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Fortsetzung von „Wer soll herrschen?“ Neubegründung der politischen Philosophie Als Begründer der modernen politischen Philosophie gilt der Florentiner Niccolò Machiavelli (1469-1527). In seiner um 1513 verfassten Schrift „Il Principe“ – „Der Fürst“ sucht Machiavelli, ganz im Sinne des pragmatischen neuzeitlichen Denkens jenseits antiker und mittelalterlich-christlicher Vorbilder, nach einem empirischen Fundament und Regeln, mit denen sich die Ursachen des Erfolgs eines Herrschers beschreiben lassen. Vor dem Hintergrund der chaotischen Verhältnisse in seinem Heimatland, in dem italienische Stadtstaaten, Spanier, Deutsche und Franzosen um die Vorherrschaft kämpfen, erstellt der Philosoph und Diplomat einen praktischen Leitfaden, wahrscheinlich, um sich bei Lorenzo de‘ Medici, einem skrupellosen Renaissancefürsten und Machtpolitiker, als Berater zu empfehlen. „Der Fürst“: Leitfaden für Autokraten „Der Fürst“ ist deshalb von großer ideengeschichtlicher Bedeutung, weil hier erstmals keine moralischen Forderungen aufgestellt, sondern allein nüchtern und ungeschminkt die Gesetze des Machterhalts analysiert und beschrieben werden. Der Herrscher erhält konkrete Handlungsanweisungen, wie er seine Interessen am besten durchsetzen kann. Oberstes Gebot ist es, nicht gehasst oder verachtet zu werden. Nicht aus moralischen Gründen, sondern weil dies die Machtstellung des Souveräns untergräbt, was früher oder später zu seinem Niedergang führen würde. Hass entsteht, wenn sich der Machthaber an den Gütern seiner Bürger bereichert. Verachtung schlägt ihm entgegen, wenn ihn seine Untergebenen als schwach, unschlüssig, feige oder arm wahrnehmen. Ziel des Herrschers muss es daher sein, Liebe und Furcht zu erzeugen. Grundsätzlich soll beides angestrebt werden, im Konfliktfall aber ist der Furcht der Vorzug zu geben, denn diese kann der Herrscher selbst erzeugen, während die Liebe von den wechselnden Launen seiner oft undankbaren Untertanen abhängt. Mittel zur Durchsetzung dieser Ziele sind Milde und Grausamkeit. Machiavelli rät davon ab, zur Erzeugung von Furcht mit kleinen Grausamkeiten zu beginnen und diese erst danach zu steigern. Ein solches Vorgehen bietet starken Gegnern die Möglichkeit zu entkommen und Rache zu üben. Daher sollten Grausamkeiten von Anfang an mit voller Härte erfolgen, um die Gegner mit einem Schlag zu eliminieren, so dass möglichst rasch wieder Milde walten kann. Der Machtmensch muss stets auf der Hut sein, dass Furcht nicht in Hass und Liebe nicht in Verachtung umschlagen. Machiavelli empfiehlt daher Grausamkeiten durch Stellvertreter verrichten zu lassen, Gnadenerlasse und andere Wohltaten aber selbst zu vollziehen. Der Fürst darf sich auch nicht auf fremde Söldnerheere verlassen, sondern muss eigene Truppen aufstellen, auf deren Loyalität er eher zählen kann. Die Vasallen sollen großzügig mit Wohltaten bedacht werden, sofern diese mit eroberten Gütern erbracht werden können; seine eigenen Mittel aber muss er unbedingt schonen, da sie die Grundlage seines Machterhalts sind. Es ist vollkommen legitim, sich moralisch und tugendhaft zu geben, sein Wort aber skrupellos zu brechen, wenn dies dem eigenen Vorteil nützt. Verhalten orientiert sich bei Machiavelli nicht an moralischen Kategorien, sondern einzig und allein an der Frage, ob es dem Machterhalt dienlich ist. Stets geht es darum, die Situation zu kontrollieren, um sich nicht auf sein Glück verlassen zu müssen. Ein Wegbereiter der Soziologie Machiavellis machtbewusster Mensch überlässt sein Schicksal also nicht Gott, sondern nimmt es selbst in die Hand; er versucht soziale Spielregeln und geschichtliche Gesetzmäßigkeiten zu verstehen und für den eigenen Vorteil zu nutzen. Der Tabubruch, den Machiavelli mit der Abwendung von der bisherigen Ethik beging, provoziert bis heute heftige Anfeindungen, macht ihn aber auch zum ersten bedeutenden Philosophen der Neuzeit überhaupt und zu einem gedanklichen Wegbereiter der Soziologie. Utopia Wie Machiavelli war auch der Engländer Thomas Morus (1478-1535) Berufspolitiker und auch sein Werk ist von den politischen Wirren seiner Zeit geprägt. (Diese Wirren sollten Morus, der unter Heinrich VIII Lordkanzler war, selbst zum Verhängnis werden: Als er sich weigerte, den Eid auf das neue Thronfolgegesetz zu leisten, ließ der König ihn wegen Hochverrats hinrichten.) 1516, nur wenige Jahre nachdem Machiavelli seine Gedanken zu Papier gebracht hatte, veröffentlichte Morus ein Buch, das Literaturgeschichte schreiben sollte. Seine staatsphilosophischen Überlegungen kleidete er in die Form einer Erzählung, die namensgebend für das neue Genre des utopischen Romans wurde und zahlreiche weitere Literaten inspirieren sollte. „Utopia“ beschreibt zunächst sehr kritisch die bestehenden Verhältnisse im damaligen England, um anschließend in der Tradition der platonischen Staatsutopie das Bild eines idealen Gesellschaftsmodells jenseits religiöser Visionen zu entwerfen. Die Menschen auf der Insel Utopia leben in einer streng patriarchisch und hierarchisch organisierten Gemeinschaft, die dennoch tolerant und sozial durchlässig ist. Die Utopier kennen weder Geld noch Privateigentum. Es herrscht eine allgemeine Arbeitspflicht zugunsten des Kollektivs, die aber auf sechs Stunden am Tag beschränkt ist und allen genug Zeit lässt, persönlichen Interessen nachzugehen – das heißt insbesondere, sich in öffentlichen Vorlesungen laufend fortzubilden. Diebe werden nicht wie in England mit dem Tode bestraft, sondern müssen für die Gemeinschaft Zwangsarbeit verrichten, um danach wieder ein nützliches Mitglied des Kollektivs werden zu können. Die Utopier führen nicht selbst Krieg, sondern delegieren diese Aufgabe an Söldnerheere, die sie mit ihren gemeinsam erwirtschafteten Mitteln bezahlen. Ein fiktiver Vertrag Machiavellis und Morus‘ Werke entstanden in Zeiten sozialer Umbrüche und spiegeln die Verhältnisse der höchst instabilen frühen Renaissancestaaten wider. Rund 130 Jahre später haben sich die politischen Verhältnisse in vielen westeuropäischen Ländern gefestigt, meist in Form von absolutistischen Monarchien, aber auch einigen wenigen Republiken. Zu dieser Zeit entsteht die erste bedeutsame neuzeitliche Staatstheorie. Wie Platon, Machiavelli und Morus ist auch Thomas Hobbes (1588-1679) tief von persönlichen Erfahrungen geprägt: In einem zwölfjährigen grausamen Bürgerkrieg bekämpfen sich in England republikanische Kräfte unter Oliver Cromwell und die Anhänger des Königs Karl I; die staatliche Ordnung ist darüber zusammengebrochen, in weiten Teilen des Landes herrschen chaotische Zustände. Wie René Descartes – die beiden begegnen sich 1648 in Paris – ist auch Hobbes als früher Aufklärer auf der Suche nach Letztbegründungen. Er geht der Frage nach, warum es überhaupt eine staatliche Ordnung geben soll. Seine Gedanken hierzu legt Hobbes 1651 im „Leviathan“ dar. Das Buch beginnt mit einer wenig schmeichelhaften Untersuchung der menschlichen Natur: Ohne staatliche Ordnung lebt der Mensch in einem Naturzustand, der alles andere als idyllisch ist und der das Schlechte im Menschen hervorkehrt. Es herrscht ein „Krieg aller gegen alle“. „Das menschliche Leben [wird dadurch] einsam, armselig, ekelhaft, tierisch und kurz.“Jeder ist sich selbst der Nächste, das Handeln zeichnet sich durch Gewaltbereitschaft, Konkurrenz, Misstrauen und Ruhmsucht aus. Ursache sind ein Selbsterhaltungs- und Machttrieb. In einer Gesellschaft, in der jeder jederzeit mit seinem gewaltsamen Tod rechnen muss, verleiht Macht über andere Stärke und Sicherheit. Ein friedliches Zusammenleben aber ist unter diesen Bedingungen unmöglich. Doch genauso wie der Mensch als vernunftbegabtes Wesen seinen Verstand benutzen kann, sich gegenseitig umzubringen, kann er ihn auch einsetzen, ein einträchtiges Miteinander zu organisieren. Hobbes führt an dieser Stelle ein gedankliches Konstrukt ein, das eine beachtliche ideengeschichtliche Wirkung entfalten sollte: Um den unseligen Naturzustand zu überwinden, schließen alle Menschen untereinander einen Vertrag, in dem sie sich einigen, ihre Macht an einen Souverän abzutreten. Die Unterwerfung unter eine zentrale Instanz ist im allseitigen Interesse, denn die verbindliche Festlegung allgemeiner Rechte und Pflichten beendet die primitive und gefährliche Ausgangslage. Der Staat aber wird durch die Übertragung aller individueller Gewalt gleichsam zu einem allmächtigen Organismus. Hobbes benutzt die Metapher des Leviathans, einem schrecklichen Meeresungeheuer der biblischen Mythologie. Der Leviathan ist der absolutistische Staat. Er verfügt über eine fast unbeschränkte Machtfülle; keine Kontrollinstanz, kein Gesetz schränkt seine Autorität ein. Das mächtige Monsters ist ein notwendiges Übel, um den schrecklichen Naturzustand zu überwinden. Der Gesellschaftsvertrag, den alle Untertanen sowohl untereinander als auch mit dem Souverän abschließen, ermächtigt diesen im Interesse aller, die nötige allgemeine Sicherheit herzustellen. Hobbes‘ Gedankenexperiment fordert uns auf, den Staat so zu betrachten, als ob seine Bürger allesamt diesen fiktiven Vertrag tatsächlich abgeschlossen hätten. Ein freundliches Monster Erst die Machtfülle des Leviathans ermöglicht Freiheit, Wohlstand und Selbstentfaltung für alle; nur eine staatliche Ordnung kann garantieren, dass jeder die Früchte seines Tuns auch ernten kann, nur so können Wirtschaft und Kultur zum Wohle aller blühen. Für Hobbes – ungewöhnlich für einen Philosophen – steht die Autorität des Staates sogar über der Wahrheit, in deren Namen nur unsägliche Kriege geführt werden. Hobbes Leviathan ist das elementare Werk der politischen Philosophie der Neuzeit und bis heute eines der bedeutsamsten Werke der modernen Staatstheorie. Er enthält eine Fülle neuer Gedanken, auf denen zahlreiche Philosophen, Soziologen und Politikwissenschaftler in den folgenden Jahrhunderten aufbauen werden. Der Leviathan führt das Gedankenexperiment der Vertragstheorie ein, liefert eine Letztbegründung für die Existenz von Staaten und eine moralische Rechtfertigung des Absolutismus. Zudem vollzieht er eine radikale Perspektivenumkehr: Politische Fragen werden in der Aufklärung nicht mehr aus Sicht des Kollektivs, sondern vom Individuum her gedacht. Während in Antike und Mittelalter das Gemeinwesen dem Individuum seinen Platz zuweist, ist die neuzeitliche Sicht die, einer Vereinigung von Einzelpersonen, die freiwillig dem Staat einen wichtigen Teil ihrer Freiheit übertragen, um dadurch selbst mehr Freiheit und Entfaltungsmöglichkeiten zu erlangen. Hobbes erklärt Freiheit und Gleichheit zu grundlegenden, unveräußerlichen Rechten eines jeden Menschen. Sie sind die Pole des Spannungsfelds, das das politische Denken in der westlichen Welt fortan bestimmen wird. Den Blog entdecken Wer mehr wissen will: Machiavelli, Niccolò (1990): „Der Fürst“, Insel. Hobbes, Thomas (1996): „Leviathan“, Meiner. Locke John (1974) „Zwei Abhandlungen über die Regierung“, Reclam. Bildnachweis: Italy 1494 de - Italienische Kriege – Wikipedia

Fortsetzung von "Was ist Chemie?" Tod eines Naturphilosophen Der Delinquent war ein Privilegierter des Ancien Régime. Als Steuerpächter war er reich geworden und hatte so den Unmut der französischen Revolutionsregierung auf sich gezogen - mit der Folge, dass er am 8. Mai 1794 in Paris auf dem Place de la Concorde hingerichtet wurde. Eine nicht verbürgte Anekdote will, dass der Verurteilte sich zuvor mit seinen Freunden zu einem letzten Experiment verabredet hatte. Er wollte, nachdem der Kopf abgetrennt war, so lange wie möglich blinzeln, um der Nachwelt Aufschluss zu geben, wie lange sein Bewusstsein noch arbeitete. Er soll elfmal geblinzelt haben. Mit Antoine Laurent de Lavoisier starb unter der Guillotine der Begründer der modernen Chemie. Ob die Anekdote nun stimmt oder nicht, sie passt zu dem Bild, das wir von den Naturphilosophen des 17. und 18. Jahrhunderts haben: Sie waren von einer rast- und grenzenlosen Neugier getrieben. Lavoisier hat für die Chemie eine ähnliche Bedeutung, wie Newton für die Physik. Im Alleingang, bei seinen Experimenten nur durch seine Frau Marie unterstützt, entdeckte er mehrere grundlegende chemische Prinzipien, allen voran die Oxidation und das Gesetz der Massenerhaltung, erforschte Gärungsprozesse, stellte eine Theorie der Säuren auf und etablierte die bis heute gültigen Standards für die Durchführung chemischer Experimente. Das prominente Opfer der Französischen Revolution war der Vater der Chemischen Revolution. Zu Lavoisiers herausragenden Beiträgen gehört auch die Zerstörung des letzten Fragments einer uralten Theorie: Der Franzose wies als Erster nach, dass auch Wasser – nach der Lehre des griechischen Philosophen Empedokles, neben Erde, Luft und Feuer, das vierte antike Element – ein zusammengesetzter Stoff war. Von der Alchemie zur modernen Chemie Das griechische Wort „chimeia“ bezeichnete ursprünglich die Kunst, Metalllegierungen herzustellen. Der arabische Kulturkreis, der wichtige Teile des antiken Wissens während des Mittelalters bewahrte, übernahm den Begriff als „al-kīmiā“. Zahlreiche unserer heutigen chemischen Begriffe, wie Alkohol, Kalium, Natrium, Alkali oder Elixier, gehen unmittelbar auf das Arabische zurück und zeugen von einer intensiven Auseinandersetzung des Morgenlands mit der Wandelbarkeit der Stoffe. Im späten Mittelalter gelangte dieses Wissen aus dem Orient nach Europa, wo sich die Adepten der neuen Wissenschaft bald als Alchemisten bezeichneten. Viele waren von der Idee besessen, mithilfe einer mystischen Substanz, dem Stein der Weisen, aus einfachen Stoffen Edelmetalle herzustellen. 1661 veröffentlichte der Ire Robert Boyle ein Buch mit dem bezeichnenden Titel „The Sceptical Chymist“. Es markiert den Übergang von einer teils esoterisch inspirierten Halbwissenschaft zu einem fortschrittlicheren Chemieverständnis. Boyle schuf für die von ihm neu geschaffene Disziplin erstmals einen wissenschaftlichen Rahmen und führte den Begriff „Element“ für einen nicht weiter zerlegbaren Stoff ein. Jagd auf die Elemente Zu dieser Zeit waren erst sehr wenige Elemente bekannt: Schwefel und ein knappes Dutzend Metalle wie Eisen, Blei, Silber und Gold. Die Entdeckung des Phosphors durch den deutschen Alchemisten Henning Brand 1669 – auch er war auf der Suche nach dem Stein der Weisen – markierte den Auftakt zu einer langen Serie neuer Funde. Abergläubische sächsische und böhmische Bergleute förderten im Erzgebirge Gesteine zu Tage, deren Metalle zwischen 1735 und 1783 erstmalig isoliert werden konnten und nach den Namen von Berggeistern und Raubtieren Kobalt, Nickel und Wolfram getauft wurden. Der deutsch-schwedische Naturforscher Carl Wilhelm Scheele entdeckte in den 1770er Jahren Stickstoff, Chlor und Sauerstoff, sein deutscher Zeitgenosse Martin Heinrich Klaproth Uran, Zirkonium und Cer. Bis zum Ende des 18. Jahrhunderts war den Entdeckern der elementare Charakter der von ihnen gefundenen Stoffe meist nicht bewusst. Erst der systematische Einsatz der Elektrolyse durch Sir Humphry Davy erlaubte es zu Beginn des 19. Jahrhundert, die elementare Natur der Stoffe systematisch zu bestimmen. Mit seiner Methode entdeckte Davy innerhalb kurzer Zeit Natrium, Kalium, Barium, Strontium, Calcium und Magnesium. 1859 fanden der Physiker Gustav Robert Kirchhoff und der Chemiker Robert Wilhelm Bunsen eine weitere Methode, mit der sich neue Atomsorten systematisch aufspüren ließen. Sie hatten beobachtet, dass die meisten Elemente bei ihrer Verbrennung eine spezifische Farbe emittieren. So leuchtet die Flamme bei Lithium rot, bei Natrium gelb und bei Cäsium blau – ein quantenphysikalischer Effekt, den die beiden Forscher noch nicht erklären konnten. Mit ihrem spektroskopischen Verfahren konnten Kirchhoff und Bunsen die von ihnen untersuchten Stoffe auf die Anwesenheit bestimmter Elemente hin untersuchen. Sie entdeckten auf diese Weise Cäsium und Rubidium. (Bei Rubidium wurde die rubinrote Spektrallinienfarbe zum Namensgeber für das neue Element.) Andere Wissenschaftler sollten mit dieser Methode in den folgenden Jahren noch rund 20 weitere Elemente aufspüren. Perlen auf einer Schnur John Dalton, Schöpfer des ersten Atommodells, hatte bereits Anfang des 19. Jahrhunderts einen Weg gefunden, das Gewicht der einzelnen Elemente relativ zum Wasserstoff zu bestimmen, indem er für verschiedene chemische Reaktionen die Proportionen der Einsatzstoffe analysierte. Damit ließen sich nun die Atomsorten der Größe nach wie Perlen auf einer Schnur aufreihen. Dimitri Mendelejew und Lothar Meyer waren die Ersten, die, unabhängig voneinander, in dieser Kette eine Gesetzmäßigkeit entdeckten: Das zweite, zehnte und achtzehnte Element waren allesamt Gase, die sich durch nichts zu einer chemischen Reaktion verführen ließen. Das jeweils folgende dritte, elfte und neunzehnte Element war hingegen in allen Fällen ein sehr reaktionsfreudiges, weiches, silbrig glänzendes Metall mit niedrigem Schmelzpunkt. Die Vorgänger der trägen Gase auf der Perlenschnur waren wiederum hochreaktive bunte Nichtmetalle. Die periodische Wiederholung ähnlicher Eigenschaften vollzog sich stets in einem Achterrhythmus. Schritt man von den Edelgasen ausgehend innerhalb der Achtergruppen voran- oder zurück, nahm die Reaktionsneigung bis zur Mitte der Gruppe ab und danach wieder zu. Das Muster war so deutlich, dass Mendelejew dort, wo die Reihe Lücken aufwies, die Existenz noch unentdeckter Elemente vorhersagte und deren Eigenschaften prognostizierte. Seine Voraussagen sollten sich als absolut zutreffend erweisen. In dem unvollständigen Puzzle hatte er als Erster das ganze Bild erblickt. Weiterführende Literatur: Sacks, Oliver (2003): „Onkel Wolfram: Erinnerungen“, Rowohlt. Günter Klar, Armin Reller (2023): „Das Werden der Chemie“, Wiley.

Fortsetzung von "Was ist Physik?" Himmlische Anfänge Für die frühen Bauerngesellschaften war es überlebenswichtig, den Rhythmus der Jahreszeiten zu verstehen. Mit der Zeit lernten sie, dass Sommer- und Wintersonnenwenden sowie Tagundnachtgleichen einem bestimmten Muster folgten, dass sich, wie wir letzte Woche gesehen haben, mit Mathematik beschreiben ließ. Die Muster ergaben sich durch genaue Beobachtung der Bewegungen, die Sonne, Mond und Sterne am Firmament vollzogen. Die frühen Hochkulturen im Fruchtbaren Halbmond hatten daher bereits ein weit entwickeltes Verständnis von Astronomie und Himmelszyklen. Möglicherweise unterschieden sie bereits die Planeten von den Sternen. Die Ersten, von denen wir dies sicher wissen, waren die Griechen: Es gibt jene Himmelskörper, die sich gemeinsam starr durch den Nachthimmel bewegen und jene fünf Objekte, deren Wanderungen offenbar anderen Regeln folgt. Diese Auffälligkeit veranlasste sie, die fünf Planeten nach ihren Göttern zu benennen. Die irdische Ordnung fasste der Philosoph Empedokles zusammen. Für ihn war alles, was auf der Erde geschah, ein komplexes Zusammenspiel von lediglich vier Elementen: Erde, Wasser, Luft und Feuer. Im 4. Jahrhundert v. Chr. erschuf Aristoteles daraus ein geschlossenes physikalisches Weltbild. Demnach ist der natürliche Zustand eines Körpers die Ruhe. Ruhepol des Universums ist die sich im Zentrum befindliche Erde, die von Sonne, Mond und Planeten auf vollkommenen Kreisbahnen umlaufen wird; sowohl die Himmelskörper als auch der Kosmos selbst sind vollkommene, unveränderliche und ewig währende Kugeln. Alles, was am Himmel geschieht, ist Ausdruck einer absoluten, göttlichen Ordnung. Dementgegen ist alles Irdische einem ständigen Wandel unterworfen, denn die vier Elemente sind unablässig der Wirkung zweier Kräfte ausgesetzt: Die Schwerkraft lässt Erde und Wasser fallen; die Auftriebskraft erlaubt es Luft und Feuer, aufzusteigen. Nach Aristoteles‘ Überzeugung haben Luft und Feuer kein Gewicht, während die Schwerkraft Körper aus Erde und Wasser umso schneller fallen lässt, je schwerer sie sind. Diese Betrachtung enthielt bereits die beiden grundlegenden Komponenten der Welt: Materie und die auf sie wirkenden Kräfte. Im 2. nachchristlichen Jahrhundert verfeinerte der Gelehrte Ptolemäus die antike Vorstellung der Himmelsmechanik weiter: Die Fixsterne waren am Gewölbe einer riesigen Hohlkugel aufgehängt. Darunter bewegten sich Sonne, Mond und Planeten in perfekten konzentrischen Kreisbahnen um die Erde und erzeugten dabei eine himmlische Musik. Goethe bezieht sich im Prolog des ersten Teils des Faust auf dieses antike Weltbild: „Die Sonne tönt nach alter Weise; In Brudersphären Wettgesang; Und ihre vorgeschriebne Reise; Vollendet sie mit Donnergang“. Tatsächlich lebt diese alte Vorstellung bis heute fort: Wir sagen noch immer „die Sonne geht unter“, und nicht, was eigentlich richtig wäre, „der Horizont hebt sich“. Die Entdeckung des Planeten Erde Das antike Weltbild war so robust, dass es rund 1800 Jahre lang Bestand haben sollte. Das war insofern nicht verwunderlich, als das zugrunde liegende Modell sich mit dem, was die Menschen dem Augenschein nach beobachten konnten, in hohem Maße deckte und darüber hinaus auch zuverlässige Prognosen künftiger Ereignisse wie Mond- und Sonnenfinsternisse lieferte. Doch 1543 wurde diese alte Gewissheit erschüttert. Nikolaus Kopernikus (1473-1543), Domherr und Astronom zu Frauenburg in Ostpreußen hatte in seinem Todesjahr eine Schrift veröffentlicht, in der er zu dem Schluss kam, dass sich die Himmelsereignisse ebenso gut erklären lassen, wenn man die Sonne in den Mittelpunkt des Universums stellt und der Erde lediglich die Rolle eines weiteren Planeten zuweist, dessen Rotation die Illusion einer scheinbaren Bewegung der Fixsterne hervorruft. Kopernikus hatte bis kurz vor seinem Tod mit der Veröffentlichung gezögert. Er befürchtete nicht etwa, durch die mögliche Verbannung des Menschen aus dem Zentrum des Kosmos den Unmut der Kirche auf sich zu ziehen – seine Bischöfe und Kardinäle hatten den Domherrn ganz im Gegenteil zur Veröffentlichung seiner Hypothese sogar ermuntert. Er fürchtete vielmehr die Kritik der anderen Astronomen. Deren Skepsis war nicht unbegründet, denn Kopernikus konnte für seine Mutmaßung keinerlei Beweise liefern. Zudem legten seine Observationen nahe, dass die Planetenbewegungen nicht den perfekten aristotelischen Kreisbahnen entsprachen. Der wichtigste Kritikpunkt aber war, dass ein Planet Erde sich mit einer unfassbar hohen Geschwindigkeit durch das All bewegen müsste, obwohl er doch ganz augenscheinlich ein ruhendes System war und niemand irgendwelche Bewegungen wahrnehmen konnte. Zu den prominenten Gegnern des neuen Weltbildes gehörte auch der dänische Astronom Tycho Brahe (1546-1601). Brahe war ein so leidenschaftlicher Verteidiger seiner Überzeugungen, dass er als Student bei einem Duell um die Richtigkeit einer mathematischen Formel einen Teil seiner Nase eingebüßt hatte. Der hitzköpfige Däne war in seiner wissenschaftlichen Herangehensweise allerdings ausgesprochen strukturiert. Jahrzehntelang hatte er die für ihn mit bloßen Auge beobachtbaren Vorgänge am Himmel akribisch aufgezeichnet. Aus seinen Daten entwickelte er ein eigenes Weltbild, eine Art Kompromiss zwischen dem antiken aristotelisch-ptolemäischen Modell und der kopernikanischen Betrachtung. Demnach war nach wie vor die Erde das fixe Zentrum des Universums; die Planeten drehten sich um die Sonne und die Sonne drehte sich um die Erde. Heute mutet uns diese Vorstellung absurd an. Tatsächlich aber deckte sich diese Theorie mit den damals möglichen Beobachtungen besser, als das von Kopernikus vorgeschlagene Modell. Ein neues Weltbild Ausgerechnet Brahes detaillierte Aufzeichnungen sollten letztlich maßgeblich dazu beitragen, das kopernikanische System durchzusetzen. Die Datensammlung erlaubte es seinem Assistenten und Nachfolger als kaiserlicher Hofmathematiker in Prag, Johannes Kepler (1571-1630), den Ansatz des Nikolaus Kopernikus noch einmal neu zu betrachten. Nach vieljähriger Arbeit gelang ihm schließlich der Durchbruch. Die Veröffentlichung der „Astronomia Nova“ 1609 war das definitive Ende geozentrischer Weltbilder und der Anfang vom Ende der antiken Vorstellung eines perfekten Himmels. Nachdem er die Idee zunächst als zu einfach verworfen hatte, kam Kepler nach langem Hin und Her zu der Erkenntnis, dass sich die Planeten nicht auf kreisförmigen, sondern elliptischen Bahnen um ihren Fixstern bewegen mussten. Der Umlauf war zudem kein gleichförmiger, sondern verlief umso schneller, je näher sie der Sonne waren. Die Entdeckungen des Planeten Erde ist ein Meilenstein der Wissenschaftsgeschichte. Keplers Leistung ist gewaltig: Die elliptischen Bahnen der Himmelskörper waren mit bloßem Auge nicht von einem Kreis zu unterscheiden. Dem Astronomen standen weder Infinitesimalrechnung noch Teleskope als Hilfsmittel zur Verfügung; die durch die Planetenbahn beschriebenen Flächen musste er von Hand errechnen. Der erste Sternenkundige, der mit Teleskopen arbeitete, war vermutlich Keplers Zeitgenosse Galileo Galilei (1564-1642). Was sich ihm dank der neuen Instrumente offenbarte, zerstörte die noch verbliebenen Überreste der antiken Vorstellung eines perfekten Himmels: Sonne und Mond waren keine vollkommenen Kugeln, zudem mit hässlichen Flecken bedeckt oder von Kratern übersäht. Galileos Entdeckung der Jupitermonde war ein weiterer Beweis, dass die Erde nicht im Zentrum aller kosmischen Bewegung stand. Noch bedeutsamer aber war die Erkenntnis, dass auch die überkommenen Lehren der irdischen Mechanik unhaltbar waren: Bei seinen Experimenten in Pisa hatte Galilei festgestellt, dass verschiedene Gegenstände, ganz gleich wie viel sie wogen, grundsätzlich immer gleich schnell zu Boden fallen; dass sich dennoch bei vielen Objekten Unterschiede beobachten ließen, erklärte Galilei mit verschiedenen Luftwiderständen. Damit waren die Behauptungen des Aristoteles widerlegt, dass schwere Körper schneller fallen als leichte und dass Luft kein Gewicht habe. Da Galilei das kopernikanische Weltbild nicht als bloße Hypothese, sondern vehement als Tatsache darstellte, ohne dafür einen Beweis liefern zu können, geriet er in Konflikt mit der katholischen Kirche, die Beweise forderte, die der Gelehrte aber nicht liefern konnte. So wurde er schließlich gezwungen, seine Behauptung öffentlich zu widerrufen, für Galilei die einzige Möglichkeit, der Inquisition zu entgehen. Der große italienische Astronom und Physiker starb 1642 nach neunjährigem Hausarrest. Fast auf den Tag genau ein Jahr später wurde in einem winzigen Dorf im Osten Englands der Bauernsohn Isaac Newton geboren… Weiterführende Literatur: Hawking, Stephen (1988): „Eine kurze Geschichte der Zeit“, Rowohlt.

Fortsetzung von "Worum geht es in diesem Blog?" Zusammenhänge In den bisherigen Blogs habe ich versucht, einen ersten Überblick über die elf Themengebiete zu geben. Ich hoffe, ihr seid noch neugierig, wie es weitergeht. Das Spiel beginnt jetzt wieder von vorne, das heißt nächste Woche geht es wieder um Mathematik, danach um Physik und so weiter. Mit der Zeit soll so für jedes Themengebiet eine chronologische Nacherzählung des historischen Erkenntnisfortschritts entstehen. Für die Mathematik heißt das beispielsweise von den Ursprüngen des Zählens bis zur Kurt Gödels Unvollständigkeitssätzen. Das alles ohne Jargon, also so, dass grundsätzliche jeder die Entwicklung nachvollziehen kann – man muss dazu weder Mathematik noch Physik, Philosophie, Politologie oder überhaupt etwas studiert haben. Die Reihenfolge der Themen ist nicht zufällig gewählt. Irgendwie hängt ja alles mit allem zusammen: Mathematik ist das Werkzeug mit der wir die Natur beschreiben können (oder wie Galileo Galilei es viel poetischer ausdrückte: „die Sprache, in der die Natur zu uns spricht“). Die Natur selbst betrachten wir in den Kategorien Physik, Chemie und Biologie. Die Chemie schlägt hier eine wichtige Brücke: sie ist mechanisch betrachtet nur eine spezielle Form der Physik; ihre Kohlenstoffverbindungen sind aber auch Grundlage, um die elementaren Funktionsprinzipien des Lebens zu verstehen. Biologie ist zwar eine Naturwissenschaft, aber ihre Entwicklung folgt nicht physikalisch-deterministischen Naturgesetzen, sondern einem Zufallsprinzip. (Wobei wir später noch sehen werden, dass auch in der Physik dem Zufall eine wichtige Rolle zukommt.) Die Geschichte des Universums schließlich stellt sich somit als eine Abfolge einer physikalischen, gefolgt von einer chemischen und schließlich einer biologischen Evolution dar. Bewusstsein ist das Thema, das Natur und Geist, die wir oft als unvereinbare Gegensätze empfinden, miteinander verbindet. Die Neurowissenschaften haben in den letzten beiden Jahrzehnten beeindruckende Fortschritte erzielt, dennoch haben wir nach wie vor nicht die geringste Vorstellung davon, wie elektromagnetische Vorgänge in unserem Gehirn Bewusstseinszustände entstehen lassen. Bewusstsein ermöglicht Sprache. Die natürliche Sprache – sie ist im Vergleich zu der formalen Sprache Mathematik ein ziemlich mangelhaftes Werkzeug – ermöglicht es uns, anderen Menschen unsere Bewusstseinszustände mitzuteilen. Dies erlaubt es uns wiederum, uns mit Philosophie auseinanderzusetzen, dem strukturierten, logischen Nachdenken über die Welt. Wie fast alle Primaten, ist auch der Homo sapiens ein höchst soziales Wesen und Gruppentier. Ein wichtiger Aspekt des begründeten Reflektierens ist daher auch das Nachdenken über die Gesellschaften, in denen wir leben. Ihre Funktionsprinzipien sind ein weiterer elementarer Baustein des Weltverstehens. Eine der zentralen Fragen aller menschlichen Gesellschaften ist wiederum die Erwirtschaftung und Verteilung von Wohlstand – die beiden zentralen Themen, mit denen sich die Ökonomie befasst. Was die menschlichen Gesellschaften in den letzten 12.000 Jahren antrieb, warum sie teils völlig unterschiedliche Entwicklungen genommen haben und welche Katalysatoren diese Unterschiede befördert haben, sind die großen Themen der Geschichte der Menschheit. Behauptungen und Meinungen In den Naturwissenschaften und in der Mathematik sind Meinungen oder Bauchgefühle keinen Pfifferling wert. Stellt jemand eine Behauptung auf, so muss sie empirisch oder logisch überprüfbar sein – andernfalls muss man sie verwerfen. Bei den Geisteswissenschaften, allen Blog-Kategorien, die nach „Bewusstsein“ kommen, ist das nicht ganz so einfach. Denn es geht hier nicht nur darum zu beschreiben, wie etwas ist, sondern auch, wie etwas sein soll. Hier kommen persönliche Weltbilder und Wertmaßstäbe ins Spiel, mit der Folge, dass es zwangsläufig zu sehr gegensätzlichen moralischen Einordnungen und Bewertungen kommt. Mir geht es an dieser Stelle nicht um meine persönlichen Meinungen, sondern um die einfache Darstellung grundlegender Werkzeuge und der wichtigsten Standpunkte, die sich im Lauf der Jahrhunderte entwickelt haben. Mit diesem Rüstzeug kann jeder anhand von Tatsachen überprüfen, inwieweit seine persönliche Meinungen den Fakten standhalten und welche verschiedenen moralischen Standpunkte man in den jeweiligen Zusammenhängen begründet einnehmen kann. Ich denke, dass ist eine wichtige Voraussetzung, die zahllosen Informationen, die täglich auf uns einprasseln, sinnvoll einordnen zu können. Back to school? Fast alle dieser elf Themen sind uns auch als Schulfächer bekannt. Und von vielen Inhalten haben wir alle schon irgendwie einmal gehört. Doch haben wir damals wirklich verstanden, um was es in diesen Fächern eigentlich geht? Und: Haben wir damals verstanden, wie das alles zusammenhängt? Bei mir persönlich war das definitiv nicht der Fall. Wir lernen von klein an die Dinge zu kategorisieren und hermetisch voneinander abzugrenzen. Deshalb haben wir „Schul-Fächer“ und arbeiten hinterher in Ab-Teilungen. In meinem Blog möchte ich kein Schulwissen verbreiten, sondern einen neuen Blick auf das Wesen dieser elf Wissensgebiete versuchen und dabei insbesondere ihre Zusammenhänge und Abhängigkeiten untereinander aufzuzeigen. Wie ihr vielleicht schon bemerkt habt, habe ich begonnen, die entsprechenden Schlagwörter zwischen den Artikeln zu verlinken. Wie die höchst komplexe Welt um uns herum funktioniert, können wir, denke ich, ansatzweise nur verstehen, wenn wir uns mit diesen Zusammenhängen und Abhängigkeiten auseinandersetzen. Ein paar persönliche Erfahrungen bisher Einen wöchentlichen Blog über „Allgemeinwissen“ oder „Weltwissen“ zu schreiben ist ein Abenteuer. Ich war auf Social Media bisher praktisch nicht aktiv. Und auch davon, wie man eine eigene Website aufbaut und betreibt, hatte ich vor drei Monaten noch nicht die geringste Vorstellung. Seit dem Start dieses „Projekts“ habe ich diesbezüglich zwangsläufig viel gelernt und nach wie vor kommen jeden Tag neue Kenntnisse und Erkenntnisse dazu. Etwa, wie man von Google und anderen Suchmaschinen gefunden wird (ist eine Wissenschaft für sich – angeblich zieht Google dafür bis zu 180 verschiedene Kriterien heran), wie man Bilder komprimiert und in welchem Format man sie abspeichern muss, damit die Website schneller lädt, dass orangene Newsletter-Buttons häufiger geklickt werden, als andere Farben (was zu beweisen wäre), und welche bemerkenswerten Unterschiede bei der Häufigkeit von Suchwortanfragen jeweils zwischen Deutschland, der Schweiz und Österreich bestehen. Besonders interessant war meine Erfahrung mit Instagram. Mein Account wurde nämlich sofort gesperrt, weil das Bild „Adam und Eva“ von Lucas Cranach dem Älteren aus dem Jahre 1526, das ich für den Einführungs-Artikel von „Bewusstsein“ ausgewählt habe, von einer künstlichen oder vielleicht auch nicht so künstlichen „Intelligenz“ als anstößiger Inhalt und Spam klassifiziert wurde. Da weiß man nicht, ob man lachen oder weinen soll… Seit Oktober wurde die Webseite von rund 700 verschiedenen Besuchern über 1200-mal aufgerufen. Für mich ist das eine Motivation, weiterzumachen (ich habe mir sagen lassen, dass die meisten Blogs nach der 12. Ausgabe eingestellt werden.) Wem der Blog gefällt, darf ihn gerne teilen und weiterempfehlen. Mich würde auch Euer Feedback interessieren, öffentlich über die Kommentarfunktion unter den jeweiligen Artikeln oder privat über das Kontaktformular. Bis nächste Woche Jens

Fortsetzung von "Sokrates und sein Vorgänger" Ein privilegierter Schüler des Sokrates Wer der historische Sokrates tatsächlich war, den wir im letzten Philosophie-Blog betrachtet haben, wissen wir nicht. Wie von den meisten Vorsokratikern sind auch von ihm keine Schriften überliefert. Das Bild, das wir heute von ihm haben, beruht allein auf Aufzeichnungen seiner Schüler. Der berühmteste unter ihnen ist Platon. Um 428 v. Chr. als Spross einer hochadligen Athener Familie geboren, hätte er sicherlich als Politiker in seiner Heimatstadt Karriere machen können. Doch eine Beteiligung an der Terrorherrschaft der Athener Oligarchen, die nach Athens Niederlage gegen Sparta im Auftrag der Siegermacht die Macht übernommen hatten und in die etliche Angehörige der Familie Platons verstrickt waren, schlug er aus. Nach Sokrates‘ Hinrichtung bereiste Platon, wie für junge privilegierte Männer schon damals üblich, mehrere Jahre lang die antike Welt. Seine Bildungsreise soll ihn nach Libyen, Süditalien, Sizilien und möglicherweise auch nach Ägypten geführt haben. 387 v. Chr. kehrte Platon nach Athen zurück. Im Hain des Akademos gründete der Vierzigjährige eine Schule, die nach ihrem Ort vor den Toren der Stadt als „Akademie“ bezeichnet wurde. Hier sollte Platon in den kommenden zwanzig Jahren jene Arbeit leisten, die ihn zum wohl einflussreichsten Philosophen überhaupt machen sollte. Seinen Weltruhm verdankt er dabei nicht zuletzt seinem schriftstellerischen Talent. In seinem wohl fast vollständig überlieferten Werk finden sich zahlreiche Dialoge, eine von ihm erfundene, auf Rede und Gegenrede basierende literarische Form, in der er neben anderen bekannten Persönlichkeiten seiner Zeit auch seinen Lehrer Sokrates wieder auferstehen lässt. Ein Suchender Platon ist auf der Suche. Er möchte ein umfassendes, in sich geschlossenes System erschaffen, das den Menschen den Weg zu einem besseren Leben weist. Doch auf welche Grundlagen kann er bauen? Da ist zunächst Sokrates‘ Fragetechnik. Ein hilfreiches Werkzeug, um die Schwächen und Widersprüche vordergründigen Wissens bloßzulegen. In Platons frühen Dialogen steht Sokrates‘ Dialektik im Mittelpunkt. Der Schüler erhebt seinen Lehrer, der argumentative Schwächen so gut aufzudecken wusste, damit zum Begründer wichtiger erkenntnistheoretischer Grundlagen. Die Lehren der Vorsokratiker erscheinen Platon hingegen oftmals allzu subjektiv und widersprüchlich. Platon missfällt die Weltsicht von Heraklit. Wäre alles in ständigem Wandel, gäbe es die absolute Wahrheit nicht, nach der er sucht. Interessanter ist da schon die Idee, die sich bei Parmenides und den Pythagoreern findet, die Vorstellung einer subjektiv-diesseitigen und einer objektiv-jenseitigen Welt. Philosophie als Befreiung Die Einsicht, dass unsere Sinne uns täuschen können, führt Platon zu einer ersten zentralen Erkenntnis: Die Welt ist nicht das, was sie zu sein scheint. Wir verwechseln Vorspiegelungen mit der wahren Natur der Dinge. Diese Idee legt der Philosoph in seinem berühmten Höhlengleichnis dar: Angekettete Gefangene sitzen in einer Höhle mit dem Gesicht zur Wand. Ein Feuer in ihrem Rücken wirft flackernde Schatten auf die Felsen, Schatten, die die Gefangenen für die Realität halten. Einer von ihnen kann aus der Höhle fliehen. Er erkennt die wahre Welt und die Illusion, der alle anderen erlegen sind. Doch als er zurückkehrt, findet sich niemand, der seinen Berichten Glauben schenkt. Platon umreißt mit diesem Gleichnis seine Vorstellung von Ontologie und Erkenntnistheorie. Der Entflohene ist der Philosoph. Er allein kann die Wahrheit schauen, weil er sich nicht auf den Augenschein verlässt. Die vordergründigen Erklärungen der anderen beruhen auf Meinungen oder Glauben, nicht aber auf wahrem Wissen. Platon erkennt, dass es Dinge gibt, die wir wahrnehmen, aber nicht verstehen; genauso gibt es aber auch Dinge, wie etwa die Mathematik, die wir verstehen, ohne sie sinnlich wahrgenommen zu haben. Gibt es eine Möglichkeit hinter den Schleier zu schauen, der zwischen uns und der Wahrheit liegt? Platons Antwort auf diese Frage ist seine Ideenlehre: Das, was sich unseren Sinnen in der diesseitigen Welt offenbart, sind nur schlecht gezimmerte Kopien der Wahrheit, ein fahler Abglanz, dem kein wahrer Wert innewohnt. Vollkommenheit und Gewissheit finden wir allein im Reich der Ideen. Dort begegnet uns das ewige, absolute, unveränderliche Urbild, das zeit- und körperlose Original. Nur hier ist der Kreis eine Figur, bei der tatsächlich jeder Punkt die exakt gleiche Entfernung von der Mitte hat. Kreis, Tisch, Stuhl, Haus, Katze, Mensch, Tapferkeit, Gerechtigkeit, die Farbe Rot oder das Gute: Von allem existiert eine perfekte Idee. Weil diese Idee vollkommen ist, unterliegt sie auch nicht dem Zwang, sich verändern zu müssen. Die höchste, erhabenste aller Ideen ist „das Gute“, ein übergeordnetes Prinzip, aus der alle Tugenden wie Tapferkeit und Gerechtigkeit hervorgegangen sind und das die zerstreuten Einzeldinge der Welt wieder zu ordnen vermag. Platons Kosmogonie Die Vorstellung von vollkommenen Ideen prägt auch Platons Kosmogonie, seine Lehre vom Ursprung der Welt, und seine Seelenlehre. Die Himmelskörper, die sich zwischen dem Diesseits und dem Reich der Ideen befinden, müssen durch irgendetwas in Gang gesetzt worden sein. Die allzu menschlichen lügenden und betrügenden Götter der Griechen konnten etwas so Wunderbares nicht vollbringen; die Himmelsmechanik muss ihren Ursprung vielmehr in einem vollkommenen Wesen haben, das Platon als „Demiurg“, den „Schöpfer“ oder den „Handwerker“ bezeichnet. Dieser Demiurg ist auch der Urheber der unsterblichen Ideen. Als der Schöpfer nach den idealen Vorlagen die dingliche Welt erschafft, möchte sich ihm die sperrige Materie nicht fügen und so gerät ihm alles lediglich zur blassen Erinnerung an das Ideal. Doch der Demiurg will seiner Schöpfung wenigstens eine Ahnung der Ideenwelt vermitteln, um so die Vernunft und das Gute in die Welt zu tragen. Dazu stattet er alle Dinge, die sich selbst bewegen können – Tiere, Menschen und Himmelskörper – mit einer Seele aus. Wie die Weltseele des Demiurgs ist auch die menschliche Seele reiner Geist und unsterblich. Stirbt der Körper, lebt sie in einem anderen Wesen weiter, eine Vorstellung die Platon von den Orphikern und Pythagoreern übernimmt. Durch ihre göttliche Herkunft hat die Menschenseele eine Verwandtschaft mit der Weltseele, die es ihr ermöglicht, Einblick in das Reich der Ideen zu nehmen. Wir wissen um dieses Reich, nur ist die Erinnerung daran verschüttet. Die Verbindung wieder herzustellen ist Aufgabe aller Philosophie. Sie muss die Seele davor bewahren, sich mit Untugenden wie Ungerechtigkeit, Feigheit oder Gier zu beschmutzen und sich dadurch von dem Schönen, Wahren und Guten zu entfernen. Platons Seelenlehre Platons Seele ist ein komplexes, mehrschichtiges Gebilde, in dem Begierde, Tatkraft und Vernunft miteinander um die Vorherrschaft ringen. Der Sitz der Begierde ist der Unterleib. Hier finden sich die niederen Instinkte wie Hunger, Fortpflanzung und Egoismus. Das Tatkräftig-Mutige wohnt in der Brust. Es steht für Ordnungsliebe aber auch für Machtstreben und Aggression. Noch weiter oben, im Kopf, ist die Vernunft beheimatet. Dieser Teil der Seele strebt nach Wissen und Weisheit, wägt ab, denkt in die Zukunft und versucht, die beiden niederrangigen Anteile zu kontrollieren. Die Schwierigkeit dieser Aufgabe verdeutlicht Platon in seinem Gleichnis vom Seelenwagen. Die Vernunft ist der Wagenlenker, der versucht, zwei Pferde zu bändigen, die jeweils für den begehrenden und den mutvollen Charakteranteil stehen und den Wagen in unterschiedliche Richtungen ziehen möchten – womit Platon auch eine erste psychologische Theorie schuf. Menschen, bei denen die Begierde überwiegt, sind Kaufleute oder Bauern. Jene, bei denen der mutige Seelenanteil dominiert, sind Wächter oder Soldaten. Nur diejenigen, deren Leben durch die Vernunft bestimmt wird, sind Philosophen und damit auch gute Herrscher. Sie sind vernünftig und moralisch, weil sie vor ihrer Geburt einen größeren Anteil der absoluten Ideen in sich aufgenommen haben als alle anderen. Ein Gedanke, der, wie wir bereits gesehen haben, auch Platons politische Philosophie prägt. Den Blog entdecken Wer mehr wissen will: Platon (1857): „Der Staat“ Siebtes Buch, Projekt Gutenberg-DE. Bildquellen: File:An Illustration of The Allegory of the Cave, from Plato’s Republic.jpg - Wikimedia Commons

Fortsetzung von: Das Leib-Seele-Problem. Das Gehirn: Ergebnis einer langen Evolution Wie bei Skelett und Sauerstoffversorgung, gingen Wirbellose und Wirbeltiere auch bei der Architektur des Gehirns unterschiedliche Wege. Die Bauweise der Gehirne wirbelloser Tiere ist dezentral; das Nervensystem des Oktopus hat damit kognitive Fähigkeiten entwickelt, die immerhin mit denen von Hunden vergleichbar sind. Bei den Wirbeltieren ist das Gehirn hingegen zentral angelegt. Im Laufe der Evolution entstand zunächst ein Hirnstamm der alle unbewussten vegetativen Tätigkeiten wie Herzschlag, Atmung, Stoffwechsel und grundlegende Reflexe steuert. Darüber bildete sich als nächstes das Kleinhirn, das die Bewegungsabläufe koordiniert, gefolgt von Zwischenhirn und Großhirn, in denen Umweltinformationen bewertet werden. Während der Entwicklung, die von Fischen über Amphibien und Reptilien zu Vögeln und Säugetieren führte, wuchsen auch Klein-, Zwischen- und Großhirn stetig mit.[i] Der evolutionsgeschichtlich jüngste Teil der Großhirnrinde, der Neokortex, ist ein Privileg der Säugetiere. Diese, beim Menschen nur etwa fünf Millimeter dicke Schicht, verfügt über eine sehr hohe Neuronendichte und ist insbesondere bei Primaten stark zerfurcht, ein Trick der Natur, mit dem sich die Oberfläche der Rinde deutlich vergrößern lässt. Der Mensch hat ein typisches Säugetiergehirn Das menschliche Gehirn ist ein in jeder Hinsicht typisches Säugetiergehirn, dessen Aufbau sich von dem anderer Primaten praktisch nicht unterscheidet. Bewusstsein und Intelligenz haben also keine erkennbare Anatomie. Denkprozesse, das heißt die Fähigkeit, Situationen anhand von Erinnerungen bewerten zu können, lassen sich bei vielen Tieren beobachten. Der Mensch ist lediglich die Spezies, bei der die Bewusstwerdung dieser Prozesse am stärksten ausgeprägt ist. Dies ist seine spezifische Überlebensstrategie, so wie Mäuse auf hohe Reproduktionsraten, Wale auf effiziente Lungen und Elefanten auf das Multifunktionswerkzeug „Rüssel“ wetten. Ein sehr gut bewachtes Objekt Das Gehirn ist unser teuerstes Arbeitsmittel. Obwohl es nur 2% unseres Körpergewichts ausmacht, beansprucht es über 20% der verfügbaren Energie. Da es für uns so wichtig ist, behüten wir es sorgsam. Bei Versorgungsengpässen wird es vor allen anderen Organen mit Sauerstoff und Zucker bedacht. Ein biologischer Schlagbaum, die Blut-Hirn-Schranke, regelt den Zutritt und hält Bakterien, Gifte und unerwünschte Botenstoffe fern. Die Schädelhöhle, ein massiver helmartiger Knochen, die strapazierfähige Hirnhaut und die stoßdämpfende Gehirnflüssigkeit stellen den mechanischen Schutz sicher. Das komplexeste uns bekannte Objekt im Universum Dieses gut bewachte Objekt ist die höchste uns bekannte Form von Ordnung im Universum: 100 Milliarden Neuronen, von denen jedes einzelne Neuron mit bis zu 10.000 anderen verknüpft sein kann, bilden ein Geflecht von schier unendlicher Komplexität. In den äußeren Hirnschichten nimmt die Dichte jener Neuronen zu, die nicht mit Umweltschnittstellen oder den internen Organsystemen in Verbindung stehen, sondern vor allem mit anderen Großhirnneuronen verknüpft sind. Diese Nervenzellen sprechen also hauptsächlich mit sich selbst. Allerdings spricht nicht jeder mit jedem; etwa 20% aller Synapsen geben keine Signale weiter, sondern unterbinden sie vielmehr. Täten sie es nicht, würde infolge der hohen Vernetzung jedes Signal nach wenigen Umschaltungen wieder an seinen Ausgangspunkt zurückkommen. Die hemmenden Synapsen moderieren diese Kreisläufe und bewahren das Gehirn so vor Kurzschlüssen. Wird ihre Funktion gestört, kann es zu Erkrankungen wie Epilepsie kommen. „Neurons that fire together, wire together“ Die Synapsenmechanik wurde Ende der 1940er Jahre durch den kanadischen Neuropsychologen Donald Hebb entdeckt. Er hatte beobachtet, dass sich Nervenzellen, die gleichzeitig aktiv sind, miteinander verbinden, eine Erkenntnis, die später mit dem Schlagwort: „Neurons that fire together, wire together“ zusammengefasst wurde. Die intensive, wiederholte Erregung von Synapsen durch Aktionspotentiale führt dazu, dass sich Verbindungen bilden und weiter verstärken. Wie Muskeln wachsen auch neuronale Verknüpfungen durch wiederholtes Training. Die Neuronen arbeiten dabei allein mit den Freiheitsgraden „aktivierend“ oder „hemmend“, „stark“ oder „schwach“, „vorhanden“ oder „nicht vorhanden“. Die Entdeckung der neuronalen Plastizität durch Hebb beflügelte die Hirnforschung: Welchen Zweck hatte die Natur dieser Formbarkeit zugedacht? Der spätere Nobelpreisträger Eric Kandel war dieser Frage seit den 1960er Jahren auf der Spur. Anhand von Aplysia, einer primitiven Meereschnecke, die lediglich über rund 20.000 (allerdings sehr große und somit gut zu beobachtende) Nervenzellen verfügt, fand Kandel heraus, dass Lernen und Vergessen aus physiologischer Sicht nichts anderes ist, als die Veränderung der Effizienz, mit der Informationen an den Synapsen übertragen werden. Ob Schnecke oder Mensch: Neuronale Plastizität ermöglicht es, Ereignisse, die Nervenzellen erregen, im Gedächtnis zu speichern. Mit dem in der Vergangenheit Erlernten lassen sich dann die Probleme der Gegenwart besser lösen. „Use it or loose it” Nicht alles ist gleichermaßen erinnernswert. Die Merkfähigkeit unseres Kurzzeitgedächtnisses beruht auf einer vorübergehend erhöhten Aktivität von Neurotransmittern. Wird der anfänglich geknüpfte Kontakt nicht weiter gepflegt, baut sich die Verbindung ab, die gespeicherte Information geht wieder verloren („use it or lose it“). Laufen aber immer neue Aktionspotentiale über die Synapsen, verändert sich beim empfangenden Neuron die Genexpression. Neue Rezeptorproteine werden gebildet, die eine zuverlässigere Signalübertragung gewährleisten. Diese Potenzierung ist die Grundlage des Langzeitgedächtnisses: Wir erwerben Wissen nur dann dauerhaft, wenn der Lernreiz über einen längeren Zeitraum wiederholt wird. Übung macht den Meister! Daher können wir uns an unsere Telefonnummer aber nicht mehr an unsere letzte Hotelzimmernummer erinnern. Das Gehirn ist ein Apparat, der mit zunehmenden Gebrauch nicht verschleißt, sondern im Gegenteil, besser funktioniert. Jede neue Verschaltung ist gleichbedeutend mit Wissenserwerb. Dies lässt die Welt im Kopf entstehen. Wer etwas gelernt hat, hat sein Gehirn physisch tatsächlich verändert, es sieht nach dem Lernprozess, etwa dem Lesen dieses Buches, anders aus, als zuvor. Ist Langzeitwissen erst einmal fest in neuronalen Bahnen verankert, kann es nur mit sehr viel Aufwand wieder umprogrammiert oder überschrieben werden. (Diese Erfahrung hat jeder schon einmal gemacht, der ein Musikinstrument spielt und ein Stück oder eine Technik falsch eingeübt hat.) Eine zentrale Rolle bei der Konsolidierung des erworbenen Wissens spielt der Hippocampus, ein paarig angelegter Gehirnbereich, der insbesondere während bestimmter Schlafphasen aktiv ist. Er ist unser Tor zum Gedächtnis. Menschen ohne funktionierende Hippocampi können ihrem Gedächtnis keine neuen Erinnerungen mehr hinzufügen. Aufmerksamkeit Unser Nervensystem befindet sich in einem latenten Überwachungsmodus, in dem es weitaus mehr sieht, hört und spürt, als wir wahrnehmen. Der Gehirnteil, der wie ein Filter aus dem Rauschen der Reize jene Informationen heraussucht, auf die es letztlich ankommt, ist der Thalamus. Nur was er an die Großhirnrinde weiterleitet, hat unsere Aufmerksamkeit und kann damit auch in unser Bewusstsein dringen. Der Suchscheinwerfer Aufmerksamkeit sorgt dafür, dass wir aus einem Stimmengewirr unseren eigenen Namen heraushören oder in einer belebten Fußgängerzone sofort einen Elefanten entdecken würden. Ihre Auswahl muss die Aufmerksamkeit sehr sorgfältig treffen, denn die Verarbeitungskapazität für bewusstes Erleben ist ausgesprochen gering: Von den 400.000 Sinnesreizen, die pro Sekunde auf das Gehirn einprasseln, können nur rund 120 bewusst erfasst werden. Was gerade wichtig ist, hängt vor allem von der jeweiligen Situation ab: Die Aufmerksamkeit der Mutter eines Kleinkinds ist eine andere als die einer Studentin während der Vorlesung oder der eines Autofahrers im Großstadtverkehr. Der jüngst verstorbene israelisch-amerikanische Psychologe und Nobelpreisträger Daniel Kahneman erinnert uns daran, dass im Englischen „to pay attention“ zum Ausdruck bringt, dass wir gleichsam einen Preis dafür bezahlen müssen, damit wir unsere Aufmerksamkeit etwas Bestimmtem widmen können. Den Blog entdecken Wer mehr wissen will: Kandel, Eric (2006): „Auf der Suche nach dem Gedächtnis“, Pantheon. Kahneman, Daniel (2011): „Schnelles Denken, langsames Denken“, Siedler. Roth, Gerhard, Strüber, Nicole (2018) „Wie das Gehirn die Seele macht“, Klett-Cotta. Bildnachweis: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Aplysia_californica.jpg https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Eric_Kandel.jpg Ein interessantes kurzes Video zum Thema Aufmerksamkeit [i] Da die Evolution kein Ziel hat, hat sie auch nicht das Bestreben, immer leistungsfähigere Gehirne hervorzubringen. Wie anderen Organe wird auch das Gehirn durch den Grad seiner Beanspruchung geformt. Da die Nachfahren der Wölfe, die sich vor etwa 20.000 Jahren in die Obhut des Menschen begaben, seitdem in einer weniger komplexen Umwelt leben, ist das Gehirn eines wolfsgroßen Hundes heute um ein Drittel kleiner als das seines wilden Artgenossen.

Ein Rechenfehler schreibt Geschichte Die Entdeckung Amerikas war die Folge einer simplen Fehlkalkulation. Bei der Berechnung des westlichen Seewegs nach Indien hatte Christoph Kolumbus den Angaben des Bagdader Astronomen al-Farghani vertraut, dabei jedoch übersehen, dass dieser den Erdumfang nicht in römischen, sondern in den wesentlich längeren arabischen Meilen angegeben hatte. Ohne diesen Irrtum wäre Kolumbus wohl kaum in See gestochen, seine Nussschalen hätten die gewaltige Strecke unmöglich bewältigen können. Mit Beginn der Neuzeit fing Mathematik an, Geschichte zu schreiben. Bis ins späte Mittelalter hinein mutete ihr noch die Aura einer Geheimwissenschaft an, in die nur wenige Gelehrte – das hieß damals Mönche, Philosophen und Universitätsprofessoren – eingeweiht waren. Dass Mathematik auch für Seefahrer, Kaufleute, Verwalter, Baumeister und Handwerker zu einem unentbehrlichen Werkzeug wurde, ist ein Phänomen der Neuzeit. Rechenmeister, wie der sprichwörtlich gewordene Adam Ries, erkannten diesen steigenden Bedarf. Ries schrieb Anfang des 16. Jahrhunderts ein populäres Standardwerk der Arithmetik, gründete eine Rechenschule und half so tatkräftig mit, die Europäer von ihrem unhandlichen römischen Zahlensystem zu erlösen. Schwer zu fassendes Angstfach Rund 500 Jahre später hat die Mathematik sehr beeindruckende Fortschritte erzielt; gleichzeitig hat sie sich aber auch zum Angstfach Nummer eins für Schüler entwickelt, die mit der Frage konfrontiert werden, was denn nun „nach Adam Ries(e) das Ergebnis einer bestimmten Rechenoperation sein soll. Der Nobelpreisträger Daniel Kahneman beschreibt in seinem Buch „Schnelles Denken, langsames Denken“ die physiologischen Konsequenzen der menschlichen Begegnung mit Mathematik: Pupillen weiten sich, Muskeln spannen sich an, Blutdruck und Herzfrequenz steigen! Aber auch nach jahrtausendelanger Beschäftigung wissen wir immer noch nicht, was diese Wissenschaft, auf die unser Körper wie auf einen Säbelzahntiger reagiert, denn nun genau sein soll. Die Etymologie, die Lehre von der Wortherkunft, hilft uns hier leider nicht weiter. Das altgriechische Wort „máthēma“ bedeutet so viel wie „das, was gelernt wurde“ und ließe sich auch im weiteren Sinne mit dem allgemeineren Wort „Wissenschaft“ umschreiben. Die „Lehre von den Zahlen“ greift als Erklärung zu kurz, denn zur Mathematik gehört auch die Geometrie und die lässt sich auch lediglich mit Zirkel und Lineal, also ganz ohne Zahlen betreiben. Natur oder Geist? Wir wissen auch nicht so recht, wo wir Zahlen und geometrische Figuren im System der Wissenschaften überhaupt verorten sollen – die Mathematik scheint nirgendwo auf der Welt einen festen Platz zu haben. Während Galileo Galilei in ihr die universelle Sprache zu erkennen glaubt, in der die Natur zu uns spricht, ist sie für den Mathematiker Leopold Kronecker die Geisteswissenschaft par excellence, ein Universum der Abstraktion, dessen Wahrheitsgehalt allein auf menschengemachten Regeln basiert. Das große Mysterium ist, dass sie tatsächlich beides zu sein scheint: Natur und Geist. Der realen dinglichen Welt sind überall Grenzen gesetzt – ganz gleich, ob wir ökonomische Ressourcen oder physikalische Phänomene wie die Lichtgeschwindigkeit oder die Größe des Universums betrachten. Die Mathematik aber kann diese Beschränkungen einfach ignorieren. Sie rechnet gerne mit der Unendlichkeit, dem unendlich Kleinen, dem unendlich Großen. Wie wir noch später in diesem Blog noch sehen werden, kann sie mit dieser höchst irrealen Vorstellung höchst reale Dynamiken unserer Welt einfangen und exakt beschreiben. Sagt Mathematik die Zukunft vorher? Die verblüffenden Fähigkeiten der Mathematik gehen aber noch weiter: Als Bernhard Riemann1854 in Anwesenheit des greisen Carl Friedrich Gauß seine „Hypothesen, welche der Geometrie zugrunde liegen“ vorstellte, glaubte niemand, auch Riemann selbst nicht, dass seine Idee vieldimensionaler Räume einen praktischen Nutzen haben könnte. Alle sahen in ihr vielmehr eine rein gedankliche Spielerei. Doch rund 60 Jahre später erkannte Albert Einstein in Riemanns Geometrie das Werkzeug, das ihm die korrekte Beschreibung der allgemeinen Relativitätstheorie ermöglichen würde. Dies zeigt nicht nur, dass Mathematik und Physik beste Freunde sind, wir begegnen hier auch einem weiteren großen Geheimnis der Mathematik: Eine logisch-philosophische, vermeintlich zweckfreie „Spielerei“ hatte sich im Nachhinein als höchst nützliches Werkzeug entpuppt. Tatsächlich ist die Mathematikgeschichte voller solcher Entdeckungen: Der von Leibniz gefundene Binärcode gibt heute den Computern den Takt vor; die ursprünglich fruchtlose Zahlentheorie ist Grundlage der Internetsicherheit; Ingenieure können ohne imaginäre Zahlen nicht mehr arbeiten und Fibonaccis Folge enträtselt universelle Wachstumsmuster. Der Physik-Nobelpreisträger Eugene Wigner bezeichnete dieses Phänomen als „die unglaubliche Wirksamkeit der Mathematik in den Naturwissenschaften“. Eine einzigartige Methode, Wissen zu gewinnen Mathematik unterscheidet sich von allen anderen Wissenschaften durch ihre Art Wissen zu gewinnen: Während in den Natur- und Sozialwissenschaften Hypothesen erstellt und anhand von empirischen Daten überprüft werden, wird mathematisches Wissen, wie wir in einem der kommenden Beiträge sehen werden, allein anhand eines streng logischen Prozesses, der auf Axiomen, Definitionen, Vermutungen und Beweisen beruht, weiterentwickelt. Während wissenschaftliche Theorien immer nur vorläufige Erkenntnisse erzeugen, gewissermaßen ein Verfallsdatum haben, da sie jederzeit durch neue Einsichten widerlegt werden können, haftet den mathematischen Gesetzen etwas Ewiges, Absolutes an. Es ist ihre logische Widerspruchsfreiheit, die ihnen ihre unglaubliche Haltbarkeit verleiht und damit Welterklärungswerkzeuge von erstaunlicher Stabilität entstehen lässt. Was ist also Mathematik? Demzufolge gibt es heute auch keine allgemein akzeptierte Definition von Mathematik. Etwas, das allerdings sowohl der geistes- als auch der naturwissenschaftlichen Perspektive gemein ist, ist dass es immer um die Erkennung und Beschreibung von Mustern geht. Arithmetik, Geometrie, Algebra, Analysis und Stochastik sind ausgesprochen nützliche Werkzeuge, um die physikalischen, aber auch die geistigen und sozialen Prozesse um uns herum zu beschreiben und damit für uns fassbar zu machen. Wenn wir den mathematischen Beitrag zur Welterklärung verstehen wollen, müssen wir uns also auf eine Gratwanderung zwischen Natur und Geist begeben. Doch wenn wir uns darauf einlassen und Vokabular und Grammatik dieser universellen Sprache erlernen, erhalten wir Zugriff auf eine faszinierende Werkzeugkiste voller einmaliger Weltbeschreibungsinstrumente. Wer mehr wissen will: Kahneman, Daniel (2011): „Schnelles Denken, langsames Denken“, Siedler. S. 32 Beutelspacher, Albrecht (2010): „Kleines Mathematikum“, C.H. Beck. S. 13 f. Enzensberger, Hans Magnus (1998): „Die Mathematik im Jenseits der Kultur - Eine Außenansicht“ in: FAZ vom 29.08.1998. Courant, Richard / Robbins, Herbert (2010): „Was ist Mathematik?“, Springer.

Babylon by bus Vor einigen Jahren habe ich den Versuch unternommen, Chinesisch zu lernen. Der Versuch war – zugegeben – nur halb ernst. Meine hauptsächliche Motivation war es, in eine Gedankenwelt einzutauchen, die nach völlig anderen Prinzipien funktioniert, als alle Sprachen, die ich bisher gelernt habe. Was ich aus diesem Experiment mitgenommen habe, waren drei Dinge: Erstens es gibt so „verrückte“ Phänomene wie dass die Tonhöhe den Wörtern völlig unterschiedliche Bedeutungen geben kann. (Verrückt ist das natürlich nur aus einer eurozentrischen Perspektive.) Zweitens die Erkenntnis, dass eine Sprache schriftlich auch nach ganz anderen Prinzipien als einem phonetischen Alphabet aufgezeichnet werden kann (Und sei es um den Preis, dass einige tausend Zeichen auswendig gelernt werden wollen.) Die dritte und verblüffendste Erkenntnis für mich aber war, dass Grammatik auch unbeschreiblich einfach sein kann, ohne dass die Genauigkeit von Aussagen dadurch wesentlich beeinträchtigt wird. Ein Freund, der ein entsprechendes Experiment mit Türkisch unternommen hat, hat ähnliche Erfahrungen gemacht: Sprachen können auch nach völlig anderen Prinzipien funktionieren, als Deutsch oder die europäischen Fremdsprachen, die wir üblicherweise lernen. In den kommenden Sprachblogs werden wir unter anderem sehen, dass Chinesisch, Türkisch und Deutsch klassische Vertreter dreier grundlegender Sprachtypen sind, die Wilhelm von Humboldt Anfang des 19. Jahrhunderts systematisierte. Ein göttliches Geschenk… „Im Anfang war das Wort, und das Wort war bei Gott, und das Wort war Gott." Das Welterklärungsbuch Bibel setzt sich an vielen Stellen mit dem „göttlichen Geschenk“ der Sprache auseinander. Die Schöpfungsgeschichte erzählt, wie der Herr durch bloße Worte die Welt erschafft und seine Werke benennt. In Babylon bestraft Gott den Hochmut der Menschen, die einen Turm bis in den Himmel bauen wollen: Er lässt das Projekt scheitern, indem er ihre Sprache verwirrt. Das Neue Testament berichtet vom Pfingstwunder, bei dem der göttliche Geist über die Apostel kommt, so dass alle Besucher des Schawuot-Fests sie in ihrer eigenen Sprache reden hören. Das Leben hat lange experimentiert, wie sich nützliche Informationen am besten bewahren lassen. Das langsame, zufällige Lernen der Gene wurde durch ein schnelles, erfahrungsabhängiges Lernen neuronaler Netze ergänzt. Das bewusste Erleben neuronaler Zustände, das allein den Menschen auszeichnet, ist auch ohne Sprache möglich, da sich unser Denken vor allem in bildhaften Repräsentationen vollzieht: Babys können daher denken, noch bevor sie sprechen können. Doch zweifelsohne hat die revolutionäre Idee, Schallwellen, Gesten und Symbolen Bedeutungen zuzuordnen, uns Menschen eine fantastische neue Dimension erschlossen: Wir können unseren Artgenossen – sofern wir uns mit ihnen zuvor über die Benutzung eines gemeinsamen Zeichenvorrats verständigt haben – unsere Bewusstseinszustände mitteilen: Das ermöglicht es uns, unsere Erfahrungen und Gedanken mündlich und schriftlich zu fixieren und über Generationen hinweg zu bewahren. …oder ein äußerst mangelhaftes Instrument? Menschliche Kommunikation ist allerdings nicht frei von Mängeln. Das lässt weniger eine göttliche, als vielmehr eine evolutionäre Herkunft vermuten. Sobald wir uns der Sprache bedienen, sind Missverständnisse regelrecht vorprogrammiert. Denn die Zeichen, die wir den Dingen zuordnen, lösen bei unserem Gegenüber oftmals völlig andere mentale Repräsentationen aus. Wie können wir sicherstellen, dass unsere Begriffe die Objekte dieser Welt tatsächlich auch eindeutig benennen? Erst recht, wenn es um Fremdsprachen geht, denen vielleicht andere Weltbilder zugrunde liegen: Wie lassen sich Wörter wie „Schadenfreude“, „Waldeinsamkeit“ oder „Wanderlust“ ins Englische oder Japanische übersetzen? Wie übersetzt man „cheers!“ ins Deutsche? Begrenzen am Ende die Limitationen unserer Sprache auch die Möglichkeiten unseres Denkens? Doch bei aller Unzulänglichkeit des Werkzeugs Sprache: Ohne unsere Fähigkeit, Wissen mithilfe von Zeichen konservieren, kumulieren und kollektivieren zu können, wäre der explosionsartige Verlauf unserer kulturellen Evolution undenkbar. An dieser Stelle sollten wir kurz erwähnen, dass es neben der natürlichen Sprache, die jeder Mensch spricht, auch ein universelles Kommunikationsmittel gibt, das in jeder Beziehung völlig eindeutig ist: die Mathematik. Einem Zitat von Galileo Galilei zufolge ist sie die Sprache, in der die Natur zu uns spricht. Dieser Sprache, deren Regeln keine Ausnahmen kennen, haben wir eine eigene Blog-Kategorie gewidmet. Gemeinsame Ursprünge? Erst um die Wende zum 19. Jahrhundert wurde durch Arbeiten von Linguisten wie William Jones oder Willhelm von Humboldt offenbar, dass zahlreiche Sprachen in familiärer Beziehung zueinander stehen. Die größte Gruppe, die indogermanischen, beziehungsweise indoeuropäischen Sprachen, umfassen solch unterschiedlich anmutende Mitglieder wie Walisisch, Deutsch, Tschechisch, Latein, Albanisch, Persisch oder Sanskrit. Daneben gibt es noch weitere wichtige Großfamilien, etwa die afroasiatischen oder die sinotibetischen Sprachen. Könnten auch diese Familien ihrerseits einen gemeinsamen Ursprung haben? Nostratisch wäre nach Überzeugung etlicher Linguisten eine solche mögliche Makrofamilie. Eine gemeinsame Herkunft zahlreicher eurasischer und afrikanischer Sprachen bleibt allerdings hypothetisch und auch sonstige Verbindungen zwischen andern Makroclans sind nach dem heutigen Stand der Wissenschaft äußerst spekulativ. Das legt nahe, dass die frühen Vertreter unserer Spezies unser einzigartiges Kommunikationsinstrument gleich mehrfach unabhängig voneinander erfunden haben. Wer mehr wissen will: Humboldt, Wilhelm von (1836) „Über die Kawi-Sprache auf der Insel Java“. Eco, Umberto (1994) „Die Suche nach der vollkommenen Sprache“, Beck. Rauchhaupt, Ulf von (2016): „Sprechen Sie Nostratisch?“ in: Frankfurter Allgemeine Zeitung Online vom 15.06.2016.

Eine einfache Ordnung Physik bedeutet im Griechischen so viel wie „die Lehre von der Natur“. Vor noch nicht allzu langer Zeit stellte sich diese Natur dem Menschen als eine Vielzahl chaotischer, unvorhersehbarer, oftmals verheerender Gewalten dar. Blitz, Donner, Sturm, Ebbe, Flut, Kälte, Hitze, Erdbeben oder Vulkanausbrüche standen als Ausdruck göttlicher Macht und Willkür scheinbar zusammenhanglos nebeneinander. Doch seit der Antike haben Menschen versucht, Schneisen in dieses Dickicht zu schlagen. Ihnen verdanken wir heute die Erkenntnis, dass dem vermeintlich wilden Strauch der Naturgewalten eine relativ einfache Ordnung zugrunde liegt. In der christlichen Mythologie kommt manchen Zahlen eine besondere Bedeutung zu. Die Drei steht für die Heilige Dreifaltigkeit, die drei Erscheinungsfor-men Gottes. Die Vier steht für die Erde, symbolisiert durch die vier antiken Elemente oder auch die vier Himmelsrichtungen. Drei und vier ergeben zusammen die Zahl Sieben, die Verbindung von Himmel und Erde. Das Fundament der Physik ist von ähnlicher Schlichtheit: Demnach bestimmen drei Dinge die Geschicke der Welt: Raum, Zeit und Materie. Wie sich die Materie in Raum und Zeit verhält, bestimmen lediglich vier Kräfte, die allesamt der Materie innewohnen. Ganz gleich, ob wir die Bewegungen der Planeten betrachten, einen zuckenden Muskel, das Licht der Sonne, radioaktiven Zerfall, Schallwellen, einen Wirbelsturm, eine Kompassnadel oder einen fallenden Apfel – stets verbirgt sich dahinter das Wirken der immer selben vier Grundkräfte. Die Entwicklung der Physik Die Geschichte der Physik ist die Geschichte der Entdeckung dieser einfachen Ordnung. Als außerordentlich nützliche Erfüllungsgehilfin und Weggefährtin hat sich dabei die Mathematik erwiesen. (Die Entwicklung der Infinitesimalrechnung im 17. Jahrhundert etwa wurde durch eine physikalische Fragestellung provoziert.) Mathematisch exakt definierbare Naturgesetze, die nichts und niemand übertreten kann, erzeugen jene absolute Verlässlichkeit, auf der die Organisation des Kosmos und somit letztlich auch unsere eigene Existenz beruht. Den Weg der Physik von der Antike bis zum heutigen Wissen um die Elementarteilchen, habe ich versucht, in einer Graphik zusammenzufassen. In den kommenden Physik-Blogs möchte ich diesen Weg Schritt für Schritt nachvollziehen. Vier Grundkräfte Jede der vier Grundkräfte ist mit einem ganz eignen Charakter ausgestattet. Das wundersame Zusammenwirken aller Kräfte bewirkt, dass die Welt so ist, wie sie ist. Die sich daraus ergebenden Wechselspiele lassen sich, wie erwähnt, mathematisch exakt in Form von Naturgesetzen beschreiben. Die Kräfte, die das Schicksal der (für uns messbaren) Welt bestimmen, sind: · Gravitation · Elektromagnetismus · starke Kernkraft · schwache Kernkraft Schwerkraft und Elektromagnetismus kennen wir aus unserem Alltag; starke und schwache Kernkraft entfalten hingegen ihre alchemistischen Wirkungen allein im Verborgenen; sie wirken nur in den Atomkernen selbst. Betrachten wir kurz die wichtigsten Eigenschaften der vier Grundkräfte: Wir sehen, dass diese Eigenschaften höchst unterschiedlich sind, was Reichweite, Abschirmbarkeit und Kraftwirkung in Abhängigkeit von der Entfernung angeht. Die Wirkung der Gravitation etwa beträgt, wenn sich der Abstand verdoppelt, nur noch ein Viertel. In einem Straßentunnel funktioniert unser Autoradio nicht mehr, die elektromagnetischen Wellen werden durch die Gesteinsmassen abgeschirmt. Die Gravitation hingegen wirkt auch im Tunnel noch nach wie vor. Auch hinsichtlich ihrer relativen Stärke unterscheiden sich Kräfte eklatant: Die starke Kernkraft ist etwa 100.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000-mal stärker als die Gravitation. Bosonen (genauer Eichbosonen) sind jene masselosen Elementarteilchen, die der Materie die vier Grundkräfte vermitteln – doch hier sollten wir abbrechen. Wir sind bereits mitten in der modernen Teilchenphysik gelandet und wie es zu dieser Erkenntnis kam ist eine lange Geschichte… Zwei grundlegende Theorien Unser heutiges Physikverständnis wird von zwei grundlegenden Theorien bestimmt, die die erfahrbare Physik unserer unmittelbaren Wahrnehmung auf die Streckbank der Extreme gespannt und peinlich befragt haben. Beide Theorien sind dabei zu atemberaubenden, allerdings für uns Menschen intuitiv nicht mehr nachvollziehbaren Erkenntnissen gelangt: · Die allgemeine Relativitätstheorie ist die Betrachtung der unvorstellbar großen, kosmischen Maßstäbe; sie ist im Kern eine Theorie der Gravitation. · Das Standardmodell der Teilchenphysik ist die Betrachtung der unvorstellbar kleinen subatomaren Maßstäbe. Sie beschreibt, wie starke, schwache und elektromagnetische Kräfte zwischen den Elementarteilchen wechselwirken. Das Standardmodell vermittelt uns damit das umfassendste Bild, das wir heute von den grundlegenden Zusammenhängen des Universums haben können. Wer sich mit Physik bisher noch nicht näher auseinandergesetzt hat, ist jetzt vielleicht etwas verwirrt. Doch keine Bange. Wir werden die einzelnen Meilensteine, die uns zu diesem besonderen Weltbild geführt haben noch nach und nach beleuchten. Dichtes Gewebe mit Löchern Zusammen beschreiben Relativitätstheorie und Standardmodell sehr viele reale und grundlegende Phänomene der Welt. Die Spaltung und Fusion von Atomkernen hat zudem gezeigt, dass die beiden großen modernen Theorien der Physik irgendwie miteinander verbunden sind. Was bis heute fehlt, ist eine übergeordnete Theorie, die alle Aussagen Einsteins und der Quantenphysiker widerspruchslos miteinander vereint. Bei der Suche nach dieser Weltformel ist die Physik allerdings in den letzten Jahrzehnten nicht so recht vorangekommen. Seit einem halben Jahrhundert suchen tausende Physiker auf der ganzen Welt ohne greifbaren Erfolg nach einer Quantentheorie der Gravitation. Diese umfassende Theorie müsste in der Lage sein, aus der Dynamik subatomarer Teilchen heraus alle bekannten kosmologischen Phänomene erklären zu können. Eines dieser Phänomene ist der merkwürdige Umstand, dass es eigentlich sehr viel mehr Materie im Universum geben müsste, als für uns sichtbar ist, denn die uns bekannten Sterne umkreisen das Zentrum ihrer Galaxien schneller, als wir es aufgrund der für uns erfassbaren Massen erwarten würden. Etwa 85% aller Materie, die es demnach im Universum geben müsste, interagiert offenbar nicht mit elektromagnetischen Wellen, das heißt, sie ist unsichtbar und wird daher als „Dunkle Materie“ bezeichnet. Wir haben heute weder eine Vorstellung, ob es diese riesigen Stoffmengen überhaupt gibt, noch wie sie sich aufspüren ließen. So gesehen beschreibt die Physik Stand heute nur 15% unseres Universums. Der Welterklärungsanspruch der Physik ist dennoch der umfassendste, den wir gegenwärtig kennen. Denn letztlich beruhen auch die Chemie, die von der Chemie abhängigen physiologischen Abläufe der Biologie und somit schließlich auch der menschliche Geist auf rein physikalischen Vorgängen. (Mehr dazu im nächsten Blog „Was ist Chemie?“) Physik ist praktisch und philosophisch Dass Physik es uns ermöglicht, sehr viel von dieser Welt zu verstehen, hat sowohl einen überaus praktischen als auch einen philosophischen Aspekt. Das Praktische erlaubt es uns, die Naturgesetze für unsere Zwecke einzuspannen. Dieses Wissen hat unsere Erde extrem verändert. Konkret geschieht das vor allem durch die Ingenieurswissenschaften. Das beginnt mit dem Funktionsprinzip eines Flaschenzugs, mit dem sich große Lasten mit wenig Kraft bewegen lassen und endet mit der Berücksichtigung der Relativitätstheorie bei der Berechnung von GPS-Daten. In philosophischer Hinsicht zeigt die Physik uns die Grenzen unserer Erkenntnis auf: Information kann nicht schneller übertragen werden, als sich elektromagnetische Wellen im Vakuum ausbreiten können. Wir wissen auch nicht, in was das Universum hineinexpandiert oder was vor dem Urknall geschah. Nicht weil wir ignorant sind, sondern weil wir es grundsätzlich nicht wissen können. Wir befinden uns in der Welt und können sie nicht von außen betrachten. Die Macht der Physik hat auch Pioniere der Gesellschaftswissenschaften inspiriert. So entwickelte der französische Soziologe Auguste Comte eine Vision, der zufolge auch menschliche Gemeinschaften physikalischen Gesetzen gehorchen. Das erscheint aberwitzig. Doch einige Staaten haben, wie wir im in den Blogs zum Thema "Gesellschaft" noch sehen werden, bereits damit begonnen, diese Vision in die Realität umzusetzen. Weiterführende Literatur: Holzner, Steven (2020): „Physik für Dummies“, Wiley-VCH Anderl, Sibylle (2018): „Was ist ein Naturgesetz?” in: Frankfurter Allgemeine Zeitung Online vom 02.03.2018.