„In der Experimentalphysik leitet man die Sätze aus den Erscheinungen ab und verallgemeinert sie durch Induktion.
Auf diese Weise haben wir die Undurchdringlichkeit, die Beweglichkeit,
den Stoß der Körper, die Gesetze der Bewegung und der Schwere kennengelernt.“
– Isaac Newton (1686), Begründer der klassischen Physik
Was bedeutet „Quantenphysik“ eigentlich? Wie aus den Aussagen führender Quantenphysiker, die in der Folge zitiert werden, hervorgeht, ist dies eine sehr schwierige Frage, die nicht einmal die Wissenschaftler selbst beantworten können. Die Frage nur „wissenschaftlich“ zu beantworten ist leicht: Die Quantenphysik ist die Ergänzung und Weiterführung der klassischen Physik. Sie ermöglicht es, in den Bereich der Atome vorzudringen, weil dort die Berechnungen der klassischen Physik nicht mehr ausreichen. Um zu verstehen, worum es in der Quantenphysik geht, muß man zuerst deren Vorstufe, die sogenannte klassische Physik, betrachten.
Im 17. Jahrhundert entstand unter der Führung Isaac Newtons (1643–1727) die Wissenschaft der „Naturlehre“, die später in „Physik“ umbenannt wurde und heute als die „klassische Physik“ bezeichnet wird. Sie ist in erster Linie Mechanik: Vermessung des Sichtbaren und darauf beruhend Rückschlüsse auf allgemeine Gesetzmäßigkeiten (Induktion).
Die Entwicklung der Physik läutete eine völlig neue Kulturepoche ein. Bis dahin hatten die Menschen seit dem Altertum an ein geozentrisches Weltbild geglaubt und waren davon ausgegangen, daß die Welt das Zentrum des Universums sei und daß sich über ihr hierarchische Sphären wölben, in denen die Vollkommenheit der Wesen mit jedem „Stockwerk“ zunehme.
Die Aufklärung (Descartes, Galilei, Newton) erschütterte diese kleine Welt von Himmel und Hölle in ihren Grundfesten. Mit seinem forschenden Verstand überzeugte sich der Mensch, daß die Erde nur ein kleiner, unbedeutender Planet unter Milliarden von anderen Planeten ist, die alle aus denselben Atomen bestehen. Darin sahen sie den roten Faden, der sich durch die ganze Schöpfung zieht, von den Himmelskörpern zu den irdischen Körpern bis hinunter zu den Atomen. Weil sie alle aus denselben Bestandteilen bestehen, könne man jede Erscheinung dieser Welt durch das Zusammenwirken ihrer Bestandteile erklären; man brauche die Erscheinung einfach nur auf ihre materiellen oder energetischen Komponenten zu reduzieren und sie mit den physikalischen und chemischen Gesetzen zu analysieren. Dieses Denkmuster nennt sich „Reduktionismus“ und bildet die Grundlage des mechanistischen Weltbildes, das bis zum heutigen Tage in der Naturwissenschaft und auch im alltäglichen Leben maßgebend geblieben ist. Dies ist nicht verwunderlich, denn das mechanistische Weltbild entspricht dem gesunden Menschenverstand und beschreibt die Welt gemäß Prinzipien, die eigentlich auf der Hand liegen:
• Kausalität: Jede Erscheinung folgt der Kausalität, der Kette von Ursache und Wirkung (A verursacht B, B verursacht C, und so weiter).
• Lokalität: Dinge wirken nur dann aufeinander ein, wenn sie auf irgendeine Weise miteinander örtlich (lokal) in Berührung kommen, sei es durch direkten Kontakt, wie z. B. zwei Zahnräder, durch energetischen Kontakt oder durch irgendeine andere Verbindung. Nur wenn ein solcher mechanischer Kontakt besteht, können sich zwei Dinge oder Personen beeinflussen. Dies ist die Logik des mechanistischen Weltbildes: Zwei Billardkugeln beeinflussen sich erst, wenn sie zusammenstoßen, und zwei Menschen beeinflussen sich erst, wenn sie irgendwie miteinander in Kontakt kommen (schriftlich, mündlich, emotionell, körperlich), denn wenn kein solcher Kontakt besteht, gibt es keine Beeinflussung.
• Chronologie: Dinge, die kausal voneinander abhängig sind, sind auch zeitlich voneinander abhängig. Wenn A B verursacht, ereignet sich B später als A. Beim „später“ mag es sich nur um Trilliardstelsekunden handeln, wie in der Atomphysik, aber dennoch ist es später, weil B von A verursacht und ausgelöst wird.
Dieses Weltbild ist für uns so natürlich und logisch (techno-logisch!), daß wir Mühe haben, uns ein anderes Weltbild oder eine andere Art der Technik auch nur vorzustellen. Das mechanistische Weltbild ermöglichte plötzlich zahllose technische Erfindungen, die die Welt veränderten: motorenbetriebene Maschinen, mechanische Hilfsmittel, elektrische Apparaturen, Fernverbindungen und drahtlose Übermittlungen. Diese Erfindungen funktionierten und bewiesen dadurch, daß das mechanistische Weltbild „stimmt“.
„Wir hatten die alte Vorstellung, daß es ‚draußen‘ das Universum gibt und ‚hier‘ den Menschen, den Beobachter […] Aber heute wird uns klar, daß das Universum ein Universum des wechselseitigen Teilnehmens ist, und so müssen wir das herkömmliche Wort ‚Beobachter‘ aus den Büchern schlicht und einfach streichen und es mit dem neuen Wort ‚Teilnehmer‘ ersetzen.“
– John Wheeler, amerikanischer Pionier der Quantenphysik
Bei einer näheren Untersuchung wird man jedoch erkennen, daß der mechanistische Ansatz oberflächlich und beschränkt ist. Erste Zweifel an der absoluten Gültigkeit dieses Weltbildes entstanden, als Albert Einstein seine Relativitätstheorien veröffentlichte. Die „spezielle Relativitätstheorie“ (1905) revolutionierte die Newtonschen Vorstellungen von Raum und Zeit, und die „allgemeine Relativitätstheorie“ (1916) brachte eine neue Interpretation der Gravitation.
Newton hatte seinerzeit geglaubt, man könne alle Bewegungen auf der Erde, in den Atomen und im Universum mit nur drei Gesetzen beschreiben (mit den Gesetzen der gravitativen, elektrischen und magnetischen Wechselwirkungen). Bis zum heutigen Tag fügte die Wissenschaft dem Newtonschen Katalog nur noch zwei weitere Kräfte hinzu (die starken und schwachen Kernkräfte), während sie die elektrischen und magnetischen Wechselwirkungen in den Gesetzen der elektromagnetischen Kraft zusammenfaßte. Mit diesen vier Kräften, so glaubt man heute in der Wissenschaft, sei es möglich, alle Bewegungen auf der Erde, in den Atomen und im Universum zu beschreiben. Worin besteht die Oberflächlichkeit und Beschränktheit dieses mechanistischen Weltbildes? Die Antwort hierauf wird verblüffend offensichtlich, wenn man die Axiome, die grundlegenden Annahmen, von denen dieses Weltbild ausgeht, näher betrachtet:
• Die Annahme der mechanistischen Kausalität geht von der Autonomie der Teile aus. A ist ein selbsttätiger, unabhängiger (autonomer) Faktor, der auf berechenbare Weise B beeinflussen wird. Man braucht nur die Anfangsbedingungen (die Masse, die Position, die Anfangsgeschwindigkeit, die Kräfte, die einwirken) zu kennen, und dann kann man alle vernetzten Reaktionen, die A auslöst, berechnen.
• Die Annahme der mechanistischen Lokalität geht von der Isolation der Teile aus. Damit man A als kausalen Faktor analysieren kann, muß er als Ereignis oder Körper ganz klar abgrenzbar sein, sonst können die Anfangsbedingungen der Analyse nicht festgelegt werden, was eine wissenschaftliche Analyse verunmöglichen würde. Jede wissenschaftliche Analyse ist von Kausalität und Lokalität (also von der Autonomie und Isolation der Faktoren) abhängig. Analyse bedeutet wörtlich „Auflösung; Zergliederung“, abgeleitet von dem griechischen Verb lýein, „(auf)lösen“, und der Vorsilbe ana-, „gemäß“. Analysieren bedeutet also, eine Struktur gemäß bestimmten vorgefaßten Kriterien in Bestandteile oder Fragmente auflösen.
• Die Annahme der mechanistischen Chronologie geht von der Linearität der Teile aus. A, B, C und so weiter bilden nicht nur im Raum, sondern auch in der Zeit eine Linie. Das eine bedingt das nächste. Wenn A B bedingt, dann können A und B nicht gleichzeitig sein. Sind A und B gleichzeitig, sind sie mechanisch (kausal, lokal, chronologisch) nicht zusammenhängend, sondern zufällig. Das heißt, zwei verschiedene chronologische Linien kreuzen sich ohne kausalen Zusammenhang.
Tatsächlich werden bei diesen Formulierungen die Oberflächlichkeit und Beschränktheit plötzlich auffallend. Kein Faktor, Objekt oder Lebewesen ist autonom. Es gibt immer unendlich viele gleichzeitige Einflüsse, weshalb es nicht zulässig ist, jemals einen Faktor, ein Objekt oder ein Lebewesen isoliert zu betrachten.
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