliegende Kapitel gibt eine kurze Übersicht über diese Forschungsansätze.

Warum besonders virale Erreger für die Wissenschaft ein große Herausforderung darstellen und wie virale Erreger das menschliche Immunsystem überlisten, zeigen die folgenden Überlegungen. Das Kapitel beschreibt darüber hinaus an konkreten Beispielen erfolgreiche Gegenmaßnahmen im Kampf gegen Viren.

Als preislich wichtigster international gehandelter Rohstoff ist Erdöl von zentraler Bedeutung für Verkehr, Transport, Wärme, Elektrizitätsgewinnung, Landwirtschaft und chemische Industrie in allen modernen Gesellschaften. Der Beitrag zeigt gleichwohl, dass Erdölreichtum die Förderländer vor zahlreiche Probleme stellt. Das liegt nicht nur an den starken Preisschwankungen auf den Weltmärkten, sondern auch an den wirtschaftlichen, politischen, sozialen und ökologischen Effekten, die die Förderung des „schwarzen Goldes“ hervorrufen kann. Erdölreichtum ist per se weder Fluch noch Segen. Es bedarf sorgfältig abgewogener Entscheidungen von Wirtschaft und Politik, um bei Erdölreichtum die Entwicklung eines Landes voranbringen zu können. Gegenwärtig wird die wissenschaftliche Diskussion erneut von der hohen Schwankungsbreite des Erdölpreises sowie von den Folgen des weiteren Verbrauchs fossiler Energieträger für den Klimawandel bestimmt.

Die Menschen führen momentan ein großangelegtes geophysikalisches Experiment aus, das so weder in der Vergangenheit hätte passieren können noch in der Zukunft wiederholt werden kann. (Roger Revelle [1])

Bereits 1798 wurde in London ein Patent zum Verfahren der Gasturbine als Antriebsmaschine erteilt. Erst im Jahre 1938 ging das erste Gasturbinenkraftwerk in der Schweiz in seinen kommerziellen Betrieb. Im folgenden Jahr wurde das erste Flugzeug mit einer Gasturbine angetrieben. Seither ist die Gasturbine mit ihrer extrem hohen Leistung bei geringem Gewicht nicht mehr aus der Luftfahrt wegzudenken. Auch im Betrieb von Kraftwerken, die zur Netzunterstützung schnell angefahren werden müssen, ist sie unentbehrlich geworden. Kann eine Maschine, deren Funktionsprinzip seit über 215 Jahren bekannt ist und die seit über 75 Jahren zuverlässig betrieben wird, noch Objekt der aktuellen Wissenschaft und Forschung sein?

Einführend bedarf es zuerst einer kurzen Erläuterung der Geistes‐ und Naturwissenschaften in ihrem Verhältnis zu den Ingenieurswissenschaften. Vor allem gilt es jedoch, die Begriffe Wissenschaft und Forschung im Sinne der Erkenntnistheorie klarzustellen.

Neuartige, mechanisch hoch beanspruchbare Werkstoffe, Fernseher und Displays in brillanten Farben, neue energiesparende Beleuchtungssysteme, Solarzellen mit bisher nie erreichten Wirkungsgraden, Diagnostik, die Krankheiten in früheren Stadien erkennen kann, und Medikamente, die gezielt nur am Ort der Erkrankung wirken, sind Beispiele für Anwendungen von Nanopartikeln, die es bereits heute gibt oder die in Zukunft kommen werden. Der Beitrag beschreibt nach einer kurzen historischen Einführung die Chancen und Risiken dieser Schlüsseltechnologie des 21. Jahrhunderts.

Der Begriff „Chaos“ wurde von den Physikern Li und Yorke im Jahr 1975 eingeführt [1]. Er bezieht sich auf ein Phänomen innerhalb der mathematischen Theorie der dynamischen Systeme, einer Teildisziplin der Mathematik, die in den letzten Jahren breiten Einzug in viele angewandte Wissenschaften gehalten hat. Diese Theorie beschreibt die zeitliche Evolution von geschlossenen Systemen. Dabei besteht ein abgeschlossenes System aus einer (großen) Anzahl von Zuständen, die jeweils durch eine Kollektion von Zahlen beschrieben werden. Solche Systeme werden in der Mathematik seit Langem untersucht, wobei der Begriff „Chaos“ lange Zeit nicht auftauchte und auch kein entsprechendes Konzept betrachtet oder benötigt wurde. Der große französische Mathematiker Henri Poincaré löste ein himmelsmechanisches Problem, für dessen Lösung der schwedische König Oscar II. im Jahr 1887 einen Preis ausgelobt hatte. Im Rückblick könnte er der erste Mathematiker sein, der das Konzept des chaotischen Systems vermisst hat. Wegbereiter des Begriffes „Chaos“ wurde der US‐amerikanische Meteorologe Edward Lorenz, der an einem vereinfachten Modell die erstaunliche Erfahrung machte, dass das System sich extrem kompliziert entwickelte und dass die Information über den Ausgangszustand nach kurzer Zeit vollständig verloren war. Bei einer Tagung der American Association for the Advancement of Science (AAAS) hielt er einen Vortrag mit dem wegweisenden Titel „Predictability: Does the Flap of a Butterfly’s Wings in Brazil Set Off a Tornado in Texas?“ Damit war der berühmt gewordene Schmetterlingseffekt (englisch = butterfly effect) geboren, der sich großer Beliebtheit erfreut.

Masse ist eine charakteristische Eigenschaft von Materie. Dies gilt für makroskopische Körper, aber auch für mikroskopische Objekte wie Atome oder Atomkerne. Es ist deshalb erstaunlich, dass die fundamentalen Bausteine der Materie masselos sind. Sie erhalten erst durch das Higgs‐Feld eine Masse. Das Quant dieses Feldes ist das Higgs‐Teilchen, das 2012 am Beschleunigerlabor CERN in Genf entdeckt wurde. Die Massenerzeugung durch das Higgs‐Feld ist auch kosmologisch von großer Bedeutung. In der heißen Frühphase des Universums bildete die Materie ein Plasma masseloser Teilchen. Damit waren die Bedingungen für die Erzeugung einer Materie‐Antimaterie‐Asymmetrie erfüllt, aus der die heutige Materie entstand.