Quanten – Evolution – Geist

Ein verbreitetes Vorurteil in bezug auf die Physik besteht darin zu denken, die Physik wäre eine bestimmte monolithische mathematische Theorie; vielleicht mit verschiedenen Zweigen, aber doch mit einer einheitlichen Struktur. Wie bereits das Eingangszitat von Albert Einstein sowie die im Folgenden zu besprechenden offenen Forschungsprogramme andeuten, ist die Lage jedoch weitaus komplizierter.

Abgesehen von den häufig in schiefen Bildern verwendeten Quantensprüngen und der obligatorischen Unschärfe hat die Quantenphysik noch einige andere philosophisch reichhaltige Begriffe zu bieten. In diesem Kapitel wollen wir deshalb neben der Welle-Teilchen-Dualität auch das von Niels Bohr entwickelte und erkenntnistheoretisch tiefreichende Konzept der Komplementarität eingehend diskutieren. Zunächst aber werfen wir einen Blick auf die wichtigsten Experimente, die zur Quantenmechanik geführt haben und die eine vertiefte Einsicht in die von unserer Alltagswelt grundverschiedenen und manchmal auch verstörenden Quantenphänomene gewähren. Dann folgen die Axiome der Quantenmechanik und eine kurze Übersicht über den Formalismus, der anhand einiger elementarer Beispiele erklärt wird. An diesen lässt sich auch die wichtige heuristische Bedeutung des Korrespondenzprinzips darlegen. Das nach Paul Ehrenfest benannte Ehrenfest-Theorem schließlich erläutert den Übergang zwischen der Mikro- und der Makrophysik.

Eigentlich müsste der Titel dieses Kapitels „Kopenhagener Deutungen“ heißen, da es weder eine allgemein gültige Darstellung gibt, noch die Hauptprotagonisten in ihren Ansichten exakt übereinstimmen. Es gibt jedoch einige gelungene, unkontroverse Darstellungen ihrer Kernthesen. Im engeren Sinne bezeichnet man als „Kopenhagener Interpretation“ oder „Kopenhagener Deutung“ die unter Ägide Niels Bohrs wesentlich von Werner Heisenberg, Wolfgang Pauli, Max Born, Pascual Jordan und Paul Dirac entwickelte Deutung, während sie in allgemeinerem Sinne als die von der wissenschaftlichen Gemeinschaft weitestgehend akzeptierte Standardinterpretation angesehen werden kann, wenn auch von verschiedenen Wissenschaftlern unterschiedliche Akzente gesetzt oder Schwerpunkte hervorgehoben werden. Ein großer Teil der Physiker schließlich arbeitet mit der Quantenmechanik in einem sehr pragmatischen Sinne und schert sich nicht besonders um schwierige Interpretationsfragen. Letztendlich nutzen sie jedoch meist eine von der Kopenhagener Deutung gestützte Geisteshaltung bei der Anwendung der Quantenmechanik.

In den Jahren nach Aufstellung der Quantenmechanik haben mehrere Autoren versucht, das absurd anmutende Realitätsverständnis der neuen Theorie mit einer Reihe von Gedankenexperimenten zu beleuchten. Diese Gedankenexperimente werden gemeinhin „Paradoxa der Quantenmechanik“ genannt, weil sie dem menschlichen Alltagsverstand Hohn sprechen und paradox erscheinen. Doch sind sie kein Beweis für logische Inkonsistenzen in der Formulierung oder Interpretation der Theorie. Vielmehr entspringen sie entweder Missverständnissen der Kopenhagener Deutung oder sie legen ihren Finger in die schwärende Wunde, die die Quantenphysik in das klassisch-physikalische Weltbild gerissen hat. Letzteres gilt in besonders eindruckvoller Weise für das sogenannte EPR-Paradoxon, das Einstein zusammen mit Boris Podolsky und Nathan Rosen aufgestellt hat und das als zentrale Arbeit für das Verständnis der Quantenphysik gilt.

Die bereits erwähnten Widerstände gegen die Aufgabe des Ideals der klassischen Naturbeschreibung haben zahlreiche Forscher und Denker dazu gebracht, alternative Deutungsmuster zur Kopenhagener Deutung vorzuschlagen. Die wichtigsten sollen hier vorgestellt werden; wobei die Auswahl natürlich ein wenig willkürlich ist, aber trotzdem nicht nur die bekanntesten und einflussreichsten, sondern auch ein paar der unbekannteren, aber dennoch interessanten Interpretationen beinhaltet. Zur Gültigkeit dieser Interpretationen sei angemerkt, dass es jedem einzelnen Forscher natürlich vorbehalten ist, seine eigene, private Interpretation beizubehalten, solange diese ihm bei seiner Forschung dienlich ist. Es kann ja nur im Sinne der Wissenschaft sein, eine Vielfalt von Motiven und Motivationen in die wissenschaftliche Arbeit einfließen zu lassen und dadurch eine heuristische Breite zu erreichen, die durch eine übermäßig einseitige Sichtweise oder Anschauung verloren ginge. Für die philosophische Reflexion jedoch ist eine das gesamte Theoriegebäude berücksichtigende Schärfe erforderlich, die auf den heuristischen Aspekt lediglich als solchen Bezug nehmen und keine Verallgemeinerungen aus ihm ziehen kann.

In diesem Kapitel wollen wir in kurzer und sehr skizzenhafter Form die neueren Entwicklungen der Quantentheorie aufzeigen, auf denen die heutige physikalische Grundlagenforschung beruht und die in ihrer Präzision und Reichweite weit über die herkömmliche Quantenmechanik hinausreichen. Die unglaublichen Erfolge der Physik ab der zweiten Hälfte des 20. Jahrhunderts in der Aufklärung der Struktur der Materie sowie die Vielzahl der auf diesem Gebiet in den letzten Jahrzehnten vergebenen Nobelpreise sind ein beredtes Zeugnis für die wissenschaftliche Signifikanz dieser Entwicklungen. Zugleich jedoch hat die wissenschaftsphilosophische Diskussion lange Zeit wenig Notiz von ihnen genommen. Dies hat mehrere Gründe. Zum einen sind die neuen mathematischen Konzepte noch wesentlich komplizierter und abstrakter und besitzen einige rein ad hoc konstruierte Zutaten, so dass eine Interpretation noch weniger auf ein wohldefiniertes Axiomensystem zurückgreifen kann, als es bei der Quantenmechanik der Fall war. Zum anderen hat wohl auch die immer noch sehr kontroverse Auseinandersetzung um die Interpretation der Quantenmechanik vielen die Lust oder den Mut genommen, sich mit den noch wesentlich anspruchsvolleren Quantenfeldtheorien zu beschäftigen. Dennoch besitzen diese einige außerordentlich interessante Aspekte, die weit über die nichtrelativistische Quantenmechanik hinausreichen und die sowohl für eine Interpretation der Mikrowelt als auch allgemein für das wissenschaftliche Weltbild weitreichende Einsichten liefern können.

Ist die Welt wirklich verrückt? Oder erscheint sie uns nur so aus unserer bescheidenen menschlichen Perspektive? Oder ist es vielleicht eher verrückt zu glauben, man könne anhand einer Handvoll Prinzipien, die sich zu einem bestimmten Zeitpunkt in der Geschichte der Zivilisation als brauchbar erwiesen haben zum Verständnis und zur Nutzbarmachung makroskopischer Körper und der sie regierenden Kräfte, die ganze Welt erklären? Welche Antwort man auch für sich findet, so ist doch nach der bisher präsentierten Analyse der Quantenmechanik ersichtlich, dass wir uns vom allzu einfachen Naturverständnis der klassischen Physik verabschieden müssen. Und dies folgt nicht erst aus der Unmöglichkeit, Lebens- oder Geistesprozesse anhand dieser Prinzipien zu beschreiben, sondern bereits aus einer Analyse der fundamentalen Eigenschaften der unbelebten Natur. Diese Prinzipien, die für einen großen Teil vor allem abendländischen Denkens zur meist unreflektierten Grundlage geworden sind, versagen bei der Ergründung der Struktur unserer Materie.

Wie jede andere philosophische Disziplin lässt sich auch die Erkenntnistheorie durch die Fragen charakterisieren, die sie zu beantworten sucht, von denen sie dies zumindest vorgibt oder auch deren Beantwortbarkeit sie abstreitet – je nach Konstruktion des theoretischen Gebäudes und seiner Grundannahmen, innerhalb derer die einzelnen Schulen der betreffenden Disziplin argumentieren. Die Fragen, die sich der Mensch in Bezug auf seine Erkenntnis oder die anderer Menschen stellt, hängen natürlich von seinem Weltbild ab, welches wiederum eine kulturelle und eine individuelle Prägung besitzt. Das Ziel einer ausformulierten Erkenntnistheorie kann es somit nur sein, den Einzelnen und seine Gesellschaft – oder besser: den Einzelnen in seiner Gesellschaft – über die Natur menschlichen Wissens, über den Erwerb und die Geltung neuer Erkenntnisse aufzuklären. Darüber hinaus stellt sich die Frage, inwieweit eine erkenntnistheoretische Konzeption von alltäglichem und wissenschaftlich erworbenem Wissen ein durchdachtes Weltbild bieten kann, das in sich widerspruchsfrei ist, in Einklang mit möglichst vielen Einzelerkenntnissen oder auch umfassenden Theorien steht sowie plausible Ansichten zur Lösung von Problemen liefert.

Die Evolutionäre Erkenntnistheorie ist eine moderne Erkenntnistheorie, die mit vielen etablierten Traditionen bricht. Dementsprechend wird sie auch durchaus kontrovers diskutiert. Es existieren leicht unterschiedliche Varianten der Evolutionären Erkenntnistheorie, denen prinzipiell eine materialistische Ontologie gemeinsam ist. Die meisten dieser Ansätze sind von den erkenntnistheoretischen Thesen Konrad Lorenz’ inspiriert, die dieser in Anschluss an seine ethologischen Arbeiten aufgestellt und in denen er erstmals eine umfassend angelegte Theorie über den evolutiv bedingten Charakter menschlichen Erkennens erarbeitet hatte. Wir werden uns bei der Darstellung der Evolutionären Erkenntnistheorie vor allem an den Werken Gerhard Vollmers orientieren, da dieser ein geschlossenes philosophisches System präsentieren kann, bei dem die erkenntnistheoretischen Grundlagen konsequent zu Ende gedacht sind. Teilweise besitzt die vollmersche Evolutionäre Erkenntnistheorie auch stark programmatischen Charakter. Insbesondere die Aussagen zum Reduktionismus und zu den Zielen der Wissenschaft sind nicht nur Extrapolationen der hier postulierten Ontologie, sondern durchaus mutige Spekulationen auf zukünftige wissenschaftliche Entwicklungen, die sich eben dadurch – nämlich ihren positiven heuristischen Wert – zu legitimieren suchen. Dabei stößt Vollmer mitunter auf Thesen, die sich beispielsweise von denen Konrad Lorenz’ unterscheiden, welcher mit seinen verhaltensphysiologischen Reflexionen doch den Grundstein zur Evolutionären Erkenntnistheorie gelegt hatte.

Nachdem wir nunmehr den theoretischen Rahmen dieser Theorie abgesteckt haben, wollen wir uns nun ihren philosophisch bedeutsamsten Anwendungen zuwenden. Diese bieten sich nicht nur zur Veranschaulichung der oben zitierten Postulate an, sondern präzisieren auch die Aussagen der Evolutionären Erkenntnistheorie, indem sie mögliche unterschiedliche Interpretationen des hypothetischen Realismus scharf eingrenzen und somit auch einer Kritik besser zugänglich machen. Im anschließenden Kapitel werden wir diese Punkte einzeln aufgreifen und kritisch beleuchten.

Der Evolutionären Erkenntnistheorie kommt das große Verdienst zu, zum ersten Mal in der Geschichte der Philosophie die entscheidende Bedeutung der evolutiven Entstandenheit des Menschen in eine umfassende Theorie der Erkenntnis gefasst zu haben. Da nun aber keine menschliche Erkenntnis – und auch keine Erkenntnistheorie – endgültige Geltung für sich beanspruchen kann, wollen wir untersuchen, welche Punkte an ihrem Realitätsverständnis zweifelhaft, unplausibel oder widersprüchlich sind. Wir werden hierbei die Kritik gemäß dem Prinzip der Universellen Evolution von unten im Mikrobereich beginnen und schließlich zu den höher gelegenen Problemen vordringen.

Nun ist die Evolutionäre Erkenntnistheorie nicht die einzige Erkenntnistheorie, die den Anspruch erheben kann, die evolutive Entstandenheit des Menschen philosophisch verarbeitet zu haben. Es existieren unter anderem einige dezidiert nichtreduktionistische und sehr unterschiedliche Ansätze, die wir an dieser Stelle nicht tiefer gehend diskutieren können, die aber zumindest einer knappen Erörterung bedürfen. Sie öffnen zudem den Blick für biologisch begründete Erkenntnistheorien, die auf anderen Fundamenten als die meisten realistisch-naturalistischen Ansätze stehen, und mögen somit auch als Kontrastpunkte und Motivation für den dritten Teil dienen.

Wie aus der bisherigen Analyse ersichtlich wird, hat die Evolutionäre Erkenntnistheorie wichtige philosophische Impulse geben können; jedoch kann sie ihren selbst gestellten Anspruch nicht erfüllen, ein umfassendes, plausibles Realitätsverständnis darzustellen. Betrachten wir zunächst das Grundanliegen der Evolutionären Erkenntnistheorie, so ist es zweifelsohne als intellektueller Quantensprung zu bezeichnen, das menschliche Erkenntnisvermögen in seiner evolutionären Entstandenheit zu reflektieren. Dies stellt ein tiefgehendes kulturelles Unternehmen dar, dessen Konsequenzen vermutlich größtenteils noch völlig unterschätzt werden.

Die Reflexion der evolutionären Entstandenheit des Menschen ist von herausragender Bedeutung für unser Weltbild, da wir aus ihr Schlüsse über unsere Veranlagungen, über unsere körperlichen wie geistigen Kapazitäten und auch über deren Grenzen ziehen können. Die daraus folgenden Lehren sind nicht zuletzt für eine Einschätzung unserer Fähigkeit wichtig, Probleme rechtzeitig wahrnehmen und lösen zu können. In einer immer schnelleren und komplexeren Welt ist auch eine immer bessere Einsicht in unsere eigene Natur vonnöten, wollen wir nicht biologischen und kulturellen Vorurteilen unterliegen, sondern stattdessen mögliche Fehlleistungen antizipieren.

Die grundlegende Frage nach dem Dasein der Quanten, die im ersten Teil dieser Abhandlung angeklungen ist, kann nicht von der Physik allein gelöst werden, sondern nur in Einklang mit der Philosophie eine Antwort finden. Das Erstaunliche an der Quantenphysik ist ja, dass ihre Untersuchungsobjekte sich zwar nicht im strengen Sinne der klassischen Physik objektiv darstellen lassen, sie gleichwohl aber als Konstituenten unserer gewöhnlichen Materie doch so etwas wie dinglichen Charakter haben. Es stellt sich also die Aufgabe, mit Hilfe der bisher aus evolutionären Betrachtungen abgeleiteten Einsichten den Existenzbegriff für die Quantenwelt zu präzisieren. Zu diesem Zweck wird sich eine sprachliche Unterscheidung als hilfreich erweisen, die gemeinhin unberücksichtigt bleibt. Wir benutzen die Wörter „Realität“ und „Wirklichkeit“ sowie „real“ und „wirklich“ zumeist synonym. Dementsprechend haben wir auch in dieser Abhandlung bis zu dieser Stelle keine Unterscheidung zwischen diesen beiden Begriffen getroffen.

Die Lehre aus der bisherigen Analyse lässt sich in kurzen Worten schildern. Auf der einen Seite bestehen quantenphilosophische Interpretationsanforderungen, welche jedes klassische, durchgehend objektive Realitätsverständnis scheitern lassen. Aus der Philosophie der Physik heraus alleine findet sich allerdings kein Anschluss an die Philosophie der Biologie oder gar des Geistes. Die Philosophie der Physik bedarf einer Einordnung in ein größeres philosophisches System, um ihrer Bedeutung gerecht werden zu können. Denn einerseits vermag sie uns zwar über Strukturen der Wirklichkeit zu belehren und somit wichtige strukturelle Interpretationsbedingungen zu einem solchen größeren System beizutragen; sie liefert uns grundlegende Einsichten hinsichtlich unserer Begriffe von Wissenschaft und Wirklichkeit. Andererseits besteht unsere Welt nicht nur aus physikalisch Beschreibbarem; sie geht nicht in den Gleichungen der Physik und ein paar Randbedingungen auf. Die Philosophie der Physik kann also ein umfassenderes philosophisches System nicht aus sich selbst heraus konstruieren. Auch die Philosophie der Biologie steht vor ähnlichen Problemen. Dies wird bereits daraus ersichtlich, dass sich ohne Rekurs auf außerbiologische Erkenntnisse aus der von der Evolutionstheorie abgeleiteten Mesokosmos-Zentriertheit unserer Wahrnehmungen und Vorstellungen ebenso eine Beibehaltung der durch diesen Mesokosmos geprägten Realitätsvorstellungen postulieren lässt wie deren Zusammenbruch. Es werden also weiterführende, nicht ausschließlich biologische Betrachtungen benötigt. Bereits der Begriff des Mesokosmos impliziert ja schon jenseits des sinnlich Wahrnehmbaren und eventuell auch Vorstellbaren liegende Ordnungsstrukturen und wächst daher auf einem kulturell und somit auch naturwissenschaftlich gewachsenen Verständnis unserer Welt, das über die Biologie hinausreicht.

Wie jede andere erkenntnistheoretische Konzeption hat auch diese eine eigene Bedeutung für die Philosophie des Geistes. Der hier entwickelte naturalistisch-pluralistische Ansatz unterscheidet sich deutlich von den herkömmlichen Positionen bezüglich des Zusammenhanges von Körper und Geist. Auffallend ist, wie in der natur- und geistesphilosophischen Diskussion der Gegensatz zwischen Materiellem und Psychischem betont wird; wobei häufig implizit davon ausgegangen wird, dass sich beides halbwegs klar definieren ließe. Wenn wir aber nicht einmal die lebendigen Organismen in rein materiellen Begriffen zu beschreiben in der Lage sind, müssen wir das Leib-Seele-Problem in neuer Form betrachten, nämlich aufgefächert in dingliche Materie, körperlichen Organismus und psychische Zustände. Dieses Problem stellt sich uns folglich als Problem des Zusammenhanges von Materie, Körper und Bewusstsein. In dieser Form wird auch klar, was Biologen seit langem bekannt ist, was philosophisch aber nicht einfach zu thematisieren ist; nämlich dass Bewusstsein nur Sinn macht als biologische Funktion. Nachdem bisher also die Besonderheiten und nichtreduktiven Eigenständigkeiten von Materie, Leben und Psyche im Zentrum der Erörterung standen, stellt sich jetzt die Frage, in welchen Zusammenhang sie sich bringen lassen – denn dass sie zusammenhängen, kann nicht bestritten werden. Insbesondere benötigen wir dringend eine Auflösung des Dilemmas der mentalen Verursachung. Bevor dies geschehen kann, sind jedoch zunächst grundlegende erkenntnistheoretische Fragen zu Personalität und Perspektivität sowie zum Zusammenhang von physikalischen und biologischen Beschreibungsebenen des Gehirns, zur psychophysischen Unschärfe und zum Verhältnis von Neurophysiologie und Anthropologie zu klären.

Bisher haben wir den von Konrad Lorenz aufgestellten Grundsatz, dass das ontogenetische Apriori der mentalen Strukturen ein phylogenetisches Aposteriori darstellt, nur in einer sehr allgemeinen Form benutzt. Dieser Satz besagt letztlich nichts anderes, als dass die grundlegenden geistigen Kategorien des Menschen nicht vom Himmel gefallen sind, sondern sich, wie seine körperlichen Charakteristika auch, in einem evolutionären Anpassungsprozess entwickelt haben. Die Gene liefern hier wie immer nur das Grundmaterial und die Informationen zur organismischen Entfaltung; entscheidend ist immer auch die Wechselwirkung mit der Außenwelt. Diese Hypothese ist gewissermaßen eine naturalistische Umdeutung des kantschen Apriori. Gleichzeitig weist sie darauf hin, dass menschliches Erkennen ein zirkelhafter Prozess ist, denn sie benutzt empirische Erkenntnisse aus der Biologie zur Erklärung der Bedingungen der Möglichkeit von Erkenntnis. Gerhard Vollmer hat gegenüber Kritiken an dieser Formulierung wiederholt und schlüssig darauf hingewiesen, dass die einzige Möglichkeit, eine plausible Theorie der Erkenntnis aufzustellen, darin besteht, diesen Zirkel nicht als vitiösen Zirkel, als Fehlschluss zu deuten, sondern als plausible Beschreibung der Art und Weise, wie wir Menschen eben tatsächlich Erkenntnis erlangen.

In dieser Abhandlung haben wir bereits viele Themen zum Verhältnis von Wissenschaft und Wirklichkeit erörtert, dieses Verhältnis ist das Grundthema der gesamten Diskussion. Der Titel dieses Kapitels ist also nicht als Abgrenzung gedacht. Vielmehr wollen wir hier mehrere wichtige, offengebliebene Punkte erörtern sowie einige übergreifende Fragestellungen zusammenführen und abrunden. Wie wir gesehen haben, lassen sich die grundlegenden Interpretationsbedingungen der Quantenphysik, wie sie vor allem die Kopenhagener Deutung konzise darstellt, unter hinreichend vorsichtig und allgemein formulierten Grundsätzen durchaus in Einklang bringen mit der Einsicht in die evolutionäre Entstandenheit des menschlichen Erkenntnisvermögens. Anhand dieser Rahmenbedingungen haben wir eine Erkenntnistheorie entwickelt, die sowohl naturalistischen als auch pluralistischen Charakter besitzt. Zu ihr gehört eine grobe Einteilung in Materie, Lebendiges und Psychisches, wobei allerdings die einzelnen Unterbereiche keineswegs als homogen zu denken sind und zwischen den Bereichen durchaus Übergangsformen auftreten können. Der dezidierte Pluralismus zeigt sich darin, dass wir eine prinzipielle Reduktion jedes dieser Bereiche auf einen anderen als unmöglich und daher zum Scheitern verurteilt annehmen. Die Gründe für die Schärfe dieser Position haben wir in der Reduktionismusdebatte in Kap. 11 herausgearbeitet.

In diesem Kapitel soll uns eine Frage beschäftigen, die zu den Urgründen der Philosophie zählt und die doch über die Jahrtausende ein wenig verschüttet gegangen ist. Es ist die Frage nach der Einheit des Schönen, des Wahren und des Guten. Wohl kein anderer Denker hat diese Einheit so brillant in einem geschlossenen philosophischen Gedankengebäude untergebracht wie Platon; und nicht nur ihm, sondern auch all den zahllosen Überlieferern der alten Schriften, all den bekannten wie den namenlosen Schreibern, Weisen, Nonnen, Mönchen und Gelehrten des orientalischen und des europäischen Mittelalters verdanken wir die Tatsache, dass sich auch in unserem durch vielfache gesellschaftliche wie gedankliche Brüche geteilten modernen Zeitalter noch ein Bild vom Weltbild jener Zeiten machen lässt.

Welchen Sinn hat wohl das Leben? Welcher Sinn mag darin liegen, dass sich vielleicht hin und wieder hier oder da auf irgendeinem Planeten in den Weiten des Universums selbstreproduzierende Wesen entwickeln? – Wie bereits an diesen beiden Fragen zu sehen ist, vermischen sich bei solchen Betrachtungen schnell die alltagsweltliche und die biologisch-naturwissenschaftliche Bedeutung des Begriffs „Leben“.