Falsche Theorien
Der Nutzen des Irrtums
Wissenschaftlicher Fortschritt entsteht aus falschen Ideen. Wir stellen Vermutungen über die Tatsachen und Zusammenhänge der Welt an und überprüfen diese, indem wir versuchen, sie mit unseren Beobachtungen in Übereinstimmung zu bringen. Eine Theorie ist kein Verdacht, sondern das bestmögliche vorstellbare Erklärungsmodell dieser Beobachtungen. Gute Theorien erlauben auch Vorhersagen über das, was in der Zukunft wahrscheinlich geschehen wird.
Theorien haben aber generell die Eigenschaft, nur so lange gültig zu sein, bis sie widerlegt worden sind. Eine Falsifikation, ein klarer Nachweis, dass die bisherigen Annahmen doch nicht stimmen, wirft die alte Theorie über den Haufen. Im Idealfall wird sie durch eine bessere Theorie ersetzt, die die neue Beobachtung mit den neuen Annahmen zu vereinen vermag. Die neue Theorie hat selbst auch wieder ein eingebautes Verfallsdatum. Ihre Gültigkeit erlischt mit dem nächsten Widerspruch. So haben wir uns in den letzten Jahrtausenden langsam „emporgeirrt“. Wie weit „oben“ wir mit den heute allgemein anerkannten Theorien sind, ist völlig ungewiss. Sicher ist, dass zentrale Welterklärungsmodelle, insbesondere die beiden fundamentalen Denkgebäude der Physik – Relativitätstheorie und Quantenmechanik – bisher nicht vereint werden konnten und damit auf jeden Fall, wenn nicht falsch, dann zumindest unvollständig sind.
Daher kann es nicht erstaunen, dass sich im Lauf der Wissenschaftsgeschichte etliche Theorien finden, die sich in der Rückschau als teilweise absurde Irrtümer herausgestellt haben. Das wiederum disqualifiziert diese Erklärungsansätze keineswegs: sie waren bei dem jeweiligen historischen Wissensstand durchaus plausibel, logisch und – wie mein alter Mathematiklehrer sagen würde – „in sich richtig“. Zum Schluss werden wir aber auch eine weitere Theorien-Kategorie betrachten, auf die das nicht zutrifft. Denn manche Lehren werden nicht aus dem Geist der Wissenschaft, sondern aus dem Ungeist der Ideologie geboren.
Hier kommt meine kleine chronologische „Best-of“-Liste, von Theorien, die in der Wissenschaftsgeschichte lange eine zentrale Rolle spielten, die sich aber im Nachhinein als falsch erwiesen haben.
Die Vier-Elemente-Lehre (5. Jahrhundert v. Chr. bis spätes 18. Jahrhundert)
Der griechische Philosoph Empedokles formulierte die These, dass die Welt aus Grundbausteinen bestehe. Er identifizierte deren vier: Feuer, Wasser, Erde, Luft. Diese Lehre wurde später durch Aristoteles systematisiert. Er ordnete den vier Elementen grundlegende Eigenschaften zu: Feuer ist warm und trocken; Luft ist warm und feucht; Wasser ist kalt und feucht; Erde ist kalt und trocken.
Die vier Elemente-Lehre prägte das abendländische Denken für über zwei Jahrtausende, bis nach und nach offenbar wurde, dass sich Empedokles‘ Stoffe aus anderen Stoffen zusammensetzen. Endgültig zerschlagen wurde die antike Theorie erst im späten 18. Jahrhundert, als der französische Chemiker Antoine de Lavoisier bewies, dass selbst das Wasser ein aus zwei Elementen zusammengesetzter Stoff ist.
Heute wissen wir, dass die materielle Welt nicht aus vier, sondern aus knapp 100 natürlichen elementaren Bausteinen besteht. Dennoch war Empedokles‘ Überlegung methodisch ein enormer Fortschritt: Die Natur wurde nicht länger durch göttliche Willkür, sondern durch interagierende Grundbausteine erklärt. Das machte den alten Griechen zu einem Vordenker der modernen Chemie.
Terra Australis Incognita (1. Jahrhundert n. Chr. bis spätes 18. Jahrhundert)
Der griechische Geograph Ptolemäus und seine Nachfolger gingen bis ins 18. Jahrhundert davon aus, dass es auf dem Globus eine zwingende natürliche Symmetrie geben müsse, ein Gedanke, der einmal mehr auf Aristoteles zurückgeht. Es war offenbar, dass die Landmassen der Nordhalbkugel sehr viel mehr Raum einnahmen, als jene, die südlich des Äquators bekannt waren. Demnach musste es auf der Südhalbkugel einen noch unbekannten gigantischen Kontinent geben, die Terra Australis Incognita, der die nördlichen Landmassen ausglich.
Diese Hypothese führte dazu, dass sich unter anderem die Niederländer Willem Janzoon und Abel Tasman auf die Suche machten und bereits im 17. Jahrhundert das australische Festland betraten. 1768 erhielt der Brite James Cook von der Admiralität ebenfalls den Auftrag, den postulierten mythischen Südkontinent zu finden. Am 19. April 1770 gegen sechs Uhr morgens entdeckte Cook die australische Ostküste, die er als New South Wales bezeichnete; erst als Matthew Flinders 1803 bis 1804 erstmalig den neuen Kontinent umsegelte, wurde klar, dass dieser für die „Terra Australis Incognita“ zu klein war, um der antiken Theorie gerecht zu werden. Dennoch setzte sich der Begriff Australien ab 1817 durch. 1820 sichtete eine russische Expedition unter Fabian Gottlieb von Bellingshausen erstmals den antarktischen Kontinentalrand.
Die zugrundeliegende geologische Theorie war zwar aus heutiger Sicht grundlegend falsch, gab aber Anlass zu einer Reihe von Expeditionen, die schließlich zur neuzeitlichen Entdeckung von Neuseeland, Australien, Tasmanien und der Antarktis führten.
Säftelehre und Aderlass (ca. 2. Jahrhundert n. Chr. bis frühes 19. Jahrhundert)
Galenos von Pergamon übertrug Empedokles‘ Elementenlehre auf die Medizin. Krankheit war die Folge eines schlechten Mischverhältnisses von vier Körpersäften. Zugleich dienten diese Säfte einer psychologischen Typisierung. War eine der vier Flüssigkeiten gegenüber einer „gesunden“ Mischung über- oder unterrepräsentiert, provozierte dies nicht nur Krankheiten, sondern auch typische Verhaltensmuster:
Blut (Sanguis) – wurde dem Element Luft, dem Frühling sowie dem temperamentvollen Sanguiniker zugeordnet.
Schleim (Phlegma) – kennzeichnete das Element Wasser, den Winter sowie den trägen Phlegmatiker.
Gelbe Galle (Chole) – stand für das Element Feuer, den Sommer sowie den aufbrausenden Choleriker.
Schwarze Galle (Melanchole) – repräsentierte das Element Erde, den Herbst sowie den schwermütigen Melancholiker.
Fieber und andere Krankheitssymptome wurden auf ein Übermaß an Blut zurückgeführt; der Aderlass, der bis zum Ende des 18. Jahrhunderts praktiziert wurde, war die logische therapeutische Konsequenz dieses Paradigmas. Starben Patienten dennoch (oder gar an den Folgen des Eingriffs), lag dies an der mangelnden Konstitution, nicht an der Theorie.
Erst der französische Arzt Pierre Charles Alexandre Louis, ein Wegbereiter der heutigen
Methodik auf Statistik basierender klinischer Studien, erkannte ab 1828, dass Patienten, deren Lungenentzündung mit frühem und intensivem Aderlass behandelt wurde, signifikant häufiger verstarben – das Ende des langen Dogmas von der Lehre der Körpersäfte.
Alchemie und der Stein der Weisen: (Spätantike bis frühes 18. Jahrhundert)
Wie die Vier-Säfte-Lehre ging wissenschaftshistorisch auch die Alchemie auf die Vier-Elemente-Lehre zurück: Wenn Blei und Gold aus denselben Grundbausteinen bestehen, musste man nur deren Mischungsverhältnis verändern. Der Stein der Weisen, der hierfür fieberhaft gesucht wurde, war in dieser Theorie kein magisches Artefakt, sondern ein hypothetischer Reaktionsbeschleuniger.
Bei der Suche nach dieser Substanz erfanden Gelehrte wie Robert Boyle oder Hennig Brand die moderne Laborpraxis, entdeckten das Element Phosphor und legten das Fundament für die moderne Chemie. Im 20. Jahrhundert stellte sich dann heraus, dass die Idee der Wandelbarkeit der Elemente grundsätzlich richtig war. Nur dass das Werkzeug nicht der Stein der Weisen, sondern die moderne Kernphysik ist. In Teilchenbeschleunigern können mit extrem viel Energie Bleikernen drei Protonen entzogen werden, so dass daraus – wenn auch nur in winzigen Mengen – tatsächlich Gold entsteht.
Die Phlogiston-Theorie (1697 bis spätes 18. Jahrhundert)
Wenn etwas verbrennt, bleibt zumeist nur ein Häuflein Asche oder Schlacke zurück – allein schon optisch sehr viel weniger Substanz als vor dem Verbrennungsprozess. Diesen Masseverlust schrieb man seit dem 17. Jahrhundert dem Phlogiston zu, einer mutmaßlichen Substanz, die beim Verbrennen den entzündeten Körper verließ und einfach in die Luft entwich. Die zugrundeliegende Theorie wurde basierend auf Überlegungen des Alchemisten und Chemikers Johann Joachim Becher um 1697 durch Georg Ernst Stahl entworfen, ein Versuch, ein rätselhaftes Naturphänomen mit einer logischen Hypothese zu erklären.
Als der französische Chemiker Antoine de Lavoisier in den 1770er-Jahren pedantisch das Gewicht von hermetisch isolierten Verbrennungsrückständen nachmaß, erwies sich das Phlogiston als falsche Hypothese: die Asche hatte tatsächlich an Masse zugenommen! Ursache der Gewichtszunahme konnte nur ein Bestandteil der Luft sein.
Lavoisier bezeichnete ihn als „Oxygenium“, „Säure-Erzeuger“, da er irrtümlicherweise davon ausging, dass dieser Stoff auch Säuren entstehen lässt – diese Fehleinschätzung sollte dem Oxygenium später auch seinen deutschen Namen „Sauerstoff“ einbringen.
Lavoisier wollte es ganz genau wissen. Er ließ einen großen Glaskolben anfertigen, mit dem sich die Luft für sein nächstes Verbrennungsexperiment hermetisch abschließen ließ. Mithilfe einer für die damalige Zeit außerordentlich präzisen Waage gelang es dem wissbegierigen Franzosen nachzuweisen, dass die Gewichtszunahme des Verbrennungsrückstands exakt dem Gewichtsverlust des Luftspeichers entsprach. „Nichts geht verloren, nichts entsteht, alles wird verwandelt“. So fasste Lavoisier seine Erkenntnis zusammen. Er hatte nicht nur das Prinzip der Oxidation, der Aufnahme von Sauerstoff durch einen Reaktionspartner entdeckt, sondern zugleich auch ein fundamentales Naturgesetz: das Gesetz der Massenerhaltung.
Die Äther-Theorie (17. Jahrhundert bis 1887)
Im 17. Jahrhundert ging der französische Philosoph René Descartes davon aus, dass es eine Eigenschaft der Materie sei, Raum zu beanspruchen. Folglich musste auch der vermeintlich leere Raum mit einer unsichtbaren Materie, dem Äther, gefüllt sein. Nachdem der britische Augenarzt Thomas Young kurz nach 1800 den Wellencharakter des Lichts nachgewiesen hatte, ging man davon aus, dass das Licht – ebenso wie Wasser- und Schallwellen – auf ein Trägermedium angewiesen sei, das die Lichtwellen durch den Raum transportiert. Diese Eigenschaft schrieb man dem postulierten Äther zu, der das ganze Universum ausfüllen sollte.
Zwei amerikanische Wissenschaftler, Albert Michelson und Edward Morley, hatten sich 1887 das Ziel gesetzt, das geheimnisvolle Trägermedium endlich nachzuweisen. Sie vermuteten, dass es sich mit einer anderen Geschwindigkeit als der Erde bewegen und so einen „Ätherwind“ erzeugen müsse, der die Ausbreitung von Lichtstrahlen abbremst. Doch sooft sie auch maßen: Das Licht war unter allen Bedingungen immer gleich schnell. Es ließ sich weder durch den Ätherwind abbremsen noch in irgendeiner Form beschleunigen. Die Äthertheorie war damit gestorben. Jene merkwürdige Eigenschaft des Lichts, sich unter allen Bedingungen stets mit einer konstanten Geschwindigkeit auszubreiten, veranlasste Albert Einstein 1905, die bisherige Vorstellung von Raum und Zeit völlig neu zu denken. In kurzer Zeit entstand daraus die spezielle Relativitätstheorie.
Der Lamarckismus (1809-1859)
Die erste kohärente Evolutionstheorie stammt ebenfalls von einem Franzosen: Jean-Baptiste de Lamarck. Aus mehreren unabhängigen Urzeugungsereignissen sollen verschiedene Klassen von Lebewesen entstanden sein, etwa Insekten, Amphibien, Reptilien, Vögel und Säugetiere. Lamarck ging davon aus, dass Lebewesen ganz allgemein ein Vervollkommnungstrieb innewohnt. Zudem nahm er an, dass innerhalb der Klassen die Lebewesen durch Übung erworbene Eigenschaften mittels Vererbung weitergeben. Eine Giraffe etwa hat demnach einen langen Hals, weil sie sich stets nach den Blättern an den Bäumen streckt.
Das Verdienst Lamarcks war es zweifelsohne, erstmalig eine wissenschaftliche Theorie formuliert zu haben, die die Artenvielfalt nicht aus der biblischen Theologie, dem Willen eines Schöpfers, heraus erklärt, sondern einen natürlichen Prozess beschreibt. Ideengeschichtlich war dies ein revolutionärer Ansatz, wenn auch der beschriebene Mechanismus als solcher falsch war. Nach heutigem Kenntnisstand korrekt beschrieben wurde er erstmals 50 Jahre später durch Charles Darwin, der eine Variabilität der Lebewesen und einen natürlichen Ausleseprozess als die Haupttriebfedern der Artenvielfalt erkannte; eine Erkenntnis, die insbesondere durch die moderne Genetik massiv untermauert wird.
Man liest gelegentlich, dass Lamarcks Theorie durch die moderne Genetik ein Stück weit rehabilitiert wurde; denn Umweltfaktoren haben tatsächlich einen Einfluss auf die Genexpression, also darauf, welche genetisch vorhandenen Anlagen auch tatsächlich aktiv werden. Dieser Epigenetik liegt allerdings ein grundlegend anderer Mechanismus zugrunde, als der von Lamarck beschriebene: Durch den Gebrauch bestimmter Organe entstehen keine neuen Gene; Die Umweltfaktoren lösen lediglich die Aktivierung bereits vorhandener Gene aus.
Der Sonderfall: Die „Deutsche Physik“ und Lyssenkoismus (1930er Jahre)
Falsche Theorien über die Welt gab es in Laufe der Wissenschaftsgeschichte viele. Sie sind, wie eingangs beschrieben, auch grundsätzlich kein Problem. Sie stellen, ganz im Gegenteil, plausible Annahmen dar, von denen wir zu mutmaßlich höheren Stufen der Erkenntnis gelangen konnten. Daher müssen wir auch damit rechnen, dass die heute allgemein anerkannten Paradigma sich eines Tages als falsch herausstellen.
Die beiden letzten Beispiele für eine falsche Theorie sind jedoch von einer ganz anderen Qualität. Denn die „harten“ Wissenschaften können von ideologischen Dogmen verzerrt werden. Ein erstes Beispiel ist die so genannte „Deutsche Physik“, die immerhin von zwei Nobelpreisträgern, Philipp Lenard und Johannes Stark, behauptet wurde. Lenard und Stark, lehnten die seit 1900 entstandene Moderne Physik, insbesondere die Relativitätstheorie und die Quantenmechanik ab. Nicht etwa, weil sie fundierte Einwände vorzubringen hatten, sondern weil sie ein Weltverständnis, in der Zeit und Raum dehnbar und Materie unscharf war, als wenig anschaulich, nicht intuitiv und „jüdisch“ ablehnten. Die Natur hatte weiterhin greifbar zu sein – ganz wie das durch und durch „gradlinige“ germanische Wesen. Im Vorwort zu seinem 1936 erschienenen Werk „Deutsche Physik“ behauptete Lenard denn auch, dass allein die Nordische Rasse in der Lage sei, das wahre Wesen der Natur zu erkennen.
Im Stalinismus verbreitete zur gleichen Zeit der Agrarbiologe Trofim Lyssenko eine nach ihm benannte Lehre, die unter anderem auch bei Lamarck anknüpfte. Wider den damaligen Stand der Genetik behauptet der Lyssenkoismus, dass die Eigenschaften der Kulturpflanzen durch Umweltbedingungen bestimmt werden. Biologen, die dies mit den Genen in Verbindung brachten, verbreiteten Lyssenko zufolge faschistische oder bourgeoise Irrlehren. Der Lyssenkoismus wurde durch Stalin gefördert und sein Begründer stieg zur dominierenden Figur der sowjetischen Agrarwissenschaft auf. Wissenschaftler, die weiterhin der Genetik anhingen, wurden verfolgt und teilweise hingerichtet.
Der neuen Lehre folgend wurde Winterweizensamen systematisch der Kälte ausgesetzt, in der Erwartung, dass diese „Abhärtung“ weitervererbt werde. Die Folge waren massive Missernten und Hungersnöte; die Sowjetunion war infolge dieser Doktrin jahrzehntelang von der Weiterentwicklung der Biowissenschaften abgeschnitten.
Die pseudowissenschaftliche Ideologie wurde auch auf die Bauphysik übertragen. Um die ehrgeizigen Zeitvorgaben zentraler Infrastrukturprojekte (etwa der Weißmeer-Ostsee-Kanal oder die Moskauer U-Bahn) halten zu können, musste Beton auch im Winter gegossen werden, wobei das gefrorene Wasser zu schweren Festigkeitsverlusten führte. Die Einwände der Bauingenieure wurden mit dem Hinweis abgetan, dass der sozialistische Mensch durch Willen und fortschrittliche Pionierleistungen die physikalischen Grenzen verschieben könne. Die Bauschäden waren erheblich; wer weiterhin davor warnte, galt jedoch als Saboteur oder „Kapitulant vor der Natur“.
Mit wissenschaftlichem Irren hat dies nichts zu tun. Es handelt sich in beiden Fällen um reine Ideologie. Wissenschaft („wie ist die Welt?“) beugt sich den Fakten; Ideologie („wie soll die Welt sein“) beugt die Fakten.
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